nghiên cứu ảnh hưởng của suy giảm cường độ do thấm gây ra tới trường ứng suất biến dạng trong đập đê bê tông đầm lăn

1


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và làm luận văn cao học, được sự giúp đỡ của các
thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Quang Phú
và thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Quang Hùng, cùng sự cố gắng nỗ lực của bản thân
đến nay tôi đã hoàn thành luận văn thạc sĩ.
Các kết quả đạt được là những đóng góp nhỏ bé về mặt khoa học trong quá
trình nghiên cứu về ảnh hưởng của thấm gây ra tới trường ứng suất biến dạng
trong đập bê tông đầm lăn. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn, do điều kiện thời
gian và trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong
nhận được những chỉ bảo và góp ý của các thầy, cô giáo và các đồng nghiệp.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS. Nguyễn
Quang Phú, thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Quang Hùng đã hướng dẫn, chỉ bảo tận
tình và cung cấp các kiến thức khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận
văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo bộ môn Thủy công, bộ môn sức bền
và kết cấu, khoa Công Trình, phòng đào tạo đại học và Sau đại học - Trường Đại
học Thuỷ Lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ
của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Chi nhánh Tư vấn 1- Công ty Cổ phần
Tư vấn Sông Đà đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận
văn.
Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, bạn bè gần xa và gia đình
đã động viên khích lệ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này.

Hà Nội, tháng 12 năm 2011

Tác giả

Tô Văn Thuật
2


MỤC LỤC
9TMỞ ĐẦU9T 4
9TCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG ỨNG
DỤNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
9T 6
9T1.1.9T 9TTình hình xây dựng đập bê tông trên thế giới và ở Việt Nam9T 6
9T
1.1.1.
9T 9T
Tình hình xây dựng đập bê tông trên thế giới
9T
6

9T
1.1.2.
9T 9T
Tình hình xây dựng đập bê tông ở nước ta
9T
7

9T1.2.9T 9TTình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn (BTĐL) trên thế giới và ở Việt Nam.9T 8
9T
1.2.1.
9T 9T
Tình hình ứng dụng BTĐL trên thế giới
9T

9

9T
1.2.2.
9T 9T
Việc áp dụng bê tông đầm lăn ở Việt Nam
9T
13

9T1.3.9T 9TGiới thiệu về công nghệ xây dựng đập bê tông đầm lăn.9T 17
9T1.4.9T 9TNhững tồn tại trong công nghệ xây dựng đập bê tông đầm lăn.9T 19
9T
1.4.1.
9T 9T
Về chất lượng bám dính giữa các lớp:
9T
19

9T
1.4.2.
9T 9T
Về vấn đề thấm:
9T
19

9T
1.4.3.
9T 9T
Về chất lượng thi công:
9T

19

9T1.5.9T 9TKết luận chung9T 20
9TCHƯƠNG 2. TÁC HẠI CỦA DÒNG THẤM TRONG ĐẬP RCC VÀ PHƯƠNG
PHÁP LUẬN DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU
9T 21
9T2.1.9T 9TQuá trình phát triển cường độ của bê tông đầm lăn9T 21
9T
2.1.1.
9T 9T
Cường độ kháng nén:
9T
21

9T
2.1.2.
9T 9T
Cường độ kháng kéo:
9T
23

9T
2.1.3.
9T 9T
Quan hệ giữa cường độ kháng nén và cường độ kháng kéo:
9T
24

9T2.2.9T 9TCác nhân tố ảnh hưởng tới cường độ của bê tông đầm lăn 9T 24
9T

2.2.1.
9T 9T
Cường độ kháng nén của BTĐL:
9T
24

9T
2.2.2.
9T 9T
Cường độ kháng kéo của bê tông đầm lăn
9T
37

9T2.3.9T 9TẢnh hưởng của thấm tới quá trình phát triển cường độ của bê tông đầm lăn .9T 42
9T
2.3.1.
9T 9T
Khả năng liên kết và chống thấm của bê tông đầm lăn
9T
42

9T
2.3.2.Hiên trạng thấm tại một số công trình BTĐL–nguyên nhân và cách khắc phục
9T
42

9T
2.3.3.
9T 9T
Ảnh hưởng của thấm tới quá trình phát triển cường độ RCC

9T
43

9T2.4.9T 9TPhương pháp luận dùng trong nghiên cứu.9T 48
9T
2.4.1.
9T 9T
Phương pháp phân tích ứng suất biến dạng trong đập RCC.
9T
48

9T
2.4.2.
9T 9T
Những vấn đề còn tồn tại trong các phương pháp tính.
9T
52

9T
2.4.3.
9T 9T
Đề xuất và lựa chọn bài toán dùng trong nghiên cứu.
9T
53

9TCHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SUY GIẢM CƯỜNG ĐỘ DO
THẤM GÂY RA TỚI TRƯỜNG ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG TRONG ĐẬP RCC
9T 54
9T3.1.9T 9TNghiên cứu suy giảm cường độ RCC do dòng thấm gây ra.9T 54
3

9T3.2.9T 9TNghiên cứu trường ứng suất biến dạng trong toàn bộ đập RCC do quá trình suy
giảm cường độ dưới tác dụng của dòng thấm cho các đập có chiều cao khác nhau. Từ
đó tìm ra được sự thay đổi về ứng suất biến dạng trong từng vùng (thân đập) khi suy
giảm cường độ.
9T 54
9T
3.2.1.
9T 9T
Phạm vi tính toán
9T
54

9T
3.2.2.
9T 9T
Trường hợp tính toán
9T
55

9T
3.2.3.
9T 9T
Các đặc tính vật liệu và nền đá
9T
55

9T
3.2.4.

9T 9T
Mô hình tính toán
9T
55

9T
3.2.5.
9T 9T
Tổng hợp kết quả tính toán
9T
56

9T3.3.9T 9TPhân tích và nhận xét kết quả tính toán.9T 58
9T3.4.9T 9TKết luận chương9T 66
9TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ9T 68
9TTÀI LIỆU THAM KHẢO9T 70

4


MỞ ĐẦU


1. Tính cấp thiết của đề tài:
Đối với Việt Nam, công nghệ bê tông đầm lăn (RCC) là một công nghệ mới.
Hiện nay xây dựng đập bê tông dùng công nghệ RCC tương đối phổ biến:
Pleikrông, Sơn La, Bản Chát, Định Bình…. Trong nhiều nghiên cứu và thực tế đã
chứng minh được công nghệ RCC có rất nhiều ưu điểm.
Tuy nhiên, một nhược điểm cơ bản cần được quan tâm là sự hình thành phân
tách lớp giữa các lớp đổ dẫn tới sự suy giảm khả năng chống trượt cũng như khả
năng chống thấm của đập. Đặc biệt khi đã hình thành phân tách lớp, tác động của áp
lực thấm lại là một nhân tố thúc đẩy sự phân tách lớp phát triển càng mạnh mẽ.
Không những thế trong thời gian phát triển cường độ của bê tông RCC, áp lực thấm
phát sinh trong thân đập có ảnh hưởng mạnh mẽ tới sức chịu tải của vật liệu. Nói
cách khác, áp lực thấm và sự phân tách lớp cũng như quá trình phát triển của cường
độ bê tông RCC có sự liên quan mật thiết đến nhau.
Xuất phát từ những luận điểm như vậy, luận văn tập trung đi sâu nghiên cứu
quá trình suy giảm cường độ của RCC dưới tác dụng của dòng thấm. Từ đó tiến
hành phân tích ứng suất biến dạng trong toàn bộ thân đập để có thể đưa ra được kết
quả ban đầu về những ứng xử của công trình dưới tác dụng của dòng thấm trong
đập RCC.

2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài:
Mục đích nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
cường độ RCC, đặc biệt là ảnh hưởng của áp lực thấm tới sự phát triển cường độ
RCC, thông qua đó nghiên cứu sự thay đổi phân bố ứng suất biến dạng trong toàn
bộ thân đập RCC để có biện pháp ứng xử vật liệu cũng như những giải pháp công
trình nhằm nâng cao tính an toàn cho đập RCC.

5


3. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Đập bê tông dùng công nghệ RCC.
- Phạm vi nghiên cứu: Các đập RCC có chiều cao từ 30m÷100m
- Phương pháp nghiên cứu:
+ Tổng hợp các nghiên cứu khoa học, các số liệu thí nghiệm, lựa chọn
phương pháp tính toán.
+ Sử dụng các phần mềm trong phân tích ổn định, ứng suất trong đập
RCC.
4. Kết quả dự kiến đạt được:
- Thấy rõ sự quy luật thay đổi của trường ứng suất chính trong thân đập. Để
từ đó có những ứng xử công trình cần thiết trong vấn đề chống thấm cho đập bê
tông đầm lăn RCC
- Qua kết quả tính toán đề xuất và lựa chọn bài toán dùng trong nghiên cứu.

6


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG
ỨNG DỤNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRÊN THẾ GIỚI
VÀ Ở VIỆT NAM


1.1. Tình hình xây dựng đập bê tông trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình xây dựng đập bê tông trên thế giới
Cách đây khoảng 4000 năm ở Ai Cập, Trung Quốc đã bắt đầu xuất hiện
những công trình thủy lợi (đập, kênh mương và các công trình đơn giản khác ).
Đập đầu tiên được xây dựng ở trên sông Nile cao 15m, dài 450m có cốt là đá đổ và
đất sét.
Theo thống kê của Hội đập cao thế giới (ICOLD ) tính đến năm 2000 trên
toàn thế giới có khoảng 45.000 đập lớn. Theo cách phân loại của ICOLD thì đập có
chiều cao H=10
÷
15m và có chiều dài L
≥
500m, QR
xả lũ
R
≥
2.000 mP

3
P/s; hồ có dung tích
W
≥
1.000.000mP
3
P nước được xếp vào loại đập cao. Số lượng hơn 45.000 đập phân
bố không đều trên các châu lục.
Nước có nhiều đập nhất trên thế giới là Trung Quốc với khoảng 22.000 đập
chiếm 48% số đập trên thế giới. Đứng thứ hai là Mỹ với 6.575 đập, thứ ba là Ấn Độ
với 4.291 đập. Tiếp đến là Nhật Bản có 2.675, Tây Ban Nha có 1.196 đập. Việt
Nam có 460 đập đứng thứ 16 trong số các nước có nhiều đập lớn.
Tốc độ xây dựng đập cao trên thế giới cũng không đều, thống kê xây dựng
đập từ năm 1900 đến năm 2000 thấy rằng thời kỳ xây dựng nhiều nhất là vào những
năm 1950, đỉnh cao là năm 1970.
Theo thống kê đập ở 44 nước của ICOLD-1997, số đập cao 15
÷
30m chiếm
khoảng 56,2%, cao từ 30
÷
150m chiếm khoảng 23,8% và trên 150m chỉ chiếm có
0,1%. Từ những năm 1960 trở lại đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, lý
luận tính toán ngày càng phát triển và hoàn thiện, độ an toàn đập ngày càng cao.
7


Bảng 1.1: Bảng thống kê số lượng đập cao đã được xây dựng trên Thế giới

STT Nước Số lượng đập STT

Nước Số lượng đập
1
Trung Quốc
22.000
16
Việt Nam
460
2
Mỹ
6.575
17
Na Uy
335
3
Ấn Độ
4.291
18
CHLB Đức
311
4
Nhật
2.675
19
Al-Ba-Ni
306
5
Tây Ban Nha
1.196
20
Ru-Ma-Ni

246
6
Canada
793
21
Zim-Ba-Buê
213
7
Hàn Quốc
765
22
Thái Lan
204
8
Thổ Nhĩ Kỳ
625
23
Thụy Điên
190
9
Braxin
594
24
Bungari
180
10
Pháp
569
25
Thụy Sĩ

156
11
Nam Phi
539
26
Áo
149
12
Mexico
537
27
Cộng Hòa Séc
118
13
Italia
524
28
Algieri
107
14
Anh
517
29
Bồ Đào Nha
103
15
Australia
486
30
Liên Bang Nga

96
(Số liệu lấy từ báo Đập và an toàn đập của tác giả Nguyễn Tiến Đạt ).
1.1.2. Tình hình xây dựng đập bê tông ở nước ta
Thời kỳ trước những năm 30 của thế kỷ 20, ở nước ta đã xuất hiện một số
đập bê tông trọng lực nhưng mới chỉ là những đập thấp có chiều cao khoảng
5÷10m, chưa có những đập lớn. Các đập có kết cấu đơn giản, thi công nhanh bằng
thủ công, kỹ thuật không phức tạp ngoại trừ đập Đồng Cam tỉnh Phú Yên do đặc
điểm thuỷ văn của sông Đà Rằng.
Giai đoạn từ 1930 đến 1945 người Pháp tiếp tục xây dựng ở nước ta một số
đập bê tông trọng lực như đập dâng Đô Lương - Nghệ An làm nhiệm vụ cấp nước
tưới, đập Đáy ở Hà Tây có nhiệm vụ phân lũ, một số đập dâng nhỏ khác như đập
dâng An Trạch ở Quảng Nam, đập dâng Cẩm Ly ở Quảng Bình,…
Giai đoạn từ năm 1945 đến 1975, đất nước có chiến tranh nên việc đầu tư
xây dựng các công trình thuỷ lợi lớn bị hạn chế. Trong thời kỳ này chưa có đập bê
tông trọng lực cao nhưng cũng đã xây dựng một số đập tràn thấp như đập thuỷ điện
8


Thác Bà, đập tràn thuỷ điện Cầm Sơn, Đa Nhim Kỹ thuật và công nghệ xây dựng
ở phía bắc chủ yếu của Liên Xô (cũ) và của Trung Quốc, ở phía Nam là của Nhật
Từ năm 1975 đến nay, nước ta bước vào sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện
đại hoá nên các công trình thuỷ điện thuỷ lợi được xây dựng khắp cả nước và đập
bê tông cũng trở nên khá phổ biến với quy mô và hình thức ngày càng phong phú.
Đầu mối các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện như: Pleikrông, Sê San 3 và Sê San 4,
Bản Vẽ, Thạch Nham, Tân Giang và đập tràn ở các đầu mối thuỷ điện Hoà Bình,
Tuyên Quang là những đập bê tông với khối lượng hàng triệu m
P
3
P bê tông, chiều
cao từ 70÷138m.

Hình 1.1: Đập bê tông trọng lực - Hồ chứa nước Tân Giang
1.2. Tình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn (BTĐL) trên thế giới và ở Việt
Nam.
Bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông sử dụng các nguyên vật liệu tương
tự như bê tông thường. BTĐL khác với bê tông thường là được đầm chặt bằng thiết
bị rung đưa vào trong lòng khối đổ, BTĐL được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ
9


mặt ngoài (lu rung). Công nghệ này thích hợp cho các công trình bê tông khối lớn,
hình dáng không phức tạp như đập, mặt đường. Việc đầm lèn bê tông bằng lu rung
cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô, ít chất kết dính hơn so với bê tông thường
nhờ vậy đối với một số đập và đường bê tông, thi công bằng công nghệ này nhanh
hơn và rẻ hơn so với dùng công nghệ đổ bê tông truyền thống. Công nghệ BTĐL
thường được áp dụng thích hợp cho thi công đập bê tông trọng lực.
1.2.1. Tình hình ứng dụng BTĐL trên thế giới
Về xây dựng đập trọng lực, tính đến 2005, toàn thế giới đã xây dựng được
trên dưới 300 đập BTĐL với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m
P
3
P BTĐL.
Hiện Trung Quốc là nước đang dẫn đầu về số lượng đập BTĐL sau đó là Hoa Kỳ,
Nhật Bản và Tây Ban Nha.
Bảng 1.2 Số lượng đập BTĐL đã xây dựng của một số nước trên thế giới
Tên Quốc
Gia
Số
đập đã
xây

dựng
Thể tích
BTĐL
(10
P
3
PmP
3
P)
Tỷ lệ
theo
S.lượng

%
Tỷ lệ theo
K.lượng
%

Tên Quốc
Gia
Số đập
đã xây
dựng
Thể tích
BTĐL
(10
P
3
PmP
3

P)
Tỷ lệ
theo
S.lượng
%
Tỷ lệ
theo
K.lượng
%
Châu Á

Châu Âu
T.Quốc
57 28.275 20 30.50

Pháp
6 234 2.1 0.25
Nhật Bản
43 15.465 15.09 16.68

Hy Lạp
3 500 0.7 0.54
Kyrgystan
1 100 0.35 0.11

Italy
1 262 0.35 0.28
Thái Lan
3 5.248 1.05 5.66

Nga
1 1.200 0.35 1.29
Inđonesia
1 528 0.35 0.57

T.B. Nha
22 3.164 7.72 3.41
Tổng:
105 49.616 36.8 53.56

Tổng:
35 5.384 11.9 5.81
Nam Mỹ

Châu Phi
Argentina
1
590
0.35
0.64

Algeria
2
2.760
0.7
2.98
Brazil
36
9.440
12.63

10.18

Angola
1
757
0.35
0.82
Chile
2 2.170 0.7 2.34

Eritrea
1 187 0.35
Colombia
2 2.974 0.7 3.21

Ma Rốc
11 2.044 3.86 2.20
Mexico
6 840 2.1 0.91

Nam Phi
14 1.214 4.91 1.31
Tổng:
51 16.014 16.48 17.27

Tổng:
29 6.962 10.17 7.51
Bắc Mỹ

Châu Úc

Canada
2 622 0.7 0.67

Australia
9 596 3.15 0.64
Hoa Kì
37 5.081 12.98 5.48

Khác
17 7.534 5.96 8.13
Tổng: 39 5.703 13.68 6.15
Tổng trên
T.Giới
285 92.712
10



Hình 1.2. Tỷ lệ áp dụng BTĐL theo các hướng khác nhau trên thế giới
Bê tông đầm lăn (RCC) có thể được xem là sự phát triển quan trọng nhất của
công nghệ đập bê tông trong một phần tư thế kỷ qua. Áp dụng đập bằng RCC cho
phép nhiều đập mới có tính khả thi về mặt kinh tế do giảm giá thành từ phương
pháp thi công nhanh, điều này cũng khiến các kỹ sư thiết kế có cơ hội cải tạo các
đập bê tông hiện có mà đập đó có sự cố về an toàn và cần phải gia cố, cải thiện các
đập có công suất tràn chưa hợp lý bằng biện pháp cho tràn qua đập một cách an
toàn.
Trong những năm gần đây RCC đã được áp dụng rộng rãi khi thi công các
đập ở các nước trên thế giới (Xem hình 1.3: Các đập RCC đã xây dựng và đang thi
công - tính đến cuối năm 2009).

Hình 1.3: Các đập RCC đã xây dựng và đang thi công - tính đến cuối năm 2009.
11


Từ khi ra đời cho đến nay, việc xây dựng đập BTĐL đã và đang phát triển
theo các hướng chính:
+ Bê tông đầm lăn nghèo chất kết dính (CKD) (hàm lượng CKD < 99kg/m
P
3
P)
do USACE - Mỹ phát triển dựa trên công nghệ thi công đất đắp;
+ Bê tông đầm lăn có lượng CKD trung bình (hàm lượng CKD từ 100÷149
kg/m
P
3
P);
+ Bê tông đầm lăn giàu CKD: (hàm lượng CKD > 150 kg/m
P
3
P) được phát
triển ở Anh. Việc thiết kế thành phần BTĐL được cải tiến từ bê tông thường và việc
thi công dựa vào công nghệ thi công đập đất đắp.
Ngoài ra còn một hướng phát triển BTĐL khác đó là hướng phát triển RCD
của Nhật bản (Japannese Roller Compacted Dams), chuyển từ đập trọng lực bê
tông thường sang sử dụng BTĐL. Theo hướng này, BTĐL có lượng CKD nằm giữa
loại BTĐL có lượng CKD trung bình và loại BTĐL có lượng CKD cao.
Sau hơn 30 năm ứng dụng trên thế giới, công nghệ xây dựng đập BTĐL liên
tục được cải tiến cả về vật liệu chế tạo và kỹ thuật thi công. Cho tới nay, đập BTĐL
được thi công xây dựng ở nhiều nước thế giới, ở nơi có nhiệt độ môi trường từ rất

thấp cho đến rất cao và có thể trong cả những vùng thường xuyên có mưa lớn.
Trước đây, đập BTĐL sử dụng BTĐL nghèo CKD được sử dụng tại một số
đập có chiều cao dưới 60m ở Mỹ. Ngày nay, các đập BTĐL được xây dựng trên thế
giới chủ yếu sử dụng BTĐL có lượng CKD trung bình và giàu CKD như các nước
Tây Âu, Trung Quốc, Nhật Bản.






12


Bảng 1.3 Những đặc tính và tham số hữu quan của một số đập BTĐL đã xây dựng
xong và đang xây dựng:

STT Tên đập
Chiều
cao
đập
(m)
Chiều
dài
đập
(m)
Chiều
rộng
đáy
Vật liệu kết dính

Thời
gian
hoàn
thành
Vc
(giây)
Thuyết minh
Ciment
Kg/m
P
3
Tro
than
Kg/m
P
3
1
Đảo địa
xuyên(Nhật
Bản)
89 240 91-84 39-36 1980 2010
Hình thức kim bao
ngân, đập bê tông
đầm lăn đầu tiên
trên thế giới
2
Liễu (Mỹ)
Kê
50 526 47 19 1983
Ở thượng lưu có

tấm chống thấm
bằng bê tông đúc
sẵn (tấm bản mặt)
3
Khang
Khẩu
57 123 42 60 80 1986 1510
Trộn lượng tro bay
cao, chống thấm
bằng vữa cát nhựa
đường
4
Thượng
Tỉnh Thuỷ
(Mỹ)
88 814 79 173 1987 17-29
Mặt thượng hạ lưu
cấp phối 2, các thấm
ở biên đầm chặt, độ
sụt 0.6-
1.14 cm,
thường bằng cốp
pha trượt, trộn
lượng tro bay nhiều
5
Long Môn
Than
58 139 48 54-86
86 -
96.31

1989 13-25
Thêm chống thấm
bằng bê tông co
ngót
6
Thiên Sinh
Kiều
61 470 43 53-47 85-44 1989
105
Chống thấm bằng
bê tông cấp phối 2
7
Phan Gia
Khẩu
27 277 36 94 44 1989
3-5
1-3
Đầm nén trên toàn
bộ mặt cắt thêm vữa
vào để đầm
8 Nham Than 111 525 73 90 55 1992
105
Bê tông cấp phối 2
chống thấm
9 Thuỷ Khẩu 101 191 68 60-65
100-
105
1993 11.5
Bê tông cấp phối 2
chống thấm

10 Phổ Định 75 196 28.2 85-54 103 1993 10.7
Đập vòm bê tông
đầm lăn đầu tiên ở
Trung Quốc. Bê
tông cấp phối 2
chống thấm, khe
ngang có thể phun
ciment trùng lặp
11
ÔnTruyền
Bảo
49 188 13.8 99 1994 6-108
Đập vòm bê tông
đầm lăn, khe ngang
có thể khoan phụt
trùng lặp
12
Quan Âm
Các
82 1040 66 84 1995
Hình thức kim bao
ngân, cắt khe, trong
thi công nhiều lần
xuất hiện khe nứt
13


STT Tên đập
Chiều
cao

đập
(m)
Chiều
dài
đập
(m)
Chiều
rộng
đáy
Vật liệu kết dính
Thời
gian
hoàn
thành
Vc
(giây)
Thuyết minh
Ciment
Kg/m
P
3
Tro
than
Kg/m
P
3
13
Thạch Man
Than
40 674 33 104 56 1997 6-12

Toàn mặt cắt độ sụt
của bê tông = 0, mặt
hứng nước hoặc
thêm vữa hoặc phối
cơ chế riêng để làm
cho V
R
C
R giảm còn 1-
3s
14
Giang á
131
336
105
64-87
104
1999
10.8

15
Đại Triều
Sơn
118 480 85 68-110 96-107 2002 10.9
16 Long Than 192 736 168 90-90 96-100
Đang
xây
dựng
7.8
Sau khi xây xong sẽ

trở thành đập đầm
lăn cao nhất Trung
Quốc
17 Sa Bài 132 238 28 110-60 2000
8-9
7.5-9
Đập bê tông đầm
lăn
18
Thạch Môn
Tử
109 176.5 30 2002 7
Đập vòm bê tông
đầm lăn
19 Bách Sắc 130 734 113
Đang
xây
dựng

Đập bê tông cấp
phối 2 chống thấm
20
Đê quai
Tam Hiệp
(kỳ thứ 3 )
120 572 129.6 4/2003
1-5
5-8
Đê quây cao nhất
của đập bê tông đầm

lăn của Trung Quốc
UGhi chúU: Những đập không chú thích là của Trung Quốc.
1.2.2. Việc áp dụng bê tông đầm lăn ở Việt Nam
Trong một vài năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đã có những bước phát
triển đáng kể nhờ có chính sánh mở cửa của Nhà nước. Nhiều công trình lớn đang
được xây dựng để phát triển cơ sở hạ tầng như các công trình giao thông, thuỷ lợi,
thuỷ điện. Các dự án bê tông hoá đường nông thôn, hàng ngàn km đường cần trải
mặt. Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu phụ tải điện tăng cao trong giai đoạn
2005÷2015, Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) đã lập các dự án xây dựng mới
32 nhà máy điện trong đó có 20 nhà máy thuỷ điện. Từ năm 2003, EVN đã khởi
công nhiều công trình thuỷ điện như thủy điện AVương (xây dựng trên địa bàn tỉnh
Quảng Nam) công suất lắp máy 170MW khởi công 8/2003, Pleikrông (Kontum)
công suất lắp máy 100MW (khởi công 11/22003), Bản Vẽ (Nghệ An) công suất lắp
máy 300MW (khởi công 2004), thuỷ điện Sơn La (Sơn La) với công suất lắp máy
2400MW (khởi công năm 2005), đập Tân Mỹ, Đakđrinh (Quãng Ngãi) công suất
14


lắp máy 125MW…. Vì các công trình này đều đòi hỏi thời gian thi công ngắn, năng
suất thi công lớn hơn nhiều so với trước đây nên giải pháp xây dựng đập dâng bằng
bê tông trọng lực thi công bằng công nghệ đầm lăn đã được đề nghị lựa chọn.
Bảng 1.4: Một số công trình đập BTĐL đã thiết kế và bắt đầu xây dựng ở nước ta
Tên đập
Năm
khởi
công
Hồ
chứa,
(10P
6

PmP
3
P
)
VR
BTĐL


(mP
3
P)
HR
max

(m)

Tên đập
Năm
khởi
công
Hồ
chứa,
(10P
6
PmP
3
P
)
VR
BTĐL

(mP
3
P)
HR
max

(m)
Pleikrông 2003 1050 450 85

Đồng Nai 4

2004 340 1400 129
Bản Vẽ 2004 1800 1200 135

Sông Tranh

2006 730 - 96
AVương 2003 340 - 80

Định Bình 2005 - 432 80
Sê San 4 2004 265 - 74

Sơn La 2005 9260 3100 138
Đồng Nai 3 2004 1420 - 108

Bản Chát - 2137 130

Đakđrinh 2009 249,3 99


Hình 1.4: Đập bê tông đầm lăn công trình thủy điên Đakđrinh
15


1.2.2.1. Tiềm năng về nguyên vật liệu và thiết bị thi công dùng cho công
nghệ BTĐL ở Việt Nam
 Tiềm năng về nguyên vật liệu:
Thông thường bê tông cho lõi đập trọng lực thường được thiết kế với mác
thấp (khoảng 15÷20Mpa ) nên lượng dùng xi măng thấp và vì vậy nếu không sử
dụng thêm các phụ gia khoáng mịn, hàm lượng hồ chất kết dính sẽ quá thấp dẫn tới
bê tông kém lưu động và không có độ đặc chắc cao, giảm tính chống thấm, chống
xâm thực và giảm độ bền lâu của bê tông. Việc sử dụng các phụ gia khoáng mịn cho
bê tông khối lớn ngoài việc giảm nhiệt sinh ra do CKD thuỷ hoá còn có tác dụng
giảm giá thành, cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông.
Ở nước ta hiện có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm PGK cho
BTĐL gồm các nguồn nhân tạo như tro nhiệt điện (nhà máy nhiệt điện Phả Lại,
Ninh Bình, Uông Bí ) và các loại puzơlan tự nhiên như puzơlan Sơn Tây, Đá silic
Hải Phòng, puzơlan Phong Mỹ - Thừa Thiên Huế, puzơlan Gia Lai, điatomit
Kontum, puzơlan Bà Rịa-Vũng Tàu, điatomit Phú Yên
 Tiềm năng về thiết bị:
Thiết bị thi công BTĐL không phức tạp, các thiết bị chính để thi công bê
tông theo công nghệ này hiện đều có ở Việt Nam. Thiết bị chính để thi công BTĐL
cho đập và đường giống nhau. Tuy nhiên ở mỗi loại hình công nghệ đòi hỏi thêm
những thiết bị thi công đặc chủng riêng.
Các thiết bị chính cho thi công đập bằng công nghệ BTĐL gồm: Máy trộn
cưỡng bức có khả năng trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính
lớn, băng tải hoặc các thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông, xe tải tự đổ, máy

san ủi, máy lu rung, máy tạo khe co, máy đánh xờm, hệ thống phun nước cao áp
làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê tông.
Có thể thấy rằng các thiết bị chính cho thi công bê tông bằng công nghệ
BTĐL đã có sẵn ở Việt Nam hoặc có thể chế tạo một phần tại Việt Nam. Nếu phổ
16


biến công nghệ BTĐL ở Việt Nam thì có thể tận dụng được các thiết bị có sẵn ở
trong nước.
 Hiệu quả áp dụng BTĐL làm đập ở Việt Nam
Về kinh tế, hiệu quả lớn nhất mà công nghệ thi công bê tông đầm lăn đem lại
là rút ngắn thời gian thi công, sớm đưa công trình vào khai thác sử dụng, ngoài ra
đối với xây dựng công trình thuỷ lợi và thuỷ điện, công nghệ này cho phép giảm
giá thành vật liệu đáng kể tức giảm tổng vốn đầu tư.
Về kỹ thuật, khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng các công trình khối
lớn cho phép giảm nhiệt thuỷ hoá nhờ giảm được lượng dùng xi măng vì vậy giảm
được nguy cơ nứt khối do ứng suất nhiệt.
Về môi trường, nhờ việc giảm lượng dùng xi măng trong BTÐL và có thể
thay thế một phần xi măng bằng phụ gia khoáng giúp giảm mức tiêu hao năng
lượng, giảm ô nhiễm môi trường do ngành công nghiệp sản xuất xi măng gây nên.
Hơn nữa việc có thể tận dụng phế thải tro than, cho phép giải quyết xử lý phế thải
công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường.
Thuật ngữ “bê tông đầm lăn” (RCC) là để mô tả loại bê tông sử dụng trong
quá trình thi công kết hợp được tính kinh tế và công nghệ thi công nhanh của các
đập đắp với cường độ và độ bền của bê tông. RCC là bê tông có độ ổn định, không
sụt trong trạng thái chưa đông cứng sẽ được vận chuyển, đổ và đầm bằng các thiết
bị thi công đập đắp. Các tính chất của RCC đông cứng tương tự như những tính chất
của bê tông thi công theo các phương pháp thi công truyền thống.
Lựa chọn kết cấu RCC cho hạng mục đập dâng bê tông trọng lực là kết cấu
sử dụng công nghệ thi công tiên tiến, phổ biến rộng rãi trên thế giới. Lịch sử ứng

dụng RCC trong thi công có thể tính từ việc sử dụng bê tông đầm lăn trong thi công
đường giao thông hay sử dụng như một vật liệu trám, cho đến lần sử dụng đầu tiên
ở các đập và sau đó là các bước phát triển tiếp theo của công nghệ này. RCC đã là
một ứng dụng thông thường kể từ cuối những năm 1920, nhưng hầu hết chỉ được sử
dụng để làm nền đường cao tốc và đường băng sân bay. Trong lĩnh vực ứng dụng
17


này, người ta thường biết đến bê tông nghèo hoặc bê tông nghèo khô và các thuật
ngữ tương tự. Những đề xuất ban đầu cho rằng RCC có thể sử dụng trong thi công
đập được đưa ra từ năm 1941, nhưng mãi đến năm 1960÷1961, RCC mới được sử
dụng trong thi công đập. Hiện nay, trên thế giới có khoảng trên 300 đập được xây
dựng theo công nghệ RCC, các đập bê tông đầm lăn đã thay thế các đập bê tông
trọng lực thi công theo công nghệ truyền thống (bê tông đầm rung CVC). Gần 2/3
các đập RCC đã được xây dựng là ở các nước tiên tiến như: Colombia (đập Miel I ),
Mỹ (đập Olivenhain), Nhật Bản (đập urayama), Chile (đập Ralco), Nga
(Bureiskaya), Trung Quốc (đập Shabai)
1.3. Giới thiệu về công nghệ xây dựng đập bê tông đầm lăn.
Công nghệ bê tông đầm lăn đã được Công ty Tư vấn xây dựng điện 1 áp
dụng cho các công trình như: Thủy điện Pleikrông, Thủy điện Bản Vẽ, Thủy điện
Sê San 4 và đã được chứng minh thực tiễn là giảm chi phí đầu tư xây dựng, rút ngắn
thời gian thi công khoảng 1 năm. Dự án Thuỷ điện Sơn La là công trình thuỷ điện
lớn nhất của nước ta và cũng là của khu vực, có công suất lắp máy 2.400 MW. Bộ
Công nghiệp đã quyết định việc thiết kế kỹ thuật công trình Thuỷ điện Sơn La do
Liên doanh Công ty Tư vấn Xây dựng điện 1 (PECC 1) và Viện Thiết kế Thuỷ công
Matxcơva (HPI) có sự trợ giúp của Tư vấn phụ Colenco Thụy Sỹ thực hiện. Qua
nghiên cứu và khảo sát cho thấy, xây dựng đập bê tông truyền thống với quy mô
như đập Sơn La sẽ gặp phải nhiều khó khăn phức tạp, đòi hỏi công nghệ làm lạnh
vữa bê tông và trong khối đổ để tránh gây nứt đập không kiểm soát được. Khối
lượng thiết bị làm lạnh rất lớn sẽ gây khó khăn cho bố trí mặt bằng thi công, cụ thể

là phải có trạm để sản xuất nước đá làm lạnh cốt liệu qui mô lớn, hệ thống ống dẫn
qua các khối đổ rất phức tạp. Ngoài ra, khối lượng thiết bị thi công bê tông trên đập
và khối lượng cốp pha cho bê tông rất lớn cũng gây khó khăn cho bố trí mặt bằng
thi công và đường vận chuyển. Kết quả nghiên cứu thiết kế kỹ thuật giai đoạn I cho
thấy, công nghệ RCC đảm bảo độ tin cậy cao nhất cho công trình. Trong thiết kế
đập RCC sử dụng hai phương pháp thiết kế chính. Phương pháp “chung” dựa vào
tính kín nước của đập thông qua chất lượng và cách xử lý đúng đắn đối với mỗi khe
18


nâng. Phương pháp “độc lập” dựa vào một thanh chắn chống thấm độc lập, thường
là bố trí trên mặt thượng lưu của đập tương tự như ở đập đá đổ bản mặt bê tông.
Bước phát triển cao nhất của phương pháp này là “đắp cứng” hoặc đập cát sỏi trát xi
măng, do mặt cắt ngang lớn hơn thường ít phụ thuộc hơn vào cường độ kháng kéo
và cường độ kết dính. Với hai phương pháp thiết kế trên, công nghệ RCC cho thấy
tính vượt trội so với bê tông truyền thống. Công nghệ thi công nhanh hơn với cường
độ và độ bền của bê tông (có thể lên tới 2,5÷3m chiều đứng mỗi tuần ở các đập
lớn), do đó cho phép có thể chạy tổ máy số 1 vào cuối năm 2009. Các lớp mỏng hơn
dẫn đến độ an toàn gia tăng trong thi công nhờ giảm bớt các khác biệt trong các lớp
giữa các lần đổ. Do đó, độ an toàn càng được gia tăng do giảm độ phụ thuộc vào
cốp pha. Ngoài ra, còn giảm ảnh hưởng đối với môi trường do không cần đào các
đường cáp
Có thể nói rằng, việc áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn cho công trình
Thuỷ điện Sơn La là một thành tựu đáng kể trong quá trình trưởng thành và phát
triển của ngành thi công công trình thủy Việt Nam.

Hình 1.5: Đập Bê tông đầm lăn - Sơn La
19

1.4. Những tồn tại trong công nghệ xây dựng đập bê tông đầm lăn.
Mặc dù công nghệ BTĐL đã được khẳng định là công nghệ xây dựng tối ưu
áp dụng cho đập trọng lực nhưng việc xây dựng đập BTĐL chỉ thực sự phát huy
được tính ưu việt và tạo ra sản phẩm có chất lượng tương đương với đập bê tông
thường khi khắc phục được những điểm yếu của loại hình công nghệ này:
1.4.1. Về chất lượng bám dính giữa các lớp:
Cường độ bám dính giữa các lớp đối với đập BTĐL là điểm yếu nhất của
BTĐL. Vì vậy cường độ kéo bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp đổ là mối quan
tâm lớn nhất khi thiết kế kết cấu đập BTĐL. Do vậy cần phải có những thử nghiệm
kỹ càng trên mô hình với các điều kiện về vật liệu, thiết bị và quy trình thi công
thực tế để xác định các tính chất của bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp thi công
và đảm bảo rằng các giá trị của các tính chất của bê tông không thấp hơn yêu cầu
thiết kế.
1.4.2. Về vấn đề thấm:
Do BTĐL được thi công thành những lớp nên các khe tiếp giáp giữa các lớp
có thể là đường chính để nước thấm qua thân đập. Ngoài ra do sử dụng ít chất kết
dính hơn so với bê tông thường nên BTĐL có tính chống thấm kém hơn so với bê
tông thường cùng mác. Vì vậy cần nghiên cứu kỹ các giải pháp cấu tạo chống
thấm, thành phần vật liệu và quy trình thi công thích hợp để đảm bảo khả năng
chống thấm cho đập.
1.4.3. Về chất lượng thi công:
Sự phân ly hỗn hợp bê tông là một trong những vẫn đề bất lợi nhất có thể xảy
ra trong quá trình sản xuất và đổ BTĐL. Do đặc thù thi công trên diện rộng với khối
lượng lớn nên việc kiểm soát sự đồng nhất về thành phần và tính công tác của hỗn
hợp BTĐL khó hơn so với bê tông thường. Điều này sẽ dẫn đến chất lượng của
BTĐL sẽ dao động lớn
20


1.5. Kết luận chung

Đập đất có ưu điểm thi công nhanh, song khối lượng lại lớn, độ bất định về
vật liệu cao hơn đập bê tông, đập cao ít được áp dụng. Đập bê tông truyền thống có
ưu điểm khối lượng nhỏ so với đập đất, độ bất định thấp hơn, song thi công bằng
thủ công, tiến độ rất chậm đặc biệt công trình có khối lượng lớn.
* Ưu điểm :
Do kế thừa công nghệ thi công cơ giới của đập đất nên đập bê tông đầm lăn
có ưu điểm lớn là thi công nhanh, hiệu quả kinh tế cao so với thi công thủ công ở
đập bê tông truyền thống. Áp dụng công nghệ này sẽ đẩy nhanh được tiến độ thi
công, công trình sớm đưa vào khai thác vận hành, hiệu quả kinh tế sẽ lớn hơn nhiều
so với đập bê tông truyền thống. Những công trình có khối lượng bê tông lớn là sở
trường của công nghệ BTĐL.
Do sử dụng ít nước trong hỗn hợp bê tông nên lượng dùng xi măng trong hỗn
hợp BTĐL nhỏ. Yếu tố này làm cho nhiệt lượng thuỷ hoá trong khối BTĐL nhỏ
hơn nhiều so với bê tông truyền thống. Theo đó vấn đề khống chế nhiệt độ không
phức tạp như đập bê tông truyền thống và càng phức tạp hơn đối với đập cao, vì
phải sử dụng hệ thống ống làm lạnh bên trong thân đập, ngoài các biện pháp hạ
nhiệt hỗn hợp bê tông bên ngoài.
* Nhược điểm :
Các mặt tiếp xúc giữa các lớp đổ nếu kiểm soát không chặt chẽ sẽ ảnh hưởng
đến khả năng chống thấm của đập. Tuy nhiên vấn đề này cho đến nay đã được giải
quyết khá triệt để: trong thiết kế đã bố trí lớp chống thấm thượng lưu và lớp bê tông
biến thái ở phía thượng lưu bê tông chống thấm; Sau khi đập hoàn thành mặt
thượng lưu đập được xử lý bằng 1 lớp chống thấm dạng kết tinh (Xypex hoặc
Krystol ); Sau lớp bê tông chống thấm là hệ thống tiêu nước trong thân đập. Trước
khi thi công đã tiến hành thí nghiệm đầm nện hiện trường để xác định thông số đầm
nện, quy trình thi công, thời gian khống chế để không được phát sinh khe lạnh ở 2
lớp tiếp giáp
21

CHƯƠNG 2
TÁC HẠI CỦA DÒNG THẤM TRONG ĐẬP RCC VÀ
PHƯƠNG PHÁP LUẬN DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU


2.1. Quá trình phát triển cường độ của bê tông đầm lăn (BTĐL)
BTĐL cũng giống bê tông thường, cũng là một loại hỗn hợp của nhiều vật
liệu, cấu tạo bên trong rất phức tạp. Từ quan điểm kết cấu vĩ mô mà xét, có thể coi
BTĐL thuộc loại có 2 vật liệu gốc là cốt liệu phân tán trong chất keo dính của
BTĐL. Xét từ quan điểm kết cấu vĩ mô, thể vữa keo dính sau khi cứng hóa là tổng
hợp của keo dính hydroxit canxi kết tinh, các hạt xi măng chưa thủy hóa và các hạt
chất độn, các lỗ hổng của keo, các mao quản, lỗ có nước và không khí,…Do đó
thủy hóa chất keo dính còn kéo dài một thời gian sau nữa, nhất là thủy hóa của các
chất độn trong đó nước còn tiếp tục bốc hơi, để lại không ít các lỗ khí và khe nứt
nhỏ. Sự phá hủy của BTĐL cũng là do các khe nứt nhỏ bên trong dưới tác dụng của
ngoại lực mà phát sinh kéo dài hoặc mở rộng tạo lên.
Cường độ của BTĐL được chia thành ba loại: cường độ kháng nén, cường độ
kháng kéo và cường độ kháng cắt. Do BTĐL có trộn nhiều loại chất độn cho nên
quy luật phát triển của cường độ không giống như bê tông thường. Cường độ thời
đầu của BTĐL phát triển chậm hơn bê tông thường, cường độ sau 28 ngày phát
triển nhanh hơn bê tông thường. Hiện tại trong thiết kế thi công kết cấu BTĐL,
phương pháp đánh giá và các chỉ tiêu cơ lý của RCC về cơ bản gần giống như của
bê tông thường nhưng phương pháp thành hình, chọn tỷ lệ cấp phối và tỷ lệ hợp
thành đều khác xa với bê tông thường, do đó nguyên nhân ảnh hưởng đến tính năng
của BTĐL cũng phức tạp hơn bê tông thường rất nhiều.
2.1.1. Cường độ kháng nén:
2.1.1.1. Sự phát triển của Cường độ kháng nén
 Cường độ kháng nén phát triển theo thời gian theo Công thức:
22

Rct/Rc28=31.138tP
0.334
P (%) (2-1)
Trong đó:
R
R
ct
R: Cường độ kháng nén của RCC ở tuổi t ngày (Mpa)
R
R
c28
R: Cường độ kháng nén của RCC ở tuổi 28 ngày Mpa)
t: Tuổi của RCC (d), 1610d ≥ t ≥ 7d
R
o


Hình 2.1: Sự phát triển cường độ kháng nén của BTÐL
 Công thức xác định cường độ của BTĐL do Trung Quốc đúc kết và
đưa vào quy trình thí nghiệm:
)(. B
N
KD
RAR
kdđl
−=
(2-2)
Trong đó:
đl

R
: Cường độ kháng nén BTĐL tuổi 90 ngày
A: Hệ số phẩm chất cốt liệu, bằng 0,811 đối với dăm, bằng 0,733 đối
với sỏi.
23


kd
R
: Cường độ chất kết dính (gồm xi măng và phụ gia khoáng), tuổi
28 ngày.
KD: Lượng chất kết dính trong 1m
P
3
P BTĐL.
N: Lượng nước trong 1m
P
3
P.
B: Hệ số hồi quy, xác định bằng thực nghiệm: Bằng 0,581 đối với
dăm, bằng 0,789 đối với sỏi.
Ngoài ra cường độ kháng nén của RCC có thể áp dụng công thức của
Abrams.
 Cường độ kháng nén của RCC theo nguyên lý Abrams:
52
,
6.82
,1
24,
1446

,
12
2
+






+
+
+
−=
F
C
F
F
C
F
W
B
R
c
(2-3)
Trong đó:
R
R
c
R: Cường độ kháng nén BTĐL tuổi 90 ngày.

W: Hàm lượng nước trong 1m
P
3
P BTĐL.
C: Hàm lượng xi măng trong 1m
P
3
P BTĐL.
F: Hàm lượng phụ gia khoáng.
B: Hàm lượng bột
2.1.2. Cường độ kháng kéo:
2.1.2.1. Sự phát triển của cường độ kháng kéo:

24


Hình 2.2: Sự phát triển cường độ kháng kéo của BTÐL
Cường độ chịu kéo bửa và chịu kéo đúng tâm đều tăng theo thời gian, theo
công thức sau:

38
,
29
)
(
40
,
41
28
−

=
t
Ln
R
R
p
pt
(%) (2-4)

18
,27
)(
96
,40
28
−
=
t
Ln
R
R
l
lt
(%) (2-5)
2.1.3. Quan hệ giữa cường độ kháng nén và cường độ kháng kéo:

Hình 2.3: Quan hệ giữa cường độ kháng nén và cường độ kháng kéo của BTÐL
Cường độ kháng nén càng cao thì cường độ kháng cắt và kháng kéo đúng
tâm cũng càng cao, tuân theo công thức:
R

R
pL
R=0,059RR
c
R+ 0,73 (2-6)
R
R
L
R=0,078RR
c
R+ 0,14 (2-7)
2.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới cường độ của bê tông đầm lăn (BTĐL)
2.2.1. Cường độ kháng nén của BTĐL:
Cường độ kháng nén là chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế kết cấu BTĐL, là
tham số chủ yếu của thiết kế tỷ lệ cấp phối BTĐL. BTĐL là loại siêu khô cứng,
hàm lượng vữa tương đối ít, hóa lỏng khó, trở lực ma sát giữa các cốt liệu thô cũng
lớn nếu chỉ tăng tải trọng bề mặt thì ảnh hưởng mật độ cũng không lớn, chỉ làm cho
tiếp xúc giữa các hạt tăng lên. Muốn cho mật độ bề mặt thay đổi thì phải làm cho
25


kết cấu của nó biến dạng, cũng có nghĩa là làm cho các hạt thắng được trở lực ma
sát mà di chuyển. Trong điều kiện tĩnh lực, trở lực ma sát này rất lớn, nhưng dưới
tác dụng của động lực, các hạt mịn ở vào trạng thái rung động nhảy, còn các hạt thô
thì được sắp xếp lại hình thành kết cấu vững chắc, ổn định; do vậy BTĐL siêu khô
cứng phải dùng rung động để đầm chặt. Cường độ kháng nén của BTĐL tăng theo
gia tốc rung, khi gia tốc rung cực đại lớn hơn 5g thì sự tăng trưởng cường độ kháng
nén có xu thế giảm dần đến ổn định.
Phương pháp tạo hình BTĐL khác với bê tông thường là cho rung tạo hình
và tỷ lệ cấp phối cũng như tỷ lệ tạo thành cũng rất khác bê tông thường, cũng vì vậy

mà nguyên nhân ảnh hưởng đến tính năng lực học của BTĐL cũng phức tạp, chủ
yếu
do các nguyên nhân: độ đầm chắc, tỷ lệ keo nước, tỷ lệ cát, cấp phối và chất
lượng cốt liệu thô, chất phụ gia chất lượng và số lượng tro bay, hàm lượng hạt nhỏ
trong cốt liệu, kỳ hạn, mặt tầng, điều kiện bảo dưỡng,
2.2.1.1. Ảnh hưởng của đầm chắc.
Độ chắc của BTĐL thường được biểu thị bằng mật độ biểu quan. BTĐL có
chắc không trực tiếp ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng lực học, tức là tỷ lệ cấp phối
trong phòng thử hoàn toàn phù hợp với yêu cầu; nếu độ chắc kém thì cường độ
kháng nén cũng không đạt yêu cầu. Cường độ kháng nén của BTĐL tỷ lệ thuận với
mật độ biểu quan khô. Như hình 2.4. Trong hình là quan hệ giữa tỷ lệ mật độ biểu
quan với mật độ chắc và tỷ lệ cường độ bê tông thực tế với cường độ bê tông đã
đầm chắc.
Từ hình 2.4 ta thấy, mật độ biểu quan của BTĐL càng lớn thì cường độ
kháng nén càng cao, khi chứa 5% lỗ rỗng thì cường độ bê tông ước giảm 30%, nếu
khe lỗ chiếm 2% thì cường độ cũng giảm 10% trở lên. Từ đó cho thấy khi thi công
BTĐL thì phải khống chế chất lượng chặt chẽ hơn nhiều so với
bê tông thường.