Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê tông

Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CÔNG TRÌNH


TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
BÊ TÔNG NÂNG CAO

Họ tên giảng viên: TS. Dương Đức Tiến
Họ tên học viên: Phạm Văn A
Lớp: CH20 – ĐH2
Mã số học viên:

Học viên:

Trang 1


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

Ninh Thuận – 20..

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CÔNG TRÌNH


TIỂU LUẬN MÔN HỌC
TRÌNH BÀY CẤU TẠO CÁC KHỚP NỐI CHỐNG
THẤM CHO ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊ TÔNG

Họ tên giảng viên: TS. Dương Đức Tiến
Họ tên học viên: Phạm Văn A
Lớp: CH20 – ĐH2
Mã số học viên:

Học viên:

Trang 2


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

Ninh Thuận – 20..

Học viên:

Trang 3


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

TIỂU LUẬN MÔN HỌC :
CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG NÂNG CAO
NHÓM 8
Câu hỏi. Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê
tông. Các kỹ thuật cơ bản khi thi công bản mặt bê tông và thi công kết cấu chông
thấm?
Phân tích các điều kiện tương ứng với các công trình tại Việt Nam (Tuyên
Quang, Cửa Đạt, ...).
Trả lời.
I. Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê
tông.
Đập đá nện phủ bản mặt bê tông được xây dựng trên khắp thế giới do có những
ưu điểm nổi bật như: tính ổn định cao, sử dụng vật liệu đá tại địa phương, thi công dễ
dàng, kinh tế, thích nghi với các điều kiện địa hình & địa chất, vận hành an toàn và dễ
sửa chữa.
Đập đá đổ chống thấm bằng bê tông bản mặt từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi
ở các nước tiên tiến và ngày càng được hoàn thiện hơn về thiết kế cũng như công
nghệ thi công. Loại đập này có ưu điểm vượt trội so với các hình thức đập khác là
chủ động được thời gian thi công, ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết nên rút ngắn được thời
gian thi công. Tuy nhiên để phát huy được chất lượng và lợi thế của công nghệ thi
công đập đá đổ bản mặt bê tông đòi hỏi phải có biện pháp về kỹ thuật và tổ chức thi
công thích hợp, thiết bị xe máy hiện đại và đồng bộ, đặc biệt là công tác đắp đập đạt
được yêu cầu về ổn định, xử lý tốt bản chân, khớp nối nhằm đảm bảo an toàn đập về
chuyển vị và biến dạng do lún và các tác nhân khác.
Bố trí khe nối bản mặt chính là bố trí một số khe co dãn ở trên bản mặt (trong
khe co dãn chỉ ngăn nước), sẽ phân cách bản mặt thành một số dải hoặc tấm, khiến
bản mặt dễ dàng co dãn làm giảm nhỏ ứng suất nhiệt và mỗi dải hoặc tấm bản mặt dễ
dịch chuyển với một lượng nhỏ trên lớp đệm mái dốc thích ứng với biến hình của
Học viên:

Trang 4


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

khối đá làm giảm nhỏ ứng suất kết cấu, ngăn ngừa phát sinh rạn nứt. Trong thiết kế
vài đập đá đổ bản mặt bê tông thời kỳ sơ khai, thường bố trí trên bản mặt khe co dãn
hướng dọc mái và ngang mái, phân bản mặt thành rất nhiều hình vuông hoặc tấm
ngắn, khiến mỗi tấm bản mặt co dãn độc lập trên lớp đệm mái dốc. Sau này, tích luỹ
kinh nghiệm thực tiễn và thuận tiện thi công, ngoài khe nối giữa tấm chân bê tông và
dưới cùng bản mặt, chỉ bố trí khe co giãn trên phương dọc mái, trên phương ngang
mái không bố trí khe co giãn chỉ bố trí khe thi công, cốt thép hướng dọc mái trong
bản mặt đều xuyên qua khe thi công; điều này khiến bản mặt theo phương ngang bị
phân tách thành một số dải dài, mà mỗi một dải dài theo phương dọc mái liên kết
thành một chỉnh thể, điều này cũng có lợi khi sử dụng trượt tiến hành thi công bản
mặt.
Khoảng cách giữa khe co dãn dọc của bản mặt chủ yếu quyết định bởi độ lớn của ứng
suất co giãn và nhiệt độ trong bản mặt và biến hình của khối đá, hình thức mặt ngang
lòng sông nơi xây đập và điều kiện thi công.
Khớp nối giữa các bản mặt bê tông bao gồm khớp nối chữ E và khớp nối chữ
D.
Cấu tạo khớp nối chữ E bao gồm: Tấm phủ “SR” 570x3mm, thép góc tráng
kẽm 50x50x6mm, thanh cao su nhân tạo D40 và D12, bu lông tráng kẽm M10x100,
tấm đồng “W’’, tấm cao su nhân tạo 500x4mm, nhựa bi tum và vữa ASPHALT.

Học viên:

Trang 5

Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

Cấu tạo khớp nối chữ D bao gồm: Tấm phủ “SR” 570x3mm, thép góc tráng
kẽm 50x50x6mm, thanh cao su nhân tạo D40, bu lông tráng kẽm M10x100, tấm đồng
“D”, tấm đồng “W’’, tấm cao su nhân tạo 500x4mm, nhựa bi tum và vữa ASPHALT.

II. Các kỹ thuật cơ bản khi thi công bản mặt bê tông và thi công kết cấu chông
thấm?
II.1 Thi công bản mặt bê tông.
Thời điểm đổ bê tông bản mặt, phân đoạn đổ căn cứ chiều cao đập, sơ đồ dẫn
dòng thi công, thời đoạn tích nước. Nếu phân đoạn thì khe tiếp giáp 2 đợt đổ phải
được xử lý đúng quy định của khe thi công; trên mặt phủ 1 lớp keo SR đề phòng có
khe nứt do co ngót. Nên đổ bê tông bản mặt khi độ lún của đập tương đối ổn định.
Quá trình đắp đập đã phải đồng thời lắp đặt các thiết bị quan trắc và theo dõi ngay độ
lún.
Trước khi thi công bản mặt phải phóng mẫu theo ô vuông trên mái của vùng
đệm. Đo đạc kiểm tra độ bằng phẳng bề mặt mái, sau thời gian đắp, đập bị lún sẽ gây
lún mái.
Thi công bằng ván khuôn trượt, yêu cầu mặt bằng phải đủ rộng để bố trí máy tời,
đường vận chuyển bê tông.
Học viên:

Trang 6


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

Trình tự đổ các tấm bê tông bản mặt theo nguyên tắc cách đoạn. Ván khuôn
trượt được thiết kế theo các nguyên tắc sau:
+ Thích hợp về chiều rộng mỗi tấm bản mặt (0.1H ± 2m), mặt tiếp giáp bê tông
phải nhẵn, phẳng. Mặt trên ván khuôn trượt đủ rộng để người công nhân hoạt động
san, đầm bê tông và các thao tác khác;
+ Đủ độ bền và độ cứng, thoả mãn yêu cầu về đầm và áp lực bề mặt.
+ Tiết kiệm việc nối hoặc cắt thép
+ Trọng lượng phù hợp, lắp dựng, vận hành, tháo dỡ thuận tiện dễ dàng.
+ Phải có các giải pháp về an toàn. Ván khuôn trượt nên có thiết bị hãm được
treo trên lưới cốt thép. Các móc chôn giữ phải chắc chắn.
Ván khuôn thành bên của bản mặt có thể dùng gỗ hoặc kim loại. Chiều cao của
ván khuôn phù hợp với chiều dày của bản mặt. Phân đoạn theo chiều dài, neo giữ cố
định tuỳ theo thực tế sao cho tiện lợi trên mặt dốc. Nếu ván khuôn thành đứng dùng
làm chỗ dựa cho ván khuôn trượt thì chúng phải thiết kế cụ thể. Thường gia công
hàng loạt và phân biệt theo cao trình đặt ván khuôn bên cho tiện sử dụng và lắp dựng.
Đổ bê tông phải tuân theo các quy định sau:
+ Bê tông phải được rải đều trong khoảnh, chiều dày mỗi lớp là 250∼300mm. Bê
tông quanh tấm chắn nước phải dùng thủ công rải, không để xảy ra hiện tượng phân
cỡ, phân tầng.
+ Sau khi rải xong kịp thời đầm ngay. Khi đầm, máy đầm không được chạm vào
ván khuôn, cốt thép và tấm kim loại chắn nước. Đầm bằng đầm dùi, phải cắm xuống
lớp trước 50mm. Khi đầm quanh tấm kim loại chắn nước nên dùng loại đầm dùi nhỏ
cỡ φ30mm và phải đầm cẩn thận, có biện pháp bảo vệ để vữa xi măng không chui vào
trong khớp nối.
+ Máng chuyển vữa bê tông phải kín nước, số lượng máng bố trí phù hợp với bề
rộng tấm bê tông và cấu tạo ván khuôn trượt. Không được dùng đầm để san bê tông,
không để bê tông tràn lên bề mặt của ván khuôn. Trước mỗi lần trượt ván khuôn phải

Học viên:

Trang 7


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

làm sạch bê tông rơi rớt trước đó. Thông thường san bê tông từ vị trí máng ra hai phía
bằng trục xoắn kiểu ren vít
+ Bê tông mới thoát khỏi ván khuôn phải xoa phẳng và che phủ bề mặt ngay.
+ Mỗi lần trượt không quá 300mm. Thời gian 2 lần trượt liền nhau không nên
quá 30 phút, tốc độ trượt bình quân từ 1,5m/h đến 2,5m/h. Phải theo dõi và điều chỉnh
cho phù hợp.
+ Khe thi công ngang của bản mặt nên để ở vị trí song song với cốt thép ngang ở
mặt dưới và theo chiều pháp tuyến của mái. Cốt thép phải xuyên qua khe thi công.
Xử lý khe thi công phải tuân thủ theo quy định của tư vấn thiết kế.
+ Khi tiếp tục đổ bê tông đợt sau, hoặc trước lúc đổ bê tông đế của tường chắn
sóng phải kiểm tra và xử lý cẩn thận sự tách biệt giữa bản mặt với tầng đệm.
+ Kiểm tra chất lượng thi công bê tông bản mặt phải theo quy định. Phải đo độ
sụt và lượng hàm khí của bê tông ở hiện trường, phải điều chỉnh nếu cần thiết. Lấy
mẫu để kiểm tra cường độ, độ chống thấm v.v...
Kiểm tra và xử lý vết nứt nẻ:
Sau khi đổ xong bê tông của bản chân và bản mặt, phải lập hồ sơ riêng theo dõi
tình hình phát triển của vết nứt, số lượng vết nứt, chiều rộng vết nứt, trạng thái vết
nứt ...và phải được xử lý triệt để theo thiết kế riêng.
Nếu vết nứt rộng quá 2mm hoặc phán đoán là nứt xuyên thì phải xử lý đáp ứng
theo yêu cầu của thiết kế. Cách xử lý tuỳ tình hình cụ thể chọn cách lấp kín khe nứt

bằng chất dẻo chuyên dụng hoặc phụt vữa hoặc kết hợp cả hai phương pháp.
II.2. Thi công kết cấu chông thấm.
Bề mặt của lớp vữa đệm dưới khe nối đứng phải phù hợp với thiết kế; độ sai lệch
cho phép là ±5mm khi kiểm tra mặt phẳng bằng thước dài 2m. Chiều rộng và dày của
lớp vữa không nhỏ hơn so với thiết kế.
Ván khuôn thành bên cố định chắc chắn cùng với tấm chắn nước của khớp nối.
Sai số cho phép như sau:
Học viên:

Trang 8


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

– Sai lệch với khe phân đoạn của thiết kế là ±3mm.
– Độ thẳng đứng là ±3mm.
– Đỉnh của ván khuôn bên sai với tuyến thiết kế là ±5mm.
Lưới cốt thép của bản mặt bố trí theo thiết kế, có thể dùng cách lắp ráp lưới được
gia công tại xưởng hoặc lắp dựng tại chỗ. Gá, đỡ thép được thiết lập trên vùng đệm
phải tuân theo thiết kế.
Các đập bê tông đá đổ bê tông bản mặt bê tông đã thi công ở Việt Nam

TT

Tên công
trình

Địa điểm

Sông Chu –

Bề rộng

Chiều

Chiều

cao (m)

dài (m)

118,5

950

10

92,20

718

10

78,0

293

8

đỉnh đập
(m)

1

Cửa Đạt

2

Tuyên Quang

3

Quảng Trị

4

Kanak

Sông Ba – Gia Lai

68,0

849

10

5

Sông Bung 2

Quảng Nam

96,0

477

8,5

Thanh Hóa
Sông Gâm –
Tuyên Quang
Thạch Hãn –
Quảng Trị

Ghi chú

Công trình thủy điện Tuyên Quang:

Học viên:

Trang 9


Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

Hình 1: Thủy điện Tuyên Quang là đập lớn bằng vật liệu đá nện có bản mặt bêtông
(CFRD) được khởi công đầu tiên ở nước ta vào tháng 12/2003.

Đập CFRD cũng là công nghệ đang được ứng dụng phổ biến hiện nay trên thế
giới. Kết cấu đập này có tính an toàn cao, ít kén chọn điều kiện địa hình hay địa chất,
có thể thi công ở mọi loại thời tiết, tận dụng được tối đa các loại đá thải loại từ việc
đào hố móng đập, đập tràn hoặc đường hầm, mang lại hiệu quả lớn về kinh tế và kỹ
thuật. Về nguyên lý, kết cấu đập gồm hai khối chính: khối chịu lực với yêu cầu bảo
đảm cho đập ổn định dưới áp lực nước của hồ chứa, cấu tạo chủ yếu là khối đá được
đắp và đầm nén kỹ như công nghệ làm đường giao thông, trong đó một khối được
làm từ đá chọn lọc từ mỏ đá; khối còn lại được làm từ đá thải loại tận dụng từ đá đào
hố móng đập, đập tràn hoặc đường hầm để giảm giá thành xây dựng đập cũng như
giảm thiểu tác động xấu đến môi trường. Đập có hai bộ phận chống thấm bao gồm
bản mặt và bản chân được làm bằng bê tông cốt thép với yêu cầu kín nước để hạn chế
tối đa rò rỉ nước từ hồ chứa, tránh mất nước và gây xói thân đập, làm mất an toàn
đập. Bản mặt được thiết kế chủ yếu để bảo đảm yêu cầu chống thấm và đủ đàn hồi
theo biến dạng của mặt thượng lưu đập, nên có bề dày khá mỏng. Khả năng chịu lực
của bản mặt chủ yếu dựa vào sự tiếp xúc chặt chẽ của bản mặt với mặt thượng lưu
của thân đập. Vì thân đập được đầm nén kỹ, ít bị biến dạng nên bản mặt bê tông hầu
như không chịu uốn mà chỉ chịu biến dạng co ngót hoặc giãn nở do thay đổi nhiệt độ
của môi trường xung quanh.
Hiện nay, công nghệ đập CFRD đã được áp dụng thành công tại các đập thủy
điện Tuyên Quang, Quảng Trị, Ka Nắk, Cửa Đạt (đập thủy lợi) và đang áp dụng tại
các đập thủy điện Sông Bung 2 và Xêkaman 3 (Lào). Qua thực tế xây dựng đập
CFRD, trình độ khoa học công nghệ của các đơn vị thiết kế, thi công cũng tiến bộ
vượt bậc. Cụ thể đã chủ động và giữ vai trò chủ trì trong nghiên cứu cấp phối đá đắp
Học viên:
10

Trang

Môn học: CN xây dựng công trình bê tông nâng cao

GVHD: TS. Dương Đức Tiến

trong thiết kế các đập cao; đồng thời làm chủ được công nghệ thi công các khối đập,
bê tông bản mặt, xử lý bản chân, dẫn dòng thi công qua đập xây dở…
Trước đây, các đập được thiết kế và thi công tại nước ta chủ yếu có kết cấu đất
đắp hoặc đất đá đắp như các đập thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Trị An, Đa Nhim...và
hầu hết các đập thủy lợi khác. Các đập này có lợi thế là giá thành rẻ do chủ yếu sử
dụng vật liệu địa phương, không yêu cầu cao về điều kiện địa chất nền... nhưng cũng
có nhiều hạn chế như tốc độ đắp đập chậm, thi công phụ thuộc điều kiện thời tiết, khó
khăn trong việc bố trí đập tràn và công trình dẫn dòng, xử lý chống thấm phức tạp,
khó đảm bảo yêu cầu thiết kế về dung trọng và độ ẩm của vật liệu đắp... Đối với các
đập bê tông truyền thống (CVC), hạn chế lớn nhất là phải thi công theo từng khối đổ
nhỏ (tốc độ thi công chậm), phải xử lý làm mát bê tông cả trước và sau khi đổ để hạn
chế ứng suất nhiệt gây nứt đập, khối lượng xi măng sử dụng nhiều (khoảng 200-300
kg/m3).
Hiện nay, việc thi công xây dựng các công trình thủy điện, nhất là các thủy
điện lớn đều do các Tập đoàn, Tổng công ty, Công ty xây dựng chuyên ngành có
nhiều kinh nghiệm, năng lực đảm nhận và được thực hiện qua hình thức Tổng thầu.
Công tác giám sát và quản lý chất lượng thi công được chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế,
Tư vấn giám sát và Nhà thầu xây dựng thực hiện tuân thủ nghiêm ngặt các quy định
tại các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng, các quy định về quản lý đầu tư,
quản lý chất lượng công trình xây dựng hiện hành của Việt Nam. Đối với các quy
định mà hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam chưa có, chủ đầu tư phải báo cáo
các cơ quan có thẩm quyền xin phép áp dụng các tiêu chuẩn của nước ngoài (theo
quy định trước đây). Ngoài ra, đối với một số dự án thủy điện có đập CFRD, tùy theo
mức độ quan trọng và tính chất phức tạp của công trình, còn có sự tham gia của các
tổ chức tư vấn nước ngoài để trợ giúp chủ đầu tư trong công tác lập, thẩm định và phê
duyệt thiết kế kỹ thuật công trình.

Đánh giá của các chuyên gia xây dựng cho thấy việc áp dụng các công nghệ
tiên tiến trên thế giới và hàng loạt sáng kiến khoa học của những người xây dựng
thủy điện Việt Nam trong thời gian qua như công nghệ CFRD đã mang lại hiệu quả
kinh tế - xã hội cao, giảm chi phí xây dựng công trình, thi công bê tông đạt cường độ
rất cao để rút ngắn thời gian xây dựng đập. Bên cạnh đó, công tác nghiên cứu, thí
nghiệm về vật liệu cho bê tông CFRD cũng đã phát triển mạnh mẽ, sử dụng được
khối lượng lớn tro bay thải của các nhà máy nhiệt điện, góp phần giảm ô nhiễm môi
trường cũng như chi phí xử lý chất thải cho các nhà máy nhiệt điện. Mặt khác, các
đơn vị tư vấn trong nước đã làm chủ được công nghệ thiết kế đập CFRD.

Học viên:
11

Trang