HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN. ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG KÊNH TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYỄN QUANG TRUNG

HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP
ĐÚC SẴN. ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG KÊNH
TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

NGUYỄN QUANG TRUNG

HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP
ĐÚC SẴN. ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG KÊNH
TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA
Chuyên ngành
Mã số

: Xây dựng công trình thủy
: 60-58-40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Nguyễn Quang Cường

Hà Nội – 2015


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học Thủy Lợi
Hà Nội.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Thủy Lợi,
đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại
trường.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Quang Cường đã dành
nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy lợi
cùng quý thầy cô trong Khoa Công trình, Ban Giám đốc Ban Quản lý dự án thủy
lợi Thanh Hóa – Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Thanh Hóa đã tạo
điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóa học.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tấm lòng của những người thân trong gia
đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này.
Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và

năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận
được những đóng góp qúy báu của qúy thầy cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn./.
Hà Nội, tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Trung


LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên học viên: Nguyễn Quang Trung
Chuyên ngành:

Xây dựng công trình thủy

Tên đề tài luận văn: “Hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép

đúc sẵn. Áp dụng cho công trình Nâng cấp Hệ thống kênh trạm bơm Nam
sông Mã, tỉnh Thanh Hóa”
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn
toàn trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đã ghi trong lời cảm ơn. Các
thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Trung

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………...............1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .............................................................................. 4
1.1. CÁC HÌNH THỨC KIÊN CỐ HÓA KÊNH MƯƠNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP THI CÔNG................................................................................................ 4
1.1.1. Các hình thức kiên cố hóa kênh mương ............................................ 4
1.1.2. So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa ........... 6
1.1.3. Phương pháp thi công các loại hình kênh kiên cố hóa ...................... 8
1.2. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐÚC SẴN, LẮP GHÉP TRONG XÂY
DỰNG. ................................................................................................................. 9
1.2.1. Tổng quan về bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng .................. 9
1.2.2. Vị trí, vai trò của bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh
mương ............................................................................................................ 10
1.3. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN
VÀ ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG .............................................................................. 11
1.3.1. Đặc điểm chung của kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn...................... 11
1.3.2. Điều kiện áp dụng kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn ......................... 13
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KÊNH BÊ TÔNG ĐÚC SẴN ....................... 13
1.4.1. Một số đề tài nghiên cứu khoa học của trường Đại học Thủy lợi ... 13
1.4.2. Một số quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam ......................................... 14
1.4.3. Một số kết quả nghiên cứu phục vụ sản xuất của doanh nghiệp ..... 14
1.5. CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN
VĂN ................................................................................................................... 14
1.5.1. Các tồn tại ........................................................................................ 14
1.5.2. Hướng nghiên cứu ........................................................................... 15


CHƯƠNG 2. YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG
LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN........................................................................................ 16
2.1. TIÊU CHUẨN, QUY CHUẨN VÀ CÁC QUY ĐỊNH ......................... 16

2.1.1. Các quy định chung ......................................................................... 16
2.1.2. Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về vật liệu ............................................. 16
2.1.3. Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về thiết kế - thi công – nghiệm thu – quản
lý vận hành ..................................................................................................... 16
2.2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG: ........................... 18
2.2.1. Đặc điểm kết cấu ............................................................................. 18
2.2.2. Trình tự thi công: ............................................................................. 19
2.3. YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC SẢN XUẤT BÊ TÔNG:
............................................................................................................................ 20
2.3.1. Vật liệu ............................................................................................. 20
2.3.2. Vữa Xi măng .................................................................................... 21
2.3.3. Lưới thép .......................................................................................... 22
2.3.4. Cốt thép chịu lực .............................................................................. 24
2.3.5. Các chất phụ gia............................................................................... 25
2.3.6. Cấp phối vật liệu xi măng lưới thép ................................................ 25
2.4. YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC ĐÚC CẤU KIỆN........ 25
2.4.1. Chuẩn bị mặt bằng sản xuất ............................................................. 25
2.4.2. Ván khuôn ........................................................................................ 26
2.4.3. Hệ dàn rung ...................................................................................... 27
2.4.4. Gia công lắp đặt cốt thép khung, lưới thép ...................................... 28
2.4.5. Hoàn chỉnh lắp đặt ván khuôn ......................................................... 28


2.4.6. Trộn vữa ........................................................................................... 28
2.4.7. Nạp vữa và rung ............................................................................... 29
2.4.8. Vận chuyển ra vị trí bảo dưỡng ....................................................... 29
2.4.9. Tháo dỡ ván khuôn và tiến hành bảo dưỡng.................................... 29
2.4.10. Kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm ................................................. 30
2.4.11. Định mức công tác sản xuất kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép ...... 30
2.5. YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN, LẮP

GHÉP CẤU KIỆN, HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH: ........................................ 32
2.5.1. Yêu cầu kỹ thuật trong công tác vận chuyển cấu kiện .................... 32
2.5.2. Yêu cầu kỹ thuật trong công tác lắp ghép cấu kiện ......................... 33
2.5.3. Định mức công tác lắp đặt kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép ........... 34
2.5.4. Các yêu cầu kỹ thuật trong công tác hoàn thiện .............................. 35
2.5.5. Một số điểm cần chú ý khi sản xuất, lắp dựng kênh bê tông lưới thép
........................................................................................................................ 36
CHƯƠNG 3. HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI
THÉP ĐÚC SẴN - ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG KÊNH
TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA ....................................... 38
3.1. QUY TRÌNH CHUẨN BỊ THI CÔNG .................................................. 38
3.1.1. Thành lập hệ thống quản lý chất lượng ........................................... 38
3.1.2. Tiếp nhận và kiểm tra mặt bằng, tim tuyến, mốc cốt ...................... 38
3.1.3. Lập báo cáo tiến độ và hồ sơ thiết kế các công trình tạm................ 38
3.2. QUY TRÌNH TRỘN BÊ TÔNG VÀ ĐÚC CẤU KIỆN ........................ 39
3.2.1. Mua vật tư ........................................................................................ 40
3.2.2. Kiểm tra xi măng ............................................................................. 42
3.2.3. Kiểm tra cốt liệu cho bê tông ........................................................... 45


3.2.4. Kiểm tra cơ lý thép xây dựng .......................................................... 46
3.2.5. Sàng rửa cát, đá, sỏi ......................................................................... 47
3.2.6. Kéo thẳng cốt thép ........................................................................... 48
3.2.7. Tuốt nguội cốt thép .......................................................................... 50
3.2.8. Cắt uốn thép ..................................................................................... 51
3.2.9. Nắn cắt liên hợp cốt thép ................................................................. 52
3.2.10. Hàn điểm cốt thép .......................................................................... 53
3.2.11. Lắp dựng cuốn buộc khung cốt thép.............................................. 54
3.2.12. Kiểm tra khung cốt thép ................................................................ 55
3.2.13. Điều chỉnh cấp phối bê tông tại trạm trộn ..................................... 56

3.2.14. Trộn bê tông ................................................................................... 58
3.2.15. Kiểm tra cấp phối bê tông .............................................................. 61
3.2.16. Kiểm tra bê tông ............................................................................ 62
3.2.17. Tạo hình sản phẩm bê tông cốt thép đúc sẵn ................................. 64
3.2.18. Kiểm soát quá trình sản xuất cấu kiện bê tông .............................. 67
3.2.19. Bảo dưỡng sản phẩn cấu kiện bê tông ........................................... 69
3.2.20. Tháo dỡ, vệ sinh khuôn hoàn thiện cấu kiện ................................. 72
3.2.21. Bốc xếp, lưu kho bãi, bảo quản, vận chuyển và giao hàng ........... 73
3.3. QUY TRÌNH VẬN CHUYỂN, LẮP GHÉP CẤU KIỆN, HOÀN THIỆN
CÔNG TRÌNH. .................................................................................................. 77
3.3.1. Thi công nền kênh ........................................................................... 77
3.3.2. Vận chuyển, kê xếp, nghiệm thu cấu kiện tại công trường ............. 77
3.3.3. Lắp ghép cấu kiện ............................................................................ 79
3.3.4. Công tác hoàn thiện, nghiệm thu ..................................................... 81


3.4. ÁP DỤNG QUY TRÌNH CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ
THỐNG KÊNH TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA ......... 81
3.4.1. Giới thiệu về dự án .......................................................................... 81
3.4.2. Nội dung và quy mô đầu tư. ............................................................ 82
3.4.3. Nội dung và kết quả áp dụng quy trình ........................................... 84
3.4.4. Kết quả áp dụng quy trình thi công cho công trình ......................... 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………….……91
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………….……………..92
PHỤ LỤC…………………………………………………………….………...…93


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1. Kênh gạch xây ......................................................................................... 5

Hình 1-2. Kênh đá xây ............................................................................................. 5
Hình 1-3. Kênh mái bằng tấm lát BT ....................................................................... 6
Hình 1-4. Kênh bê tông đổ tại chỗ ........................................................................... 6
Hình 1-5. Kênh xi măng lưới thép ........................................................................... 6
Hình 1-6. Thi công kênh gạch bằng thủ công .......................................................... 8
Hình 1-7. Thi công mái kênh thủ công .................................................................... 8
Hình 1-8. Thi công kênh bằng cơ giới ..................................................................... 9
Hình 2-1. Hình dạng mặt cắt phổ biến của cấu kiện kênh bê tông lưới thép vỏ
mỏng ....................................................................................................................... 18
Hình 2-2. Kết cấu, hình dạng mặt cắt và liên kết của cấu kiện kênh bê tông lưới
thép vỏ mỏng có kích thước (bxh) = (60x70)cm ................................................... 19
Hình 2-3. Cấu tạo hệ dàn rung ............................................................................... 27
Hình 2-4. Chèn khớp nối bằng vữa xi măng .......................................................... 36
Hình 3-1. Sơ đồ quy trình trộn bê tông và đúc cấu kiện ........................................ 40
Hình 3-2. Quy trình thi công kênh bê tông lưới thép tại vị trí công trình .............. 77
Hình 3-3. Kết cấu đơn nguyên kênh B13, N11 ...................................................... 84
Hình 3-4. Sơ đồ tổ chức công trường ..................................................................... 85
Hình 3-5. Thử tải cấu kiện tại bãi đúc .................................................................... 88
Hình 3-6. Thi công lắp ghép cấu kiện bằng máy đào ............................................ 88
Hình 3-7. Chèn khớp nối bằng vữa xi măng .......................................................... 88
Hình 3-8. Tuyến kênh sau khi lắp ghép ................................................................. 89


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1. So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa ................ 6
Bảng 2-1. Cấp phối cát trong sản xuất cấu kiện xi măng lưới thép ....................... 22
Bảng 2-2. Một số loại lưới thép thông dụng trong sản xuất CK xi măng lưới thép
................................................................................................................................ 23
Bảng 2-3. Tỷ lệ thể tích của các cốt liệu trong hỗn hợp bê tông thường và vữa xi

măng lưới thép (%)................................................................................................ 25
Bảng 2-4. Định mức công tác sản xuất kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép .............. 31
Bảng 2-5. Định mức công tác lắp đặt kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép ................ 34
Bảng 3-1. Danh mục các tiêu chuẩn áp dụng trong kiểm tra vật liệu .................... 46
Bảng 3-2. Sai lệch vị trí cho phép trong thi công cốt thép. .................................... 56
Bảng 3-3. Quy định tần suất kiểm tra độ ẩm ......................................................... 57
Bảng 3-4. Sai số định lượng các vật liệu (%)......................................................... 59
Bảng 3-5. Thời gian trộn hỗn hợp bê tông (phút) .................................................. 59
Bảng 3-6. Độ lệch cho phép đối với tính công tác của hỗn hợp bê tông ............... 60
Bảng 3-7. Sai số lắp đặt cấu kiện (mm). ................................................................ 81
Bảng 3-8. Các thông số kỹ thuật chính của công trình Nâng cấp hệ thống kênh
trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa. ............................................................ 82


TỪ NGỮ VIẾT TẮT

QCVN:
TCXDVN:

Quy chuẩn Việt Nam
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD:

Tiêu chuẩn Xây dựng

TCKT:

Tiêu chuẩn Kỹ thuật

TCCS:

Tiêu chuẩn Cơ sở

TKĐH:

Thiết kế điển hình

XMLT:

Xi măng lưới thép

KCS:
KDVT&DV:

Kiểm tra chất lượng nội bộ
Kinh doanh vật tư và dịch vụ


1

MỞ ĐẦU

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Chương trình mục tiêu quốc gia về xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo quyết định số 800/QĐ-TTg
ngày 04/06/2010. Trong chương trình xây dựng nông thôn mới, kiên cố hóa kênh

mương là 1 trong 19 tiêu chí. Giải pháp xây dựng kiên cố hóa kênh mương bằng các
cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sẽ giúp cho các địa phương đẩy nhanh tiến độ
thực hiện công trình, giảm chi phí lập dự toán, thanh toán nghiệm thu nhanh chóng,
tránh được những lãng phí không đáng có là mục tiêu và nội dung mà chương trình
mục tiêu quốc gia Xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2011-2020 đã đặt ra. Đối với
các công tác sản xuất, lắp dựng bê tông kênh đúc sẵn đảm bảo chất lượng công trình
đồng đều do sản phẩm được chế tạo tại các cơ sở tập trung với trang bị máy móc cơ
giới, công nghệ hoàn chỉnh hơn và nhân lực có tay nghề cao hơn. Việc đưa công
nghệ này vào các dự án kiên cố hoá kênh mương theo các chương trình mục tiêu
quốc gia là rất phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Từ năm 2000 đến nay, đặc biệt là trong những năm gần đây, công tác kiên cố hóa
hệ thống kênh mương, nâng cao hiệu quả tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp đã
được triển khai từng bước thực hiện trong phạm vi cả nước. Kiên cố hóa kênh
mương (đặc biệt là hệ thống kênh tưới) đã mang lại hiệu quả to lớn:
- Tiết kiệm nguồn nước tưới, giảm chi phí tiền điện bơm tưới, tận dụng triệt để
nguồn nước của các hồ chứa nước, đập dâng; giảm thiểu thiệt hại do hạn hán, thiếu
nguồn nước tưới với những rủi ro do tình trạng biến đổi khi hậu đã và đang gây ra.
- Giảm chi phí đầu tư sửa chữa nâng cấp hàng năm vì các tuyến kênh đất được
thay bằng kênh kiên cố.
- Tăng thêm diện tích đất để sản xuất nông nghiệp từ nguồn đất được dôi ra khi
chuyển từ kênh đất sang kênh kiên cố.
Tuy vây, từ thực tế ở các địa phương đã thực hiện, công tác kiên cố hóa kênh


2

mương (đặc biệt là việc kiên cố hóa các tuyến kênh nhỏ nội đồng) còn một số tồn
tại trong tổ chức thực hiện từ khâu thiết kế đến thi công vẫn chưa đáp ứng được với
yêu cầu thực tế cụ thể là:
- Việc kiên cố hóa các tuyến kênh tưới, tiêu nhỏ nội đồng vẫn phải tiến hành từng

bước: Khảo sát, thiết kế, thi công theo các công đoạn truyền thống như các tuyến
kênh lớn dẫn đến chi phí đầu tư cao, tiến độ thực hiện chậm.
- Với các khu vực miền núi do đặc điểm địa hình phức tạp thì việc thi công lại
càng khó khăn và tốn kém chi phí hơn.
Đồng thời, hiện nay, trong quá trình tài trợ các dự án từ nguồn vốn Hỗ trợ phát
triển chính thức (ODA), các nhà tài trợ luôn đặt ra yêu cầu phải áp dụng các tiến bộ
khoa học công nghệ vào các khâu thiết kế và thi công để hạ giá thành, rút ngắn thời
gian thi công. Đặc biệt, trong khuôn khổ dự án Cải thiện nông nghiệp có tưới
(WB7) do Ngân hàng Thế giới (WB) tài trợ sẽ ưu tiên đầu tư cho các hạng mục
công trình sử dụng các công nghệ mới như neoweb, bê tông cốt sợi, bê tông lưới
thép đúc sẵn. Dự án sẽ tập trung đầu tư nâng cấp, hiện đại hóa công trình và các
hạng mục công trình gồm hệ thống tưới từ đầu mối, kênh chính đến cấp 2, 3 và nội
đồng. Phương thức tiếp cận cần đến sự tài trợ cho hoàn thiện từ đầu mối đến mặt
ruộng cho một hệ thống. Vì vậy, việc đề xuất các tuyến kênh lắp đặt từ các cấu kiện
bê tông lưới thép đúc sẵn là một lợi thế để thu hút nguồn vốn đầu tư từ các Nhà tài
trợ.
Với việc khắc phục được nhiều khó khăn trong quá trình thi công mà hình thức
kênh bê tông đổ tại chỗ thường gặp phải; đồng thời rút ngắn thời gian thi công, quản
lý tốt chất lượng thi công và có lợi thế trong việc thu hút vốn đầu tư từ các dự án
ODA, hình thức kênh bê tông cốt thép đúc sẵn đang có nhiều ưu thế và đã được
nhiều Chủ đầu tư các dự án lựa chọn, đưa vào thi công công trình. Tuy nhiên, hiện
nay đối với kết cấu này có nhiều đặc điểm đặc thù riêng; hệ thống tiêu chuẩn thiết
kế, thi công và các yêu cầu về quản lý chất lượng tuy đã được xây dựng nhưng còn
nhiều điểm chưa chi tiết, chưa thuận lợi cho các đơn vị áp dụng. Vì vậy, việc nghiên
cứu để hoàn thiện quy trình thi công kết cấu kênh bê tông lưới thép đúc sẵn là rất


3

cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.

Xuất phát từ thực tế trên, việc nghiên cứu đề tài “Hoàn thiện quy trình thi công
kênh bê tông lưới thép đúc sẵn. Áp dụng cho công trình Nâng cấp Hệ thống kênh
trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa” là cần thiết và có ý nghĩa khoa học và
thực tiễn.
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn; áp
dụng cho một số hạng mục công trình thuộc dự án thành phần Nâng cấp Hệ thống
kênh trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa (Thuộc dự án Cải thiện nông nghiệp
có tưới – WB7).
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn.
- Áp dụng quy trình trong thực tế tại một số tuyến kênh thuộc hệ thống kênh trạm
bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa – Dự án Cải thiện nông nghiệp có tưới (WB7)
và đánh giá kết quả áp dụng.
IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu thời gian gần đây về tính toán thiết
kế, thi công kênh bê tông đúc sẵn.
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực tiễn.
- Áp dụng cho công trình thực tế.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. CÁC HÌNH THỨC KIÊN CỐ HÓA KÊNH MƯƠNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP THI CÔNG

1.1.1. Các hình thức kiên cố hóa kênh mương
Kiên cố hoá hệ thống kênh mương là một xu hướng phổ biến rộng rãi ở nước ta

trong những năm vừa qua. Những lợi ích thu được thông qua các điển hình kiên cố
hoá kênh mương thực tế đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT tổng kết, đánh giá,
trong đó nổi bật lên một số ưu điểm sau:
- Giảm được từ 30% đến 70% diện tích kênh mương chiếm đất để đưa vào canh
tác hoặc phục vụ giao thông, xây dựng;
- Giảm thời gian dẫn nước từ 30%-59%, giảm công lao động tưới nước trên đồng
ruộng từ 33%-60%;
- Tăng cao trình nước trong kênh, đảm bảo lưu lượng tưới, từ đó tăng diện tích
tưới tự chảy, giảm chi phí điện năng tới 30% và có thể bỏ bớt các trạm bơm cục bộ
cuối hệ thống kênh;
- Giảm công lao động tu sửa, nạo vét kênh mương 55-93%;
- Tưới chủ động tạo điều kiện thuận lợi tăng vụ, tăng diện tích, tăng năng suất
cây trồng đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp;
- Kênh mương được kiên cố có thể lắp đặt công trình đo nước dễ dàng hơn, tạo
điều kiện thu thuỷ lợi phí theo khối nước, đảm bảo tiết kiệm nước và công bằng xã
hội.
Với các ư điểm nêu trên, chúng ta thấy kiên cố hoá kênh mương đã trở thành xu
hướng tất yếu. Hiện nay, các hình thức kiên cố hóa đang được sử dụng rộng rãi là:
(i) Kênh gạch xây, đá xây:
+ Kênh xây đá (Mặt cắt hình thang hoặc chữ nhật): Có khả năng chống sạt lở bờ
kênh, hầu như không tổn thất nước, thường áp dụng cho vùng núi có nguồn cung
cấp đá.


5

+ Kênh xây gạch (Mặt cắt chữ nhật): Đây là loại kênh được áp dụng khá phổ biến
nhờ khả năng tự sản xuất vật liệu, tự xây dựng, các địa phương có thể đảm nhận thi
công quản lý. Nhưng hiện nay do chưa hiểu hết các vấn đề kỹ thuật trong xử lý nền,
trong thi công, trong quá trình bảo dưỡng nên còn để xẩy ra hiện tượng đổ vỡ, nứt

gẫy lãng phí. Tuỳ thuộc điều kiện địa chất cần phải gia cố nền hoặc đáy kênh đổ bê
tông thành xây gạch có giằng dọc kênh và ngang kênh. Đặc biệt chú ý xử lý kỹ
thuật cho vùng đất yếu, kênh bên cạnh đường giao thông...

Hình 1-1. Kênh gạch xây
Hình 1-2. Kênh đá xây
(ii) Kênh lát mái bằng các tấm bê tông lắp ghép (Mặt cắt hình thang): Loại hình
kênh này thi công nhanh nhưng khả năng chống mất nước bị hạn chế, dễ bị sạt mái
nếu không có biện pháp liên kết chắc chắn các tấm với nhau. Để hạn chế sự sụt lở
phát triển người ta tạo thành các khung bao cho một vùng diện tích nhất định và
trên đỉnh mái cần có giằng khoá dọc bờ kênh. Kích thước tấm lát cần chọn hợp lý
về mặt chịu lực, lắp ghép và chuyên chở.
(iii) Kênh đổ bê tông tại chỗ (Mặt cắt hình thang hoặc chữ nhật): Loại kênh này
thường áp dụng cho kênh chính, vốn đầu tư lớn, việc tính toán thiết kế và thi công
phức tạp. Khả năng chống mất nước cao.
(iv) Kênh dạng đường ống: thường làm bằng thép, gang hoặc vật liệu nhựa
HDPE, có năng lực chuyển nước tốt, diện tích chiếm đất nhỏ. Áp dụng cho các khu
vực địa hình phức tạp khó xây dựng kênh hở, độ dốc lớn.


6

Hình 1-3. Kênh mái bằng tấm lát BT
Hình 1-4. Kênh bê tông đổ tại chỗ
(v) Kênh xi măng lưới thép: Đây là loại kênh thường được đúc sẵn, lắp ghép
khối, áp dụng cho mọi điều kiện địa hình, tạo cảnh quan môi trường đẹp, khả năng
chống sạt lở cao, có thể di chuyển khi cần thiết. Kênh có mặt cắt hình chữ U, hoặc
hình thang được đúc sẵn để lắp ghép. Kênh được đúc bằng các vật liệu như: bê
tông, bê tông cốt thép, xi măng lưới thép, sợi tổng hợp.. Kênh có năng lực chuyển
nước tốt. Kênh bê tông lưới thép đúc sẵn là một dạng của loại kênh này.

Hình 1-5. Kênh xi măng lưới thép

1.1.2. So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa
Bảng 1-1. So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa
TT

Nội
dung so
sánh

Kênh xi măng
lưới thép, kênh
BT lắp ghép.

Đường ống

Kênh BT đổ tại
chỗ

Kênh gạch/đá
xây


7

1

Hình
thức kết

cấu
công
trình,
tuổi thọ,
diện tích
chiếm
đất

- Hình thức - Hình thức đẹp.
mỏng, đẹp.
- Phải kiểm soát
- Chất lượng chất
lượng
kiểm soát trong ngoài
hiện
nhà máy.
trường.

- Kênh dầy và - Kênh dầy và
nặng nề.
nặng nề.
- Phải kiểm soát - Phải kiểm soát
chất lượng ngoài chất lượng ngoài
hiện trường.
hiện trường.

- Ít bị nứt gãy rò - Hay bị nứt gãy
- Ít bị nứt gãy và rỉ trong quá rò rỉ trong quá
rò rỉ trong quá trình vận hành. trình vận hành.
trình vận hành.

Diện
tích
Diện
tích - Diện tích chiếm đất lớn.
chiếm đất ít.

chiếm đất nhỏ.

- Khó khăn
trong thay thế,
sửa chữa.
Biện
- Biện pháp thi
pháp và công đơn giản,
thời
không cần thợ
gian thi kỹ thuật cao.
công
- Thời gian thi
công ngắn.

Diện
tích
chiếm đất lớn.

- Phải bảo trì - Phải bảo trì
thường xuyên thường
xuyên
hơn.
hơn.

- Biện pháp thi
công phức tạp
hơn, cần phải có
thợ kỹ thuật cao
- Thời gian thi về ván khuôn,
bê tông.
công ngắn.
- Không phụ - Không phụ - Cần phải có
thuộc vào điều thuộc vào điều mặt bằng, thiết
bị thi công bê
kiện thời tiết.
kiện thời tiết.
- Ít ảnh hưởng - Ít ảnh hưởng tông.
đến môi trường. đến môi trường. - Thời gian thi
công dài hơn.

2

- Biện pháp thi
công đơn giản,
không cần thợ
kỹ thuật cao.

- Hay bị nứt gãy
rò rỉ trong quá
trình vận hành.

- Biện pháp thi
công phức tạp

hơn, cần phải có
thợ kỹ thuật cao
về xây lát.
- Cần phải có
mặt bằng, thiết
bị thi công bê
tông.
- Thời gian thi
công dài hơn.

- Phụ thuộc vào
- Phụ thuộc vào thời tiết.
thời tiết.

3

Giá
thành

Rẻ hơn bê tông Đặt hơn kênh Đắt hơn kênh Rẻ hơn kênh BT
đổ tại chỗ 10- bê tông đúc sẵn BT đúc sẵn 20% đổ tại chỗ 1020%.
10-20%.
20%.
Nguồn: Sổ tay hướng dẫn kiên cố hóa kênh mương nội đồng (Tổng cục Thủy lợi
– Bộ Nông nghiệp và PTNT).


8

1.1.3. Phương pháp thi công các loại hình kênh kiên cố hóa

1.1.3.1. Phương pháp thi công thủ công
Đây là phương án thi công truyền thống hiện nay, đặc biệt đối với các khu vực
kiên cố hóa có địa hình chật hẹp, phức tạp. Toàn bộ các công tác như :
- Lắp đặt cốt thép, ván khuôn (coppha), đổ bê tông kênh (đối với kênh bê tông).
- Xây lát gạch, đá và trát hoàn thiện (đối với kênh gạch, đá xây).
- Đắp đất hoàn thiện..
Đều được công nhân làm bằng thủ công. Phương pháp này có nhược điểm là
năng suất lao động thấp, công nhân phải làm việc nặng nhọc, chất lượng và mỹ
quan công trình hạn chế, thời gian thi công dài.

Hình 1-6. Thi công kênh gạch bằng thủ
công
1.1.3.2. Phương án thi công cơ giới.

Hình 1-7. Thi công mái kênh thủ công

Khi công trình có mặt bằng rộng lớn và thuận lợi, đặc biệt là các kênh có khẩu độ
lớn, phương án này phát huy nhiều ưu điểm. Theo đó thì toàn bộ các công tác như
đào móng, lắp dựng ván khuôn, đổ bê tông… đều được cơ giới hóa đến mức tối đa.
Hiệu quả của phương pháp này đó là :
- Giảm bớt nhân công lao động nặng nhọc, giảm thời gian thi công.
- Chất lượng và thẩm mỹ công trình được nâng cao.


9

Hình 1-8. Thi công kênh bằng cơ giới
1.1.3.3. Phương án kết hợp
Phương án thi công kết hợp giữu thủ công và cơ giới thường được sử dụng trong
hầu hết các dự án xây dựng kiên cố hóa kênh mương. Thi công kênh mương bê tông

đúc sẵn là một điển hình.
Theo đó thì cấu kiện bê tông với hình dạng mặt cắt thiết kế được chế tạo sẵn
trong nhà máy hoặc xưởng bằng cơ giới. Công tác lắp đặt kết hợp giữa máy móc cơ
giới với nhân công địa phương
1.2. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐÚC SẴN, LẮP GHÉP TRONG XÂY
DỰNG.

1.2.1. Tổng quan về bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng
Năm 1824, người Anh phát minh ra xi măng tại vùng Portland và tới năm 1848
ngành công nghiệp xi măng hiện đại chính thức hình thành tạo sự đột phá trong lĩnh
vực sản xuất vật liệu xây dựng. Tới năm 1855, vật liệu bê tông cốt thép (BTCT)
chính thức ra đời. Ban đầu BTCT tại chỗ liền khối là chính và đầu thế kỷ XX BTCT
lắp ghép bắt đầu xuất hiện với các cấu kiện đơn giản như cọc, dầm, cột dùng phổ
biến trong xây dựng công trình công nghiệp, quân sự. Vào các năm sau chiến tranh
thế giới lần thứ II, với mục tiêu tập trung lo nhà ở cho dân, công nghệ xây dựng nhà
ở bằng kết cấu BTCT lắp ghép ở các nước châu Âu được chăm lo hoàn thiện. Kết
cấu BTCT lắp ghép đã tạo lợi thế về tốc độ xây dựng ban đầu là hệ kết cấu khung,


10

hệ kết cấu lắp ghép từ các cấu kiện tấm lớn được hình thành và phát triển mạnh mẽ
sau năm 1954 tại các nước châu Âu mà nổi bật ở các nước Bỉ, Tiệp và đặc biệt ở
Liên Xô (cũ).
Tại Việt Nam, việc sử dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn, lắp ghép đã được
nghiên cứu và áp dụng từ cuối 1960 và phát triển mạnh trong thập niên 70 của thế
kỷ trước. Ban đầu chủ yếu ứng dụng trong xây dựng dân dụng, sau đó đã áp dụng
rộng rãi trong các lĩnh vực giao thông, thủy lợi,...vv.
Ưu điểm lớn nhất của việc ứng dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép là có thể
công nghiệp hóa và giảm thiểu thời gian xây dựng, dễ dàng đẩy nhanh tiến độ thi

công, giảm sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Như chúng ta biết, công trình xây
dựng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong suốt thời gian xây dựng mà yếu tố khí
hậu trong điều kiện xây dựng ở Việt Nam có tác động không nhỏ ảnh hưởng đến
tiến độ và chất lượng công trình. Mặt khác, do phần lớn cấu kiện được sản xuất theo
dây chuyền công nghiệp thông qua các công đoạn kiểm tra trong nhà xưởng nên
chất lượng sản phẩm được đảm bảo ở mức tốt nhất. Các công việc còn lại ở hiện
trường giảm thiểu đáng kể thời gian, nhân lực và đặc biệt là giảm khối lượng vật
liệu cho biện pháp thi công như đà giáo, cốp pha so với việc đổ bê tông tại chỗ.

1.2.2. Vị trí, vai trò của bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh mương
Ngoài những ưu điểm chung như đã nêu trên, việc sử dụng cấu kiện bê tông đúc
sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh mương thủy lợi còn có những ưu điểm riêng
như:
- Đảm bảo tưới đối với các công trình sửa chữa, nâng cấp.
- Có thể di dời để tận dụng lại trong trường hợp cần thiết.
- Chủ động kiểm soát chất lượng và tiến độ.
Với những ưu điểm nổi bật nêu trên, hiện nay cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép
đã được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng kênh mương, cụ thể như sau:
- Bộ Nông nghiệp và PTNT đã có chủ trương tăng cường áp dụng các công nghệ
mới, trong đó có việc áp dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn trong thi công kênh mương
thủy lợi; đặc biệt là trong các dự án Tăng cường quản lý thủy lợi và cải tạo các hệ


11

thống thủy nông (ADB5) và Cải thiện nông nghiệp có tưới (WB7); chỉ đạo các đơn
vị có liên quan hoàn thiện và phê duyệt Định mức dự toán cho công tác sản xuất,
lắp đặt kênh bê tông đúc sẵn; tạo mọi điều kiện thuận lợi để các Chủ đầu tư có thể
áp dụng cho các dự án.
- Nhiều tỉnh, thành phố đã chấp thuận chủ trương cứng hóa kênh mương thủy lợi

nội đồng bằng lắp ghép cấu kiện bê tông đúc sẵn (ví dụ: thành phố Hà Nội đã có
công văn số 4649/UBND-NNNT ban hành ngày 26/6/2014 để thống nhất chủ
trương nêu trên).
1.3. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN VÀ
ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG

1.3.1. Đặc điểm chung của kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn
Vật liệu xi măng lưới thép với tính chất cơ lý đặc biệt về độ bền, chống thấm,
chống xói... vì vậy các kết cấu xi măng lưới thép vỏ mỏng ngày nay được ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: xây dựng dân dụng công nghiệp, giao thông vận
tải, thuỷ lợi ... Trên thế giới cũng như nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á đã
ứng dụng kết cấu xi măng lưới thép rất rộng rãi. Nước ta đã ứng dụng kết cấu xi
măng lưới thép để chế tạo các tàu thuyền đi sông đi biển, làm cầu phao, nhà nổi,
đường ống, cửa van, cầu máng, kênh máng, bể chứa, trần nhà treo, nhà lắp ghép,
bọc xà lan, bọc đường ống dẫn dầu ...
Việc ứng dụng rộng rãi kết cấu xi măng lưới thép vỏ mỏng trong nhiều lĩnh vực
xây dựng trong nhiều năm, chứng tỏ loại kết cấu này có những ưu điểm nhất định
được thực tế thừa nhận.
Trong ngành thuỷ lợi Việt nam, kết cấu xi măng lưới thép được ứng dụng từ
nhiều năm trước đây để làm cầu máng, kênh máng, cửa van ... với công nghệ thi
công chủ yếu là công nghệ sản xuất bằng phương pháp rung công nghiệp, đây là
phương pháp đầm rung lắc trong khi cấp nguyên liệu bê tông vào khuôn định hình.
Thiết bị đầm rung lắc có khả năng tạo ra dao động theo các phương ngang lẫn
phương thẳng đứng, giúp đẩy toàn bộ bọt khí trong bê tông ra ngoài đảm bảo cho bê
tông đặc chắc, nhẵn láng bề mặt bên trong, bên ngoài, không còn khả năng thẩm


12

thấu, nhưng vẫn bảo đảm kết cấu chịu lực theo yêu cầu đảm bảo tuổi thọ sản phẩm

cao tương ứng với tuổi thọ của công trình. Với phương pháp thi công mới này một
loạt công trình kênh đã ra đời ở Thanh Hoá, Vĩnh Phúc, Thái Bình...
Những công trình trên đã đóng góp thiết thực vào việc nâng cao năng xuất cây
trồng, tiết kiệm đất, tiết kiệm nước tưới, thời gian chuyển nước nhanh, giảm chi phí
điện, giảm công chi phí tu sửa nạo vét hàng năm, tạo ra cảnh quan môi trường đẹp
phù hợp với định hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông thôn và xây dựng nông
thôn mới.
Thông qua các công trình đã triển khai, có thể đánh giá kênh Bê tông lưới thép
đúc sẵn có các ưu điểm sau:
- Giảm được từ 30% đến 60% diện tích kênh mương chiếm đất để đưa vào canh
tác hoặc phục vụ giao thông.
- Giảm thời gian dẫn nước, giảm tổn thất mất mát nước qua vùng cát, giảm công
lao động tưới nước trên đồng ruộng nhờ tưới tự chảy ở một số đoạn.
- Tăng cao trình nước trong kênh, đảm bảo lưu lượng tưới, từ đó tăng diện tích
tưới tự chảy, giảm chi phí điện năng tới 30% và có thể bỏ bớt các trạm bơm cục bộ
cuối hệ thống kênh;
- Giảm công lao động tu sửa, nạo vét kênh mương hàng năm.
- Tưới chủ động tạo điều kiện thuận lợi tăng vụ, tăng diện tích, tăng năng suất
cây trồng đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp;
- Có thể lắp đặt công trình đo nước dễ dàng hơn, tạo điều kiện thu thuỷ lợi phí
theo khối nước, đảm bảo tiết kiệm nước và công bằng xã hội.
- Khả năng chống phá vỡ lở bờ kênh do lũ xối vào kênh nhờ lắp ghép khối.
- Tạo ra cảnh quan môi trường đẹp phù hợp với định hướng công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nông thôn.
- Sợi thép được phân tán tương đối đồng đều trong bê tông do vậy đã cải thiện
được tính giòn làm tăng tính dẻo dai của bê tông; Kênh có khả năng kháng nứt tốt
dưới các điều kiện của của thời tiết khí hậu Việt Nam.
- Tuổi thọ lâu dài

13

- Kháng nứt, không thấm nên ít thất thoát nước.
- Loại kênh bê tông lưới thép đúc sẵn có ưu điểm đặc biệt hơn các loại kênh xây,
kênh đổ bê tông tại chỗ... là vẫn đảm bảo yêu cầu tưới của người nông dân, yêu cầu
dùng nước theo mùa vụ ngay trong khi đang xây dựng.
- Giá thành rẻ (thấp hơn bê tông đổ tại chỗ 10-20%).

1.3.2. Điều kiện áp dụng kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn
- Như đã phân tích các ưu nhược điểm của loại hình kênh bê tông lưới thép đúc
sẵn ở các mục 1.1.2 và 1.3.1 nêu trên, với lợi thế chính là ưu việt về mặt kinh tế và
có thể đẩy nhanh tiến độ thi công, kênh bê tông lưới thép đúc sẵn có thể áp dụng
trên mọi điều kiện địa hình (trừ vùng có địa hình bãi tưới dốc, bị chia cắt bởi nhiều
khe lõm, địa hình dạng yên ngựa, vượt khe suối – bắt buộc phải sử dụng hình thức
đường ống). Trên thực tế, loại hình kênh bê tông lưới thép đúc sẵn phù hợp nhất với
các vùng có điều kiện địa chất xấu: vùng đất thấm lớn; vùng bãi lầy; hoặc kênh đi
qua vùng trũng; độ trũng mặt ruộng ít, nhỏ hơn 1m.
- Loại hình kênh bê tông lưới thép là lựa chọn tối ưu nhất ở các vùng có điều kiện
thời tiết xấu; các công trình có yêu cầu vừa thi công vừa đảm bảo tưới.
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KÊNH BÊ TÔNG ĐÚC SẴN
Với các ưu điểm và điều kiện ứng dụng rộng rãi nêu trên, từ cuối những năm 90,
đầu những năm 2000, các cơ quan quản lý nhà nước, các cơ quan nghiên cứu khoa
học (các trường Đại học, các Viện nghiên cứu) và các doanh nghiệp cũng đã có các
đề tài khoa học, các tiêu chuẩn cơ sở, tiêu chuẩn ngành và tiêu chuẩn quốc gia về về
kênh bê tông đúc sẵn; thống kê một số công trình nghiên cứu theo trình tự thời gian
như sau:

1.4.1. Một số đề tài nghiên cứu khoa học của trường Đại học Thủy lợi
- Đề tài cấp Bộ: “Kết cấu xi măng lưới thép - công nghệ sản xuất” do PGS.TS Đỗ
Văn Hứa thực hiện trong thời gian từ năm 2000 đến năm 2001.

- Đề tài cấp Bộ: “Hướng dẫn tính toán thiết kế thi công kết cấu xi măng lưới thép
vỏ mỏng” do PGS.TS Đỗ Văn Hứa thực hiện trong thời gian từ năm 2000 đến năm
2002.