Đang tải... (xem toàn văn)
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 8 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 8 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10 2 1 Mục tiêu nghiên cứu 10 2 2 Nội dung nghiên cứu 10 2 3 Phạm vi nghiên[.]
1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: 10 2.2 Nội dung nghiên cứu: 10 2.3 Phạm vi nghiên cứu: 10 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC 11 KẾT CẤU LUẬN VĂN 11 CHƯƠNG I 12 TỔNG QUAN VỀ BÊ TỔNG TỰ LÈN VÀ ĐIỀU KIỆN 12 ỨNG DỤNG 12 1.1 KHÁI QUÁT VỀ BÊ TÔNG TỰ LÈN 12 1.1.1 Khái niệm bê tông tự lèn 12 1.1.2 Đặc điểm phân loại bê tông tự lèn 13 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG TỰ LÈN TRÊN THẾ GIỚI 14 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN Ở VIỆT NAM 18 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 20 CHƯƠNG II 21 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 21 BÊ TÔNG TỰ LÈN 21 2.1 CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN 21 2.1.1 Vật iệu chế tạo .21 2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật bê tông tự lèn .29 2.1.3 Các phương pháp thí nghiệm hỗn hợp bê tơng tự lèn [2] .30 2.1.4 Công nghệ chế tạo bê tông tự lèn 34 2.1.5 Thực nghiệm tính chất lý hỗn hợp bê tông tự lèn bê tông tự lèn đông cứng [2] 38 2.2 NGHÊN CỨU THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN 57 2.2.1 Mở đầu 57 2.2.2 Nguyên tắc thiết kế thành phần cấp phối bê tông tự lèn [2] 58 2.2.3 Phương pháp lựa chọn thành phần cấp phối bê tông tự lèn: 60 2.2.4 Quy trình thiết kế bê tơng tự lèn 63 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 CHƯƠNG III 68 XÂY DỰNG BIỆN PHÁP THI CÔNG BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG 68 3.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ PHÂN ĐỢT ĐỔ BÊ TÔNG 68 3.1.1 Quy mơ kết cấu hạng mục cơng trình đầu mối cơng trình đập dâng Văn Phong 68 3.1.2 Phân đợt đổ bê tông 75 3.2 TÍNH TỐN, THÍ NGHIỆM VÀ LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN 76 3.2.1 Khảo sát, lựa chọn thí nghiệm vật liệu chế tạo vữa bê tông 76 3.2.2 Tính tốn lựa chọn thành phần cấp phối bê tơng tự lèn 81 3.3 VÁN KHUÔN DÙNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG 96 3.3.1 Yêu cầu chung 96 3.3.2 Lắp dựng cốp pha đà giáo 97 3.3.3 Tháo dỡ cốp pha .98 3.4 LỰA CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG 98 3.4.1 Đặc điểm điều kiện thi công cơng trình đập dâng Văn Phong: 98 3.4.2 Lựa chọn thiết bị .99 3.5 QUY TRÌNH THI CƠNG VÀ KIỂM SỐT CHẤT LƯỢNG BÊ TƠNG TỰ LÈN TẠI HIỆN TRƯỜNG 101 3.5.1 Công tác chuẩn bị 101 3.5.2 Quy trình chế tạo thi cơng bê tơng tự lèn 104 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 107 CHƯƠNG IV 108 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THI CƠNG CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG TỈNH BÌNH ĐỊNH 108 4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT 108 4.1.1 Về cường độ chịu nén: 108 4.1.2 Về cường độ chịu kéo: 109 4.1.3 Mô đun đàn hồi: 109 4.1.4 Độ chống thấm nước: 109 4.1.5 Co ngót từ biến: .109 4.1.6 Lực bám dính BTTL Bê tông thường 110 4.1.7 Khả chống cắt mặt phẳng đổ: 110 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KINH TẾ 111 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115 5.1 KẾT LUẬN: 115 5.2 KIẾN NGHỊ 116 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sử dụng BT tự lèn cho Mố neo cầu Akashi-Kaikyo 17 Hình 1.2 Sử dụng BT tự lèn cho Sân vận động Fukuoka 17 Hình 1.3 Sử dụng BT tự lèn cho bể chứa ga Osaka 17 Hình 1.4 Thi cơng bê tông tự lèn cho cấu kiện đúc sẵn 17 Hình 1.5 Thi cơng đáy xà lan cống Sáu Hỷ 19 Hình 1.6 Hồn thiện thi cơng xà lan lai dắt xà lan Sáu Hỷ 20 Hình 1.7 Cống Ngọc Hùng – Nam Định 20 Hình 1.8 Nhà thi đấu đa – Đà Nẵng 20 Hình 2.1 Đường cong biến dạng chảy khả tự lèn hỗn hợp BT 22 Hình 2.2 Thí nghiệm xác định độ chảy xịe hỗn hợp BTTL 31 Hình 2.3 L-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép BTTL 32 Hình 2.4 U-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép BTTL 33 Hình 2.5 Quy trình trộng bê tơng 36 Hình 2.6 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP I) 41 Hình 2.7 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP II) 42 Hình 2.8 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP III) 42 Hình 2.9 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP IV) 43 Hình 2.10 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP I) 45 Hình 2.11 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP II) 47 Hình 2.12 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP II) 48 Hình 2.13 Biểu đồ thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL- (CP IV) 49 Hình 2.14 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối I 51 Hình 2.15 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối II 51 Hình 2.16 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối III 52 Hình 2.17 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối IV 53 Hình 2.18 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL - (CP I) 54 Hình 2.19 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP II) 55 Hình 2.20 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP III) 56 Hình 2.21 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP IV) 56 Hình 2.22 Nguyên tắc thiết kế thành phần bê tông tự lèn 60 Hình 2.23 Quy trình thiết kế cấp phối BTTL theo JSCE - EFNARC 61 Hình 2.24 Quy trình thiết kế cấp phối BTTL theo OKAMURA 62 Hình 3.1 Tổng thể cơng trình Văn Phong 68 Hình 3.2 Mặt cắt ngang đập không tràn 69 Hình 3.3 Mặt cắt ngang đập tràn có cửa 70 Hình 3.4 Mặt đoạn tràn piano 71 Hình 3.5 Cắt dọc đoạn tràn piano 72 Hình 3.6 Cắt ngang đập tràn piano 72 Hình 3.7 Cốt thép cánh tràn piano phía hạ lưu 73 Hình 3.8 Cốt thép cánh tràn piano phía thượng lưu 74 Hình 3.9 Cốt thép tường dọc cánh tràn piano 74 Hình 3.10 Phân chia giai đoạn thi cơng 75 Hình 3.11 Phân đợt thi công cánh tràn piano 76 Hình 3.12 Biểu đồ quan hệ cường độ nén bê tông tuổi 28 ngày lượng dùng xi măng 86 Hình 3.15 Trạm trộn bê tông 60 m3/h 99 Hình 3.16 Ơ tơ vận chuyển vữa chuyên dụng loại 7m3 100 Hình 3.17 Xe bơm bê tơng chun dụng loại cần 37m 100 Hình 3.18 Quy trình trộn bê tơng 104 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện, bột đá vôi Silicafume (CPI) Bảng 2.2 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện, puzôlan thiên nhiên Silicafume (CP II) 39 Bảng 2.3 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện Silicafume (CP III) 39 Bảng 2.4 Cấp phối sử dụng puzôlan thiên nhiên Silicafume (CP IV) 40 Bảng 2.5 Kết thí nghiệm tổn thất độ chảy hỗn hợp BTTL theo thời gian 40 Bảng 2.6 Thời gian đông kết hỗn hợp BTTL (CP I) 44 Bảng 2.7 Kết thí nghiệm thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL(CP II) 46 Bảng 2.8 Kết thí nghiệm thời gian đông kết hỗn hợp BTTL-(CPIII) 47 Bảng 2.9 Kết thí nghiệm thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL-(CPIV) 48 Bảng 2.10 Độ hút nước BTTL cấp phối I 50 Bảng 2.11 Độ hút nước BTTL cấp phối II 51 Bảng 2.12 Độ hút nước BTTL cấp phối III 52 Bảng 2.13 Độ hút nước BTTL cấp phối IV 52 Bảng 2.14 Cường độ nén BTTL cấp phối I 54 Bảng 2.15 Cường độ nén BTTL cấp phối II 54 Bảng 2.16 Cường độ nén BTTL cấp phối III 55 Bảng 2.17 Cường độ nén BTTL cấp phối IV 56 Bảng 2.18 Độ chống thấm nước mẫu BTTL 57 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm xi măng 77 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm phụ gia khống hoạt tính 78 Bảng 3.3 Các tính chất lý cát Sông Kôn 79 Bảng 3.4 Thành phần hạt cát Sông Kôn 79 Bảng 3.5 Các tính chất lý cát đá dăm Nhơn Hòa 80 Bảng 3.6 Thành phần hạt đá dăm 5-20mm 80 Bảng 3.7 Cấp phối bê tông M30 84 Bảng 3.8 Cấp phối thành phần định hướng 85 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm cường độ nén tuổi ngày 28 ngày cấp phối bê tông định hướng 85 Bảng 3.10 Tổng hợp kết thí nghiệm số tính chất BTTL ứng với thành phần cấp phối 88 Bảng 3.11 Tổng hợp kết thí nghiệm cường độ nén thời gian đông kết BTTL với cấp phối chọn 91 Bảng 3.12 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong 92 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp tiêu thí nghiệm cấp phối chọn 93 Bảng 3.12 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong 101 Bảng 4.1 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong (30Mpa) 108 Bảng 4.4 So sánh giá thành theo định mức 1m3 BTTL bê tông thường 112 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BBTL Bê tông tự lèn XM Xi măng PGK Phụ gia khoáng TB Tro bay N/B Nước / Bột N/X Nước / Xi măng N/CKD Nước / Chất kết dính VMA Viscosity Modifying Admixture TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CP Cấp phối Mđl Mô đun độ lớn AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials SCDOT The South Carolina State Department of Transportation PCI The Precast/ Prestressed Concrete Institute MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, Việt Nam nhiều cơng trình xây dựng lớn có kết cấu thiết kế thi cơng xây dựng Việc thiết kế cơng trình đưa nhiều dạng kết cấu có kích thước mảnh, mật độ thép dày, dẫn đến việc đổ, đầm bê tơng thi cơng khó không thực Nếu bê tông không đủ điều kiện để thi cơng theo phương pháp thông thường không đầm chặt dẫn tới rỗng, rỗ cấu kiện, làm cường độ bê tông không đảm bảo theo thiết kế Một vấn đề kỹ thuật cần quan tâm giải công nghệ thi công bê tông chất lượng cao, đặc biệt cho số phận kết cấu có đặc điểm chịu lực phức tạp, chịu ứng suất cục lớn Tại vị trí u cầu bê tơng có cường độ chịu nén chịu kéo lớn Mặt khác, vị trí thi cơng cao, sàn cơng tác chật hẹp việc bơm bê tơng lên cao đầm bê tơng có yêu cầu đặc biệt khó khăn Hơn nữa, số cơng trình xây dựng sau thời gian khai thác sử dụng, kết cấu ăn mịn mơi trường tác nhân khác cần phải gia cố, sửa chữa, kết cấu có mặt cắt ngang hẹp, chiều dài lớn, cốt thép dày, dùng bê tông truyền thống cơng tác đổ, đầm bê tơng đảm bảo u cầu khó khăn, tốn nhiều cơng sức, đơi thực Đặc biệt, cơng trình thủy lợi, kết cấu cơng trình thiết kế áp dụng nhiều loại hình mang tính chất thẩm mỹ mà phải đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật Bê tông tự lèn (BTTL) giống bê tông thông thường chế tạo từ vật liệu cấu thành xi măng, cốt liệu, nước phụ gia Sự khác công nghệ thi công BTTL so với bê tơng thường khơng có cơng đoạn tạo chấn động để lèn chặt bê tơng BTTL có tính ưu việt so với bê tông thường sau: - Thi cơng bê tơng điều kiện cơng trình có kết cấu mỏng mà mật độ cốt thép dày đặc, giao diện đan xen phức tạp, khó khơng thể sử dụng máy đầm - Gia cố sữa chữa kết cấu bê tơng có chiều dày mỏng, hình thể phức tạp, đồng thời có cốt thép, thi cơng khó sử dụng máy đầm, - Thời gian thi cơng nhanh so với bê tơng thường có điều kiện thi cơng khơng cần có cơng đoạn đầm bê tông Đập dâng Văn Phong công trình dạng đập tràn phím đàn piano triển khai thi cơng 1/2 cơng trình phía bờ trái cơng nghệ bê tơng truyền thống Trong q trình thi công cánh tràn Piano thi công theo công nghệ thi cơng truyền thống gặp nhiều khó khăn để đảm bảo chất lượng bê tông số đặc điểm kết cấu như: - Cánh tràn có cốt thép dày đặc, chiều dày cánh tràn mỏng (từ 20cm đến 46cm), chiều cao cánh cao 5m, khó khăn để đầm bê tông dẫn tới bê tông không đặc rộ vị trí giao tường đứng cánh nghiêng, vị trí giao hai cánh tràn thuận nghịch; - Bê tơng mặt nghiêng phía phần cánh tràn cịn rộ nhiều khơng hết bọt khí khỏi hỗn hợp bê tơng đầm; - Thời gian thi cơng kéo dài khó khăn để đưa vữa bê tơng vào khối đổ Vì lý lựa chọn giải pháp nghiên cứu ứng dụng bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong, nhằm đáp ứng mục tiêu kỹ thuật, tiến độ phù hợp với điều kiện thực tế cơng trình Văn Phong, tiêu chí quan trọng cần thiết Vì tác giả lựa chọn đề 10 tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano, Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định” MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn vào thi cơng cánh tràn piano, cơng trình Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định 2.2 Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết bê tông tự lèn điều kiện ứng dụng bê tông tự lèn - Nghiên cứu nguyên tắc, phương pháp, quy trình thiết kế cấp phối bê tơng tự lèn từ tính tốn lựa chọn thành phần cấp phối hợp lý - Thí nghiệm, hiệu chỉnh trường thành phần cấp phối để thỏa mãn yêu cầu tính công tác hỗn hợp bê tông tự lèn; lấy mẫu thí nghiệm tiêu lý bê tơng đóng rắn để kiểm nghiệm - Nghiên cứu đánh giá hiệu kinh tế, kỹ thuật xã hội bê tông tự lèn bê tông truyền thống 2.3 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu tính tốn thiết kế cấp phối bê tơng tự lèn đáp ứng tính chất lý bê tông thỏa mãn yêu cầu ứng dụng dựa vật liệu sẵn có cơng trình; Xây dựng biện pháp thi cơng đánh giá hiệu kỹ thuật - kinh tế dựa điều kiện thực tế cơng trình Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định cơng trình khác có tính chất tương tự PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khảo sát thực tế, thu thập tài liệu, kết luận đánh giá chuyên gia, tổng hợp, kế thừa kết nghiên cứu, phân tích lý thuyết, kiểm tra