Trêng ®¹i häc thñy lîi hµ néi LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Thanh Bằng là người hướng dẫn trực tiếp tác giả thực hiện luận văn Xin cảm ơn thầy đã dành[.]
LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thanh Bằng người hướng dẫn trực tiếp tác giả thực luận văn Xin cảm ơn thầy dành nhiều cơng sức, trí tuệ thời gian để tác giả hoàn thành luận văn nghiên cứu thời hạn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy thời gian học cao học Trường Đại học Thuỷ lợi, thầy cô giáo Khoa Cơng trình Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, phòng Đào tạo đại học sau đại học tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức để tơi hồn thành luận văn Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động viên, khuyến khích để tác giả hoàn thiện luận văn nghiên cứu Hà nội, ngày tháng năm Tác giả Trần Xuân Cường LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu độc lập thân với giúp đỡ giáo viên hướng dẫn Những thông tin, liệu, số liệu đưa luận văn trích dẫn rõ ràng, đầy đủ nguồn gốc Những số liệu thu thập tổng hợp cá nhân đảm bảo tính khách quan trung thực Tác giả Trần Xuân Cường MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THI CÔNG CÁC DẠNG LỚP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN 1.1 Các dạng lớp bảo vệ mái đê biển giới Việt Nam 1.1.1 Các dạng lớp bảo vệ mái đê biển giới 1.1.2 Các dạng lớp bảo vệ mái đê biển Việt Nam 10 1.2 Công nghệ thi công dạng lớp bảo vệ mái đê biển giới Việt Nam 15 1.2.1 Công nghệ thi công dạng lớp bảo vệ mái đê biển giới 15 1.2.2 Công nghệ thi công dạng lớp bảo vệ mái đê biển Việt Nam 21 1.3 Công nghệ thi công vật liệu hỗn hợp asphalt lớp gia cố bảo vê đê biển 24 Kết luận chương 32 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THI CÔNG LỚP BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN BẰNG VẬT LIỆU HỖN HỢP ASPHALT CHÈN TRONG ĐÁ HỘC PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ TẠI VIỆT NAM 33 2.1 Nghiên cứu đặc điểm điều kiện Việt Nam có ảnh hưởng đến quy trình cơng nghệ thi cơng 33 2.1.1.Về tuyến đê 33 2.1.2 Về mặt cắt hình học đê 35 2.1.3 Cơ chế phá hoại đê biển Việt Nam 35 2.1.4 Đặc điểm khí tượng, khí hậu, chế độ thủy triều Việt Nam 37 2.1.5 Trình độ cơng nghệ, lực trang thiết bị; 42 2.2 Nghiên cứu quy trình cơng nghệ thi công 43 2.2.1 Nghiên cứu lựa chọn trang thiết bị, chuẩn bị mặt kho bãi bố trí nhân vật lực hiên trường 43 2.2.2 Nghiên cứu trình tự thi công 44 2.3 Nghiên cứu quy trình kiểm tra chất lượng thi công 49 2.3.1 Quy định chung 49 2.3.2 Kiểm tra thiết kế thành phần vật liệu hỗn hợp asphalt 50 2.3.3 Kiểm tra trình sản xuất, chất lượng vật liệu hỗn hợp asphalt 50 2.3.4 Kiểm tra trình thi công lớp gia cố vật liệu hỗn hợp asphalt 53 2.3.5 Kiểm tra nghiệm thu chất lượng lớp gia cố vật liệu hỗn hợp asphalt 55 2.3.6 Hồ sơ kiểm tra, nghiệm thu bao gồm nội dung sau: 56 Kết luận chương 57 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ THI CÔNG LỚP GIA CỐ MÁI ĐÊ BIỂN BẰNG VẬT LIỆU HỖN HỢP ASPHALT CHO MỘT ĐOẠN ĐÊ BIỂN HẢI HẬU – NAM ĐỊNH 58 3.1 Đặc điểm kết cấu lớp gia cố mái đê biển Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định 58 3.1.1 Hiện trạng đê biển Hải Hậu- Nam Định 58 3.1.2 Đặc điểm kết cấu lớp gia cố mái đê biển Hải Thịnh – Hải Hậu – Nam Định 61 3.1.3 Phương án sửa chữa 62 3.2 Tính tốn bố trí mặt thi cơng, lựa chọn trang thiết bị, bố trí nhân vật lực trường 62 3.2.1 Bố trí mặt thi cơng 62 3.2.2 Chuẩn bị vật tư, trang thiết bị, nhân lực 64 3.2.3 Các thiết bị phục vụ thi cơng, thí nghiệm trường 66 3.3 Kết thí nghiệm tiêu lý vật liệu hỗn hợp asphalt 67 3.3.1 Vật liệu sử dụng 67 3.3.2 Lựa chọn thành phần cấp phối phịng thí nghiệm 72 3.3.3 Điều kiện thí nghiệm 72 3.3.4 Thí nghiệm cấp phối chọn trạm trộn 73 3.4 Tổ chức thi công trường 75 3.4.1 Thi công công tác đất 75 3.4.2 Thi công tầng lọc ngược 75 3.4.3 Rải đá hộc, định vị ống tiêu thoát nước 76 3.4.4 Sản xuất hỗn hợp asphalt 77 3.4.5 Thi cơng rót hỗn hợp asphalt vào đá hộc 77 3.4.6 Một số công việc khác 78 3.4.7.Tiến độ thi công 80 3.5 Kiểm tra chất lượng thi công trường 80 Kết luận chương 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Gia cường mái đê biển Hà Lan Hình 1.2: Cấu kiện bê tơng lắp ghép Hình 1.3: Một dạng cấu kiện gia cố đê biển Nhật Bản Hình 1.4: Thiết bị thi công cấu kiện gia cố mái đê biển Hà Lan Hình 1.5: Cấu kiện bê tơng gia cố dạng cột Hình 1.6: Thảm bê tơng liên kết dây cáp Hình 1.7: Thảm bê tơng sử dụng làm kè đê biển Hà Lan Hình 1.8: Thảm gia cường hệ thống túi vải địa kỹ thuật Hình 1.9: Mở rộng ứng dụng túi địa kỹ thuật Hình 1.10: Kè biển Stockton (2009) Hình 1.11: ống địa kỹ thuật gia cường bảo vệ bờ Hà Lan Hình 1.12: Một dạng kè đê biển đá xếp phủ nhựa đường Hà Lan 10 Hình 1.13: Kè bảo vệ mái đá lát khan Hải Hậu-Nam Định 11 Hình 1.14: Hình thức kè đá xây liền khối Thái Bình 12 Hình 1.15: Kè lát mái bê tông đổ chỗ 13 Hình 1.16: Kè cấu kiện bê tông tầm nhỏ 13 Hình 1.17: Kè cấu kiện bê tông khối lớn 13 Hình 1.18: Kè lát mái cấu kiện TSC-178 14 Hình 1.19: Kè cấu kiện BT liên kết chiều 14 Hình 1.20 Quá trình đánh chìm thảm đá xuống đáy Eastern Schelt 16 Hình 21 Trải thảm phủ đúc sẵn lên mái 17 Hình 22 Thi cơng mái đê với kết cấu đúc sẵn 17 Hình 23 Trải vải địa kỹ thuật gia cố mái đơn giản 18 Hình 1.24 Thi cơng lớp gia cố mái đơn giản với tàu đổ đá mở 19 Hình 1.25 Cần cẩu gàu ngoạm xếp đá lên mái 19 Hình 26 Thi công mái đê trải nhựa đường 20 Hình 1.27 : Khối Basalton 20 Hình 1.28: Các bó khối Hydro-blocks giá kẹp thi công 21 Hình 1.29: Thi cơng lắp đặt neo xoắn gia cố mái đê biển 22 Hình 1-30: Kè bờ biển Nghĩa Phúc - Nam Định 22 Hình 1-31: Thảm bê tơng FS 23 Hình 1-32: Thảm bê tơng tự chèn lưới thép 23 Hình 1.33: Kè cấu kiện bê tông đúc sẵn dạng bậc thang lắp ghép 24 Hình 1.34: Kè Cửa Tùng – Quảng Trị 24 Hình 1.35: Thi cơng lớp lót mái nghiêng 29 Hình 1.36: Thi công bê tông nhựa mái nghiêng đê 29 Hình 1.37: Thi cơng mái đê đá hộc chèn bê tơng nhựa nóng 30 Hình 1.38: Tưới nhựa mái đê 30 Hình 1.39: Rải, san, đầm bê tông nhựa mái đê 31 Hinh 1.40: Ứng dụng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc thi công đê biển Hà Lan năm 2013 31 Hình 2.1 Tuyến đê sát biển, cần có đê tuyến Giao Thủy (Nam định) 34 Hình 2.2 Tuyến đê nằm sâu vùng bồi, dân cư sinh sống từ nhiều năm (Nam Định) 34 Hình 2.3 Đê dạng ống khu vực cống 44 đê biển (Thái Bình) 34 Hình 2.4 Khu vực dân cư chưa có tuyến đê bảo vệ Nghi Xuân (Hà Tĩnh) 34 Hình 2.5: Các hình thức phá hoại đê kè biển 36 Hình 2.6 Cây cố phá hoại đê biển[3] 37 Hình 2.7 Sơ đồ trạm trộn bê tông asphalt 45 Hình 2.8 – Trạm trộn kiểu di động 46 Hình 2.9 Thiết bị vận chuyển hỗn hỗn hợp asphalt chuyên dụng 48 Hình 3.1: Đê biển Hải Hậu – Nam Định [4] 61 Hình 3.2: Vị trí đoạn đê thử nghiệm công nghệ nghiên cứu 61 Hình 3.3: Hư hỏng đê Cồn trịn - Hải Thịnh 62 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí tổng thể mặt thi công 63 Hình 3.5 kết cấu mái đê gia cố vật liệu hỗn hợp Asphalt 64 Hình 3.6: trạm trộn vật liệu hỗn hợp vữa asphalt di động 66 Hình 3.7 : Thiết bị đo độ nhớt Kerkhoven 67 Hình 3.8 Thí nghiệm khả chịu nhiệt vải địa kỹ thuật loại dệt 76 Hình 3.9 Thi cơng rót vữa asphalt vào đá hộc (6/2015) 79 Hình 3.10 Lớp bảo vệ mái đê sau hoàn thành (7/2015) 79 Hình 3.11 Lớp bảo vệ mái đê sau thời gian làm việc (10/2015) 80 Hình 3.12 Mặt bố trí điểm thí nghiệm rút viên đá 81 Hình 3.13 Cân khối lượng viên đá hộc trường 82 Hình 3.14 Kiểm tra chất lượng thi công phương pháp rút viên đá (7-2015) 82 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 - Kiểm tra vật liệu trình sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa 51 Bảng 2.2 - Kiểm tra trạm trộn 52 Bảng 2.3 - Kiểm tra thi công lớp gia cố đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt 54 Bảng 2.4 Sai số cho phép đặc trưng hình học 55 Bảng 2.5 - Dung sai cho phép so với công thức chế tạo vật liệu hỗn hợp asphalt 56 Bảng 3.1- Tổng hợp vật tư chủ yếu 64 Bảng 3.2- Danh mục thiết bị cần chuẩn bị 65 Bảng 3.3 Kết thí nghiệm tiêu lý bột đá 67 Bảng 3.4 Kết thí nghiệm số tiêu lý cát vàng .69 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm số tiêu lý đá dăm 70 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm số tiêu lý bitum .71 Bảng 3.7 kết thử nghiệm đá hộc 72 Bảng 3.8 Kết lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phịng thí nghiệm 73 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích, độ nhớt nhiệt độ 1500C, độ phân tầng trạm trộn 74 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm rút viên đá kiểm tra cấp phối tối ưu trường .74 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm rút viên đá khỏi khối đổ trường 83 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước ta có 3200km bờ biển trải dài từ Bắc vào Nam với hệ thống đê biển hình thành củng cố qua nhiều thời kỳ Với đường bờ biển dài, thuận lợi lớn việc phát triển kinh tế khu vực ven biển, nơi đánh giá khu vực động, giàu tiềm năng, có nhiều thuận lợi phát triển kinh tế xã hội, quốc phòng, an ninh Thực tế cho thấy năm 2005 vùng ven biển nước ta liên tiếp chịu ảnh hưởng trực tiếp nhiều bão mạnh vượt mức thiết kế, đặc biệt bão số 2, số 6, số với sức gió mạnh cấp 11, cấp 12, giật cấp 12 lại đổ vào thời điểm mực nước triều cao, thời gian bão kéo dài gây sóng leo tràn qua mặt đê làm sạt lở mái đê phía đồng phía biển với chiều dài 54km thuộc Hải Phịng, Nam Định, Thái Bình, Thanh Hố vỡ số đoạn thuộc tuyến đê biển Cát Hải (Hải Phòng), đê biển Hải Hậu, Giao Thuỷ (Nam Định) với tổng chiều dài 1.465m, gây thiệt hại nghiêm trọng hoa màu, thủy sản, làm nhiễm mặn hàng trăm đất nơng nghiệp, Vì vậy, nghiên cứu giải pháp KHCN để đê biển ổn định bền vững nhiệm vụ cần thiết cấp bách việc bảo vệ phần đất thấp tỉnh ven biển Trong thực tế, bão lớn với triều cường làm hư hỏng tràn qua nhiều đoạn đê, gây thiệt hại lớn Cơn bão số số năm 2005, đặc biệt bão số mạnh cấp 12 vượt tần suất thiết kế trì thời gian dài trùng với triều cường gây nước dâng 3,5-4,0m, đồng thời sóng mạnh dội 6m vùng biển Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa ảnh hưởng đến Nghệ An Hà Tĩnh làm nước biển tràn qua đê vỡ đê nhiều nơi gây thiệt hại nghiêm trọng Trên sở nhận dạng, tìm hiểu nguyên nhân làm hư hỏng đê biển, đặc biệt đê bị sóng tràn qua, loạt giải pháp cơng nghệ nghiên cứu khác đề cập để giải tồn nêu hệ thống đê biển Viện Nam Nhiều nước giới, có Hà Lan, nghiên cứu thành cơng sử dụng phổ biến vật liệu cát, đá Bitum bảo vệ mái đê biển Ở nước ta, vấn đề nghiên cứu, nhiên để ứng dụng vào thực tế Việt Nam đòi hỏi phải có nghiên cứu có hệ thống từ việc nghiên cứu phương pháp thiết kế thành phần, tiêu lý vật liệu hỗn hợp asphalt, quy trình cơng nghệ thiết kế, thi công, quản lý vận hành, bảo dưỡng đến việc đánh giá tác động đến mơi trường Luận văn góp phần giải khâu quan trọng kể trên, vậy, vấn đề nghiên cứu luận văn cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu - Thiết lập quy trình cơng nghệ thi cơng lớp bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phù hợp với điều kiện Việt Nam - Áp dụng quy trình cơng nghệ tổ chức thi cơng lớp bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc cho đoạn mái đê biển Hải ThịnhHải Hậu- Nam Định Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu Lớp gia cố mái đê phía biển b Phạm vi nghiên cứu Vật liệu hỗn hợp asphalt có nhiều dạng, luận văn tập trung vào đối tượng vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc để gia cố đê biển nghiên cứu khía cạnh cơng nghệ thi công lớp bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc điều kiện Việt Nam, vấn đề quan trọng việc chuyển giao ứng dụng loại vật liệu vào điều kiện nước ta, nhiên đến chưa nghiên cứu đầy đủ c Giới hạn nghiên cứu Công nghệ thi công lớp bảo vệ mái phía biển đê biển, áp dụng thử nghiệm cho đoạn đê biển Hải Thịnh, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định 72 Bảng 3.7 kết thử nghiệm đá hộc Tiết diện Lực phá Cường độ Trung mẫu hoại nén bình (mm2) (N) ( MPa ) ( MPa) 2465 230000 93.3 2455 231000 94.1 2445 225000 92.0 2470 234500 94.9 2480 232000 93.5 STT STT Chỉ tiêu thí nghiệm Khối lượng thể tích Yêu cầu Ghi ( MPa ) Cường độ 93.58 60 đá đạt yêu cầu Đơn vị Kết Yêu cầu kg/m3 2645 2400 Ghi Đạt yêu cầu Đá hộc Ninh Bình đảm bảo tiêu kỹ thuật yêu cầu 3.3.2 Lựa chọn thành phần cấp phối phịng thí nghiệm - Vật liệu lựa chọn, tiêu lý vật liệu lựa chọn trình bày - Lựa chọn tỷ lệ phối trộn thành phần cốt liệu bột đá: Căn hướng dẫn lựa chọn thành phần cấp phối, lựa chọn tỷ lệ thành phần sau: Đá dăm : cát : bột khoáng = 30 : 51 : 19 - Lựa chọn hàm lượng nhựa Căn hướng dẫn lựa chọn thành phần cấp phối , kết tính tốn cho hàm lượng nhựa tối ưu 14% so với tổng khối lượng hỗn hợp 3.3.3 Điều kiện thí nghiệm 3.3.3.1 Nhiệt độ thí nghiệm độ nhớt: Căn vào điều kiện thi công thực tế trường: + Sử dụng máy trộn hỗn hợp asphalt di động công suất 3T/h; + Thiết bị vận chuyển hỗn hợp từ mặt đê xuống mái đê máy đào dung tích gầu 0,4m3 73 + Thời gian thi công hết cối trộn 20 phút Do khả nhiệt trình thi công vào khoảng 15-200C tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường lúc thi công + Nhiệt độ hỗn hợp đầu máy trộn 1700C, lựa chọn nhiệt độ thí nghiệm tiêu độ nhớt thi cơng 1500C 3.3.3.2 Độ nhớt u cầu: - Tính toán sơ độ nhớt yêu cầu hỗn hợp dựa vào cơng thức: η = Cd4/l Trong đó: + η : Độ nhớt cao hỗn hợp cần đảm bảo (Pa.s); + d: Kích thước viên đá hộc, d 20 =0.2 m; + l: Chiều dày lớp đá hộc gia cố, l=0.3 m; + C: Hằng số, xác định kinh nghiệm (Ns/m5), Lấy C=6*103 (Ns/m5) Ta có: η = 32 (Pa.s) - Thí nghiệm độ nhớt: Sử dụng phương pháp đo độ nhớt Kerkhoven 3.3.3.3 Thí nghiệm nhổ đá khỏi hỗn hợp: Nhiệt độ thí nghiệm nhổ viên đá khỏi khối đổ trạm trộn 27oC±2 3.3.4 Thí nghiệm cấp phối chọn trạm trộn Sau lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phịng thí nghiệm với hàm lượng nhựa tối ưu 14% (CP3) thành phần cấp phối cốt liệu là: Đá dăm : cát : bột đá = 30 : 51 : 19, dùng kết thí nghiệm để tiến hành trộn kiểm tra với cốt liệu trạm trộn Tỷ lệ thành phần cấp phối vật liệu trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phịng thí nghiệm Đá dăm (tỷ lệ % Cát (tỷ lệ % khối Bột đá (tỷ lệ % Bitum (tỷ lệ % khối lượng) lượng) khối lượng) khối lượng) 26 44 16 14 74 3.3.4.1 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích, độ nhớt nhiệt độ 1500C, độ phân tầng (bảng 3.9) Bảng 3.9 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích, độ nhớt nhiệt độ 1500C, độ phân tầng trạm trộn Độ nhớt Thời gian lít nhiệt độ 1500C hỗn hợp chảy (Pa.s) khỏi thiết bị đo độ nhớt Thí Quy Kerkhoven (s) nghiệm định Ký hiệu KLTT vật liệu hỗn hợp asphalt (kg/m3) CP3-1 2140 3.4 31.0 CP3-2 2145 3.3 CP3-3 2136 Trung bình 2140 TT Độ phân tầng (%) Thí nghiệm Yêu cầu 32 3.50 ≤5 30.2 32 3.56 ≤5 3.5 31.9 32 3.37 ≤5 3.4 31.1 32 3.48 ≤5 3.3.4.2 Kết thí nghiệm độ bám dính vật liệu hỗn hợp asphalt với đá hộc (bảng 3.10) Bảng 3.10 Kết thí nghiệm rút viên đá kiểm tra cấp phối tối ưu trường TT Ký hiệu Trọng lượng viên đá rút G đh (N) Lực nhổ viên đá khỏi khối đổ, P Nmax (N) M1 86,4 8500 98,4 50 Đạt M2 84,4 8050 95,4 50 Đạt M3 42,4 4350 102,5 50 Đạt M4 56,7 5030 88,7 50 Đạt M5 98,5 8750 88,8 50 Đạt 94,8 50 Trung bình K bd (P Nmax /G đh ) Thí nghiệm Quy định Ghi Đạt 75 Tổng hợp kết thí nghiệm trường cho thấy với thành phần cấp phối hàm lượng nhựa tối ưu chọn, hỗn hợp asphalt chèn đá hộc đạt tất yêu cầu kỹ thuật để như: độ nhớt, độ phân tầng, độ bám dính (lực nhổ viên đá hộc khỏi khối đổ) Như thành phần cấp phối hỗn hợp asphalt chèn đá hộc trình bày bảng 3.8 lựa chọn để áp dụng cho đê biển Hải Thịnh – Nam Định 3.4 Tổ chức thi công trường 3.4.1 Thi cơng cơng tác đất Bóc bỏ mái đê cũ: Dùng máy đào bóc bỏ đá hộc chân đê, lát mái đê, lớp đệm nước mái đê cũ Cơng tác đất: Chiều dày lớp bảo vệ mái đê thi công dày lớp bảo vệ cũ nên công tác đất chủ yếu đào bạt mái đất Do đất đê ổn định, trình thi cơng thủ cơng nên khơng cần gia cố đầm nén Tại vị trí có dấu hiệu sạt trượt, cần phải bóc đất lên để đầm nén lại Sau đầm nén lại cần thí nghiệm kiểm tra tiêu lý đất đắp 3.4.2 Thi công tầng lọc ngược Do đặc thù công tác thi công vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc vật liệu asphalt dạng nóng có khả xâm nhập vào khe kẽ đá dăm, để đảm bảo hỗn hợp asphalt không xâm nhập vào khe kẽ đá dăm tầng lọc làm tắc tầng lọc, kết cấu tầng lọc ngược gồm ba lớp: lớp tiếp xúc với thân đê vải địa kỹ thuật dạng không dệt, lớp đá dăm dày 15cm, lớp vải địa kỹ thuật dạng dệt (chịu nhiệt độ đến 2000C Qua thí nghiệm, loại vải địa kỹ thuật dệt chịu nhiệt độ cao asphalt khơng bị asphalt lỏng thấm qua (Hình 3.8) 76 Hình 3.8 Thí nghiệm khả chịu nhiệt vải địa kỹ thuật loại dệt Trình tự thi cơng sau: +Trải lớp vải địa kỹ thuật loại không dệt mái nghiêng đê đầm chặt làm phẳng thủ công, khâu nối neo giữ theo quy trình; + Dùng máy đào xúc rải, san gạt tầng dăm lọc, để tầng đá dăm lọc ổn định, q trình thi cơng sử dụng gầu máy đào vỗ để đầm chặt Kiểm tra chiều dày theo thiết kế; + Trải lớp vải địa kỹ thuật loại dệt phía tầng dăm lọc thủ công, khâu nối, neo giữ theo quy trình 3.4.3 Rải đá hộc, định vị ống tiêu nước Tại vị trí bố trí ống nước, lớp vải địa kỹ thuật khoét thủng, kích thước lỗ kht đảm bảo để ống nước xun qua, khơng q lớn để hỗn hợp asphalt xâm nhập vào đá dăm tầng lọc Đầu ống thoát đặt sâu vào lớp đá dăm 5cm Dùng máy đào kết hợp với nhân công thủ công rải đá hộc chân, mái đê, san gạt phẳng, định vị hệ thống ống tiêu thoát nước 77 3.4.4 Sản xuất hỗn hợp asphalt Đây khâu quan trọng giai đoạn thi công, chất lượng vật liệu hỗn hợp asphalt định đến chất lượng tổng thể cơng trình Để vật liệu hỗn hợp asphalt đảm bảo chất lượng điều kiện thực tế trường, sở cấp phối vật liệu thí nghiệm phịng thí nghiệm, trường cần trộn thử thí nghiệm kiểm tra tiêu lý độ nhớt, quan hệ độ nhớt nhiệt độ hỗn hợp, trình nhiệt hỗn hợp theo thời gian, kiểm tra tượng phân tầng, tách lớp, sở hiệu chỉnh thành phần điều chỉnh tiến độ thi công cho phù hợp Các khâu trình sản xuất hỗn hợp asphalt bao gồm: - Nấu nhựa dụng cụ chuyên dụng - Cân đong cốt liệu, bột khống theo cấp phối thực tế (có tính đến độ ẩm cốt liệu) - Sấy nóng cốt liệu, bột đá buồng đốt - Trộn cốt liệu, bột đá, bitum theo tỷ lệ cấp phối thực tế - Xả vật liệu hỗn hợp asphalt thùng chứa 3.4.5 Thi cơng rót hỗn hợp asphalt vào đá hộc Sử dụng máy đào vận chuyển vật liệu hỗn hợp asphalt từ thùng chứa mặt đê xuống khối đổ Dùng gầu máy đào rót hỗn hợp vào đá hộc đảm bảo yêu cầu hỗn hợp lấp đầy khe rỗng viên đá hộc Dùng thủ công san rải hồn thiện vị trí cục gầu máy đào rót chưa cịn sót Khi thi cơng rót hỗn hợp asphalt từ lên trên, kiểm soát lượng tiêu thụ hỗn hợp sở kết thí nghiệm vật liệu thực tế taih trường Độ rỗng đá hộc 45% Dung trọng hỗn hợp asphalt 2140 Kg/m3, chiều dày lớp gia cố 30 cm nên lỗ rỗng đá hộc 1m2 0,135 Lượng tiêu thụ hỗn hợp vữa asphalt : 0,135x2140= 288.9 Kg Mức tiêu thụ thực tế nhỏ 288.9 kg hỗn hợp chưa lấp đầy lỗ rỗng đá hộc, cần kiểm tra lại độ nhớt Hiện tượng chảy xệ, tách nhựa xảy thi cơng nên giảm độ nhớt 78 hỗn hợp 3.4.6 Một số công việc khác 3.4.6.1 Tiêu nước q trình thi cơng Do đoạn đê thi cơng có khối lượng thi cơng nhỏ, thời gian thi công ngắn chủ yếu tận dụng thời gian chân triều nên không đặt vấn đề đắp đê quây ngăn nước mặt Việc tiêu thoát nước thấm: Kết cấu chân đê cũ có bố trí dãy ống bi phía ngồi với cao trình đáy ống bi – 2.5 thấp cao trình đáy lớp gia cố chân đê hỗn hợp asphalt chèn đá hộc thi cơng Vì tạm dỡ đá hộc chèn số ống bi, sử dụng ống bi hố ga thu nước để bơm nước máy bơm Sau thi cơng xong xếp hồn trả đá hộc vào ống bi trạng ban đầu 3.4.6.2 Hồn trả, vệ sinh trường Sau thi cơng xong mái đê phía tiến hành dọn dẹp vệ sinh phần mặt, mái đê cũ xung quanh bị ảnh hưởng q trình thi cơng Các vật tư thừa cát, đá… dọn dẹp thu gom vào nơi quy định Dùng máy bơm xịt nước rửa mái đê, mặt đê đất cát vương vãi 3.4.6.3 An toàn lao động Do đoạn đê thi cơng thử nghiệm, quy mơ cơng trình nhỏ nên khơng thể thi cơng giới tồn mà phải kết hợp giới thủ công Mặt khác, ứng dụng công nghệ vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc để thi cơng thí nghiệm đoạn đê lần thực Việt Nam, vật liệu hỗn hợp asphalt có nhiệt độ cao 150-1700C, tính linh động cao, lại thi cơng địa hình mái dốc nguy hiểm nên q trình thi cơng cần phải tuân thủ chặt chẽ quy định an tồn lao động 79 Hình 3.9 Thi cơng rót vữa asphalt vào đá hộc (6/2015) Hình 3.10 Lớp bảo vệ mái đê sau hoàn thành (7/2015) 80 Hình 3.11 Lớp bảo vệ mái đê sau thời gian làm việc (10/2015) 3.4.7.Tiến độ thi công 45 ngày, khoảng tháng 5-6 năm 2015 3.5 Kiểm tra chất lượng thi công trường Kiểm tra chất lượng thi công trường công đoạn quan trọng cần thực thường xuyên, liên tục để đồng thời đánh giá chất lượng thi công thực tế điều chỉnh kỹ thuật, điều kiện thi công nhằm nâng cao chất lượng công trình Quy trình nội dung cần kiểm tra, yêu cầu phải đạt trình bày mục 2.3 chương 2, khuôn khổ luận văn tác giả trình bày kết thí nghiệm rút viên đá hộc để kiểm tra cường độ bán dính Viên đá hộc trường Bố trí thí nghiệm: Các điểm thí nghiệm bố trí thành 02 hàng song song dọc theo tuyến đê, hàng thứ cao trình 0.0m, hàng thứ hai cao trình 1.5m Trên hàng điểm thí nghiệm bố trí cách 10m (Hình 3.12 Mặt bố trí điểm thí nghiệm rút viên đá) 81 Hình 3.12 Mặt bố trí điểm thí nghiệm rút viên đá Các viên đá đánh số thứ tự từ đến 10 gắn móc thép Trước xếp viên đá xuống vị trí thi cơng, tiến hành cân khối lượng viên đá hộc 82 Hình 3.13 Cân khối lượng viên đá hộc trường Để hỗn hợp nguội đảm bảo nhiệt độ (27±2) oC, dùng kích thủy lực hệ giá thép hình để thực thí nghiệm nhổ viên đá hộc với tốc độ tăng tải 500N/s theo phương vng góc với mặt nghiêng viên đá bị rút khỏi khối đổ, ghi lại giá trị lực lớn hiển thị đồng hồ kích thủy lực (N) để làm sở xác định khả bám dính Hình 3.14 Kiểm tra chất lượng thi cơng phương pháp rút viên đá (7-2015) 83 Kết thí nghiệm rút viên đá trường thi cơng trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm rút viên đá khỏi khối đổ trường TT Ký hiệu Trọng lượng Lực nhổ viên viên đá đá khỏi khối rút G đh (N) đổ, P Nmax (N) K bd (P Nmax /G đh ) Thí nghiệm Quy định Ghi 1 50,65 4850 95,8 50 Đạt 2 84,38 8065 95,6 50 Đạt 3 48,40 4760 98,3 50 Đạt 4 78,70 7250 92,1 50 Đạt 5 100,5 9010 89,7 50 Đạt 6 50,66 4770 94,2 50 Đạt 7 58,75 5240 89,2 50 Đạt 8 114,0 9350 82,0 50 Đạt 9 62,00 5680 91,6 50 Đạt 10 10 39,10 3940 100,8 50 Đạt Kết thí nghiệm trình bày bảng 3.11 cho thấy điểm thí nghiệm, lực nhổ viên đá vượt yêu cầu đặt ra, ngồi q trính nhổ viên đá quan sát phía cho thấy hỗn hợp asphalt lấp đầy khe rỗng viên đá hộc, chứng tỏ khả xâm nhập tốt, chất lượng thi công đảm bảo, tính tốn lý thuyết thực tế thi công thử nghiệm đạt yêu cầu đặt 84 Kết luận chương - Đê biển khu vực xung yếu nước, đê trực diện với biển, biển tiến, bãi trước đê sâu, mực nước trước đê lớn, đầu tư nhiều nhiên nhiều vị trí bị sạt lở nghiêm trọng (trong có đê Cồn trịn) ảnh hưởng đến nơi sinh sống, nuôi trồng thủy sản, đời sống phận nhân dân sở hạ tầng - Giải pháp công nghệ vật liệu hỗn hợp nhiều nước giới có Hà Lan áp dụng bảo vệ thành công cho đoạn đê biển xung yếu, trực diện với biển tương tự Trên sở kế thừa kinh nghiệm nước ngoài, nghiên cứu điều kiện thực tế Việt Nam tác giả nghiên cứu áp dụng công nghệ để thi công thử nghiệm cho trường hợp cụ thể đê biển Cồn Tròn – Hải Hậu – Nam Định - Kết nghiên cứu tính tốn lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu hỗn hợp asphalt tối ưu (đá dăm : Cát : Bột đá : bitum =26:44:16:14) với vật liệu sẵn có Việt nam, tiêu lý hỗn hợp vữa asphalt hợp lý đáp ứng điều kiện thi công - Trên sở điều kiện thực tế bố trí tổ chức thi công hợp lý trường đê biển Cồn Tròn- Hải Hậu- Nam Định Đây đoạn đê trực diện với biển có mặt thi công hẹp, mặt đê rộng 5m nên thi công chiếu từ lên tận dụng thời gian chân triều Trong q trình thi cơng thử nghiệm sử dụng trạm trộn vật liệu vữa asphalt di động kết hợp với thiết bị thi công khác - Kết kiểm tra chất lượng q trình thi cơng cho thấy chất lượng thi công tốt, đạt yêu cầu đề tiền đề quan trọng cho việc nhân rộng áp dụng công nghệ vào thực tiễn 85 Kết luận: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nghiên cứu, phân tích đánh giá giải pháp gia cường bảo vệ mái đê biển ngồi nước có liên quan mật thiết đến đề tài luận văn Các giải pháp bảo vệ mái đê biển Việt Nam có kết cấu gia cố kích thước chưa thực hợp lý, chưa ứng dụng nhiều cải tiến công nghệ vật liệu xây dựng Kết cấu bảo vệ mái đê biển thường chịu tác động trực tiếp sóng biển nên thường bị bong tróc, sụt lún Để kiên cố hố đê biển tại, tăng cường ổn định đê biển đê biển nước tràn, sở phân tích tổng hợp cần tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển Trên sở kế thừa kinh nghiệm nước tiên tiến giới áp dụng công nghệ bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt Luận văn nêu bật làm rõ nội dung liên quan đên quy trình tổ chức thi cơng lớp bảo vệ mái đê biển vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phù hợp với điều kiện Việt Nam Đối với khu vực đê nhỏ, phương tiện giao thông lại khó khăn sử dụng trạm trộn cơng suất nhỏ, di chuyển động mặt đê Trong giai đoạn tiếp theo, để triển khai áp dụng đại trà sử dụng trạm trộn quy mô lớn kết hợp phương tiện vận chuyển vị trí mặt đê lớn, phương tiện giao thơng lại dễ dàng Trên sở phân tích xây dựng quy trình cơng nghệ thi công vật liệu hỗn hợp asphalt chèn đá hộc phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam Tác giả nghiên cứu áp dụng công nghệ để thi công thử nghiệm cho trường hợp cụ thể đê biển Cồn Tròn- Hải Hậu- Nam Định Trên sở thực tế trường đê biển Cồn Tròn bố trí thi cơng hợp lý Kết kiểm tra chất lượng q trình thi cơng cho thấy chất lượng thi công tốt, đạt yêu cầu đề tiền đề quan trọng cho việc nhân rộng áp dụng công nghệ vào thực tiễn Kiến nghị : Cần sớm đưa ứng dụng vào sử dụng rộng rãi thực tế để tăng cường bảo vệ mái hệ thống đê biển, gia cường thêm độ an toàn cho đê biển 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam – Quy trình công nghệ thi công lớp vật liệu hỗn hợp gia cố đê Hà Nội 2013 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam – Quy trình cơng nghệ kiểm tra chất lượng thi công lớp vật liệu hỗn hợp gia cố đê biển Hà Nội 2013 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam – Phân tích, đánh giá tồn tại, hạn chế dạng kết cấu đê biển truyền thống Việt Nam điều kiện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam – Báo cáo địa hình, địa chất, hồ sơ thiết kế đê biển Cồn Tròn - Hải Thịnh Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam- Báo cáo tổng hợp: “Rà soát, điều chỉnh QH đê biển Quảng Ninh- Quảng Nam có tính tới BDKH VÀ KHGT” Hà Nội 2013 Đặng Ngọc Thắng - Tổng quan kết cấu bảo vệ mái đê sử dụng đê biển Nam Định- Tuyển tập hội thảo lần thứ đề tài KC08-15/06-10-Tháng 1/2010 TCVN 8819:2011 Mặt đường bê tơng nhựa nóng, u cầu thi cơng nghiệm thu; Rijkswaterstaat Communication – The use of asphalt in hydraulic engineering, Netherlands – 1984 Kerkhoven, R E., Underwater Bed Protection using hot asphalt mixes, Koninklijke Shell Laboratorium, Amsterdam 10 Mulders, G., R Termaat, P Ruijgrok en P O Petschl, Application of lean asphalt in the construction of the land heads of the SVKO Voorlopige nota, 12 DALA-IPROBU N 844, Deltadienst, Rijkswaterstaat, augustus 1980 11 GeorgHecrten, Angus Jackson, Simon Restall and Katja Stelljes Environmental Benefits of sand Filled Geotextile Structures for Coastal Applications 12 Krystian W, Pilarczyk (1998) Dikes and Revestments A.A.Balkema/ Rotterdam/ Brookfield 13 Krystian W, Pilarczyk (2001), Wave loading on Coastal Structure- Lecture Notes, IHE-Netherlands