Nghiên cứu về công nghệ vật liệu bê tông bản mặt đập đá đổ, áp dụng cho công trình cửa đạt, thanh hóa

L IC M

N

Lu n v n th c s v i đ tài “Nghiên c u v công ngh v t li u bê tông
b n m t đ p đá đ , áp d ng cho công trình C a

t – Thanh Hóa” đã đ

c

hoàn thành v i s n l c c a b n thân, s giúp đ nhi t tình c a các th y cô
trong b môn v t li u xây d ng, khoa Sau

i h c- Tr

ng đ i h c Thu l i -

Hà N i, và b n bè đ ng nghi p.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i Th y giáo PGS.TS. Nguy n
Nh Oanh và th y giáo TS. Nguy n

ình Trinh đã tr c ti p t n tình h

ng d n

c ng nh cung c p các tài li u thông tin khoa h c c n thi t đ tác gi hoàn thành
lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n t i các th y cô giáo b môn li u xây d ng,
khoa Sau đ i h c, khoa Công trình, và các th y cô giáo trong tr

ng

i h c Th y l i

đã t n tình giúp đ và truy n đ t ki n th c trong su t th i gian h c t p ch

ng trình

cao h c c ng nh trong quá trình th c hi n lu n v n.
Tác gi chân thành cám n t i gia đình, b n bè, đ ng nghi p và nh ng
ng

i đi tr

con đ

c đã ch b o, khích l , đ ng viên, ng h nhi t tình v m i m t trên

ng h c h i nghiên c u khoa h c.
Do trình đ có h n và th i gian nghiên c u ng n, nên lu n v n không th

tránh kh i nh ng t n t i, h n ch , tác gi mong nh n đ

c m i ý ki n đóng góp

và trao đ i chân thành c a các th y cô giáo và các b n đ ng nghi p. Tác gi
mong mu n nh ng v n đ còn t n t i s đ

c tác gi nghiên c u sâu h n đ góp

ph n đ a nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v s n xu t.
Hà n i, tháng 11 n m 2014
Tác gi lu n v n

LÊ V N TUÂN


B N CAM OAN
Tên tôi là Lê V n Tuân, h c viên l p cao h c CH19C12, chuyên ngành
xây d ng công trình th y, khóa 2011-2014. Tôi xin cam đoan lu n v n th c s
“Nghiên c u thành ph n c p ph i bê tông b n m t đ p đá đ , áp d ng cho công
trình C a

t – Thanh Hóa” là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Nh ng n i

dung và k t qu trình bày trong lu n v n là trung th c và ch a đ

c ai công b

trong b t k công trình nghiên c u khoa h c nào.
Hà N i, tháng 11 n m 2014
Tác gi lu n v n

Lê V n Tuân


M CL C
M

U ................................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tài ......................................................................................1
2. M c đích c a đ tài .............................................................................................2
3. Cách ti p c n và ph
CH

ng pháp nghiên c u .........................................................2

NG I: T NG QUAN V

BÊ TÔNG VÀ THÀNH PH N C P PH I

C A BÊ TÔNG ......................................................................................................3
1.1. Khái ni m chung v bê tông ............................................................................3
1.1.1. Khái ni m. .....................................................................................................3
1.1.2. Phân lo i bê tông...........................................................................................3
1.2. V t li u thành ph n cho bê tông. .....................................................................5
1.2.1. Xi m ng.........................................................................................................5
1.2.2. N

c..............................................................................................................6

1.2.3. C t li u .........................................................................................................6
1.2.4. Ph gia .........................................................................................................7
1.3.

c đi m c a bê tông b n m t , các v n đ đ t ra đ i v i c p ph i c a bê

tông này...................................................................................................................7
1.3.1. K t c u đ p đá đ bê tông b n m t (CFRD).................................................7

1.3.2.

c đi m làm vi c c a bê tông b n m t. ....................................................10

1.3.3. Công ngh thi công bê tông b n m t. .........................................................10
1.4. K t lu n ch
CH

ng 1. .........................................................................................15

NG II: NGHIÊN C U PH

NG PHÁP THI T K

C P PH I BÊ

TÔNG H P LÝ CHO BÊ TÔNG B N M T VÀ CÁC PH

NG PHÁP THÍ

NGHI M ..............................................................................................................17
2.1. Các đ c đi m và yêu c u c a bê tông b n m t ..............................................17
2.1.1. Các hi n t

ng h h ng c a b n m t. ........................................................17

2.1.2. M t vài v n đ v thi t k b n m t đ p đá đ b n m t bê tông. ................19
2.2. Nghiên c u l a ch n v t li u đ thi t k c p ph i bê tông b n m t. .............24
2.2.1. Kích th

c h t l n nh t. .............................................................................24


2.2.2. Th t

u tiên các ph

ng án dùng v t li u. ..............................................24

2.3. Tính toán thành ph n c p ph i bê tông. .........................................................25
2.3.1. Khái quát chung. .........................................................................................25
2.3.2. Xác đ nh yêu c u v các ch tiêu k thu t c a bê tông. ..............................27
2.3.3. Tính toán thi t k c p ph i bê tông. ...........................................................27
2.3.4. Tính toán trong phòng thí nghi m. .............................................................37
2.3.5. Thí nghi m đi u ch nh c p ph i bê tông theo đi u ki n th c t t i hi n
tr

ng. ...................................................................................................................39

2.4. Các ph

ng pháp ki m tra k thu t ................................................................41

2.4.1. Thí nghi m đ s t. ......................................................................................41
2.4.2. C
2.4.3.

ng đ nén và các ch tiêu khác. ...........................................................43
úc m u, xác đ nh kh i l

2.5. K t lu n ch
CH

ng th tích, bão d

ng m u. ..........................43

ng 2 .....................................................................................43

NG III. TÍNH TOÁN C P PH I H P LÝ ÁP D NG BÊ TÔNG B N

M T H CH A C A

T – THANH HÓA....................................................45

3.1. Gi i thi u công trình h ch a C a
3.1.1. Gi i thi u công trình h ch a C a

t – Thanh Hóa. ...................................45
t – Thanh Hóa. ................................45

3.1.2. Tình hình làm vi c c a bê tông b n m t h ch a C a

t hi n nay. .........48

3.2. Tính toán c p ph i bê tông m t M30 đ ch ng th m B10 cho đ p đá đ h
ch a C a

t – Thanh Hóa. .................................................................................49

3.2.1. K t qu thí nghi m v t li u, c p ph i bê tông. ...........................................49
a. Thí nghi m xi m ng ..........................................................................................49
3.2.2. Kh o sát s

nh h

ng c a thành ph n h t ................................................53

3.2.3. Tính toán thành ph n c p ph i bê tông trong phòng thí nghi m. ...............63
3.2.4. Tính toán thành ph n c p ph i bê tông ngoài hi n tr

ng. ........................65

3.3. So sánh k t qu tính toán v i k t qu c a đ n v t v n. ..............................67
3.3.1. K t qu tính toán c a đ n v t v n. ...........................................................67
3.3.2. So sánh k t qu c a đ n v t v n. .............................................................68
3.4. K t lu n ch

ng 3. .........................................................................................69


K T LU N VÀ KI N NGH ..............................................................................71
I. Nh ng k t qu đ t đ

c c a lu n v n. ..............................................................71

II. Nh ng v n đ t n t i ........................................................................................73
TÀI LI U THAM KH O ....................................................................................74

DANH M C CÁC HÌNH V
Hình 1.1.

p bê tông b n m t Shuibuya – Trung Qu c .......................................8

Hình 1.2.

p bê tông b n m t Cirata – Indonesia .................................................8

Hình 1.3. M t c t ngang c b n c a đ pCFRD. .....................................................9
Hình 1.4: ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p C a

tv it mb nm t

r ng 15m. ..............................................................................................................11
Hình 1.5. ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p Tuyên Quang v i t m

b n m t rông 12m. ................................................................................................12
Hình 1.6: T m kh p n i đ ng b n m t bê tông đ p Tuyên Quang. .....................13
Hình 2.1. N t b n m t đ p T Bình Ph (Trung Qu c) khi đ ng đât ..................17
Hình 2.2. N t d n đ n s p g y b n m t c a đ p Campos Novos(Brazil) ............18
Hình 2.3: thí nghi m đ s t ..................................................................................42
Hình 2.4: thí nghi m c

ng đ nén bê tông.........................................................43

Hình 3.1: Mô hình t ng th h ch a n

cC a

Hình 3.2: m t c t ngang đi n hình c a h ch a n
Hình 3.3: đ p chính h ch a n

cC a

t .............................................45
cC a

t. ...........................46

t .........................................................47

Hình 3.4: N t b n m t bê tông c a đ p h ch a C a

t ....................................48

t i v trí sát vai trái đ p .........................................................................................48
Hình 3.5: N t b n m t bê tông c a đ p h ch a C a

t ....................................48

t i v trí sát vai ph i đ p. .......................................................................................48
Hình 3.6 : Các ki u s p x p c a h t c t li u .........................................................54
Hình 3.7.

th bi u di n nh h

ng c a h s đi n đ y đ n đ r ng h n h p CL

...............................................................................................................................60
Hình 3.8.

th bi u di n nh h

ng c a h s đi n đ y đ n KLTT h n h p CL

...............................................................................................................................60
Hình 3.9.
Hình 3.10.

th bi u di n nh h
th bi u di n nh h

ng c a h s đi n đ y đ n đ r ng h n h p CL..62
ng c a h s đi n đ y đ n KLTT h n h p CL..62


DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 2.1:

s t h n h p bê tông dùng cho các d ng k t c u ..................................28

B ng 2.2: L

ng n

c tr n ban đ u c n cho 1m3 bê tông, lít ....................................30

B ng 2.3: h s ch t l

ng v t li u A và A1 ................................................................33

B ng 2.4: h s quy đ i c

ng đ nén c a bê tông các tu i v c

ng đ bê tông 28

ngày k t ............................................................................................................................33
B ng 2.5: t l CKD/N t i thi u đ i v i bê tông ch ng th m. ....................................34
B ng 2.6: Hàm l

ng xi m ng t i thi u trong 1m3 bê tông, kg. .................................34

B ng 2.7: h s d v a h p lý (K d) dùng cho h n h p bê tông .................................36
B ng 3.1: K t qu thí nghi m các ch tiêu c lý c a xi m ng PCB – 40 Tam i p .49
B ng 3.2: K t qu thí nghi m các ch tiêu c lý c a xi m ng PCB – 40 Nghi S n. .50
B ng 3.3: K t qu thí nghi m ho t tính c a tro bay đ i v i xi m ng.........................50
B ng 3.4: M t s ch tiêu c lý c a cát ........................................................................51
B ng 3.5: Thành ph n c a h t cát .................................................................................51
B ng 3.6: Các ch tiêu tính ch t c a đá d m. ...............................................................52
B ng 3.7: Thành ph n h t c a đá d m .........................................................................52
B ng 3.8: S ph thu c đ x p vào ki u s p x p c a h t ..........................................54
B ng 3.9 : S ph thu c c a đ r ng vào s ph i h p các c p h t ...........................55
B ng 3.10:K t qu ph i h p c p h t X2 (5 ÷ 20mm) và c p h t X3 (20 ÷ 40mm) ..59
B ng 3.11. Thành ph n h t h n h p đá 5-20 và 20-40 sau khi ph i tr n .................61

B ng 3.12: K t qu ph i h p c p h t X 1 (0 ÷ 5mm) và c p h t X2 và X 3 . ..............61
B ng 3.8: 3 thành ph n đ nh h

ng bê tông b n m t, s d ng xi m ng PCB – 40

Tam i p ........................................................................................................................65
B ng 3.9: Thành ph n bê tông sau khi đã hi u ch nh l n 1: .......................................66
B ng 3.10: K t qu c

ng đ , đ ch ng th m c p ph i bê tông hi u ch nh l n 1. ...66

B ng 3.11: Thành ph n c p ph i bê tông thí nghi m đã hi u ch nh l n 2. ................67
B ng 3.12: K t qu c

ng đ ch u nén, đ ch ng th m c p ph i bê tông đ

c hi u

ch nh l n 2 ......................................................................................................................67
B ng 3.13: thành ph n c p ph i bê tông c a đ n v t v n ........................................68


B ng 3.14: So sánh k t qu thành ph n c p ph i bê tông b n m t ............................68
B ng 3.15: So sánh k t qu c

ng đ ch u nén, đ ch ng th m c p ph i bê tông sau

hi u ch nh l n 2 v i k t qu c a đ n v t v n ............................................................68
B ng 3.16: So sánh k t qu tính toán thành ph n c p ph i bê tông trong phòng thí
nghi m và thí nghi m ngoài hi n tr

ng .....................................................................69


1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
p đá đ b n m t bê tông là lo i công trình đã và đang đ
r ng r i trên th gi i.

n

c s d ng

c ta trong nh ng n m qua đã ng d ng lo i đ p này

m t s công trình nh đ p Tuyên Quang, đ p C a

t – Thanh Hóa, đ p Rào

Quán...
ây là lo i công trình ng d ng công ngh thi công m i

n

kinh nghi m ch a có nhi u; Ph n l n công ngh thi công do t v n n

c ta nên
c ngoài

đ m nh n, các Công ty c a chúng ta tr c ti p thi công nh ng ch a đúc k t xây
d ng đ

c quy trình công ngh thi công cho lo i công trình này.
c đi m k t c u công trình là đ p đá đ đ m nén ch ng th m b ng bê

tông b n m t. B n m t bê tông là k t c u ch ng th m ch y u c a đ p, nh ng đ
dày khá m ng. M c dù các l p đá đ

h l u có tính th m nh , nh ng h s

th m v n l n h n r t nhi u l n b n m t bê tông, vì v y t n th t c t n
ch y u phát sinh

c th m

ph m vi đ dày c a b n m t bê tông, khi n b n m t ch u

chênh l ch áp l c r t l n… N t b n m t là h h ng th

ng g p nh t đ i v i đ p

đá đ b n m t bê tông. Ph bi n đ n m c nhi u chuyên gia coi vi c n t b n m t
là đi u “t t y u”. Tính “t t y u”

đây ph n ánh m t th c t r t khó tránh vì bê

tông là v t li u có tính đ ng đ u không cao l i còn ch u nh h

ng nhi u c a các

tác đ ng bên ngoài r t khó ki m soát nh đ ng đ t, m a n ng th t th
đ môi tr

ng bi n đ i, kh i đá đ tuy đ

ng, nhi t

c nén k nh ng v n còn bi n d ng, bê

tông l i là v t li u c ng, kh n ng ch u kéo r t kém, di n tích b n m t l i r t l n,
thông th

ng lên đ n hàng v n mét vuông…
đ m b o ch t l

ng thi công, rút ng n th i gian thi công và gi m chi

phí xây d ng trong giai đo n thi công, chúng ta c n nghiên c u, t ng k t và xây
d ng quy trình công ngh thi công Bê tông b n m t
ch nh c p ph i bê tông v i ngu n v t li u t i hi n tr

n

c ta, trong đó hi u

ng là v n đ r t c n thi t,

mang nhi u ý ngh a k thu t kinh t trong quá trình xây d ng đ p đá đ b n m t
bê tông.


2

Vì v y đ tài “ Nghiên c u thành ph n c p ph i bê tông b n m t đ p đá
đ , áp d ng cho công trình C a

t – Thanh Hóa”, mang nhi u ý ngh a ng d ng

th c ti n và c p thi t.
2. M c đích c a đ tài
Nghiên c u tính toán, t i u hóa thành ph n c p ph i b n m t bê tông
M30 – B10,

công trình C a

3. Cách ti p c n và ph

t – Thanh Hóa.

ng pháp nghiên c u

- Cách ti p c n
+ Kh o sát th c t

nh ng công trình đã ng d ng

+ Tìm hi u các tài li u đã đ

Vi t Nam;

c nghiên c u và ng d ng;

+ Các đánh giá c a các chuyên gia
- Ph

ng pháp nghiên c u:

+ Nghiên c u t ng quan lý thuy t và k t qu th c nghi m.


3

CH

NG I: T NG QUAN V BÊ TÔNG VÀ THÀNH PH N C P PH I
C A BÊ TÔNG

1.1. Khái ni m chung v bê tông
1.1.1. Khái ni m.
Bê tông là lo i v t li u đá nhân t o, nh n đ

c b ng cách đ khuôn và làm

r n ch c m t h n h p h p lý c a chát k t dính (CKD), n

c, c t li u (cát, s i hay

đá d m) và ph gia. H n h p nguyên li u m i nhào tr n xong g i là h n h p bê
tông hay bê tông t

i. [3]

Trong bê tông, c t li u đóng vai trò là b khung ch u l c. H CKD (ch t
k t dính và n

c) bao b c xung quanh h t c t li u đóng vai trò là ch t bôi tr n,

đ ng th i l p đ y kho ng tr ng gi a các h t c t li u. Sau khi c ng hóa h CKD
g n k t các h t c t li u thành m t kh i d ng đá và đ

c g i là bê tông. Bê tông

có c t thép g i là bê tông c t thép.
Bê tông và bê tông c t thép đ
vì chúng có nh ng u đi m sau: c
nh ng lo i bê tông có c

c s d ng r ng rãi trong xây d ng hi n đ i
ng đ t

ng đ i cao, có th ch t o đ

ng đ , hình d ng và tính ch t khác nhau, giá thành r ,

b n v ng và n đ nh đ i v i m a và n ng, nhi t đ , đ

t n t i nh

c

m. Tuy v y chúng còn

c đi m: n ng, cách âm cách nhi t kém, kh n ng ch ng n mòn y u.

1.1.2. Phân lo i bê tông.
a. Phân lo i theo dung tr ng bê tông
+ Bê tông đ c bi t n ng có kh i l

ng th tích > 2500 kg/m3

+ Bê tông n ng (còn g i là bê tông th

ng) có kh i l

ng th tích = 1800-

2500 kg/m3
+ Bê tông nh có kh i l

ng th tích = 600-1800 kg/m3

+ Bê tông đ c bi t nh có kh i l

ng th tích < 600 kg/m3

Các lo i bê tông đ c bi t n ng ch t o b ng các c t li u n ng - thoi s t

ho c các v y cán thép (bê tông thép), qu ng s t (bê tông magiêtit và limonhit)
ho c qu ng barit (bêtông barit). [3]
Trong xây d ng bê tông n ng đ

c s d ng r ng rãi nh t có dung tr ng


4

2100-2500 kg/m3 s d ng c t li u n ng đ c ch c t đá (granit, đá vôi, điabaz
V.V.). Bê tông th

ng có dung tr ng t 1800-2000 kg/m3 đ

c ch t o t đá

d m v i dung tr ng c a chúng 1600-1900 kg/m3 ho c không có cát (bê tông l
r ng l n).
Bê tông nh đ

c ch t o t c t li u r ng (keramdit, aglôporit, x ph ng n ,

pemza, tup .v.v.) ng d ng bê tông nh làm gi m khôi l

ng c a k t c u xây d ng.

Bê tông đ c bi t nh g m các lo i bê tông t ong (bê tông khí, bê tông
b t), đ
và n

c ch t o b ng làm ph ng n h n h p ch t k t dính, ph gia nghi n m n
c v i s tr giúp c a các ph

ng pháp đ c bi t, bê tông l r ng l n dùng

c t liêu nh . Trong bê tông t ong c t li u th c ch t là không khí đ

c n m trong

các h c nhân tao t o ra.
b. Theo d ng c t li u
Theo d ng c a ch t k t dính chúng đ

c phân ra: bê tông xi m ng, silicat,

th ch cao, x ki m, polime bê tông, polime xi m ng, và các lo i đ c bi t khác.
+ Bê tông xi m ng đ

c ch t o t xi m ng và đ

c s d ng ph bi n

nh t trong xây d ng
+ Bê tông silicat đ

c ch t o trên c s đá vôi

+ Bê tông th ch cao s d ng làm các vách ng n bên trong, các tr n treo và
các chi ti t trang trí hoàn thi n công trình. Các lo i khác nhau c a bê tông này có
bê tông th ch cao xi m ng puz lan, chúng có tính b n n

c cao h n và đ

cs

d ng khá r ng rãi (các bl c không gian góc v sinh, các k t c u nhà th p t ng
V.V.).
+ Bê tông x ki m đ

c ch t o s d ng x nghi n m n, đ

dung d ch ki m. Lo i bê tông này ch m i. đ
+ Polime bê tông đ

c hoà tr n v i

c b t đ u s d ng trong xây d ng.

c ch t o t các d ng khác nhau c a ch t dính k t

polime, g c c a chúng là nh a (polieste, epoxi, acrin, cacbamit v.v.) ho c
mônome (furfurolaxetôn V.V.), chúng đóng r n trong bêtông v i s có m t c a
các ph gia chuyên d ng. Các lo i bêtông nàý dùng trong các môi tr
th c và các đi u ki n đ c bi t kh c nghi t (mài mòn, kh xâm th c v.v.)

ng xâm


5

+ Polime xim ng bê tông đ

c ch t o t ch t k t dính h n h p, g m xi

m ng và ch t pôlime. Các ch t pôlime đ
cây tan trong n

c s d ng g m nh a và các m , nh a

c.

Các tính ch t c a bê tông ch t k t dính vô c có th đ
cách t m m nôme và làm đóng r n chúng sau đó
qu n c a bêtông. Các lo i v t li u t
Các bê tông chuyên d ng đ

ng t đ

c nâng cao b ng

trong các l r ng và mao

c g i là bê tông polime.

c ch t o s d ng các ch t k t dính đ c bi t.

i v i bê tông b n nhi t và bê tông ch u nhi t s d ng thu tinh l ng cùng v i
nátri ílosilicát, ph t phát, magiê và các ch t k t dính khác. Ch t k t dính chuyên
d ng có th là 1 nhephelin, th y tinh ki m v.v, đ

c ch t o t ph th i công

nghi p nên chúng có ý ngh a đ c bi t quan tr ng trong vi c ti t ki m xi m ng và
b o v môi tr
đ t nóng

ng. M t d ng khác c a bê tông là bê tông nung, nh n đ

c khi

nhi t đ cao có xu t hi n pha l ng, sau khi đóng r n chúng đóng vai

trò ch t k t dính, liên k t các h t c t li u v i nhau và t o thành bê tông. C t li u
đ ch t o lo i bê tông này c n n đ nh nhi t, U.J x y ra các ph n ng phân gi i
khi nung. [3]
1.2. V t li u thành ph n cho bê tông.
1.2.1. Xi m ng
Xi m ng là ch t k t dính có nhi m v : liên k t các h t c t li u v i nhau,
đ m b o cho h n h p bê tông khi m i tr n có đ d o. Ch t l
xi m ng là y u t quy t đ nh c

ng và hàm l

ng

ng đ ch u l c c a bê tông. [3]

Tùy theo yêu c u, ch tiêu k thu t c a bê tông đ ch n lo i xi m ng cho
thích h p. Ví d nh : bê tông yêu c u ch ng xâm th c: ch n xi mawnbg Po – Pu,
xi m ng Po – x ; bê tông yêu c u ch u nhi t thì ch n xi m ng Po – x … V i công

trình th y công, làm vi c trong môi tr
n

ng n

c ph i ti n hành phân tích m u

c r i tra b ng xâm th c đ l a ch n lo i xi m ng cho thích h p.
Trong vi c l a ch n mác xi m ng c n l u ý không nên s d ng xi m ng

mác th p đ ch t o bê tông mác cao vì nh v y không an toàn v k thu t, l

ng

xi m ng nhi u làm cho đ co ngót c a bê tông t ng lên làm cho bê tông d n t n


6

và không kinh t . Ng
tông mác th p vì l
l

c l i không nên s d ng xi m ng mác cao đ ch t o bê
ng xi m ng ít không đ đ bao b c các h t c t li u. N u

ng xi m ng tính toán ít h n l

ng xi m ng t i thi u ph i dùng l

ng xi m ng

t i thi u theo quy đ nh nh v y s không kinh t , m t khác khi s d ng xi m ng
mác quá cao thì hàm l

ng C 3 S nhi u làm cho bê tông d b xâm th c trong quá

trình đ a công trình vào khai thác và s d ng.
1.2.2. N

c

Trong s n xu t bê tông, n

c đóng vai trò quan tr ng. N

r a c t li u, tr n h n h p bê tông, r a máy tr n và b o d
tông ph i th a mãn tiêu chu n TCVN 4506 – 2012, n
(không đ

cđ

ng. N

c dùng đ

c s n xu t bê

c ph i có ch t l

c ch a axit, mu i và d u m ) đ không nh h

ng t t

ng đ n th i gian

đông k t, kh n ng r n ch c c a xi m ng và không gây n mòn c t thép đ i v i
k t c u bê tông c t thép. [3]
Nói chung n

c sinh ho t có th dùng đ ch t o bê tông. Các lo i n

c

sau đây không s d ng đ ch t o bê tông.
-N

c

đ m ao, c ng rãnh có nhi u t p ch t h u c .

-N

c nhi u axit, m , đ

-N

c th i công nghi p có đ pH < 4 (tính axit cao)

ng.

1.2.3. C t li u
Thành ph n c t li u c a h n h p bê tông chi m t 60 – 80% th tích c a
bê tông, và nh ng đ c tính c a c t li u nh h

ng tr c ti p đ n các tính ch t c a

bê tông. Vi c l a ch n c t li u s quy t đ nh t i t l h n h p bê tông, tính ch t
k thu t và tính kinh t c a bê tông thi t k , vì v y c n hi u đ

c t m quan tr ng

c a vi c l a ch n, thí nghi m và s d ng c t li u. Các y u t liên quan đ n c t
li u có nh h

ng đ n tính ch t c a h n h p bê tông, bê tông và thành ph n bê

tông thi t k g m:
-C

ng đ và đ đ c ch c c a c t li u.

- Kh i l

ng riêng và kh i l

- Hình d ng h t và b m t h t.

ng th tích.

7

- Thành ph n h t và kích th

c h t.

- T p ch t trong c t li u.
1.2.4. Ph gia
Ph gia bê tông là m t lo i v t li u, đ
tông ngay tr

c cho vào m tr n h n h p bê

c khi tr n ho c trong quá trình tr n ngoài xi m ng, n

li u. Ph gia b tiêu t n cùng l

ng bê tông đ

c s n xu t. Bê tông đ

c và c t
c s d ng

v i nhi u m c đích khác nhau tùy các đi u ki n, song trong th c t bê tông thông
th
l

ng l i không đáp ng đ

c các yêu c u riêng v công ngh hay v ch t

ng và đ b n. Khi đó ph gia đ

tông. Trong m t s tr

c s d ng đ thay đ i các đ c tính c a bê

ng h p, các ph gia nh h

ng đ ng th i đ n m t vài đ c

tính c a bê tông, vì th khi s d ng các lo i ph gia ph i thí nghi m trong đi u
ki n th c ti n c th . [3]
Li u l

ng ph gia hóa h c vào kho ng 0,3 – 1,5% so v i kh i l

m ng. Ngoài ra còn có các ph gia kho ng đ

ng xi

c cho vào bê tông v i li u l

ng

khá l n (5% - 15%). Nh v y khi thi t k c p ph i có th không xét đ n ph gia
hóa h c nh ng ph i xét đ n th tích c a ph gia khoáng.
1.3.

c đi m c a bê tông b n m t , các v n đ đ t ra đ i v i c p ph i c a

bê tông này
1.3.1. K t c u đ p đá đ bê tông b n m t (CFRD).
p đá đ b n m t bê tông (Concrete Face Rockfill Dams – CFRD) là lo i
đ p c i ti n c a đ p đá đ truy n th ng (th

ng đ

nghiêng ho c lõi gi a là đ t sét). Mái c a đ p lo i này t
do đó ti t ki m đ
th ng.

cm tl

p CFRD th

c ch ng th m b ng t

ng đ i d c (1:1,0 ÷ 1:1,5)

ng l n v t li u đ t đ p đ p so v i đ p đá đ truy n

ng áp d ng cho các lo i đ p cao (H>40m) và đ t trên n n đá.

Vi c thi t k các đ p CFRD ban đ u ch y u d a trên kinh nghi m và đ
ch nh d n d n.

ng

c hi u

n nay vi c thi t k và thi công đ p ngày càng hoàn thi n h n, đ

cao và quy mô c a công trình ngàng càng l n, phát tri n thành m t lo i hình đ p
m i, phong phú và có s c c nh tranh.

p CFRD cao nh t trên th gi i hi n nay đã

đ t t i chi u cao 233m là đ p Shuibuya c a Trung Qu c.


8

Hình 1.1.

p bê tông b n m t Shuibuya – Trung Qu c

Hình 1.2.

p bê tông b n m t Cirata – Indonesia

V i nh ng u đi m n i b t, đ p CFRD đã đ
n

c phát tri n nh M , Úc… Nh ng sau đó đ

v i chi u cao l n

các n

c ng d ng r ng rãi

các

c xây d ng đ c bi t nhi u và

c đang phát tri n nh

Trung Qu c, Brazil, Úc,


9

Mêhicô… và ngày càng đ

c hoàn thi n v ph

ng pháp tính toán c ng nh

công ngh xây d ng.
p CFRD có c u t o chính là kh i đá c p ph i đ p, đ m nén
và b n bê tông c t thép mác cao ph lên trên b m t mái th
n

c th m qua đ p. Kh i đá đ p c ng đ

nh nh ng đ p đá đ thông th

thân đ p

ng l u đ ng n

c chia thành làm nhi u vùng khác nhau

ng tùy thu c vào các lo i đá dùng trong thân

đ p. Ph n ti p giáp gi a b n m t bê tông và kh i đá đ p là l p đ m (dày t 2m
đ n 3m) và l p chuy n ti p (dày 4m). M t c t ngang đi n hình c a đ p CFRD
đ

c bi u di n trong hình 1.1.

Hình 1.3. M t c t ngang c b n c a đ pCFRD.
á đ p trong thân đ p th
đ p th
th

ng đ

c phân thành hai kh i chính: kh i đá

ng l u (kh i đá chính) và kh i đá đ p h l u (kh i đá ph ). Kh i đá đ p

ng l u yêu c u k thu t cao h n kh i đá đ p h l u, c th là c

kháng nén l n h n 30Mpa cho kh i th

ng l u, còn kh i h l u ch yêu c u b ng

ho c nh h n 30Mpa, có n i đã dùng kh i đá đ p h l u có c
10Mpa v i đi u ki n n m trên m c n

ng đ

ng đ kháng nén

c h l u. Ph m vi ti p giáp hai kh i đá

này có th thay đ i tùy thu c tính ch t c a t ng công trình: chi u cao đ p, v t
li u đ p đ p, đi u ki n n n … Ph n chân h l u đ p có th b trí kh i đá đ có
kích th

c l n h n trong thân đ p đ t ng kh n ng n đ nh cho đ p.


10

t ng đ an toàn v th m cho khu v c ti p giáp gi a b n m t và b n
chân, ng
này đ

i ta b trí m t t ng đ m đ c bi t ngay sau h l u b n chân. T ng đ m

c c u t o t cát cu i s i ho c đá xay và đ

chu n c a l p đ m d

c đ m n n ch t nh tiêu

i b n m t, nó còn có tác d ng nh m t l p l c khi có s

c h h ng c a kh p n i gi a b n m t và b n chân.
1.3.2.

c đi m làm vi c c a bê tông b n m t.
B n m t bê tông có tác d ng ch ng th m cho đ p và đ

c liên k t v i n n

qua b n chân. T i đi m ti p giáp gi a b n m t và b n chân đ

c b trí kh p n i

biên đ m b o ng n ng a dòng th m khi có chuy n d ch gi a b n m t và b n
chân. B n m t c ng đ

c chia làm nhi u t m n i v i nhau b ng kh p n i d c v i

c u t o c n thi t đ đ m b o không phát sinh dòng th m t th

ng l u v h l u

khi có s chuy n d ch khác nhau gi a các t m b n m t. Do b n m t
đ p ch u kéo còn b n m t
n i d c c ng đ

vùng gi a ch u nén theo ph

vùng vai

ng tr c đ p, nên kh p

c chia làm kh p n i ch u kéo và kh p n i ch u nén.

t ng đ an toàn v th m cho khu v c ti p giáp gi a b n m t và b n
chân, ng
này đ

i ta b trí m t t ng đ m đ c bi t ngay sau h l u b n chân. T ng đ m

c c u t o t cu i s i ho c đá xây và đ

c đ m n n ch t nh tiêu chu n

c a l p đ m b n m t, nó còn có tác d ng nh m t l p l c khi có s c h h ng
c a kh p n i gi a b n m t và b n chân.
1.3.3. Công ngh thi công bê tông b n m t.
Th i đi m đ bê tông b n m t, phân đo n đ c n c chi u cao đ p, s đ
d n dòng thi công, th i đo n tích n
ph i đ

c. N u phân đo n thì khe ti p giáp 2 đ t đ

c x lý đúng quy đ nh c a khe thi công, trên m t ph 1 l p keo SR đ

phòng có khe n t do co ngót. Nên đ bê tông b n m t khi đ lún c a đ p t

ng

đ i n đ nh. Quá trình đ p đ p đã ph i đ ng th i l p đ t các thi t b quan tr c và
theo dõi ngay đ lún.
Tr
vùng đ m.

c khi thi công b n m t ph i đóng m u theo ô vuông trên mái c a
o đ c ki m tra đ b ng ph ng b m t mái, sau th i gian đ p, đ p b

lún s gây lún mái.


11

Dùng c t pha tr

t đ ti n hành thi công các t m b n m t t d

i lên trên

v i b ph n gi và kéo t m b n m t t i 2 t i máy đ t trên đ nh đ p, ngo i tr các
t m đ u tiên có hình thang ho c hình tam giác n m k b n chân, ho c 2 vai đ p
đ

c thi công b ng ph
C t pha tr

ng pháp th công tr

t có th đ t đ

c t m b n m t chính.

c t c đ thi công 1÷2 m/gi v i b m t 12m,

bê tông dày t 40÷60mm. Bê tông th

ng dùng là lo i đ t c

ng đ 25÷30 Mpa

trong 28 ngày.

Hình 1.4: ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p C a
b n m t r ng 15m.

tv it m


12

Hình 1.5. ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p Tuyên Quang v i

t m b n m t rông 12m.
Trình t đ các t m bê tông b n m t theo nguyên t c cách đo n. Ván
khuôn tr

tđ

c thi t k theo các nguyên t c sau:

- Thích h p v chi u r ng m i t m b n m t (0,1H ± 2m), m t ti p giáp bê
tông ph i nh n ph ng. M t trên ván khuôn tr

t đ r ng đ ng

i công nhân ho t

đ ng san, đ m bê tông và các thao tác khác.
-

đ b n và đ c ng, th a mãn yêu c u v đ m và áp l c b m t.

- Ti t ki m vi c n i ho c c t ghép.
- Tr ng l

ng phù h p, l p d ng, v n hành, tháo d d dàng thu n ti n.

- Ph i có các gi i pháp v an toàn. Ván khuôn tr
đ

c treo trên l

t nên có thi t b hãm

i c t thép. Các móc chon gi ph i ch c ch n.

B m tc al pv ađ md

i khe n i đ ng ph i phù h p v i thi t k , đ

sai l ch cho phép là ± 5mm khi ki m tra m t ph ng b ng th
r ng và dày c a l p v a không nh h n so v i thi t k .

c dài 2m. Chi u


13

Hình 1.6: T m kh p n i đ ng b n m t bê tông đ p Tuyên Quang.
Ván khuôn thành bên c a b n m t có th dùng g ho c kim lo i. Chi u
cao c a ván khuôn phù h p v i chi u dày c a b n m t. Phân đo n theo chi u dài,
neo gi c đ nh tùy theo th c t sao cho ti n l i trên m t d c. N u ván khuôn
thành đ ng dùng làm ch d a cho ván khuôn tr
c th . Th

t thì chúng ph i đ

c thi t k

ng gia công hàng lo t và phân bi t theo cao trình đ t ván khuôn bên

cho ti n s d ng và l p d ng.
Ván khuôn thành bên c đ nh ch c ch n cùng v i t m ch n n

c c a kh p

n i. Sai s cho phép nh sau:
- Sai l ch v i khe phân đo n c a thi t k là ± 3mm.
-

l

iđ

th ng đ ng là ± 3mm.

-

nh c a ván khuôn bên sai v i tuy n thi t k là ± 5mm.

L

i c t theo c a b n m t b trí theo thi t k , có th dùng cách l p ráp
c gia công t i x

ng ho c l p d ng t i ch . Gá , đ théo đ

trên vùng đ m ph i tuân theo thi t k .
bê tông ph i tuân theo các quy đ nh sau:

c thi t l p


14

- Bê tông ph i đ

c r i đ u trong kho nh, chi u dày m i l p là

250 ÷ 300mm. Bê tông quanh t m ch n n
x y ra hi n t

c ph i dùng th công r i, không đ

ng phân c , phân t ng.

- Sau khi r i xong k p th i đ m ngay. Khi đ m, máy đ m không đ
ch m vào ván khuôn, c t thép và t m kim lo i ch n n
ph i c m xu ng l p tr

c.

c

m b ng đ m dùi,

c 50mm. Khi đ m quanh t m kim lo i ch n n

c nên

dùng kim lo i d m dùi c nh φ 30mm và ph i đ m c n th n, có bi n pháp b o
v đ v a xi m ng không chui vào trong kh p n i.
- Máng chuy n v a bê tông ph i kín n

c, s l

v i b r ng t m bê tông và c u t o ván khuôn tr

ng máng b trí phù h p

t. Không đ

c dùng đ m đ

san bê tông, không đ bê tông tràn lên b m ng c a ván khuôn. Tr

cm il n

tr

ng san bê

t ván khuôn ph i làm s ch bê t ng r i r t tr

c đó. Thông th

tông t v trí máng ra hai phía b ng tr c xo n ki u ren vít.
- Bê tông m i thoát kh i ván khuôn ph i xoa ph ng và che ph b m t ngay.
- M i l n tr

t không quá 300m. Th i gian 2 l n tr

quá 30 phút, t c đ tr

t liên ti p không nên

t bình quân t 1,5m/h đ n 2,5m/h. Ph i theo dõi và đi u

ph i cho phù h p.
- Khe thi công ngang c a b n m t nên đ
ngang

m td

v trí song song v i c t thép

i và theo chi u pháp tuy n mái. C t thép ph i xuyên qua khe thi

công. X lý khe thi công ph i tuân th theo quy đ nh c a t v n thi t k .
- Khi ti p t c đ bê tông đ t sau, ho c tr

c lúc đ bê tông đ c a t

ng

ch n sóng ph i ki m tra x lý c n th n s tách bi t gi a b n m t v i t ng đ m.
- Ki m tra ch t l
Ph i đo đ s t và l

ng thi công bê tông b n m t ph i tuân theo quy đ nh.

ng hàm khí c a bê tông

c n thi t. L y m u ki m tra c

hi n tr

ng, ph i đi u ch nh n u

ng đ , đ ch ng th m….

Ki m tra và x lý v t n t n :
Sau khi đ xong bê tông c a b n m t và b n chân, ph i l p h s riêng
theo dõi tình hình phát tri n c a v t n t, s l
ph i đ

c x lý tri t đ theo thi t k riêng.

ng v t n t, tr ng thái v t n t… và


15

N u n t r ng quá 2mm ho c phán đoán là n t xuyên thì ph i x lý đáp
ng yêu c u c a thi t k . Cách x lý tùy tình hình c th đ ch n cách l p kín
khe n t b ng ch t d o chuyên d ng hay ph t v a ho c k t h p c hai ph

ng

pháp.
1.4. K t lu n ch

ng 1.

Nh có nh ng u đi m c

nh ng lo i bê tông có c

ng đ t

ng đ i cao, có th ch t o đ

ng đ , hình d ng và tính ch t khác nhau, giá thành r ,

b n v ng và n đ nh đ i v i m a và n ng, nhi t đ , đ
tông c t thép đ

c

m…. mà bê tông và bê

c s d ng r ng rãi trong xây d ng hi n đ i. V i nhu c u xây

d ng hi n nay, vi c nghiên c u ra các lo i bê tông m i có các đ c tính làm vi c
phù h p v i đ c đi m c a t ng công trình là r t c n thi t.

ng m i m i lo i công

trình mà ta c n s d ng các lo i bê tông khác nhau phù h p v i đ c đi m c a
công trính đó, do v y vi c nghiên c u, tính toán thành ph n c p ph i cho bê tông
r t quan tr ng.
V t li u ch t o bê tông g m: n

c, xi m ng, c t li u và ph gia. M i v t

li u đ u có tác d ng khác nhau, nh ng đ u là các v t li u không th thi u khi ch

t o bê tông, ch t l
c

ng c a các v t li u trên nh h

ng đ c a bê tông, dó đó tr

hành ki m tra th t k ch t l

ng tr c ti p đ n tính ch t và

c khi ti n hành ch t o bê tông thì c n ph i ti n

ng c a chúng.

p đá đ b n m t bê tông ngày càng kh ng đ nh u th rõ ràng c a nó so
v i các lo i đ p khác. Nguyên lý làm vi c c a đ p r t rõ ràng và đ n gi n, tuy
v y c n chú tr ng tuân th ch t ch các quy đ nh v thi t k , thi công c ng nh
v n hành đ p đ đ m b o an toàn và nâng cao tu i th c a đ p. M t khác, c ng
c n c p nh p k p th i các công ngh đã đ

c áp d ng

trong và ngoài n

cđ

nâng cao kh n ng an toàn đ p.
B n m t bê tông là k t c u ch ng th m ch y u c a đ p, nh ng đ dày
khá m ng. M c dù các l p đá đ

h l u có tính th m nh , nh ng h s th m

v n l n h n r t nhi u l n b n m t bê tông, vì v y t n th t c t n
phát sinh

c th m ch y u

ph m vi đ dày c a b n m t bê tông, khi n b n m t ch u chênh l ch


16

áp l c r t l n.

m i đ a đi m xây d ng đ u có các đi u ki n khí h u và nhi t đ

khác nhau, do đó v n đ l a ch n c p ph i bê tông b n m t c ng nh đ dày cho
phù h p v i ch đ làm r t quan tr ng, c n đ
hành thí nghi m đ đ

c nghiên c u đánh giá k và ti n

c c p ph i và chi u dày phù h p nh t.


17

CH

NG II: NGHIÊN C U PH

NG PHÁP THI T K C P PH I BÊ

TÔNG H P LÝ CHO BÊ TÔNG B N M T VÀ CÁC PH

NG PHÁP

THÍ NGHI M
2.1. Các đ c đi m và yêu c u c a bê tông b n m t
2.1.1. Các hi n t

ng h h ng c a b n m t.

N t b n m t là h h ng th

ng g p nh t đ i v i đ p đá đ b n m t bê

tông. Ph bi n đ n m c nhi u chuyên gia coi vi c n t b n m t là đi u “t t y u”.
Tính “t t y u”

đây ph n ánh m t th c t r t khó tránh vì bê tông là v t li u có

tính đ ng đ u không cao l i còn ch u nh h

ng nhi u c a các tác đ ng bên

ngoài r t khó ki m soát nh đ ng đ t, m a n ng th t th
bi n đ i, kh i đá đ tuy đ

ng, nhi t đ môi tr

ng

c nén k nh ng v n còn bi n d ng, bê tông l i là v t

li u c ng, kh n ng ch u kéo r t kém, di n tích b n m t l i r t l n, thông th
lên đ n hàng v n mét vuông…

Hình 2.1. N t b n m t đ p T Bình Ph (Trung Qu c) khi đ ng đât

ng