Hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống kênh trạm bơm nam sông mã, tỉnh thanh hóa

Giải pháp xây dựng kiên cố hóa kênh mương bằng các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sẽ giúp cho các địa phương đẩy nhanh tiến độ thực hiện công trình, giảm chi phí lập dự toán, thanh to

MỤC LỤC

M Ở ĐẦU……… ……… 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 15

1.1 CÁC HÌNH TH ỨC KIÊN CỐ HÓA KÊNH MƯƠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG 15

1.1.1 Các hình thức kiên cố hóa kênh mương 15

1.1.2 So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa 17

1.1.3 Phương pháp thi công các loại hình kênh kiên cố hóa 19

1.2 T ỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐÚC SẴN, LẮP GHÉP TRONG XÂY D ỰNG 20

1.2.1 Tổng quan về bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng 20

1.2.2 Vị trí, vai trò của bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh mương 21

1.3 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN VÀ ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG 22

1.3.1 Đặc điểm chung của kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn 22

1.3.2 Điều kiện áp dụng kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn 24

1.4 CÁC NGHIÊN C ỨU VỀ KÊNH BÊ TÔNG ĐÚC SẴN 24

1.5 CÁC V ẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN25 1.5.1 Các tồn tại 25

1.5.2 Hướng nghiên cứu 25

CHƯƠNG 2 YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN 26

2.1 TIÊU CHU ẨN, QUY CHUẨN VÀ CÁC QUY ĐỊNH 26

2.1.1 Các quy định chung 26

2.1.2 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về vật liệu 26

2.1.3 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về thiết kế - thi công – nghiệm thu – quản lý vận

hành 26

2.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG 28

2.2.1 Đặc điểm kết cấu 28

2.2.2 Trình tự thi công 30

2.3 YÊU C ẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC VẬT LIỆU 31

2.3.1 Xi măng 31

2.3.2 Cốt liệu nhỏ (Cát) 33

2.3.3 Cốt liệu lớn 34

2.3.4 Nước 35

2.3.5 Vữa xi măng 35

2.3.6 Lưới thép 36

2.3.7 Cốt thép chịu lực 37

2.3.8 Các chất phụ gia 38

2.4 YÊU C ẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC ĐÚC CẤU KIỆN 38

2.4.1 Yêu cầu về mặt bằng sản xuất 38

2.4.2 Ván khuôn 38

2.4.3 Hệ dàn rung 39

2.4.4 Gia công lắp đặt cốt thép khung, lưới thép 40

2.4.5 Trộn vữa bê tông 40

2.4.6 Nạp vữa và rung 40

2.4.7 Vận chuyển ra vị trí bảo dưỡng 41

2.4.8 Tháo dỡ ván khuôn và tiến hành bảo dưỡng 41

2.4.9 Kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm tại bãi đúc 42

2.5 YÊU C ẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN, LẮP

GHÉP C ẤU KIỆN, HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH 43

2.5.1 Vận chuyển cấu kiện đến hiện trường thi công 43

2.5.2 Thi công nền kênh 44

2.5.3 Yêu cầu kỹ thuật trong công tác lắp ghép cấu kiện 47

2.5.4 Các yêu cầu kỹ thuật trong công tác hoàn thiện 49

2.5.5 Một số điểm cần chú ý khi sản xuất, lắp dựng kênh bê tông lưới thép 50

CHƯƠNG 3 HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN- ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ TH ỐNG KÊNH TRẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA 52

3.1 QUY TRÌNH CHU ẨN BỊ THI CÔNG 52

3.1.1 Thành lập hệ thống quản lý chất lượng 52

3.1.2 Tiếp nhận và kiểm tra mặt bằng, tim tuyến, mốc cốt 53

3.1.3 Lập báo cáo tiến độ và hồ sơ thiết kế biện pháp thi công và các công trình tạm53 3.2 QUY TRÌNH L ỰA CHỌN, KIỂM TRA VÀ GIA CÔNG VẬT TƯ, VẬT LIỆU54 3.2.1 Mua vật tư 55

3.2.2 Kiểm tra xi măng 57

3.2.3 Kiểm tra cốt liệu cho bê tông 60

3.2.4 Kiểm tra cơ lý thép xây dựng 61

3.2.5 Sàng rửa cát, đá, sỏi 62

3.2.6 Kéo thẳng cốt thép 63

3.2.7 Tuốt nguội cốt thép 64

3.2.8 Cắt uốn thép 65

3.2.9 Nắn cắt liên hợp cốt thép 67

3.2.10 Hàn điểm cốt thép 68

3.2.11 Lắp dựng cuốn buộc khung cốt thép 69

3.2.12 Kiểm tra khung cốt thép 70

3.3 QUY TRÌNH TR ỘN BÊ TÔNG 71

3.3.1 Điều chỉnh cấp phối bê tông 72

3.3.2 Trộn bê tông 74

3.3.3 Kiểm tra cấp phối bê tông 76

3.3.4 Kiểm tra bê tông 77

3.4 QUY TRÌNH ĐẦM, TẠO HÌNH CẤU KIỆN 80

3.4.1 Thiết kế và tính toán kiểm tra ván khuôn 80

3.4.2 Thiết kế, chế tạo hệ dàn rung 84

3.4.3 Tạo hình sản phẩm bê tông cốt thép đúc sẵn 85

3.4.4 Kiểm soát quá trình sản xuất cấu kiện bê tông 87

3.4.5 Bảo dưỡng sản phẩm cấu kiện bê tông 89

3.4.6 Tháo dỡ, vệ sinh khuôn hoàn thiện cấu kiện 92

3.4.7 Bốc xếp, lưu kho bãi, bảo quản, vận chuyển và giao hàng 93

3.5 QUY TRÌNH V ẬN CHUYỂN, LẮP GHÉP CẤU KIỆN, HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH 97

3.5.1 Thi công nền kênh 98

3.5.2 Vận chuyển, kê xếp, nghiệm thu cấu kiện tại công trường 99

3.5.3 Lắp ghép cấu kiện 101

3.5.4 Công tác hoàn thiện, nghiệm thu 102

3.6 ÁP D ỤNG QUY TRÌNH CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG KÊNH TR ẠM BƠM NAM SÔNG MÃ, TỈNH THANH HÓA 103

3.6.1 Giới thiệu về dự án 103

3.6.2 Nội dung và quy mô đầu tư 104

3.6.3 Nội dung áp dụng quy trình 106

3.6.4 Kết quả áp dụng quy trình thi công cho công trình 121

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… …….……112

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….……….114

DANH M ỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1 Kênh gạch xây 16

Hình 1-2 Kênh đá xây 16

Hình 1-3 Kênh mái bằng tấm lát BT 17

Hình 1-4 Kênh bê tông đổ tại chỗ 17

Hình 1-5 Kênh xi măng lưới thép 17

Hình 1-6 Thi công kênh gạch bằng thủ công 19

Hình 1-7 Thi công mái kênh thủ công 19

Hình 1-8 Thi công kênh bằng cơ giới 20

Hình 2-1 Hình dạng mặt cắt phổ biến của cấu kiện kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng 29

Hình 2-2 Kết cấu, hình dạng mặt cắt và liên kết của cấu kiện kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng có kích thước (bxh) = (60x70)cm 30

Hình 3-1 Sơ đồ lựa chọn, kiểm tra và gia công vật tư, vật liệu 55

Hình 3-2 Sơ đồ quy trình trộn bê tông 72

Hình 3-5 Quy trình đầm, tạo hình cấu kiện 80

Hình 3-6 Kết cấu ván khuôn cấu kiện kênh BTXMLT điển hình 81

Hình 3-7 Sơ đồ tính lực tác dụng lên ván khuôn 82

Hình 3-8 Quy trình thi công kênh bê tông lưới thép tại vị trí công trình 98

Hình 3-9 Tổng hợp quy trình thi công kênh bê tông lưới thép 102

Hình 3-10 Mặt cắt thiết kế các tuyến kênh N11 và B13 109

Hình 3-11 Sơ đồ tổ chức công trường 110

Hình 3-12 Kết cấu ván khuôn thiết kế cho mặt cắt 60x70cm 111

Hình 3-13 Sơ đồ tính lực tác dụng lên ván khuôn 112

Hình 3-14 Mô hình tính toán kết cấu ván khuôn trong 114

Hình 3-15 Mô hình tính toán kết cấu ván khuôn ngoài 114

Hình 3-16 Chuyển vị ván khuôn (cm) 114

Hình 3-17 Ứng suất chính lớn nhất (kg/cm2) 115

Hình 3-18 Ứng suất chính nhỏ nhất (kg/cm2) 115

Hình 3-19 Biểu đồ mô men dầm L50x50x5 (kg.cm) 116

Hình 3-20 Chuyển vị ván khuôn (cm) 117

Hình 3-21 Ứng suất chính lớn nhất (kg/cm2) 117

Hình 3-22 Ứng suất chính nhỏ nhất (kg/cm2) 118

Hình 3-23 Biểu đồ mô men dầm L50x50x5 (kg.cm) 118

Hình 3-24 Cấu tạo hệ rung đúc kênh BXHXL = 0,6x0,7x1m 120

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa 17

Bảng 2-1 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng 32

Bảng 2-2 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng bền sun phát 33

Bảng 2-3 Thành phần hạt của cát 34

Bảng 2-4 Hàm lượng các tạp chất trong cát 34

Bảng 2-5 Thành phần hạt của cốt liệu lớn 34

Bảng 2-6 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn 34

Bảng 2-7 Hàm lượng tối đa cho phép của muối hoà tan, ion sunfat, ion clo 35

Bảng 2-8 Một số loại lưới thép thông dụng trong sản xuất CK xi măng lưới thép 36 Bảng 2-9 Sai lệch vị trí cho phép trong thi công cốt thép 40

Bảng 2-10 Sai lệch cho phép khi cân đong thành phần của bê tông 40

Bảng 2-11 Mức giá trị cường độ bảo dưỡng tới hạn th BD R và thời gian bảo dưỡng cần thiết ct BD T cho bê tông nặng thông thường 42

Bảng 2-12 Sai số lắp đặt cấu kiện (mm) 49

Bảng 3-1 Danh mục các tiêu chuẩn áp dụng trong kiểm tra vật liệu 61

Bảng 3-2 Sai lệch vị trí cho phép trong thi công cốt thép 71

Bảng 3-3 Quy định tần suất kiểm tra độ ẩm 72

Bảng 3-4 Sai số định lượng các vật liệu (%) 75

Bảng 3-5 Thời gian trộn hỗn hợp bê tông (phút) 75

Bảng 3-6 Độ lệch cho phép đối với tính công tác của hỗn hợp bê tông 75

Bảng 3-7 Tải trọng tác dụng vào ván khuôn trong 83

Bảng 3-8 Tải trọng tác dụng vào ván khuôn ngoài 83

Bảng 3-9 Sai số lắp đặt cấu kiện (mm) 102

Bảng 3-10 Các thông số kỹ thuật chính của công trình Nâng cấp hệ thống kênh trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa 104

Bảng 3-11 Bảng so sánh chi phí xây dựng giữa kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép và kênh bê tông đổ tại chỗ áp dụng cho dự án thành phần Nâng cấp hệ thống kênh trạm

bơm Nam sông Mã 107

Bảng 3-12 Bảng so sánh tiến độ thi công giữa 100m kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép và 100m kênh bê tông đổ tại chỗ kích thước mặt cắt (bxh) = (60x70)cm 107

Bảng 3-13 Tải trọng tác dụng vào ván khuôn trong 112

Bảng 3-14 Tải trọng tác dụng vào ván khuôn ngoài 113

Bảng 3-15 Nội lực trong kết cấu ván khuôn trong 116

Bảng 3-16 Nội lực trong kết cấu ván khuôn ngoài 118

Bảng 3-17 Khối lượng ván khuôn cho 1 đơn nguyên dài 1m 119

Bảng 3-18 Khối lượng thiết kế hệ rung 120

T Ừ NGỮ VIẾT TẮT

KDVT&DV: Kinh doanh vật tư và dịch vụ

M Ở ĐẦU

I TÍNH C ẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Chương trình mục tiêu quốc gia về xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010 -

2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo quyết định số 800/QĐ-TTg ngày 04/06/2010 Trong chương trình xây dựng nông thôn mới, kiên cố hóa kênh mương là 1 trong 19 tiêu chí Giải pháp xây dựng kiên cố hóa kênh mương bằng các

cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn sẽ giúp cho các địa phương đẩy nhanh tiến độ

thực hiện công trình, giảm chi phí lập dự toán, thanh toán nghiệm thu nhanh chóng, tránh được những lãng phí không đáng có là mục tiêu và nội dung mà chương trình

mục tiêu quốc gia Xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2011-2020 đã đặt ra Đối với các công tác sản xuất, lắp dựng bê tông kênh đúc sẵn đảm bảo chất lượng công trình đồng đều do sản phẩm được chế tạo tại các cơ sở tập trung với trang bị máy móc cơ

giới, công nghệ hoàn chỉnh hơn và nhân lực có tay nghề cao hơn Việc đưa công nghệ này vào các dự án kiên cố hoá kênh mương theo các chương trình mục tiêu

quốc gia là rất phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao

Từ năm 2000 đến nay, đặc biệt là trong những năm gần đây, công tác kiên cố hóa

hệ thống kênh mương, nâng cao hiệu quả tưới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp đã được triển khai từng bước thực hiện trong phạm vi cả nước Kiên cố hóa kênh mương (đặc biệt là hệ thống kênh tưới) đã mang lại hiệu quả to lớn:

- Tiết kiệm nguồn nước tưới, giảm chi phí tiền điện bơm tưới, tận dụng triệt để nguồn nước của các hồ chứa nước, đập dâng; giảm thiểu thiệt hại do hạn hán, thiếu nguồn nước tưới với những rủi ro do tình trạng biến đổi khi hậu đã và đang gây ra

- Giảm chi phí đầu tư sửa chữa nâng cấp hàng năm vì các tuyến kênh đất được thay bằng kênh kiên cố

- Tăng thêm diện tích đất để sản xuất nông nghiệp từ nguồn đất được dôi ra khi chuyển từ kênh đất sang kênh kiên cố

Tuy vậy, từ thực tế ở các địa phương đã thực hiện, công tác kiên cố hóa kênh

mương (đặc biệt là việc kiên cố hóa các tuyến kênh nhỏ nội đồng) còn một số tồn

tại trong tổ chức thực hiện từ khâu thiết kế đến thi công vẫn chưa đáp ứng được với yêu cầu thực tế cụ thể là:

- Việc kiên cố hóa các tuyến kênh tưới, tiêu nhỏ nội đồng vẫn phải tiến hành từng bước: Khảo sát, thiết kế, thi công theo các công đoạn truyền thống như các tuyến kênh lớn dẫn đến chi phí đầu tư cao, tiến độ thực hiện chậm

- Với các khu vực miền núi do đặc điểm địa hình phức tạp thì việc thi công lại càng khó khăn và tốn kém chi phí hơn

Đồng thời, hiện nay, trong quá trình tài trợ các dự án từ nguồn vốn Hỗ trợ phát triển chính thức (ODA), các nhà tài trợ luôn đặt ra yêu cầu phải áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ vào các khâu thiết kế và thi công để hạ giá thành, rút ngắn thời gian thi công Đặc biệt, trong khuôn khổ dự án Cải thiện nông nghiệp có tưới (WB7) do Ngân hàng Thế giới (WB) tài trợ sẽ ưu tiên đầu tư cho các hạng mục công trình sử dụng các công nghệ mới như neoweb, bê tông cốt sợi, bê tông lưới thép đúc sẵn Dự án sẽ tập trung đầu tư nâng cấp, hiện đại hóa công trình và các

hạng mục công trình gồm hệ thống tưới từ đầu mối, kênh chính đến cấp 2, 3 và nội đồng Phương thức tiếp cận cần đến sự tài trợ cho hoàn thiện từ đầu mối đến mặt

ruộng cho một hệ thống Vì vậy, việc đề xuất các tuyến kênh lắp đặt từ các cấu kiện

bê tông lưới thép đúc sẵn là một lợi thế để thu hút nguồn vốn đầu tư từ các Nhà tài

kế, thi công và các yêu cầu về quản lý chất lượng tuy đã được xây dựng nhưng còn nhiều điểm chưa chi tiết, chưa thuận lợi cho các đơn vị áp dụng Vì vậy, việc nghiên

cứu để hoàn thiện quy trình thi công kết cấu kênh bê tông lưới thép đúc sẵn là rất

cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao

Xuất phát từ thực tế trên, việc nghiên cứu đề tài “Hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn Áp dụng cho công trình Nâng cấp Hệ thống kênh

trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa” là cần thiết và có ý nghĩa khoa học và

thực tiễn

II M ỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn; áp

dụng cho một số hạng mục công trình thuộc dự án thành phần Nâng cấp Hệ thống kênh trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa (Thuộc dự án Cải thiện nông nghiệp

có tưới – WB7)

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn

- Áp dụng quy trình trong thực tế tại một số tuyến kênh thuộc hệ thống kênh trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa – Dự án Cải thiện nông nghiệp có tưới (WB7)

và đánh giá kết quả áp dụng

IV CÁCH TI ẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu thời gian gần đây về tính toán thiết

kế, thi công kênh bê tông đúc sẵn

- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực tiễn

- Áp dụng cho công trình thực tế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 CÁC HÌNH THỨC KIÊN CỐ HÓA KÊNH MƯƠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG

1.1.1 Các hình thức kiên cố hóa kênh mương

Kiên cố hoá hệ thống kênh mương là một xu hướng phổ biến rộng rãi ở nước ta trong những năm vừa qua Những lợi ích thu được thông qua các điển hình kiên cố hoá kênh mương thực tế đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT tổng kết, đánh giá, trong đó nổi bật lên một số ưu điểm sau:

- Giảm được từ 30% đến 70% diện tích kênh mương chiếm đất để đưa vào canh tác hoặc phục vụ giao thông, xây dựng;

- Giảm thời gian dẫn nước từ 30%-59%, giảm công lao động tưới nước trên đồng

ruộng từ 33%-60%;

- Tăng cao trình nước trong kênh, đảm bảo lưu lượng tưới, từ đó tăng diện tích tưới tự chảy, giảm chi phí điện năng tới 30% và có thể bỏ bớt các trạm bơm cục bộ

cuối hệ thống kênh;

- Giảm công lao động tu sửa, nạo vét kênh mương 55-93%;

- Tưới chủ động tạo điều kiện thuận lợi tăng vụ, tăng diện tích, tăng năng suất cây trồng đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp;

- Kênh mương được kiên cố có thể lắp đặt công trình đo nước dễ dàng hơn, tạo điều kiện thu thuỷ lợi phí theo khối nước, đảm bảo tiết kiệm nước và công bằng xã

hội

Với các ưu điểm nêu trên, chúng ta thấy kiên cố hoá kênh mương đã trở thành xu hướng tất yếu Hiện nay, các hình thức kiên cố hóa đang được sử dụng rộng rãi là:

+ Kênh xây đá (Mặt cắt hình thang hoặc chữ nhật): Có khả năng chống sạt lở bờ kênh, hầu như không tổn thất nước, thường áp dụng cho vùng núi có nguồn cung

cấp đá

+ Kênh xây gạch (Mặt cắt chữ nhật): Đây là loại kênh được áp dụng khá phổ biến

nhờ khả năng tự sản xuất vật liệu, tự xây dựng, các địa phương có thể đảm nhận thi công quản lý Nhưng hiện nay do chưa hiểu hết các vấn đề kỹ thuật trong xử lý nền, trong thi công, trong quá trình bảo dưỡng nên còn để xẩy ra hiện tượng đổ vỡ, nứt

gẫy, lãng phí Tuỳ thuộc điều kiện địa chất cần phải gia cố nền hoặc đáy kênh đổ bê tông thành xây gạch có giằng dọc kênh và ngang kênh Đặc biệt chú ý xử lý kỹ thuật cho vùng đất yếu, kênh bên cạnh đường giao thông

kênh này thi công nhanh nhưng khả năng chống mất nước bị hạn chế, dễ bị sạt mái

nếu không có biện pháp liên kết chắc chắn các tấm với nhau Để hạn chế sự sụt lở phát triển người ta tạo thành các khung bao cho một vùng diện tích nhất định và trên đỉnh mái cần có giằng khoá dọc bờ kênh Kích thước tấm lát cần chọn hợp lý

về mặt chịu lực, lắp ghép và chuyên chở

(iii) Kênh đổ bê tông tại chỗ (Mặt cắt hình thang hoặc chữ nhật): Loại kênh này

thường áp dụng cho kênh chính, vốn đầu tư lớn, việc tính toán thiết kế và thi công

phức tạp Khả năng chống mất nước cao

HDPE, có năng lực chuyển nước tốt, diện tích chiếm đất nhỏ Áp dụng cho các khu

vực địa hình phức tạp khó xây dựng kênh hở, độ dốc lớn

Kênh mái bằng tấm lát BT Kênh bê tông đổ tại chỗ

(v) Kênh xi măng lưới thép: Đây là loại kênh thường được đúc sẵn, lắp ghép

khối, áp dụng cho mọi điều kiện địa hình, tạo cảnh quan môi trường đẹp, khả năng

chống sạt lở cao, có thể di chuyển khi cần thiết Kênh có mặt cắt hình chữ U, hoặc hình thang được đúc sẵn để lắp ghép Kênh được đúc bằng các vật liệu như: bê tông, bê tông cốt thép, xi măng lưới thép, sợi tổng hợp Kênh có năng lực chuyển nước tốt Kênh bê tông lưới thép đúc sẵn là một dạng của loại kênh này

1.1.2 So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa

Bảng 1-1 So sánh sơ bộ kinh tế kỹ thuật của các loại kênh kiên cố hóa

BT lắp ghép

Đường ống Kênh BT đổ tại

chỗ

Kênh gạch/đá xây

- Ít bị nứt gãy và

rò rỉ trong quá trình vận hành

- Diện tích chiếm đất ít

- Khó khăn trong thay thế,

sửa chữa

- Hình thức đẹp

- Phải kiểm soát

chất lượng ngoài hiện trường

- Ít bị nứt gãy rò

rỉ trong quá trình vận hành

- Diện tích chiếm đất nhỏ

- Diện tích chiếm đất lớn

- Phải bảo trì thường xuyên hơn

- Diện tích chiếm đất lớn

- Phải bảo trì thường xuyên hơn

kỹ thuật cao

- Thời gian thi công ngắn

- Không phụ thuộc vào điều

kiện thời tiết

- Ít ảnh hưởng đến môi trường

- Biện pháp thi công đơn giản, không cần thợ

kỹ thuật cao

- Thời gian thi công ngắn

- Không phụ thuộc vào điều

kiện thời tiết

- Ít ảnh hưởng đến môi trường

- Biện pháp thi công phức tạp hơn, cần phải có

10-Đặt hơn kênh

bê tông đúc sẵn 10-20%

Đắt hơn kênh

BT đúc sẵn 20%

Rẻ hơn kênh BT

đổ tại chỗ 20%

1.1.3 Phương pháp thi công các loại hình kênh kiên cố hóa

Đây là phương án thi công truyền thống hiện nay, đặc biệt đối với các khu vực kiên cố hóa có địa hình chật hẹp, phức tạp Toàn bộ các công tác như :

- Lắp đặt cốt thép, ván khuôn (coppha), đổ bê tông kênh (đối với kênh bê tông)

- Xây lát gạch, đá và trát hoàn thiện (đối với kênh gạch, đá xây)

- Đắp đất hoàn thiện

Đều được công nhân làm bằng thủ công Phương pháp này có nhược điểm là năng suất lao động thấp, công nhân phải làm việc nặng nhọc, chất lượng và mỹ quan công trình hạn chế, thời gian thi công dài

Khi công trình có mặt bằng rộng lớn và thuận lợi, đặc biệt là các kênh có khẩu độ

lớn, phương án này phát huy nhiều ưu điểm Theo đó thì toàn bộ các công tác như đào móng, lắp dựng ván khuôn, đổ bê tông… đều được cơ giới hóa đến mức tối đa

Hiệu quả của phương pháp này đó là :

- Giảm bớt nhân công lao động nặng nhọc, giảm thời gian thi công

- Chất lượng và thẩm mỹ công trình được nâng cao

Hình 1-8 Thi công kênh bằng cơ giới

Phương án thi công kết hợp giữu thủ công và cơ giới thường được sử dụng trong

hầu hết các dự án xây dựng kiên cố hóa kênh mương Thi công kênh mương bê tông đúc sẵn là một điển hình

Theo đó thì cấu kiện bê tông với hình dạng mặt cắt thiết kế được chế tạo sẵn trong nhà máy hoặc xưởng bằng cơ giới Công tác lắp đặt kết hợp giữa máy móc cơ

giới với nhân công địa phương

1.2 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐÚC SẴN, LẮP GHÉP TRONG XÂY DỰNG

1.2.1 Tổng quan về bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng

Năm 1824, người Anh phát minh ra xi măng tại vùng Portland và tới năm 1848 ngành công nghiệp xi măng hiện đại chính thức hình thành tạo sự đột phá trong lĩnh

vực sản xuất vật liệu xây dựng Tới năm 1855, vật liệu bê tông cốt thép (BTCT) chính thức ra đời Ban đầu BTCT tại chỗ liền khối là chính và đầu thế kỷ XX BTCT

lắp ghép bắt đầu xuất hiện với các cấu kiện đơn giản như cọc, dầm, cột dùng phổ

biến trong xây dựng công trình công nghiệp, quân sự Vào các năm sau chiến tranh

thế giới lần thứ II, với mục tiêu tập trung lo nhà ở cho dân, công nghệ xây dựng nhà

ở bằng kết cấu BTCT lắp ghép ở các nước châu Âu được chăm lo hoàn thiện Kết

cấu BTCT lắp ghép đã tạo lợi thế về tốc độ xây dựng ban đầu là hệ kết cấu khung,

hệ kết cấu lắp ghép từ các cấu kiện tấm lớn được hình thành và phát triển mạnh mẽ sau năm 1954 tại các nước châu Âu mà nổi bật ở các nước Bỉ, Tiệp và đặc biệt ở Liên Xô (cũ)

Tại Việt Nam, việc sử dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn, lắp ghép đã được nghiên cứu và áp dụng từ cuối 1960 và phát triển mạnh trong thập niên 70 của thế

kỷ trước Ban đầu chủ yếu ứng dụng trong xây dựng dân dụng, sau đó đã áp dụng

rộng rãi trong các lĩnh vực giao thông, thủy lợi, vv

Ưu điểm lớn nhất của việc ứng dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép là có thể công nghiệp hóa và giảm thiểu thời gian xây dựng, dễ dàng đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Như chúng ta biết, công trình xây

dựng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong suốt thời gian xây dựng mà yếu tố khí

hậu trong điều kiện xây dựng ở Việt Nam có tác động không nhỏ ảnh hưởng đến

tiến độ và chất lượng công trình Mặt khác, do phần lớn cấu kiện được sản xuất theo dây chuyền công nghiệp thông qua các công đoạn kiểm tra trong nhà xưởng nên

chất lượng sản phẩm được đảm bảo ở mức tốt nhất Các công việc còn lại ở hiện trường giảm thiểu đáng kể thời gian, nhân lực và đặc biệt là giảm khối lượng vật

liệu cho biện pháp thi công như mặt bằng tập kết vật liệu, đà giáo, ván khuôn so với

việc đổ bê tông tại chỗ

1.2.2 Vị trí, vai trò của bê tông đúc sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh mương

Ngoài những ưu điểm chung như đã nêu trên, việc sử dụng cấu kiện bê tông đúc

sẵn, lắp ghép trong xây dựng kênh mương thủy lợi còn có những ưu điểm riêng như:

- Đảm bảo tưới đối với các công trình sửa chữa, nâng cấp

- Có thể di dời để tận dụng lại trong trường hợp cần thiết

- Chủ động kiểm soát chất lượng và tiến độ

Với những ưu điểm nổi bật nêu trên, hiện nay cấu kiện bê tông đúc sẵn lắp ghép

đã được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng kênh mương, cụ thể như sau:

- Bộ Nông nghiệp và PTNT đã có chủ trương tăng cường áp dụng các công nghệ

mới, trong đó có việc áp dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn trong thi công kênh mương

thủy lợi; đặc biệt là trong các dự án Tăng cường quản lý thủy lợi và cải tạo các hệ

thống thủy nông (ADB5) và Cải thiện nông nghiệp có tưới (WB7); chỉ đạo các đơn

vị có liên quan hoàn thiện và phê duyệt Định mức dự toán cho công tác sản xuất,

lắp đặt kênh bê tông đúc sẵn; tạo mọi điều kiện thuận lợi để các Chủ đầu tư có thể

áp dụng cho các dự án

- Nhiều tỉnh, thành phố đã chấp thuận chủ trương cứng hóa kênh mương thủy lợi

nội đồng bằng lắp ghép cấu kiện bê tông đúc sẵn (ví dụ: thành phố Hà Nội đã có công văn số 4649/UBND-NNNT ban hành ngày 26/6/2014 để thống nhất chủ trương nêu trên)

1.3 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KÊNH BÊ TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN VÀ ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG

1.3.1 Đặc điểm chung của kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn

Vật liệu xi măng lưới thép với tính chất cơ lý đặc biệt về độ bền, chống thấm,

chống xói vì vậy các kết cấu xi măng lưới thép vỏ mỏng ngày nay được ứng dụng

rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: xây dựng dân dụng công nghiệp, giao thông vận

tải, thuỷ lợi Trên thế giới cũng như nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á đã ứng dụng kết cấu xi măng lưới thép rất rộng rãi Nước ta đã ứng dụng kết cấu xi măng lưới thép để chế tạo các tàu thuyền đi sông đi biển, làm cầu phao, nhà nổi, đường ống, cửa van, cầu máng, kênh máng, bể chứa, trần nhà treo, nhà lắp ghép,

bọc xà lan, bọc đường ống dẫn dầu

Việc ứng dụng rộng rãi kết cấu xi măng lưới thép vỏ mỏng trong nhiều lĩnh vực xây dựng trong nhiều năm, chứng tỏ loại kết cấu này có những ưu điểm nhất định được thực tế thừa nhận

Trong ngành thuỷ lợi Việt nam, kết cấu xi măng lưới thép được ứng dụng từ nhiều năm trước đây để làm cầu máng, kênh máng, cửa van với công nghệ thi công chủ yếu là công nghệ sản xuất bằng phương pháp rung công nghiệp, đây là phương pháp đầm rung lắc trong khi cấp nguyên liệu bê tông vào khuôn định hình Thiết bị đầm rung lắc có khả năng tạo ra dao động theo các phương ngang lẫn phương thẳng đứng, giúp đẩy toàn bộ bọt khí trong bê tông ra ngoài đảm bảo cho bê

tông đặc chắc, nhẵn láng bề mặt bên trong, bên ngoài, không còn khả năng thẩm

thấu, nhưng vẫn bảo đảm kết cấu chịu lực theo yêu cầu đảm bảo tuổi thọ sản phẩm cao tương ứng với tuổi thọ của công trình Với phương pháp thi công mới này một

loạt công trình kênh đã ra đời ở Thanh Hoá, Vĩnh Phúc, Thái Bình

Những công trình trên đã đóng góp thiết thực vào việc nâng cao năng xuất cây

trồng, tiết kiệm đất, tiết kiệm nước tưới, thời gian chuyển nước nhanh, giảm chi phí điện, giảm công chi phí tu sửa nạo vét hàng năm, tạo ra cảnh quan môi trường đẹp phù hợp với định hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông thôn và xây dựng nông thôn mới

Thông qua các công trình đã triển khai, có thể đánh giá kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn có các ưu điểm sau:

- Giảm được từ 30% đến 60% diện tích kênh mương chiếm đất để đưa vào canh tác hoặc phục vụ giao thông

- Giảm thời gian dẫn nước, giảm tổn thất mất mát nước qua vùng cát, giảm công lao động tưới nước trên đồng ruộng nhờ tưới tự chảy ở một số đoạn

- Tăng cao trình nước trong kênh, đảm bảo lưu lượng tưới, từ đó tăng diện tích tưới tự chảy, giảm chi phí điện năng tới 30% và có thể bỏ bớt các trạm bơm cục bộ

cuối hệ thống kênh;

- Giảm công lao động tu sửa, nạo vét kênh mương hàng năm

- Tưới chủ động tạo điều kiện thuận lợi tăng vụ, tăng diện tích, tăng năng suất cây trồng đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp;

- Có thể lắp đặt công trình đo nước dễ dàng hơn, tạo điều kiện thu thuỷ lợi phí theo khối nước, đảm bảo tiết kiệm nước và công bằng xã hội

- Khả năng chống phá vỡ lở bờ kênh do lũ xối vào kênh nhờ lắp ghép khối

- Tạo ra cảnh quan môi trường đẹp phù hợp với định hướng công nghiệp hóa,

hiện đại hóa nông thôn

- Sợi thép được phân tán tương đối đồng đều trong bê tông do vậy đã cải thiện được tính giòn làm tăng tính dẻo dai của bê tông; Kênh có khả năng kháng nứt tốt dưới các điều kiện của của thời tiết khí hậu Việt Nam

- Tuổi thọ lâu dài

- Kháng nứt, không thấm nên ít thất thoát nước

- Loại kênh bê tông lưới thép đúc sẵn có ưu điểm đặc biệt hơn các loại kênh xây, kênh đổ bê tông tại chỗ là vẫn đảm bảo yêu cầu tưới của người nông dân, yêu cầu dùng nước theo mùa vụ ngay trong khi đang xây dựng

- Giá thành rẻ (thấp hơn bê tông đổ tại chỗ 10-20%)

1.3.2 Điều kiện áp dụng kênh Bê tông lưới thép đúc sẵn

- Như đã phân tích các ưu nhược điểm của loại hình kênh bê tông lưới thép đúc

sẵn ở các mục 1.1.2 và 1.3.1 nêu trên, với lợi thế chính là ưu việt về mặt kinh tế và

có thể đẩy nhanh tiến độ thi công, kênh bê tông lưới thép đúc sẵn có thể áp dụng trên mọi điều kiện địa hình (trừ vùng có địa hình bãi tưới dốc, bị chia cắt bởi nhiều khe lõm, địa hình dạng yên ngựa, vượt khe suối – bắt buộc phải sử dụng hình thức đường ống) Trên thực tế, loại hình kênh bê tông lưới thép đúc sẵn phù hợp nhất với các vùng có điều kiện địa chất xấu: vùng đất thấm lớn; vùng bãi lầy; hoặc kênh đi qua vùng trũng; độ trũng mặt ruộng ít, nhỏ hơn 1m

- Loại hình kênh bê tông lưới thép là lựa chọn tối ưu nhất ở các vùng có điều kiện

thời tiết xấu; các công trình có yêu cầu vừa thi công vừa đảm bảo tưới

1.4 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KÊNH BÊ TÔNG ĐÚC SẴN

Như đã trình bày nêu trên, với các ưu điểm và điều kiện ứng dụng rộng rãi, hiện nay kênh bê tông lưới thép đã được nhiều đơn vị lựa chọn đưa vào triển khai thực

tế Tuy nhiên, số lượng các công trình nghiên cứu, các tiêu chuẩn, quy định cho loại hình công trình này còn tương đối hạn chế, có thể liệt kê một số tài liệu sau:

- TCVN 6394:1998: Cấu kiện kênh bê tông vỏ mỏng có lưới thép

- TCXDVN 390:2006: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép – Quy phạm thi công và nghiệm thu

- TCVN 9115:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép – Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9347:2012: Cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép đúc sẵn – Phương pháp thí nghiệm gia tải để đánh giá độ bền, độ cứng và khả năng chống nứt

- TCKT 02:2014: Công trình thủy lợi – Kênh bê tông đúc sẵn: Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu

- Đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu sản xuất lắp dựng kênh xi măng lưới thép Mỹ Tài – Phú Mỹ - Bình Định” do TS Võ Văn Lược thực hiện năm 2001

1.5 CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

1.5.1 Các tồn tại

Hiện nay, trong công tác thi công kênh bê tông đúc sẵn vẫn đang áp dụng TCVN 6394:1998 “Cấu kiện kênh bê tông vỏ mỏng có lưới thép” và một số các TCVN khác về thi công kênh thủy lợi và thi công các kết cấu bê tông nói chung Đối với TCVN 6394:1998, đây là tiêu chuẩn đã được ban hành từ lâu, có những điểm đã lạc

hậu so với các tiến bộ trong công nghệ thi công kênh bê tông vỏ mỏng có lưới thép

hiện nay; đối với các tiêu chuẩn khác chỉ áp dụng được một số khía cạnh nhất định

do không nêu hết được các đặc thù của kênh bê tông vỏ mỏng lưới thép

Nắm bắt được tồn tại nêu trên, được sự quan tâm chỉ đạo của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Viện Nước, tưới tiêu và môi trường thuộc Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam

đã soạn thảo TCKT 02:2014: Công trình thủy lợi – Kênh bê tông đúc sẵn: Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu và được Bộ Nông nghiệp và PTNT phê duyệt tại Quyết định số 3256/QĐ-BNN-KHCN Tuy nhiên, nội dung tiêu chuẩn chỉ nêu các yêu cầu chung, trong đó phần quy định về quy trình thi công tương đối sơ sài và chỉ

là căn cứ để áp dụng cho một dự án cụ thể là dự án Cải thiện nông nghiệp có tưới

1.5.2 Hướng nghiên cứu

Qua việc đánh giá những tồn tại nói trên, trong khuôn khổ luận văn này, học viên

kì vọng kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây và các tiêu chuẩn, quy chuẩn đã được ban hành, kết hợp với kiến thức được bồi dưỡng trong quá trình học tập và các kinh nghiệm đã tích lũy trong quá trình công tác để nghiên cứu, xây dựng hoàn thiện quy trình thi công kênh bê tông lưới thép đúc sẵn Từ kết quả nghiên cứu hoàn thiện, học viên sẽ phân tích những kết quả đạt được khi áp dụng cho công trình Nâng cấp hệ thống kênh trạm bơm Nam sông Mã, tỉnh Thanh Hóa

CHƯƠNG 2 YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THI CÔNG KÊNH BÊ

TÔNG LƯỚI THÉP ĐÚC SẴN 2.1 TIÊU CHUẨN, QUY CHUẨN VÀ CÁC QUY ĐỊNH

- Thông tư số 03/2009/TT-BXD ngày 26/3/2009 của Bộ XD quy định chi tiết

một số nội dung của Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của Chính phủ

- Thông tư số 10/2013/TT-BXD ngày 25/7/2013 của Bộ Xây dựng quy định chi tiết một số nội dung về quản lý chất lượng công trình xây dựng

2.1.2 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về vật liệu

- TCVN 6067:2004 Xi măng pooc lăng bền sun phát – Yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 7570:2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 4506-2012: Nước trộn bê tông và vữa- Yêu cầu kỹ thuật

- TCXDVN 325-2004: Phụ gia hóa học cho bê tông

- TCVN 2682:2009: Xi măng Pooclang – yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 6260:2009: Xi măng Pooclang hỗn hợp– yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 7570-2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 1651 – 3: 2008: Thép cốt bê tông Phần 3: Lưới thép hàn

- TCVN 7511-1,2,5,11,15,16:2006: Thép hình cán nóng- kích thước-dung sai- đặc tính mặt cắt

2.1.3 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn về thiết kế - thi công – nghiệm thu – quản lý vận hành

- TCVN 4118:2012: Công trình thủy lợi – hệ thống tưới tiêu – yêu cầu thiết kế

- TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép- Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 8224: 2009: Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về lưới khống

- TCVN 6394: 1998: Cấu kiện kênh bê tông vỏ mỏng có lưới thép

- TCXDVN 390:2006: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép – Quy phạm thi công và nghiệm thu

- TCVN 9115:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép – Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9347:2012: Cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép đúc sẵn – Phương pháp thí nghiệm gia tải để đánh giá độ bền, độ cứng và khả năng chống nứt

- TCVN 8228:2009: Hỗn hợp bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 9361:2012: Thi công và nghiệm thu các công tác nền móng

- TCVN 4055:2012: Quản lý chất lượng thi công- Q.phạm thi công và nghiệm thu

- TCVN 8218 – 2009: Bê tông thủy công Yêu cầu kỹ thuật

- TCKT 02:2014: Công trình thủy lợi – Kênh bê tông đúc sẵn: Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu

2.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG

2.2.1 Đặc điểm kết cấu

Xi măng lưới thép là loại vật liệu gồm vữa xi măng và các lưới thép được đan dệt

từ các sợi thép, cùng với lưới thép còn có cốt thép để làm khung xương chịu lực So

với bê tông cốt thép, xi măng lưới thép là vật liệu đồng chất hơn vì trong đó các sợi thép nhỏ được phân bố đều và dày đặc Các tính chất khác như tính đàn hồi, cường

độ chịu kéo, khả năng chống nứt, chống thấm của xi măng lưới thép cao hơn bê tông cốt thép Sử dụng xi măng lưới thép cho tiết kiệm được vật liệu và giảm được

trọng lượng bản thân của kết cấu

Cấu kiện xi măng lưới thép thường có chiều dày chỉ bằng 25 – 40mm Chiều dày

của các sườn viền theo chu vi của một số cấu kiện có thể lớn hơn 35mm Khác với

bê tông cốt thép có cốt thép tập trung, trong xi măng lưới thép các sợi thép lưới được phân bố đều trên tiết diện Khả năng chịu kéo của bê tông cốt thép càng lớn khi diện tích tiếp xúc cốt thép với bê tông càng lớn Tính chất đó được tận dụng trong xi măng lưới thép Những sợi thép phân bố dày đặc tuy không làm thay đổi được trị số độ dãn cực hạn của bê tông trước khi xuất hiện vết nứt, nhưng sau khi

vết nứt xuất hiện, chúng cản trở biến dạng của bê tông, làm cho bề rộng khe nứt phát triển chậm và đến khi gần bị phá hoại chỉ bằng khoảng 0,05 - 0,1mm Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ đối với lưới thép là 4mm

Để chế tạo xi măng lưới thép người ta dùng vữa xi măng hay còn gọi là bê tông

cốt liệu nhỏ (kích thước cỡ hạt nhỏ) Thành phần của vữa xi măng để chế tạo xi măng lưới thép khác với bê tông thường, trong vữa chỉ có Xi măng, cát, nước, phụ gia (nếu cần), không có đá dăm hoặc sỏi nhỏ hoặc chỉ sử dụng cốt liệu thô có kích thước (5-10)mm

Hiện nay ở nước ta kênh máng kiên cố bằng xi măng lưới thép dẫn nước thuỷ lợi

phổ biến sử dụng mặt cắt dạng Parabol, hình thang, hình chữ nhật có thanh giằng Trong đó dạng mặt cắt hình chữ U có nhiều ưu điểm không những hợp lý về mặt

thuỷ lực mà cả về phương diện chịu lực

Mặt cắt chữ U thường bố trí thanh giằng (khoảng cách giữa các thanh giằng S lấy khoảng 1÷2m) Kích thước và hình dạng có thể tham khảo hình 2-1:

- D: Đường kính bộ phận đáy kênh (chiều rộng kênh)

- H: chiều cao kênh

- f: Chiều cao mặt cắt bộ phận chữ nhật

- H1: Lớp nước chảy trong mặt cắt chữ nhật

- ∆H: Chiều cao an tồn của kênh

- t: Chiều dày máng (thường t = (25-40)mm)

120 120

Lướ c thé p Þ1 a=10x10

Cố t thé p Þ6, a=150

kênh bê tơng lưới thép vỏ mỏng cĩ kích thước (bxh) =

- Tiếp nhận bàn giao mặt bằng và tim tuyến mốc cốt

- Lập báo cáo tiến độ và biện pháp thi cơng

- Chuẩn bị mặt bằng bãi đúc cấu kiện

- Mua, kiểm tra, tập kết và gia cơng vật tư vật liệu (xi măng, thép, cốt liệu, phụ gia…) tại bãi đúc

- Hồn chỉnh thiết kế và lắp trạm trộn, lắp đặt hệ dàn rung, gia cơng lắp đặt cốt

thép khung, lưới thép và lắp đặt ván khuôn

- Trộn vữa bê tông

- Nạp vữa vào khuôn, rung và tạo hình cấu kiện

- Tháo dỡ ván khuôn và tiến hành bảo dưỡng cấu kiện

- Kiểm tra và nghiệm thu cấu kiện tại bãi đúc

- Phóng tuyến, thi công nền kênh, kiểm tra cao độ, hướng tuyến

- Vận chuyển cấu kiện đến hiện trường tuyến công trình: Sử dụng thiết bị vận chuyển phù hợp với điều kiện thi công để vận chuyển cấu kiện từ bãi đúc ra bãi tập

kết tại hiện trường

- Lắp ghép cấu kiện trên tuyến kênh

- Hiệu chỉnh sai lệch, trám vữa hoàn thiện các cấu kiện kênh

- Đắp đất hoàn thiện tuyến kênh

2.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC VẬT LIỆU

Kênh bê tông lưới thép đúc sẵn là một dạng của kênh bê tông Vì vậy, ngoài việc

phải đáp ứng các yêu cầu đối với kênh bê tông, còn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật riêng được quy định tại tiêu chuẩn TCVN 6394: 2014: Cấu kiện kênh bê tông

vỏ mỏng có lưới thép, TCXDVN 390:2006: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép – Quy phạm thi công và nghiệm thu, TCKT 02:2014: Công trình thủy lợi – Kênh bê tông đúc sẵn: Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu và một số tiêu chuẩn khác; cụ thể như sau:

2.3.1 Xi măng

Xi măng dùng loại xi măng pooc lăng có mác không thấp hơn PC30, đáp ứng theo TCVN 2682 : 2009; có các chỉ tiêu chất lượng cụ thể như tại bảng 2-1:

Bảng 2-1 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng

2 Thời gian đông kết, phút

3 Độ nghiền mịn, xác định theo:

- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn 10

- Bề mặt riêng, phương pháp Blaine, cm2/g, không nhỏ hơn 2 800

4 Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn 3,5

6 Hàm lượng magie oxit (MgO), %, không lớn hơn 5,0

7 Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn 3,0

8 Hàm lượng cặn không tan (CKT), %, không lớn hơn 1,5

9 Hàm lượng kiềm quy đổi1) (Na2Oqđ)2), %, không lớn hơn 0,6

Trong trường hợp công trình nằm trong vùng có điều kiện khí hậu khắc nghiệt hoặc

ở vùng ven biển thì phải sử dụng xi măng pooc lăng bền sun phát theo TCVN 6067:2004, có các chỉ tiêu chất lượng cụ thể như tại bảng 2-2:

Bảng 2-2 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng bền sun phát

PCSR30 PCSR40 PCSR50

1 Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn 3

2 Hàm lượng magiê ôxyt (MgO), %, không lớn hơn 5

3 Hàm lượng anhydrit sunfuric (SO3), %, không lớn hơn 2,5

4 Hàm lượng tri canxi aluminat (C3A), %, không lớn hơn 3,51)

5 Tổng hàm lượng tetra canxi fero aluminat và hai lần

tri canxi aluminat (C4AF + 2C3A), %, không lớn hơn

251)

6 Hàm lượng kiềm quy đổi Na2Oqđ, %, không lớn hơn 0,62)

7 Hàm lượng cặn không tan (CKT), %, không lớn hơn 1

9 Cường độ nén, N/mm2 (MPa), không nhỏ hơn

10 Thời gian đông kết, phút

Bắt đầu, không sớm hơn

Kết thúc, không muộn hơn

45

375

11 Độ mịn

Phần còn lại trên sàng 0,08 mm, %, không lớn hơn

Bề mặt riêng, phương pháp Blaine, cm2

cụ thể phải đáp ứng các chỉ tiêu như tại bảng 2-3 và 2-4:

Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn

bê tông cấp cao hơn

B30

bê tông cấp thấp hơn và

bằng B30 Sét cục và các tạp chất dạng cục Không được có 0,25

Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng 0 0 0 0 0-10 90-100

Bảng 2-6 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn

Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối lượng, không

lớn hơn

- Độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los Angeles, không

lớn hơn 50 % khối lượng

- Hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn không vượt quá 15 % đối với bê tông

cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35 % đối với cấp B30 và thấp hơn

- Hàm lượng ion Cl- (tan trong axit) trong cốt liệu lớn, không vượt quá 0,01 %

2.3.4 Nước

Nước dùng trong bê tông lưới thép vỏ mỏng phải tuân thủ các yêu cầu tại TCXDVN

302 : 2004 "Nước trộn bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật ", đáp ứng các yêu cầu cụ

thể như sau:

- Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ

- Lượng tạp chất hữu cơ không lớn hơn 15 mg/l

- Độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5

- Khi nước được sử dụng cùng với cốt liệu có khả năng gây phản ứng kiềm - silíc,

tổng hàm lượng ion natri và kali không được lớn hơn 1000 mg/l

- Theo mục đích sử dụng, hàm lượng muối hoà tan, lượng ion sunfat, lượng ion clo

và cặn không tan không được lớn hơn các giá trị qui định trong bảng 2-7

Bảng 2-7 Hàm lượng tối đa cho phép của muối hoà tan, ion sunfat, ion clo

và cặn không tan trong nước trộn bê tông lưới thép

Mức cho phép (mg/l)

Muối hoà tan Ion sunfat (SO4-2) Ion Clo (Cl-) Cặn không tan

2.3.5 Vữa xi măng

Để chế tạo xi măng lưới thép dùng vữa xi măng hay còn gọi là bê tông cốt liệu

nhỏ (kích thước cỡ hạt nhỏ) Thành phần của vữa xi măng để chế tạo xi măng lưới thép khác với bê tông thường, trong vữa chỉ có Xi măng, cát, nước, phụ gia (nếu

cần), không có cốt liệu thô hoặc dùng cốt liệu thô cũng chỉ dùng dăm sỏi có cỡ hạt

từ (5-10)mm

Vữa xi măng dùng trong sản xuất kênh bê tông lưới thép cũng khác với vữa thường là có cường độ cao hơn nhiều và tỷ lệ N:X nhỏ Tỷ lệ xi măng/cát khoảng từ

1/4 đến 1/1 tuỳ theo mác vữa thiết kế; tỷ lệ N:X chỉ nên lấy khoảng 0,3 - 0,4 vì nếu nhiều nước thì lượng nước sẽ tạo ra trong vữa xi măng những lỗ rỗng có ảnh hưởng

xấu đến cấu trúc và làm giảm cường độ của nó Vữa xi măng dùng trong kết cấu xi măng lưới thép thường có số hiệu 300, 400, 500 và 600 Vữa xi măng có số hiệu cao sẽ nâng cao được cường độ, chất lượng và độ lâu bền của kết cấu Tuy vậy, trong nhiều trường hợp cũng không cần tăng số hiệu vữa lên cao quá, vì khi số hiệu tăng cường độ chịu kéo tăng chậm hơn cường độ chịu nén Đối với kết cấu xi măng lưới thép dùng trong kiên cố hoá kênh mương thông thường dùng số hiệu 300

Vữa xi măng phải được trộn đều cát với xi măng theo đúng tỷ lệ, sau đó đong nước đổ vào tiếp tục trộn cho đến khi đạt độ dẻo Kết cấu xi măng lưới thép đòi hỏi

vật liệu sạch để sản xuất, vì vậy các thành phần vật liệu cần có sự lựa chọn phù hợp

với yêu cầu sử dụng

2.3.6 Lưới thép

- Hàm lượng lưới thép phải nằm trong khoảng 0,4-0,5% Đồng thời trong 1cm chiều dày của tiết diện không được đặt quá bốn lưới Các kết cấu xi măng lưới thép chịu tác dụng va đập hay mài mòn cần có hàm lượng lưới thép tối đa µ=2,5%

- Có thể nối lưới thép bằng phương pháp nối ghép Chiều dài tối thiểu của đoạn lưới

chồng lên nhau lấy theo quy phạm, thông thường từ 10 – 20 cm

- Các lưới thép chịu kéo nên nối so le Tại một tiết diện hay trên đoạn dài nối ghép,

diện tích cả lưới thép bị nối không được vượt quá 50% Đối với lưới hàn, thì trên đoạn nối ghép, mỗi lưới phải có ít nhất là bốn thanh ngang đã được hàn với tất cả các thanh dọc chịu lực

Bảng 2-8 Một số loại lưới thép thông dụng trong sản xuất CK xi măng lưới thép

Loại

lưới N0lưới

Đường kính sợi thép (mm)

Kích thước

mắt lưới (mm)

Diện tích tiết

diện

một sợi (cm2)

Số lượng

sợi cho 1m lưới

Trọng lượng 1

m2 lưới (kg)

0,0058 0,0157

0,0050 0,0119

0,0044 0,0123

9

10

12

1,0 1,0 1,2

9x9 10x10 12x12

0,00785 0,00785 0,01131

100

91

76

1,30 1,20 1,40

0,0078 0,0071 0,0086

0,0071 0,0100 10/20 1,0

1,2

12x20 0,00785

0,01131

91/40 90/48

0,86 1,22

0,0071/0,0038 0,010/0,0053

0,0061 0,0086 12/25 1,0

1,2

12x25 0,00785

0,01131

78/39 78/39

0,72 1,02

0,0061/0,0031 0,0086/0,0044

Lưới

hàn

12/8 0,7

1,0 1,2

12x8 0,00385

0,00785 0,01131

80/115 78/112 76/109

0,59 1,17 1,64

0,0081/0,0045 0,0061/0,0088 0,0086/0,0123

1,0 1,2

12x12 0,00385

0,00785 0,01131

80

78

76

0,48 0,95 1,35

0,0081 0,0061 0,0086 12/25 0,7

1,0 1,2

12x25 0,00385

0,00785 0,01131

80/40 78/39 76/39

0,36 0,72 1,02

0,0031/0,0015 0,0061/0,0031 0,0086/0,0044

- Các thanh thép khung cố gắng hạn chế nối, Nếu phải nối thì không làm tăng chiều dầy và phải đảm bảo các quy định cấu tạo cốt thép nối

- Thép phải đáp ứng các yêu cầu quy định tại TCVN 1651:2008 “Thép cốt bê tông”

2.3.8 Các chất phụ gia

Để tăng nhanh khả năng đông kết, tăng độ dẻo của vữa xi măng, tăng khả năng

chống thâm có thể sử dụng các chất phụ gia như dùng cho bê tông, thường dùng

phụ gia Puzơlan (khoảng 10%)

2.4 YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG CÔNG TÁC ĐÚC CẤU KIỆN

2.4.1 Yêu cầu về mặt bằng sản xuất

Mặt bằng trộn vữa bê tông và sản xuất cấu kiện phải thoả mãn các điều kiện:

- Có diện tích đủ rộng để có mặt bằng gia công cốt thép, đặt dàn rung, thiết bị nâng hạ, bảo dưỡng sản phẩm, lưu sản phẩm cho đủ tuổi cho tới khi xuất xưởng

- Thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu, cung cấp điện, nước

- Thuận tiện cho việc bốc dỡ, chuyên chở đi lắp ráp

- Ở vị trí cao ráo, không bị ngập úng

2.4.2 Ván khuôn

Ván khuôn phải đáp ứng các yêu cầu quy định tại TCVN 4453:1995 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu” và TCVN 6394:1998 “Cấu kiện bê tông vỏ mỏng có lưới thép”; phải đáp ứng các yêu cầu cụ

thể sau:

- Ván khuôn cần được thiết kế và được thi công đảm bảo độ cứng, ổn định, dễ tháo

lắp, không được gây khó khăn cho công việc đặt cốt thép, đổ và đầm bê tông

- Ván khuôn phải được ghép kín, khít để không làm mất nước xi măng khi đổ và đầm bê tông, đồng thời bảo vệ bê tông mới đổ dưới tác động của thời tiết

- Ván khuôn cần được gia công, lắp dựng sao cho đảm bảo đúng hình dáng và kích

thước của kết cấu theo quy định thiết kế

- Ván khuôn có thể chế tạo tại nhà máy hoặc gia công tại hiện trường và được chế

tạo bằng vật liệu thép

- Bề mặt ván khuôn tiếp xúc với bê tông cần được chống dính

- Trong quá trình lắp dựng ván khuôn cần tạo một số lỗ thích hợp ở phía dưới khi cọ

rửa mặt nước và rác bẩn có chỗ thoát ra ngoài Trước khi đổ bê tông các lỗ này được bịt kín lại

Ngoài việc phải đáp ứng các yêu cầu chung nêu trên, coppha trong sản xuất bê tông lưới thép vỏ mỏng còn phải đáp ứng một số yêu cầu đặc thù sau:

- Ván khuôn được chế tạo gồm nhiều mảnh ghép với nhau sao cho dễ tháo lắp và đảm bảo giữ đúng kích thước hình học của dạng kết cấu thiết kế, không bị biến

dạng Ván khuôn phải đảm bảo ổn định trong suốt quá trình rung đầm, tạo hình cấu

kiện

- Vị trí bảo dưỡng, lắp đặt ván khuôn phải gần dàn máy rung

- Trên ván khuôn cần hàn sẵn các móc để cẩu khi tháo lắp, vận chuyển sau khi rung

2.4.3 Hệ dàn rung

Do chiều dày cấu kiện kênh bê tông lưới thép vỏ mỏng chỉ từ 3-4cm nên không

thể đầm bê tông bằng thiết bị đầm thông thường (đầm dùi, ) mà phải sử dụng hệ dàn rung để đầm rung lắc tạo hình cấu kiện

Hệ dàn rung phải đáp ứng một số yêu cầu kỹ thuật sau:

- Dựa vào trọng lượng và kích thước khối rung, biên độ và tần số rung được xác định sao cho tốc độ chuyển động vữa nhanh mà không bị phân tầng

- Cấu tạo máy gồm dàn rung và hệ kích động Dàn rung bao gồm hệ khung đỡ ván khuôn; Hệ kích động bao gồm động cơ và cơ cấu truyền kích động Khi thiết kế

và thi công hệ dàn rung phải đảm bảo tính ổn định, vững chắc cao Đổ bê tông móng dàn máy rung: Khi đổ móng cần đặc biệt chú ý độ bằng phẳng của mặt móng

Sự chênh lệch cao độ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cấu kiện đúc

- Khi bê tông đủ cứng tiến hành lắp toàn bộ hệ máy rung, cho chạy thử, xiết chặt

lại các bu lông liên kết, các bu lông liên kết cần đệm long đền vênh Trước khi lắp ván khuôn cần dùng ống nước để kiểm tra độ bằng phẳng của bệ máy

2.4.4 Gia công lắp đặt cốt thép khung, lưới thép

- Thép đúng chủng loại

- Đủ số lượng thanh từng loại khung thép

- Sai lệch vị trí phải đảm bảo theo quy định tại bảng 2-9:

Bảng 2-9 Sai lệch vị trí cho phép trong thi công cốt thép

Sai số khoản cách giữa cốt thép chịu lực ±10

Sai số khoảng cách giữa các hàng chịu lực cốt

thép khi có nhiều hàng theo chiều cao

Dầy>100mm ± 5

Dầy <100mm ±3 Sai số khoảng cách cốt đai của dầm, cột cọc ±10

- Khi lắp đặt cốt thép khung, lưới thép phải có biện pháp cố định, đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ cốt thép; định vị để thép không xê dịch trong quá trình đầm, rung lắc

tạo hình cấu kiện

2.4.5 Trộn vữa bê tông

Công tác trộn vữa bê tông phải tuân thủ theo TCVN 4453:1995 “Kết cấu bê tông

và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu” và TCVN 6394:1998 “Cấu kiện bê tông vỏ mỏng có lưới thép”; phải đáp ứng các yêu cầu cụ

thể sau:

- Trộn vữa bằng máy; công suất máy trộn tùy thuộc vào số lượng cấu kiện và tiến

độ yêu cầu; phải tính toán để lượng vữa trộn một đợt bằng bằng số lượng đơn nguyên cấu kiện có thể sản xuất đồng thời

- Phải có biện pháp kiểm soát cấp phối vật liệu theo thiết kế

Bảng 2-10 Sai lệch cho phép khi cân đong thành phần của bê tông

Lo ại vật liệu Sai s ố cho phép, % theo khối lượng

lý.Việc nạp vữa vào khuôn phải đảm bảo rải đếu trên toàn bộ chiều dài nhịp máng tránh hiện tượng “lệch” máy Trong quá trình rung cần theo dõi sự xuống vữa có đều không để có biện pháp xử lý kịp thời Trong quá trình rung phải cử một người theo dõi sự làm việc của máy, kiểm tra độ chặt đều của vữa bằng cách nghe tiếng

“kêu” khi gõ nhẹ vào mặt ván khuôn Khi phát hiện vùng vữa không xuống chặt

phải xử lý ngay bằng cách gõ nhẹ vào ván khuôn và chọc sâu taọ đường vữa xuống Sau khi vữa đã dồn chặt toàn bộ ván khuôn thì dừng máy và gia công bề mặt đảm

bảo yêu cầu kỹ thuật

Công đoạn này diễn ra trong khoảng từ 15 đến 30 phút tuỳ theo quy cách nhịp máng Tuy thời gian ngắn nhưng rất nhiều việc phải làm đồng thời, công tác khẩn trương nên rất dễ xẩy ra sự cố và tai nạn lao động nên cán bộ kỹ thuật phải bao quát

xử lý kịp thời

2.4.7 Vận chuyển ra vị trí bảo dưỡng

Sau khi rung xong cần vận chuyển ngay khi vữa chưa đông kết ra nơi bảo dưỡng

Những lưu ý trong quá trình vận chuyển:

- Chọn phương tiện cẩu lắp phù hợp;Để vận chuyển tốt nhất dùng cẩu hoặc dùng

pa lăng đưa lên xe chuyên dụng để đưa máng ra vị trí quy định

- Khi nâng hạ cần thao tác cần thận, tránh va chạm hay tạo biến dạng

- Các yêu cầu khác xem mục 2.5.2.3 về vận chuyển cấu kiện

2.4.8 Tháo dỡ ván khuôn và tiến hành bảo dưỡng

Thời gian tháo ván khuôn phải tuân thủ các quy định tại TCVN 4453:1995 “Kết

cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu”

Thời gian tháo ván khuôn phải căn cứ vào cường độ đạt được của bê tông đồng

thời xem xét khả năng khống chế vết nứt vì nhiệt Tránh tháo ván khuôn khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa khối bê tông và nhiệt độ môi trường, Không tháo ván khuôn khi có luồng gió lạnh Khi nhiệt độ trong lòng bê tông và nhiệt độ môi trường chênh lệch nhau quá 15O

C – 20OC thì phải có lớp phủ bảo vệ bề mặt bê tông sau khi tháo ván khuôn Đối với điều kiện thời tiết tại miền Trung thì sau khi rung khoảng 6

–10 giờ (tuỳ theo nhiệt độ môi trường) có thể tháo được ván khuôn hai đầu và ván khuôn trong Trong quá trình tháo phải đảm bảo không làm sứt mẻ bê tông

Việc bảo dưỡng bê tông tuân thủ theo các quy định tại TCVN 8828:2011 “Bê tông – Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên” Quy định về thời gian bảo dưỡng bê tông đối với khu vực từ Diễn Châu (Nghệ An) trở ra như tại bảng 2-11:

BD

BD

Tên mùa Th ời gian trong năm,

tính theo tháng

M ức giá trị quy định không nhỏ

hơn

th BD

R , %R28 T BDct , ngày đêm Mùa mưa ẩm

Mùa hanh khô

Sau khi dỡ ván khuôn được 2-3 giờ thì thực hiện chế độ bảo dưỡng bằng cách

phủ bao tải đay rồi phun nước lên bao tải tạo độ ẩm Khoảng 2 – 3 giờ phun tưới ẩm

một lần là tốt nhất Trời càng hanh khô càng phải tưới nhiều ở những cơ sở sản

xuất có điều kiện có thể bảo dưỡng bằng hơi nóng và ngâm chìm trong bể nước để rút ngắn thời gian đủ tuổi của bê tông Công tác bảo dưỡng cần được thực hiện nghiêm túc, đúng quy trình Đây là một trong những yếu tố quyết định chất lượng

kết cấu

2.4.9 Kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm tại bãi đúc

Công tác kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm tại bãi đúc tuân thủ quy định tại TCVN 6394:1998 “Cấu kiện bê tông vỏ mỏng có lưới thép”, tham khảo TCKT 02:2014

“Công trình thủy lợi - Kênh bê tông đúc sẵn, yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu” Cụ thể phải đáp ứng các yêu cầu sau:

a) Cường độ bê tông của sản phẩm xuất xưởng phải phù hợp với quy định của thiết kế, trường hợp thiết kế không quy định cần phải bằng hoặc lớn hơn 80% cường độ nén ở tuổi 28 ngày theo yêu cầu thiết kế, được xác định bằng kết cấu thí nghiệm nén mẫu của nhà sản xuất;