Nghiên cứu mối quan hệ giữa biện pháp thi công và quá trình biến đổi nhiệt trong bê tông khối lớn

LỜI CẢM ƠN Luận văn thực thời gian ngắn với nỗ lực thân, tác giả hoàn thành với đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ biện pháp thi công trình biến đổi nhiệt bê tơng khối lớn” Trong trình thực hiện, tác giả nhận giúp đỡ tận tình Phịng đào tạo Đại học Sau đại học, khoa Cơng trình – Trường Đại học Thủy lợi thầy cô giáo, đồng nghiệp gia đình Tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân đồng nghiệp ln động viên chia sẻ khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập hồn thành luận văn Đặc biệt, tác giả chân thành cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Trọng Tư trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình tác giả trình thực luận văn Với hiểu biết kinh nghiệm thực tế hạn chế nên nội dung luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo, độc giả quan tâm đồng nghiệp Hà Nội, tháng 11 năm 2012 Tác giả Vũ Đình Thắng LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Kết nêu luận văn trung thực, khơng chép từ cơng trình nghiên cứu khác Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tác giả Vũ Đình Thắng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG BÊ TƠNG KHỐI LỚN VÀ Q TRÌNH BIẾN ĐỔI NHIỆT TRONG BÊ TƠNG .3 1.1 Tổng quan cơng trình thi cơng bê tơng khối lớn ngồi nước 1.1.1 Khái niệm bê tông khối lớn .3 1.1.2 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực giới 1.1.3 Tình hình xây dựng đập bê tông Việt Nam 1.2 Giới thiệu biện pháp thi cơng bê tơng khối lớn ngồi nước 11 1.2.1 Các biện pháp thi công bê tông khối lớn giới .11 1.2.1.1 Giai đoạn trước năm 1900 11 1.2.1.2 Giai đoạn từ 1900 đến 1930 11 1.2.1.3 Giai đoạn từ 1930 đến 1970 13 1.2.1.4 Giai đoạn từ 1970 đến 14 1.2.2 Các biện pháp thi công bê tông khối lớn Việt Nam 20 1.2.2.1 Giai đoạn trước 1945 20 1.2.2.2 Giai đoạn từ 1945 đến 1975 .21 1.2.2.3 Giai đoạn từ 1975 đến .22 1.3 Quá trình biến đổi nhiệt bê tông 26 1.4 Kết luận chương 27 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA BIỆN PHÁP THI CƠNG VÀ Q TRÌNH BIẾN ĐỔI NHIỆT TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN 28 2.1 Đặc điểm phương pháp phân chia khoảnh đổ điều kiện thi công bê tông khối lớn 28 2.1.1 Cơ sở phân chia khoảnh đổ 28 2.1.2 Phương pháp phân chia khoảnh đổ 29 2.1.2.1 Phương pháp kiểu xây gạch 29 2.1.2.2 Phương pháp hình trụ 29 2.1.2.3 Phương pháp lên 29 2.2 Nghiên cứu diễn biến nhiệt bê tông 30 2.2.1 Diễn biến nhiệt bê tông khối lớn q trình thi cơng 30 2.2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến nhiệt bê tông khối lớn 30 2.2.1.2 Nhiệt thủy hóa xi măng 30 2.2.1.3 Diễn biến nhiệt độ bê tông 31 2.2.2 Lựa chọn kích thước khoảnh đổ 34 2.3 Mối quan hệ biện pháp thi công trình biến đổi nhiệt bê tơng khối lớn 35 2.3.1 Hình thức phân khoảnh kiểu trụ 37 2.3.2 Hình thức phân khoảnh kiểu lên .39 2.3.3 Hình thức phân khoảnh kiểu xây gạch 41 2.4 Kết luận chương 43 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG BÊ TÔNG HỢP LÝ ĐẬP DÂNG TÂN MỸ - DỰ ÁN HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN MỸ 45 3.1 Phân tích q trình biến đổi nhiệt ảnh hưởng đến ứng suất, chất lượng cơng trình 45 3.1.1 Nứt bề mặt .45 3.1.2 Nứt xuyên 47 3.2 Lựa chọn biện pháp thi công hợp lý cho đập dâng Tân Mỹ - Dự án thủy lợi Tân Mỹ 50 3.2.1 Thông số kỹ thuật công trình .50 3.2.2 Khí tượng thủy văn 52 3.2.3 Các hạng mục kết cấu cơng trình .55 3.2.4 Tiến độ thực dự án 58 3.2.5 Các vật tư, vật liệu sử dụng đặc trưng 59 3.2.5.1 Xi măng 59 3.2.5.2 Sắt thép .59 3.2.5.3 Khớp nối .59 3.2.5.4 Xăng dầu 60 3.2.5.5 Nhựa đường 60 3.2.6 Thi công bê tông 60 3.2.6.1 Tính tốn nhiệt độ q trình thi cơng bê tông: 60 3.2.6.2 Trạm trộn bê tông .69 3.2.6.3 Máy trộn bê tông 70 3.2.6.4 Trình tự đổ thành phần bê tơng vào máy trộn .70 3.2.6.5 Vận chuyển hỗn hợp bê tông .71 3.2.6.6 Đổ bê tông 72 3.2.6.7 Bảo vệ bảo dưỡng bê tông .78 3.3 Kết luận chương 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .83 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu đồ xây dựng đập lớn toàn giới (1900-2000) Hình 1.2: Ảnh Đập bê tông Krasnoiarxki 15 Hình 1.3: Đập Miel xây dựng Columbia 15 Hình 1.4: Đập Miyagase cao 156m – Nhật Bản 16 Hình1.5: Đập Giang Á cao 13m – Trung Quốc 16 Hình 1.6: Đập dâng tràn Cầu Sơn 17 Hình 1.7: Đập Bái Thượng 17 Hình 1.8: Tràn xả lũ Đại Ninh 18 Hình 1.9: Nhìn từ hạ lưu đập Tân Giang – Ninh Thuận 18 Hình 1.10: Đập Lịng Sơng - Bình Thuận 19 Hình 1.11: Tồn cảnh đập Định Bình 19 Hình 2.1: Phương pháp phân khoảnh đổ 30 Hình 2.2: Quá trình biến đổi nhiệt bê tông khối lớn 31 Hình 2.3: Lượng nhiệt thủy hóa tích lũy bê tông 32 Hình 2.4: Mặt phân khối đổ 36 Hình 2.5: Quan hệ đặc điểm hình dạng khoảnh chiều cao khoảnh đổ 40 Hình 3.1: Ảnh hưởng nhiệt hydrat hóa đến chất lượng cơng trình 45 Hình 3.2: Ứng suất nhiệt phát sinh khối đổ bê tông 46 Hình 3.3: Biến hình nhiệt độ ứng suất kiềm chế khối bê tông đổ .48 Hình 3.4: Kết thí nghiệm quang đàn hồi kiềm chế 49 Hình 3.5: Cắt ngang cắt dọc khối bê tơng tính tốn 63 Hình 3.6: Chia block lưới phần tử khối đập 64 Hình 3.7: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 1.000giờ 65 Hình 3.8: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 2000 65 Hình 3.9: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 3.000giờ 66 Hình 3.10: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 5.000giờ 66 Hình 3.11: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 11.000giờ 67 Hình 3.12: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 18.000giờ 67 Hình 3.13: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 25.000giờ 68 Hình 3.14: Bản đồ phân bố nhiệt độ đập dâng thời điểm 50.000giờ 68 Hình 3.15: Đồ thị phân bố nhiệt độ thân đập dâng 69 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thống kê số lượng đập châu lục Bảng 1.2: Một số đập bê tông lớn xây dựng Việt Nam Bảng 1.3: Danh sách đập bê tông đầm lăn Việt Nam đến năm 2013 10 Bảng 1.4: Những đập bê tông lớn xây dựng Việt Nam trước 1945 21 Bảng 2.1: Nhiệt thủy hóa loại xi măng 31 Bảng 2.2: Hệ số phát nhiệt (m) xi măng 32 Bảng 2.3: Kích thước khoảnh đổ trung bình số cơng trình thi cơng 35 Bảng 3.1: Hệ số ảnh hưởng kiềm chế R 49 Bảng 3.2: Các thông số kỹ thuật chủ yếu cơng trình 51 Bảng 3.3: Mạng lưới trạm khí tượng trạm đo mưa 53 Bảng 3.4: Mạng lưới trạm thủy văn 53 Bảng 3.5: Phân phối số nắng năm .54 Bảng 3.6: Các đặc trưng nhiệt độ khơng khí 54 Bảng 3.7: Phân phối đặc trưng độ ẩm tương đối 54 Bảng 3.8: Vận tốc gió trung bình trạm Phan Rang Nha Hố .54 Bảng 3.9: Kết tính tốn tần suất gió lớn thiết kế (đơn vị: m/s) 54 Bảng 3.10: Phân phối lượng bốc năm .55 Bảng 3.11: Phân phối tổn thất bốc DZ năm .55 Bảng 3.12: Lượng mưa ngày lớn trạm (mm) 55 Bảng 3.13: Các số liệu đầu vào sử dụng tính tốn 62 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đầu kỷ 20, vấn đề q trình thay đổi nhiệt thân đập bê tơng hậu người ta chưa biết nhiều, thiết kế thi cơng thiếu ý cần thiết Sau thực tế phát thân đập xuất nhiều khe nứt có tính chất khơng giống nhau, làm rõ ứng suất nhiệt nguyên nhân chủ yếu làm xuất khe nứt đập bê tơng thể tích lớn, từ bắt đầu sâu nghiên cứu vấn đề thay đổi nhiệt độ, vấn đề ứng suất nhiệt biện pháp thi công nhằm khống chế nhiệt Thực tế thu nhiều thành tựu Trước mắt thiết kế cơng trình bê tơng khối lớn đặt vấn đề biện pháp thi công nhằm khống chế nhiệt nội dung quan trọng Đề tài nghiên cứu quan hệ biện pháp thi cơng q trình biến đổi nhiệt bê tơng khối lớn từ đề biện pháp thi công bê tông khối lớn cách hiệu kinh tế MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu biện pháp thi cơng bê tơng khối lớn, q trình biến đổi nhiệt bê tông để lựa chọn biện pháp thi công bê tông hợp lý cho đập dâng Tân Mỹ Dự án hệ thống thủy lợi Tân Mỹ CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận Nghiên cứu tài liệu thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế, điều kiện kỹ thuật nước giới cho công tác thi công q trình biến đổi nhiệt bê tơng khối lớn Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu thiết kế, thi cơng cơng trình bê tơng khối lớn điển hình Phân tích tổng hợp biện pháp thi cơng Phân tích q trình biến đổi nhiệt bê tông khối lớn Nghiên cứu mối quan hệ biện pháp thi cơng q trình biến đổi nhiệt bê tông khối lớn KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Thiết lập mối quan hệ biện pháp thi công diễn biến nhiệt bê tông khối lớn – lựa chọn biện pháp thi công hợp lý cho đập dâng Tân Mỹ - Dự án hệ thống thủy lợi Tân Mỹ 70 120m3/h, trạm phục vụ thi công bê tông khu đầu mối đập dâng Tân Mỹ với tổng cơng suất 60m3/h) Vị trí lắp đặt trạm trộn thể vẽ thiết kế tổng mặt thi công - Hỗn hợp bê tông phải trộn mẻ máy trộn trạm trộn Công việc trộn hỗn hợp bê tông trạm trộn phải tuân theo yêu cầu mục 4.2, 4.3 tiêu chuẩn 14 TCN 59 - 2002 3.2.6.3 Máy trộn bê tông Máy trộn sử dụng phải máy tĩnh vận hành học, có trống quay theo phương ngang phương nghiêng phải bảo dưỡng tình trạng làm tốt suốt thời gian hoạt động Máy trộn phải có khả phối hợp vật liệu thành hỗn hợp đồng thời gian quy định có khả xả hỗn hợp đảm bảo yêu cầu mà không bị phân tầng Những máy trộn bê tông đạt thông số sau không sử dụng cho cơng trình: Với thí nghiệm mẻ nào, khoảng chênh lệch độ sụt vượt 25mm hay khoảng chênh lệch hàm lượng khơng khí ghi nhận mẫu đại diện lấy từ phần khác ngăn xả máy trộn vượt 1% Những máy trộn mà với mẻ trộn nào, khác biệt với trọng lượng vữa khơng khí mẫu lấy từ phần đầu phần cuối mẻ trộn xả khỏi máy trộn vượt 1,6% giá trị trung bình Những máy trộn mà với mẻ trộn nào, khác biệt khối lượng đơn vị đá dăm từ mẫu lấy từ phần đầu phần cuối mẻ trộn xả khỏi máy trộn vượt 10% giá trị trung bình 3.2.6.4 Trình tự đổ thành phần bê tông vào máy trộn Sẽ phải nghiên cứu tiến hành thí nghiệm ban đầu Trình tự phải thực suốt q trình thi cơng Trình tự đổ vật liệu vào máy trộn dùng sau: 71 - Trước hết đổ 15-20% lượng nước, sau đổ xi măng với cốt liệu lúc Đồng thời, đổ dần liên tục phần nước lại - Khi cho chất phụ gia hoạt tính thể lỏng, trước hết đổ vào máy trộn phụ gia dạng huyền phù (lơ lửng) sau đổ xi măng, trộn thời gian ngắn, sau đổ cốt liệu khác - Đối với phụ gia hóa dẻo, cần hịa tan chất phụ gia vào nước để hình thành dung dịch dạng nước huyền phù cho vào máy trộn - Đối với chất phụ gia khoáng hoạt tính, pha trộn hỗn hợp bê tơng đưa vào máy trộn với xi măng dạng bột khô - Thời gian trộn bắt đầu kể từ vật liệu nạp vào trống Thời gian trộn phải phù hợp với hỗn hợp trộn, loại máy trộn khẳng định việc thực nghiệm công trường Việc trộn bê tông phải thực liên tục khoảng thời gian khơng thời gian nhà sản xuất máy trộn đề nghị lý lịch máy - Nếu lý mà phải dừng trộn thời gian lớn giờ, phải rửa thùng trước dừng cách đổ nước cốt liệu lớn vào quay mặt thùng trộn hoàn tồn - Để tránh vữa xi măng đơng kết bám vào thùng trộn, sau khoảng thời gian làm việc phải đổ vào thùng cốt liệu lớn nước liều lượng quy định, quay thùng trộn phút, sau cho tiếp xi măng cát với liều lượng cối trộn bình thường công tác trộn tiếp tục trước Trộn tay (ngoài trừ trường hợp khẩn cấp) sử dụng khối lượng bê tông nhỏ 10m3 kết cấu không quan trọng Khi phép, tiến hành trộn tay sàn trộn kín nước kim loại 3.2.6.5 Vận chuyển hỗn hợp bê tông a Yêu cầu chung - Công cụ phương pháp vận chuyển hỗn hợp bê tông nhà thầu xây lắp phải tuân theo yêu cầu mục 4.4 tiêu chuẩn 14 TCN 59 - 2002 72 - Thời gian vận chuyển từ nơi trộn đến khối đổ không vượt 45 phút - Khi đến vị trí khối đổ, hỗn hợp bê tơng có dấu hiệu bị phân tầng chưa thời gian vận chuyển cho phép bê tơng phải trộn lại thiết bị học gần nơi đổ, khơng phải loại bỏ b Xe chuyển trộn Hỗn hợp bê tông phải vận chuyển xe chuyển trộn chuyên dùng, không dùng ô tô tự đổ để vận chuyển hỗn hợp bê tông Khối lượng hỗn hợp bê tông chuyên chở không vượt 80% thể tích thùng đựng Thời gian cho phép lưu hỗn hợp bê tơng q trình vận chuyển cần xác định thí nghiệm loại hỗn hợp bê tông Trong trường hợp, thời gian lưu hỗn hợp bê tơng q trình vận chuyển không 3.2.6.6 Đổ bê tông Chuẩn bị bề mặt Ngay trước đổ bê tơng, bề mặt khơng có nước đọng, bùn, đá vụn, dầu mỡ, lớp phủ, viên đá dăm cịn dính nửa bê tơng hay khơng chắn Toàn mặt tiếp xúc khối bê tông chuẩn bị đổ phải làm ẩm để ngăn nước bê tông đổ Phải làm ẩm bề mặt khe thi công trước đổ lớp bê tông Việc làm bao gồm loại bỏ váng xi măng, bê tông bị xốp hay bị hỏng, lớp phủ cát, hợp chất bảo dưỡng bê tơng (nếu có) Bề mặt bê tơng phải làm nhám, kể việc phải sử dụng biện pháp đánh xờm Ngay trước đổ lớp bê tông liên kết phải rửa toàn bề mặt khe thi cơng nước áp lực, khí nén Các phương pháp thiết bị sử dụng để đổ bê tông không gây tượng phân tầng cốt liệu thô bê tông Hỗn hợp bê tông cần đổ nhẹ nhàng vào vị trí khơng phép để rơi tự với chiều cao lớn 1,5m Chiều cao lớp đổ phụ thuộc vào đặc điểm 73 kết cấu thiết bị đầm không nên vượt 50cm không nên nhỏ lần kích thước tiêu chuẩn lớn cốt liệu Bê tông phải đổ đầm theo lớp với mẻ lẫn vào mẻ trước Trong trường hợp không đổ bê tơng lớp bê tơng phía bị ngưng kết Công tác đầm bê tông sử dụng thiết bị đầm thông thường: dùng máy đầm dùi 1,5KW đầm bàn 1,0KW Khi đổ hỗn hợp bê tông vào khoảnh đổ phải vừa đổ vừa cào, san bằng, không đổ thành đống cao Trong đổ đầm cốt liệu thô tập trung vào chỗ phải cào trộn lại cho đều, khơng dùng vữa lấp phủ lên đầm Hỗn hợp bê tông phải đổ, san đầm theo lớp: Chiều dày lớp hỗn hợp bê tông phải vào điều kiện thực tế khối đổ thiết bị đầm Với máy đầm dùi, chiều dày lớp hỗn hợp bê tông không lớn 0,8 chiều dài phần công tác máy đầm Với máy đầm mặt, chiều dày lớp hỗn hợp bê tông không 25cm kết cấu khơng có cốt thép khơng 10cm kết cấu có cốt thép Với đầm tay, chiều dày lớp hỗn hợp bê tông không 20cm Phải đầm hỗn hợp bê tông đầm rung học, san đầm tay đến độ chặt tối đa để bê tơng tiếp xúc hồn tồn với cốp pha, cốt thép phần đặt sẵn bê tông Trong trường hợp, không sử dụng đầm rung để vận chuyển ngang hỗn hợp bê tông khối đổ Tránh sử dụng đầm rung chạm vào cốt thép chi tiết đặt bê tông hay cốp pha Tại nơi đổ bê tông qua cốt thép cần phải ý để bê tông không làm dịch chuyển cốt thép Trong trường hợp khoảng cách từ lớp cốt thép đến mặt đáy khối đổ lớn 1m, phải dùng máng kín, ống mềm, ống vịi voi hay phễu đổ bê tơng, khơng đổ trực tiếp qua lớp cốt thép Tại vị trí đổ bê tơng có đặt chi tiết đặt sẵn, phải đảm bảo hỗn hợp bê tông lên khơng làm biến dạng hay lệch vị trí chi tiết 74 Không thực đổ bê tơng ngồi trời lúc mưa trừ nhà thầu xây lắp có biện pháp bảo vệ, bao gồm mái che thích hợp vận chuyển đổ bê tơng Do cơng trình có diện thi cơng bê tông tương đối lớn liên tục khu vực khác nên nhà thầu xây lắp phải chủ động việc chuẩn bị mái che cần thiết để phòng mưa phải đưa yêu cầu chuẩn bị sẵn mái che vào nội dung tiến hành nghiệm thu trước cho phép đổ bê tông Không thực đổ bê tông nước trừ điều hồ sơ thiết kế Khi đổ bê tông nước phải sử dụng thùng đáy Trong trường hợp, không đổ bê tông nước chảy để bê tông đổ chịu tác động dịng nước chảy bê tơng chưa đơng cứng Bơm bê tông Việc bơm bê tông bơm học phép có chấp thuận chủ đầu tư Các thiết bị phải bố trí bê tơng đổ khơng bị ảnh hưởng rung động tạo túi khí Thiết bị phải đặt gần điểm đổ tốt họng ống xả phải nằm ngang dốc ngược lên Dịng hỗn hợp bê tơng phải chảy liên tục với vận tốc vừa phải để tránh cốt liệu bị phân tầng Tạm ngừng đổ bê tông Khoảng thời gian ngừng cho phép lúc đổ lớp bê tơng lúc phủ lên lớp bê tơng mà khơng hình thành khe lạnh thi cơng phải ấn định cho loại bê tông điều kiện cụ thể khối đổ Khoảng thời gian xác định sở thí nghiệm (tại công trường) thời gian bắt đầu ngưng kết bê tơng, vào nhiệt độ ngồi trời, điều kiện thời tiết tính chất xi măng sử dụng Nếu thời gian tạm ngừng đổ bê tông vượt thời gian tạm ngừng cho phép (hình thành khe lạnh) mặt bê tơng phải xử lý khe thi cơng Khe thi cơng Vị trí kết cấu khe thi công thiết kế 75 Bề mặt bê tông khe thi công phải xử lý nhám để tạo liên kết tốt khối đổ Cách thức xử lý nhám bề mặt khe thi công quy định sau: Ngay sau bê tông ninh kết ban đầu, dùng tia nước nước trộn khí với áp lực thấp dùng bàn chải sắt để làm nhám bề mặt bê tông Nếu tác dụng tia nước, mặt bê tơng bị xói sâu q 2cm có hố xói cá biệt sâu phải tạm ngừng phun chờ cho bê tông tăng thêm cường độ tiếp tục xử lý Khi cường độ bê tơng đạt 15÷25kg/cm2, dùng bàn chải máy bàn chải sắt chải lớp màng mỏng xi măng để trơ đá khoảng 1,5cm sau dùng vòi phun nước rửa Tia nước phun làm lớp vữa chải, khơng xói động mạnh đến đá Khi cường độ bê tông đạt đến 50÷100kg/cm2, đánh xờm cơng cụ học dùng máy phun hỗn hợp nước + cát sau rửa tia nước Khi đánh xờm phải dùng công cụ không gây rạn nứt, trơ bật cốt thép bề mặt bê tông Các khe lạnh hình thành trình đổ lớp bê tông phải xử lý theo quy định sau: Bề mặt bê tông phải đánh xờm làm tia nước nước trộn khí bàn chải sắt Rửa vữa, chất bẩn, hút khô nước rải lớp vữa xi măng cát có chiều dày 2÷3cm lên bề mặt bê tơng làm nhám, vừa rải vừa cào để hạt vật liệu cịn sót lại bề mặt bê tơng cũ lẫn vào vữa Khi đổ lớp vữa liên kết phải tiến hành từ từ, đổ vữa đến đâu phải phủ hỗn hợp bê tơng đến Lớp vữa liên kết có thành phần gồm nước, xi măng cát theo tỷ lệ hỗn hợp bê tông khối đổ khơng có cốt liệu thơ Đổ đầm bê tông khối lớn Hỗn hợp bê tông phải đổ liên tục thành lớp có chiều dày phù hợp với tính máy đầm sử dụng đổ theo phương hướng định cho tất lớp, phủ kín tồn diện tích khoảnh đổ liên tục đến hết chiều cao khối đổ 76 Khi chiều dài khối đổ lớn lần chiều rộng, nên đổ hỗn hợp bê tông theo phương pháp bậc thang với chiều rộng bậc nên lớn 2m (cùng lúc đổ 2, lớp bậc để không sinh tượng hỗn hợp bê tông bị ninh kết sinh khe lạnh) Kích thước khoảnh đổ rõ hồ sơ thiết kế Trong trường hợp cần thiết phải thay đổi, nhà thầu xây lắp phải chấp thuận chủ đầu tư Đầm hỗn hợp bê tông kết cấu khối lớn phải dùng máy đầm dùi Có thể dùng riêng máy đầm chùm máy đầm (liên kết khung cịn gọi đầm chùm) Khi đổ lớp bê tơng cùng, sử dụng máy đầm mặt Để khống chế ứng suất nhiệt bê tông, khối đổ yêu cầu phải tuân thủ theo quy định sau : + Chiều cao khối đổ giáp ≤ 1.5m + Chiều cao khối đổ chồng ≤ 2.5m + Chiều dài khoảnh đổ không lớn 14m, trừ số trường hợp đặc biệt + Thời gian tối thiểu cho phép đổ chồng hai khoảnh đổ 10 ngày, đổ kề ngày + Nhiệt độ tối đa tâm khối đổ trước cho phép đổ chồng đổ kề 45°C * Trong số trượng hợp đặc biệt, bề mặt tiếp xúc hai khối đổ liền kề có diện tích nhỏ (diện truyền nhiệt nhỏ), đơn vị thi cơng đổ bê tông đợt đổ Nếu lực thi cơng cho phép, đơn vị thi cơng kết hợp thành khối đổ Trong thời gian đổ bê tông, phải đo diễn biến nhiệt độ đổ bê tông lần Trên bề mặt lớp hỗn hợp bê tơng đổ, đo điểm Các vị trí đo phân bố mặt lớp đổ Sau đổ bê tông, phải đo nhiệt độ khối đổ thi công xong diễn biến nhiệt độ khối đổ Nhà thầu xây lắp phải ghi nhật ký công tác đổ bê tông theo khối ghi tất tài liệu q trình thi cơng, từ cơng tác chuẩn bị đến biện pháp bảo vệ bê tông sau đổ xong hạn chế tác dụng toả nhiệt bê tông Các tài liệu xếp thành "Lý lịch khối đổ" để làm hồ sơ nghiệm thu bàn giao 77 cơng trình Sổ theo dõi nhiệt độ khối đổ ngày suốt 10 ngày đầu kể từ đổ bê tông xong + Để theo dõi nhiệt độ khối đổ, đổ bê tông xong tạo lỗ đo nhiệt độ có đường kính 2÷3cm trung tâm khối đổ có chiều sâu 0.5h (h-chiều cao khối đổ) Việc tạo lỗ để đo nhiệt độ khối đổ thực đổ lớp hỗn hợp bê tông khối đổ Dùng vữa đắp bờ ngăn quanh miệng lỗ, có nút đậy để ngăn nước mưa nước bảo dưỡng chảy vào lỗ đo nhiệt độ chế độ đo tiến hành sau : * ngày đầu ngày đo lần vào giờ, 12 giờ, 18 giờ, 24 * ngày sau ngày đo lần vào 12 giờ, 24 * Đo đáy lỗ 1/2 chiều cao lỗ Việc đo nhiệt độ khối đổ bê tông phải tiến hành sau kết thúc thi cơng khối đổ kéo dài đến xác định Tmax + Để chống nứt cho bê tông khối lớn yêu cầu khống chế nhiệt độ hỗn hợp vữa bê tông trước đưa vào khoảnh đổ T ≤ 27°c Để đảm bảo nhiệt độ nêu nhà thầu cần có biện pháp xử lý: * Xi măng phải để kho thống mát có trần chống nóng * Cát đá dăm phải để kho có mái che, thường xuyên phun sương để giảm nhiệt độ * Bố trí hệ thống làm lạnh cốt liệu * Chỉ phép đổ bê tông nhiệt độ mơi trường vị trí đổ ≤ 30°c trường hợp bất khả kháng cần có giải pháp hạ nhiệt độ khối đổ theo phương pháp phun sương * Các khe thi cơng thẳng đứng phải có ván khn tạo liên kết khớp khoảnh đổ * Mặt tiếp giáp khoảnh đổ chồng khoảnh đổ kề phải đánh xờm, vệ sinh sẽ, tưới ẩm trước đổ khoảnh theo tiêu chuẩn nêu 78 * Trên mặt khoảnh đổ phải bố trí hộc lõm tạo mối liên kết khe thi công (theo mặt bằng) diện tích chiếm chỗ khơng nhỏ 25% diện tích bề mặt khoảnh đổ * Các khoảnh đổ không liền kề đợt đổ thi công đồng thời để đẩy nhanh tiến độ thi công * Đơn vị thi công phải vào đợt đổ có khối lượng lớn để tính tốn cường độ thi công, dự trù vật liệu, nhân lực thiết bị Khối lượng để toán theo vẽ tiên lượng thiết kế thuỷ công Xử lý mặt tiếp giáp khối đổ Mặt tiếp giáp khối đổ phải đánh xờm để bảo đảm liên kết tồn khối Đổ bê tơng chèn để nối khối (khối chèn) tiến hành sau khối đổ trước co ngót nhiệt độ giảm 3.2.6.7 Bảo vệ bảo dưỡng bê tông - Bảo vệ bê tông Bê tông đổ phải bảo vệ để tránh mưa, tác động hoá học tác động xấu mặt trời, nhiệt độ, gió, nước chảy rung động Bê tơng rào để tránh người lên đặt vật lên Việc bảo vệ phải tiếp tục bê tông đủ ninh kết để không bị hư hại tác động Chủ đầu tư có quyền định thời điểm kết thúc công việc bảo vệ bê tơng khơng 24 sau bê tông đổ xong - Bảo dưỡng bê tông Công tác bảo dưỡng bê tông phải đảm bảo yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 5592 - 1991 “Bê tông nặng - Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên” yêu cầu điều từ 4.8.1 đến 4.8.6 tiêu chuẩn 14 TCN 59 - 2002 Ngay sau kết thúc thi cơng, bề mặt hồn thiện khối đổ phải che phủ 2÷3 lớp bao tải gai Việc tưới nước để giữ ẩm bề mặt bê tông phải bắt đầu 79 muộn 10 sau đổ bê tông xong Trong trường hợp nhiệt độ khơng khí 30oC có gió, phải bắt đầu việc tưới ẩm sau từ đổ bê tông xong Bê tông đổ cần bảo dưỡng ẩm toàn tưới nước liên tục vòng tối thiểu ngày sau kết thúc đổ bê tông che phủ lớp bê tơng Trong vịng ngày phải trì bề mặt bê tơng luôn ẩm tưới nước không yêu cầu phải có nước chảy liên tục bề mặt bê tông Trước dỡ cốp pha, phải tưới nước lên mặt khối bê tông phải để chảy liên tục xuống cốp pha mặt bê tông Cốp pha gỗ phải tưới nước theo đợt để tránh bị khô thời gian bảo dưỡng Cốp pha thép phải che phủ tránh ánh nắng trực tiếp Sau dỡ cốp pha, với khối bê tông khối lớn phải tưới nước trực tiếp liên tục lên tất bề mặt khối bê tông, với khối bê tông không thuộc loại khối lớn cho phép tưới lên mặt để nước tự chảy xuống mặt bên Khi nhiệt độ bên khối bê tông nhiệt độ môi trường chênh lệch 150C, bề mặt bê tông sau tháo dỡ cốp pha phải che phủ bao tải tưới ẩm Với điều kiện cụ thể khối đổ, cho cần thiết, thời gian bảo dưỡng yêu cầu kéo dài so với quy định nêu Nước để bảo dưỡng bê tông phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật nước để trộn hỗn hợp bê tông 3.3 Kết luận chương Các cơng trình thi cơng bê tơng khối lớn nói chung cơng trình thủy lợi nói riêng thường làm việc điều kiện nhiệt độ thường xuyên thay đổi Sự biến đổi nhiệt độ bê tông kết môi trường nhiệt độ thường xuyên thay đổi gây tượng bất lợi, gây nứt nhiệt Những phận cơng trình dâng nước có nơi hư hỏng tạo dịng thấm nước qua cơng trình, làm tăng áp lực thấm Sự hư hỏng nhiệt khớp nối lạnh mức, làm cho dòng thấm xuất hiện, làm giảm tuổi thọ cơng trình 80 Các cơng trình lớn, biến dạng khơng thể tự phát triển Sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến phát sinh ứng suất nhiệt, điều dễ hình thành vết nứt Sự nứt bê tông tượng phổ biến thay đổi nhiệt độ Vết nứt bề mặt cơng trình dẫn tới tượng thấm tăng lên, vật liệu dễ bị phá hoại xói, ăn mịn, xâm thực khơng đủ cường độ Các vết nứt dọc phát triển dọc theo dòng chảy kéo theo thay đổi trạng thái tĩnh định kết cấu Có vài trường hợp gây tải trọng phụ tác dụng bất lợi lên cơng trình Diễn biến nhiệt độ bê tơng q trình phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ quan khách quan Từ đặc điểm khí tượng, mơi trường vùng dự án vật liệu thi công kích thước, hình thức, phương pháp thi cơng Tất yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến q trình nhiệt bê tơng nên ảnh hưởng đến chất lượng tuổi thọ cơng trình Từ tài liệu tổng hợp khí tượng thủy văn vật liệu dùng thi công đến biện pháp thi công khác xác định biện pháp thi công cho Đập dâng Tân Mỹ - Dự án thủy lợi Tân Mỹ 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Việc thi công bê tông xây dựng đập bê tơng trọng lực có bề dày lịch sử phát triển lâu dài Thiết kế thi cơng ngày hồn thiện hơn, số lượng đập cao quy mô lớn ngày nhiều chiếm ưu Cùng với trình phát triển biện pháp thi công tối ưu kinh tế kỹ thuật ngày ý nghiên cứu nhiều Một yếu tố quan trọng việc đảm bảo chất lượng cơng trình biện pháp khống chế nhiệt cho cơng trình thi công bê tông khối lớn Nhiệt bê tông nguyên nhân chủ yếu làm xuất khe nứt đập bê tơng khối lớn, khe nứt gây tính tổng thể tồn cơng trình ảnh hưởng lớn đến chất lượng cơng trình làm cho cơng trình khơng đảm bảo u cầu mặt kỹ thuật Nghiên cứu mối quan hệ biện pháp thi cơng q trình biến đổi nhiệt bê tơng khối lớn, từ đề biện pháp thi công hợp lý nhằm khống chế nhiệt bê tông phần quan trọng công trình trước đưa thi cơng Đập dâng Tân Mỹ cơng trình lớn có ý nghĩa quan trọng kinh tế xã hội Việc đầu tư xây dựng cơng trình địi hỏi phải có hiệu kinh tế cao, tiết kiệm chi phí đầu tư đồng thời đảm bảo mặt kỹ thuật cho công trình Xây dựng khơng đảm bảo u cầu tính tốn thiết kế kết cấu ổn định, an tồn cho cơng trình mà cịn phải nghiên cứu biện pháp thi công hợp lý đảm bảo kinh tế kỹ thuật Căn vào điều kiện tự nhiên khu vực dự án, nguyên nhiên vật liệu xây dựng cơng trình, tính tốn nghiên cứu với phương án khống chế nhiệt độ vữa bê tông lúc đổ 270C; phương pháp đổ kiểu xây gạch; chiều cao khối đổ 2m; thể tích khối đổ ≤ 250m3, chiều cao lớp đổ 0,25m đề xuất đảm bảo điều kiện nhiệt độ trình thi cơng đập Từ đề biện pháp thi cơng cơng trình đảm bảo điều kiện kinh tế kỹ thuật 82 KIẾN NGHỊ Vấn đề nghiên cứu nhiệt thi công bê tông, đặc biệt bê tông khối lớn ý đạt kết định Tuy nhiên đề tài tương đối rộng mang tính tồn diện Q trình biến đổi nhiệt bê tông phụ thuộc vào việc tính phân chia khoảnh đổ mà cịn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, điều kiện nguyên nhiên vật liệu, vật tư thiết bị thi cơng Vì cần có q trình nghiên cứu thí nghiệm đầy đủ để đạt kết tối ưu Trong khoảng thời gian làm luận văn cho phép, tác giả tác giả hoàn thành nghiên cứu phạm vi giới hạn đề tài, cịn nhiều vấn đề chưa đề cập trường hợp khác Khi có điều kiện thời gian, tác giả cố gắng hoàn thiện vấn đề đầy đủ thời gian gần 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ môn thi cơng (1987), Thi cơng cơng trình thủy lợi - tập II, Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội Bộ Thủy Lợi, Vụ kỹ thuật (1982), Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi, NXB Nông nghiệp Bộ Xây dựng (2004), Bê tông khối lớn – Quy phạm thi công nghiệm thu TCXDVN 305: 2004, Hà Nội Bộ Xây dựng (1995), Kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối – Quy phạm thi công nghiệm thu TCXDVN 4553: 1995, Hà Nội Bộ Xây dựng (2004), Kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Hướng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt tác động khí hậu nóng ẩm TCXD VN 313: 2004, Hà Nội Bộ Xây dựng (2007), Bê tông – Yêu cầu dưỡng ẩm tự nhiên TCXD VN 391 :2007, Hà Nội Bộ Xây dựng - 9/2011, Hội nghị Hướng dẫn thực hành kiểm sốt nứt bê tơng khối lớn,Hà Nội Bộ Xây dựng (1991), Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574 : 1991,Hà Nội Phan Khánh (1981), Sơ thảo lịch sử thủy lợi Việt Nam (tập 1), Nhà xuất khoa học xã hội, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Mạo (2008), Đập bê tông trọng lực - Bài giảng cao học, ĐHTL 11 Vũ Thanh Te (1999), Công nghệ thi công bê tơng, Hà Nội 12 Hồng Đình Tín (2001), Truyền nhiệt tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 13 Nguyễn Mạnh Yên (1999), Phương pháp số học kết cấu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 84 Tiếng Anh 14 ACI Committee 207 " Effect of restraint, volume change, and reinforcement on cracking of massive concrete", ACI- Journal, Proc 70, 7, July 1973 pp 445-470 15 Department or energy, federal energy regulatory commission, chapter III “Gravity dams”, Ocrober 2002 16 US Army Corps of Engineers, “Gravity Dam Design”, 30 June 1995 EM11102-2200