NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHỤ GIA HÓA HỌC VÀ LƯỢNG DÙNG HỢP LÝ CHO BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐẬP TÂN MỸ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN SỸ TUÂN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN
PHỤ GIA HÓA HỌC VÀ LƯỢNG DÙNG
HỢP LÝ CHO BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
ĐẬP TÂN MỸ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN SỸ TUÂN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHỤ GIA HÓA HỌC VÀ
LƯỢNG DÙNG HỢP LÝ CHO BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
ĐẬP TÂN MỸ

Chuyên ngành

: Xây dựng công trình thủy

Mã số

: 60 - 58 - 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN QUANG PHÚ
PGS.TS HOÀNG PHÓ UYÊN

HÀ NỘI - 2010


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Số lượng đập thi công của một số nước trên thế giới
Bảng 1.2 Những đặc tính và tham số hữu quan của một số đập BTĐL đã xây dựng
xong và đang xây dựng
Bảng 1.3 Một số công trình đập BTĐL đã được thiết kế và xây dựng ở nước ta
Bảng 1.4 Tỷ lệ cấp phối bê tông đầm lăn ở một số công trình ở Trung Quốc
Bảng 1.5 Tình hình phát triển cường độ của bê tông đầm lăn
Bảng 1.6 Cấp phối BTĐL thí nghiệm trong phòng dùng cho đập Định Bình
Bảng 1.7 Cấp phối BTĐL thí nghiệm hiện trường dùng cho đập Bản Vẽ.
Bảng 1.8 Cấp phối BTĐL thí nghiệm đề nghị dùng cho đập Sơn La.
Bảng 1.9 Cấp phối BTĐL được thi công cho đập Pleikrong.

Bảng 2.1 Tổng hợp kết quả khảo sát các nguồn vật liệu
Bảng 2.2 Kết quả thí nghiệm xi măng
Bảng 2.3 Kết quả thí nghiệm puzơlan Núi Thơm - Vinaconex
Bảng 2.4 Kết quả thí nghiệm puzơlan Lương Sơn – Phước Sơn
Bảng 2.5 Kết quả thí nghiệm puzơlan Gia Quy – Minh Tiến
Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm puzơlan Núi Voi – IDICO
Bảng 2.7 Kết quả thí nghiệm tro bay Forcmosa – Tây Đô
Bảng 2.8 Kết quả thí nghiệm tro bay Phả Lại – Sông Đà-Cao Cường
Bảng 2.9 Kết quả thí nghiệm tro bay Phả Lại – Vina Fly ash
Bảng 2.10 Các tính chất cơ lý của cát thuộc mỏ CS1
Bảng 2.11 Các tính chất cơ lý của cát thuộc mỏ CS2
Bảng 2.12 Thành phần hạt của cát thuộc mỏ CS1
Bảng 2.13 Thành phần hạt của cát thuộc mỏ CS2
Bảng 2.14 Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 5-20mm
Bảng 2.15 Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 20-40mm
Bảng 2.16 Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 40-60mm
Bảng 2.17 Thành phần hạt đá dăm 5-20mm, 20-40mm, 40-60mm
Bảng 2.18 Khối lượng thể tích hỗn hợp đá dăm 5-40mm ứng với các tỷ lệ phối hợp
hai loại đá 5-20mm và 20-40mm
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Bảng 2.19 Khối lượng thể tích hỗn hợp đá dăm 5-60mm ứng với các tỷ lệ phối hợp
ba loại đá 5-20mm, 20-40mm và 40-60mm
Bảng 2.20 Thành phần đá dăm 5-40mm
Bảng 2.21 Thành phần đá dăm 5-60mm

Bảng 2.22 Chỉ tiêu cần xác định và hình dáng, kích thước viên mẫu
Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm cường độ nén và nhiệt thủy hóa CKD tro bay-xi măng
Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm cường độ nén và nhiệt thủy hóa CKD puzơlan-XM
Bảng 3.3 Thành phần cấp phối BTĐL M20B6 sử dụng XM Kim Đỉnh, TB Phả Lại
Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm các tính chất: độ công tác, thời gian đông kết, KLTT
ứng với thành phần cấp phối tối ưu BTĐL M20B6R90
Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng với thành phần cấp phối tối
ưu BTĐL M20B6R90
Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm độ công tác, thời gian đông kết, KLTT ứng với thành
phần cấp phối BTĐL M20B6R90 sử dụng phụ gia Viện IBST, Việt Nhật, Vikems
Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng với thành phần cấp phối
BTĐL M20B6R90 sử dụng phụ gia Viện IBST, Việt Nhật, Vikems
Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm các tính chất độ công tác, thời gian đông kết, KLTT
ứng với thành phần cấp phối BTĐL M20B6R90 sử dụng tro bay Phả Lại (Fly ash)
Bảng 3.9 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng với thành phần cấp phối
BTĐL M20B6R90 sử dụng tro bay Phả Lại (Fly ash)
Bảng 3.10 Thành phần BTĐL M15B2 sử dụng XM Kim Đỉnh, puzơlan Núi Thơm
Bảng 3.11 Kết quả thí nghiệm các tính chất: độ công tác, thời gian đông kết, KLTT
ứng với thành phần cấp phối tối ưu BTĐL M15B2R90
Bảng 3.12 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng với thành phần cấp phối tối
ưu BTĐL M15B2R90
Bảng 3.13 Kết quả thí nghiệm các tính chất: độ công tác, thời gian đông kết, KLTT

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

ứng với thành phần cấp phối BTĐL M15B2R90 sử dụng phụ gia Viện IBST, Việt
Nhật, Vikems
Bảng 3.14 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng thành phần cấp phối BTĐL
M15B2R90 sử dụng phụ gia Viện IBST, Việt Nhật, Vikems
Bảng 3.15 Kết quả thí nghiệm các tính chất độ công tác, thời gian đông kết, KLTT
ứng với thành phần cấp phối BTĐL M15B2R90 sử dụng puzơlan Núi Voi
Bảng 3.16 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm , cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng thành phần cấp phối BTĐL
M15B2R90 sử dụng puzơlan Núi Voi
Bảng 3.17 Kết quả thí nghiệm các tính chất: độ công tác, thời gian đông kết, KLTT
ứng với thành phần cấp phối BTĐL M15B2R90 sử dụng puzơlan Lương Sơn
Bảng 3.18 Kết quả thí nghiệm cường độ nén, độ chống thấm, cường độ kéo, cường
độ cắt, độ co ngót, môđun đàn hồi, hệ số poisson ứng thành phần cấp phối BTĐL
M15B2R90 sử dụng puzơlan Lương Sơn
Bảng 3.19 Thành phần cấp phối BTĐL M20B6
Bảng 3.20 Thành phần cấp phối BTĐL M15B2
Bảng 3.21 Cường độ và độ công tác của BTĐL cấp phối cơ bản dùng xi măng Kim
Đỉnh và các loại phụ gia hóa Sika, Gia Phong, Vinkems, Viện IBST, Việt Nhật với
các loại tro bay khác nhau
Bảng 3.22. Cường độ và độ công tác của BTĐL cấp phối cơ bản dùng xi măng Hà
Tiên và các loại phụ gia hóa Sika, Gia Phong, Vinkems, Viện IBST, Việt Nhật với
các loại tro bay khác nhau
Bảng 3.23. Cường độ và độ công tác của BTĐL M15B2R90 cấp phối cơ bản dùng
xi măng Kim Đỉnh và các loại phụ gia hóa Sika, Gia Phong, Vinkems, Viện IBST,
Việt Nhật với các loại tro bay khác nhau

Bảng 3.24. Cường độ và độ công tác của BTĐL M15B2R90 cấp phối cơ bản dùng
xi măng Hà Tiên và các loại phụ gia hóa Sika, Gia Phong, Vinkems, Viện IBST,
Việt Nhật với các loại tro bay khác nhau

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 1.1 Tỉ lệ áp dụng BTĐL theo các hướng khác nhau trên thế giới
Hình 1.2 Các đập RCC đã xây dựng và Tính đến cuối năm 2009
Hình 1.3 Thi công BTĐL bằng xe lu rung
Hình 1.4 Thi công sân bãi bằng công nghệ BTĐL
Hình 1.5 Cấu tạo trụ neo cáp cầu treo Akashi Kaiyko – Nhật Bản
Hình 1.6 Sơ đồ thi công mặt đường bằng công nghệ BTÐL.
Hình 2.1 Đập dâng Tân Mỹ sau khi hoàn thiện
Hình 2.2 Vị trí đập dâng Tân Mỹ
Hinh 2.3 Biểu đồ thành phần hạt đá 5-40mm
Hình 2.4 Biểu đồ thành phần hạt đá 5-60mm
Hình 2.5.Máy rung Ve be cải tiến
Hình 2.6. Sơ đồ thử thấm xác định hệ số thấm K

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

LỜI TÁC GIẢ
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài
“Nghiên cứu lựa chọn phụ gia hóa học và lượng dùng hợp lý cho bê tông đầm
lăn đập Tân Mỹ” được hoàn thành tại khoa Sau Đại Học - Trường Đại Học Thủy
Lợi năm 2010.
Kết quả đạt được là một phần đóng góp rất nhỏ về mặt khoa học của quá
trình nghiên cứu sử dụng phụ gia hóa học trong bê tông đầm lăn
Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn
TS.Nguyễn Quang Phú; Phó Giáo sư, TS.Hoàng Phó Uyên đã tận tình chỉ bảo và
giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn.
Tác giả xin gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp nơi luôn là
nguồn động viên, khích lệ trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ nhiệt tình, góp ý kiến quý
báu về chuyên môn cũng như tạo điều kiện về cơ sở vật chất của Phòng Ngiên cứu
Vật liệu xây dựng Viện Thủy công – Viện Khoa học Thuỷ Lợi Việt Nam, Phòng
Đào tạo & Sau đại học, Khoa Công trình, các thầy cô giáo Trường Đại học Thuỷ
Lợi, tác giả đã hoàn thành luận văn đúng tiến độ với các yêu cầu đặt ra.
Trong khuôn khổ Luận văn Thạc sĩ, do hạn chế về điều kiện thời gian và
trình độ nên chắc chắn không tránh khỏi những tồn tại, hạn chế. Tác giả mong nhận
được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và bạn bè, đồng nghiệp. Những điều đó sẽ
giúp ích rất nhiều cho cá nhân tác giả trong việc hoàn thiện và phát triển nghề
nghiệp của bản thân trong quá trình công tác.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Tháng 11 năm 2010
Tác giả

Nguyễn Sỹ Tuân

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

MỞ ĐẦU
Trên thế giới trong số các vật liệu xây dựng do con người làm ra, bê tông là
một vật liệu, một sản phẩm được sử dụng rộng rãi và hiệu quả nhất. Các công trình
xây dựng làm bằng bê tông và bê tông cốt thép có mặt ở khắp nơi trong các lĩnh vực
xây dựng công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi và thủy điện…
Bê tông nói chung và bê tông đầm lăn nói riêng là loại vật liệu đá nhân tạo
có cường độ nén cao, bền theo thời gian, sử dụng vật liệu sẵn có tại địa phương để
chế tạo nên vật liệu bê tông có lợi ích về kinh tế rất lớn. Từ khi được phát minh cho
tới nay người ta không ngừng nghiên cứu phát triển các loại bê tông nhằm ứng dụng
trong thi công các công trình có đặc điểm khác nhau. Nhiều công trình thủy lợi
được làm bằng bê tông cốt thép như đập tràn, cống lấy nước và tiêu nước, trạm
bơm, âu thuyền, xi phông, cầu máng, kênh mương… Cũng theo hướng phát triển
đó, công nghệ bê tông đầm lăn (BTĐL) ra đời sử dụng thi công các công trình có
mặt bằng rộng lớn, đòi hỏi tiến độ thi công nhanh như các công trình thủy điện,
thủy lợi, các công trình đê chắn sóng, mặt đường, bãi đỗ xe…
Công nghệ thi công BTĐL đem lại hiệu quả kinh tế cao so với bê tông truyền
thống khi thi công các công trình đập bê tông trọng lực bởi lý do sau:
+ Thi công nhanh: Các kỹ thuật thi công nhanh (so với các kỹ thuật thi công
bê tông thông thường và đắp) và giảm số lượng vật liệu (so với đắp). Quy trình thi
công BTĐL tạo điều kiện cho công tác đổ gần như liên tục và tạo ra tốc độ thi công
nhanh.

+ Thi công BTĐL sẽ giảm giá thành công trình từ 25-40% so với thi công bê
tông thường. Việc hạ giá thành đạt được là do giảm được chi phí cốt pha, giảm chi
phí cho công tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông và đặc biệt giảm được giá thành đơn
vị bê tông.
+ Giảm chi phí cho biện pháp thi công: việc thi công đập bằng BTĐL có thể
giảm chi phí dẫn dòng trong thời gian xây dựng và giảm các thiệt hại, các rủi ro khi
nước lũ tràn qua đê quai. Đối với đập BTĐL, đường ống dẫn dòng ngắn hơn ống
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

dẫn dòng của đập đất đắp. Hơn nữa thời gian thi công đập BTĐL ngắn nên các ống
dẫn dòng cho đập BTĐL chỉ cần thiết kế để đáp ứng lưu lượng xả nước lớn nhất
theo mùa thay vì lưu lượng lớn nhất theo năm như đối với đập bê tông thường và
đập đất đắp. Vì thế đường kính cống dẫn dòng của đập BTĐL nhỏ hơn và chiều cao
đê quai cho đập BTĐL cũng thấp hơn so với phương án đập bê tông thường và đập
đất đắp.
Do mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao, nên rất nhiều công trình xây dựng
khắp nơi trên thế giới đã và đang được xây dựng bằng BTĐL
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Xây dựng công trình sử dụng vật liệu bê tông đầm lăn (BTĐL) là một công
nghệ mới trong xây dựng đập nói riêng và một số công trình Thủy lợi, Thủy điện ở
Việt Nam nói chung. Việc sử dụng vật liệu phù hợp để sản xuất BTĐL không
những mang lại hiệu quả kinh tế cao mà còn đảm bảo được chất lượng công trình.
Một vài năm gần đây, ở Việt Nam sử dụng BTĐL trong xây dựng phát triển

rất mạnh. Số lượng và quy mô các công trình đập thủy điện, thủy lợi đang được xây
dựng ngày càng nhiều nhằm tăng sản lượng điện và lượng nước trong các hồ chứa
để phục vụ phát triển công nghiệp, nông nghiệp. Hầu hết các công trình đang xây
dựng hay đang trong giai đoạn thiết kế đều sử dụng công nghệ BTĐL. Có thể kể
đến một số công trình thủy lợi, thủy điện, đã khởi công như thủy điện thủy điện Sơn
La, Pleikrông, thủy điện A Vương, thủy điện Bản Vẽ, đập dâng công trình thủy lợi
hồ chứa nước Định Bình, Đập Tân Mỹ - Dự án hệ thống thủy lợi Tân Mỹ,…
Các loại vật liệu dùng để chế tạo BTĐL cũng rất đa dạng và phong phú.
Trong vật liệu sử dụng cho BTĐL, ngoài các vật liệu cơ bản như xi măng, cát, đá,
nước, phụ gia khoáng, phụ gia hóa học cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc
thiết kế và thi công BTĐL. Phụ gia hoá học trên thị trường có rất nhiều chủng loại
và liều lượng dùng cho từng vùng vật liệu xây dựng công trình có thể là khác nhau.
Đập Tân Mỹ - Ninh Thuận lựa chọn phương án dùng BTĐL để xây dựng đập đã
được phê duyệt. Yêu cầu đặt ra là lựa chọn giải pháp vật liệu và dùng các loại vật

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

3

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

liệu sao cho mang lại hiệu quả kinh tế cao và chất lượng công trình được đảm bảo là
yêu cầu cần thiết.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu lựa chọn phụ gia hóa học và lượng dùng hợp lý
cho bê tông đầm lăn (BTĐL) đập Tân Mỹ” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa về mặt
khoa học và thực tiễn không chỉ với riêng đập Tân Mỹ mà còn rất nhiều công trình
đang thi công bằng công nghệ bê tông đầm lăn hiện nay và trong tương lai.

2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài:
Nghiên cứu thiết kế các thành phần cấp phối BTĐL M20B6R90, M15B2R90,
sử dụng các loại phụ gia hóa học khác nhau dùng cho công trình Tân Mỹ.
Nghiên cứu một số tính chất cơ lý của hỗn hợp BTĐL và BTĐL đã đóng rắn
khi sử dụng các loại phụ gia hoá học khác nhau.
Kiến nghị lựa chọn loại và lượng dùng phụ gia hóa học hợp lý cho đập Tân
Mỹ, đảm bảo phù hợp với vật liệu xây dựng công trình.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Cách tiếp cận:
Tổng hợp kết quả về BTĐL dùng cho một số đập đã được xây dựng ở Việt
Nam và nước ngoài có sử dụng phụ gia hóa học trong thiết kế thành phần bê tông
đầm lăn.
Thí nghiệm với các cấp phối bê tông và xác định các tính chất cơ lý của hỗn
hợp BTĐL và BTĐL đã đóng rắn khi sử dụng một số phụ gia hóa học với các liều
lượng dùng khác nhau. So sánh kết quả, lựa chọn loại và liều dùng phụ gia hóa học
hợp lý cho BTĐL đập Tân Mỹ.
Phương pháp nghiên cứu:
Sử dụng phương pháp thí nghiệm để thông qua tài liệu thực nghiệm đưa ra
được tỷ lệ cấp phối cho BTĐL khi sử dụng phụ gia hóa học cho công trình đập Tân
Mỹ. Tiến tới sử dụng cho các đập có tính chất tương tự.

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

4

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Sự phát triển của bê tông đầm lăn (BTĐL) trên thế giới và Việt Nam.
Bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông sử dụng các nguyên vật liệu tương
tự như bê tông thường. Khác với bê tông thường được đầm chặt bằng thiết bị rung
đưa vào trong lòng khối đổ. BTĐL được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt
ngoài (lu rung). Công nghệ này thích hợp cho các công trình bê tông khối tích lớn,
hình dáng không phức tạp như đập, mặt đường. Việc đầm lèn bê tông bằng lu rung
cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô, ít chất kết dính hơn so với bê tông thường
nhờ vậy đối với một số đập và đường bê tông, thi công bằng công nghệ này nhanh
hơn và rẻ hơn so với dùng công nghệ đổ bê tông truyền thống. Công nghệ BTĐL
thường được áp dụng thích hợp cho thi công đập bê tông trọng lực và mặt đường,
sân bãi.
Công nghệ BTĐL áp dụng cho thi công đường giao thông so với công nghệ
thi công thông thường có các ưu điểm như: phương pháp thi công không phức tạp,
lượng dùng xi măng thấp, có thể sử dụng một số sản phẩm phụ hoặc phế thải công
nghiệp giúp hạ giá thành vật liệu so với bê tông xi măng thông thường, tốc độ thi
công nhanh.
Công nghệ BTĐL đặc biệt hiệu quả khi áp dụng cho xây dựng đập bê tông
trọng lực. Khối lượng bê tông được thi công càng lớn thì hiệu quả áp dụng công
nghệ BTĐL càng cao. Việc lựa chọn phương án thi công đập bằng công nghệ
BTĐL thường đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với đập bê tông thường và đập
đất đắp bởi các lí do sau:
Thi công nhanh: So với đập bê tông thường, đập BTĐL được thi công với
tốc độ cao hơn do có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san
gạt, máy lu rung để đầm lèn và ít phải chờ khối đổ hạ nhiệt. So với đập đất đắp có
cùng chiều cao, khối tích của đập BTĐL nhỏ hơn nên thi công nhanh hơn. Công
trình đập càng cao, hiệu quả kinh tế của đập BTĐL càng lớn so với đập đất đắp.

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

5

Giá thành hạ: Theo các tính toán tổng kết từ các công trình đã xây dựng trên
Thế giới, giá thành đập BTĐL rẻ hơn so với đập bê tông thi công bằng công nghệ
truyền thống từ 25% đến 40%. Việc hạ giá thành đạt được là do giảm được chi phí
cốp pha, giảm chi phí cho công tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông.
Giảm chi phí cho các kết cấu phụ trợ: So với đập đắp, chi phí làm cửa tràn
của đập BTĐL rẻ hơn (tương tự như đập bê tông thường). Đối với đập thuỷ điện
được thiết kế có nhiều cửa nhận nước ở nhiều cao trình khác nhau thì phương án
đập BTĐL càng rẻ hơn so với phương án đập đắp. Hơn nữa khi làm đập BTĐL,
chiều dài của kênh xả nước ngắn hơn so với kênh xả nước của đập đắp và vì vậy
giảm chi phí làm bản đáy và chi phí xử lí nền đập.
Giảm chi phí cho biện pháp thi công: Việc thi công đập bằng BTĐL có thể
giảm chi phí dẫn dòng trong thời gian xây dựng và giảm các thiệt hại, các rủi ro khi
nước lũ tràn qua đê quai. Đối với đập BTĐL, đường ống dẫn dòng ngắn hơn ống
dẫn dòng của đập đắp. Hơn nữa thời gian thi công đập BTĐL ngắn nên các ống
dẫn dòng cho đập BTĐL chỉ cần thiết kế để đáp ứng lưu lượng xả nước lớn nhất
theo mùa thay vì lưu lượng lớn nhất theo năm như đối với đập bê tông và đập đắp.
Vì vậy đường kính cống dẫn dòng của đập BTĐL nhỏ hơn và chiều cao đê quai cho
đập BTĐL cũng thấp hơn so với phương án đập bê tông thường và đập đắp.
1.1.1. Sự phát triển của BTĐL trên thế giới
Về xây dựng đập trọng lực, tính đến 2005, toàn thế giới đã xây dựng được
trên dưới 300 đập BTĐL với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m3 BTĐL.
P

P

Hiện Trung Quốc là quốc gia đang dẫn đầu về số lượng đập BTĐL sau đó là Hoa
Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha.
Bảng 1.1 Số lượng đập BTĐL tại một số nước trên thế giới
Tên Quốc
Gia

Số
đập
đã xây
dựng

Thể
tích
BTĐL

Tỷ lệ
Tỷ lệ
theo theo K.
S.lượng lượng
%
(103 m3)
%
P

P

P

Số
Thể
đập
tích
đã xây BTĐL
dựng (103 m3)
P

P

P

P

P

Tỷ lệ
theo
S.lượng
%

Tỷ lệ
theo K.

2.1

0.25

lượng
%

Châu Âu

Châu á
T.Quốc

Tên
Quốc
Gia

57

28.275

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1

20

30.50

Pháp

6

234


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

6

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Nhật Bản

43

15.465

15.09

16.68

Hy Lạp

3

500

0.7

0.54

Kyrgystan

1

100

0.35

0.11

Italy

1

262

0.35

0.28

Thái Lan

3

5.248

1.05

5.66

Nga

1

1.200

0.35

1.29

Inđonesia

1

528

0.35

0.57

T.B. Nha

22

3.164

7.72

3.41

105

49.616

36.8

53.56

Tổng:

35

5.384

11.9

5.81

2.98
0.82

Tổng:
Nam Mỹ

Châu Phi

Argentina
Brazil

1
36

590
9.440

0.35
12.63

0.64
10.18

Algeria
Angola

2
1

2.760
757

0.7
0.35

Chile

2

2.170

0.7

2.34

Eritrea

1

187

0.35

Colombia

2

2.974

0.7

3.21

Ma Rốc

11

2.044

3.86

2.20

Mexico

6

840

2.1

0.91

Nam Phi

14

1.214

4.91

1.31

Tổng:

51

16.014

16.48

17.27

Tổng:

29

6.962

10.17

7.51

Bắc Mỹ

Châu úc

Canada

2

622

0.7

0.67

Australia

9

596

3.15

0.64

Hoa Kì

37

5.081

12.98

5.48

Khác

17

7.534

5.96

8.13

Tổng:

39

5.703

13.68

6.15

Tổng

285

92.712

Hình 1.1. Tỷ lệ áp dụng BTĐL theo các hướng khác nhau trên thế giới

Bê tông đầm lăn có thể được xem là sự phát triển quan trọng nhất của công
nghệ đập bê tông trong một phần tư thế kỷ qua áp dụng đập bằng BTĐL cho phép
nhiều đập mới có tính khả thi về mặt kinh tế do giảm giá thành từ phương pháp thi
công nhanh. Điều này cũng khiến các kỹ sư thiết kế có cơ hội cải tạo các đập bê
tông hiện có mà đập đó có sự cố về an toàn và cần phải gia cố, cải thiện các đập có
công suất tràn chưa hợp lý bằng biện pháp cho tràn qua đập một cách an toàn. Ưu
điểm của BTĐL trong thi công đập so với các đập bê tông truyền thống (Bê tông
đầm rung) bao gồm:

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

7

- Thi công nhanh hơn: có thể tăng chiều cao đập từ 2,5 đến 5m trong 1 tuần
đối với các đập lớn, ở các đập nhỏ có thể tăng chiều cao lớn hơn. Tính theo khối
lượng: năng suất đổ bê tông đạt 122.265m3/tháng (đập Tha Đan - Thái Lan năm
P

P

2004) hoặc 125.325m3/tháng (đập Upper Stillwate - Mỹ năm 1987), năng suất trung
P

P

bình thống kê ở các đập trên thế giới đã thực hiện là 90.000m3/tháng. Điều này rất
P

P

có ý nghĩa trong việc sớm đưa công trình vận hành. Theo tính toán nếu công trình
thuỷ điện Sơn La thi công bằng bê tông đầm lăn thì tiến độ có thể rút ngắn so với thi
công bằng bê tông đầm rung khoảng 2 năm (về lợi ích kinh tế khi hoàn thành công
trình thuỷ điện Sơn La mỗi năm sản xuất ra lượng điện 10 tỷ kw/h tính ra giá thành
khoảng 400 triệu USD).
- Sử dụng hiệu quả thiết bị thi công truyền thống: xe tải, xe ủi, xe lu rung.
- Với 2 ưu điểm trên tạo nên yếu tố cho BTĐL giảm giá thành so với bê tông
đầm rung. Theo tổng kết các đập đã thi công giá thành của BTĐL giảm so với bê
tông truyền thống từ 15 - 30%.
- Độ an toàn được gia tăng trong thi công nhờ giảm bớt các khác biệt trong
các lớp giữa các lần đổ, phân cắt khối đổ lớn hơn vì vậy ít khe đứng hơn.
Chính vì có nhiều lợi ích cho nên trong những năm gần đây BTĐL đã được áp dụng
rộng rãi khi thi công các đập ở các nước trên thế giới.

Hình 1.2. Các đập BTĐL đã xây dựng và đang thi công - tính đến cuối năm 2009

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

8

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Từ khi ra đời cho đến nay, việc xây dựng đập BTĐL đã và đang phát triển
theo các hướng chính:
+ Bê tông đầm lăn nghèo chất kết dính (CKD) (hàm lượng CKD < 99kg/m3)
P

P

do USACE - Mỹ phát triển dựa trên công nghệ thi công đất đắp;
+ Bê tông đầm lăn có lượng CKD trung bình (hàm lượng CKD từ 100 đến
149 kg/m3);
P

P

+ Bê tông đầm lăn giàu CKD: (hàm lượng CKD > 150 kg/m3) được phát
P

P

triển ở Anh. Việc thiết kế thành phần BTĐL được cải tiến từ bê tông thường và việc
thi công dựa vào công nghệ thi công đập đất đắp;
Ngoài ra còn một hướng phát triển BTĐL khác đó là hướng phát triển RCD
của Nhật bản (Japannese Roller Compacted Dams), chuyển từ đập trọng lực bê
tông thường sang sử dụng BTĐL. Theo hướng này, BTĐL có lượng CKD nằm giữa

loại BTĐL có lượng CKD trung bình và loại BTĐL có lượng CKD cao.
Sau hơn 30 năm ứng dụng trên thế giới, công nghệ xây dựng đập BTĐL liên
tục được cải tiến cả về vật liệu chế tạo và kỹ thuật thi công. Cho tới nay, đập BTĐL
được thi công xây dựng ở nhiều nước thế giới , ở nơi có nhiệt độ môi trường từ rất
thấp cho đến rất cao và có thể trong cả những vùng thường xuyên có mưa lớn.
Trước đây, đập BTĐL sử dụng BTĐL nghèo CKD được sử dụng tại một số
đập có chiều cao dưới 60m ở Mỹ. Ngày nay, các đập BTĐL được xây dựng trên thế
giới chủ yếu sử dụng BTĐL có lượng CKD trung bình và giàu CKD như các nước
Tây âu, Trung Quốc, Nhật Bản.
Ngoài việc ứng dụng cho đập, BTĐL cũng được ứng dụng trong xây dựng mặt
đường và sân bãi. BTĐL cho mặt đường lần đầu tiên được áp dụng ở Canada vào
năm 1976 tại Caycuse trên đảo Vancouver với diện tích tổng cộng 36.000m2. Cho
P

P

tới nay, hàng chục triệu m2 đường và sân bãi được xây dựng bằng công nghệ BTĐL
P

P

ở các nước Mỹ, Nhật và một số nước khác. Các công trình mặt đường và sân bãi
bằng BTĐL đều cho hiệu quả sử dụng tốt và giảm chi phí bảo dưỡng.

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Lun vn thc s k thut

9

Chuyờn ngnh xõy dng cụng trỡnh thy

Ngoi vic ỏp dng cho xõy dng p, mt ng v sõn bói, BTL cũn c
ỏp dng c cho cỏc dng kt cu khỏc. Nm 1986 cu treo ln nht th gii
Akashi c khi cụng xõy dng ti Nht Bn. Cõy cu ny ni lin o Honshu v
o Shikoku vi chiu di nhp gia hai thỏp chớnh 1960m. õy l cụng trỡnh ó
ng dng nhiu cụng ngh bờ tụng tiờn tin nh bờ tụng t lốn, bờ tụng trong
nc v bờ tụng m ln. Múng tr neo cỏp ca cụng trỡnh ny c thit k l bờ
tụng trng lc khi ln. thi cụng khi múng vi khi tớch khong 200.000m3
P

P

trong thi gian ngn, cụng ngh bờ tụng m ln ó c la chn ỏp dng.

Hỡnh 1.3. Thi cụng BTL bng xe lu rung

Hỡnh 1.4. Thi cụng sõn bói bng cụng ngh BTL

Cáp
Khung angke

Thanh neo
Dầm cứng

84.5

38.5

Thân khung
angke
Bê tông đúc sẵn

75.5

83.5

Tuờng bê tông
Bê tông đầm lăn

85

Hỡnh 1.5. Cu to tr neo cỏp cu treo Akashi Kaiyko-Nht Bn

Cú th thy rng nhng dng kt cu bờ tụng cú hỡnh dỏng khụng phc tp v
khụng cú ct thộp u cú th thi cụng bng cụng ngh bờ tụng m ln. Khi bờ
tụng cng ln, ỏp dng cụng ngh ny cng hiu qu.
Nguyn S Tuõn CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

10

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Bảng 1.2 Những đặc tính và tham số hữu quan của một số đập bê tông đầm lăn đã xây
dựng xong và đang xây dựng
Vật liệu kết

Chiều Chiều
Thời
dính
Chiều
gian
cao
dài
Vc
TT Tên đập
rộng
Thuyết minh
Tro
đập đập
hoàn (giây)
XM
đáy
than
thành
(m) (m)
Kg/m3
Kg/m3
Hình thức kim bao
Đảo địa
ngân, đập bê tông
1 xuyên(Nhật 89
240
91-84 39-36 1980 2010
đầm lăn đầu tiên
Bản)
trên thế giới

Ở thượng lưu có
Liễu (Mỹ)
tấm chống thấm
2
50
526
47
19
1983
bằng bê tông đúc
Kê
sẵn (tấm bản mặt)
Trộn lượng tro bay
Khang
cao, chống thấm
3
57
123
42
60
80
1986 1510
Khẩu
bằng vữa cát nhựa
đường
Mặt thượng hạ lưu
cấp phối 2, các
thấm ở biên đầm
Thượng
chặt, độ sụt 0.64 Tỉnh Thuỷ 88

814
79
173 1987 17-29
1.14 cm, thường
(Mỹ)
bằng cốp pha
trượt, trộn lượng
tro bay nhiều
Thêm chống thấm
Long Môn
86 5
58
139
48
54-86
1989 13-25 bằng bê tông co
Than
96.31
ngót
Thiên Sinh
Chống thấm bằng
6
61
470
43
53-47 85-44 1989 105
Kiều
bê tông cấp phối 2
Đầm nén trên toàn
Phan Gia

3-5
7
27
277
36
94
44
1989
bộ mặt cắt thêm
Khẩu
1-3
vữa vào để đầm
Bê tông cấp phối 2
8 Nham Than 111 525
73
90
55
1992 105
chống thấm
100Bê tông cấp phối 2
9 Thuỷ Khẩu 101 191
68
60-65
1993 11.5
105
chống thấm
Đập vòm bê tông
đầm lăn đầu tiên ở
Trung Quốc. Bê
10 Phổ Định

75
196 28.2 85-54 103 1993 10.7 tông cấp phối 2
chống thấm, khe
ngang có thể phun
ciment trùng lặp
11 ÔnTruyền 49
188 13.8
99
1994 6-108 Đập vòm bê tông
P

P

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

TT Tên đập

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

11

Vật liệu kết
Chiều Chiều
dính
Chiều
cao
dài

rộng
Tro
đập đập
XM
đáy
than
3
(m) (m)
Kg/m
Kg/m3
P

Thời
gian
Vc
hoàn (giây)
thành

Thuyết minh

P

Bảo

12

Quan Âm
Các

82

1040

66

84

13

Thạch Man
Than

40

674

33

104

1995

56

1997

6-12

đầm
lăn,

khe
ngang
có
thể
khoan phụt trùng
lặp
Hình thức kim bao
ngân, cắt khe,
trong thi công
nhiều lần xuất hiện
khe nứt
Toàn mặt cắt độ
sụt của bê tông =
0, mặt hứng nước
hoặc thêm vữa
hoặc phối cơ chế
riêng để làm cho
V C giảm còn 1- 3s
R

14
15

Giang á
Đại Triều
Sơn

131

336

105

64-87

104

1999

10.8

118

480

85

68-110 96-107 2002

10.9

16 Long Than

192

736

168

Đang

90-90 96-100 xây
dựng

17

Sa Bài

132

238

28

110-60 2000

18

Thạch Môn
Tử

109

176.5

30

2002

19

Bách Sắc

130

113

20

Đê quai
Tam Hiệp
(kỳ thứ 3
RCC)

Đang
xây
dựng

120

734

572

129.6

7.8
8-9
7.5-9
7

R

Sau khi xây xong
sẽ trở thành đập
đầm lăn cao nhất
Trung Quốc
Đập bê tông đầm
lăn
Đập vòm bê tông
đầm lăn
Đập bê tông cấp
phối 2 chống thấm

Đê quây cao nhất
của đập bê tông
4/2003
đầm lăn của Trung
Quốc
Những đập không chú thích là của Trung Quốc.
1-5
5-8

1.1.2. Sự phát triển của BTĐL ở Việt Nam
Trong một vài năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đã có những bước phát
triển đáng kể nhờ có chính sánh mở cửa của Nhà nước. Nhiều công trình lớn đang
được xây dựng để phát triển cơ sở hạ tầng như các công trình giao thông, thuỷ lợi,
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

12

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

thuỷ điện. Các dự án bê tông hoá đường nông thôn cần hàng ngàn km đường cần
trải mặt. Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu phụ tải điện tăng cao trong giai đoạn
2005-2015, Tổng công ty điện lực Việt nam (EVN) đã lập các dự án xây dựng mới
32 nhà máy điện trong đó có 20 nhà máy thuỷ điện. Từ năm 2003, EVN đã khởi
công nhiều công trình thuỷ điện như thủy điện Avương (xây dựng trên địa bàn tỉnh
Quảng Nam) công suất lắp máy 170MW khởi công 8/2003, Pleikrông (Kontum)
công suất lắp máy 100MW (khởi công 11/22003), Bản Vẽ (Nghệ An) công suất lắp
máy 300MW (khởi công 2004), thuỷ điện Sơn La (Sơn La) với công suất lắp máy
2400MW (khởi công năm 2005), đập Tân Mỹ,…. Vì các công trình này đều đòi hỏi
thời gian thi công ngắn, năng suất thi công lớn hơn nhiều so với trước đây nên giải
pháp xây dựng đập dâng bằng bê tông trọng lực thi công bằng công nghệ đầm lăn
đã được đề nghị lựa chọn.
Bảng 1.3 Một số công trình đập BTĐL đã được thiết kế và bắt đầu xây dựng ở nước ta
Tên đập

Năm

Hồ

khởi

chứa,

công

106m3

m3

m

P

P

V

P

H

Tên đập

BTĐL max
P

Năm

Hồ

khởi

chứa,

công

106m3

m3

m

P

P

V

P

H

BTĐL max
P

Pleikrong

2003

1050

450

85

Đồng Nai 4

2004

340

1400

129

Bản Vẽ

2004

1800

1200

135

Sông Tranh

2006

730

-

96

AVương

2003

340

-

80

Định Bình

2005

-

432

80

Sê San 4

2004

265

-

74

Sơn La

2005

9260

3100

138

Đồng Nai 3

2004

1420

-

108

Bản Chát

-

2137

130

1.1.2.1. Tiềm năng về nguyên vật liệu và thiết bị thi công dùng cho công nghệ
BTĐL ở Việt Nam

* Tiềm năng về nguyên vật liệu:
Thông thường bê tông cho lõi đập trọng lực thường được thiết kế với mác
thấp (khoảng 15-20MPa) nên lượng dùng xi măng thấp và vì vậy nếu không sử
dụng thêm các phụ gia khoáng mịn, hàm lượng hồ chất kết dính sẽ quá thấp dẫn tới
bê tông kém lưu động và không có độ đặc chắc cao, giảm tính chống thấm, chống
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

13

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

xâm thực và giảm độ bền lâu của bê tông. Việc sử dụng các phụ gia khoáng mịn cho
bê tông khối lớn ngoài việc giảm nhiệt sinh ra do CKD thuỷ hoá còn có tác dụng
giảm giá thành, cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông.
Từ trước tới nay, phụ gia khoáng đã được sử dụng phổ biến cho các công
trình bê tông khối lớn thi công theo công nghệ bê tông thường với mục đích giảm
nhiệt thuỷ hoá, hạ giá thành bê tông như các đập thuỷ lợi (Đập sông Lòng Sông, đập
Bái Thượng...) và đập thuỷ điện (Sê San 3). Thực tế cho thấy các loại phụ gia
khoáng đã sử dụng cho các công trình nói trên đều mang lại hiệu quả kinh tế kỹ
thuật tốt.
Ở nước ta hiện có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm PGK cho
BTĐL gồm các nguồn nhân tạo như tro nhiệt điện (nhà máy nhiệt điện Phả Lại,
Ninh Bình, Uông Bí) và các loại puzơlan tự nhiên như puzơlan Sơn Tây, Đá si lic
Hải Phòng, puzơlan Phong Mỹ - Thừa Thiên Huế, puzơlan Gia Lai, điatomit
Kontum, puzơlan Bà Rịa-Vũng Tầu, điatomit Phú Yên...
* Tiềm năng về thiết bị:
Thiết bị thi công BTĐL không phức tạp, các thiết bị chính để thi công bê

tông theo công nghệ này hiện đều có ở Việt Nam. Thiết bị chính để thi công BTĐL
cho đập và đường giống nhau. Tuy nhiên ở mỗi loại hình công nghệ đòi hỏi thêm
những thiết bị thi công đặc chủng riêng.
Các thiết bị chính cho thi công đập bằng công nghệ BTĐL gồm: Máy trộn
cưỡng bức có khả năng trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính
lớn; băng tải hoặc các thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông; xe tải tự đổ; máy
san ủi; máy lu rung; máy tạo khe co; máy đánh xờm; hệ thống phun nước cao áp
làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê tông.
Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy
rải (asphalt); xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tông.
Có thể thấy rằng các thiết bị chính cho thi công bê tông bằng công nghệ
BTĐL đã có sẵn ở Việt Nam hoặc có thể chế tạo một phần tại Việt Nam. Nếu phổ
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

14

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

biến công nghệ BTĐL ở Việt Nam thì có thể tận dụng được các thiết bị có sẵn ở
trong nước.
* Hiệu quả áp dụng BTĐL làm đập và mặt đường ở Việt Nam
Về kinh tế, hiệu quả lớn nhất mà công nghệ thi công bê tông đầm lăn đem lại
là rút ngắn thời gian thi công, sớm đưa công trình vào khai thác sử dụng, ngoài ra
đối với xây dựng công trình thuỷ lợi và thuỷ điện, công nghệ này cho phép giảm
giá thành vật liệu đáng kể tức giảm tổng vốn đầu tư.
Về kỹ thuật, khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng các công trình khối
lớn cho phép giảm nhiệt thuỷ hoá nhờ giảm được lượng dùng xi măng vì vậy giảm

được nguy cơ nứt khối do ứng suất nhiệt. Đối với xây dựng mặt đường, sân bãi,
việc sử dụng BTĐL có thể rút ngắn thời gian đưa công trình vào sử dụng nhanh gấp
hai lần so với bê tông thường.
Về môi trường, nhờ việc giảm lượng dùng xi măng trong BTÐL và có thể
thay thế một phần xi măng bằng phụ gia khoáng giúp giảm mức tiêu hao năng
lượng, giảm ô nhiễm môi trường do ngành công nghiệp sản xuất xi măng gây nên.
Hơn nữa việc có thể tận dụng phế thải tro than, cho phép giải quyết xử lý phế thải
công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường.
Công nghệ thi công BTÐL cho đập:
Công nghệ và tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông
thường là được tiến hành cùng lúc trên một diện rộng.
Sau khi ngăn dòng và thi công xong phần nền móng đập thì tiến hành thi
công lớp thềm chống xói bằng bê tông chịu lực. Bê tông tường thượng lưu được đổ
bằng bê tông thường theo công nghệ cốp pha trượt (hoặc leo) có đặt các băng cách
nước vào khe co dãn (thông thường 15 m/khe). Tường hạ lưu có thể là bê tông đổ
tại chỗ giống như tường thượng lưu, cũng có thể được lắp ráp bằng các tấm hoặc
khối bê tông đúc sẵn. Các lớp kết cầu tường này đóng vai trò cốp pha cho các lớp bê
tông đầm lăn phía trong. Hỗn hợp bê tông sau khi được trộn từ các trạm trộn được
vận chuyển đến nơi đổ bằng các phương tiện như xe chạy trên ray, băng tải, xe ô-tô
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

15

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

tự đổ chuyên dụng. Hỗn hợp BTÐL được san gạt bằng xe ủi. Sau đó chúng được
đầm lèn bằng lu rung (7-12 tấn). Chiều dầy từng lớp đổ được quyết định bởi năng

lực đổ, năng lực đầm của các thiết bị. Thông thường mỗi lớp bê tông được san dày
khoảng 30-40cm. Ðể tăng tốc độ di chuyển, tại một số công trình, các máy ủi san bê
tông được cẩu tháp cẩu chuyển đến các vị trí cần thiết (tránh làm hỏng bề mặt bê
tông đã đầm). Thời gian từ khi bê tông bắt đầu được trộn cho tới khi đầm lèn xong
không vượt quá thời gian bắt đầu đóng rắn của bê tông.
Công nghệ thi công BTÐL cho đường:
Hỗn hợp BTÐL sau khi được trộn đạt được tính công tác cần thiết với độ
cứng thử trên thiết bị Vebe cải tiến từ 20-50s được chuyển đến hiện trường bằng xe
tự đổ. Sau đó HHBT được rải bằng máy rải với chiều rộng và chiều dày theo thiết
kế. Sau khi rải, thay vì được đầm chặt bằng thiết bị đầm dùi như bê tông thường,
BTÐL được làm chặt từ mặt ngoài bằng xe lu với tải trọng lèn và thời gian lèn thích
hợp. Sau khi kết thúc quá trình làm chặt, bề mặt bê tông được hoàn thiện lại bằng xe
lu lốp. Sau 1 ngày tiến hành cắt khe co theo thiết kế để chống nứt cho bê tông.

Hình 1.6. Sơ đồ thi công mặt đường bằng công nghệ BTÐL

1.1.2.2. Một số điểm cần lưu ý khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng đập
Mặc dù công nghệ BTĐL đã được khẳng định là công nghệ xây dựng tối ưu
áp dụng cho đập trọng lực nhưng việc xây dựng đập BTĐL chỉ thực sự phát huy
được tính ưu việt và tạo ra sản phẩm có chất lượng tương đương với đập bê tông
thường khi khắc phục được những điểm yếu của loại hình công nghệ này.
- Về chất lượng bám dính giữa các lớp:
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

16

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Cường độ bám dính giữa các lớp đối với đập BTĐL là điểm yếu nhất của
BTĐL. Vì vậy cường độ kéo bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp đổ là mối quan
tâm lớn nhất khi thiết kế kết cấu đập BTĐL [3]. Do vậy cần phải có những thử
nghiệm kỹ càng trên mô hình với các điều kiện về vật liệu, thiết bị và quy trình thi
công thực tế để xác định các tính chất của bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp thi
công và đảm bảo rằng các giá trị của các tính chất của bê tông không thấp hơn yêu
cầu thiết kế.
- Về vấn đề thấm:
Do BTĐL được thi công thành những lớp nên các khe tiếp giáp giữa các lớp
có thể là đường chính để nước thấm qua thân đập [3]. Ngoài ra do sử dụng ít chất
kết dính hơn so với bê tông thường nên BTĐL có tính chống thấm kém hơn so với
bê tông thường cùng mác. Vì vậy cần nghiên cứu kỹ các giải pháp cấu tạo chống
thấm, thành phần vật liệu và quy trình thi công thích hợp để đảm bảo khả năng
chống thấm cho đập.
- Về chất lượng thi công:
Sự phân ly hỗn hợp bê tông là một trong những vẫn đề bất lợi nhất có thể xảy
ra trong quá trình sản xuất và đổ BTĐL. Do đặc thù thi công trên diện rộng với khối
lượng lớn nên việc kiểm soát sự đồng nhất về thành phần và tính công tác của hỗn
hợp BTĐL khó hơn so với bê tông thường. Điều này sẽ dẫn đến chất lượng của
BTĐL sẽ dao động lớn.
1.2. Khái niệm BTĐL và công nghệ thi công đập BTĐL
1.2.1. Khái niệm về BTĐL
Các nhà vật liệu xây dựng qua nghiên cứu nhận thấy rằng lượng nước (N) yêu
cầu để đảm bảo quá trình thuỷ hoá xi măng (X) trong khối bê tông là thấp hơn nhiều
so với lượng nước được trộn vào hổn hợp bê tông truyền thống. Mặt khác qua
nghiên cứu lí luận về cường độ bê tông phát hiện ra rằng cường độ bê tông R b tỷ lệ
R

R

thuận với tỷ lệ N/X (R b =F(N/X)). Vậy nếu giảm lượng nước trộn thì có thể giảm
R

R

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

17

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

được lượng xi măng của hỗn hợp mà cường độ bê tông vẫn không thay đổi. Do
giảm lượng nước trộn nên bê tông khô như đất, muốn đầm phải sử dụng máy đầm
rung thay vì đầm dùi như bê tông truyền thống. BTĐL hình thành từ những ý tưởng
rất đơn giản như vậy.
1.2.2. Bê tông đầm lăn - RCC (Roller compacted concrete)
BTĐL là loại bê tông sử dụng các nguyên vật liệu tương tự như bê tông
thường. Bê tông được tạo thành bởi một hỗn hợp gồm cốt liệu nhỏ (cát thiên nhiên
hoặc cát nghiền), cốt liệu lớn (đá dăm), xi măng (có thể là xi măng pooc lăng PC
hoặc xi măng pooc lăng hỗn hợp PCB), phụ gia hoạt tính nghiền mịn (tro bay nhiệt
điện hoặc puzơlan thiên nhiên), nước và phụ gia hóa học. BTĐL được đầm bằng
máy đầm rung và là loại bê tông có độ sụt bằng 0. Bê tông đầm lăn được sử dụng
cho nhiều đối tượng: kè chắn sóng, sân bay, đập . . .
1.2.3. Đập bê tông đầm lăn - RCCD ( Roller compacted concrete dam)
Đập được xây dựng bằng BTĐL gọi là đập BTĐL.
1.2.4. Một số đặc điểm của bê tông đầm lăn

- Do lượng nước được đưa vào hỗn hợp BTĐL nhỏ (trên dưới 100 l/m3 bê tông,
P

P

với bê tông truyền thống là trên dưới 200 l/m3 bê tông), nên bê tông rất khô, phải
P

P

sử dụng máy đầm rung mới có thể đầm được.
- Để bù lại lượng chất mịn do lượng xi măng giảm nhỏ, tăng cường cường độ và
độ chống thấm, hổn hợp bê tông đầm lăn được bổ sung chất độn tro bay.
1.2.5. Một số đặc điểm của đập bê tông đầm lăn
Đập đất có ưu điểm thi công nhanh, song khối lượng lại lớn, độ bất định về
vật liệu cao hơn đập bê tông, đập cao ít được áp dụng. Đập bê tông truyền thống có
ưu điểm khối lượng nhỏ so với đập đất, độ bất định thấp hơn, song thi công bằng
thủ công, tiến độ rất chậm đặc biệt công trình có khối lượng lớn gặp nhiều khó
khăn.

Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

18

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Đập bê tông đầm lăn kết hợp ưu điểm của đập đất về công nghệ thi công, ưu

điểm của đập bê tông truyền thống về mặt kết cấu đập.
* Ưu điểm :
- Do kế thừa công nghệ thi công cơ giới của đập đất nên đập bê tông đầm lăn
có ưu điểm lớn là thi công nhanh, hiệu quả kinh tế cao so với thi công thủ công ở
đập bê tông truyền thống. Áp dụng công nghệ này sẽ đẩy nhanh được tiến độ thi
công, công trình sớm đưa vào khai thác vận hành, hiệu quả kinh tế sẽ lớn hơn nhiều
so với đập bê tông truyền thống. Những công trình có khối lượng bê tông lớn là sở
trường của công nghệ BTĐL.
- Do sử dụng ít nước trong hổn hợp bê tông nên lượng dùng xi măng trong hổn
hợp BTĐL nhỏ. Yếu tố này làm cho nhiệt lượng thuỷ hoá trong khối BTĐL nhỏ
hơn nhiều so với bê tông truyền thống. Theo đó vấn đề khống chế nhiệt độ không
phức tạp như đập bê tông truyền thống và càng phức tạp hơn đối với đập cao, vì
phải sử dụng hệ thống ống làm lạnh bên trong thân đập, ngoài các biện pháp hạ
nhiệt hổn hợp bê tông bên ngoài.
* Nhược điểm:
- Các mặt tiếp xúc giữa các lớp đổ nếu kiểm soát không chặt chẽ sẽ ảnh
hưởng đến khả năng chống thấm của đập. Tuy nhiên vấn đề này cho đến nay đã
được giải quyết khá triệt để: (1) trong thiết kế đã bố trí lớp chống thấm thượng lưu
và lớp bê tông biến thái ở phía thượng lưu bê tông chống thấm; Sau khi đập hoàn
thành mặt thượng lưu đập được xử lý bằng 1 lớp chống thấm dạng kết tinh (Xypex
hoặc Krystol); Sau lớp bê tông chống thấm là hệ thống tiêu nước trong thân đập. (2)
Trước khi thi công đã tiến hành thí nghiệm đầm nện hiện trường để xác định thông
số đầm nện, quy trình thi công, thời gian khống chế để không được phát sinh khe
lạnh ở 2 lớp tiếp giáp...
1.2.6. Một số cấp phối BTĐL đã được ứng dụng ở Việt Nam
Hiện nay, ở nước ta đã và đang thi công rất nhiều đập bê tông đầm lăn. Một
số công trình đã đi vào sử dụng và đảm bảo độ an toàn cao. Việc thiết kế và ứng
Nguyễn Sỹ Tuân – CH16C1