(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu sự phát triển của ứng suất nhiệt trong bê tông áp dụng tính toán cho công trình bản Mòng tỉnh Sơn La

LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Nghiên cứu sự phát triển của ứng suất nhiệt trong bê tơng áp
dụng tính tốn cho cơng trình Bản Mịng tỉnh Sơn La” được hồn thành với sự
giúp đỡ nhiệt tình của Phịng đào tạo đại học và sau đại học, Khoa cơng trình cùng
các thầy cô giáo của Trường Đại học Thuỷ Lợi.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS.Nguyễn Cảnh Thái đã
tận tình hướng dẫn, dìu dắt tác giả hồn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn
các thầy cơ giáo trong Khoa Cơng trình, Phịng Đào tạo đại học và Sau đại học Trường đại học Thuỷ Lợi, các đồng nghiệp đã cung cấp các tài liệu và số liệu cho
luận văn này.
Tác giả có được kết quả hơm nay chính là nhờ sự chỉ bảo ân cần của các thầy
cô giáo, cùng sự giúp đỡ, động viên của cơ quan, gia đình và bạn bè đồng nghiệp
trong những năm qua. Một lần nữa tác giả xin ghi nhớ tất cả các đóng góp to lớn
đó.
Do trình độ có hạn và thời gian nghiên cứu ngắn, nên luận văn không thể
tránh những tồn tại, hạn chế, tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp
của Quý thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Tác giả mong muốn những vấn đề
còn tồn tại sẽ được tác giả nghiên cứu sâu hơn để góp phần đưa những kiến thức
khoa học vào phục vụ sản xuất.
Hà Nội, ngày

tháng 8 năm 2015
Tác giả

Phùng Thị Thu Quyên


BẢN CAM ĐOAN
Kính gửi:

Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi
Khoa Cơng Trình

Phịng

Đào

tạo

ĐH&SĐH Tên tơi là: Phùng Thị Thu
Qun
Học viên cao học lớp: 20C11, chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy,
Trường Đại học Thủy Lợi.
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu sự phát triển của ứng suất
nhiệt trong bê tơng áp dụng tính tốn cho cơng trình Bản Mịng tỉnh Sơn La” là
cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu trích dẫn là trung thực. Các kết
quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác. Nếu những điều cam kết của tơi có bất kỳ điểm nào khơng
đúng, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm và cam kết chịu những hình thức kỷ luật
của nhà trường.
Hà Nội, ngày

tháng 8 năm 2015

Tác giả cam kết

Phùng Thị Thu Quyên


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG
BÊ TÔNG................................................................................................................4
1.1. Tổng quan về bê tông...................................................................................... 4
1.1.1. Bê tông khối lớn..................................................................................... 4
1.1.2. Nhiệt độ cực đại trong bê tông và độ chênh lệch nhiệt độ.....................4
1.1.3. Vật liệu dùng để chế tạo bê tông khối lớn.............................................. 5
1.2. Các tính chất của bê tơng, sự phát triển nhiệt trong khối đổ bê tông................6
1.2.1. Độ dẫn nhiệt của bê tông......................................................................... 6
1.2.2. Nhiệt dung của bê tông............................................................................ 6
1.2.3. Biến dạng nhiệt........................................................................................ 6
1.2.4. Sự phát triển nhiệt trong khối đổ.............................................................. 7
1.2.5. Nguyên nhân và hậu quả của quá trình thay đổi nhiệt.............................9
1.3. Tình hình xây dựng đập và nghiên cứu ứng suất nhiệt trong bê tông ở Việt
Nam và trên thế giới......................................................................................10
1.3.1. Tình hình xây dựng đập và nghiên cứu ứng suất nhiệt trong bê tông ở
Việt Nam........................................................................................................... 10
1.3.2. Tình hình xây dựng đập và nghiên cứu ứng suất nhiệt trong bê tơng ở
nước ngồi.......................................................................................................14
1.4. Một số đặc điểm chung của đập bê tông và điều kiện cơ bản để xây dựng đập
bê tông..................................................................................................................... 16
1.4.1. Đặc điểm chung của đập bê tông:.......................................................... 16
1.4.2. Một số điều kiện cơ bản để xây dựng đập bê tông.................................17


MỤC LỤC
2.1. Diễn biến về nhiệt và ứng suất nhiệt trong bê tông.......................................19
2.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến nhiệt của bê tơng khối lớn............19

2.1.2. Nhiệt thủy hóa của xi măng.................................................................... 19
2.1.3. Ứng suất nhiệt và nứt do nhiệt trong bê tông......................................... 21
2.2. Các phương pháp giải bài tốn nhiệt và lựa chọn phương pháp tính tốn.....27
2.2.1. Phương pháp giải tích (phương pháp phân ly biến số)..........................28
2.2.2. Phương pháp toán tử.............................................................................. 28
2.2.3. Phương pháp gần đúng.......................................................................... 28
2.2.4. Lựa chọn phương pháp giải bài toán nhiệt............................................ 31
2.3. Nguyên lý khống chế nhiệt độ đập bê tông.................................................... 32
2.4. Các biện pháp cơ bản về khống chế ứng suất nhiệt trong bê tông..................33
2.4.1. Giảm lượng tỏa nhiệt (phát nhiệt) của bê tông...................................... 33
2.4.2. Hạ thấp nhiệt độ của khối đổ (làm mát trước)....................................... 36
2.4.3. Tăng nhanh tốc độ tỏa nhiệt của bê tông sau khi đổ (làm mát sau).......38
2.5. Ảnh hưởng của phân khe, phân khối đối với ứng suất nhiệt độ......................39
2.6. Ứng dụng tổ hợp biện pháp khống chế nhiệt.................................................. 43
2.6.1. Biện pháp cơ bản................................................................................... 43
2.6.2. Khống chế phụ thêm............................................................................... 43
2.6.3. Quản lý quy trình thi cơng (Lợi dụng lúc nhiệt độ khí trời thấp để đổ bê
tơng)................................................................................................................. 44
CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG TÍNH TỐN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA ỨNG SUẤT
NHIỆT TRONG ĐẬP BÊ TƠNG CỦA CƠNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC
BẢN MỊNG-TỈNH SƠN LA...............................................................................45
3.1. Giới thiệu tổng quan cơng trình...................................................................... 45
3.2. Tính tốn, kiểm tra ứng suất nhiệt theo điều kiện thiết kế.............................. 47
3.2.1. Tính nhiệt độ giới hạn lớn nhất cho phép theo lý thuyết và so sánh kết quả về

mặt nhiệt độ
47


MỤC LỤC

3.2.2. Nội dung phương pháp PTHH và lựa chọn phần mềm để giải bài toán nhiệt
và ứng suất nhiệt.
50
3.2.3. Đặc tính vật liệu thân và nền đập.................................................................... 52
3.2.4. Tiến độ thi cơng:.............................................................................................. 55
3.2.5. Số liệu khác phân tích nhiệt............................................................................. 56
3.2.6. Mơ hình hóa bài tốn:...................................................................................... 61
3.2.7. Kết quả tính tốn trường nhiệt độ.................................................................... 64
3.2.8. Kết quả tính tốn trường ứng suất:.................................................................. 79

3.3. So sánh kết quả tính tốn với số liệu quan trắc............................................... 89
3.3.1. Bố trí thiết bị quan trắc trong khối bê tơng đập............................................... 89
3.3.2. Q trình quan trắc và số liệu đo.................................................................... 90

3.4. Phân tích các kết quả tính tốn và đề xuất biện pháp cần thiết.......................94
KẾT LUẬN............................................................................................................ 96
KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 100


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Q trình thay đổi nhiệt độ trong bê tơng khối lớn....................................8
Hình 1.2: Đập Định Bình tỉnh Bình Định (đập bê tơng đầm lăn)............................13
Hình 1.3: Đập Tân Giang tỉnh Ninh Thuận (đập bê tơng trọng lực)........................14
Hình 1.4 : Đập Miyagase cao 156m – Nhật Bản....................................................16
Hình 2.1: Tỏa nhiệt của xi măng theo thời gian.....................................................20
Hình 2.2: Ứng suất nhiệt phát sinh trong khối bê tơng............................................22
Hình 2.3: Nứt nẻ bề mặt và nứt xun ở đập bê tơng.............................................23
Hình 2.4: Biến dạng do nhiệt và ứng suất do nền kiềm chế của khối BT...............24
Hình 2.5: Phân bố ứng xuất ở đáy khối bê tơng.....................................................25

Hình 2.6: Hệ số ảnh hưởng kiềm chế của nền R.....................................................25
Hình 2.7: Đá dăm được che mát, tưới ẩm để hạ nhiệt.............................................37
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí đường ống làm lạnh trong khối đổ.......................................39
Hình 2.9: Tác dụng của khe nhiệt............................................................................41
Hình 2.10: Quan hệ giữa chiều dài khối đổ đối với ứng suất nhiệt.........................42
Hình 3.1: Quá trình thay đổi nhiệt trong bê tơng khối lớn.......................................47
Hình 3.2: Biểu đồ tra sự chênh lệch nhiệt độ trong khối đổ....................................48
Hình 3.3: Biểu đồ tra sự tăng nhiệt trở lại...............................................................49
Hình 3.4: Các đợt thi cơng nâng cao mặt cắt đập....................................................56
Hình 3.5: Đường cong biên nhiệt độ mơi trường, 0C...............................................57
Hình 3.6: Đường cong phát triển cường độ của bê tơng..........................................57
Hình 3.7: Đường biểu thị tính co ngót và từ biến của bê tơng (m/m)......................60
Hình 3.8: Đường đặc trưng tăng nhiệt của bê tơng, 0C............................................61
Hình 3.9: Mơ hình các đợt thi cơng nâng cao mặt cắt đập......................................63
Hình 3.10: Mơ hình hóa mặt cắt đập hoàn thiện......................................................64


Hình 3.11: Đầu đọc cầm tay Model GK-403vw readout box..................................90
Hình 3.12: Hiện trường thi cơng xây dựng..............................................................91
Hình 3.13: Hiện trạng khối đổ bê tơng....................................................................91
Hình 3.14: Biểu đồ phát triển nhiệt độ trong 16 ngày đầu – Thực đo......................94


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số cơng trình xây dựng trong giai đoạn trước năm 1945.................11
Bảng 1.2. Một số công trình xây dựng trong giai đoạn từ năm 1975 đến nay.........13
Bảng 2.1 : Nhiệt thủy hóa của các đơn khống trong xi măng:..............................19
Bảng 2.2 : Nhiệt thủy hóa của các đơn khoáng trong xi măng:..............................20
Bảng 2.3 : Hệ số kinh nghiệm đặc trưng cho sự tỏa nhiệt của các khoáng.............21
Bảng 2.4 : Hệ số ảnh hưởng kiềm chế của nền R...................................................21

Bảng 2.5: Thống kê hàm lượng xi măng trong một số đập......................................35
Bảng 3.1: Cấp phối bê tơng chính thân đập.............................................................53
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm cường độ kháng nén bê tơng....................................53
Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm cường độ kháng kéo bê tơng....................................53
Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm mơ đun đàn hồi bê tơng...........................................54
Bảng 3.5: Thơng số tính tốn vật liệu phân tích trường nhiệt..................................54
Bảng 3.6: Tiến độ thi cơng các đợt nâng cao đập tại mặt cắt MC14........................55
Bảng 3.7: Dữ liệu mô đun đàn hồi của bê tông (GPa).............................................59
Bảng 3.8: Kết quả nhiệt độ tính tốn - Đợt 1...........................................................68
Bảng 3.9: Nhiệt độ đo của 1 tuần đầu - Đợt 1.........................................................69
Bảng 3.10: Nhiệt độ đo ở tháng 11 và 12/2013 - Đợt 1...........................................69
Bảng 3.11: So sánh kết quả nhiệt độ tính toán và thực đo - Đợt 1...........................71
Bảng 3.12: Nhiệt độ đo ở các thiết bị đo - Đợt 2.....................................................74
.....................................
Bảng 3.13: Giá trị đo ứng suất theo thực tế - Đợt 1_kN/m2
82
Bảng 3.14: Giá trị ứng suất được thu thập - Đợt 2..................................................85
Bảng 3.15: Số liệu quan trắc hiện trường – 06 ngày đầu.........................................93


9
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.

Ngành xây dựng Việt Nam ngày nay đang từng bước tạo nên một hình ảnh
một đất nước Việt Nam hiện đại với những cơng trình mang tầm cỡ và ngày càng
được cải thiện tốt hơn. Riêng đối với cơng trình thủy lợi, thủy điện ở nước ta trong
những năm qua đã xây dựng được hàng trăm cơng trình Thủy lợi, thủy điện lớn với
quy mô lớn- nhỏ như: đập bê tông trọng lực Tân Giang, Bái Thượng, Sông Đà, Cửa
Đạt....Tuy nhiên ứng suất nhiệt trong bê tông là một trong những vấn đề được đề

cập và nghiên cứu nhiều bởi khi xây dựng các cơng trình này đã sử dụng một lượng
lớn bê tơng, bê tơng cốt thép. Qua q trình thi cơng, chúng ta đã đúc kết được
khơng ít những kinh nghiệm quý báu từ khâu khảo sát thiết kế đến khâu thi cơng
các cơng trình bê tơng khối lớn.
Mặt khác, nước Việt Nam ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lại được phân chia
thành những vùng miền có khí hậu biến đổi khác nhau. Ví dụ như ở Miền Bắc: có
bốn mùa rõ rệt, mùa đơng nhiệt độ thấp, mùa hè lại rất cao. Nhiệt độ chênh lệch có
thể lên tới 300C. Ở Miền Trung thời tiết lại khác hơn, sự chênh lệch giữa các thời
điểm là không quá lớn, nhưng mùa hè thì nhiệt độ lại rất cao, trên 35 0C. Ở Tây
Nguyên, nhiệt độ ngày và đêm chênh lệch nhau trên 100C. Sự thay đổi nhiệt độ như
vậy ảnh hưởng rất nhiều đến biến đổi về nhiệt của cơng trình. Tuy nhiên sự biến đổi
của nó và hậu quả gây ảnh hưởng cho cơng trình thì người ta chưa biết nhiều. Vì thế
trong thiết kế và thi cơng thiếu sự chú ý cần thiết. Đó là một trong những nguyên
nhân chủ yếu làm xuất hiện khe nứt ở đập bê tông. Các khe nứt xuất hiện dù lớn hay
nhỏ đều sẽ làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng làm việc của cơng trình nhất là
với cơng trình thủy lợi. Sự biến đổi khí hậu ở các vùng miền biến đổi khác nhau
phức tạp như vậy nên ngồi u cầu ổn định lật cịn phải đáp ứng khả năng chống
thấm cao. Vậy nên khe nứt xuất hiện sẽ làm giảm khả năng chống thấm và tiềm ẩn
sự mất an tồn của cơng trình khi đưa vào sử dụng.
Tuy nhiên quá trình phát sinh ứng suất nhiệt phụ thuộc nhiều vào giá trị nhiệt
ban đầu của vật liệu cũng như điều kiện mơi trường. Do đó trong q trình thi cơng


cần phải xác định được quá trình phát triển ứng với điều kiện hiện trường nhằm
đánh giá, so sánh với kết quả của thiết kế để từ đó có được phương pháp xử lý thích
hợp và kịp thời.
Đề tài: “Nghiên cứu sự phát triển của ứng suất nhiệt trong bê tơng áp
dụng tính tốn cho cơng trình Bản Mịng, tỉnh Sơn La” được thực hiện nhằm
đóng vai trị thiết thực vào xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật và cơng nghệ
mới. Việc tính tốn trên một cơng trình cụ thể đang thi cơng sẽ tìm ra những biến

đổi ứng suất về nhiệt cho cơng trình đó, kịp thời có những biện pháp ngăn chặn
hoặc giảm thiểu nếu xảy ra sự cố. Mặt khác, việc lựa chọn tính tốn trên một cơng
trình thuộc miền Bắc có tính chất phức tạp về thời tiết, điều kiện thi công sẽ giúp
cho việc thực hiện và giải quyết những cơng trình có tính chất tương tự.
2. Mục đích của đề tài.

Đề tài nghiên cứu nhằm 2 mục đích sau:
- Tính tốn ứng suất nhiệt trong bê tông theo điều kiện lý thuyết và điều kiện thi
cơng.
- So sánh các kết quả tính tốn với trị số đo thực tế và ứng suất cho phép từ đó
phân tích kết quả và đề xuất các biện pháp xử lý (nếu có).
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu là ứng suất nhiệt trong bê tông, và phạm vi nghiên cứu
trong luận văn chỉ áp dụng tính tốn cụ thể trên cơng trình Bản Mịng, thuộc xã
Hủa La, thành phố Sơn La.
3.2. Nội dung nghiên cứu.
Luận văn tập trung nghiên cứu nội dung cơ bản sau:
- Cơ sở lý thuyết về ứng suất nhiệt trong bê tơng, phân tích lựa chọn phương án
giải bài tốn nhiệt.
- Áp dụng tính tốn trên cơng trình cụ thể bằng việc thưc hiện tính tốn và đo
đạc trị số ứng suất nhiệt của cơng trình Bản Mịng, tỉnh Sơn La.
- Phân tích kết quả tính tốn, trị số đo thực tế để từ đó đưa ra những nhận định về
ứng suất nhiệt trong bê tông và đề xuất các biện pháp xử lý (nếu có).


4. Phương pháp nghiên cứu.

Tiếp cận trực tiếp bằng việc đo giá trị của ứng suất nhiệt thực tế trong q

trình thi cơng cơng trình Bản Mịng- tỉnh Sơn La theo thời gian thi công. Đồng thời
sử dụng phần mềm tính tốn và đưa ra kết quả ứng suất nhiệt đo được theo lý
thuyết.
Tiếp cận gián tiếp thông qua các tài liệu tham khảo, các quy chuẩn quy phạm,
các kết quả nghiên cứu cơng trình đã có, từ đó có sự phân tích và đánh giá.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT
TRONG BÊ TƠNG
1.1. Tổng quan về bê tơng.
1.1.1. Bê tơng khối lớn.
Theo TCXDVN 305:2004, Kết cấu bê tông hoặc bê tơng cốt thép được coi là
khối lớn khi có kích thước đủ để gây ra ứng suất kéo, phát sinh do hiệu ứng nhiệt
thủy hóa của xi măng, vượt quá giới hạn kéo của bê tông, làm nứt bê tông, và do đó
phải có biện pháp để phịng ngừa vết nứt. Trong điều kiện nóng ẩm Việt Nam kết
cấu có cạnh nhỏ nhất 1m và chiều cao lớn hơn 2m có thể được xem là khối lớn.
[7] Theo tiêu chuẩn Mỹ (ACI 116R-90), bê tông khối lớn được định nghĩa là
một thể tích bê tơng có kích thước đủ lớn, yêu cầu phải có biện pháp để đối phó
với sự phát nhiệt do xi măng thủy hóa và sự biến đổi thể tích kèm theo để giảm nứt
nẻ.
Có hai loại bê tông thường được dùng làm bê tông khối lớn:
- Bê tông truyền thống (ký hiệu CVC) là bê tông thường được đầm chặt bằng
phương pháp chấn động.
- Bê tông đầm lăn (ký hiệu RCC) là bê tông sử dụng các nguyên liệu tương tự bê
tông truyền thống nhưng rất khô và được đầm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt
ngoài (lu rung). Việc đầm bằng lu rung cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô hàm
lượng kết dính nhỏ hơn bê tơng thường rất nhiều. Trong chất kết dính có một phần
là xi măng, cịn lại là phụ gia khống hoạt tính mềm mịn (tro bay, puzơlan tự
nhiên...)
Bê tông đầm lăn đang được áp dụng nhiều trong xây dựng đập ở Việt Nam,

tuy nhiên bê tông khối lớn thông thường đã và sẽ vẫn được áp dụng trong cơng trình
và kết cấu cơng trình khơng thích hợp cho bê tông đầm lăn.
Trong phần này chỉ đề cập đến bê tông khối lớn thông thường (CVC).
1.1.2. Nhiệt độ cực đại trong bê tông và độ chênh lệch nhiệt độ.
- Nhiệt độ cực đại trong bê tông.
Những nghiên cứu đã cho thấy rằng độ bền vững lâu dài của bê tơng có thể bị ảnh
hưởng nếu nhiệt độ sau khi đổ bê tông vượt quá phạm vi của 68 0C đến 740C. Cơ


chế phá hủy là do việc trì hỗn sự hình thành ettringite, sẽ gây ra trương nở trong
cấu trúc bê tông mà kết quả là bê tông bị nứt. Điều này có thể khơng xảy ra tức thì
mà phải sau nhiều năm.
- Độ chênh lệch nhiệt độ: Trong khi thi công bê tông khối lớn, hai đại lượng nhiệt độ
được quan tâm nhất là nhiệt độ cực đại và độ chênh lệch nhiệt độ trong bê tông.
Độ chênh lệch nhiệt độ là độ chênh lệch nhiệt độ giữa phần nóng nhất của bê
tông và bề mặt. Nứt do nhiệt sẽ xảy ra do lớp trong giữ được nhiệt độ cao cản trở sự
co lại của những lớp bê tông bên ngoài đã nguội đi, gây ứng suất nén ở lớp bên
trong và ứng suát kéo ở lớp ngoài dẫn đến biến dạng và khi biến dạng này vượt quá
sức kéo của bê tông sẽ xuất hiện vết nứt.
Độ chênh nhiệt độ lớn nhất phụ thuộc vào tính chất cơ học của bê tông như: hệ
số giãn nở nhiệt, cường độ nén và modul đàn hồi cũng như kích thước và dạng kết
cấu ngàm của bê tông.
1.1.3. Vật liệu dùng để chế tạo bê tông khối lớn
1.1.3.1. Xi măng:
Xi măng trong bê tông khối lớn (đập trọng lực) nên dùng xi măng ít tỏa
nhiệt để đảm bảo tính ổn định của bê tông khối lớn, lưu ý chọn dùng các vật liệu
thích hợp. Theo[5] xi măng ít tỏa nhiệt thích hợp phải có lượng nhiệt phát ra khi xi
măng thủy hóa sau 3 ngày không lớn hơn 45-50 cal/g và sau 7 ngày không lớn hơn
50-60 cal/g.
Ở nước ta ban hành tiêu chuẩn xi măng ít tỏa nhiệt và quy đinh nhiệt thủy hóa

sau 7 ngày là 60 cal/g nhưng thực tế hầu như không sản xuất, nên thị trường xi
măng nước ta khơng có mặt xi măng ít tỏa nhiệt và chỉ có xi măng Pooclăng hỗn
hợp pha khoảng 12-20% phụ gia hoạt tính và phụ gia trơ.
1.1.3.2. Cốt liệu:
Cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn dùng cho bê tông khối lớn cũng giống như cốt
liệu dùng cho bê tông thông thường và được quy định theo tiêu chuẩn của nhà
nước. Do kích thước kết cấu lớn nên có thể dùng kích thước danh nghĩa lớn nhất
của cốt


liệu (Dmax) tới 150mm để giảm hàm lượng chất kết dính trong bê tơng, từ đó giảm
lượng phát nhiệt.
1.1.3.3. Nước trộn cốt liệu:
Nước trộn bê tông cũng giống như nước trộn thơng thường với các kích
thước khác nhau và được quyết định theo tiêu chuẩn nhà nước TCXDVN 302:2004.
1.2. Các tính chất của bê tơng, sự phát triển nhiệt trong khối đổ bê tông
1.2.1. Độ dẫn nhiệt của bê tông
Độ dẫn nhiệt là tính chất của vât liệu truyền nhiệt từ bề mặt này sang bề
mặt khác. Độ truyền nhiệt của vật liệu được đặc trưng bởi lượng nhiệt (tính bằng J),
mà vật liệu có khả năng truyền qua nó qua một đơn vị diện tích bề mặt với chênh
lệch nhiệt độ bằng 1 độ trong thời gian 1 giây.
Cấu trúc bê tông gồm pha rắn và các hệ thống bọt khí hoặc nước. Độ dẫn
nhiệt của khơng khí = 0,023 W/1m0C, nhỏ hơn độ dẫn nhiệt của pha rắn rất nhiều,
cho nên độ rỗng khơng khí của bê tơng càng nhiều hay độ đặc càng thấp thì độ
dẫn nhiệt của nó càng nhỏ. Khi các lỗ rỗng chứa đầy ẩm thì độ dẫn nhiệt của bê
tơng tăng, bởi vì độ dẫn nhiệt của nước bằng 0,58 W/1m 0C, lớn hơn 25 lần lớn
hơn độ truyền nhiệt của khơng khí. Khi bê tơng bị băng giá thì độ dẫn nhiệt của bê
tông tăng lên một chút. Bê tông với các lỗ rỗng rất nhỏ có hệ số dẫn nhiệt thấp
hơn do giảm lượng nhiệt truyền theo bức xạ và truyền vật chất trong bản thân bê
tông. Mức độ thay đổi dộ dẫn nhiệt của bê tông ẩm và bị băng giá phụ thuộc vào

độ đặc của nó.
1.2.2. Nhiệt dung của bê tông
Nhiệt dung của bê tông phụ thuộc vào cấu trúc và độ đặc của nó và có thể
biến đổi trong khoảng giới hạn 0,75- 1,1 KJ/(kg 0C) cho nên nếu tăng tỷ lệ N/X
trong hỗn hợp bê tông hay tăng độ ẩm của bê tơng thì nhiệt dung của bê tông sẽ
tăng lên.
1.2.3. Biến dạng nhiệt
Bê tông cũng nhưcác vật liệu khác, dãn nởkhi bị đốt nóng và co lại khi
làm lạnh. Trung bình hệ số dãn dài của bê tơng là 10.10-6. Nhưng thực chất nó biến


động trong sự phụ thuộc vào cấp phối của bê tơng, vào tính chất của cốt liệu và chất
kết dính.
Sự thay đổi của nhiệt độ trong giới hạn từ 0-50 0 ít ảnh hưởng đến hệ số dãn
nở vì nhiệt của bê tơng khơ, nếu như trong khi đó bê tơng khơng có các biến đổi lý
hóa xảy ra. Khi nhiệt độ của bê tơng âm thay đổi thì biến dạng nhiệt của bê tơng
cộng thêm biến dạn co ngót hay dãn nở. Khi bê tơng bị băng giá thì sự tạo thành đá
trong các lỗ rỗng và các mao quản của vật liệu có ảnh hưởng đến biến dạng của nó.
Trong nhiều trường hợp cùng với biến dạng nén trong bê tơng bị lạnh ở dưới cịn
thấy biến dạng dãn nở do đá được tạo thành trong nó gây lên.
Một điều đáng quan tâm là biến dạng nhiệt của bê tơng gần với biến dạng
nhiệt của thép, điều đó đảm bảo sự làm việc đồng đều và vững chắc của các kết cấu
bê tông cốt thép ở các nhiệt độ khác nhau trong môi trường.
1.2.4. Sự phát triển nhiệt trong khối đổ
Dịng nhiệt của kết cấu bê tơng trong quá trình xây dựng phụ thuộc chủ yếu
vào quá trình hòa tan và ngưng kết của xi măng. Tổng nhiệt lượng phụ thuộc chủ
yếu vào q trình thủy hóa của từng loại xi măng, dao động trong khoảng 120130KJ/kg, được mơ tả trong hình:
Hầu hết nhiệt tỏa ra trong 6-7 ngày đầu sau khi đổ bê tơng, trong đó sự tăng
nhiệt độ chủ yếu xảy ra trong hai ngày đầu, giá trị tăng đạt cực đại sau khoảng 812h từ khi trộn. Quá trình nhiệt phát triển nhanh ở điều kiện nhiệt độ cao, ở nhiệt độ
mơi trường thấp thì q trình nhiệt phát triển chậm.

Trong q trình bê tơng đơng cứng, do sự thủy hố của xi măng đã sinh ra
lượng nhiệt rất lớn, làm cho nhiệt độ trong khối bê tơng tăng cao, do tính chất dẫn
nhiệt của bê tông kém nên nhiệt lượng sinh ra tập trung vào trong khối bê tông làm
tăng nhiệt độ trong bê tơng gây ra chênh lệch nhiệt độ trong và ngồi khối bê tông.
Nhiệt độ trong khối bê tông cao hơn nhiệt độ mơi trường bên ngồi khối bê tơng.
Theo thời gian, nhiệt độ trong khối bê tông sẽ giảm dần, tới mức ổn định. Quan sát
thực tế thấy rằng: sự giảm dần nhiệt độ tự nhiên của bê tông kéo dài tới vài chục
năm. Sau khi nhiệt độ đã giảm xuống tới mức ổn định thì chỉ có vài mét ngoài vỏ


của khối bê tông nhiệt độ lên xuống, thay đổi theo nhiệt độ mơi trường bên ngồi.
Q trình thay đổi nhiệt độ của bê tơng khối lớn có thể được chia làm 3 thời kỳ:
tăng nhiệt, giảm nhiệt, ổn định nhiệt độ.
Từ hình vẽ ta thấy rằng: Nhiệt độ cao nhất của bê tông T

max

bằng nhiệt độ

trong bê tông lúc đổ T p cộng với nhiệt độ phát nhiệt lớn nhất của xi măng T r. Từ
nhiệt độ T p đến T

max

là thời kỳ tăng nhiệt. Sau khi đạt đến T

max

nhiệt độ trong bê

tông sẽ giảm dần tới T r, giai đoạn nay là thời kỳ giảm nhiệt. Cuối cùng nhiệt độ
trong bê tơng ổn định, đó là thời kỳ ổn định. [6], [18]

Hình 1.1: Quá trình thay đổi nhiệt độ trong bê tông khối lớn
Thời gian để nhiệt độ trong khối bê tông đạt đến nhiệt độ ổn định phụ thuộc
vào rất nhiều yếu tố. Theo kết quả nghiên cứu của Viện bê tơng Mỹ thì trường hợp
mặt tường bê tơng dày 150mm có thể ổn định sau 1,5 giờ, tường dày 1,5m cần 1
tuần, nếu dày 15m thì phải cần 2 năm và khảo sát một số đập lớn ở Mỹ như đập
Hoover, Shasta, Grand Coulee có chiều dày khoảng trên 150m thì thời gian để đạt
trạng thái ổn định về nhiệt độ lên tới 200 năm.


1.2.5. Nguyên nhân và hậu quả của quá trình thay đổi nhiệt.
1.2.5.1. Nguyên nhân.
Đập bê tông sau khi đã đổ, nhiệt độ sẽ có sự thay đổi phức tạp làm cho nhiệt
độ phát sinh thay đổi, nguyên nhân chủ yếu như sau:
- Bê tơng trong thời kỳ xi măng hóa cứng, thủy hóa nhiệt phát tán làm cho nhiệt đơ
trong bê tông lên cao.
- Nhiệt độ khi bê tông đã đổ vào khối đổ và nhiệt độ môi giới xung quanh (chủ yếu là
nhiệt độ khơng khí) khơng giống nhau, từ đó tồn tại chênh lệch nhiệt ban đầu làm
cho nhiệt độ thay đổi.
- Nhiệt độ vật môi giới xung quanh phát sinh thay đổi hoặc do nhiệt độ không khí
khi đổ bê tơng thay đổi đến nhiệt độ ổn định, hoặc thay đổi theo chu kỳ.
Do những nguyên nhân ở trên, giữa các điểm trong nội bộ khối bê tơng và do
tác dụng của thủy hóa nhiệt, nhiệt độ sẽ lên cao. Thời gian đoạn nhiệt độ tăng lên
này khơng dài, vì thủy hóa nhiệt trong vịng 28 ngày sẽ phát tán hết. Rồi sau đó
nhiệt độ sẽ xảy ra xu thế lên cao và hạ thấp (trong quá trình hạ xuống có dao động
phức tạp). Thời kỳ hạ xuống này có thể trải qua hơi dài.
Cuối cùng khi các loại ảnh hưởng ban đầu (thủy hóa nhiệt chênh lệch nhiệt độ
ban đầu, chênh lệch giữa nhiệt độ ổn định và nhiệt độ đổ bê tông) dần dần mất đi,

nhiệt độtại điểm nàyđạt đến kỳ ổnđịnh. Lúc này nhiệtđộsẽ tùy theo sựbiếnđộng
có tính quy luật của nhiệt độ bên ngoài mà thể hiện biến động rất nhỏ hoặc đều đều.
1.2.5.2. Hậu quả.
Những thay đổi về nhiệt độnày sẽ sản sinh ra khe nứt nhiệt độ. Sau khi nhiệt
độ phát sinh thay đổi thì thể tích của bê tơng theo đó mà co giãn. Khi khối bê tơng
khơng được tự do, mặt co giãn bị hạn chế hoặc bị hạn chế thì sẽ sinh ra nứt.
Cụ thể đầu tiên xét về mặt chỉnh thể, sau khi đưa vào khối đổ nhiệt độ bê tơng tăng
lên cao rất nhanh, sau đó lại xuống thấp, thể tích giãn nở và sau đó dần dần co lại.
Trong quá trình co lại của khối bê tơng mà gặp phải một loại gị ép nào đó thì sinh
ra ứng suất kéo hoặc khe nứt. Đặc điểm của loại khe nứt là phát sinh ở những nơi
biến dạng bị ràng buộc và khống chế nghiêm trọng nhất là nơi gần nền đá hoặc nơi


bê tơng cũ. Tiếp đến là q trình thay đổi nhiệt độ trong khối bê tông, nhiệt độ phân
bố không đều, vùng biên giới nhiệt độ giáp ranh nơi trung tâm có nhiệt độ trung
tâm, như vậy nội bộ khối sinh ra nhiệt độ bậc thang từ đó dẫn đến ứng suất nhiệt.
Loại ứng suất nhiệt này và khe nứt bất kỳ lúc nào cũng có thể phát sinh, nhất là sau
khi đổ bê tơng khơng lâu thì phát sinh nhiều nhất vì lúc này nội bộ bê tơng nhiệt độ
tăng lên rất cao cùng với nhiệt độ thấp ở bên ngồi dễ hình thành bậc thang rất lớn.
Khe nứt nhiệt hạ thấp tính hồn chỉnh kết cấu của bê tông, ảnh hưởng tới khả
năng làm việc và tuổi thọ cơng trình, làm giảm khả năng chống thấm và tính vững
bền, làm cho toàn bộ độ an toàn của kết cấu bị hạ thấp.
1.3. Tình hình xây dựng đập và nghiên cứu ứng suất nhiệt trong bê tông ở
Việt Nam và trên thế giới
1.3.1. Tình hình xây dựng đập và nghiên cứu ứng suất nhiệt trong bê tông ở
Việt Nam.
Ở nước ta việc nghiên cứu diễn biến nhiệt độ, ứng suất nhiệt và thiết lập quy
trình cơng nghệ thi cơng đập bê tơng trọng lực cịn mới mẻ. Hiện nay chúng ta đã
có tiêu chuẩn thiết kế 14TCN56-88 “Thiết kế đập bê tông và bê tông cốt thép” , tiêu
chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thủy công TCVN4116: 1995 và

TCVN 4453:1995- Kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép tồn khối- Quy phạm thi
cơng và nghiệm thu. Nhưng chưa có quy phạm hướng dẫn quy trình thi cơng riêng
cho đập bê tơng trọng lực đổ bằng phương pháp truyền thống.
Đối với một số cơng trình đập bê tơng trọng lực đã xây dựng ở nước ta trước
đây, khi thiết kế đã để ý đến vấn đề nhiệt và ứng suất nhiệt trong bê tơng nhưng
chưa có điều kiện phân tích đầy đủ q trình diễn biến nhiệt và ứng suất nhiệt trong
tồn kết cấu ở những thời điểm mong muốn. Khi giải bài toán nhiệt thường dùng
phương pháp sai phân hữu hạn, nên khi gặp những trường hợp mặt cắt đập có hình
dạng phức tạp, phân khoảnh theo kiểu xây gạch thì việc tính tốn trường nhiệt độ và
trường ứng suất nhiệt thường gặp khó khăn.
1.3.1.1. Giai đoạn trước năm 1945
[14] ,[23] Việc đầu tư xây dựng các cơng trình đập bê tơng trọng lực lớn hầu


như khơng có mà chủ yếu chỉ là các đập dâng có chiều cao thấp từ 5-10m, và sử
dụng khối bê tông nhỏ khoảng 20.000m3 trở lại.
Trong giai đoạn này, các đập dâng được xây dựng đều có kết cấu đơn giản, ở
một số đập, bên trong thường được xây dựng bằng các khối đá hộc hoặc bê tông đá
hộc M150, mặt ngoài được xây bằng đá hoặc đổ bê tông M150 để tạo thẩm mỹ và
tăng khả năng chống thấm cho cơng trình; cũng có đập được đổ hồn tồn bằng bê
tơng và bê tơng cốt thép M200. Bê tông đã được trộn, đổ, đầm bằng cơ giới kết hợp
với thủ công. Các yêu câu về cấp phối vật liệu, cấp phối bê tông đã được nâng cao,
tỷ lệ N/X đã được không chế. Việc đầu tư xây dựng các cơng trình đập bê tơng
trọng lực lớn hầu như khơng có.
Tuy nhiên các nghiên cứu về bê tơng khối lớn cũng chưa có gì đáng kể, đội
ngũ cán bộ kỹ thuật và chuyên gia nghiên cứu về bê tông la người Việt Nam cịn rất
ít ỏi.
Bảng 1.1. Một số cơng trình xây dựng trong giai đoạn trước năm 1945
TT

Tên cơng trình

Địa điểm xây dựng Thờ

1 Đ ơ Lương Sơng Cả- Ng hệ An
2 Đậ p Đáy Sông Đáy- Hà

Tây

1934-1937
1934-1937

3 Đậ p Bái Thượng
Sơng Chu- Thanh Hóa
4 Đập Đồng Cam Sông Đà
Rằng

1920
1925-1929

5 Đập Cầu Son Sông Th ương
6 Đậ p Liễn Sơn Sơng Phó

Đáy

i gian xây dựng

1902
1914-1917

1.3.1.2. Giai đoạn từ năm 1945 đến 1975
Thời gian này đất nước có chiến tranh nên việc đầu tư xây dựng các cơng trình
thủy lợi lớn bị hạn chế. Trong thời kỳ này chưa có đập bê tơng trọng lực cao nhưng
cũng đã xây dựng một số đập tràn thấp.
Có một số cơng trình thủy điện xây dựng trong giai đoạn này như: thủy điện
Thác Bà, thủy điện Cấm Sơn, thủy điện Đa Nhim....
Một số cơng trình thủy lợi, thủy điện đã được xây dựng nhưng cơng trình đầu


mối chủ yếu là đập vật liệu địa phương, chỉ có tràn nước mới là kết cấu bê tơng
hoặc bê tơng cốt thép. Tuy nhiên đập tràn này có chiều cao và khối lượng bê tông
không lớn lắm.
[14] , [23] Q trình thiết kế và thi cơng bê tơng trong các đập tràn đã có nhiều

tiến bộ, đã có các tiêu chuẩn về thiết kế và thi công bê tông thủy công, tiêu
chuẩn về vật liệu và cấp phối bê tông do các viện chuyên nghiên cứu về
vật liệu xây dựng và bê tông thủy công cung cấp.
Công nghệ thi cơng bê tơng thủy cơng đã có nhiều bước tiến mới, phần lớn
đều cơ giới hóa từ khâu trộn, vận chuyển vữa bê tông đến đổ, san đầm. Một số cơng
trình thi cơng ở những nơi có khí hậu khắc nhiệt cũng sử dụng các phụ gia. Biện
pháp khống chế nhiệt độ va chống nứt nẻ cho bê tông chủ yếu là dùng phụ gia
khống hoạt tính để giảm hàm lượng xi măng, thi công vào ban đêm, lúc thời tiết
mát, dùng các biện pháp che chắn, phủ bao tải....
1.3.1.3. Giai đoạn từ năm 1975 đến nay
Có thể được tính từ ngày đất nước hồn tồn thống nhất. Hịa nhịp cùng cả nước
trong công cuộc xây dựng và chấn hưng đất nước, cùng nhu cầu phát triển kinh tế
đã tạo những cơ hội lớn cho phát triển khoa học công nghệ. Đã có rất nhiều cơng
trình thủy lợi, thủy điện được xây dựng.
[14] , [23] Nhìn chung các cơng trình này lớn có khối lượng bê tơng từ vài

trăm nghìn đến hàng triệu m3, chiều cao từ 20-70m. Khi thiết kế các
cơng trình này thì vấn đề nghiên cứu nhiệt và vết nứt do nhiệt đã được
quan tâm. Đầu mối các cơng trình thủy lợi, thủy điện như PleyKrơng,
SêSan 3 và SêSan 4, Bản Vẽ, Thạch Nham, Tân Giang.... là những đập
bê tông khối lớn với hàng triệu m 3, chiều cao từ 70-138m. Việt Nam đã
và đang sử dụng thành công kỹ thuật và công nghệ hiện đại để xây dựng
các đập bê tơng trọng lực có quy mơ về cả chiều cao và khối đổ bê tông
ngày càng một lớn hơn.
Về thiết kế: đã phân chia đập thành các khe co giãn, sử dụng mác bê tông phù
hợp. Mỗi cơng trình đều có những nghiên cứu về vật liệu, thành phần, cấp phối bê
tông, nghiên cứu việc sử dụng phụ gia khống hoạt tính và phụ gia hóa học trước
khi đưa ra thị trường.


Về thi công: Trên cơ sở các nghiên cứu về vật liệu và cấp phối bê tơng, đặc
điểm khí hậu vùng xây dựng cơng trình, tại mỗi cơng trình đã có hướng dẫn quy
trình thi cơng bê tơng riêng. Trong đó cũng có các hướng dẫn quy trình thi cơng bê
tơng riêng. Trong đó cũng đã có các hướng dẫn và yêu cầu khá chi tiết về các chỉ
tiêu kỹ thuật của xi măng, cát, đá, nước, phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia hóa
học, việc phân chia và lựa chọn kích thước khoảnh đổ, tốc độ đổ bê tông, thời gian
đổ, thời gian giãn cách khoảnh đổ cạnh nhau, thời gian đổ các khoảnh chồng lên
nhau, chế độ bảo dưỡng...
Bảng 1.2. Một số cơng trình xây dựng trong giai đoạn từ năm 1975 đến nay
TT

Tên cơng trình

Địa điểm xây dựng Loại đập

1

Tân Giang Ninh Thuận

CVC

39,5

2

Lịng Sơng Bình Thuận

CVC

46,0

3 Định Bình Bình Định
4 Bản Vẽ Nghệ An
5 Sơn La Sơn La

RCC
RCC
RCC

Chiều cao

50,0
135,0
138,1

Một số hình ảnh đập bê tơng xây dựng trong thời kỳ này:

Hình 1.2: Đập Định Bình tỉnh Bình Định (đập bê tơng đầm lăn)


Hình 1.3: Đập Tân Giang tỉnh Ninh Thuận (đập bê tơng trọng
lực)
1.3.2. Tình hình xây dựng và nghiên cứu ứng suất nhiệt ở nước ngồi.
Ở các nước có nền kinh tế và khoa học công nghệ phát triển như Nga, Mĩ,
Nhật Bản, Trung Quốc,… đã có các nghiên cứu khá tỷ mỉ về diễn biến nhiệt, ứng
suất nhiệt tại từng cơng trình ngay từ khi thiết kế và trong q trình thi cơng, thiết
lập cơng nghệ thi cơng riêng cho mỗi cơng trình đập bê tơng, có các đo đạc, quan
trắc chi tiết về quá trình phát sinh nhiệt trong q trình thi cơng và thường xun có
tổng kết, hội thảo khoa học về lĩnh vực này.
[14], [27] Cách đây 4000 năm ở Trung Quốc, Ai Cập đã bắt đầu xuất hiện
những cơng trình thủy lợi. Đập xây dựng đầu tiên là đập xây dựng trên sông Nile
cao 15m và dài 450m có cốt liệu là đá đổ và đất sét.
Đặc biệt nghiên cứu và phát triển các phương pháp để giải các bài tốn nhiệt
trong bê tơng nhưng chủ yếu là phương pháp phân tử hữu hạn. Đã xây dựng được
nhiều phần mềm để giải bài toán nhiệt trong bê tông khối lớn như: phần mềm
thương mại ConTestPro của nhà cung cấp phần mềm JEJMS CONCERTE (Thụy
Điển), phần mềm ANSYS (Mỹ), phần mềm ABAQUS, phầm mềm MIDAS…..
1.3.2.1. Giai đoạn từ năm 1930 đến 1970
Quy mơ cơng trình: nhiều cơng trình bê tơng khối lớn và đập bê tơng có chiều cao
lớn được xây dựng.


Thành phần vật liệu để xây dựng đã được xem xét khá tỷ mỷ và thận trọng về
chất lượng.
Câp phối bê tông được sử dụng rộng rãi các phụ gia.
Thời gian này là một kỷ nguyên mới về sự phát triển nhanh về công nghệ thi công

đập bê tông trọng lực bằng phương pháp đổ bê tông truyền thống.
1.3.2.2. Giai đoạn từ năm 1970 đến nay
[14], [27] Theo con số thống kê của hội đập cao thế giới (ICOLD) tính đến
năm 2000 trên thế giới có khoảng 45000 đập lớn. Nước có nhiều đập nhất là Trung
Quốc với khoảng 22.000 đập chiếm 48% số đập trên thế giới. Đứng thứ 2 là Mỹ có
6.575 đập. Đứng thứ ba là Ấn Độ với 4.291 đập, sau đó là Nhật Bản với 2.675
đập.... Việt Nam có gần 500 đập đứng khoảng thứ 16 trong số các nước có nhiều
đập cao trên thế giới.
Các thống kê về thể loại đập của ICOLD – 1986 cho thấy 78% là đập đất,
đập đá đổ 5%, đập bê tơng trọng lực 12%, đập vịm chỉ 4%. Trong số các đập có
chiều cao lớn hơn 100m thì lại có 30% là đập đất, 38% là đập bê tơng, cịn lại là đập
vịm. Như vậy đập càng cao thì tỷ lệ đập bê tơng càng nhiều.
Hiện nay Trung Quốc là nước có nhiều đập bê tơng trọng lực được xây dựng
nhiều nhất trên thế giới. Tính đến năm 2000 đã có 22 đập cao trên 70m. Phải kể đến
những đập như: Shuifeng cao 106m,đập Sanmen-xian cao 106m, đập Baozhusi và
Manwan cao 132m, đập Ankang cao 128m
Tính từ thời điểm này, đây là thời kỳ bê tông đầm lăn RCC phát triển và ứng
dụng rộng rãi. Và cho đến hiện nay thì một số lượng lớn đập bê tơng trọng lực đang
được xây dựng bằng bê tông đầm lăn.


Hình 1.4 : Đập Miyagase cao 156m – Nhật Bản.
1.4. Một số đặc điểm chung của đập bê tông và điều kiện cơ bản để xây dựng
đập bê tông
1.4.1. Đặc điểm chung của đập bê tông:
[10], [14], [18] Đập bê tơng có một số đặc điểm chung sau:
- Thi cơng nhanh: Do khả năng cơ giới hóa cao, quy trình thi công gần như liên tục
nên rút ngắn đáng kể thời gian thi cơng xây dựng cơng trình. Việc đẩy nhanh tiến
độ thi công đem lại hiệu quả kinh tế cao do sớm đưa cơng trình vào vận hành khai
thác, nhất là với các cơng trình thủy điện.

- Đập tràn và kết cấu phụ trợ: Trong sơ đồ bố trí với đập bê tơng thì cơng trình tháo
thường được bố trí ngay tại đập chính, cho phép xả lũ từ đỉnh đập xuống hạ lưu.
Nếu so sánh với phương án bố trí cơng trình tháo cho đập vật địa phương, đập tràn
thường được bố trí ở vai đập hoặc yên ngựa và tách khỏi đập chính, do đó sẽ gây
tốn kém hơn nhiều so với phương án bố trí trong đập bê tơng. Đối với các cơng
trình lấy nước, với đập bê tơng cửa lấy nước thường được bố trí neo ở mặt thượng
lưu, với đập vật liệu địa phương thì cửa lấy nước kiểu tháp và được bố trí độc lập,
tách ra xa chân đập. Chiều dài bản đáy đập cũng là một lợi thế của việc lựa chọn
đập bê tơng vì rút ngắn được chiều dài đường dẫn nước, chiều dài đường ống áp lực
so với khi bố trí các hạng mục cơng trình này trong đập vật liệu địa phương.


- Cơng trình dẫn dịng và đê quai: Đối với cơng trình bê tơng, có thể tháo lũ thi cơng
qua cơng trình đang dang dở, đây là một trong những ưu việt của đập bê tông so với
đập vật liệu địa phương. Nếu chọn sơ đồ dẫn dòng qua lòng sông cũ, với lợi thế
chiều dài bản đáy ngắn nên rút được khối lượng đê quây. Hơn nữa do rút ngắn thời
gian thi công nên khả năng gặp lũ thi cơng lớn ít hơn, làm giảm bớt kích thước cơng
trình tháo, chiều cao đê quai và tăng ổn định công trình.
- Giá thành xây dựng: Khác với đập vật liệu địa phương có thể sử dụng nguồn vật
liệu tại chỗ, cịn cơng tác thi cơng đập bê tơng thì phải có hai nguồn vật liệu chính
là đá và xi măng. Do đó chi phí xây đập bê tơng có thể cao hơn. Nhưng đánh giá
trên tồn bộ cơng trình, do rút ngắn thời gian thi cơng sớm đưa cơng trình vào khai
thác, giảm chi phí cho các cơng trình dẫn dịng, lấy nước và các kết cấu phụ trợ nên
có khi chi phí cơng trình xây dựng lại nhỏ hơn so với phương án sử dụng đập vật
liệu địa phương.
- Các công tác khác: Khối lượng thi công đập bê tông nhỏ hơn nhiều so với đập
vật liệu địa phương do đó làm giảm đáng kể các tác động tiêu cực đến mơi
trường. Do mức độ cơ giới hóa nhanh nên giảm được số nhân lượng nhân lực trên
công trường vì thế sức ép về việc giải quyết cơng ăn việc làm cho cơng nhân xây
dựng cũng ít hơn..

- Đập bê tơng có ưu điểm vượt trội so với đập vật liệu địa phương tuy nhiên nó cũng
có nhược điểm là u cầu thi cơng nền móng cơng trình cũng phức tạp hơn, kỹ
thuật thi công cũng phức tạp hơn. Một trong những vấn đề phức tạp trong thi công
là khống chế được nhiệt thủy hóa xi măng để khơng xảy ra ứng suất nhiệt gây nguy
hiểm cho cơng trình. Đây cũng chính là một vấn đề mà luận văn muốn đề cập
đến.
1.4.2. Một số điều kiện cơ bản để xây dựng đập bê tông
Đập bê tông là loại đập có thể sử dụng tràn nước (đập tràn) và khơng tràn
nước (Đập dâng). So với đập vật liệu địa phương thì đập bê tơng có thể được xây
dựng trên nền đá hoặc nền không phải là đá, nhưng phải đảm bảo sự liên kết giữa
đập và nền. Do đó cần phải đảm bảo điều kiện đập và nền ổn định trong mọi điều