Trình bày các yêu cầu kỹ thuật về trộn, vận chuyển, đầm và san trong bê tông đầm lăn

Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
(NHÓM 2)
I)Trình bày các yêu cầu kỹ thuật về trộn, vận chuyển, đầm và san trong bê tông
đầm lăn(BTĐL)?
II)Nêu ví dụ các loại thiết bị thi công sử dụng trong các công trình BTĐL ở Việt
Nam như Sơn La,Bản Vẽ,Lai Châu,Đồng Nai 5…
Mục Lục
I) Các yêu cầu kỹ thuật về trộn, vận chuyển, đầm và san trong BTĐL:
1)Các yêu cầu kỹ thuật về trộn trong BTĐL:
1.1. Máy trộn rơi tự do và cuỡng bức:
1.1.1. Máy trộn rơi tự do
1. Trình tự đổ vật liệu:
2. Dung lượng trộn:
3. Thời gian trộn:
4. Vấn đề bám dính:
5. Vấn đề phân ly:
6. Hàm lượng nước của cát:
1.1.2. Máy trộn kiểu cưỡng bức
1.2.Máy trộn liên tục và máy trộn gáo:
1.2.1. Máy trộn liên tục
1.2.2. Máy trộn gáo
2)Các yêu cầu kỹ thuật về vận chuyển trong BTĐL:
2.1.Xe ben tự đổ:
2.1.1. Loại xe
2.1.2. Bố trí đường đi
2.1.3. Làm sạch lốp xe
1. Thiết bị rửa tự động:

2. Bể rửa:
2.1.4. Cách đổ bê tông vào thùng xe và đổ bê tông từ thùng xe xuống mặt đập
2.2.Băng chuyền:
2.2.1. Phễu đổ vữa bê tông vào băng chuyền

Trang 1


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

2.2.2. Máy rải hỗn hợp bê tông
2.3.Ống chảy chân không nghiêng:
2.3.1. Bê tông đầm lăn chuyển bằng ống chảy chân không nghiêng
2.3.2. Kết cấu của hệ thống ống chảy chân không nghiêng
3)Các yêu cầu kỹ thuật về san và đầm trong BTĐL:
3.1.San bê tông :
3.2.Đầm lăn:
3.2.1. Đặc tính chủ yếu của đầm rung
1. Trọng lượng vật rung W1:
2. Trọng lượng phụ W2:
3. Lực rung (lực khởi động, lực kích rung) F:
4. Tần số:
5. Biên độ rung:
3.2.2. Các loại đầm rung
1. Đầm rung có xe kéo bánh lốp:
2. Đầm rung tự hành có 2 bánh lu nối tiếp:
3. Đầm rung có bánh song song:
4. Đầm rung loại nhẹ:

3.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến đầm rung:
3.3.1. Tần số, biên độ rung
3.3.2. Tốc độ di chuyển của máy đầm
3.3.3. Trọng lượng tĩnh của đầm rung
3.3.4. Năng lượng đầm chặt
3.3.5. Sô lần đầm rung:
3.3.6. Lượng nước sử dụng cho 1m3 bê tông

II)Nêu ví dụ các loại thiết bị thi công sử dụng trong các công trình BTĐL ở Việt
Nam như Sơn La , Bản Vẽ , Lai Châu , Đồng Nai 5…
*Đối với Thuỷ điện Sơn La
*Công nghệ thi công bê tông đầm lăn
*Công nghệ thi công BTÐL cho đập

Trang 2


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

BÀI LÀM:
I) Các yêu cầu kỹ thuật về trộn, vận chuyển, đầm và san trong BTĐL:
1)Các yêu cầu kỹ thuật về trộn trong BTĐL:
1.1. Máy trộn rơi tự do và cuỡng bức:
1.1.1. Máy trộn rơi tự do
Có kết cấu đơn giản, dung lượng lớn, công suất tiêu hao ít, tuổi thọ sử dụng lâu bền,
thích ứng với cốt liệu lớn, đó là những ưu điểm của máy trộn rơi tự do. Chính vì vậy mà máy
trộn rơi tự do được dùng rộng rãi trong các công trình đập bê tông thường, nó cũng có thể
dùng để trộn bê tông đầm lăn. Theo kinh nghiệm sử dụng của rất nhiều công trình, nếu dùng

máy trộn rơi tự do để trộn bê tông đầm lăn thì phải chú ý những vấn đề sau:
1. Trình tự đổ vật liệu:
Khi trộn bê tông thì trình tự đổ các loại vật liệu vào máy trộn có ảnh hưởng lớn đến
chất lượng của hỗn hợp bê tông.
Khi trộn bê tông thường theo các trình tự sau:
-

Thứ nhất: đổ nước, chất phụ gia, cát vào máy tiến hành trộn ướt;

-

Thứ hai: đổ chất kết dính vào, trộn đều gọi là bao cát;

-

Thứ ba: đổ đá để trộn bao đá cho đến khi đều.

Sự xuất hiện của bê tông đầm lăn có trộn tro bay cũng như việc sử dụng cát đá nhân tạo
nảy sinh các vấn để mới:
(1) Bê tông đầm lăn trộn nhiều tro nếu trộn bao cát trước thì cánh máy trộn sẽ dính
nhiều vữa cát.
(2) Vữa cát hàm lượng nước ít khó mà phủ dính lên mặt của cốt liệu thô. Bề mặt cốt
liệu mà xù xì thì càng tăng thêm độ phức tạp cho việc vữa cát phủ lên bể mặt cốt liệu.
Vì vậy mà trình tự đổ vật liệu vào máy trộn của bê tông đầm lăn không thể áp dụng như
của bê tông thường được.
2. Dung lượng trộn:
Máy trộn tự do dựa vào sự rơi tự do của nguyên liệu để đạt hỗn hợp bê tông. Khi trộn
bê tông thường, nguyên liệu rời rạc trộn với nước thì thể tích nhỏ đi, trong thùng có đủ không
gian rơi để tiến hành trộn hỗn hợp. Khi trộn bê tông đầm lăn, do dùng ít nước, sự biến đổi thể
tích trước và sau khi đổ nước không khác nhau nhiều, không gian rơi giảm đi, không đạt đến

trạng thái hỗn hợp đều. Vì vậy có một số máy trộn rơi tự do phải giảm bớt dung tích trộn để
có bê tông đầm lăn chất lượng tốt. Ví dụ máy trộn dùng ở đập Kháng Khẩu, nếu trộn bê tông
thường là 1m3, nếu cùng trộn 1m3 bê tông đầm lăn thì trộn không đều, một phần cốt liệu thô
thậm chí chưa có dính vữa cát, cốt liệu thô bị phân ly nghiêm trọng; lượng trộn phải giảm
xuống còn 0,8m3 thì trộn đều hơn, cốt liệu ít bị phân ly hơn. Ở các đập De Mist Krael và
Trang 3


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Zaaihock - Nam Phi, dung lượng trộn thấp đi tới 2/3 định mức. Máy trộn ở đập Liễu Khê là
6,8m3, vật liệu đổ vào giảm đi chỉ còn 56m3.
3. Thời gian trộn:
Nói chung khi trộn bê tông đầm lăn thời gian dài hơn so với bê tông thường. Ở đập
thủy điện Đồng Giai Tử máy trộn 1,5m3 khi trộn bê tông đầm lăn đã kéo dài thêm thời gian
trộn 3060s. Ở Thiên Sinh Kiều dùng máy trộn 1,5m3, trộn bê tông thường mất 90s, trộn bê
tông đầm lăn thời gian là 150180s.
Có những công trình dùng máy trộn rơi tự do thời gian trộn bê tông đầm lăn và bê tông
thường không mấy chênh lệch. Ví dụ: đập Đại Xuyên - Nhật Bản dùng máy trộn 1,5m3, thì
thời gian trộn cũng là 90s như bê tông thường. Ở các công trình Sa Kê Khẩu, Nham Than
dùng máy trộn 3m3, thời gian trộn ít nhất là 30s, cũng không khác nhau mấy so với bê tông
thường.
Tóm lại, thời gian trộn còn tùy thuộc vào máy trộn và cấp phối bê tông, vì vậy cần qua
thử nghiệm để chọn.
4. Vấn đề bám dính:
Khi trộn bê tông đầm lăn, do lượng nước ít vữa cát dính vào cánh trộn. Cánh trộn dính
vữa làm cho việc trộn kém. Ở đập Kháng Khẩu, cứ trộn xong 20 mẻ lại rửa máy trộn một lần,
vì vậy mà giảm hiệu suất công tác. Thứ tự đổ vật liệu vào máy trộn hợp lý cũng sẽ làm giảm

bớt hiện tượng bám dính.
5. Vấn đề phân ly:
Khi nghiêng máy trộn để đổ hỗn hợp ra, cốt liệu thô thường rơi vào phễu trước, sau đó
lại tập trung dưới đáy thùng sau khi hãm máy, xuất hiện rõ rệt trạng thái phân ly. Thứ tự đổ
vật liệu hợp lý và cánh tay quay có hình dáng phù hợp sẽ làm giảm bớt phân ly.
6. Hàm lượng nước của cát:
Lượng nước thay đổi có ảnh hưởng rõ rệt đến tính năng của bê tông. Thông thường cốt
liệu thô thoát nước nhanh, hàm lượng nước ít và ổn định. Ảnh hưởng đến lượng nước sử
dụng phải kể chính là hàm lượng nước trong cát. Cát sau khi rửa, sàng phải để đánh đống một
thời gian một tuần lễ trở lên thì hàm lượng nước mới tạm ổn định. Trạm trộn hiện đại có
trang bị máy đo tự động tỷ lệ nước của cát và căn cứ vào tỷ lệ này để diều chỉnh lượng nước
đổ vào trộn.
1.1.2. Máy trộn kiểu cưỡng bức
Máy trộn cưỡng bức là lợi dụng sức quay của cánh lắp trên trục nằm ngang, hai trục
này lắp cánh quay và chuyển động tương đối trong thùng trộn, chuyển động theo vòng tròn và
chuyển động trượt theo hướng trục. Các cánh quay có tác dụng khuấy mạnh đảo đều hỗn hợp
vật liệu, thời gian trộn giảm (thường là 30s), chất lượng hỗn hợp trộn tốt. Dùng cửa mở đáy
xả vữa bê tông, quá trình xả vữa bê tông gần như không phân ly. Máy trộn cưỡng bức cho
Trang 4


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

phép đường kính của cốt liệu to nhất đến 100mm. Nhưng máy trộn cưỡng bức bị mài mòn
cánh trộn và đệm lót rất nhanh, cần phải thay luôn. Máy trộn cưỡng bức đòi hỏi công suất lớn
cho nên dung tích trộn có phần hạn chế.
Máy trộn cưỡng bức được dùng phổ biến trong các công trình bê tông đầm lăn ở Nhật,
Nhật Bản đã dùng loại máy trộn cưỡng bức có dung tích trộn đến 4,6m3.

1.2.Máy trộn liên tục và máy trộn gáo:
1.2.1. Máy trộn liên tục
Máy trộn liên tục chia làm 2 loại: máy rơi tự do và máy cưỡng bức. Loại máy rơi tự do
là một thùng tròn xoay nghiêng, trong vách phía trong thùng có các lá gân, vật liệu được cân
liên tục rồi đổ vào cửa thùng trộn, trộn theo kiểu rơi tự do cho đến khi đều, sau đó qua cửa ra
cho vữa bê tông liên tục, năng suất đạt 200250m3/h. Kiểu máy trộn cưỡng bức có 2 trục nằm
ngang, các cánh tay gân quay làm cho vật liệu trộn đều rồi từ máng chữ U theo hướng cửa đổ
vữa bê tông mà đẩy ra ngoài, năng suất đạt 300m3/h trở lên.
1.2.2. Máy trộn gáo
Máy trộn kiểu này mới được nghiên cứu gần đây. Máy được tạo thành bởi hai thùng
nửa hình cầu gắn trên trục quay nằm ngang, một bán cầu gắn cứng lên một đầu trục, còn nửa
cầu khác thì quay quanh trục. Cho phép lấy vữa bê tông ở vị trí giữa hai gáo quay, một đầu
gáo có đường phễu cho vật liệu vào. Khi máy hoạt động có hai chức năng như rơi tự do và
cưỡng chế, có thể trộn cốt liệu có kích thước lớn (200250mm), không bị mòn nhiều, thời
gian trộn ngắn (5080s), vữa bê tông ra nhanh (810s), có lợi cho việc tránh cốt liệu phân ly.
Hãng SGME (Bỉ) sản suất loại máy trộn gáo có dung tích ra vữa bê tông từ (0,61,6m3)
và đã được áp dụng cho nhiều công trình đập bê tông đầm lăn trên thế giới.

2)Các yêu cầu kỹ thuật về vận chuyển trong BTĐL:
Bê tông đầm lăn là một loại bê tông siêu khô cứng, phạm vi tuyển chọn các loại phương
tiện vận chuyển cũng rộng hơn so với bê tông thường. Một số công trình đập bê tông đầm
lăn, đã sử dụng các phương tiện vận chuyển như: máy xúc, máy ủi, cần cẩu và máy xúc lật
v.v… nhưng do tốc độ thi công bê tông đầm lăn rất nhanh, những công cụ này không đáp ứng
được cường độ vận chuyển. Máy xúc, máy ủi, và máy xúc lật còn bị hạn chế bởi khoảng cách
vận chuyển mà chỉ phù hợp với công việc vận chuyển đường ngắn.
Do cường độ vận chuyển lớn mà băng tải và xe ben trở thành phương thức vận chuyển
phổ biến nhất. Gần đây xuất hiện loại ống chảy chân không dùng ở các địa hình dốc, đã cho
thấy rõ tính ưu việt của nó. Trong chương này giới thiệu về các phương tiện vận chuyển
thường dùng.
2.1.Xe ben tự đổ:

Xe ben là một loại phương tiện vận chuyển thường hay dùng nhất, có các đặc tính như
Trang 5


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

sức chuyển tải lớn, linh hoạt, cơ động và thông dụng. Khi sử dụng xe ben để vận chuyển bê
tông đầm lăn cần chú ý những vần đề sau:
2.1.1. Loại xe
Thường sử dụng xe ben loại đổ phía sau, sức chứa của thùng xe phải phối hợp chặt chẽ
với máy trộn, diện tích mặt đập và cường độ thi công. Theo kinh nghiệm đã dùng thì trong
các loại xe ben đổ phía sau, loại xe có thùng vẩy cao đuôi sau khi đổ mức độ phân ly ít hơn
loại đuôi thùng phẳng. Ở các công trình trong và ngoài nước thường dùng loại xe ben tải
trọng 20T, 15T, 10T và 8T, cũng có công trình dùng xe ben loại lớn 32T và 45T.
Xe ben đổ đáy ít sinh ra cốt liệu phân ly, nhưng tính cơ động kém cho nên cũng ít dùng.
Nếu mặt đập hẹp mà xe đi vào từ một hướng và ra hướng kía thì sử dụng xe ben đổ nắp sau là
phù hợp.
2.1.2. Bố trí đường đi
Vận chuyển bằng xe ben cần phải bố trí đường đi theo cao trình. Con đường từ trạm
trộn đến mặt đập được bố trí theo hai loại đường chính và đường nhánh. Từ đường chính chia
làm nhiều nhánh lên đập bố trí theo từng tầng đổ bê tông. Mỗi đường nhánh bố trí độ cao
57m để tránh cho đường lên đập phải đắp cao tạm thời quá nhiều. Mặt đường rộng tuỳ thuộc
mật độ xe ben.
Cửa đường vào tùy thuộc kết cấu của mặt đập. Khi mặt đập được xây bằng các tấm bê
tông đúc sẵn thì có thể nối liền trực tiếp đường đi với mặt đập. Khi mặt đập sử dụng hình
thức khác hoặc phải đổ bê tông tầng chống thấm thì giữa đầu đường và mặt đập phải có
khoảng cách vừa đủ để thỏa mãn yêu cầu thi công tầng chống thấm.
Có nhiều hình thức nối đường với thân đập. Tại đập Long Môn Than nối bằng cầu

Belei, là một đoạn xà dài 40m một đầu xà ghếch lên đầu đường còn đầu xà kia ghếch lên mặt
đập, mặt đập cao thì đầu xà này cũng cao dần lên, cao nhất là 5m. Kiểu nối tiếp này ít ảnh
hưởng đến tính liên tục khi thi công nâng cao mặt đập.

Trang 6


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Hình 2-1: Cầu cơ động và đường vận chuyển ở đập Long Môn
a) Cầu cơ động; b) Đường vận chuyển.
Đập Long Môn của Nhật cao 99,5m, dùng xe ben 15T để chuyên chở, nối bằng cầu cơ
động từ mặt đường đến thân đập như hình 4-1. Cầu nặng 200T, độ cao khống chế là 12m. Do
cầu quá nặng nên không thể ghếch lên mặt đập mà phải gác lên trụ thép. Trụ thép xây trên
mặt đá móng nằm ở phía thượng lưu ngoài mặt đập.
2.1.3. Làm sạch lốp xe
Để tránh tình trạng xe ben làm bẩn mặt khoảng đổ thì phải rửa lốp xe, thiết bị rửa lốp
xe có 2 loại:
1. Thiết bị rửa tự động:
Thiết bị rửa tự động đặt trên tuyến đường xe tải đi. Trong khi di chuyển nhờ trọng
lượng của xe tải mà mở các van nước ra, dựa vào áp lực nước trong đường ống phun vào
bánh xe, rửa sạch. Dùng loại thiết bị này rửa rất sạch nhưng tốn nhiều nước. Ở các công trình
đập Định Bình, Plêikrông rửa xe bằng thủ công, với hai công nhân dùng vòi nước áp lực để
phun vào bánh xe.
2. Bể rửa:
Bể rửa bố trí trên đường vào đập, chiều dài và chiều sâu bể tùy thuộc vào loại xe. Tại
đập Kháng Khẩu dùng xe tải tự đổ 8T thì bể có chiều dài là 10m, sâu 60mm. Bể có cửa xả
nước bẩn. Khi xe tải đi qua, nước rửa sạch lốp xe. Dùng kiểu này tiết kiệm nước, nhưng chất

bẩn dễ tích tụ ở đáy bể vì vậy, còn thường xuyên thay nước rửa bể đảm bảo hiệu quả làm
sạch.
Bất kể dùng hình thức rửa nào thì đều có một đoạn đường đủ để nước thoát khỏi bánh
Trang 7


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

xe, để không đem nước vào mặt đập. Mặt đoạn đường từ chỗ rửa đến mặt đập được rải một
lớp đá răm sạch hoặc cát khô. Sỏi và cát có tác dụng thấm nước đồng thời lại có tác dụng cọ
xát để tránh tình trạng nước trong bánh xe thoát ra lại lảm bẩn lốp xe.
2.1.4. Cách đổ bê tông vào thùng xe và đổ bê tông từ thùng xe xuống mặt đập
Để giảm bớt việc phân ly trong khi bốc và rỡ bê tông khỏi xe có thể áp dụng kiểu xếp
(rỡ) hai lần. Cách xếp hai lần là từ phễu máy trộn, trước tiên đổ 1/2 xe, sau đó cho xe dịch lên
một đoạn lại đổ nốt nửa còn lại, cách rỡ hai lần là xe chở bê tông đổ làm hai lần, đổ nửa sau
thành đống cách đống đổ trước 1/2 mặt dốc để cho đống sau và đống trước liền kể nhau (hình
4-2).

1/2 xe ®æ ®èng tr­íc

1/2 xe ®æ ®èng sau
mÆt sau

Hình 2-2: Cách đổ bê tông từ xe ben xuống mặt đập
2.2.Băng chuyền:
Băng chuyền có hiệu suất cao, thiết bị nhẹ, giá thành rẻ có thể đáp ứng được nhu cầu thi
công nhanh, kinh tế. Qua các công trình bê tông đầm lăn đã thi công cho thấy, băng chuyền
chỉ đứng thứ hai sau vận chuyển bằng xe ben. Ở đập Upperstill Water và Elk Creek đã dùng

băng chuyền đã lập kỷ lục cường độ đổ bê tông 7950m3/ngày.
Để đảm bảo năng suất và chất lượng của bê tông đầm lăn cần lưu ý một số
điểm sau:
(1) Dùng băng chuyền lòng máng, góc nghiêng của trục lăn đẩu tiên tăng đến 450, có
tác dụng rõ rệt đến việc nâng cao năng suất vận chuyển và chống phân ly của cốt liệu;
(2) Tăng thêm các trục lăn đỡ, đầu nối băng tải dùng keo dính làm băng chuyền
chuyển vận êm hơn tránh cốt liệu phân ly;
(3) Ở mỗi đầu băng chuyền có đặt hai máy quét dọn tránh hao vữa cát;
(4) Tăng dung tích phễu rót để đảm bảo băng chuyền vận hành liên tục, giảm bớt
phân ly;
(5) Tốc độ băng chuyền là 1,6 m/s, giảm sự biến đổi VC của bê tông đầm lăn;
(6) Ở đầu mỗi băng nơi xả bê tông chuyền treo tấm chắn rèm mềm để giảm phân ly;
(7) Tăng chiều dày lớp bê tông trên băng chuyền, liên tục cấp bê tông… đều có tác
dụng tốt là thỏa mãn cường độ vận tải, giảm bớt phân ly, giảm bớt sự thay đổi VC.
2.2.1. Phễu đổ vữa bê tông vào băng chuyền
Yêu cầu cơ bản của phễu cấp vữa phải đều và liên tục. Ngoài ra còn lợi dụng phễu rót
để trộn bê tông lần 2, cần lưu ý vận tốc vữa rót phải đồng bộ với vận tốc của băng tải, tránh
tình trạng chuyển đổ vật liệu vào quá nhanh gây ra rơi vãi vật liệu và làm hỏng băng tải.
Trang 8


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Có nhiều loại phễu cấp vật liệu, chủ yếu là phễu cấp vật liệu kiểu băng, cấp vật liệu
xoắn và xe trộn lật nghiêng nhanh.
Phễu cấp vật liệu kiểu băng là băng tải dùng phễu cửa cong khống chế lượng vật liệu
cấp. Do con người điều khiển nên vật liệu cấp khó đều chỉ dùng cho bê tông cốt liệu nhỏ.
Phễu cấp vật liệu xoắn có lắp cánh xoắn trong phễu rót, vừa có tác dụng cưỡng bức cấp

vật liệu vừa cưỡng bức trộn khiến bê tông được trộn hai lần, vật liệu ra đều hơn; cánh xoắn
do động cơ thông qua cơ cấu thủy lực. Miệng phễu tập trung có lắp một băng tải ngắn để cho
ra bê tông.
Xe trộn lật là một loại xe tự lật nghiêng có máng chuyển dạng băng dung lượng lớn. Tài
xế ngồi trong buồng lái điều khiển tốc độ băng tải, mở cửa cong, góc lật và tốc độ quay của
cánh xoắn.
Là một loại xe vận tải trộn đều trong quá trình vận chuyển để tránh phân ly, dựa vào
góc nghiêng lật và chuyển động của cánh xoắn để đổ vật liệu ra, có thể cung cấp vật liệu đều
cho băng chuyền vận chuyển.
2.2.2. Máy rải hỗn hợp bê tông
Dùng băng tải đổ bê tông thì yêu cầu phải luôn thay đổi điểm rỡ, cho nên mặt bãi bố trí
băng tải có thể quay vòng, có thể co giãn. Để giảm cốt liệu phân ly khi rót bê tông thì ở
miệng phễu rót còn lắp một ống vòi voi mỏng làm bằng cao su đường kính 300400mm. Bê
tông chứa đầy trong ống bị vách ống cản trở mà giảm bớt lưu tốc từ đó bớt phân ly.
2.3.Ống chảy chân không nghiêng:
Ống chảy chân không nghiêng là ống chảy nửa cứng nửa mềm lắp trên mặt dốc. Do lực
ma sát và độ chân không trong ống đã khống chế bê tông trượt dốc ở một phạm vi nhất định,
không bắn văng ra, không tắc ống cũng không phân ly, đạt yêu cầu kỹ thuật vận chuyển bê
tông.
2.3.1. Bê tông đầm lăn chuyển bằng ống chảy chân không nghiêng

Trang 9


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

B

L

F4
F3

Pv
F2

T
F1

W
V
A



Hình 2-3: Lực tác dụng của ống chảy
chân không nghiêng

Xem xét bê tông đầm lăn chảy trong ống chân không nghiêng có tốc độ V, lấy một
đoạn ống chảy có chiều dài L để phân tích các lực tác dụng như hình 2-3.
Trong hình: W là trọng lượng của bê tông trong ống;  là góc nghiêng giữa đường ống và mặt
đất (độ); F1 là lực ma sát do khối lượng W trượt trong ống; F2 là lực kết dính giữa bê tông
đầm lăn và vách ống; Pv là áp lực chân không (Pa); F3 là lực ma sát trượt giữa bê tông với vật
liệu A của ống dưới tác dụng của Pv; F4 là lực ma sát trượt giữa bê tông đầm lăn với vật liệu
ống B dưới tác dụng của Pv.
Có thể lập ra các công thức sau:
W =  R .S.L.g

(4-1)

T = W.sin

(4-2)

F1 = f1.W.cos

(4-3)

F3 = f2.Pv.S1

(4-4)

F4 =f2.Pv.S2

(4-5)
Trang 10


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Trong đó:
R: dung trọng của bê tông đầm lăn (kg/m3);
S: diện tích mặt cắt ngang trung bình trong ống của bê tông đầm lăn (m2);
G: gia tốc trọng trường (m/s2);
f1: hệ số ma sát trượt giữa bê tông và A;
f2: hệ số ma sát trượt giữa bê tông và B;

S1, S2: diện tích tiếp xúc giữa A, B với bê tông (m2).
Theo quy luật động lực học cơ học ta có:
V = V0 +

T  F1  F2  F3  F4
.t
 R .S.L

(4-6)

trong đó: V, V0 là tốc độ trung bình của bê tông ở thời điểm t và thời điểm bắt đầu
(m/s).
Lực kết dính F2 giữa bê tông và vách ống rất nhỏ, có thể bỏ qua, thay các công thức (41)  (4-5) vào công thức (4-6) và rút gọn lại ta có:
V = V0 + (C - D.Pv).t

(4-7)

C = (sin - f1.cos).g
D=

S1 .F1  S2 .f 2
 R .S.L

Từ công thức (4-7) cho thấy nếu tốc độ ban đầu của bê tông đầm lăn V0 = 0, thì (C D.Pv) > 0, khi đó bê tông đầm lăn mới trượt xuống, cũng có nghĩa là  phải thỏa mãn điều
kiện sau:
(sin -f1.cos).g >

S .F  S .f .P
1

1

2

2

v

 R .S.L

Từ trên ta có:

cos 




1  f

2
1



 a 2 .Pv2  a. f1.Pv
1  f12
0    90o

(4-8)

Trong đó:
a=

S1 .F1  S2 .f 2
 R .S.L.g

Vì S1, S2, f1 , f2, R, S, L và g đều là hằng số, cho nên Pv trở thành nhân tố duy nhất
khống chế trượt xuống của bê tông. Chọn Pv hợp lý để điều khiển tốc độ trượt xuống của bê
Trang 11


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

tông đầm lăn là yêu cầu kỹ thuật mấu chốt của công tác thiết kế ống chảy chân không
nghiêng.

xuống trong ống chân không làm cho không
khí xung quanh cùng chuyển động. Để đơn
giản có thể coi chuyển động của không khí
trong ống như là chuyển động của chất lỏng

PhÔu nhËn bª t«ng

A

A

1

Trong ống chảy chân không nghiêng
kín, không khí chảy cùng bê tông đầm lăn
phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng
của khí động học. Như hình 4-4, trong ống
chảy chân không mặt cắt cửa vào là A-A,
mặt cắt bất kỳ là 1-1, bê tông đầm lăn trượt

èng ch¶y
ch©n kh«ng

1

có thể nén theo một chiều nhất định.

Hình 4-4: Phân tích ống trượt chân không
Theo phương trình định luật bảo toàn năng lượng:

V2
r P VA2
r PA

. 

. ,
2 r 1 
2 r  1 A

(4-9)

Trong đó :
PA, P: áp lực không khí ở mặt cắt A-A, 1-1 (Pa);
VA, V: lưu tốc không khí ở mặt cắt A-A, 1-1 (m/s);
A, : mật độ không khí ở mặt A-A, 1-1 (kg/m3);
r: chỉ số nhiệt độ tuyệt đối của chất khí, với chất khí lý tưởng thì r = 1,4.
Lấy VA = 0, thì (4-9) đơn giản được:

V2
r P
r PA

. 
.
2 r  1  r  1 A

(4-10)

Đồng thời, không khí trong ống cũng thỏa mãn phương trình nhiệt độ tuyệt đối, tức là:

P PA
=
 2  2A

( 4-11)

Giải 2 công thức (4-10) và (4-11) ta có:

 r1 =  rA1 -

r  1  rA 2

.
.V
2.r PA

( 4-12)

Trang 12


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

  
Pv = PA.[1- 1   
  PA 

r





(4-13)

Trong đó :
Pv = PA –P0
Từ công thức (4-12) và (4-13) cho thấy: vì r, PA và  A đều là hằng số lớn
hơn 0, cho nên (4-12) trong đó V tăng thì  giảm, ở công thức (4-13) thì khi  giảm Pv lại
tăng, khiến cho (C-D.Pv) nhanh chóng tiếp cận về 0. Do tác dụng của quán tính, (C-D.Pv)

ngày càng nhỏ đi, khi đó tốc độ V bắt đầu giảm, kéo theo Pv giảm, (C-D.Pv) lại càng tiến về
0, theo quán tính lại tăng lên, khiến (C-D.Pv) > 0. Khi đó quá trình tăng tốc đến giảm tốc lại
lặp lại trong ống chày chân không. Vì thế mà bê tông đầm lăn chảy trong ống chân không
theo dạng sóng.
Tổng hợp như trên, V và Pv là nhân quả của nhau, kìm hãm lẫn nhau. Chỉ cần mức độ
kín của ống chảy phù hợp, kích thước cấu tạo thỏa mãn yêu cầu cường độ đổ bê tông thì có
thể khống chế được tốc độ bê tông đầm lăn chảy trong ống giao động trong một phạm vi nhất
định, từ đó mà đảm bảo được chất lượng của bê tông đầm lăn.
2.3.2. Kết cấu của hệ thống ống chảy chân không nghiêng
Kết cấu ống chân không nghiêng vận chuyển bê tông vào khoảng đổ vào khoảng đổ
chủ yếu gồm ba bộ phận: phễu lấy bê tông, ống chảy chân không và kết cấu giá đỡ. Kết cấu
của phễu thường bằng thép. Cửa hình cong, có xi lanh điều khiển quay về phía ống chảy để
cấp bê tông.
Mặt cắt của ống chảy chân không chia làm hai bộ phận, phần dưới làm bằng thép tấm
chịu mòn, phần trên làm bằng bố cao su vừa chịu mòn vừa mềm dẻo. Để thuận tiện cho việc
vận chuyển, lắp đặt và tháo dỡ (thân đập tăng lên thì ống càng ngắn đi), thì ống phải chia
thành nhiều khúc, các khúc nối với nhau bằng mặt bắt bu lông.
Kết cấu giá đỡ thường làm bằng thép được hàn với cọc neo trên dốc. Chiều rộng của
giá đỡ tùy thuộc vào giao thông, sửa chữa và tháo lắp.
Độ kín của ống chảy chân không nghiêng là nhân tố quan trọng trực tiếp ảnh hưởng đến
hiệu quả vận hành, khi thiết kế và thi công phải được coi trọng. Ở các chỗ như chu vi cửa
cong phễu rót, và giữa các mặt bích nối ghép lót gioăng bịt kín. Trong quá trình vận hành nếu
có chỗ bị rách vải bố cao su hoặc vách ống và gioăng thì phải thay ngay.
Độ chân không trong ống là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ trượt xuống của bê
tông. Có hai cách tạo ra chân không, một cách là tự nhiên tạo thành như ở phần trên đã phân
tích tức là tốc độ bê tông tăng tạo nên chân không, hai là dùng bơm chân không để hút trước,
khi rót bê tông hút chân không một lần, trong quá trình rót bê tông lại rút chân không theo
kiểu giãn cách để điều khiển tốc độ trượt xuống của bê tông. Hình 2-5 là hình bố trí ống trượt
chân không.
Trang 13

Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

409.6

376.0

Hình 2-5: Bố trí ống chảy chân không
Đập Vinh Địa là đập bê tông đầm lăn trọng lực có cao trình đỉnh đập là 409m, lòng
sông hẹp bên bờ hữu là 1:0,8. Phân xưởng trộn ở độ cao 430m bên đầu bờ phải. Lúc mới đầu
dùng xe ben chuyển đổ bê tông. Từ cao trình 376m trở đi thì dùng ống trượt chân không, ống
bố trí tại đầu phải của đập, phía hạ lưu cách trục đập 3m. Miệng trên của phễu ở cao trình
409,6m. Ống trượt chân không nằm song song với đường trục đập có chiều dài 38m, độ lệch
chiều cao thẳng đứng là 33m.
Tiếp sau đập Vinh Địa là đập bê tông đầm lăn trọng lực hồ dưới trạm thủy điện Quảng
Châu và đập vòm Phổ Định đều dùng ống trượt chân không trong thi công. Độ chênh lệch
thẳng đứng của ống ở đập Phổ Định tới 50m. Để điều khiển tốc độ bê tông trượt xuống tốt
hơn, đã lắp 1 máy bơm chân không tại đoạn cong của ống nối với cửa cong của phễu rót. Để
đề phòng ùn tắc ống đặt 3 máy rung. Năng lực vận chuyển của 2 ống song song thiết kế bằng
180m3/h. Kinh nghiệm sử dụng ở công trình Phổ Định cho thấy độ chênh cao 50m chưa phải
là cực hạn của ống chân không nghiêng. Việc sử dụng ống trượt chân không nghiêng ở những
vùng sông hẹp đã mở ra một viễn cảnh vô cùng rộng lớn.
3)Các yêu cầu kỹ thuật về san và đầm trong BTĐL:
3.1.San bê tông :
Bê tông dầm lăn (RCC - Roller - Compacted concrete) được vận chuyển đổ trên mặt
đập sau đó phải san phẳng với một chiều dày nhất định. Hình dáng đổ của các phương tiện
vận chuyển khác nhau, to nhỏ cũng khác nhau do đó khối lượng công việc san bê tông cũng

không giống nhau. Dùng xe tải đổ bêtông thành đống lớn vì vậy khối lượng công việc san
Trang 14


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

nhiều, nếu dùng băng tải trực tiếp rải bê tông, đống bê tông thấp phẳng cho nên lượng san rất
ít. Với bê tông đầm lăn thì công việc san còn có tác dụng giảm bớt phân ly, công tác san một
biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng đầm lăn.
Dùng máy ủi san là biện pháp phổ biến nhất hiện nay, cần chọn máy D80 và D85. Dùng
máy ủi để san cần chú ý tránh tạo thành rãnh giữa các hàng ủi cho nên cần chú ý tới yếu lĩnh
thao tác “ít cạo, nhắc nhanh, hạ nhanh”, tuỳ theo chiều dày đầm chắc, có thể ủi làm một lần
hoặc vài lần trên mỗi tầng. Theo kinh nghiệm thi công thì nhiều lần san cho một tầng đầm lăn
có thể làm giảm phân ly. Vì trong quá trình san lại là cơ hội để cốt liệu to, nhỏ và vữa cát có
dịp điều chỉnh lại, các cốt liệu to bớt tập trung. Cách làm hiện nay thường là chiều dày đầm
chặt 30cm, thì chia thành san 2x18cm, chiều dày 50cm chia thành san 2x28cm, chiều dày
70cm chia thành san 3x25cm v.v… San nhiều lần không những có thể giảm phân ly mà còn
có tác dụng đầm chặt, nhưng san nhiều lần thì tăng thêm khối lượng công việc, nếu tổ chức
không khéo thì sẽ ảnh hưởng đến tiến độ thi công.
Dùng loại máy ủi kiểu bánh xích dễ làm hỏng mặt bê tông ở chỗ quay đầu, cũng làm
cho bánh xích mau mòn, dùng máy ủi bánh lốp sẽ khắc phục được tình trạng đó. Cốt liệu thô
dễ tập trung ở hai bên cạnh máy ủi, cho nên dùng tấm chắn ở hai bên sẽ khắc phục được
khuyết điểm này. Lắp cơ cấu nivo lade ở trên tấm gạt máy ủi, để điều chỉnh chiều dày san
tương đối chính xác, do đó nâng cao chất lượng đầm lăn. Hướng san song song với tuyến đập
để hạn chế thấm do cốt liệu thô tập trung tại hai lưỡi ủi.
Để giảm thiểu phân ly cần lưu ý:
(1) Chọn hướng san của xe ủi vuông góc với hướng xe ben đổ bê tông thì có thể hạn
chế được cốt liệu phân ly;

(2) Nếu xe ủi san bắt đầu từ giữa đống bêtông, thì bê tông chảy ra hai bên cạnh xe ủi
vì thế mà tăng mức độ phân ly, vì thế phải bắt đầu ủi từ bên cạnh đống bêtông, chia làm 3-4
lần ủi. Xem hình 5-1.

3

2

1

3

§óng

1

2

Sai
1,2,3. Ký hiệu thứ tự san.
Hình 3-1: Gợi ý cách san

(3) Khi san lớp thứ 2, 3 chú ý đừng để bê tông ở đỉnh tầng phủ lên mặt dốc tầng dưới
như hình 5-2.

Trang 15


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

§óng

Sai
Hình 3-2: Gợi ý cách san

(4) Xúc phần cốt liệu tập trung cục bộ đổ vào nơi có nhiều vữa.
(5) Khi máy ủi lùi thì phải nhấc lưỡi ben khỏi bề mặt bê tông, nếu không sẽ làm cốt
liệu bị bật lên tạo thành lỗ chỗ cả bề mặt.
3.2.Đầm lăn:
Đầm lăn là đầm hỗn hợp bê tông từ trạng thái tơi xốp thành đặc chắc, để đạt được các
yêu cầu cơ lý của bê tông. Máy để đầm là đầm rung, lực nén tác dụng của đầm rung bao gồm
lực tĩnh và lực chấn động. Lực chấn động truyền cho bê tông tới một độ sâu nhất định bằng
sóng áp lực. Dưới tác dụng của lực chấn động, lực ma sát trong bê tông nhanh chóng suy
giảm, các hạt nhỏ ở dạng lơ lửng hỗn hợp hoá lỏng, hỗn hợp bê tông sau khi hoá lỏng rơi vào
trạng thái thể lỏng, các cốt liệu thô dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và áp lực rung đã
khắc phục được lực ma sát mà dịch chuyển vị trí sắp xếp lại thành khung cốt, các khe hở giữa
khung cốt sẽ được vữa lấp đầy cho bê tông chặt.
Bê tông đầm lăn muốn đạt được độ đầm chặt thì trước tiên phải hoá lỏng, việc hoá lỏng
lại phụ thuộc vào đặc tính rung của đầm.
3.2.1. Đặc tính chủ yếu của đầm rung
1. Trọng lượng vật rung W1:
Chỉ phần trọng lượng tham gia rung, như cơ cấu rung và ống lăn rung.
2. Trọng lượng phụ W2:
Là trọng lượng của bộ phận không rung lắp trên cơ cấu rung dùng để giảm sóc.
3. Lực rung (lực khởi động, lực kích rung) F:
Cơ cấu rung thường là máy rung lệch tâm. Lực rung là lực ly tâm khi quay bánh xe lệch
tâm sinh ra F = m.r.2. Trong đó m là khối lượng của khối lệch tâm, r là khoảng cách lệch
tâm,  là vận tốc góc. Lực rung thường quy định bằng 1,52,5 lần trọng lượng của đầm.

4. Tần số:
Số lần rung trong một đơn vị thời gian có đơn vị là Hz, hiện nay tần số của các máy
rung vào khoảng 21,650Hz.
5. Biên độ rung:
Là khoảng cách vuông góc từ điểm 0 đến vị trí chuyển động lên hoặc xuống xa nhất khi
rung động.
Trang 16


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Tổng lực tác dụng của đầm rung là Q = W1 + F + W2, đơn vị là N. Khi lực rung cố định,
tăng trọng lượng vật rung (W1) thì biên độ rung giảm, nhưng nếu tăng trọng lượng phụ W2 thì
ảnh hưởng đến biên độ không nhiều, vì vậy chọn cách tăng W2 để tăng tổng lực tác dung và
tăng chiều dày lớp đầm, nâng cao hiệu quả đầm chặt.
3.2.2. Các loại đầm rung
1. Đầm rung có xe kéo bánh lốp:
Thuộc loại này có đầm rung YZ-10P và YZJ-10P của Công Ty Dynapac - Thuỵ Điển.
YZ-10P có biên độ rung lớn cho nên năng lượng rung lớn, nhưng tần số rung kém ổn định,
không đảm bảo chất lượng đầm cho nên ít dùng ở các công trình lớn, quan trọng.
2. Đầm rung tự hành có 2 bánh lu nối tiếp:
Hai bánh trơn nhẵn ở trước và sau, 1 bánh rung, còn bánh kia dùng để kéo, loại máy
mới nhất có kết cấu là cả 2 bánh đều là bánh kéo rung. Ví dụ các máy BW-201 của công ty
Bogma - Đức, và DA-50 của công ty Ingersolran - Irlan. Máy BW-201 có tần số rung cao
45Hz, buồng lái cách rung tốt, năng lượng rung chặt lớn, có thể đầm chặt bê tông dày 70cm,
nhưng bánh kéo của loại này dùng thuỷ lực, dễ có trục trặc, tính lâu bền không bằng BW-200.
3. Đầm rung có bánh song song:
Bốn bánh nhẵn rung được lắp trên giá máy vừa là để rung, vừa là để kéo. Khối lệch tâm

ở hai cặp bánh trước và sau lệch pha nhau 1800, để chúng sinh ra rung, ở bất kỳ thời điểm nào
cũng có một cặp ống lăn tiếp xúc trên mặt bê tông để truyền lực rung vuông góc xuống, còn
phần lực nằm ngang của hai khối lệch tâm thì triệt tiêu nhau. Cho nên máy đầm rung đi lại ổn
định, nâng cao chất lượng đầm. Các máy BW-200 và BW-200E của Đức đều thuộc loại này.
Máy BW-200 được dùng nhiều trong các công trình đầm lăn trong và ngoài nước. Nó
có các tham số cơ học tốt, và có năng lượng đầm chặt lớn.
4. Đầm rung loại nhẹ:
Thường là loại giữ bằng tay, máy đầm rung hai bánh chủ yếu dùng ở những chỗ như
các góc cạnh móng tiếp xúc nền đá và ván khuôn, ví dụ loại BW-75S. Các tính năng của đầm
rung như bảng 5-1.
Bảng 3-1: Tính năng của các loại đầm rung
Kiểu máy

YZ-10P

Trọng lượng làm việc
(kg)

10000

Kích
thước

5370

Dài

CA-51
DA-50
14800

10020
5860
5055

BW-201

BW-200

10000

7000

4440

1980

BW75

950

2900

Trang 17


Môn:CNXDCTBT NC

Kiểu máy
ngoài
(mm)

Tốc độ
(km/h)

Bò dốc
(%)
Đường
kính lu x
rộng
(mm)

GVHD:TS Dương Đức Tiến

YZ-10P

CA-51
DA-50
2350

BW-201

BW-200

BW75

2320

2520

890

2910

2400

1045

Rộng

2440

Cao

2410

Số 1

4,4

5

1,1

1,0

1,6

Số 2

8,95

811

2,2

2,0

2,8

Số 3

17,8

12

3,2

3,0

45

37

55

50

25

30

35

35

Không rung
25
Có rung
Bánh trước

1524x21
00

Bánh sau

2415
2250
2490

1520x2130
1270x1905
1270x1905
25

Tấn số (Hz)

32

Biên độ (%)

4,0

Công suất (KW)

73,6

118

Vòng quay (r/min)

1500

2200

Lực khởi đông (KN)

186

Nước sản xuất

Lạc
Dương
T.Quốc

40
1,8
0,91

224
118

Thuỵ Điển
Mỹ

1220x2135

800x(950x2)

480x750

1220x2135

800x(950x2)

480x750

45

43

55

0,65

1,0

0,49

50,0

41,2

6,3

2300

2700

220

320

40

Đức

Đức

Đức

3.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến đầm rung:

Trang 18


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Hiệu quả nén chặt của bê tông đầm lăn thường lấy độ đầm chặt tương đối để biểu thị. Độ đầm
chặt tương đối là tỷ số giữa dung trọng thực và dung trọng lý luận của cấp phối. Đối với loại

bê tông dung trọng thực tế lớn hay bé sau khi đầm chặt đã phản ánh rõ hiệu quả đầm chặt.
Ảnh hưởng đến hiệu quả đầm chặt thường do các nguyên nhân sau:

Thực tế thi công trên các
công trình cho thấy loại đầm có
tần số 2550Hz có hiệu quả nén
chặt nhất, hiện tại đa số các máy
đầm rung tự hành đều có phạm
vi tần số này. Từ hình 5-3 ta
thấy, thay đổi tần số trong phạm

HiÖu qu¶ ®Çm chÆt

3.3.1. Tần số, biên độ rung

2
1

vi 2550Hz, đường cong đầm
chặt biến đổi chậm, nhưng nếu
tăng biên độ thì hiệu quả đầm
chặt tăng rất lớn. Nói chung với
cốt liệu lớn dùng rung với biên
độ lớn có lợi hơn.

0

25

50

75
TÇn sè (Hz)

Hình 3-3: Hiệu quả đầm chặt với tần số biên
độ rung
1. Biên độ rung là A;

2. Biên độ rung là 2A.

Nếu biên độ nhỏ quá, cốt liệu thô khó di chuyển sẽ không làm bê tông đầm chắc được.
Nhưng biên độ quá lớn hoặc tần số quá lớn sẽ làm giảm hiệu quả đầm chặt, nguyên nhân là
dưới tác dụng của rung động quá mạnh bánh xe rung thoát khỏi mặt đập, làm cho bê tông
chịu một lực xung kích bất quy tắc, do đó làm giảm độ chặt.
3.3.2. Tốc độ di chuyển của máy đầm
Tốc độ di chuyển của máy đầm có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả đầm chắc, bởi vì tốc
độ nhanh hay chậm chính là phản ánh thời gian tác dụng của rung ngắn hay dài tại một vị trí.
Khi chiều dày san cố định, năng lượng truyền cho bê tông tỷ lệ thuận với số lần đầm, tỷ lệ
nghịch với tốc độ di chuyển. Khi tốc độ di chuyển tăng, số lần đầm chặt cũng tăng thì mới đạt
đến hiệu quả đầm chặt như nhau. Muốn được bê tông có độ đầm chặt cao thì phải dùng máy
đầm có tốc độ di chuyển thấp. Thực tế thi công đã áp dụng tốc độ di chuyển là 11,5km/h.
3.3.3. Trọng lượng tĩnh của đầm rung
Tải trọng tĩnh trên mặt bê tông sinh ra ứng lực nén nhất định. Thí nghiệm đầm chặt
chứng minh, chiều sâu ảnh hưởng của đầm rung tỷ lệ thuận với trọng lượng của máy đầm
rung. Tỷ lệ giữa lực rung với trọng lượng của đầm 1,88 là hợp lý. Lớn quá sẽ làm đầm rung
nhảy cóc tạo lực xung kích, nhỏ quá thì biên độ giảm cũng không có hiệu quả.
3.3.4. Năng lượng đầm chặt
Trang 19


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Các nhà khoa học Nhật Bản đưa ra công thức xác định năng lượng đầm chặt:

F  N.n

E  2.A. Fs  .
2  V.L


(5-1)

Trong đó:
-

A: biên độ, cm;

-

Fs: trọng lượng của bộ phận bánh xe rung (N);

-

F: lực khởi động bắt đầu rung (N);

-

N: số lần đầm lăn;

-

n: tần số rung (Hz);

-

V: tốc độ di chuyển của đầm rung (cm/phút);

-

L: chiều dài tiếp đất của bánh xe rung (cm);

E: năng lượng của mỗi cm2 bề mặt hỗn hợp bê tông khi đang đầm
rung (N.cm/cm2).
Đại học Thuỷ lợi điện lực Vũ Hán đưa ra công thức năng lượng đầm chặt
như sau:
E  2. z   .

n.N . A
V .H

(5-2)

Trong đó:
-

z: áp lực tĩnh trên đơn vị dài (N/m);

-

: áp lực tiếp xúc động trên đơn vị dài (N/m);

-

n: tấn số rung;

-

A: biên độ (m);

-

H: chiều đày của tầng đầm (m);

-

V: tốc độ di chuyển của máy đầm (m/s);

-

N: số lần đầm chặt;

-

E: năng lượng trên mỗi m3 của hỗn hợp bê tông khi đầm (N.m/m3).

Công thức (5-2) phản ánh tác dụng của chiều dày lớp đầm chặt đối với sự thay đổi năng
lượng đầm chặt một đơn vị thể tích bê tông, như vậy càng phù hợp hơn.
Thí nghiệm cũng chứng minh, độ đầm chặt tỷ lệ thuận với năng lượng đầm chặt.
Cần phải hiểu rằng số lần đầm chặt là chỉ ống lăn lăn qua một lần là một đầm, với loại

máy đầm có hai hàng con lăn trước và sau thì khi máy đầm đi qua một lượt là hai lần đầm.
Ngoài ra số lần đầm chặt là những lần có rung. Khi đầm mặt đập, ban đầu đầm hai lần
không rung, lý do là để cho bề mặt bê tông bằng phẳng, sau đó mới tiến hành đầm rung đạt
Trang 20


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

đến số lần nhất định (N) rồi cuối cùng lại đầm không rung hai lần là để bổ cứu các vết nhăn
nhỏ trên bề mặt bê tông. Khi tiến hành đổ liên tục lên cao, thì hai lần đầm không rung cuối là
không cần thiết, bởi vì các vết nhăn nhỏ này được lớp bê tông tầng trên đầm chặt làm mất đi.
Khi đầm rung, cần phải mở máy đầm trước rồi hãy mở máy rung, nếu không sẽ gây nên
tình trạng bề mặt lồi lõm không bằng phẳng và dễ làm hư máy.
3.3.5. Sô lần đầm rung:
Số lần đầm thể hiện công năng đầm sao cho lớp bê tông ở đáy tầng đầm rung đạt tới
dung trọng thiết kế. Công năng đầm chặt bê tông được xác định theo công thức sau:
Eo = Ko.t..sin
(5-3)
Trong đó:
- Eo: công năng cần thiết để đầm chặt bê tông (N.cm/cm2);
- Ko: là hệ số xác định theo:
Ko =

Ao .Fo .no
 .R 2

(5-4)

- Ao: biên độ dao động của máy đo trị số Vc (cm);
- Fo: lực khởi động của máy đo trị số Vc (N);
- no: tần số rung của máy đo trị số Vc (Hz);
- t: trị số Vc (s);
- R: bán kính thùng đựng hỗn hợp bê tông đầm lăn của máy đo trị số Vc (cm);
- : góc lệch tâm  =


2

;

- : hệ số tính đổi công năng đầm chặt, quan hệ với chiều dày tầng đầm, thông qua thí
nghiệm để xác định cũng có thể tham khảo trị số  theo bảng 5.2.
Bảng 5-2: Trị số của 
Chiều dày (cm)

10

30

50

70



2

2,5

3

4

Khi đầm lăn 1 lần công năng đầm chặt (EX) cung cấp tại điểm có chiều dày X được xác
định như sau:
EX = E1.e-bx
(5-5)
Trong đó:
- E1: công năng đầm chặt cung cấp cho bề mặt của bê tông mỗi lần đầm tính theo công
Trang 21


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

thức (5-2);
- b: hệ số triết giảm năng lượng đầm phụ thuộc vào cấp phối của bê tông đầm lăn thông
qua thí nghiệm để xác định.
Từ công thức (5-3) và công thức (5-5) ta xác định được số lần đầm rung là:
N=

Eo
EX

(5-6)

Lưu ý: Số lần đầm N tính theo công thức (5-6) chỉ làm cơ sở ban đầu cho ta thực hiện

thí nghiệm hiện trường. Kết quả thí nghiệm hiện trường sẽ cho số lần đầm rung chính xác
nhất. Khi thực hiện thí nghiệm hiện trường còn cho phép chúng ta xác định được tham số
đầm lăn tối ưu đó là tỷ số giữa chiều dày tầng đầm rung với số lần đầm.
3.3.6. Lượng nước sử dụng cho 1m3 bê tông
Đầm chặt bê tông đầm lăn cũng tương tự như đầm chặt đất dính. Lượng nước sử dụng
của mỗi đơn vị thể tích bê tông đầm lăn có ảnh hưởng cực kỳ rõ nét đối với việc đầm chặt.
Đầm rung chặt bê tông đầm lăn tương ứng lượng nước tối ưu của bê tông đầm lăn, cũng
tương tự như hàm lượng nước tối ưu khi đầm chặt đất dính vậy.
Lượng nước tối ưu cần cho một đơn vị thể tích bê tông đầm lăn là lượng nước cần cho
một đơn vị thể tích tương ứng với dung trọng đầm rung chặt lớn nhất. Nó không phải là một
số cố định mà giảm nhỏ khi số lần đầm rung tăng lên.

II)Nêu ví dụ các loại thiết bị thi công sử dụng trong các công trình BTĐL ở Việt
Nam như Sơn La , Bản Vẽ , Lai Châu , Đồng Nai 5…
Thiết bị thi công bê tông đầm lăn không phức tạp, các thiết bị chính để thi công bê tông
theo công nghệ này hiện đều có ở Việt Nam. Thiết bị thi công BTÐL nói chung cũng giống
nhau khi thi công BTÐL cho đập, đường và các dạng công trình bê tông khối lớn không cốt
thép khác. Tuy nhiên ở mỗi loại hình công nghệ đó đòi hỏi thêm những thiết bị thi công đặc
chủng riêng.
Các thiết bị cần thiết cho thi công đập bằng công nghệ BTÐL 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 nhồi
tấm tạo khe co. Hệ thống phun nước cao áp làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, Hệ thống
phun nước bảo dưỡng.
Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy rải (asphalt);
xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tông;
Có thể thấy rằng các thiết bị chính cho thi công bê tông bằng công nghệ BTÐL đã có sẵn ở
Việt Nam hoặc đều có thể chế tạo tại Việt Nam. Nếu phổ biến công nghệ BTÐL ở Việt Nam
thì có thể tận dụng được các thiết bị có sẵn ở trong nước, không cần tốn thêm nhiều chi phí
đầu tư mua thiết bị thi công mới.

Trang 22


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Công nghệ và tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông thường là được tiến
hành cùng lúc trên một diện rộng.
Sau khi ngăn dòng và thi công xong phần nền móng đập thì tiến hành thi công lớp thềm
chống xói bằng bê tông chịu lực. Bê tông tường thượng lưu được đổ bằng bê tông thường
theo công nghệ cốp pha trượt (hoặc leo) có đặt các băng cách nước vào khe co dãn (thông
thường 15 m/khe). Tường hạ lưu có thể là bê tông đổ tại chỗ giống như tường thượng lưu,
cũng có thể được lắp ráp bằng các tấm hoặc khối bê tông đúc sẵn. Các lớp kết cầu tường này
đóng vai trò cốp pha cho các lớp bê tông đầm lăn phía trong. Hỗn hợp bê tông sau khi được
trộn từ các trạm trộn được vận chuyển đến nơi đổ bằng các phương tiện như xe chạy trên ray,
băng tải, xe ô-tô tự đổ chuyên dụng. Hỗn hợp BTÐL được san gạt bằng xe ủi. Sau đó chúng
được đầm lèn bằng lu rung (7-12 tấn). Chiều dầy từng lớp đổ được quyết định bởi năng lực
đổ, năng lực đầm của các thiết bị. Thông thường mỗi lớp bê tông được san dày khoảng 3040cm. Ðể tăng tốc độ di chuyển, tại một số công trình, các máy ủi san bê tông được cẩu tháp
cẩu chuyển đến các vị trí cần thiết (tránh làm hỏng bề mặt bê tông đã đầm). Thời gian từ khi
bê tông bắt đầu được trộn cho tới khi đầm lèn xong không vượt quá thời gian bắt đầu đóng
rắn của bê tông.
Công nghệ thi công BTÐL cho đường: Hỗn hợp BTÐL sau khi được trộn đạt được tính
công tác cần thiết với độ cứng thử trên thiết bị Vebe cải tiến từ 20-50s được chuyển đến hiện
trường bằng xe tự đổ. Sau đó HHBT được rải bằng máy rải với chiều rộng và chiều dày theo
thiết kế. Sau khi rải, thay vì được đầm chặt bằng thiết bị đầm dùi như bê tông thường, BTÐL
được làm chặt từ mặt ngoài bằng xe lu với tải trọng lèn và thời gian lèn thích hợp. Sau khi kết
thúc quá trình làm chặt, bề mặt bê tông được hoàn thiện lại bằng xe lu lốp. Sau 1 ngày tiến
hành cắt khe co theo thiết kế để chống nứt cho bê tông.

Trang 23


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

*Đối với Thuỷ điện Sơn La:
Theo tính toán, toàn công trình Thủy điện Sơn La sẽ phải sử dụng trên 5 triệu m3 bê tông,
trong đó có khoảng 3 triệu m3 bê tông đầm lăn (RCC), còn lại là bê tông thường. Toàn bộ
phần đổ bê tông RCC chủ yếu do Công ty cổ phần Sông Đà 5 chịu trách nhiệm.
Bê tông RCC là loại sản phẩm được chế từ một hỗn hợp các loại nguyện liệu: xi măng, 4
loại đá với các kích cỡ khác nhau (nhỏ cỡ 5 x 12,5mm đến 25x50mm) trộn với cát nhân tạo
(được nghiền từ đá) cộng với tro bay (loại bồ hóng muội than thải ra của nhà máy nhiệt điện
Phả Lại) và một số phụ gia nữa. Việc đưa RCC vào thi công Thủy điện Sơn La cũng khá nan
giải. Nhiều người lo lắng Việt Nam chưa làm bao giờ nên không thể “liều lĩnh” thử nghiệm
với một công trình quan trọng như Thủy điện Sơn La. Các chuyên gia Việt Nam phải đi tham
khảo học hỏi kỹ thuật sản xuất RCC ở nhiều nước châu Âu như Canada, Tây Ban Nha, Pháp,
Braxin, đồng thời mời chuyên gia Thụy Sỹ vào nghiên cứu và giám sát kỹ thuật. Công ty tư
vấn thiết kế xây dựng Điện I đã mua hẳn dây chuyền thiết bị mới hàng chục tỷ đồng và phá
hẳn một xưởng cơ khí lấy mặt bằng làm thí nghiệm RCC. Phải qua rất nhiều thí nghiệm
chứng minh, rất nhiều cuộc tranh luận, bàn cãi, cuối cùng phương án bê tông đầm lăn mới
được thông qua với kế hoạch điều chế tro bay từ bã than chưa cháy hết của nhà máy Nhiệt
điện Phả Lại. Ngay sau đó, trạm trộn bê tông 720m3/h được nhập về, Công ty Sông Đà 5 chịu
trách nhiệm thi công đổ bê tông đầm lăn.
Từ trạm trộn 720m3/h, các hỗn hợp nguyên liệu được pha chế nhào trộn hoàn toàn tự động
và theo hệ thống băng tải hiện đại rót trên mặt đập. Cứ 30cm lớp vữa bê tông rải xuống lập
tức sẽ được các loại thiết bị đầm lăn nén chắc làm phẳng. Công nghệ này giúp cho thi công
nhanh hơn, rẻ hơn so với công nghệ đổ bê tông truyền thống. Tuy nhiên, yêu cầu kỹ thuật và

thời gian cũng khắt khe hơn. Những ngày nắng nóng, thợ phải trộn cỡ 20 kg nước đá cho mỗi
mét khối RCC để đảm bảo nhiệt độ bê tông luôn ở 22 độ C để giữ bê tông không bị nứt. Việc
đổ bê tông phải liên tục nên dù trời mưa hay nắng, kể cả khi gió bão cũng phải căng bạt lên,
chia ca kíp để làm việc 24/24h. Các chuyên gia nước ngoài rất khâm phục khi biết tháng đầu
tiên thợ Sông Đà 5 đã đổ được 120.000 m3, tháng thứ 2 đổ được 180.000 m3/tháng. Bởi vì
thông thường để có 1 triệu m3 bê tông, một công ty sản xuất theo phương pháp truyền thống
phải mất 20 năm làm việc liên tục, trong khi Công ty Sông Đà 5 với 1 trạm trộn 720m3/h chỉ
cần 8 tháng. Để đảm bảo chất lượng, Ban Quản lý dự án phải thành lập hẳn một phòng thí
nghiệm tại công trường để kiểm tra. Cán bộ giám sát thực hiện giao ca, ăn cơm tại công
trường để đảm bảo bám sát hiện trường 24/24h. Các hạng mục thực hiện giao ban hàng ngày,
hàng tuần giao ban chuyên đề và hàng tháng giao ban kiểm tra tiến độ. Đó là chưa kể những
cuộc hội ý đột xuất để giải quyết tất cả mọi khó khăn phát sinh.

Trang 24


Môn:CNXDCTBT NC

GVHD:TS Dương Đức Tiến

Cũng như các hạng mục khác, việc lắp đặt thiết bị ở Thủy điện Sơn La hoàn toàn do các
đơn vị trong nước đảm nhận. Trong hơn 115 nghìn tấn thiết bị, Công ty lắp máy số 10
(LiLama 10) phải lắp đặt tới 73 nghìn tấn cho các hạng mục: thiết bị đập tràn, cửa nhận nước,
đường ống áp lực, thiết bị hạ lưu, thiết bị cơ điện, đặc biệt là lắp đặt thiết bị sáu tổ máy - một
trong những công việc quan trọng quyết định việc phát điện của Thủy điện Sơn La. Được
biết, các doanh nghiệp cơ khí trong nước chế tạo tới 27 ngàn tấn thiết bị (Lilama 10 chế tạo
4.000 tấn, Liên danh cơ khí điện lực Hà Nội và cơ điện miền Trung chế tạo 9.000 tấn, Tổng
công ty Máy thiết bị công nghiệp (MIE) chế tạo 14.000 tấn). Hiện Lilama 10 đã huy động
trên 1.000 kỹ sư và công nhân có kinh nghiệm đến công trường... Sang năm 2010, lúc cao
điểm sẽ huy động khoảng 3.500 người tham gia để đảm bảo quý II/2010 hoàn thành lắp thiết

bị chính, đưa tổ máy 1 vào vận hành cuối năm 2010. Ông Nguyễn Thế Trinh- Giám đốc chi
nhánh thủy điện Sơn La của LiLama 10- cho biết, phức tạp nhất trong công đoạn lắp máy là
việc lắp đường ống áp lực nối với buồng xoắn ở độ dốc 53 độ, mỗi đoạn ống dài 2 m, đường
kính 10,5 m nặng tới 25 tấn với yêu cầu độ chính xác rất cao, thợ phải căn chỉnh sao cho
đồng tâm đồng cốt đồng trục, sau đó phải chụp phim, siêu âm đảm bảo đạt yêu cầu 100% thì
mới được nghiệm thu. Việc lắp đặt tổ hợp roto nặng 1.100 tấn cũng rất phức tạp. Vào giai
đoạn cuối này, mọi đường găng của công trình hầu như đều tập trung vào Lialama 10.
Công nghệ thi công bê tông đầm lăn
+ Thiết bị thi công
Thiết bị thi công bê tông đầm lăn không phức tạp, các thiết bị chính để thi công bê tông theo
công nghệ này hiện đều có ở Việt Nam. Thiết bị thi công BTÐL nói chung cũng giống nhau
khi thi công BTÐL cho đập, đường và các dạng công trình bê tông khối lớn không cốt thép
khác. Tuy nhiên ở mỗi loại hình công nghệ đó đòi hỏi thêm những thiết bị thi công đặc chủng
riêng.

Các thiết bị cần thiết cho thi công đập bằng công nghệ BTÐL 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 nhồi
tấm tạo khe co. Hệ thống phun nước cao áp làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, Hệ thống
phun nước bảo dưỡng.
Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy rải (asphalt);
xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tông;
Trang 25