“Các hình thức và công nghệ thi công kết cấu phòng thấm cho đập BTĐL”

1

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

LỜI TÁC GIẢ
Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay luận
văn thạc sĩ: “Các hình thức và công nghệ thi công kết cấu phòng thấm cho đập
BTĐL” đã hoàn thành đúng theo đề cương được duyệt.
Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Trường Đại học
Thuỷ lợi đã đào tạo và quan tâm giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho tác giả trong quá
trình học tập và thực hiện luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Dương Đức Tiến đã trực tiếp tận tình
hướng dẫn, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, Cán bộ nhân viên Viện Kỹ
thuật công trình – Trường Đại học Thủy lợi đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho
tác giả trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này.
Tác giả xin cảm ơn gia đình, các bạn bè đồng nghiệp đã hết sức giúp đỡ
động viên về tinh thần và vật chất để tác giả đạt được kết quả như ngày hôm nay.
Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này, tác giả khó tránh
khỏi những thiếu sót và mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô và cán
bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm2011

Tác giả

Kiều Văn Nguyên

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

2
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

MỤC LỤC
LỜI TÁC GIẢ ............................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................... 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ………………………………………………………5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ
DỤNG KẾT CẤU CHỐNG THẤM ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ............................9
1.1 Sơ lược lịch sử phát triển BTĐL ...................................................................9
1.1.1 Trên thế giới ............................................................................................9
1.1.2 Ở Việt Nam ...........................................................................................14
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng phòng thấm đập BTĐL .........23
1.2.1 Nước Pháp.............................................................................................23
1.2.2 Ở Mỹ .....................................................................................................25
1.2.3 Ở Trung Quốc .......................................................................................31
1.2.4 Ở Việt Nam ...........................................................................................37
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA LỰA CHỌN CÁC HÌNH THỨC PHÒNG
THẤM ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ........................................................................ 41
2.1. Cơ sở khoa học sử dụng hình thức phòng thấm đập BTĐL[15]....................41

2.1.1 Sự cần thiết ...............................................................................................41
2.1.2 Giống nhau ................................................................................................42
2.1.3 Khác nhau .................................................................................................42
2.2 Cơ sở thực tiễn lựa chọn hình thức phòng thấm đập BTĐL[15] ......................43
2.2.1 Tính chống thấm của BTĐL .....................................................................43
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng, độ chặt, cường độ, độ chống thấm của
BT và BTĐL. .....................................................................................................46
2.2.3 Các biện pháp giảm xi măng ....................................................................51
2.3 Tình hình ứng dụng kết cấu phòng thấm đập BTĐL ......................................54
2.3.1 Kết cấu chống thấm cứng .........................................................................54
2.3.2 Kết cấu chống thấm mềm ........................................................................57
2.3.3 Kết cấu chống thấm kết hợp .....................................................................59
2.4 Kết luận chương 2 ...........................................................................................60
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ THI CÔNG KẾT CẤU CHỐNG THẤM ĐẬP BÊ
TÔNG ĐẦM LĂN ....................................................................................................61
3.1 Các công nghệ thi công kết cấu chống thấm ...................................................61
3.1.1 Tổng quan chung về công nghệ thi công bê tông đầm lăn .......................61
3.1.2 Công nghệ thi công kết cấu chống thấm bằng BTĐL ..............................72
3.1.3 Công nghệ thi công kết cấu chống thấm bằng hỗn hợp Bitum.................75
3.1.3 Chống thấm bằng bê tông bù ngót ............................................................80
3.1.4 Chống thấm bằng màng mỏng ..................................................................81

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

3

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

3.2 Thiết bị thi công và công tác kiểm tra chất lượng kết cấu phòng thấm đập
BTĐL .....................................................................................................................83
3.2.1 Thiết bị thi công kết cấu phòng thấm .......................................................83
3.2.2 Công tác kiểm tra chất lượng kết cấu phòng thấm đập BTĐL .................86
3.3 Ứng dụng thi công kết cấu phòng thấm trên thế giới ......................................87
3.3.1 Công trình Kháng Khẩu ............................................................................87
3.3.2 Đập Elk Creek của Mỹ: ............................................................................88
3.3.3 Đập Auweite cuả Pháp: ............................................................................89
3.3.4 Đập Nirput và Walvistan của Nam Phi: ...................................................89
3.4 Ứng dụng thi công kết cấu phòng thấm tại Việt Nam .....................................92
3.4.1 Công trình Định Bình ...............................................................................92
3.4.2 Công trình thủy điện Pleikrông.................................................................94
3.4.3 Công trình Nước Trong ............................................................................94
3.4.4 Công trình Thủy điện Sơn La ...................................................................96
3.5 Kết luận chương 3 ...........................................................................................96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 99
1. TIẾNG VIỆT...................................................................................................99
2. TIẾNG ANH .................................................................................................101

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

4

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Danh sách 10 quốc gia có số đập BTĐL nhiều nhất tính đến 2011[29] ... 13
Bảng 1.2. Một số đập của Trung Quốc sử dụng BTĐL cấp phối 2 để chống thấm[10] . 14
Bảng 1.3. Một số công trình đập BTĐL ở Việt Nam.............................................. 17
Bảng 1.4. Mười đập BTĐL cao nhất thế giới tính đến 2011 [29] ............................. 19
Bảng 1.5. Mười đập có khối lượng BTĐL lớn nhất thế giới tính đến 2011 [29] ...... 19
Bảng 1.6. Các nước có đập cao hơn 100 m đang thi công nhiều nhất [29] .............. 20
Bảng 1.7. Thống kê sử dụng biện pháp chống thấm của một số đập BTĐL[16] ...... 20
Bảng 1.8. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Pleikrong ............................ 21
Bảng 1.9. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập SêSan 4 ............................... 21
Bảng 1.10. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Định Bình ........................... 21
Bảng 1.11. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Sơn La ................................ 21
Bảng 1.12. Thành phần cấp phối BTĐL đề nghị dùng cho Đập A Vương .............. 22
Bảng 1.13. Thành phần cấp phối BTĐL TN hiện trường dùng cho đập Bản Vẽ ..... 22
Bảng 1.14. Thành phần cấp phối BTĐL đập Nước Trong ....................................... 22
Bảng 1.15. Thống kê kết quả TN các chỉ tiêu cơ lý của mẫu khoan BTĐL tại hiện
trường

................................................................................................................23

Bảng 1.16. Giá trị cho phép cấp chống thấm tối thiểu của đập bê tông lớn[16] ......... 32
Bảng 1.17. So sánh thành phần cấp phối BTĐL chống thấm của Việt Nam và Trung
Quốc

................................................................................................................ 38

Bảng 2.1. Quan hệ giữa cấp chống thấm và hệ số thẩm thấu của BTĐL. .............. 45
Bảng 2.2. Thể tích tương đối của các lỗ rỗng liên thông [25]................................... 49

Bảng 2.3. Độ rỗng liên thông và tính thấm khí của các mẫu vữa đóng rắn trong
điều kiện khác nhau [25] .............................................................................................50
Bảng 3.1. Tính năng của các loại đầm sử dụng đầm BTĐL ................................... 66
Bảng 3.2. Tính năng kỹ thuật của máy chải SM400/800. ....................................... 69
Bảng 3.3. Tính năng kỹ thuật chủ yếu của máy cắt rung HZQ – GS. .................... 71
Bảng 3.4. Cấp phối bê tông bù co ngót ................................................................... 80
Bảng 3.5. Tỉ lệ cấp phối bê tông đầm lăn Kháng Khẩu (kg/m3) ............................. 88
Bảng 3.6. Cấp phối BTĐL mác 200B6 và 200B8 công trình Nước Trong ............ 95

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

5
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các nước có số lượng đập BTĐL > 10 đập tính đến năm 2011 [28] ....... 13
Hình 1.2. Bản đồ kế hoạch phát triển điện và bố trí đập BTĐL ở Việt Nam ......... 15
Hình 1.3. Các kết cấu chống thấm mặt thượng lưu đập BTĐL[23] ......................... 29
Hình 1.4. Mặt cắt điển hình đập BTĐL của Trung Quốc. ...................................... 34
Hình 1.5. Hình thức mặt cắt đập BTĐL của Trung Quốc ...................................... 37
Hình 1.6. Hình thức mặt cắt đập BTĐL – đập Nước Trong................................... 39
Hình 1.7. Hình thức mặt cắt đập BTĐL – đập Định Bình...................................... 39
Hình 1.8. Hình thức mặt cắt đập BTĐL – đập Sơn La ........................................... 40
Hình 1.9. Hình thức mặt cắt đập BTĐL – đập Bản Vẽ .......................................... 40
Hình 2.1. Mối liên quan giữa cường độ kháng nén, N/CDK và mức độ đầm [23] .. 48

Hình 2.2. Cường độ BTĐL sử dụng cốt liệu tốt [23]................................................ 52
Hình 2.3. Cường độ BTĐL sử dụng cốt liệu chất lượng kém hơn [22].................... 52
Hình 2.4. Quan hệ cường độ bê tông và tỷ lệ N/CDK ở các tuổi khác nhau [22] .... 53
Hình 2.5. Khu bê tông thượng lưu (Ở Mỹ có một số đập cũng để một khu bê tông
thường ở mặt thượng lưu, chiều dày lớp bê tông này tương đối mỏng) ................... 55
Hình 2.6. Kết cấu phòng thấm thượng lưu đập Bản Chát ...................................... 57
Hình 3.1. Trạm trộn bê tông đầm lăn ..................................................................... 62
Hình 3.2. Dùng xe ô tô vận chuyển bê tông ........................................................... 63
Hình 3.3. Dùng băng tải vận chuyển bê tông ......................................................... 63
Hình 3.4. Băng tải kết hợp ô tô vận chuyển bê tông TĐ Sơn La ........................... 64
Hình 3.5. Dùng cần trục vận chuyển bê tông ......................................................... 64
Hình 3.6. Dùng máy ủi san bê tông ........................................................................ 65
Hình 3.7. San lớp vữa liên kết giữa 2 đợt đổ (bằng thủ công) ............................... 65
Hình 3.8. Thi công đập BTĐL bằng xe lu rung...................................................... 67
Hình 3.9. Xử lý khe thi công bằng đánh xờm ........................................................ 69
Hình 3.10. Xử lý khe thi công bằng phụt khí ........................................................... 69
Hình 3.11. Máy cắt khe ngang .................................................................................. 70

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

6
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Hình 3.12. Tạo khe ngang ........................................................................................ 70
Hình 3.13. Khe ngang cắt sau (TĐ Sơn La) ............................................................. 71

Hình 3.14. Đo dung trọng BTĐL sau khi đầm bằng máy đo phóng xạ ................... 72
Hình 3.15. Hiệu quả chống thấm của vữa cát bitum ................................................ 76
Hình 3.16. Đặt rãnh cắt thấm trên tầng đệm............................................................. 77
Hình 3.17. Hình thức nối tiếp phần đỉnh và tầng bitum chống thấm ....................... 78
Hình 3.18. Máy đầm cỡ nhỏ thi công GEVR phòng thấm ....................................... 84
Hình 3.19. Máy đầm dùi thi công GEVR phòng thấm ............................................. 84
Hình 3.20. Xử lý nơi tiếp giáp giữa 2 loại bê tông khác nhau.................................. 85
Hình 3.21. Bố trí hệ thống rót vữa và khe dẫn dụ ở đập Nirput .............................. 90
Hình 3.22. Mắt cắt chi tiết khe dẫn........................................................................... 91
Hình 3.23. Thi công BTĐL đập Định Bình .............................................................. 93
Hình 3.24. Hình ảnh đập Plêikrông .......................................................................... 94
Hình 3.25. Mặt cắt ngang đập Sơn La ...................................................................... 96
Hình 3.26. Thi công phần thượng lưu chống thấm bằng BTĐL đập Sơn La ........... 96

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


7

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

MỞ ĐẦU
1.1

Tính cấp thiết của luận văn
Bê tông đầm lăn (BTĐL) được xem là bước phát triển đột phá trong công

nghệ xây dựng đập bê tông nói riêng, xây dựng công trình thủy lợi nói chung. Ưu
điểm nổi bật của BTĐL là sử dụng ít xi măng, tốc độ thi công nhanh… nên giảm giá
thành, đạt hiệu quả kinh tế cao.
Công trình thủy công nói chung, công trình bê tông đầm lăn nói riêng đều có
yêu cầu chống thấm nhất định, nếu như thấm nước lâu dài sẽ ảnh hưởng rất lớn đến
niên hạn an toàn và thời gian sử dụng. Do tính chất đặc thù công nghệ thi công
BTĐL, để nâng cao năng lực chống thấm cho bê tông đầm lăn nói chung phải áp
dụng biện pháp từ hai phương diện: một là nâng cao tính không thấm nước ở thân
đập đặc biệt là ở mặt khe, hai là mặt thượng lưu thân đập sử dụng biện pháp phòng
thấm ngăn không cho nước đi vào bên trong kết cấu.
Từ khi ra đời kỹ thuật xây dựng đập BTĐL đến nay, trên thế giới không
ngừng tiến hành nghiên cứu và tìm kiếm biện pháp phòng thấm và đặc tính thấm
thấu của BTĐL. Hình thức phòng thấm của BTĐL chủ yếu có 3 loại hình: kiểu
“vàng bọc bạc”, phòng thấm tự bản thấn BTĐL, làm thêm lớp phòng thấm mặt
thượng lưu đập. Thời kỳ đầu những công trình vừa và nhỏ, đã từng tìm tòi qua sử
dụng bảo vệ bề mặt bằng nhựa đường, đây là mô hình tham gia hạn chế thấm của bê
tông, bổ sung cốt thép cho bê tông, hình thức kết cấu phòng thấm bằng PVC… Sau
đó áp dụng nhiều mô hình “vàng bọc bạc” tuy nhiên hình thức này ảnh hưởng đến
ưu thế tốc độ thi công nhanh của BTĐL. Mặt khác áp dụng thành công kỹ thuật
phòng thấm tự bản thân bê tông BTĐL cấp phối 2, trong đó thân đập dùng BTĐL
cấp phối 3, ở đó thượng lưu chọn dùng cấp phối 2 làm kết cấu phòng thấm. Ứng
dụng kỹ thuật phòng thấm tự bản thân BTĐL cấp phối 3 toàn mặt cắt, thông qua ưu
hóa thiết kế tỷ lệ cấp phối bê tông, tăng cường xử lý kết hợp mặt tầng và khống chế
công nghệ thi công.v.v.., đây là 1 bước đột phá của kỹ thuật thi công BTĐL.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2

Luận văn thạc sĩ

8
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Cùng với sự phát triển của đập bê tông đầm lăn ngày càng nhiều thì kết cấu
chống thấm kiểu mới và công nghệ thi công mới ngày càng xuất hiện nhiều hơn.
Công nghệ BTĐL của Việt Nam cũng không nằm ngoài quy luật đó, nhiều đập sử
dụng kết cấu “Vàng bọc bạc”, vài năm gần đây bắt đầu nghiên cứu áp dụng BTĐL
chống thấm thay cho bê tông thường và các biện pháp nâng cao chống thấm khác.
Vì vậy, quan tâm nghiên cứu đến các điều kiện công nghệ thi công kết cấu phòng
thấm đập bê tông đầm lăn trong điều kiện Việt Nam vừa có ý nghĩa khoa học và có
giá trị thực tiễn.
1.2 Mục đích của luận văn
Đánh giá tình hình sử dụng các biện pháp phòng thấm, nghiên cứu các biện
pháp công nghệ thi công kết cấu phòng thấm nhằm đảm bảo mặt thượng lưu đập đạt
yêu cầu chống thấm theo quy định là vấn đề vô cùng quan trọng.
1.3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Cách tiếp cận:
- Tìm hiểu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng dụng;
- Khảo sát thực tế ở những công trình đã ứng dụng ở Việt Nam;
- Các đánh giá của các chuyên gia.
Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn;
- Nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam.
1.4 Kết quả dự kiến đạt được
Tổng quan được tình hình sử dụng, công nghệ thi công kết cấu phòng thấm
trong đập bê tông đầm lăn.
Đề xuất ứng dụng trong điều kiện Việt Nam.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

9
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
VÀ SỬ DỤNG KẾT CẤU CHỐNG THẤM ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
1.1 Sơ lược lịch sử phát triển BTĐL
1.1.1 Trên thế giới
Vào những năm 1960 và 1970 đã có những cách sử dụng vật liệu làm vữa bê
tông có thể coi là tiền đề cho sự ra đời của BTĐL. Năm 1960 hỗn hợp bê tông
không độ sụt được rải bằng xe ủi đã áp dụng cho đập Alpe Gera ở Italia và đập
Manicongan ở Canada. Hỗn hợp được đầm chặt bằng đầm dùi gắn sau máy ủi hoặc
đầm chặt bằng lu rung [23].
Năm 1961 hỗn hợp bê tông được rải và đầm bằng các thiết bị thi công đập
đất để xây dựng đê quai của đập Thanh Môn, Đài Loan, Trung Quốc [12]
BTĐL thực sự được chú ý đến khi giáo sư Jerome Raphael (Mỹ) trình bày
báo cáo “Đập trọng lực tối ưu” vào năm 1970, trong đó nêu ra phương pháp thi
công nhanh đập bê tông trọng lực bằng cách sử dụng các thiết bị của thi công đập
đất đắp [23] .
Trong những năm 1970, một số công trình ở Mỹ đã đưa vào nghiên cứu
BTĐL trong phòng thí nghiệm và tại hiện trường. Những nỗ lực trên đã tạo nền tảng
cho việc xây dựng đập BTĐL đầu tiên trong năm 1980.
Trong hội nghị “Thi công kinh tế đập bê tông” năm 1972, R. W. Canon có

đưa ra luận điểm xây dựng đập bê tông dùng đất nện, phát triển thêm một bước ý
tưởng của Raphael. Canon giới thiệu bê tông nghèo xi măng, vận chuyển bằng xe
ben, san gạt bằng xe ủi và đầm bằng lu rung. Sau đó, Hiệp hội kỹ sư quân đội Hoa
Kỳ (USACE) đã thi công các lô bê tông thí nghiệm ở đập Lost Creek.
Năm 1980, lần đầu tiên Mỹ sử dụng BTĐL để xây dựng đập Willow Creek,
bang Oregon. Đập này cao 52m, dài 543m, không có rãnh ngang dọc. Hàm lượng
chất kết dính trong BTĐL chỉ có 66kg/m3. Chiều dầy tầng đầm là 30cm đổ liên tục
để lên cao. Với khối lượng 331.000m3 BTĐL mà chỉ đổ trong 5 tháng là xong.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


10

Luận văn thạc sĩ

Ở Anh, Dunstan

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

[23]

bắt đầu nghiên cứu tích cực trong phòng thí nghiệm về

BTĐL trong những năm 1970. Tiếp đó, Hiệp hội nghiên cứu và thông tin công
nghiệp xây dựng (CIRIA – Construction Industry Research and Information
Association) của Anh đã tiến hành dự án nghiên cứu rộng rãi về BTĐL có sử dụng
tro bay với hàm lượng lớn. Các kết quả nghiên cứu được đưa ra thử nghiệm ở trạm

xử lý Tamara – Coruwall (1976) và thử nghiệm tại công trình đập Wimbledall
(1979). Ý tưởng về sử dụng BTĐL có hàm lượng lớn tro bay sau này được Cục khai
hoang Mỹ (USBR – United State Burean of Reclamation) sử dụng làm cơ sở cho
việc thiết kế đập Upper Still Water cao 90m, dài 815m, khối lượng BTĐL
1.125.000m3. Đặc điểm của công nghệ BTĐL của Mỹ(thường gọi RCC - Roller
Compacted Concrete) là thiên về sử dụng BTĐL nghèo xi măng (hàm lượng chất
kết dính dưới 100kg/m3). Để chống thấm cho đập, thường sử dụng kết cấu tường bê
tông thượng lưu bằng bê tông thường đúc sẵn lắp ghép hoặc đổ tại chỗ bằng cốp
pha trượt, kèm theo màng chống thấm.
Nhật Bản, các kỹ sư bắt đầu nghiên cứu sử dụng BTĐL với mục đích rút
ngắn thời gian thi công và hạ giá thành công trình đập bê tông vào năm 1974. Công
trình BTĐL đầu tiên của Nhật là Shimajigawa, đập này cao 89m, dài 240m với khối
lượng BTĐL 165.000m3 trong tổng số 317.000m3 của bê tông đập. Đến cuối năm
1992 đã có khoảng 30 đập BTĐL được thi công ở Nhật.
Đến nay, Nhật Bản đã hình thành trường phái BTĐL gọi là (RCD – Roller
Compacted dams) gồm có thiết kế mặt cắt đập, tính toán thành phần bê tông, công
nghệ thi công và khống chế nhiệt độ đập. Đặc điểm của phương pháp RCD là sử
dụng kết cấu “vàng bọc bạc”. Lõi đập làm bằng BTĐL, vỏ đập làm bằng bê tông
thường chống thấm cao.
Tây Ban Nha, năm 1988 đập San ta Eugenia được xây dựng trên sông
Xallas, đập cao 85m, dài 285m, khối lượng BTĐL 319.000m3. Ngoài ra Tây Ban
Nha còn xây dựng nhiều đập khác ứng dụng công nghệ BTĐL như đập Castiblanco
de los Arroyos, Losmorales.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

11
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Pháp công nghệ BTĐL được ứng dụng khi xây dựng đập Les Ollivertest vào
năm 1987. Đập này cao 36m, dài 225m, khối lượng BTĐL khoảng 80.000m3.
Pakistan, năm 1975 BTĐL đã được sử dụng để sửa chữa đập Tarbela. Kỷ lục
thế giới về tốc độ đổ bê tông đã được lập ở công trình này, với tốc độ trung bình
9.155m3/ ngày và có ngày lên tới 20.000m3. Đến năm 1980, công trình hoàn thành
với tổng khối lượng BTĐL là 2.760.000m3.
Liên Xô cũng bắt đầu nghiên cứu bê tông khô ít xi măng cho các đập trọng
lực từ giữa thập kỷ 70 của thế kỷ trước. Công việc này được nghiên cứu tại viện
nghiên cứu khoa học Thuỷ công vào năm 1975. Sau đó, đến năm 1979 và 1980 các
chuyên gia Liên Xô đã tiến hành đổ thực nghiệm một số block bê tông trên tại đập
nhà máy thuỷ điện Taskumir xây dựng trên sông Narin vào năm 1984, đập cao 75m,
dài 320m, khối lượng BTĐL 85.000m3. Công trình đập này được hoàn thành vào
năm 1988. Tiếp đó là một loạt các đập thuỷ điện khác như Burexop, Cuvmsko lần
lượt được xây dựng bằng công nghệ BTĐL.
Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu và áp dụng công nghệ BTĐL vào năm 1980.
Mặc dù áp dụng công nghệ BTĐL tương đối muộn nhưng Trung Quốc là nước có
tốc độ phát triển công nghệ này rất nhanh. Sau khi xây dựng xong đập Kháng Khẩu
đầu tiên vào năm 1986, Trung Quốc bước vào cao trào xây dựng đập BTĐL. Hiện
nay đập BTĐL của Trung Quốc nói chung về mặt số lượng, chất lượng và chiều
cao, kỹ thuật đều đứng đầu trên thế giới. Các chuyên gia Trung Quốc đã xây dựng
hoàn chỉnh trường phái công nghệ BTĐL của mình với tên gọi là (RCCD - Roller
Compacted Concrete Dams). Phương pháp này gồm có: thiết kế mặt cắt đập, quy
trinhg thiết kế, chọn vật liệu và thi công, quy trình thử nghiệm, kiểm tra BTĐL tại
hiện trường.
Australia tiến hành xây dựng đập BTĐL đầu tiên vào năm 1984, đó là đập
Coppfield cao 44m, trong đó dùng BTĐL siêu dẻo hóa và việc kết hợp nhập CO 2

rắn để hạ thấp nhiệt độ của hỗn hợp BTĐL, cải thiện cường độ. Đến nay Australia
đã xây dựng trên 10 đập BTĐL.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

12
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Nam Phi, đập được xây dựng bằng công nghệ BTĐL đầu tiên vào năm 1986,
đặc biệt có 2 đập BTĐL với hình thức dạng vòm trọng lực Knellpoort và
Wolwedams là những đập vòm đầu tiên trên thế giới sử dụng BTĐL. Tính đến nay
Nam Phi đã xây dựng được trên 22 đập BTĐL.
Ma rốc, đập được xây dựng đầu tiên bằng công nghệ BTĐL là đập Ani al
Koreima vào năm 1987 trên sông Akreuch, đập này cao 26m, dài 124m, khối lượng
BTĐL 170.000m3.
Chile, đập đầu tiên được xây dựng bằng công nghệ BTĐL là đập Pague được
xây dựng vào năm 1992 trên sông Bio – Bio, đập này cao 121m, dài 410m. Chile là
một đất nước có lượng mưa cao nhất trên thế giới đạt 4436mm/năm, tại thời điểm
đổ bê tông lượng mưa đạt 4mm/giờ và khả năng động đất tại công trình lớn nhất 8,5
độ Richter.
Algerie, nhiệt độ trung bình cao nhất 430C, nhưng cũng đã ứng dụng và xây
dựng đập Kou diat Acerdoune trên sông Gravity, cao 221m, dài 500m sử dụng
1.650.000m3 BTĐL.
Tính đến nay toàn thế giới đã và đang xây dựng 515 đập BTĐL phân bố tại
35 quốc gia trên thế giới (hình1.1). Hiện nay Trung Quốc là nước dẫn đầu về số

lượng đập BTĐL. Sau đó là Nhật Bản, Mỹ, Bazaxin và Tây Ban Nha (bảng 1.1) [29].
Trung Quốc hiện đang là nước đi đầu trong việc nghiên cứu sử dụng BTĐL
chống thấm cao thay cho bê tông thường. Hiện nay Trung Quốc xây dựng xong đập
Long Than cao 217m, dài 449m ở Quảng Tây, với khối lượng BTĐL 49.520.000m3,
đến nay là đập cao nhất thi công bằng BTĐL. Trước đó, năm 1993 Trung Quốc đã
xây dựng thành công đập vòm Phổ Định, cao 75m, hoàn toàn bằng BTĐL, trong đó
phía thượng lưu sử dụng BTĐL chống thấm Dmax 40 mm thay cho bê tông thường,
phía hạ lưu sử dụng BTĐL không chống thấm Dmax 80 mm.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


13

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Tây Ban Nha (24)
Trung Quốc
(170)

Marocco
(22)

Mỹ (48)

Nhật

(53)

Me xi co (12)
Việt Nam (24)

Brazil (44)

South
Africa (16)

Australia (14)

Hình 1.1. Các nước có số lượng đập BTĐL > 10 đập tính đến năm 2011[29]
Bảng 1.1. Danh sách 10 quốc gia có số đập BTĐL nhiều nhất tính đến 2011[29]
TT

Quốc gia

Số lượng đập BTĐL

Tỷ lệ so với thế giới (%)

1
2
3
4
5
6
7
8

9
10

Trung Quốc
Nhật
Mỹ
Braxin
Tây Ban Nha
Việt Nam
Ma rốc
Phía Nam Châu Phi
Australia
Mê xi cô

170
53
48
44
24
24
22
16
14
12

33
10,3
9,3
8,5
4,6

4,6
4,3
3,1
2,7
2,3

Theo[12], tính đến nay Trung Quốc có số lượng đập được thiết kế, thi công
với công nghệ BTĐL chống thấm lớn nhất (bảng 1.2).

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


14

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Bảng 1.2. Một số đập của Trung Quốc sử dụng BTĐL cấp phối 2 để chống
thấm[12]
TT

Tên công trình

Loại đập

Chiều
cao đập

(m)

1
2
3
4
5

Giang Á
Miêu Hoa Than
Đại Triều Sơn
Bách Sắc
Hồ chứa số 2 sông
Phân Hà
Thông Kê
Sơn Tử
Song Kê
Cao Châu
Phổ Định
Sa Bài
Long Thủ
Lậm Hà Khẩu

Đập trọng lực
nt
nt
nt
nt

131

113
111
130
88

Mác bê
tông và cấp
phối chống
thấm
R 90 200W 12
R 180 200W 8
R 90 200W 8
R 90 200W 10
R 90 200W 8

nt
nt
nt
nt
Đập vòm kép
Đập vòm đơn
Đập vòm kép
Đập vòm kép

86,5
64,6
60
57
75
132

80
100

R 90 200W 6
R 90 100W 6
R 180 200W 6
R 90 100W 6
R 90 200W 6
R 90 200W 8
R 90 200W 8
R 90 200W 8

6
7
8
9
10
11
12
13

Chiều dày
lớp chống
thấm lớn
nhất (m)
8
7
7
8
4

Tỷ lệ
với
cột
nước
1/15
1/15
1/15
1/15
1/20

5
4
3
4
6,5
11
6,5
6

1/15
1/15
1/15
1/12
1/10,6
1/10,5
1/12
1/15

Đây là một tiến bộ kỹ thuật bao gồm hàng loạt biện pháp từ thiết kế đến thi

công xây dựng. Để tiếp cận và làm chủ công nghệ này trong điều kiện Việt Nam,
đòi hỏi phải có quá trình nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và hiện trường, giám
sát đánh giá chất lượng tổng kết rút kinh nghiệm liên tục qua mỗi công trình.
1.1.2 Ở Việt Nam
Công nghệ BTĐL được nghiên cứu và ứng dụng vào Việt Nam khá muộn so
với các nước trên thế giới. Việt Nam bắt đầu nghiên cứu ứng dụng BTĐL từ năm
1990. Do viện khoa học thuỷ lợi nghiên cứu phụ gia khoáng cho BTĐL

[6]

. Năm

1995 Bộ Thuỷ lợi (cũ) quyết định cho Tổng công ty tư vấn xây dựng thủy lợi 1
(HEC-1 hiện nay) áp dụng BTĐL vào thiết kế đập Tân Giang (Ninh Thuận), đối
chứng với phương án đập bê tông truyền thống. Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam
nghiên cứu áp dụng công nghệ BTĐL vào công trình cụ thể. Năm 1997 Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn ra quyết định số 2425 NN/ĐTXD/QĐ phê duyệt đập
đầu mối công trình Tân Giang là BTĐL, trong đó sử dụng kết cấu “vàng bọc bạc”.
Do nhiều lý do, khi thi công, đập Tân Giang được điều chỉnh thành đập bê tông

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


15

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

thường. Mặc dù vậy, các kết quả nghiên cứu thiết kế đập BTĐL Tân Giang đã tích
luỹ nhiều kinh nghiệm quý báu về thiết kế đập BTĐL, sử dụng tro bay và phụ gia
[22]

. Các cấp phối bê tông M150 và M200 có cốt liệu Dmax tới 100 mm và lượng tro

bay Phả Lại là 25 - 33% so với xi măng để khống chế nứt do ứng suất nhiệt được
đưa vào quy trình xây dựng đập Tân Giang [21].

Lưu vực

Diện
tích
lưu vực
(km2)

Nhà máy thủy điện
Đã
xây

Đang thiết
kế
và quy
hoạch

1

LôGâm

17.200

1

2

2

Đà

52.500

1

5

3

MãChu

-

0

2

4

Cả

27.200

0

2

5

Vũ Gia

10.370

0

5

6

Ba

14.000

1

2

7

Sêsan

11.450

3

3

8

Srepok

12.300

0

4

9

Đồng
Nai

17.600

6

9

Khác

1

7

Cộng

13

41

Hình 1.2. Bản đồ kế hoạch phát triển điện và bố trí đập BTĐL ở Việt Nam

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


Luận văn thạc sĩ

16
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Trong một vài năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đã có những bước phát
triển đáng kể nhờ có chính sách 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,
thuỷ điện. Các dự án bê tông hoá đường nông thôn cần hàng ngàn km đường cần
trải mặt.
Công trình BTĐL xây dựng đầu tiên của Việt Nam là đập thuỷ điện
Pleikrong (Kontum). 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 thi công như thủy
điện Pleikrông, Sơn La, A Vương, Bản Vẽ,.. (EVN), đập dâng công trình thủy lợi
hồ chứa nước Định Bình, Nước Trong, Tân Mỹ…(MARD) Tiếp đó hàng loạt công
trình đập thuỷ điện được thi công và chuẩn bị xây dựng bằng BTĐL (bảng 1.3).
Công tác thiết kế và thi công đập BTĐL ở nước ta cũng ngày càng hoàn
thiện, tiến tới sử dụng đập BTĐL như một phương án tối ưu thay thế đập Bê tông
thường. Với những nghiên cứu và áp dụng mới về BTĐL, có thể áp dụng thi công
BTĐL thuận lợi hơn trên nền có chất lượng không cao. Việc sử dụng bê tông làm
giàu vữa giúp cho thi công nhanh hơn, đảm bảo yêu cầu về chịu lực, chống thấm và
mỹ thuật. 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.

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


17
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Luận văn thạc sĩ

Bảng 1.3. Một số công trình đập BTĐL ở Việt Nam

1
2
3

Pleikrong
A Vương
Định Bình

EVN
EVN
EVN

Kon Tum
Quảng Nam
Quảng Nam

71
83
55

Bắt đầu
đổ
BTĐL
(năm)
2005
2006
2005

4
5

Sea San 4
Bình Điền

EVN
-

104
75

2005
2006

6
7

Khe Bố
Hủa Na

Gia Lai
Thừa Thiên
Huế
Nghệ An

8
9
10
11
12
13
14
15

Huội Quảng

Sơn La
Bản Vẽ
Đồng Nai 3
Đak rinh
Bản Chát
Đồng Nai 4
Nước Trong

16

Đồng Nai 2

17
18
19

TT

Tên đập

Cơ quan
quản lý

Địa điểm
xây dựng
(Tỉnh)

Chiều
cao
(m)

Khối
lượng
BTĐL
m3x103
326
260
183

Tổng khối
lượng BT
m3x103

753
300

1300
-

450
350
430

80
90
70
126
80
-

210 (N)
150 (N)
175 (F)
141
160 (N)
-

Ghi chú
Kết thúc 2007, CT BT thường
Kết thúc 2008, CT BTĐL
Kết thúc 2008, CT BT thường
Kết thúc 2009, CT BT thường
Kết thúc 2009, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL

EVN
Hua Na
Hydropower
JSC
EVN
Sơn La
EVN
Sơn La
EVN
Nghệ An
EVN
Đắc Nông
Quảng Ngãi
EVN

Lai Châu
EVN
Đắc Nông
Mard
Quảng Ngãi

35
90

2007
2009

99
138
136
108
100
130
128
69

2009
2008
2007
2008
2011
2009
2009
2009

400
2700
1520
1138
1200
1305
450

700
4800
1750
1235
1600
1370
600

Lâm Đồng

80

2010

786

1025

Sông Tranh 2

Trung Nam
Power JSC

EVN

Quảng Ngãi

97

2010

1030

1315

TĐ Đak Mi 4
Sông Bung 4

EVN

Đồng Nai
Quảng Nam

90
114

2011
2011

720
764

954

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Chất kết dính
Xi măng
Phụ gia
3
(kg/m )
(kg/m3)

Lớp: 17C2

70
60
80
75
60
85
125
80
80
90
70
60
95
80

150 (N)
160 (N)
120 (N)

160 (F)
95 (N)
218 (N)
230
120 (N)
110
110 (N)
115
125 (N)
120 (N)

Kết thúc 2012, CT BTĐL
Kết thúc 2012, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL
Kết thúc 2012, CT BTĐL
Kết thúc 2011, CT BTĐL
Kết thúc 2013, CT BTĐL
Kết thúc 2013, CT BTĐL
Kết thúc 2014, CT BTĐL
Kết thúc 2014, CT BTĐL


18
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Luận văn thạc sĩ

TT

Tên đập

20

Trung Sơn

21

Hương Điền

22

Sông Bung 2

23
24

Sông Côn 2
Thượng Kon
Tum

Cơ quan
quản lý

Địa điểm
xây dựng
(Tỉnh)

Chiều

cao
(m)

Bắt đầu
đổ
BTĐL
(năm)

Khối
lượng
BTĐL
m3x103

Tổng khối
lượng BT
m3x103

EVN

Thanh Hóa

88

2011

810

916

FPT

Corporation
EVN

Thừa Thiên
Huế
Quảng Ngãi

83

2011

260

400

95

2011

-

-

-

Quảng Nam
Kon Tum

50
73

2005
2009

-

-

Chú thích: N: puzơlan tự nhiên, F: Tro bay ít vôi

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2

Chất kết dính
Xi măng
Phụ gia
(kg/m3)
(kg/m3)
60
80
70
90

140
140 (N)
150
100 (N)

80

60
-

120 (N)
140
-

Ghi chú

Kết thúc 2014, CT BTĐL
Kết thúc 2014, CT BTĐL
Kết thúc 2014, CT BTĐL


19

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Đến nay có thể nói Việt Nam đã chính thức có tên trên bản đồ công nghệ
BTĐL của thế giới, đập BTĐL của nhà máy thuỷ điện Sơn La đứng thứ 10 về chiều
cao và đứng thứ 3 về khối lượng bê tông trong số 10 đập bê tông lớn nhất của thế
giới, ngoài đập Sơn La còn có đập Bản Chát đứng thứ 7 về khối lượng bê tông.
(bảng 1.4 và 1.5). Việt Nam đứng thứ 3 thế giới, sau Trung Quốc và Nhật Bản, về
số lượng đập cao hơn 100 m đang thi công bằng BTĐL (bảng 1.6).
Bảng 1.4. Mười đập BTĐL cao nhất thế giới tính đến 2011[29]
TT

Tên đập

1

Long Than

2

Guangzhao

3
4

Miel 1
Guanyinyan

5
6

Urayama
Jin’angiao

7
8
9
10

Mlyagase
Ralco
Takizawa
Sơn La

Nước

Trung
Quốc
Trung
Quốc
Colombia
Trung
Quốc
Nhật
Trung
Quốc
Nhật
Chi Lê
Nhật
Việt Nam

Thời gian đổ BTĐL
Bắt đầu

Kết thúc

Chiều
cao
(m)

Chiều
dài
(m)

Thể tích
BTĐL
(103m3)

Tổng thể
tích BT
(103m3)

10/2004

10/2007

217

849

4952

7458

03/2006

05/2008

201

412

820

2870

04/2000
01/2011

06/2002
-/2015

188
168

188
1250

1669
6473

1669
9364

12/1992
05/2007

12/1999
-/2009

156
156

372
640

1594
2400

1860
3920

11/1991
1/2002
10/2001
11/2007

2/1995
10/2003
6/2003
10/2010

155
155
140
139

400
155
424
900

1537

1596
810
2700

2000
1596
1800
4800

Bảng 1.5. Mười đập có khối lượng BTĐL lớn nhất thế giới tính đến 2011[29]
TT

Tên đập

Nước

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tha Dan
Long Than
Sơn La

Beydag
Yeywa
Balse
Bản Chát
Ben Harown
Miel 1
Koudiat
Acerdoune

Thái Lan
Trung Quốc
Việt Nam
Thổ Nhĩ Kỳ
Myanma
Trung Quốc
Việt Nam
Algêri
Colombia
Algiêri

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Thời gian đổ BTĐL
Bắt đầu Kết thúc

03/2001
10/2004
11/2007
08/2006
02/2006

10/2003
08/2009
10/1998
4/2000
4/2006

07/2004
10/2007
10/2010
08/2008
12/2008
10/2006
11/2011
7/2000
6/2002
6/2007

Chiều
cao
m

Chiều
dài
m

Thể tích
BTĐL
103m3

Tổng thể

tích BT
103m3

95
217
139
91
134
131
70
118
188
121

2600
849
900
280
680
734
420
714
188
500

4900
4952
2960
2700
2450

1995
1700
1690
1669
1650

5400
7458
4600
3200
2800
2672
1900
1669
1850

Lớp: 17C2


20

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Nếu xét về tỷ lệ đập BTĐL có chiều cao 100 m trở lên đang thi công thì Việt
Nam còn vượt cả Trung Quốc, đứng thứ 2 thế giới, sau Nhật Bản tại thời điểm 2011
(bảng 1.6).
Bảng 1.6. Các nước có đập cao hơn 100 m đang thi công nhiều nhất[29]
TT

Tên nước

Tổng số đập

Đập cao 100 m trở lên

Tỷ lệ (%)

1
2
3
4
5
6
7

Trung Quốc
Việt Nam
Nhật
Iran
Thổ Nhĩ Kỳ
Tây Ban Nha
Ấn Độ

170
24
53
10
08

24
04

41
08
18
02
02
01
01

24,1
33,33
33,96
20
25
4,2
25

Kết quả thu thập một số công trình đã, đang và chuẩn bị thi công cho thấy
các công trình BTĐL đầu tiên của Việt Nam không dùng BTĐL chống thấm, tiếp
đó dần dần sử dụng BTĐL để chống thấm hoặc có kết hợp các giải pháp khác (bảng
1.7).
Bảng 1.7. Thống kê sử dụng biện pháp chống thấm của một số đập BTĐL[16]
Tên đập

Chiều cao
(m)

Pleikroong

71

SeSan 4

104

Loại bê tông
M150 D max 40
R 180
M150 D max 50
R 365

Khối lượng bê
tông (m3)

Địa điểm

Yêu cầu
chống thấm

300.000

Kontum

Không

850.000

Gia Lai

Không

M150 D max 60R 90

Định Bình

55

Bản Vẽ

135

Sơn La

138

Bản Chát

M200
D max 40, R 90
R90-150 – CP3

240.000

Bình Định

M150 – CT2
M200 – CT4
M150 – CT2

1200.000

Nghệ An

M200 D max 50 R 365

3.000.000

Sơn La

CT10

130

M20B8R90

-

Lai Châu

B8

Đồng Nai 4

129

M20B8R90

1400.000

Đồng Nai

B8

M20B6R90

-

Tân Mỹ

89

R90-200 - CP2

B6
Ninh Thuận

M15B2R90

Học viên: Kiều Văn Nguyên

M200 – CT4

-

B2

Lớp: 17C2

21

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Để đánh giá trình độ công nghệ thi công BTĐL của Việt Nam, đã tiến hành
khảo sát 4 công trình thuỷ lợi, thuỷ điện. Các công trình được lựa chọn để tiến hành
khảo sát là: Đập thuỷ điện Pleikrong, SeSan 4, Sơn La, đập thuỷ lợi Định Bình. Đây
là các đập BTĐL tiêu biểu đã và đang được xây dựng của các ngành thủy điện và
thủy lợi. Địa điểm lấy mẫu được tiến hành tại các bãi đầm thử nghiệm trước khi thi
công của các đập này. Mẫu khoan được lấy tại các bãi rải thử có kết quả tốt nhất.
Một số đặc điểm kỹ thuật và thành phần cấp phối BTĐL tại các đập Pleikrong,
SeSan 4, Sơn La và Định Bình, Nước Trong được cho trong bảng từ 1.8 đến 1.14
Bảng 1.8. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Pleikrong
Thành phần cấp phối (kg)
X.măng
Tuổi Tỉ lệ
Puzơlan
Phụ
Đá
PC40
Tổng
Cát Đá
Tên đập (ngày) N/CDK
Gia
Nước gia
10K.
CDK

5-10
Quy
hoá
20
Đỉnh
Pleikrong 150,
0.50
80
210
728 272 478
290 145
180

Đá
2040
614

Bảng 1.9. Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập SêSan 4
Thành phần cấp phối (kg)

X.măng
Tuổi
Puzơlan
Phụ
Tỉ lệ
PC40
Tổng
(ngày)
Gia
Nước gia

N/CDK
K.
CDK
Quy
hoá
Đỉnh
0.65
80
160
240 155
SeSan 4 150,
365
Tên
đập

Bảng 1.10.
Tên
đập

Định
Bình

Cát

Đá
Đá
Đá
5- 12,525-50
12,5 25

729

665

425

239

Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Định Bình

Thành phần cấp phối (kg)
Mác Tuổi Tỉ lệ Ximăng Tro Tổng Nước Phụ Cát Đá Đá Đá
bê (ngày) N/CDK PCB 40 bay CDK
gia
5-20 20-40 40-60
tông
Bỉm Phả
hoá
Sơn
Lại
150 90
0,5
105
140 245 122 2,49 772 526 215 600
CT2
200 90
0,49
126
141 267 132 2,70 746 852 468
CT4

Bảng 1.11.

Thành phần cấp phối bê tông đầm lăn đập Sơn La

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


22

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Thành phần cấp phối (kg)
Tên Mác Tuổi Tỉ lệ
đập bê (ngày) N/CDK
tông

Sơn 200 365
La CT8

Xi
măng
PC 40
Bỉm
Sơn
60

0.62

Bảng 1.12.

Tro Tổng Nước
bay CDK
Phả
Lại

Phụ
Cát Đá Đá
gia nghiền 5-10 10hoá
20

Đá
2050

140

1,5 2,0

587

200

123

892

376

493

Thành phần cấp phối BTĐL đề nghị dùng cho Đập A Vương
Thành phần cấp phối (kg)

Tên
đập

Ghi
chú

Loại Loại Tỉ lệ
bê cấp N/CDK Xi Puzơlan Tổng Nước Cát Đá Đá Đá
tông phối
măng
CDK
5-20 20-40 40-60
PC 40
(mm) (mm) (mm)
Đề
Bỉm
nghị
Sơn
dùng

A
R
1

Vương 90-150

Bảng 1.13.

0.63

90

150

240

150 765 398

530

398

Thành phần cấp phối BTĐL TN hiện trường dùng cho đập Bản Vẽ

Thành phần cấp phối (kg)
Tên
Loại Tỉ lệ XM PC Tro Tổng Nước Cát
Đá
Đá
Loại bê
đập
cấp N/CDK 40 Bỉm bay CDK
5-20 20-40
tông

phối
Sơn
(mm) (mm)

Bản
Vẽ

R90150
R90200
Vữa
liên kết
M200

3

0.5

105

140 245

122

772

526

215

600

2

0.55

126

114 240

132

796

842

453

-

0.5

512

170 682

360

1092

-

-

-

Bảng 1.14.
Mác
BT

XM
kg

200B6 125
200B6* 105

Đá
40-60
(mm)

Tro
bay
kg
218
135

Thành phần cấp phối BTĐL đập Nước Trong
Bột
đá kg
0
142

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Cát
kg
713
661

Đá
Đá
Nước
5¸20mm 20¸40mm
lít
kg
kg
672
751

668
620

115
113

PG
chậm
đông
kết
lít
0,5

1,0

PG giảm
nước
lít
0,8
0,6

Lớp: 17C2


23

Luận văn thạc sĩ

200B8

115

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

127

143

653

754

616

115

0,8

1,38

Các nghiên cứu trước đây đã tiến hành khoan lấy mẫu tại các bãi đổ thử và
công trình đã và đang thi công. Mẫu khoan bê tông hình trụ đường kính 150mm.
Qui trình xử lý và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý được tiến hành theo các tiêu chuẩn
TCVN 239: 2000, TCVN 3113, 3115, 3116 và 3118: 1993.
Các kết quả thí nghiệm được tổng hợp trong bảng 1.15.
Bảng 1.15.

Tên đập

Thống kê kết quả TN các chỉ tiêu cơ lý của mẫu khoan BTĐL tại hiện
trường

Loại bê tông

Pleikrong

R 180 150, D max 40

SeSan 4

R 365 150, D max 50

Định Bình

R 90 150, CT-2, D max 60
R 90 200, CT-4, D max 40

Sơn La

R 365 200, CT-8 D max 50 ,

Tuổi BTĐL
thực tế tại
thời điểm thí
nghiệm
Ngày

Khối
lượng
thể
tích
kg/m3

đã vượt tuổi
2390
thiết kế
190 ngày
2418
2424
đã vượt tuổi
thiết kế
243
300

2549

Cường
độ nén

Độ
hút
nước

Độ
chống
thấm

daN/cm2

%

CT

171

5,88

0

153
232

5,67
5,12

0
2

318
220

4,75
4,95

4
4

Các kết quả thí nghiệm mẫu khoan BTĐL trước đây tại 4 công trình được
khảo sát Pleikrong, SeSan 4, Định Bình và Sơn La đều cho thấy độ chống thấm thực
tế của BTĐL không cao. Điều này cho thấy việc nghiên cứu các giải pháp thiết kế
và thi công để tăng khả năng chống thấm của BTĐL là cần thiết và cấp bách.
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng phòng thấm đập BTĐL
Các biện pháp đảm bảo yêu cầu phòng thấm của đập BTĐL, có thể tham khảo
nhiều tài liệu của các nước khác nhau. Sau đây là cách đánh giá tổng kết theo quan
điểm của một số nước trên thế giới.
1.2.1 Nước Pháp
Pháp tiến hành Dự án nghiên cứu cấp quốc gia BACARA về BTĐL cho đập
từ năm 1988 đến năm 1996[9]. Tài liệu này tổng kết kinh nghiệm xây dựng đập

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2

Luận văn thạc sĩ

24
Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

BTĐL của Pháp cao từ 20m đến 50m và một số đập của nước ngoài. Dưới đây là
những điểm của Dự án có liên quan đến tính chống thấm của đập BTĐL.
BTĐL là một vật liệu không đẳng hướng, trong khi bê tông thường được
xem như một vật liệu đẳng hướng. Tính không đẳng hướng này ảnh hưởng đến
cường độ và tính thấm của BTĐL trên cả quy mô nhỏ và quy mô lớn. Tính không
đồng nhất trên quy mô nhỏ là do mỗi loại cốt liệu có hình dạng riêng, ít nhiều có
dạng dài dẹt và nằm theo 1 hướng nhất định dưới tác dụng của máy san ủi và sau đó
là đầm lăn. Điều này được xác nhận bằng thực nghiệm. Tỷ số R nén /R kéo của bê tông
thường cao hơn của BTĐL cùng mác. Tính không đẳng hướng của BTĐL trên quy
mô lớn là do phương pháp thi công, tạo ra các mối nối của các lớp đổ.
Có 2 quan điểm đối lập nhau về cách thức khắc phục sự không đồng nhất của
BTĐL. Một là, cải thiện chất lượng mối nối BTĐL đến mức chúng không còn là
mối nối yếu ớt. Cách này có thể đạt được nhưng kinh phí rất cao và giá thành BTĐL
sẽ gần bằng bê tông thường. Hai là, nên sử dụng BTĐL như nó vốn có, tức là vật
liệu không đẳng hướng.
Các biện pháp nâng cao kín nước (chống thấm) của đập BTĐL được phân
thành 2 nhóm. Nhóm 1 là các giải pháp thi công. Nhóm 2 là các giải pháp kết cấu.
Nhóm 1 các giải pháp thi công gồm:
+ Đảm bảo mức độ kín nước (chống thấm) của bản thân BTĐL tuy rất tốn
kém;
+ Rải hỗn hợp vữa lót giữa các lớp BTĐL, ít nhất là ở phía thượng lưu đập.
Nhóm 2 các giải pháp kết cấu, bố trí hệ thống kín nước đặc biệt ở phía
thượng lưu đập gồm:
+ Sử dụng màng địa kỹ thuật, hoặc riêng biệt, hoặc trùm lên kết cấu;
+ Sử dụng tường BTCT chống thấm đổ tại chỗ ở phía thượng lưu v.v…

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2


25

Luận văn thạc sĩ

Chuyên nghành xây dựng công trình thủy

Dung trọng và khả năng chống thấm của hỗn hợp BTĐL phụ thuộc chủ yếu
vào thành phần cấp phối (tỷ lệ cốt liệu và vật liệu kết dính) và phụ thuộc vào độ
chặt được tạo nên sau khi đầm lăn.
Hỗn hợp BTĐL được thiết kế đảm bảo chống thấm thì thành phần của nó cần
phải tương tự như bê tông thường, nhưng có hàm lượng vật liệu mịn cao hơn để bù
lại phần chất kết dính sử dụng với hàm lượng thấp.
Có thể thấy, một số quan điểm trong nghiên cứu dự án BACARA không phù
hợp với thực tế phát triển công nghệ BTĐL sau 1996. Chẳng hạn, việc cải thiện mối
liên kết yếu ớt giữa các lớp đổ BTĐL dẫn đến kinh phí rất cao và giá thành BTĐL
sẽ gần bằng bê tông thường. Hoặc, nên sử dụng BTĐL như nó vốn có, tức là vật
liệu không đẳng hướng.
1.2.2 Ở Mỹ
Các nguyên tắc về lựa chọn vật liệu, thiết kế, thi công và kiểm tra chất lượng
BTĐL của Mỹ được nêu trong báo cáo của Viện bê tông Mỹ

[23]

, chỉ dẫn thiết kế

kiểm tra thi công BTĐL của Hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ [26], [24]; Chỉ dẫn của Cục
khai hoang Mỹ

[27]

. Liên quan đến biện pháp chống thấm cho đập BTĐL và tính

thấm của bản thân đập BTĐL.
Viện bê tông Mỹ (ACI) nêu những điểm đáng chú ý sau đây[23].
Để chống thấm cho đập BTĐL người ta thiết kế ốp mặt thượng lưu và
khống chế thấm .
Mục đích của phần ốp mặt là khống chế rò rỉ nước qua kết cấu, tạo bề mặt
có đủ độ bền để chống va chạm của các vật trôi nổi chảy qua, tạo bề mặt cho dòng
nước chảy qua tràn.
Dưới đây là các phương pháp ốp mặt thượng lưu:
+ Dùng bê tông thường có cốt thép làm lớp ốp mặt sau khi đổ BTĐL, tương tự
như việc ốp mặt đập đá đổ bằng bê tông bản mặt lên mặt nghiêng. (hình 1.3.A).
Nhiều công trình sử dụng ván khuôn thông thường để đổ bê tông ốp mặt của

Học viên: Kiều Văn Nguyên

Lớp: 17C2