CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG THƯỢNG HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.85 MB, 100 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
------------------
MAI LÂM TUẤN
CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG
TƯỜNG THƯỢNG - HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
------------------
MAI LÂM TUẤN
CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG
TƯỜNG THƯỢNG - HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA
CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY
MÃ SỐ: 60 - 58 - 40
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ VĂN HÙNG
HÀ NỘI - 2011
Trường Đại học Thủy Lợi
1
Luận văn Thạc sĩ
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận văn
Hiện nay, đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Hàng
năm, ngành xây dựng cơ bản nói chung cũng như xây dựng thuỷ lợi, thuỷ điện nói
riêng đang tiến hành xây dựng mới cũng như nâng cấp nhiều công trình. Thực tế xây
dựng hiện nay với nhiều công trình lớn, yêu cầu khối lượng lớn, chất lượng cao, việc
lựa chọn vật liệu địa phương để xây dựng đập không đáp ứng được. Vì vậy việc lựa
chọn xây dựng đập bê tông trọng lực trong các dự án thuỷ lợi, thuỷ điện ngày càng
đựơc áp dụng nhiều.
Công nghệ thi công bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete - RCC) đã
được nghiên cứu và đang được ứng dụng rộng rãi, đối với đập bê tông có khối lượng
càng lớn thì hiệu quả áp dụng công nghệ RCC càng cao. So với đập bê tông truyền
thống (Conventional Vibrated Concrete - CVC), đập RCC được thi công với tốc độ
cao hơn do có thể được cơ giới hoá như dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng
máy ủi để san gạt, máy lu để đầm nén. Đập RCC có những ưu điểm so với đập CVC
bởi nhiều lý do, đó là thi công nhanh, giá thành hạ. Việc lựa chọn phương án thi công
RCC thường đem lại hiệu quả kinh tế cao do rút ngắn thời gian thi công và hạ giá
thành.
Công tác thiết kế và thi công đập RCC ngày càng hoàn thiện, tiến tới sử dụng đập
RCC như một phương án tối ưu thay thế đập CVC. Với những nghiên cứu và áp dụng
mới về RCC, có thể áp dụng thi công RCC 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.
Đề tài "Công tác ván khuôn và công nghệ thi công tường thượng - hạ lưu đập bê
tông đầm lăn là bê tông làm giàu vữa" sẽ đóng góp một phần nhỏ vào công tác ván
khuôn thi công đập RCC, nhằm đảm bảo chất lượng công trình cũng như nâng cao
hiệu quả của dự án đầu tư.
Luận văn cung cấp thông tin một cách tổng quát về thi công RCC, công tác ván
khuôn trong thi công đập RCC có tường thượng - hạ lưu là bê tông làm giàu vữa, các
xu hướng mới trong thiết kế và thi công RCC.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
2
Luận văn Thạc sĩ
2. Phương pháp nghiên cứu
- Khảo sát phân tích đánh giá các công trình đã và đang xây dựng.
- Tổng hợp, phân tích các tài liệu đã nghiên cứu trong và ngoài nước.
- Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công
đập RCC đến chất lượng và tiến độ.
- Tính toán, phân tích và đề xuất những giải pháp cho hệ thống ván khuôn và công nghệ
thi công đập RCC có tường thượng - hạ lưu đập là bê tông làm giàu vữa.
3. Nội dung của luận văn
Chương 1: Tổng quan về bê tông đầm lăn
+
Tình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn (RCC)
+
Ưu điểm và nhược điểm của đập RCC
+
Các yêu cầu khi thi công RCC
+
Các xu hướng mới trong thiết kế và thi công đập RCC
Chương 2. Công tác ván khuôn thi công bê tông đầm lăn và công nghệ thi
công bê tông đầm lăn làm giàu vữa
+
Các hình thức lắp dựng ván khuôn thi công RCC
+
Lực tác dụng lên ván khuôn khi thi công RCC
+
Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn có tường thượng - hạ lưu đập là
+
Một số hình ảnh về công tác ván khuôn và thi công GEVR
Chương 3. Tính toán ván khuôn cho đập thủy điện Bản Chát
+
Biện pháp thi công khối đổ C1 thủy điện Bản Chát
+
Tính toán luân chuyển ván khuôn thượng - hạ lưu đập thủy điện Bản Chát
Kết luận và kiến nghị
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
3
Luận văn Thạc sĩ
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
1.1. Tình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn (RCC)
1.1.1.
Tổng quan
Bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete -RCC) có thể được xem là sự phát
triển quan trọng nhất trong công nghệ đập bê tông trong một phần tư thế kỷ qua. Áp
dụng đập RCC cho phép nhiều đập mới có tính khả thi về mặt kinh tế do giảm giá
thành từ phương pháp thi công nhanh và vật liệu rẻ. Điều này cũng khiến các kỹ sư
thiết kế có cơ hội cải tạo các đập bê tông có sự cố về an toàn và cần gia cố, cải thiện
biện pháp cho tràn qua đập một cách an toàn trong thi công.
RCC thường được trộn bằng thiết bị trộn theo mẻ hoặc thiết bị trộn liên tục có
năng suất cao, thường được vận chuyển bằng xe tải hoặc băng chuyền và rải, san bằng
xe ủi thành các lớp đổ trước khi đầm. RCC có thể sử dụng nhiều loại vật liệu hơn CVC.
1.1.2.
Lịch sử phát triển
Trong quá trình phát triển mạnh mẽ việc áp dụng đập CVC và đập đất đá đã phát
sinh ra đập RCC. Tính kinh tế và thi công thành công RCC đã nhanh chóng được công
nhận và ứng dụng trên toàn thế giới. Trong những năm 1960 và 1970, có những cách
sử dụng vật liệu có thể coi là tiền để của RCC. Những áp dụng này dẫn đến sự phát
triển RCC trong kết cấu bê tông xây dựng. Năm 1961 một hỗn hợp bê tông không độ
sụt được áp dụng cho đập Alpe Gera tại Italia và đập Manicongan ở Canada, hỗn hợp
bê tông được rải bằng xe ủi và được đầm chặt bằng các loại đầm dùi gắn sau máy ủi
hoặc đầm chặt bằng máy ủi.
Thi công nhanh đập bê tông trọng lực sử dụng thiết bị đắp đất, bao gồm máy đầm
lăn cỡ lớn cho công tác đầm, được kiến nghị áp dụng năm 1965 như một phương pháp
khả thi để thi công đập kinh tế hơn. Tuy nhiên, phương án này không nhận được sự
chú ý lắm cho đến khi Raphael giới thiệu về “đập trọng lực tối ưu” vào năm 1970. Khái
niệm trên có cân nhắc đến một phần tương tự, nhưng với khối lượng ít hơn phần đập đắp.
Trong những năm 1970, một số các công trình đã đưa vào thí nghiệm nghiên cứu cả
trong phòng thí nghiệm lẫn nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm hiện trường. Những nỗ lực
trên tạo nền tảng cho việc xây dựng những đập RCC đầu tiên vào những năm 1980.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
4
Luận văn Thạc sĩ
Năm 1972 tại hội nghị ''thi công kinh tế đập bê tông'' R.W. Cannon có đưa ra
luận điểm xây đập bê tông dùng đất nện'' phát triển thêm một bước ý tưởng của
Raphael. Cannon giới thiệu dùng xe ben chở bê tông nghèo theo sau là máy đầm, ông
kiến nghị dùng phương thức ván khuôn trượt ngang phía thượng lưu và hạ lưu dùng bê
tông giàu. Hiệp hội các kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu công tác thi
công RCC tại Cơ quan chuyên ngành đường thuỷ vào năm 1973 và ở đập Lost Creek
năm 1974. Công trình do các kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ thiết kế về cách thi công “một
đập trọng lực tối ưu” cho đập Zintel Canyon. Thi công đập Zintel Canyon dùng RCC
vào thời điểm đó không được ủng hộ, nhưng từ những khái niệm về đập này lại trở
thành kinh nghiệm cho đập Willow Creek và đập này trở thành đập RCC đầu tiên tại
Hoa Kỳ.
Ở Anh, công ty chuyên xây dựng đập bê tông Dunstan bắt đầu nghiên cứu tích
cực trong phòng thí nghiệm về RCC trong những năm 1970. Tiếp đó, Hiệp hội nghiên
cứu và thông tin công nghiệp xây dựng (CIRIA) của Anh đã tiến hành dự án nghiên
cứu rộng về RCC có sử dụng tro bay với hàm lượng lớn. Các kết quả nghiên cứu được
đưa ra thử nghiệm ở trạm xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) và thử nghiệm tại
công trình đập Wimbledall (1979).
Năm 1973, trong hội nghị quốc tế về đập lớn lần thứ 11, Moffat đưa ra luận vấn
đề ''nghiên cứu bê tông nghèo khô dùng trong thi công đập trọng lực'' cũng kiến nghị
áp dụng bê tông nghèo khô đã từng sử dụng 50 năm trước ở Luki nước Anh để sửa
đập, dùng xe lu để đầm.
Thời kỳ đầu của cuối những năm 1970 tại Nhật Bản, phương pháp thiết kế và thi
công liên quan tới đập bê tông đầm lăn (RCD) đã được phát triển để xây dựng đập
Shimajigawa với mục đích rút ngắn thời gian thi công và hạ giá thành công trình. Tuy
vậy, vật liệu RCC và vật liệu RCD được xem như giống nhau. Đập Shimajigawa cao
89 m, dài 240 m, khối lượng RCC là 165.000 m3 trong tổng số 317.000 m3 của bê tông
đập đã hoàn thành vào năm 1981.
Phương pháp RCD sử dụng RCC cho phần bên trong đập có hai mặt ốp CVC
tương đối dày (khoảng 1m) tại bề mặt thượng và hạ lưu, nền và đỉnh đập. Các khớp
nối thường xuyên được sử dụng các chặn nước và cách thoát nước thông dụng.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
5
Luận văn Thạc sĩ
RCD điển hình là các lớp đổ dày và nghỉ sau mỗi lớp đổ cho phép bảo dưỡng RCC
và do vậy, RCC phải được làm sạch trước khi đổ lớp kế tiếp. Quy trình đổ RCD
cho đập có sử dụng CVC làm tăng chi phí và mất thời gian hơn các đập RCC không
sử dụng CVC. Đến nay Nhật Bản đã hình thành trường phái bê tông đầm lăn gọi là
RCD (Roller-Compacted Dams) gồm 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” nghĩa là bên ngoài đập là CVC, bên trong thân đập
là RCC.
Năm 1982 Mỹ xây dựng đập trọng lực RCC đầu tiên trên thế giới, đập Willow
Creek. Đập này cao 52m, chiều dài trục đập 543m, không có rãnh ngang dọc. Hàm
lượng kết dính trong RCC chỉ có 66 kg/m3, chiều dày lớp đầm là 30 cm đổ liên tục để
lên cao, với 331.000m3 RCC mà chỉ đổ trong thời gian 5 tháng. So với đập CVC thì
thời gian thi công rút ngắn được 1~1,5 năm, giá thành chỉ bằng 40% giá thành của đập
CVC và bằng 60% của đập đá đổ. Đập Willow Creek đã chứng minh một cách đầy đủ
ưu thế lớn về kinh tế và tốc độ thi công của đập RCC. Việc xây dựng thành công đập
RCC đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng ở Mỹ và ở các nước trên toàn thế giới.
Những năm 1980 đã áp dụng thành công việc thi công RCC với tốc độ cao. Gần
1,1 triệu m3 RCC của đập Upper Stillwater thi công trong vòng 11 tháng giữa năm
1985 và 1987. Đập Stagecoach cao 46m được xây dựng chỉ trong 37 ngày đổ liên tiếp,
với tốc độ trung bình đạt được về chiều cao là 1,2m/ngày. Tại đập Elk Creek, cường
độ đạt trên 9200m3/ngày.
Sử dụng RCC đối với đập cỡ vừa và nhỏ ở Hoa Kỳ trong những năm 1980 và đầu
những năm 1990 và đã mở rộng áp dụng ở các công trình lớn hơn trên khắp thế giới.
Ứng dụng RCC đã nhanh chóng lan ra các nước đang phát triển.
Năm 1980, Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu áp dụng công nghệ RCC. Mặc dù áp
dụng công nghệ RCC tương đối muộn nhưng Trung Quốc là nước có tốc độ phát triển
công nghệ này rất nhanh. Sau khi xây dựng xong đập RCC đầu tiên vào năm 1986
(đập Khanh Khẩu), Trung Quốc bước vào cao trào xây dựng đập RCC.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
6
Luận văn Thạc sĩ
Hiện nay đập RCC của Trung Quốc nói chung về các mặt số lượng, chất lượng,
chiều cao, kỹ thuật đều chiếm vị trí hàng đầu thế giới. Các chuyên gia Trung Quốc đã
xây dựng tương đối hoàn chỉnh trường phái công nghệ RCC của mình, với tên gọi
RCCD (Roller Compacted Concrete Dams). Phương pháp này gồm thiết kế mặt cắt
đập, quy trình thiết kế, chọn vật liệu và thi công, quy trình thử nghiệm kiểm tra RCC
tại hiện trường.
1.1.3.
a)
Tình hình xây dựng đập RCC trên thế giới và ở Việt Nam
Trên thế giới
Tính đến cuối năm 1991 toàn thế giới có 75 đập RCC, có 17 đập đang ở giai
đoạn thi công. Trong số đập trọng lực RCC đang thi công thì cao nhất là đập Cung Lạn
của Nhật cao 155 m. Ngoài đập trọng lực còn xây xong 2 đập vòm trọng lực: là đập
Knellpoort của Nam Phi cao 50m và Wolwedans cao 70m. Đập vòm RCC cao 75m ở
Phổ Định - Quí Châu - Trung Quốc.
Tính đến 2003 toàn thế giới đã xây dựng được 287 đập RCC. Khối lượng RCC
đã và đang thi công tăng gần như gấp đôi sau mỗi 5 năm (Hình 1-1). Châu Á có số
lượng đập RCC nhiều nhất (126 đập), tiếp đó là châu Mỹ (92 đập). Châu Âu và Châu
Phi có số đập RCC tương ứng là 35 và 31. Hiện Trung Quốc là nước dẫn đầu về số
lượng đập RCC. Sau đó là Nhật, Mỹ, Braxin và Tây Ban Nha (Bảng 1-1).
Trung Quốc hiện nay là nước đi đầu trong việc nghiên cứu sử dụng RCC chống
thấm cao thay cho CVC. Năm 1993, Trung Quốc xây dựng thành công đập vòm Phổ
Định, cao 75 m, hoàn toàn bằng RCC, trong đó phía thượng lưu sử dụng RCC chống
thấm Dmax 40 mm thay cho CVC, phía hạ lưu sử dụng RCC không chống thấm
Dmax 80 mm.
Tính đến 2004, Trung Quốc có hơn 10 đập được thiết kế, thi công với công nghệ
RCC cấp phối 2 để chống thấm (Bảng 1-2). Đây là một tiến bộ kỹ thuật bao gồm hàng
loạt biện pháp từ thiết kế đến thi công xây dựng.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
7
Bảng 1-1: Danh sách 5 nước có số đập RCC nhiều nhất thế giới tính đến 2003
Nước
TT
Số lượng đập
RCC
Tỷ lệ so với thế giới (%)
1
Trung Quốc
57
19,9
2
Nhật
43
15,0
3
Mỹ
35
12,2
4
Braxin
31
10,8
5
Tây Ban Nha
22
7,7
Tổng khối lượng bê tông thường và bê tông đầm lăn đã và đang thi
công trên thế giới phân chia theo các giai đoạn năm [13]
3
Khối lượng bê tông (1000m )
70000
60000
24371.2
50000
40000
30000
5475
40832.8
20000
2529
21112
10000
2974
0
608
1507
5843
1963-1985
1986-1990
16299
1991-1995
1996-2000
Các giai đoạn (năm)
Các dự án sau
2001tính tại thời
điểm năm 2003
Bê tông thường
bê tông đầm lăn RCC
Hình 1-1: Khối lượng bê tông và RCC xây dựng đập trên thế giới
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
8
Bảng 1-2: Một số đập của Trung Quốc sử dụng RCC cấp phối 2 để chống thấm
Chiều
TT
Tên công trình
Loại đập
cao
đập
(m)
1
Giang Á
2
Mác BT và
cấp phối
chống thấm
Chiều dày
lớp chống
Tỷ lệ với
thấm lớn
cột nước
nhất
Trọng lực
131
R90200W12
8
1/15
Miêu Hoa Than
nt
113
R180200W8
7
1/15
3
Đại Triều Sơn
nt
111
R90200W8
7
1/15
4
Bách Sắc
nt
130
R90200W10
8
1/15
5
Phân Hà
nt
88
R90200W8
4
1/20
6
Thông Kê
nt
86,5
R90200W6
5
1/15
7
Sơn Tử
nt
64,6
R90100W6
4
1/15
8
Song Kê
nt
60
R180200W6
3
1/15
9
Cao Châu
nt
57
R90100W6
4
1/12
10
Phổ Định
Vòm kép
75
R90200W6
6,5
1/10,6
11
Sa Bài
Vòm đơn
132
R90200W8
11
1/10,5
12
Long Thủ
Vòm kép
80
R90200W8
6,5
1/12
Ghi chú: RCC cấp phối 2 là RCC có Dmax = 40mm.
b)
Trong nước
Việt Nam bắt đầu nghiên cứu ứng dụng RCC từ những năm 1990. Viện khoa học
thuỷ lợi nghiên cứu phụ gia khoáng cho RCC. Năm 1995 Bộ Thuỷ lợi quyết định cho
HEC-1 áp dụng RCC vào thiết kế đập Tân Giang (Ninh Thuận), đối chứng với phương
án đập CVC. Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu áp dụng công nghệ RCC 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 RCC, trong đó
sử dụng kết cấu “vàng bọc bạc”. Do nhiều lý do, khi thi công, đập Tân Giang được
điều chỉnh thành đập CVC.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
9
Mặc dù vậy, các kết quả nghiên cứu thiết kế đập RCC Tân Giang đã tích luỹ một
số kinh nghiệm quý báu về thiết kế đập RCC, sử dụng tro bay và phụ gia. 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.
Công trình RCC xây dựng đầu tiên của Việt Nam là đập thuỷ điện Pleikrong
(thượng nguồn sông Sesan), khởi công xây dựng năm 2003. Tiếp đó hàng loạt công
trình đập thuỷ điện được thi công và chuẩn bị xây dựng bằng RCC (Bảng 1-3). Một số
đập của hồ chứa nước công trình thuỷ lợi cũng được thiết kế và xây dựng theo công
nghệ này (Định Bình đã xây dựng năm 2007, Nước Trong xây dựng năm 2010, Tân
Mỹ đang xây dựng…)
Đến nay có thể nói Việt Nam đã chính thức có tên trên bản đồ công nghệ RCC
của thế giới. Theo báo cáo của Dustan M.M tại Hội nghị xây dựng đập RCC, do Tập
đoàn điện lực Việt Nam EVN tổ chức tại Hà Nội tháng 4 năm 2007, đập RCC của thuỷ
điện Sơn La đứng thứ 3 về chiều cao và đứng thứ 10 về khối lượng bê tông trong số 10
đập bê tông lớn nhất của thế giới, tính đến 2006. (Bảng 1-4 và 1-5).
Bảng 1-3: Một số công trình đập RCC của Việt Nam
TT
Tên
Chiều cao
(m)
Tỉnh
Ghi chú
Các đập đang thi công
1
TĐ Sơn La
139
Sơn La
Khởi công 2007
2
TĐ Bản Chát
130
Lai Châu
Chưa có đầm nén
hiện trường
3
TĐ Huội Quảng
104
Sơn La
Theo TKKT 1
4
TĐ Bản Vẽ
136
Nghệ An
Thi công đập dùng
RCC vào tháng
2/2007
5
TĐ A Vương
82
Quảng Nam
Thi công đập RCC
T3/2006
6
TĐ sông Tranh
95
Quảng Nam
Chưa có đầm nén
hiện trường
7
TĐ PleiKrong
71
Kon Tum
Khởi công 2003
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
TT
Luận văn Thạc sĩ
10
Tên
Chiều cao
(m)
Tỉnh
Ghi chú
Khởi công 2004
8
TĐ Sê San 4
71
Gia Lai
9
TĐ Đồng Nai 3
100
Lâm Đồng
10
TĐ Đồng Nai 4
128
Lâm Đồng
11
TĐ Lai Châu
130
Lai Châu
Khởi công 2011
Các đập đang chuẩn bị đầu tư
12
TĐ Trung Sơn
90
Thanh Hóa
13
TĐ Sông Bung 4
110
Quảng Nam
Các đập dự kiến RCC
15
TĐ Đak Mi 4
90
Đồng Nai
16
TĐ Hủa Na
90
Nghệ An
Bảng 1-4: Mười đập RCC cao nhất thế giới tính đến 2006
TT
Tên đập
Nước
1
Guangzhao
Trung
Quốc
2
Longtan
Trung
Quốc
3
Miel 1
4
Thời gian đổ
RCC
Bắt
đầu
Kết
thúc
2006
2007
Chiều Chiều
dài,
cao,
m
m
Tổng
Thể
tích thể tích
BT,
RCC,
103m3
103m3
196
412
820
2870
10/2004 10/2007
192
761
4623
6410
Colom
bia
4/2000
6/2002
188
188
1669
1669
Guanyinyan
Trung
Quốc
2006
2009
160
-
-
-
5
Urayama
Nhật
156
372
1594
1860
6
Jinanglao
Trung
Quốc
2006
2008
156
640
-
-
7
Mlyagase
Nhật
11/1991
2/1995
155
400
1537
2000
8
Ralco
Chi Lê
1/2002
10/2003
155
155
1596
1596
9
Takizawa
Nhật
10/2001
6/2003
140
424
810
1800
10
Sơn La
Việt
Nam
11/2007 10/2010
139
900
3100
4600
Học viên: Mai Lâm Tuấn
12/1992 12/1999
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
11
Bảng 1-5: Mười đập có khối lượng RCC lớn nhất thế giới tính đến 2006
TT
Tên đập
Nước
1
Tha Dan
Thái Lan
2
Long Tan
Trung
Quốc
3
Thời gian đổ
RCC
Chiều Chiều
cao
dài
m
m
Thể
tích
RCC
103m3
Tổng
thể tích
BT
103m3
Bắt
đầu
Kết
thúc
3/2001
7/2004
95
2600
4900
5400
10/2004 10/2007
192
761
4623
6410
Sơn La
Việt Nam 11/2007 10/2010
139
900
2960
4600
4
Beydag
Thổ Nhĩ
Kỳ
8/2006
8/2008
91
280
2700
3200
5
Yeywa
Myanma
2/2006
12/2008
134
680
2450
2800
6
Balse
Trung
Quốc
10/2003 10/2006
131
734
1995
2672
7
Ben
Harown
Algêri
10/1998
7/2000
118
714
1690
1900
8
Miel 1
Colombia
4/2000
6/2002
188
188
1669
1669
9
Koudiat
Acerdoune
Algiêri
4/2006
6/2007
121
500
1650
1850
10
Ralco
Chi Lê
1/2002
10/2003
155
155
1596
1596
1.2. Ưu điểm và nhược điểm của đập RCC
1.2.1.
Ưu điểm
Đập RCC đã kết hợp được đặc tính của đập CVC và đặc điểm thi công nhanh của
đập đất đá. Vì vậy giảm được giá thành và thời gian thi công.
a)
Tốc độ thi công nhanh
Kích thước mặt cắt của đập RCC cũng tương tự của đập CVC, sử dụng xi măng
ít hơn, thân đập có kết cấu đơn giản, không có khe dọc, không tạo khe ngang bằng
khuôn, sử dụng các thiết bị thi công như đối với đập đất đá. Vì vậy, tốc độ xây dựng
đập RCC nhanh hơn nhiều so với đập CVC. Ở đập Ngọc Xuyên của Nhật bản đã dùng
ô tô tự đổ chuyển bê tông tới gần đập để đổ vào khoảnh đổ theo máng dốc. Qua 21
tháng thi công đã đổ được 1.000.000m3 bê tông, đã rút ngắn thời gian thi công 5~7 tháng so
với dùng cần cẩu đổ bê tông. Ở đập này không thi công vào 5 tháng của mùa đông,
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
12
như vậy là rút ngắn thời gian thực tế là khoảng 1 năm. Đê Galesville của Mỹ cao 51m
chỉ thi công trong 2 tháng. Ở đập Elk Creek của Mỹ, cường độ đổ bê tông cao nhất đạt
9.474m3/ngđ. Ở Trung Quốc, đập chính trạm thuỷ điện Nham Than ngày 10-11-1980
đã lập kỷ lục đổ bê tông cao nhất là 1.068 m3/ngđ.
So với đập đất đá thì mặt cắt của đập RCC nhỏ hơn, khối lượng ít hơn, hơn nữa
lại áp dụng thi công cơ giới như ở đập đất đá nên rút ngắn được thời gian thi công. Với
đập Monksville của Mỹ đã thiết kế so sánh 4 loại đập và kết luận dùng đập RCC, thời
gian thi công chỉ bằng nửa thời gian thi công của đập đất đá. Đập Olivettes của Pháp,
toàn bộ công trình thi công trong 18 tháng, giảm 10 tháng so với phương án đập đá đổ.
Cường độ và thời gian thi công của một số công trình xây dựng tham khảo bảng 1-6.
Bảng 1-6: Tốc độ thi công đập RCC của một số công trình xây dựng
Cường độ đổ
Khối lượng
Thời gian
(1000m3)
thi công
(m3/ngđ)
Liễu kê
33.10
< 5 tháng
4460
Middle Fozk
4.21
45 ngày
1530
Galessville
16.00
70 ngày
5700
Monksville
22.10
< 5 tháng
9760
Copper field
14.00
< 4 tháng
2600
Đê bao Cách hà nham
12.00
35 ngày
7930
Elk Creek
76.50
Giữa chừng dừng do sự cố
9474
Đê bao Nham than
30.50
97 ngày
8184
Đê chủ Nham than
32.50
Tên đập
b)
lớn nhất
10681
Kinh tế
So với CVC thì đập RCC tiết kiệm được nhiều khi xây dựng công trình.
Ván khuôn: căn cứ vào tính toán của đập Ngọc Xuyên đã tiết kiệm 30% chi phí
ván khuôn, đồng thời còn tiết kiệm được cả chi phí làm lạnh và đổ vữa nối khe.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
13
Luận văn Thạc sĩ
RCC dùng ít xi măng nên tiết kiệm được chi phí và đầu tư. Đập Ngọc Xuyên đã
tiết kiệm được 11% xi măng, đơn giá bê tông giảm 10%. Đập Kháng Khẩu có đơn giá
bằng 88% so với đập CVC. Đập Thiên Sinh Kiều dùng RCC cấp phối cấp 2, đơn giá
bằng 77% so với CVC.
Thể tích đập RCC nhỏ hơn nhiều so với đập đất đá nên giảm được vật liệu xây
dựng. Chiều rộng móng đập nhỏ nên giảm bớt công việc đào và xử lý móng, chiều dài
công trình dẫn dòng và xả lũ cũng giảm, có thể bố trí công trình xả lũ ngay tại lòng
sông.
Đập RCC loại vừa và nhỏ có thể xây xong trong vài tháng, cho phép giảm nhiều
chi phí dẫn dòng. Đập Galesville áp dụng thiết kế lưu lượng trung bình năm mà không
áp dụng tần suất lưu lượng lớn nhất thiết kế P=5÷10%, lưu lượng thiết kế dẫn dòng
giảm từ 170 m3/s xuống còn 34 m3/s, đã đơn giản biện pháp dẫn dòng, giảm chi phí.
Trong thời gian thi công đập RCC, nếu lũ tràn qua thì tổn thất cũng tương đối nhỏ. Ví
dụ đập Craigbourne của Australia lũ tràn về trong lúc đang thi công thân đập, sau khi
lũ rút thì chỉ có mặt bê tông ở tuổi 2 ngày là bị tổn hại và chỉ cần 5 ngày sau là trở lại
thi công. Đê quai Nham Than và đê quai Cách Hà Nham đã từng bị lũ tràn qua trong
năm xây dựng, đều không phát hiện hư hỏng.
Chiều cao của đập RCC chỉ cần đạt đến mực nước lũ kiểm tra và dùng tường
chắn sóng. Ở đập đất đá thì phải xét tới độ cao an toàn và nước tràn qua nên chiều cao
phải cao hơn đập bê tông. Ví dụ thực tế về giảm được chiều cao của đập RCC là đập
Trung Sai. Theo thiết kế, đây là đập đất đá có chiều cao 61m. Khi các công việc đào
móng, đổ vữa và xử lý móng đã xong thì chủ doanh nghiệp thẩm tra lại chức năng, qui
mô và chi phí của đập, kết quả phát hiện ra rằng nếu sửa đổi xây đập RCC thì chiều
cao của đập có thể giảm nhiều (xét theo lũ 500 năm xảy ra 1 lần), với việc hiếm gặp lũ
thì đập RCC cho phép lũ tràn qua mà không gặp sự cố. Việc sửa đổi và áp dụng đập
RCC chỉ cao 37,8m có thể đơn giản công trình xả lũ thi công, lại rút ngắn được thời
gian xây dựng, tiết kiệm rất nhiều chi phí
Các ưu điểm trên đây được minh chứng ở một số đập theo bảng 1-7.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
Luận văn Thạc sĩ
14
Bảng 1-7: So sánh tính kinh tế của các loại đập
Giá dự toán (1.000.000 USD)
Tên đập
Đập bê tông
Đập
Đập bê tông
Đập đá
của đập bê tông
đầm lăn
đất đá
truyền thống
đổ
đầm lăn
39,1
25,1
14,1
Liễu kê
17,3
Galesville
14,7
15,3
17,3
Monksville
18,1
20,5
33,6
Upperstillwater
75,9
1.2.2.
Giá quyết toán
12,7
25,6
17
82
60,6
Nhược điểm
Ứng dụng đập RCC tăng lên rất nhanh, số lượng đập đã xây ngày càng nhiều,
loại hình kiểu đập trọng lực phát triển theo hướng đập trọng lực vòm và đập vòm. Hiện
đang còn không ít các vấn đề kỹ thuật còn phải nghiên cứu, vấn đề tồn tại chủ yếu bao
gồm 5 điểm sau:
a)
Vấn đề chất lượng liên kết mặt tầng
Thông thường đập RCC sau khi nâng cao lên một tầng 3÷5m thì dừng thi công
3÷5 ngày rồi mới thi công tiếp. Chất lượng mặt tầng nếu không xử lý sẽ kém về cường
độ cũng như khả năng chống thấm.
Sau khi xây xong đập Liễu Kê vào mùa xuân năm 1983, hồ tích nước lần đầu tiên
tới độ cao đến 15,2m, ở cống thoát nước và ở mặt hạ lưu đập lập tức xuất hiện thấm
nước lớn, tổng lượng nước thấm lên đến 170 l/s. Theo phân tích thì nước thấm chủ yếu
ở mặt tầng. Qua thí nghiệm chống cắt tại hiện trường của một công trình ở Trung
Quốc chứng minh rằng lực kết hợp trong tầng RCC là 1,6 MPa, còn lực kết hợp mặt
tầng không xử lý thì chỉ có 0,8 MPa, nghĩa là bằng 50% nội tầng. Lực kết hợp mặt
tầng rải vữa xi măng cát là 1,25 MPa bằng 78% nội tầng. Điều này chứng tỏ mặt tầng
thi công đầm lăn là một khâu rất yếu. Khi độ cao đập lớn, chỉ tiêu chống cắt mặt tầng
tăng, làm thế nào để nâng cao chất lượng kết hợp mặt tầng để thoả mãn chiều cao đập
đang còn là vấn đề phải chú ý.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
b)
15
Luận văn Thạc sĩ
Kết cấu chống thấm của RCC
Như trên đã nói, chất lượng kết hợp mặt tầng không tốt là nguyên nhân thấm
nước. Đập RCC thường có mặt thượng lưu bằng CVC để chống thấm. Có một số đập
áp dụng màng chống thấm thượng lưu, một số đập dùng RCC để chống thấm.
c)
Khống chế nhiệt độ và đặt khe ngang
Vấn đề đặt khe ngang của đập vòm RCC càng trở nên quan trọng. Với tình hình
nào thì phải tạo khe ngang? Kết cấu khe ngang ra sao? Sau khi đã tạo khe ngang thì
làm thế nào để hồi phục lại tính nguyên vẹn của đập vòm? Tất cả các vấn đề này từ lý
luận đến công nghệ đều còn cần phải nghiên cứu tiếp.
d)
Thi công nhanh công trình lớn
Quy mô đập ngày càng lớn, yêu cầu cường độ thi công ngày càng tăng. Việc ứng
dụng thi công cơ giới trong xây dựng đập RCC mới có thể đáp ứng được nhu cầu thi
công cường độ cao. Việc không ngừng nâng cao trình độ cơ giới trong thi công RCC
luôn là yêu cầu hàng đầu.
e)
Tính bền vững của RCC
Lượng xi măng ít, sử dụng nhiều chất độn đã làm cường độ thời kỳ đầu của bê
tông phát triển chậm, nhưng cho tới thời kỳ sau (như là 180 ngày, 365 ngày) thì cường
độ tăng cao. Tuy thế cho đến nay, tính bền lâu (ví dụ 50 năm, 100 năm) của loại bê
tông này như thế nào còn chưa rõ, bởi vì đập RCC mới được xây dựng gần đây. Việc
triển khai nghiên cứu tính bền vững của RCC tuy khó nhưng rất cần thiết.
1.3. Các yêu cầu khi thi công RCC
1.3.1.
Yêu cầu chung
Việc thi công đập RCC cũng như thi công CVC đều phải đáp ứng các yêu cầu về
chất lượng, tiến độ và giá thành.
Yêu cầu về chất lượng: chất lượng thi công phải đồng đều và đạt các yêu cầu về
cường độ và khả năng chống thấm trong toàn bộ khối công trình, không có hiện tượng
phân tầng, liên kết giữa các lớp phải đảm bảo chất lượng như bê tông trong khối,
không gây hiện tượng thấm và trượt giữa các lớp.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
16
Luận văn Thạc sĩ
Yêu cầu về tiến độ: Đặc điểm nổi bật nhất trong thi công RCC là có tốc độ thi
công nhanh nhằm đạt các mốc yêu cầu về tiến độ như: vượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ,
hoàn thành toàn bộ công trình.
Yêu cầu về giá thành: Công nghệ thi công RCC là công nghệ tiên tiến nên có
mức độ cơ giới hoá cao, lượng xi măng trong bê tông cũng giảm nhiều, do đó tiết kiệm
được vật liệu xi măng và thời gian thi công, giảm giá thành công trình, đưa công trình
vào sử dụng sớm, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
1.3.2.
Tiến độ thi công
Tiến độ thi công RCC phải hết sức chặt chẽ do RCC khá nhạy cảm với các yếu tố
khí hậu và toàn bộ lớp rải yêu cầu phải kết thúc cùng lúc.
Tốc độ lên đập nhanh tạo ra hiệu quả kinh tế khi sử dụng RCC đặt ra yêu cầu
chặt chẽ về lập kế hoạch, tiến độ thi công và sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà thầu và tư
vấn thiết kế. Ở Hoa Kì khoảng thời gian khi trộn RCC đến khi đầm xong không quá 40
phút. Ở Nhật Bản thời gian này có thể gấp đôi. Mặt khác ở Nhật Bản mỗi một lớp rải
phải được bảo dưỡng không dưới 36 giờ trước khi rải tiếp lớp khác. Ở Hoa Kì và các
nước khác thì quá trình thi công các lớp RCC phải diễn ra liên tục.
Để tránh chậm tiến độ làm thiệt hại kinh tế khi nảy sinh những bất đồng về sự
phù hợp tiêu chuẩn chất lượng thì cơ quan được giao nhiệm vụ giải quyết những vấn
đề kỹ thuật cần phải được trang bị đội ngũ cán bộ chuyên môn được đào tạo bài bản.
Việc đào tạo cán bộ thi công và giám sát rải, bảo dưỡng RCC trong phòng và
ngoài công trường phải được thực hiện hết sức chu đáo.
Vì việc rải RCC nhanh và hiệu quả chi phối mọi công việc liên quan đến công tác
làm sạch nền móng, hệ thống đường vào, lắp đặt các bộ phận chi tiết chờ, dự trữ vật
liệu cần được quy hoạch và lập tiến độ hết sức cẩn thận trước khi khởi công công
trình. Việc lắp dựng ván khuôn và lắp đặt các chi tiết chờ cần phải thực hiện ngoài
phạm vi đập hoặc khoảng thời gian nghỉ giữa hai ca ngay trên bề mặt lớp rải.
Tiến độ thực hiện các lớp rải thường bị phức tạp hoá do khách quan, và ta ngại
vấn đề tích luỹ nhiệt. Vì tiến độ thi công RCC rất khẩn trương do vậy việc khống chế
nhiệt có thể khống chế mùa được thi công, hay thời gian nào trong ngày được thi công
RCC cũng như tốc độ lên đập sẽ làm cho việc lập tiến độ thi công phức tạp hơn.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
1.3.3.
17
Luận văn Thạc sĩ
Sản xuất cốt liệu và quy hoạch mặt bằng khu vực cung cấp cốt liệu
Việc cung cấp cốt liệu đạt tiêu chuẩn đủ và liên tục cho tiến độ thi công RCC là
hết sức quan trọng. Khoảng hơn 50% khối lượng cốt liệu cho một mùa thi công phải
được dự trữ sẵn trước khi khởi công. Việc dự trữ vật liệu với khối lượng lớn cho phép
lựa chọn thiết bị công nghệ một cách kinh tế và cho phép phối trộn các loại vật liệu
không đáp ứng yêu cầu cấp phối để đạt cấp phối tốt.
Vị trí và diện tích các bãi dự trữ cốt liệu cần phải được bố trí hợp lý tương thích
với vị trí trạm trộn RCC. Khi không sử dụng băng tải thì có thể sử dụng máy xúc
chuyển cung cấp cốt liệu cho máy trộn. Khoảng cách vận chuyển, quy trình đổ, vận
hành quay trở lại của máy xúc chuyển phải được quy hoạch cẩn thận để bảo đảm an
toàn và hiệu quả cao.
Mặt bằng và vị trí của trạm trộn cần phải lựa chọn sao cho giảm thiểu chi phí vận
chuyển RCC bằng xe tải hay băng tải đến mặt đập. Cụ thể là cần giảm thiểu quãng
đường vận chuyển, chiều cao nâng, khả năng phơi lộ ánh sáng mặt trời, gió hay mưa.
Khi ô tô tải hay các loại xe khác được sử dụng để vận chuyển thì trạm trộn phải đặt ở
vị trí cao, thoát nước tốt.
1.3.4.
a)
Thiết bị đầm
Thiết bị đầm lăn
Lu rung tự hành, có trống thép được dùng ở những nơi có diện tích mở, rộng lớn.
Lu rung loại nhỏ dùng ở những nơi khó vào đối với máy lớn, còn máy đầm bàn dùng ở
những khu vực cần đầm mà không thể áp dụng 2 loại máy đầm trên.
Lu rung phải được bảo dưỡng đúng kỹ thuật để đảm bảo khả năng đầm yêu cầu
thiết kế. Lu rung sử dụng ở mỗi lớp RCC phải cùng một chủng loại, đời máy.
Lu rung loại nhỏ có khả năng hoạt động gần với biên đứng của đập, được dùng
để đầm RCC tại nơi lu rung cỡ lớn không thể sử dụng được.
Số lượt đầm và độ dày của lớp đầm của lu rung được xác định trê cơ sở dung
trọng thiết kế và thí nghiệm hiện trường.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
b)
18
Luận văn Thạc sĩ
Thiết bị đầm bàn
Máy đầm bàn rung được dùng dọc theo các mái dốc ở vai đập, dọc theo phần ván
khuôn ở thượng và hạ lưu, và một số vùng khác nơi lu rung không thể hoạt động được.
Máy đầm bàn có trọng lượng hoạt động trong khoảng từ 60 đến 150 kg, lực động trong
khoảng từ 1000 đến 3000 kg, và tần số rung tối thiểu là 10 Hz. Các máy đầm bàn sử
dụng ở khu vực đầm mọi lúc trong quá trình đổ RCC. Nếu sử dụng nhiều máy đầm
bàn, yêu cầu phải cùng chủng loại, cùng đời, cùng kích cỡ và phải cùng vận hành theo
một cách thức.
Tại nơi sử dụng máy đầm bàn, lớp RCC được đổ từng lớp dày 15 cm, với lớp sau
đổ ngay lên lớp trước sau khi lớp trước đã được đầm.
1.3.5.
a)
Công tác chuẩn bị đổ RCC
Tổng quan
Chỉ được phép đổ bê tông sau khi ở toàn bộ các vị trí sẽ đổ bê tông, công tác
chuẩn bị bề mặt, biện pháp thi công cũng như các thiết bị máy móc cho công tác sản
xuất, đổ và hoàn thiện bê tông đã được chấp nhận. Không được phép đổ ở chỗ nước
chảy và cũng không cho phép nước chảy qua phần bê tông đã đổ nhưng chưa đông cứng.
Phải thu dọn tất cả các loại vật liệu rơi vãi trên bề mặt bãi đổ trong quá trình đổ
bê tông, hay khi khoan phụt vữa.
Nổ mìn đào bóc xung quanh khối đổ phải được hoàn thiện trước khi đổ RCC.
b)
Chuẩn bị nền móng
Ngay trước khi đổ lớp bê tông trám, bê tông làm phẳng hoặc RCC, tất cả các bề
mặt trên nền móng mà bê tông sẽ được đổ lên phải được dọn sạch nước đọng, bùn,
mảnh vụn, dầu mỡ, các lớp phủ ngoài, các vật liệu mềm, long, rời hoặc vật cứng ngoại lai.
Những đoạn gồ ghề và những vết nứt nhỏ được làm phẳng và lấp đầy bằng cách
phụt vữa xi măng hoặc vữa ximăng cát với tỉ lệ là 1: 2.5 (theo trọng lượng).
Vữa xi măng được trám ở một số nơi tập trung có nhiều vết nứt nẻ bằng chổi
chuyên dụng.
Ngay sau khi trám thì phải phủ bê tông lên. Loại bê tông phủ có thể là bê tông lót
hoặc RCC.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
c)
19
Luận văn Thạc sĩ
Bê tông trám xử lý
Bê tông trám xử lý được đổ ở những nơi lộ ra ở nền những điểm bị vỡ, nứt nẻ
hoặc các phần bị cắt trượt của bề mặt nền móng và ở một số vị trí khác theo thiết kế.
Bê tông trám xử lý được dùng ở những nơi có diện tích quá nhỏ không thể lấp một
cách thoả đáng bằng bê tông san phẳng như đã định.
d)
Bê tông lót
Một diện tích tối thiểu là 1500 m2 cho bê tông lót được đổ trước khi bắt đầu đổ
RCC ở bất cứ phần nào của công trình.
Bê tông lót được thiết kế để có được các chỉ tiêu cứng tương tự như các chỉ tiêu
của RCC. Cấp phối hạt của dăm cũng giống như của RCC, độ sụt tại thời điểm đổ là
4 ±1,5cm. Hỗn hợp trộn bao gồm cả phụ gia giảm nước để đạt được độ sụt yêu cầu.
Các yêu cầu về trộn, vận chuyển, đổ và đầm bê tông lót như quy định cho CVC.
e)
Chuẩn bị bề mặt của bê tông lót và của CVC
Các bề mặt CVC và bê tông lót đã cứng phải được dọn sạch bằng phun cát ẩm để
loại bỏ các lớp nước xi măng, lớp vữa bê tông bở rời hoặc khiếm khuyết, cát, hợp chất
bảo dưỡng nếu dùng, và những chất ngoại lai khác theo như yêu cầu về chất lượng. Có
thể sử dụng nước có áp lực cao 20÷30 MPa thay vì dùng phun cát ướt để chuẩn bị bề mặt
nếu nó có kết quả tương đương với kết quả sử dụng phun cát ướt .
Trong quá trình chuẩn bị bề mặt bằng phun cát ướt hoặc bằng nước áp lực cao,
cần cẩn thận để tránh cắt xén vào cốt liệu của bê tông. Thiết bị phun nước áp lực cao,
nếu được sử dụng, cần được trang bị phần điều chỉnh áp lực thích hợp và van tắt ở
miệng vòi. Bề mặt của các khe thi công cũng phải được dọn sạch và làm ẩm trước khi
đổ bê tông tiếp.
1.3.6.
Ván khuôn
Ván khuôn dùng cho mặt thượng lưu và hạ lưu đập, các mặt co khe giãn ở mỗi
phần đầu của mặt cắt đập RCC phải tuân thủ đúng theo thiết kế. Thiết kế và thi công
ván khuôn sao cho có đủ cường độ để chịu mức áp lực gây ra khi đổ và đầm RCC, đảm
bảo cứng chắc giữ đúng vị trí. Ván khuôn phải đủ kín tránh làm thất thoát vữa bê tông.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
1.3.7.
20
Luận văn Thạc sĩ
Trộn hỗn hợp RCC
Phương pháp vận chuyển, rải và đầm chặt RCC không ảnh hưởng đến năng suất
và hiệu quả trộn RCC. Năng suất trạm trộn phải lớn hơn cường độ thi công yêu cầu.
Để đạt được tính đồng đều về chất lượng cao của RCC đòi hỏi cung cấp hỗn hợp
RCC phải liên tục và đảm bảo cường độ thi công. Vì vậy, trạm trộn RCC phải được thiết
kế tốt và việc duy tu bảo dưỡng phải được thực hiện nghiêm ngặt. RCC thường khô và
dính, không có độ sụt nên khi thiết kế máy trộn, thùng chứa, thiết bị vận chuyển cần
phải lưu ý đến những đặc điểm này để tránh hiện tượng dồn tụ thành bánh và giảm
năng suất. Hỗn hợp RCC phải được trộn đều, do đó phải xác định được thời gian trộn
hợp lý. Khối lượng phối liệu phải được ghi lại đầy đủ theo thời gian, ngày, tỷ lệ cấp
phối. RCC rất nhạy cảm với lượng dùng nước nên phải trang bị tại trạm trộn thiết bị
xác định độ ẩm của cốt liệu nhỏ để vi chỉnh lượng nước.
Sự phối trộn thích hợp giữa cốt liệu và chất kết dính trên băng tải cấp vào máy
trộn cùng tạo điều kiện rút ngắn thời gian trộn và tránh vón tụ các vật liệu bám dính.
Việc rải các vật liệu theo thứ tự lớp cho phép tạo ra hiệu quả tốt đối với RCC. Điều
này không có ý nghĩa đối với CVC.
Hệ thống cân đong và trộn với cường độ thi công cao, để có thể đạt hiệu quả khi
cân đong theo khối lượng cẩn phải cân riêng từng loại cốt liệu, tránh cân tích luỹ.
1.3.8.
Vận chuyển RCC
Việc vận chuyển RCC có thể thực hiện bằng băng chuyền, máy xúc kết hợp ô tô
tự đổ hoặc kết hợp hai hay nhiều phương tiện này. Băng chuyền liên tục cường độ cao
sử dụng hiệu quả cho các đập lớn, máy xúc sử dụng không hiệu quả cho các công trình
vừa, còn ô tô tự đổ thì được sử dụng cho tất cả các công trình. Sự phân tầng RCC hay
xảy ra nhất đối với công trình sử dụng ô tô tự đổ. Do vậy cần phải có biện pháp khắc phục.
Việc rải và san gạt RCC có thể thực hiện nhờ xe rải, xe xúc, máy xúc hay ô tô tự
đổ. Xe bánh xích được sử dụng phổ biến hơn xe bánh hơi để tránh ảnh hưởng gây
hỏng bề mặt RCC do tác dụng lăn của bánh hơi. Xe ủi là thiết bị tốt nhất cho các công
trình có cường độ thi công lớn.
Ô tô tự đổ được sử dụng phổ biến ở Nhật Bản. Ô tô tự đổ RCC thành đống sau đó
máy ủi san thành vài lớp rồi mới đầm bằng lu rung cũng giúp giảm phân tầng RCC.
Các dải đắp phải theo hướng song song với trục đập.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
21
Luận văn Thạc sĩ
Sử dụng băng chuyền liên tục cường độ cao để vận chuyển RCC đến vị trí đổ là
phương án được lựa chọn nhiều nhất đối với các đập lớn. Phương pháp này giảm chi
phí xây dựng đường và không làm nhiễm bẩn khu vực thi công RCC.
1.3.9.
Đầm RCC
Độ ẩm khi đầm thường nằm trong khoảng 4,5-7% so với khối lượng khô của cốt
liệu. Giá trị hợp lý đó được xác định phụ thuộc vào thành phần hạt, Dmax cốt liệu,
nhiệt độ, độ ẩm và tính dẻo của thành phần hạt mịn. Hàm lượng xi măng ít ảnh hưởng
đến độ ẩm hợp lý của RCC. Quá trình đầm chặt phải được kết thúc sau 10 phút kể từ
khi rải và 40 phút kể từ khi RCC ra khỏi máy trộn. Tuy vậy khi sử dụng phụ gia chậm
đông kết hay RCC có độ công tác VC thấp có thể thay đổi. RCC được đầm theo làn,
mép làn có bề rộng 20-30cm phải để nguyên và chỉ được đầm khi đổ rải tiếp lớp kề
bên. Các dải đầm theo phương song song với trục đập.
Vì không chứa phụ gia cuốn khí và cốt liệu lại có kích thước lớn được đầm chặt
ở vị trí hợp lý nên RCC có dung trọng cao hơn CVC. Hiệu quả đầm phụ thuộc vào
thành phần cấp phối, hình dạng của hạt cốt liệu và loại thiết bị đầm. Khi chiều dày lớp
đầm tăng và Dmax cốt liệu tăng thì phương tiện đầm phải có tần số thấp, biên độ cao.
Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả đầm là tải trọng đầm (lực tĩnh), lực ly tâm,
khối lượng rung của lu rung, biên độ, tần số và gia tốc rung.
Nếu số lượt đầm vượt quá giá trị cần thiết sẽ không có tác dụng lèn chặt bổ sung
mà ngược lại có thể ép nước thoát ra khỏi RCC làm giảm dung trọng, làm cho RCC
đông cứng nhanh và làm xuất hiện vết nứt.
Ngoài dung trọng cần quan tâm đến độ nhẵn phẳng của bề mặt RCC sau khi lu
lèn có tác dụng làm cho công việc làm sạch bề mặt được dễ hơn, giảm các vũng nước
mưa, hay mất nước về mùa nóng, khô.
Bề mặt lớp đầm cần có độ dốc về thượng lưu hoặc hạ lưu đập để thoát nước mưa.
Khi bắt đầu đầm cần đầm một vài lượt mà không sử dụng chế độ rung, máy đầm phải
đặt ở chế độ không rung trước khi dừng. Lần đầm đầu tiên phải cách mép khuôn 3038cm. Mép RCC sau đó phải được lèn chặt bằng đầm mặt hay đầm rung vận hành
bằng tay sơ bộ trước khi lu bằng lu rung lớn. Lu rung phải dịch chuyển tiến lùi theo
đúng làn, khi chuyển làn phải tiến hành trên phần RCC đã lèn chặt.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
1.3.10.
22
Luận văn Thạc sĩ
Xử lý mặt khe và tầng:
RCC liên tục lên cao, thời gian giãn cách 2 lớp khống chế trong phạm vi thời
gian cho phép rải trực tiếp. Nếu vượt quá thời gian cho phép rải trực tiếp thì trên mặt
lớp rải phải được xử lý bề mặt và rải một lớp xi măng cát để liên kết mặt tầng rồi mới
được rải tiếp lớp RCC.
Thời gian cho phép rải trực tiếp và thời gian rải cho phép khi có lớp vữa liên kết
mặt tầng phải căn cứ vào yêu cầu chống cắt ở mặt tiếp giáp và chất lượng gắn kết của
mặt tiếp giáp, đồng thời phải xét tới các yếu tố khác như: Đặc tính của bê tông, thời
tiết, khí hậu, phương pháp thi công, vùng thượng hạ lưu khác nhau vv... rồi qua thí
nghiệm để xác định.
Theo phương pháp RCD của Nhật Bản, tất cả các bề mặt lớp đầm (khe nâng)
được coi là khe lạnh và được xử lý một cách cẩn thận. Mỗi lớp có tổng độ dày đạt đến
1m và sau khi đầm phải bảo dưỡng khoảng 36 h trước khi xử lý bề mặt. Phương pháp
này sẽ làm chậm tiến độ thi công đập do mất thời gian bảo dưỡng và xử lý khe nâng.
Khe thi công và khe lạnh bắt buộc phải được xử lý, có thể xử lý bằng cách đánh
xờm hoặc xói bỏ lớp vữa mặt, cốt liệu long rời trên mặt. Sau khi xử lý mặt khe xong
phải được xói rửa sạch, nghiệm thu đạt yêu cầu rồi rải một lớp vữa liên kết mặt tầng
sau đó rải lớp RCC ngay và tiếp tục thi công.
Dùng bàn trải đánh xờm hoặc dùng nước cao áp xói mặt tầng không được tiến
hành quá sớm, phải căn cứ vào cường độ bê tông, tính năng của công cụ vv... và qua
thí nghiệm hiện trường để quyết định.
Lớp vữa liên kết mặt tầng đã đánh xờm có thể là vữa xi măng, vữa cát lấy từ
RCC ra hoặc là bê tông cốt liệu nhỏ. Vữa xi măng phải có tỷ lệ nước trên chất kết dính
giống như của RCC, vữa cát hoặc bê tông cốt liệu nhỏ phải có cường độ cao hơn RCC
một cấp. Lớp vữa liên kết mặt tầng rải theo băng như bê tông, có chiều dày 1 ~ 1,5 cm
và phải kịp thời rải san ngay lớp RCC bên trên và đầm xong trước thời gian ninh kết
ban đầu của vữa liên kết.
Vì sự cố trong khi thi công, gặp mưa hoặc một nguyên nhân nào đó mà phải dừng
thi công thì phải kịp thời tiến hành đầm ngay lớp mới rải san xong. Tại nơi dừng thi công
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
Trường Đại học Thủy Lợi
23
Luận văn Thạc sĩ
phải tạo mặt nghiêng của bê tông không được lớn hơn 1:4 và cắt bỏ đoạn chân của mái
dốc có độ dày nhỏ hơn 15 cm. Khi thi công tiếp, tuỳ theo thời gian tạm dừng dài ngắn
để chọn biện pháp xử lý mặt tầng cho thoả đáng rồi tiếp tục thi công.
1.3.11.
Liên kết các lớp rải
Tạo ra liên kết lớp chặt chẽ là nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thi công đập
RCC. Cường độ kháng cắt và tính kín nước phụ thuộc nhiều vào tính toàn vẹn của khe
nâng. Khi xử lý khe nâng, việc bảo đảm liên kết tốt giữa các lớp rải là điều kiện quan
trọng về chất lượng xây dựng đập RCC.
Khe nâng được liên kết tốt khi được giữ ở trạng thái san phẳng, ẩm, trạng thái
mềm dẻo của mặt lớp rải trước khi rải lớp trên.
Vận chuyển và rải vữa lót rất phức tạp ở khu vực gần sát mặt thượng lưu. Rải
vữa lót thường kết hợp với rải RCC và bê tông tường thượng lưu cùng một thời gian
trên cùng một diện tích hẹp, điều này càng trở nên khó khăn khi thi công gần tới đỉnh
đập. Khe thi công theo phương ngang có thể được cố ý tạo ra hoặc xuất hiện khi có sự
chậm tiến độ rải, RCC phơi lộ toàn bộ hay một phần bề mặt lớp quá lâu và đạt đến thời
điểm bắt đầu đông kết của RCC. Việc xác định lúc nào xuất hiện khe lạnh phụ thuộc
vào thời gian phơi lộ, nhiệt độ bề mặt, chất lượng và hàm lượng xi măng trong RCC,
cũng như hiệu quả của phụ gia chậm đông kết.
Khe thi công được chia ra làm 4 loại: Khe nóng, khe ấm, khe lạnh và khe siêu
lạnh tương ứng với thời gian phơi lộ. Việc xử lý bề mặt từng loại khe được quy định
rất ngặt nghèo có thể tóm tắt như sau:
1. Khe nóng: Khe nóng là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ chưa quá thời
gian ninh kết ban đầu. Bề mặt khe nóng được làm sạch trước khi đổ lớp tiếp theo nhằm
loại bỏ các vật liệu long rời, nước đọng hoặc các tạp chất khác. Công tác dọn sạch
được tiến hành sao cho không gây hư hại đến bề mặt RCC, thường sử dụng xe hút
chân không.
2. Khe ấm: Khe ấm là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ quá thời gian ninh
kết ban đầu nhưng bề mặt RCC chưa trở thành khe lạnh. Khe ấm phải được đánh xờm
bằng chổi cuộn nhựa lông cứng hoặc nhựa lông cứng và thép hoặc chổi cuộn sợi thép.
Khe nối có thời gian phơi lộ khác nhau sẽ dùng các loại chổi khác nhau cho phù hợp.
Học viên: Mai Lâm Tuấn
Lớp: 18C11
