bài giảng giám sát thi công đập đá đổ

Công tác giám sát giám sát kỹ thuật xây dựng
đập đá đổ bê tông bản mặt

Mục tiêu học phần

Sau khi học xong bài giảng học viên
có thể nắm được kỹ thuật cơ bản trong
giám sát thi công đập đá đổ tường
chống thấm bằng bê tông bản mặt đặt
tại mái thượng lưu
Nội dung học phần
Thi công đập đá đổ tường chống thấm
nằm trên mái thượng lưu


Mở đầu
1. Thi công đập đá đổ tường chống
thấm nằm trên mái thượng lưu
2. Thi công đập đất


 1.1. Đập đá đổ chống thấm bằng tường không thấm
nằm trên mái thượng lưu
 1.1.1. Khái quát chung

Đập bê tông bản mặt được phát triển từ thập kỷ
30 của thế kỷ XX trở lại đây, độ cao lớn nhất đã đạt
đến hàng trăm mét.

Nhưng thời gian đầu đều dùng đá thả thành khối
dày, thả bù thêm tại vị trí áp lực xói nước lớn, độ nén

chặt không cao, mặt bản và khe nối thưường hở
nước chảy vào.

Dùng phương án thi công đầm rung đầm theo
lớp đá mỏng, mật độ khối đá sau khi đầm chặt có độ
lún ít, tạo nên sự phát triển tấm bê tông và dần dần
áp dụng vào đập cao bằng đất đá.


 ưu điểm
 Mái của đập đá đổ thường dốc nên khối lượng ít hơn và giảm được phạm vi
xây dựng.
 Thường được áp dụng cho những công trình thuỷ điện ở miền núi có nhiều
đá đào từ hố móng các hạng mục công trình trong khu đầu mối.
 Khối đá đổ có khả năng tiêu nước tốt.
 Chất lượng đá cho đắp đập yêu cầu không cao hơn các loại đập khác.
 Khi nền có sự có thể cho nước thấm qua mà không nguy hiểm như đập đất. Có
kết cấu tường nghiêng tương đối mềm dẻo cho nên khi đập lún nó có thể biến
dạng hoặc chuyển vị thì đập cũng có thể vẫn an toàn.
 Về điều kiện thi công thì loại đập này có thể thi công thời gian suốt cả năm.
 Trong quá trình thi công có thể cho phép tháo lũ qua đập và trong điều kiện
cho phép nhất định nền không cần xử lý có thể cho phép đổ đá trực tiếp xuống
dòng chảy.
 Tuy vậy loại đập này còn một số tồn tại sau
 Yêu cầu của nền đập cao hơn đập đất (theo điều kiện chịu lực).
 Đập đá đổ tường nghiêng sẽ xuất hiện lún khi bắt đầu tích nước vào hồ và
trong quá trình vận hành, cho nên kết cấu tường nghiêng phải đủ độ mềm dẻo
có thể chịu được độ lún đó.

1.1.2. Kết cấu đập đá đổ bản mặt bê
tông cốt thép
 Lớp đệm giữa tấm bản và thân đập

Tầm quan trọng của lớp đệm.
 Hiện nay người ta thường dùng cát cuội sỏi hoặc đá dăm có
hàm lượng hạt mịn nhất định để đắp đập. Đường kính lớn nhất
của nó 8 ~ 1O cm nhỏ nhất dưới 5 mm chiếm 30% ~ 40 %. Cấp
phối tốt.
 Hệ số thấm k = 10-3 cm/s. Hạt mịn nhỏ hơn O,1 mm không lớn
hơn 5%. Cấp phối của nó hợp lý sao cho lúc thi công phân bị
phân tách và chịu ảnh hưởng của hàm lượng nước.
 Độ dày môĩ lớp đắp từ 40 - 5 0 cm, mỗi phân lớp nằm ngang
dùng đầm rung đầm chặt. Vì tại vùng gần mái dốc không thể
đầm chặt mà lại là lớp trụ chống tấm bản, cần phải dùng đầm
rung cho chạy trên mặt dốc nghiêng để đầm chặt.
 Trước khi đổ bê tông mặt bản, mặt dốc thượng lưu sau khi đã
đầm chặt, nên dùng biện pháp bảo vệ bằng phụt bê tông, phụt
nhựa đường hoặc trát vữa xi măng cát v.v... để tránh bị hư hại
do tác động bên ngoài.


 Vật liệu phòng thấm bằng bê tông nhựa đường
 Kết cấu thông thường của bản mặt bê tông nhựa đường
phân thành 2 loại : Mặt cắt phức tạp và mặt cắt đơn
giản.
 Kinh nghiệm ở một số nước cho thấy mỗi lần đổ có độ
dày 4-6 cm, tầng mặt phân ra 2 lớp đổ, tổng độ dày 4 12 cm.
 Tầng đáy độ dày 1 lần dày 4 ~ 6 cm. Nếu 1 lần đổ quá

dày, hiệu quả đầm nén kém. Ngược lại xét thêm yếu tố
thi công, khi đổ nên để độ dày khoảng 3 lần đường kính
cốt liệu thô để phòng tránh sự chảy của vữa. Nhưng nếu
đổ lớp mỏng hiệu quả đầm máy kém năng xuất.
 Vì vậy độ dày tầng mặt nên 8-15 cm, tầng đáy nên 4-6
cm.


 Chiều dày tấm bản
 Chiều dày tấm bản được xác định qua tính toán ứng
suất để xác định hàm lượng cốt thép và chiêù dày. Theo
công thức kinh nghiệm chiều dày tấm bản được tính như
sau :
 d = 0.3 + mH
 Trong đó :
 d – Chiều dày tấm (m)
 m – Hệ số kinh nghiêm m = 0.003- 0.004
 H – Chiều cao đập (m)
 Chiêù rộng tấm mặt
 Chiều rộng bản phụ thuộc điều kiện thi công. Thông
thường có thể chọn từ 12 đến 15 m.
 đối các tấm kề sát vai đập lấy kích thước nhỏ hơn để
chống biến dạng lệch lớn


 Cốt thép
 Cốt thép thường đặt hai lớp, bố trí theo hai
phương chịu lực khác nhau. Giữa tấm đặt thưa,
hai mép bên đặt dày lên để chống ép nứt.
 Nguyên tắc chung là tính biến dạng uốn để xác

định hàm lượng thép.
 Tấm bản chân đập
 Độ dày của tấm bản chân đập thường dày bằng
tấm bản mặt đập. Đối với đập cao không nên
nhỏ hơn 0.4 ~ 0,5 m. Đối đập vừa và thấp trị số
này nên  0.3 m.
 Việc chia đoạn của kết cấu phụ thuộc vào độ
dốc vai đập và tính bền chặt của nền mà phân.


Kết cấu khớp co giãn nhiệt
1- Màng PVC,
2- Chất nhét keo,
4- Tấm ngăn nước PVC
5- Tấm đồng
7 – Vật liệu nhét bằng chất dẻo
9- Vật liệu tầng đệm
10- Cốt thép

3- Chất nhét có thể nén
6- Trụ tròn nilon
8 – Vữa cát nhựa đường
11- Cốt thép gia cường


Két cấu phần vai đập


Dạng mặt cắt ngang điển hình loại đập đá đổ BT ban mặt
Trong đó:

3A. :Vùng thân đập chính
2C : Vùng chuyển tiếp .
2E: Vùng đệm phụ .
2D: Vùng đệm .
2F: Vùng hỗ trợ .
2G: Vùng gia trọng .
3B: Vùng hạ lưu .


Các yêu cầu chung vật liệu cho các lớp đá đổ
của đập bản mặt bê tông- Chú ý trong giám sát
 Theo quy phạm sửa đổi của Liên Xô thì yêu cầu về nén cực
hạn là 5000N/cm2 trong trường hợp đập không quá 15m và
(7000 – 8000 )N/cm2 đối với đập cao hơn.
 Theo quy phạm Trung Quốc trước đây căn cứ vào kinh nghiệm
thực tế của họ nên yêu cầu thấp hơn, cường độ chịu nén cực
hạn chỉ yêu cầu chỉ yêu cầu từ (4000 – 6000) N/cm2
 Chống được tác dụng phong hoá và chịu tải tốt trong quá trình
thi công cũng như vận hành.
 Vật liệu đá đổ phải yêu cầu có tính thoát nước tự do để tránh
áp lực lỗ rỗng trong quá trình xây dựng cũng như sự thoát
nước có thể có qua các tấm bê tông trong quá trình vận hành
của đập.


 Đá phải chống được phong hoá vật lý như nhiệt
độ và khí hậu thay đổi .
 Hệ số mềm hoá của đá trong nước tính bằng tỷ
lệ cường độ của mẫu lúc bão hoà nước và
cường độ của đá lúc khô là 0,9.

 Đá phải chống xâm thực hoá học của nước,
không bị hoà tan.
 Đá phải chịu được tác dụng của các lực động
như lực xung kích trong quá trình đầm nén trong
quá trình thi công.
 Đá đổ sau khi đầm nén phái đạt được mô đun
đủ lớn để giảm hạn chế được sự biến dạng
trong thân đập


Theo quy phạm thiết đập đá đổ ban mặt bê tông
SL/228-98 của Trung quốc thi kích thước và cấp
phối vật liệu đắp đập
Bang 1.3 : độ rỗng của các vùng trong thân đập
Vùng vật liệu

Dộ rỗng (%)

1

Tầng đệm

15-20

2

Dá nhỏ tầng quá độ

18-22

3

Vùng thân đập chính

20-25

4

Vùng hạ lưu

23-28

TT


Lớp đá tầng đệm 2D

Thông thường lớp 2D được đầm nén theo tầng lớp
dày 0.4-O.5m với 8- 1O lần đầm bằng máy đầm
rung trọng tải 1O tấn.


 Lớp 2D phải có khả năng chống nén cao, có tính
bán chống thấm cho nên đòi hỏi phải có các yêu
cầu sau :
 - Cấp phối hợp lý đảm bảo được độ đầm chặt
để có khả năng chịu lực tối ưu và phải có tính
chống xói mòn cơ học trong lớp này nhằm đảm
bảo độ ổn định và độ bền của chúng.
 - Bề dày đủ lớn để có khả năng chống được

ứng suất biến dạng dưới tác dụng của nước
thượng lưu nhằm mục đích giảm được độ võng
của tấm bê tông bản mặt gây nứt trên bề mặt
ngoài ra còn phải xét đến đến điều kiện thi công.



 . Vùng đập chính 3A
 + Hệ số hóa mềm của đá đắp vào thân đập không được nhỏ
hơn 0.9.
 + Theo kinh nghiệm của Trung Quốc đá đắp vào thân đập để
đảm bảo khả năng ổn định, biến dạng của đập thì yêu cầu
khống chế giới hạn thành phần hạt và độ rỗng như sau:
 Dmax= 800 mm
 n  (20 – 25) %
 + Cường độ không nở hông bảo hoà nước 30Mpa hoặc lớn hơn
là phù hợp nhưng cần phải có cấp phối hạt thích hợp .
 + Ngoài ra kích thước vật liệu thích hợp nhất phải dựa vào
chiều cao đập, chất lượng đá, phương pháp thi công v.v...
nhằm đảm bảo cho thân đập đạt độ chặt cao và dễ thi công.
 + Độ lớn nhất của vật liệu phụ thuộc vào điệu kiện thi công,
chiều dày lớp đá đắp, tính chất cơ lý của đá.


 Theo ý kiến chuyên gia ( Cooke 1984) cấp phối hạt sẽ là:
 Không quá 50% hạt lọt qua sàng 25mm
 Không quá 6% cỡ hạt là sét gồm cả hạt bột.
 Ngoài ra cần lưu ý :
 + Đối với đá lấy từ hố móng công trình ra nếu có chất lượng
phù hợp với vùng thân đập chính hoặc vùng hạ lưu thân đập

cũng có thể sử dụng được .
 + Khối đá đổ là khối rắn chắc sau khi đầm phải có thể tự do
thoát nước. Hạt có đường kính nhỏ hơn 5mm không nên vượt
quá 20%. Hạt có đường kính nhỏ hơn 0.075mm không nên
vượt quá 5 % .
 + Vật liệu là đá mềm sau khi đầm phải có tính nén ép thấp và
cường độ chống cắt nhất định. Có thể dùng để đắp vùng khô
trên mức hạ lưu của vùng thân đập chính.


Hình 1.6: Đường bao cấp phối lớp 3A


Hình 1.7 : Đường bao vật liệu lớp 3B


 lớp 2C là lớp chuyển tiếp cần phải cú thành phần cấp phối phải
nghiờm ngặt để đảm bảo cho cốt liệu tầng đệm tiếp giỏp khụng bị
trụi vào, nú cú tỏc dụng lọc cho tầng đệm, đồng thời cỏc viờn đỏ
trong tầng này đảm bảo ổn định khi cú nước thấm chảy qua khụng
bị trụi vào vựng thõn đập chớnh, làm cho tầng đệm bị xúi hỡnh
thành khe rỗng làm biến dạng bề mặt bờ tụng
 yờu cầu ( Theo quy phạm thiết kế đập đỏ đổ bản mặt bờ tụng của
Trung Quốc).
 - Khụng được dựng vật liệu phong hoỏ, hàm lượng hạt cú đường
kớnh hơn 0,075 mm khụng vượt quỏ 5 % để trỏnh hiện tượng lỳn
của đập do hậu quả xúi trụi chỳng ra ngoài .
 - Dựng đỏ cứng cú cường độ cao hơn 30Mpa.
 Khụng cho phộp lẫn đất và cỏc tàn tớch thực vật.
 Hệ số húa mềm của đỏ đắp vào thõn đập khụng được nhỏ hơn 0,9.

 - Vật liệu vựng chuyển tiếp cỡ đỏ nhỏ yờu cầu phải cú cấp phối liờn
tục, cỡ đỏ lớn nhất khụng quỏ 300mm.


Về các thông số này xin tham khảo
bảng sau.
Chiều dày có thể là 4m
Độ lỗ rỗng đảm bảo tiêu chuẩn khối
đắp
 n  (l 8 – 22)%.
Đá đắp vùng đệm phải có cấp phối liên
tục và tuân thủ giới hạn thành phần hạt
theo đường giới hạn sau.


Hình 1.8 : Đường bao cấp phối vật liệu lớp 2C