PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG TRONG ĐẬP BÊ TÔNG ĐÀM LĂN CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ PHÁT TRIỂN CỦA CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

MAI TH H NG

PHÂN TÍCH
TÔNG
C

NG SU T VÀ BI N D NG TRONG

M L N CÓ XÉT

NG

NS

P BÊ

PHÁT TRI N C A

BÊ TÔNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
Mã s : 60 - 58 - 40

LU N V N TH C S K THU T

Ng

ih

ng d n khoa h c:
1. PGS.TS. Nguy n Quang Hùng
2. PGS. TS. Tr nh ình Châm

Hµ Néi - 2010


Lu n v n Th c s k thu t

-1-

L IC M
Lu n v n đã đ

N

c th c hi n trong th i gian ng n v i t t c s n l c

c a b n thân, tác gi đã hoàn thành v i đ tài: “Phân tích ng su t và bi n
d ng trong đ p bê tông đ m l n có xét đ n s phát tri n c a c

ng đ bê

tông trong quá trình thi công”. Trong quá trình th c hi n tác gi đã nh n
đ

c s giúp đ nhi t tình c a Phòng đào t o

Công trình - Tr

ng

i h c và Sau đ i h c, Khoa

i h c Th y l i cùng các th y cô giáo, b n bè, đ ng

nghi p và gia đình.
Tác gi xin t lòng bi t n chân thành t i các c quan đ n v và các cá
nhân đã truy n th ki n th c, t o đi u ki n thu n l i cho tác gi hoàn thành
lu n v n.
c bi t tác gi xin đ

c bày t lòng bi t n sâu s c đ n PGS.TS

Nguy n Quang Hùng, PGS.TS. Tr nh
tr c ti p h

ình Châm và Th.s V Hoàng H ng đã

ng d n, giúp đ t n tình tác gi trong quá trình th c hi n lu n

v n.
V i trình đ hi u bi t và kinh nghi m th c t còn h n ch nên n i dung
c a lu n v n không tránh kh i nh ng sai sót. Tác gi r t mong nh n đ

cs

ch b o và đóng góp ý ki n c a các th y cô giáo, c a các đ c gi quan tâm và
b n bè đ ng nghi p.
Hà N i, tháng 12 n m 2010
Tác gi

Mai Th H ng

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-2-

M CL C
M

U ...................................................................................................................11

T
2

T
2

1. Tính c p thi t c a đ tài.....................................................................................11
T
2

T
2

2. M c đích c a đ tài............................................................................................12
T
2

T
2

3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u........................................................13

T
2

4. K t qu đ t đ
T
2

CH

T
2

c................................................................................................13
T
2

NG 1 ..............................................................................................................14

T
2

T
2

T NG QUAN V

P BÊ TÔNG

T
2

M L N ......................................................14
T
2

1.1. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n trên Th gi i .................................14
T
2

T
2

1.2. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n
T
2

1.3. Các ph

Vi t Nam ...................................18
T
2

ng pháp thi công đ p bê tông đ m l n ............................................21

T
2

T
2

1.3.1. Thi t b thi công .......................................................................................21
T
2

T
2

1.3.2. Công ngh thi công BTÐL ......................................................................23

T
2

T
2

1.3.3. Các ph
T
2

ng pháp thi công lên đ p ..........................................................23
T
2

1.4. Nh ng t n t i trong quá trình tính toán phân tích ng su t bi n d ng đ p bê
T
2

tông đ m l n ..........................................................................................................25
T
2

1.5. K t lu n ch
T
2

CH

ng 1 ..........................................................................................28
T

2

NG 2 ..............................................................................................................30

T
2

T
2

CÁC PH
T
2

C A

P BÊ TÔNG

T
2

C

NG PHÁP PHÂN TÍCH

NG

NG SU T VÀ BI N D NG ....................30
T
2

M L N CÓ XÉT

N S

PHÁT TRI N C A

BÊ TÔNG TRONG TH I GIAN THI CÔNG ...................................30
T
2

2.1. S phát tri n c
T
2

ng đ và các đ c tr ng c lý c a bê tông đ m l n ..............30
T
2

2.1.1. S phát tri n c

ng đ c a bê tông đ m l n theo th i gian ....................30

T
2

T
2

2.1.2. Các đ c tr ng c lý c a bê tông đ m l n .................................................31

T
2

2.2. nh h
T
2

T
2

ng c a c

ng đ bê tông đ i v i t c đ thi công đ p ......................33
T
2

2.3. Các ph

ng pháp phân tích ng su t bi n d ng đ p bê tông đ m l n ...........33

2.3.1. Ph

ng pháp gi i tích ..............................................................................33

2.3.2. Ph

ng pháp s ........................................................................................35

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-3-

2.4. Gi i bài toán phân b
T
2

ph

ng su t bi n d ng trong đ p bê tông đ m l n b ng

ng pháp ph n t h u h n ...............................................................................37
T
2

2.4.1. Ph

ng pháp PTHH cho bài toán phi tuy n v v t li u ..........................39

2.4.2. Ph

ng pháp gi i ph

T
2

T
2

T
2

ng trình c b n PTHH cho bài toán phi tuy n v t

li u .....................................................................................................................44
T
2

2.5. Gi i thi u ph n m m ANSYS ........................................................................52
T

2

T
2

2.5.1. Gi i thi u chung ph n m m Ansys..........................................................52
T
2

T
2

2.5.2. Ph

ng pháp gi i bài toán trong ph n m m ANSYS .............................55

T
2

T
2

2.6. Nh ng v n đ c n chú ý trong bài toán phân tích ng su t bi n d ng theo quá
T
2

trình thi công..........................................................................................................57
T
2

2.6.1. Phát tri n c
T
2

ng đ R theo th i gian .......................................................57
T
2

2.6.2. Phát tri n v môđun đàn h i E và h s Poisson theo th i gian ..............58
T
2

T
2

2.7. Xây d ng bài toán phân tích ng su t bi n d ng c a đ p bê tông đ m l n có
T
2

xét đ n s phát tri n c a c
2.8. K t lu n ch
T
2

CH

ng đ bê tông trong quá trình thi công ....................59
T
2

ng 2 ..........................................................................................61
T
2

NG 3 ..............................................................................................................62

T
2

T
2

PHÂN TÍCH
T
2

BÊ TÔNG
T
2

C

NG

T
2

NG SU T BI N D NG
M L N CÓ XÉT

NS

P ........................................................62
T
2

PHÁT TRI N C A .............................62
T
2

TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ....................................................62
T
2

3.1. Gi i thi u chung v công trình ......................................................................62
T
2

T
2

3.1.1. Gi i thi u công trình ................................................................................62
T
2

T
2

3.1.2. Các thông s c b n c a đ p chính..........................................................63
T

2

T
2

3.2. Các thông s đ u vào cho quá trình tính toán ................................................64
T
2

T
2

3.2.1. Các đ c tính c lý c a bê tông đ m l n ...................................................64
T
2

T
2

3.2.2. Các đ c tính c a bê tông đ m l n thay đ i theo th i gian .......................64
T
2

T
2

3.2.3. Ti n đ thi công .......................................................................................66
T
2

T
2

3.3. Phân tích ng su t bi n d ng c a đ p theo th i gian thi công thi t k ..........68
T
2

T
2

3.3.1. Giai đo n 1: Phân kh i đ t cao trình +105 đ n cao trình +122,1m .....68
T
2

T
2

3.3.2. Giai đo n 2: Phân kh i đ t cao trình +122,1 đ n cao trình +146,7m ..73
T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2


Lu n v n Th c s k thu t

-4-

3.3.3. Giai đo n 3: Phân kh i đ t cao trình +146,7 đ n cao trình +180,0m .78
T
2

T
2

3.3.4 Giai đo n 4: Phân kh i đ t cao trình +180 đ n cao trình +228,1m .....83
T
2

T
2

3.4. Phân tích di n bi n ng su t S1, S3 trên l p đ b m t .................................90
T
2

T
2

3.4.1. Thay đ i ng su t S1, S3 t i cao trình +122,1m theo th i gian ..............90
T
2

T
2

3.4.2. Thay đ i ng su t S1, S3 t i cao trình +146,7m theo th i gian ..............96

T
2

T
2

3.4.3. Thay đ i ng su t S1, S3 t i cao trình +180m theo th i gian ...............100
T
2

T
2

3.5. Phân tích di n bi n chuy n v theo ph
T
2

ng X, ph

ng Y trên l p đ b m t

.............................................................................................................................103
3.5.1. Thay đ i chuy n v t i cao trình +122,1m theo th i gian.....................103
T
2

T
2

3.5.2. Thay đ i chuy n v t i cao trình +146,7m theo th i gian.....................109

T
2

T
2

3.5.3. Thay đ i chuy n v t i cao trình +180m theo th i gian........................113
T
2

T
2

3.6. Phân tích ng su t và chuy n v c a đ p khi đ p đ c
T
2

3.7. K t lu n ch
T
2

CH
T
2

ng đ ....................115
T
2

ng 3 ........................................................................................117

T
2

NG 4 ............................................................................................................118
T
2

K T LU N VÀ KI N NGH .................................................................................118
T
2

T
2

4.1. Các k t lu n rút ra t nghiên c u c a lu n v n ............................................118
T
2

T
2

4.2. T n t i ...........................................................................................................119
T
2

4.3. Ph
T
2

T

2

ng h

ng phát tri n ..............................................................................119
T
2

4.4. Ki n ngh ......................................................................................................120
T
2

T
2

TÀI LI U THAM KH O .......................................................................................121
T
2

T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2


Lu n v n Th c s k thu t

-5-

DANH M C HÌNH V
Hình 1.1. Thi công đ p BT L b ng xe lu rung (Beni-Haroun - Algeri) ..................18
T
2

T
2

Hình 1.2.
T
2

p BT L

nh Bình – T nh Bình

nh .................................................19
T
2

Hình 1.3. Thi t b thi công BT L .............................................................................22
T
2

T
2

Hình 1.4. S đ phân kh i đ đ p BT L

p Th y đi n S n La ........................25

T
2

T
2

Hình 1.5. Mô hình bài toán phân tích ng su t bi n d ng truy n th ng ...................25
T
2

T
2

Hình 1.6. Các v t n t liên thông gi a các kh i đ ....................................................28
T
2

T
2

Hình 2.1. C
T
2

ng đ ch u kéo c a BT L ..................................................................31
T
2

Hình 2.2. Mô đuyn đàn h i E c a BT L theo th i gian ...........................................32
T
2

T
2

Hình 2.3. H s Poisson ν c a BT L theo th i gian ................................................32
T
2

T
2

Hình 2.4. Quan h

ng su t - bi n d ng c a v t li u đàn h i ...................................39

Hình 2.5. Quan h

ng su t - bi n d ng c a v t li u đàn - d o ................................40

T
2

T
2

T

2

T
2

Hình 2.6. S đ kh i gi i bài toán phi tuy n b ng ph

ng pháp PTHH ..................43

T
2

T
2

Hình 2.7. Ph

ng pháp gia t i t ng b

Hình 2.8. Ph

ng pháp l p tr c ti p .........................................................................49

Hình 2.9. Ph

ng pháp l p Newton - Rhapson ........................................................50

T
2

T
2

T
2

c .................................................................45
T
2

T
2

T
2

Hình 2.10. K t c u ch
T
2

ng trình ANSYS .................................................................52
T
2

Hình 2.11. Trình t gi i ANSYS ..............................................................................54
T
2

T
2

Hình 2.12. Phân các l p đ bê tông đ m l n ............................................................60
T
2

T
2

Hình 2.13. Phân tích ng su t trong t ng l p đ theo các tham s trong t ng l p đ
T
2

...................................................................................................................................60
Hình 3.1. Ph i c nh công trình đ u m i Th y đi n S n La .....................................63
T
2

T
2

Hình 3.2. M t c t ngang đ p bê tông đ m l n ..........................................................64
T
2

Hình 3.3. C
T
2

T
2

ng đ ch u kéo c a BT L ..................................................................65
T
2

Hình 3.4. Mô đuyn đàn h i E c a BT L theo th i gian ...........................................66
T
2

T
2

Hình 3.5. Ti n đ thi công lên đ p ............................................................................67
T
2

Hình 3.6. Mô hình l
T
2

Hình 3.7. Phân b
T
2

T
2

i ph n t c a giai đo n 1 .......................................................68
T
2

ng su t chính S1 t i th i đi m thi công đ n cao trình 122,1 m 68

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2

T
2


Lu n v n Th c s k thu t

-6-

Hình 3.8. Thay đ i ng su t chính S1 t i cao trình 122,1m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................69
Hình 3.9. Phân b
T
2

ng su t chính S3 t i th i đi m thi công đ n cao trình 122,1 m 70
T

2

Hình 3.10. Thay đ i ng su t chính S3 t i cao trình +122,1m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................70
Hình 3.11.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng X ...................................................71

Hình 3.12.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng Y ...................................................71

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.13. Bi u đ chuy n v theo ph

ng X ..........................................................72

Hình 3.14. Bi u đ chuy n v theo ph

ng Y ..........................................................72

T
2

T
2

Hình 3.15. Mô hình l
T
2

Hình 3.16. Phân b
T
2

T
2

T

2

i ph n t c a giai đo n 2 .....................................................73
T
2

ng su t S1 t i th i đi m thi công đ n cao trình +146,7 m ......73
T
2

Hình 3.17. Thay đ i ng su t S1 t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ......74
T
2

T
2

Hình 3.18. Phân b
T
2

ng su t S3 t i th i đi m thi công đ n cao trình +146,7 m ......75
T
2

Hình 3.19. Thay đ i ng su t S3 t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ......75
T
2

T

2

Hình 3.20.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng X ...................................................76

Hình 3.21.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng Y ...................................................76

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.22. Bi u đ chuy n v theo ph

ng X ..........................................................77

Hình 3.23. Bi u đ chuy n v theo ph

ng Y ..........................................................77

T
2

T
2

Hình 3.24. Mô hình l
T
2

Hình 3.25. Phân b
T
2

T
2

T
2

i ph n t tính toán c a giai đo n 3 .....................................78
T
2

ng su t chính S1 t i th i đi m thi công đ n cao trình +180 ...78
T

2

Hình 3.26. Thay đ i ng su t chính S1 t i cao trình +180m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................79
Hình 3.27. Phân b
T
2

ng su t chính S3 t i th i đi m thi công đ n cao trình +180 ...80
T
2

Hình 3.28. Thay đ i ng su t chính S3 t i cao trình +180m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................80
Hình 3.29.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng X ...................................................81

Hình 3.30.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng Y ...................................................81

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.31. Bi u đ chuy n v theo ph

ng X ..........................................................82

Hình 3.32. Bi u đ chuy n v theo ph

ng Y ..........................................................82

T
2

T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2

T
2


Lu n v n Th c s k thu t
Hình 3.33. Mô hình l
T
2

Hình 3.34. Phân b
T
2

-7-

i ph n t tính toán c a giai đo n 4 .....................................83
T
2

ng su t chính S1 t i th i đi m thi công đ n cao trình +228,1m

T
2

...................................................................................................................................84
Hình 3.35. Thay đ i ng su t chính S1 t i cao trình +228,1m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................84
Hình 3.36. Phân b
T
2

ng su t chính S3 t i th i đi m thi công đ n cao trình +228,1m

T
2

...................................................................................................................................85
Hình 3.37. Thay đ i ng su t chính S3 t i cao trình +228,1m khi v a thi công xong
T
2

T
2

...................................................................................................................................86

Hình 3.38.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng X ...................................................87

Hình 3.39.

ng đ ng chuy n v theo ph

ng Y ...................................................87

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.40. Bi u đ chuy n v theo ph

ng X ..........................................................88

Hình 3.41. Bi u đ chuy n v theo ph

ng Y ..........................................................88

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.42.

ng su t S1 t i cao trình +122,1m khi v a thi công xong ...................90

Hình 3.43.

ng su t S1 t i cao trình 122,1m khi thi công đ n cao trình +146,7m .91

Hình 3.44.

ng su t S1 t i cao trình 122,1m khi thi công đ n cao trình 180m ......91

Hình 3.45.

ng su t S1 t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +228,1m

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

...................................................................................................................................92
Hình 3.46. T ng h p thay đ i ng su t S1 t i cao trình +122,1m theo th i gian....92
T
2

T

2

Hình 3.47.

ng su t S3 t i cao trình +122,1m khi v a thi công xong ...................93

Hình 3.48.

ng su t S3 t i cao trình +122,1m khi thi công đ ncao trình +146,7m 94

Hình 3.49.

ng su t S3 t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +180m ..94

Hình 3.50.

ng su t S3 t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +228,1m

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

...................................................................................................................................95
Hình 3.51. T ng h p thay đ i ng su t S3 t i cao trình +122,1m theo th i gian....95
T
2

T
2

Hình 3.52.

ng su t S1 t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ....................96

Hình 3.53.

ng su t S1 t i cao trình +146,7m khi đ đ n cao trình +180m ...........97

Hình 3.54.

ng su t S1 t i cao trình +146,7m khi đ đ n cao trình +228,1m ........97

Hình 3.55.

ng su t S3 t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ...................98

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T

2


Lu n v n Th c s k thu t

-8-

Hình 3.56.

ng su t S3 t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +180m ..99

Hình 3.57.

ng su t S3 t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +228,1m

T
2

T
2

T
2

T
2

...................................................................................................................................99
Hình 3.58.

ng su t S1 t i cao trình +180m khi v a thi công xong .....................100

Hình 3.59.

ng su t S1 t i cao trình +180 m khi đ đ n cao trình +228,1m ........101

Hình 3.60.

ng su t S3 t i cao trình +180m khi v a thi công xong ....................102

Hình 3.61.

ng su t S3 t i cao trình +180m khi thi công đ n cao trình +228,1m 102

T
2

T
2

T
2

T
2

T
2

T

2

T
2

T
2

Hình 3.62. Chuy n v Ux t i cao trình +122,1m khi v a thi công xong...............103
T
2

T
2

Hình 3.63. Chuy n v Ux t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +146,7m
T
2

T
2

.................................................................................................................................104
Hình 3.64. Chuy n v Ux t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +180m
T
2

T
2

.................................................................................................................................104
Hình 3.65. Chuy n v Ux t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

T
2

.................................................................................................................................105
Hình 3.66. Chuy n v UY t i cao trình +122,1m khi v a thi công xong ..............106
T
2

T
2

Hình 3.67. Chuy n v UY t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình
T
2

+146,7m ..................................................................................................................106
T
2

Hình 3.68. Chuy n v UY t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +180m
T
2

T
2

.................................................................................................................................107
Hình 3.69. Chuy n v UY t i cao trình +122,1m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

T
2

.................................................................................................................................107
Hình 3.70. T ng h p thay đ i chuy n v UY t i cao trình +122,1m theo th i gian
T
2

T
2

.................................................................................................................................108
Hình 3.71. Chuy n v UX t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ..............109
T
2

T
2

Hình 3.72. Chuy n v UX t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +180m
T
2

T

2

.................................................................................................................................109
Hình 3.73. Chuy n v UX t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

.................................................................................................................................110
Hình 3.74. Chuy n v UY t i cao trình +146,7m khi v a thi công xong ..............111
T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2

T
2


Lu n v n Th c s k thu t

-9-

Hình 3.75. Chuy n v UY t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +180m
T
2

T

2

.................................................................................................................................111
Hình 3.76. Chuy n v UY t i cao trình +146,7m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

T
2

.................................................................................................................................112
Hình 3.77. Chuy n v UX t i cao trình +180m khi v a thi công xong .................113
T
2

T
2

Hình 3.78. Chuy n v UX t i cao trình +180m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

T
2

.................................................................................................................................113
Hình 3.79. Chuy n v UY t i cao trình +180m khi v a thi công xong .................114
T
2

T
2

Hình 3.80. Chuy n v UY t i cao trình +180m khi thi công đ n cao trình +228,1m
T
2

T
2

.................................................................................................................................114
Hình 3.81. Phân tích ng su t chính S1 khi đ p đ c

ng đ ................................115

Hình 3.82. Phân tích ng su t chính S3 khi đ p đ c

ng đ ................................115

T
2

T
2

T
2

T
2

Hình 3.83.

ng chuy n v theo ph

ng X khi đ p đ c

ng đ .........................116

Hình 3.84.

ng chuy n v theo ph

ng Y khi đ p đ c

ng đ .........................116

T
2

T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2

T
2

Lu n v n Th c s k thu t

-10-

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1. S l
T
2

ng đ p BT L t i m t s n

c trên Th gi i ..................................16
T
2

B ng 1.2. Các đ p bê tông đ m l n đang thi công ho c trong giai đo n thi t k .....20
T
2

T
2

B ng 3.1. Các thông s c b n m t c t ngang đ p ...................................................63
T
2

T

2

B ng 3.2. Phân kh i đ c a bê tông theo th i gian...................................................67
T
2

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

T
2


Lu n v n Th c s k thu t

-11-

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Công ngh bê tông đ m l n là lo i công ngh s d ng bê tông không có
đ s t, đ

c làm ch t b ng thi t b rung lèn t m t ngoài (lu rung). Công ngh

này thích h p s d ng cho các công trình bê tông kh i l n, không c t thép và
hình dáng không ph c t p nh lõi đ p, m t đ

ng. Vi c s d ng h n h p bê

tông khô h n (không có đ s t) và đ m lèn bê tông b ng lu rung giúp cho thi
công nhanh h n, r h n so v i dùng công ngh thi công bê tông truy n th ng.
Công ngh BTÐL so v i công ngh thi công thông th

ng có các u

đi m sau:
-L

ng dùng xi m ng th p, có th s d ng m t s ph th i ho c s n

ph m ph c a các ngành công nghi p khác giúp h giá thành v t li u.
- So v i bê tông th

ng, bê tông đ m l n nhanh đ t c

ng đ cao

th i gian đ u, s m cho phép đ a vào ho t đ ng.
- Nhi t l

ng t a ra ít h n giúp cho bê tông tránh đ

c ng su t nhi t

c cb .
- Ph

ng pháp thi công không ph c t p, t

ng t nh thi công bê tông

asphalt.
- T c đ thi công nhanh giúp rút ng n th i gian thi công và gi m t ng
chi phí.
- Ngoài ra, thi t b thi công bê tông đ m l n không ph c t p, các thi t
b chính đ thi công bê tông theo công ngh này hi n đ u có
Hi u qu áp d ng bê tông đ m l n trong làm đ p
T
4

Vi t Nam.

Vi t Nam, v kinh
T
4

t , hi u qu l n nh t mà công ngh thi công bê tông đ m l n đem l i là rút
H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-12-

ng n th i gian thi công, s m đ a công trình vào khai thác s d ng, ngoài ra
đ i v i xây d ng công trình thu l i và thu đi n, công ngh này cho phép
gi m giá thành v t li u đáng k t c gi m t ng v n đ u t . Còn v k thu t,
khi áp d ng công ngh BTÐL cho xây d ng các công trình kh i l n cho phép

gi m nhi t thu hoá nh gi m đ

cl

ng dùng xi m ng vì v y gi m đ

nguy c n t kh i do ng su t nhi t. Ð i v i xây d ng m t đ

c

ng, vi c s

d ng BTÐL có th rút ng n th i gian đ a công trình vào s d ng nhanh g p
hai l n so v i bê tông th

ng. V môi tr

ng, nh vi c gi m l

ng dùng xi

m ng trong BTÐL và có th thay th m t ph n xi m ng b ng ph gia khoáng
giúp gi m m c tiêu hao n ng l

ng, gi m ô nhi m môi tr

Do đ c đi m c a bê tông đ m l n là c

ng đ bê tông t ng lên theo

th i gian, trong nh ng ngày đ u sau khi thi công c
kéo đ u r t nh , th i gian sau c

ng.

ng đ ch u nén và ch u

ng đ đ t n đ nh h n và d n đ t t i c

ng

đ t i đa. Nên khi thi công đ p bê tông đ m l n v i t c đ thi công liên t c
ho c có nh ng đ t ngh dài, b m t ph i l lâu đã có nh ng nh h
t t v phát tri n c

ng đ c a bê tông, d n đ n hi n t

ng không

ng n t n c c b .

Chính vì v y, vi c đi sâu nghiên c u v s thay đ i ng su t và bi n d ng đ p
bê tông đ m l n khi xét đ n s phát tri n c

ng đ c a bê tông trong quá

trình thi công mang tính khoa h c c ng nh th c ti n, nh m đánh giá kh
n ng ch u t i c a v t li u trong thân đ p, t đó đánh giá t c đ thi công h p
lý.
2. M c đích c a đ tài

Trên c s nghiên c u phân tích ng su t và bi n d ng trong thân đ p
bê tông đ m l n trong quá thi công, nh m đánh giá kh n ng ch u t i c a v t
li u c ng nh có k t qu b

c đ u v đánh giá v kh n ng phát sinh s c

theo t c đ thi công lên đ p bê tông đ m l n.
H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

3. Cách ti p c n và ph

-13-

ng pháp nghiên c u

- Ti p c n thông qua ph
- Ph

ng pháp th ng kê.

ng pháp nghiên c u:

+ Nghiên c u th c đ a nh m th ng kê và đánh giá các nguyên nhân
phá ho i c a đ p bê tông đ m l n trong quá trình thi công.
+ Nghiên c u lý thuy t và ng d ng mô hình toán trong các phân tích.
4. K t qu đ t đ

c

- Phân tích ng su t bi n d ng đ p bê tông đ m l n trong quá trình thi
công có xét s phát tri n c a c
- Mô ph ng đ

ng đ .

c bài toán phân tích ng su t bi n d ng đ p bê tông

đ m l n sát v i th c t h n theo quá trình phát tri n c a c

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

ng đ bê tông.


Lu n v n Th c s k thu t

-14CH

T NG QUAN V

NG 1

P BÊ TÔNG

ML N

1.1. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n trên Th gi i

Bê tông đ m l n (BT L) là lo i bê tông s d ng các nguyên v t li u
t

ng t nh bê tông th

ng, nh ng v i bê tông th

thi t b rung đ a vào trong lòng kh i đ , BT L đ

ng đ

c đ m ch t b ng

c làm ch t b ng thi t b

rung lèn t m t ngoài (lu rung). Công ngh này thích h p cho các công trình
bê tông kh i l n, hình dáng không ph c t p nh đ p, m t đ

ng. Vi c đ m

lèn bê tông b ng lu rung cho phép s d ng h n h p bê tông khô, ít ch t k t
dính h n so v i bê tông th

ng, nh v y đ i v i m t s đ p và đ

ng bê

tông, thi công b ng công ngh này nhanh h n và r h n so v i dùng công
ngh đ bê tông truy n th ng. Công ngh BT L th
h p cho thi công đ p bê tông tr ng l c và m t đ

ph c t p, l

c áp d ng thích

ng, sân bãi.

Công ngh BT L áp d ng cho thi công đ
ngh thi công thông th

ng đ

ng giao thông so v i công

ng có các u đi m nh : ph

ng pháp thi công không

ng dùng xi m ng th p, có th s d ng m t s s n ph m ph ho c

ph th i công nghi p giúp h giá thành v t li u so v i bê tông xi m ng thông
th

ng, t c đ thi công nhanh.
Công ngh BT L đ c bi t hi u qu khi áp d ng cho xây d ng đ p bê

tông tr ng l c. Kh i l

ng bê tông đ

c thi công càng l n thì hi u qu áp

d ng công ngh BT L càng cao. Vi c l a ch n ph
công ngh BT L th
th

ng án thi công đ p b ng

ng đem l i hi u qu kinh t cao h n so v i đ p bê tông

ng và đ p đ t đ p b i các lí do sau:
Thi công nhanh: So v i đ p bê tông th

ng, đ p BT L đ

c thi công

v i t c đ nhanh h n do có th dùng b ng t i đ v n chuy n bê tông, dùng
H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-15-

máy i đ san g t, máy lu rung đ đ m lèn và ít ph i ch kh i đ h nhi t. So
v i đ p đ t đ p có cùng chi u cao, kh i tích c a đ p BT L nh h n nên thi
công nhanh h n. Công trình đ p càng cao, hi u qu kinh t c a đ p BT L
càng l n so v i đ p đ t đ p.
Giá thành h : Theo các tính toán t ng k t t các công trình đã xây

d ng trên Th gi i, giá thành đ p BT L r h n so v i đ p bê tông thi công
b ng công ngh truy n th ng t 25% đ n 40%. Vi c h giá thành đ t đ
do gi m đ

c là

c chi phí c p pha, gi m chi phí cho công tác v n chuy n, đ ,

đ m bê tông.
Gi m chi phí cho bi n pháp thi công: Vi c thi công đ p b ng BT L có
th gi m chi phí d n dòng trong th i gian xây d ng và gi m các thi t h i, các
r i ro khi n

c l tràn qua đê quai. H n n a th i gian thi công đ p BT L

ng n nên các ng d n dòng cho đ p BT L ch c n thi t k đ đáp ng l u
l

ng x n

c l n nh t theo mùa thay vì l u l

v i đ p bê tông và đ p đ p. Vì v y đ

ng l n nh t theo n m nh đ i

ng kính c ng d n dòng c a đ p BT L

nh h n và chi u cao đê quai cho đ p BT L c ng th p h n so v i ph
đ p bê tông th

ng án

ng và đ p đ p.

N m 1982, M xây d ng đ p tr ng l c BT L đ u tiên trên Th gi i,
đ p Willow Creek.
ngang d c. Hàm l

p này cao 52m, chi u dài tr c đ p 543m, không có rãnh
ng keo dính trong BT L ch có 66 kg/m3. Chi u dày t ng
P

P

đ m là 30cm đ liên t c đ lên cao. V i 331.000 m3 BT L mà ch đ trong 5
P

tháng là xong. So v i bê tông th

P

ng thì th i gian thi công rút ng n đ

1÷1,5 n m, giá thành ch b ng 40% giá thành c a đ p bê tông th
60% giá thành c a đ p đá h c.

ct

ng và b ng

p Willow Creek đã ch ng minh r ng đ p

BT L kinh t và t c đ thi công nhanh h n so v i các đ p bê tông thông

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

th

-16-

ng khác. Vi c xây d ng thành công đ p BT L, đã thúc đ y nhanh chóng

v xây d ng đ p BT L trên n

c M và các n

c trên toàn Th gi i.

Tính đ n 2005, toàn Th gi i đã xây d ng đ
BT L v i kh i l

c trên d

i 300 đ p

ng t ng c ng kho ng trên 90 tri u m3 BT L. Hi n Trung

P

Qu c là qu c gia đang d n đ u v s l

P

ng đ p BT L sau đó là Hoa K ,

Nh t B n và Tây Ban Nha.
B ng 1.1. S l

Tên Qu c Gia

ng đ p BT L t i m t s n

S đ p đã

Th tích

xây d ng

BT L

c trên Th gi i

T l theo

T l theo

s l

kh i l

ng

(103 m3)

(%)

(%)

P

P

P

P

Châu Á
Trung Qu c

57

28.275

20

30.50

Nh t B n

43

15.465

15.09

16.68

Kyrgystan

1

100

0.35

0.11

Thái Lan

3

5.248

1.05

5.66

Inđonesia

1

528

0.35

0.57

105

49.616

36.8

53.56

Argentina

1

590

0.35

0.64

Brazil

36

9.440

12.63

10.18

Chile

2

2.170

0.7

2.34

Colombia

2

2.974

0.7

3.21

Mexico

6

840

2.1

0.91

T ng:

51

16.014

16.48

17.27

2

622

0.7

0.67

T ng:
Nam M

B cM

Canada

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

ng


Lu n v n Th c s k thu t

-17-

Hoa Kì

37

5.081

12.98

5.48

T ng:

39

5.703

13.68

6.15

Pháp

6

234

2.1

0.25

Hy L p

3

500

0.7

0.54

Italy

1

262

0.35

0.28

Nga

1

1.200

0.35

1.29

T.B. Nha

22

3.164

7.72

3.41

T ng:

35

5.384

11.9

5.81

Algeria

2

2.760

0.7

2.98

Angola

1

757

0.35

0.82

Eritrea

1

187

0.35

Ma R c

11

2.044

3.86

2.20

Nam Phi

14

1.214

4.91

1.31

T ng:

29

6.962

10.17

7.51

Australia

9

596

3.15

0.64

Khác

17

7.534

5.96

8.13

T ng trên TG

285

92.712

Châu Âu

Châu Phi

Châu Úc

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-18-

Hình 1.1. Thi công đ p BT L b ng xe lu rung (Beni-Haroun - Algeri)

1.2. Tình hình xây d ng đ p bê tông đ m l n

Vi t Nam

Trong ti n trình h i nh p và phát tri n nhu c u đi n n ng c a n
n m sau cao h n n m tr

c ta

c. V i u th v ti m n ng thu đi n vi c xây d ng

các công trình thu đi n m i đ

c đ t ra h t s c c p thi t. Theo k ho ch phát

tri n thu đi n đ n n m 2013 c n

c s có 22 nhà máy thu đi n m i đ

c

đ a vào khai thác, vì v y vi c l a chon bi n pháp xây d ng đ p b ng công
ngh bê tông đ m l n đ

c chú tr ng. ây là công ngh thi công đ p bê tông

d a trên nguyên lý thi công đ p đ t s d ng thi t b v n chuy n, r i và lèn
ch t có công su t l n. H n h p bê tông có hàm l
m nh đ

ng ch t k t dính th p và đ

c lèn ch t b ng lu rung. T c đ thi công nhanh, giá thành r là

nh ng u vi t c a lo i hình công ngh này so v i công ngh thi công đ p bê
tông th

ng đã bi n công ngh bê tông đ m l n tr nên ph bi n. Trong đi u

ki n hi n t i tuy còn thi u kinh nghi m thi công đ p BT Lnh ng Vi t Nam
đã có nh ng c g ng nh m đ t cháy giai đo n đ đ a công ngh thi công
BT L vào áp d ng trong xây d ng nhi u đ p thu đi n trên c 3 mi n.

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

p thu đi n đ u tiên

-19-

n

c ta đ

c thi công b ng công ngh BT L

là đ p Pleikrông t i t nh Kon Tum có chi u cao 75 m đ

c thi t k b i Công

ty T v n Xây d ng i n I. Sau đó m t s đ p khác đang trong quá trình tri n
khai thi công theo công ngh BT L nh :
Qu ng Nam, có chi u cao 7m đ
i n III;

ng t i t nh

c thi t k b i Công ty T v n Xây d ng

p thu đi n B n V t i t nh Ngh An, có chi u cao 138 m đ

thi t k b i Công ty T v n Xây d ng i n I;
Gia Lai có chi u cao 80 m đ
I;

p thu đi n A V

p thu đi n Sê San 4 t i t nh

c thi t k b i Công ty T v n Xây d ng

p thu đi n S n La t i t nh S n La có chi u cao 138 m đ

p BT L

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

nh Bình – T nh Bình

i n

c thi t k b i

Công ty T v n Xây d ng i n I.

Hình 1.2.

c

nh


Lu n v n Th c s k thu t

-20-

B ng 1.2. Các đ p bê tông đ m l n đang thi công ho c trong giai đo n thi t k

STT
Tên đ p
1 A V ng

a đi m
Qu ng Nam

Chi u cao (m)
70

2 B c Hà

Lào Cai

100

3 B n Chát

Lai Châu

70

4 B nV

Ngh An

138

5 Bình i n

Th a Thiên - Hu

75

6 C Bi

Th a Thiên - Hu

70

7

ak Rinh

Qu ng Ngãi

100

8

nh Bình

Bình

nh

52

9

ng Nai 3

c Nông

110

10

ng Nai 4

c Nông

129

11 H a Na

Ngh An

-

12 Hu i Qu ng

S n La

-

13 Lai Châu

Lai Châu

-

14 N m Chi n

S n La

130

15 Pleikrông

Kon Tum

75

16 Sê San 4

Gia Lai

80

17 S n La

S n La

138

18 Sông Bung 2

Qu ng Ngãi

95

19 Sông Côn 2

Qu ng Nam

50

20 Sông Tranh 2

Qu ng Ngãi

100

21 Th

ng Kon Tum Kon Tum

22 Trung S n
(B n Uôn)

Thanh Hoá

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

85


Lu n v n Th c s k thu t

-21-

Hi u qu áp d ng công ngh bê tông đ m l n đ làm đ p

Vi t Nam

- V kinh t , hi u qu l n nh t mà công ngh thi công bê tông đ m l n
đem l i là rút ng n th i gian thi công, s m đ a công trình vào khai thác s
d ng, ngoài ra đ i v i xây d ng công trình thu l i và thu đi n, công ngh
này cho phép gi m giá thành v t li u đáng k t c gi m t ng v n đ u t .
V k thu t, khi áp d ng công ngh BTÐL cho xây d ng các công trình kh i
l n cho phép gi m nhi t thu hoá nh gi m đ
gi m đ

cl

ng dùng xi m ng, vì v y

c nguy c n t kh i do ng su t nhi t. Ð i v i xây d ng m t đ

ng,

sân bãi, vi c s d ng BTÐL có th rút ng n th i gian đ a công trình vào s
d ng nhanh g p hai l n so v i bê tông th
- V môi tr

ng.

ng, nh vi c gi m l

ng dùng xi m ng trong BTÐL và

có th thay th m t ph n xi m ng b ng ph gia khoáng giúp gi m m c tiêu
hao n ng l

ng, gi m ô nhi m môi tr

ng do ngành công nghi p s n xu t xi

m ng gây nên. H n n a vi c có th t n d ng ph th i tro than, cho phép gi i
quy t x lý ph th i công nghi p đang gây ô nhi m môi tr
1.3. Các ph

ng.

ng pháp thi công đ p bê tông đ m l n

1.3.1. Thi t b thi công
Thi t b thi công bê tông đ m l n không ph c t p, các thi t b chính đ
thi công bê tông theo công ngh này hi n đ u có

Vi t Nam. Thi t b thi

công BTÐL nói chung c ng gi ng nhau khi thi công BTÐL cho đ p, đ

ng

và các d ng công trình bê tông kh i l n không c t thép khác. Tuy nhiên

m i

lo i hình công ngh đó đòi h i thêm nh ng thi t b thi công đ c ch ng riêng.
Các thi t b c n thi t cho thi công đ p b ng công ngh BTÐL g m: Máy tr n
c

ng b c có kh n ng tr n h n h p bê tông khô s d ng c t li u có đ

kính l n; b ng t i ho c các thi t b t

ng đ

ng đ v n chuy n bê tông; xe t i

t đ ; máy san i; máy lu rung; máy nh i t m t o khe co. H th ng phun n
H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

ng
c


Lu n v n Th c s k thu t

-22-

cao áp làm s ch b m t bê tông m ch ng ng, H th ng phun n
Thi t b cho thi công đ

ng, sân bãi: Máy tr n c

cb od

ng.

ng b c; xe t i t đ ; máy

r i (asphalt); xe lu rung; xe lu l p; m y c t bê tông.
Có th th y r ng các thi t b chính cho thi công bê tông b ng công ngh
BTÐL đã có s n

Vi t Nam ho c đ u có th ch t o t i Vi t Nam. N u ph

bi n công ngh BTÐL
trong n

Vi t Nam thì có th t n d ng đ

c các thi t b có s n

c, không c n t n thêm nhi u chi phí đ u t mua thi t b thi công

m i.

Hình 1.3. Thi t b thi công BT L

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1


Lu n v n Th c s k thu t

-23-

1.3.2. Công ngh thi công BTÐL
Công ngh và t ch c thi công BTÐL khác v i bê tông kh i l n thông
th

ng là đ

c ti n hành cùng lúc trên m t di n r ng. Sau khi ng n dòng và

thi công xong ph n n n móng đ p thì ti n hành thi công l p th m ch ng xói
b ng bê tông ch u l c. Bê tông t

ng th

th

t (ho c leo) có đ t các b ng cách n

ng theo công ngh c p pha tr

vào khe co dãn (thông th
t i ch gi ng nh t

ng l u đ

ng 15 m/khe). T

ng th

c đ b ng bê tông

ng h l u có th là bê tông đ

ng l u, c ng có th đ

ho c kh i bê tông đúc s n. Các l p k t c u t

c l p ráp b ng các t m

ng này đóng vai trò c p pha

cho các l p bê tông đ m l n phía trong. H n h p bê tông sau khi đ
các tr m tr n đ

c v n chuy n đ n n i đ b ng các ph

t ng l p đ đ
Thông th

c tr n t

ng ti n nh xe ch y

trên ray, b ng t i, xe ô-tô t đ chuyên d ng. H n h p BTÐL đ
b ng xe i. Sau đó chúng đ

c

c san g t

c đ m lèn b ng lu rung (7-12 t n). Chi u d y

c quy t đ nh b i n ng l c đ , n ng l c đ m c a các thi t b .

ng m i l p bê tông đ

c san dày kho ng 30-40cm. Ð t ng t c đ

di chuy n, t i m t s công trình, các máy i san bê tông đ

c c u tháp c u

chuy n đ n các v trí c n thi t (tránh làm h ng b m t bê tông đã đ m). Th i
gian t khi bê tông b t đ u đ

c tr n cho t i khi đ m lèn xong không v

quá th i gian b t đ u đóng r n c a bê tông (th

t

ng th i gian đóng r n không

quá 2 gi ).
1.3.3. Các ph

ng pháp thi công lên đ p

1.3.3.1. Thi công đ p BT L theo ph

ng đ ng

Thi công đ p BT L trên toàn b chi u dài tuy n đ p, chi u cao đ p
đ

c lên đ u trên toàn tuy n đ p.

u đi n c a ph

ng pháp này là t c đ thi

công nhanh, vi c thi công trên m t m t b ng s thu n l i cho công tác t ch c
thi công. Thi công theo ph

ng pháp này th

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1

ng áp d ng v i các đ p kh i


Lu n v n Th c s k thu t

l

-24-

ng trung bình và chi u dài đ p không quá l n, c

ng đ cung c p bê tông

đ m b o thi công đ p trên toàn tuy n đ p và s đ d n dòng đ n gi n.
1.3.3.2. Thi công đ p BT L theo ph

ng pháp so le

Chia đ p thành 2 ph n d c theo chi u dài tuy n đ p và thi công 2 ph n
này so le nhau. Thi công m t n a đ p lên m t chi u cao nh t đ nh, sau đó
chuy n thi công n a đ p còn l i, c nh v y cho đ n h t cao trình thi t k c a
đ p.
Ph

ng pháp này c ng thu n ti n trong vi c t chúc thi công đ p, t c

đ lên đ p nhanh, th
l

ng đ

c áp d ng đ i v i các đ p có chi u dài l n, kh i

ng thi công l n, không th đáp ng vi c thi công trên toàn tuy n đ p
1.3.3.3. Thi công đ p BT L chia theo các kh i đ p
pđ

c chia thành nhi u kh i riêng bi t đ thi công. Vi c t chúc thi

công đ p theo ph

ng pháp này ph c t p, t c đ lên đ p ch m, đ

c áp d ng

cho đ p kh i l n, không th đáp ng thi công trên toàn tuy n đ p, đ ng th i
đ p có s đ d n dòng ph c t p, d c theo chi u dài tuy n đ p có b trí các
h ng m c nh : c a l y n

c, c ng d n dòng…

H c viên: Mai Th H ng. L p: CH17C1