Nghiên cứu giải pháp bảo đảm chất lượng thi công bê tông trạm bơm thạch nham

ii L ỜI CÁM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp bảo đảm chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

QUÁCH XUÂN TUẤN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

QUÁCH XUÂN TUẤN

Chuyên ngành: QUẢN LÝ XÂY DỰNG

Mã số: 60 58 03 02

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS LÊ VĂN HÙNG

HÀ NỘI, NĂM 2017

i

L ỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Quách Xuâ n Tuấn

ii

L ỜI CÁM ƠN

Sau thời gian nghiên cứu, thực hiện, tác giả đã hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp bảo đảm chất lượng thi công bê tông trạm bơm Thạch Nham” Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Lê Văn Hùngđã dành thời gian và tâm huyết hướng dẫn giúp tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Tác giả xin chân thành cảm ơn phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, khoa Công trình cùng các thầy giáo, cô giáo đã tham gia giảng dạy và tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian tác giả học tập chương trình Cao học của Trường Đại học thủy lợi, cũng như trong quá trình thực hiện luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập và thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp Thạc sỹ Quản lý xây dựng 22QLXD21, đãđồng hành cùng tôi suốt trong quá trình học vừa qua

Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn, cũng như thời gian có hạn, nên trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả không tránh khỏi những sai sót Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được chỉ bảo của các thầy, cô giáo và sự góp ý của các bạn bè đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Quách Xuân Tuấn

iii

M ỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 2

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

6 Kết quả dự kiến đạt được 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 5

1.1 Tổng quan về trạm bơm 5

1.1.1 Giới thiệu một số loại trạm bơm 5

1.1.2 Các bộ phận của trạm bơm 6

1.1.3 Một số sự cố và hư hỏng thường gặp 10

1.2 Những bài học thất bại về chất lượng bê tông các trạm bơm tại Việt Nam 13

1.2.1 Một số sự cố do kém chất lượng thi công bê tông 13

1.2.2 Những sự cố về chất lượng bê tông một số trạm bơm 16

1.3 Các quy định về quản lý chất lượng 19

1.3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995 19

1.3.2 Tiêu chuẩn TCVN 9342:2012 20

1.3.3 Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 59-2002 21

1.3.4 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 313:2004 21

1.3.5 Tiêu chuẩn ngành 14TCN 142-2004 21

1.3.6 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5641:1991 22

1.3.7 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 305:2004 22

iv

1.3.8 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 374:2006 23

1.3.9 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570: 2006 23

1.4 Những hư hỏng thường gặp của bê tông công trình trạm bơm 23

1.4.1 Một số cơ chế hư hỏng 23

1.4.2 Những hư hỏng thường gặp của bê tông công trình thủy lợi 26

Kết luận chương 1 29

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ VỀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG THỦY CÔNG 30

2.1 Yêu cầu kỹ thuật bê tông thủy công 30

2.1.1 Yêu cầu về cường độ 30

2.1.2 Yêu cầu về độ bền của bê tông thủy công khi tiếp xúc với nước 30

2.1.3 Yêu cầu về độ chống thấm nước của bê tông thủy công 31

2.2 Hệ thống văn bản pháp quy về quản lý chất lượng công trình xây dựng 32

2.2.1 Nghị định 46/2015/NĐ-CP 32

2.2.2 Nghị định 59/2015/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư xây dựng 39

2.3 Một số vấn đề trọng tâm về kỹ thuật bê tông trong thiết kế và thi công bê tông trạm bơm 40

2.3.1 Kỹ thuật bê tông trong thiết kế đối với công trình trạm bơm 40

2.3.2 Quá trình thi công bê tông 42

2.3.3 Giám sát chất lượng thi công bê tông trạm bơm 43

2.4 Những yếu tố quyết định chất lượng thi công bê tông thủy công 57

2.4.1 Biện pháp thi công 57

2.4.2 Hệ thống quản lý chất lượng của nhà thầu thi công 58

2.4.3 Công tác giám sát thi công 58

2.4.4 Công tác kiểm định chất lượng 58

2.4.5 Công tác nghiệm thu 59

2.4.6 Điều kiện tự nhiên, khí hậu 59

2.5 Quản lý chất lượng, các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý chất lượng thi công 59

2.5.1 Quản lý chất lượng thi công xây dựng công trình: 59

2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý chất lượng thi công xây dựng công trình 60 Kết luận chương 2 62

v

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO ĐẢM CHẤT LƯỢNG THI CÔNG BÊ

TÔNG TRẠM BƠM THẠCH NHAM 63

3.1 Giới thiệu trạm bơm Thạch Nham 63

3.1.1 Tên và nhiệm vụ của dự án 63

3.1.2 Quy mô công trình 64

3.1.3 Mô hình QLCL đang áp dụng cho công trình: 68

3.2 Giải pháp bảo đảm chất lượng thi công bê tông trạm bơm Thạch Nham 69

3.2.1 Hệ thống quản lý chất lượng 69

3.2.2 Quy trình quản lý chất lượng thi công bê tông trạm bơm Thạch Nham 74

3.2.3 Giải pháp kiểm soát vật liệu sản xuất bê tông công trình 82

3.2.4 Những khó khăn gặp phải và giải pháp đảm bảo chất lượng khi thi công bê tông các hạng mục trạm bơm Thạch Nham 85

3.2.5 Giải pháp bảo đảm chất lượng trong quá trình thi công bê tông công trình 94 Kết luận chương 3 104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

vi

DANH M ỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình1.1Trạm bơm Tân Chi nhìn từ phía bể hút 7

Hình1.2Bên trong gian động cơ trạm bơm Tân Chi 7

Hình1.3Trạm bơm Cầu Khải (nhìn từ đê) 8

Hình1.4Bên trong nhà máy bơm 8

Hình1.5Trạm bơm Như Quỳnh nhìn từ phía bể xả 9

Hình1.6Trong nhà máy bơm Như Quỳnh 9

Hình1.7Động cơ của trạm bơm Vĩnh Trị 2 10

Hình1.8Sập sàn BTCT đang thi công do lắp dựng giàn giáo không đúng 14

Hình1.9Bê tông bị rỗ mặt do quá trình lắp dựng ván khuôn bị hở 15

Hình1.10Bê tông bị hỏng do đầm không đúng quy cách 16

Hình1.11Thấm dột do hở cốt thép trần nhà máy, hở cốt thép dầm cầu trục trạm bơmAn Mỹ 1 17

Hình1.12Nhìn từ phía hạ lưu trạm bơm Cẩm Giang 1 18

Hình1.13Trụ B - bậc đá xây chân trụ bị nứt 3÷8cm 19

Hình1.14Trụ A3 - trụ bị trồi lên, đá xây bị nứt 19

Hình1.15Sự biến chất của bê tông mặt cầu ở khe nối co giãn và hộp ray và sự thoái hóa bê tông ở cọc bến trong vùng ảnh hưởng triều 25

Hình1.16Cọc bến bị nứt vỡ do các va chạm của tầu 25

Hình1.17Thẩm tiết vôi của bê tông 26

Hình1.18Xâm thực bê tông do mực nước thay đổi tại cống C2 – Hải Phòng 27

Hình1.19Hiện trạng xâm thực và phá huỷ kết cấu cống Bình Cát – Bến Tre 28

Hình1.20Xâm thực BTCT do tác động tổng hợp của mực nước thay đổi, ăn mòn cốt thép, ăn mòn bê tông trong môi trường nước biển 28

Hình1.21Hiện trạng ăn mòn rửa trôi và ăn mòn cơ học do sóng biển của bê tông kè biển Cát Hải – Hải Phòng 28

Hình1.22Xâm thực bê tông do bị mài mòn, rửa trôi cống Vàm Đồn – Bến Tre 29

Hình 3.1 Mô hình tổ chức, QLCL của dự án 69

Hình 3.2 Hoàn thiện công tác nghiệm thu công việc giữa các bên 75

Hình 3.3: Quy trình thí nghiệm vật liệu đầu vào 75

vii

Hình 3.4: Quy trình giám sát công tác bảo quản vật liệu 76

Hình 3.5 Quy trình thiết kế cấp phối 76

Hình 3.6 Công tác cốt thép 77

Hình 3.7 Công tác ván khuôn 77

Hình 3.8 Công tác đánh xờm, vệ sinh 78

Hình 3.9 Công tác khống chế nhiệt trong bê tông 78

Hình 3.10 Công tác trộn bê tông 79

Hình 3.11 Công tác vận chuyển bê tông 79

Hình 3.12 Công tác lấy mẫu thí nghiệm ở hiện trường 80

Hình 3.13 Công tác đổ san đầm và dưỡng hộ 80

Hình 3.14 Công tác thí nghiệm mẫu bê tông 81

Hình 3.15 Quy trình nghiệm thu, thanh toán 82

Hình 3.16 Sơ đồ trình tự thi công 96

Hình 3.17 Sơ đồ đổ bê tông đợt 1 100

viii

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Quy định mác chống thấm của bê tông thủy công 31

Bảng 2.2 Mác chống thấm của bê tông thủy công nằm ở dưới nước và ở vùng mực nước thay đổi 32

Bảng 2.3 Tương quan giữa cường độ chịu nén và mác chống thấm nước của bê tông 32 Bảng 2.4 Thời gian trộn bê tông (sec) 51

Bảng 2.5 Chiều dày lớp đổ bê tông 55

Bảng 2.6 Thời gian dưỡng hộ bê tông 57

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của Xi măng PCB30Bút sơn 82

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm cát Sông Lô 83

Bảng 3.3 Cấp phối hạt cát Sông Lô 84

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm đá 1x2 84

Bảng 3.5 Bảng lũy tích thành phần hạt đá 1x2 85

1

M Ở ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong thời gian qua, công tác Quản lý chất lượng công trình xây dựng, yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng công trình xây dựng đã có nhiều tiến bộ Với sự tăng nhanh và trình độ được nâng cao của đội ngũ cán bộ quản lý, sự lớn mạnh của đội ngũ công nhân các ngành nghề xây dựng, với việc sử dụng vật liệu mới có chất lượng cao, việc đầu tư thiết bị thi công hiện đại, sự hợp tác học tập kinh nghiệm của các nước có nền công nghiệp xây dựng phát triển cùng với việc ban hành các chính sách, các văn bản pháp quy tăng cường công tác Quản lý chất lượng công trình xây dựng, chúng ta

đã xây dựng được nhiều công trình xây dựng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi… góp phần quan trọng vào hiệu quả của nền kinh tế quốc dân

Hiệu quả của các công trình thuỷ lợi và của các trạm bơm điện đối với sản xuất nông nghiệp là vô cùng to lớn Cho tới nay, tổng số máy bơm của các Tỉnh đồng bằng Bắc

bộ và bắc Khu Bốn cũ là 13.305 máy với 4964 trạm Các trạm bơm được xây dựng qua nhiều giai đoạn, trong chiến tranh, trong thời kỳ còn khó khăn về kinh tế cũng làm tăng thêm yếu tố chắp vá, thiếu đồng bộ Những số liệu điều tra các trạm bơm và máy bơm cho thấy năng lực hiện tại của các trạm bơm không đáp ứng đầy đủ lượng nước tưới, tiêu theo yêu cầu.Một số vùng bơm chống úng còn chưa cân đối được giữa khả năng của trạm bơm với lượng nước trong lưu vực cần tiêu, dẫn đến chi phí nhiều mà hiệu quả hạn chế.Trạm bơm tiêu Thạch Nham cũ thuộc địa phận xã Mỹ Hưng huyện Thanh Oai, thành phố Hà Nội được xây dựng từ năm 1985 với mục tiêu phục vụ tiêu úng ngập cho khoảng 920ha đất nông nghiệp và khu dân cư thuộc các xã Mỹ Hưng, Tam Hưng, Thanh Cao, Thanh Mai và Thị trấn Kim Bài thuộc huyện Thanh

Oai, trạm bơm gồm 6 tổ máy cũ với lưu lượng mỗi tổ là 2500 m3/h, sau 26 năm hoạt động đến hiện nay máy bơm đã xuống cấp trầm trọng, hiệu suất máy bơm rất thấp ảnh hưởng tới việc tiêu thoát nước, không đáp ứng được nhu cầu cho diện tích cần tiêu hiện nay về hệ số tiêu cũng như cơ cấu sử dụng đất Đồng thời do vị trí máy bơm cũ đặt ở đầu đoạn sông cụt cách sông Nhuệ khoảng 1,4km, khi nước lũ sông Nhuệ dâng

2

cao làm tràn hai bên bờ đê sông cụt dẫn đến hàng năm nhân dân địa phương phải thường xuyên gia cố, tu sửa hai bờ đê đoạn sông Cụt này Trước thực trạng tình hình

hệ thống tưới tiêu khu vực dự án bị xuống cấp và không đáp ứng được yêu cầu phục

vụ tưới tiêu hiện nay nói trên Ngày 10/05/2011 Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố

Hà Nội đã ra quyết định số 2059/QĐ-UBND về việc phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình Trạm bơm Thạch Nham

Một số trạm bơm lớn có chú trọng đến chất lượng xây đúc, độ bền đảm bảo, thường ít

bị thấm, sàn đặt bơm khô Bên cạch đó còn có nhiều trạm bơm do chất lượng xây đúc kém nên tầng đặt bơm bị ngập nước gây trở ngại cho việc kiểm tra, theo dõi máy trong vận hành Ngoài chất lượng bê tông đo được về mặt cường độ, còn cho thấy nhiều hư hỏng khác, phổ biến là hiện tượng nứt, thấm mái

Đối với mỗi dự án tính hiệu quả được thể hiện ở các tiêu chí:Thời gian vận hành an toàn đúng với thời gian hoàn vốn của công trình và không gây mâu thuẫn trong sự nghiệp phát triển kinh tế trong vùng, Chi phí cho duy tu bảo dưỡng không vượt quá chi phí đã dự trù, Có giá thành rẻ và hiệu quả kinh tế cao, Chất lượng công trình đảm bảo đúng theo yêu cầu của thiết kế Trong đó tiêu chí chất lượng công trình xây dựng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của dự án

Xuất phát từ các vấn đề liên quan tới công tác quản lý chất lượng công trình xây dựng

nêu trên, tác giả chọn đề tài “ Nghiên cứu giải pháp bảo đảm chất lượng thi công bê tông trạm bơm Thạch Nham”

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật và quản lý bảo đảm chất lượng thi công bê tông trạm bơm Thạch Nham

3

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu, tác giả luận văn dựa trên cách tiếp cận lý thuyết và thực tiễn về công tác bảo đảm chất lượng thi công công trình xây dựng hiện đại của thế giới và Việt nam

Phương pháp nghiên cứu kết hợp các phương pháp chính sau:

- Phương pháp nghiên cứu tổng quan;

- Phương pháp thu thập phân tích tài liệu có kế thừa;

- Phương pháp ý kiến chuyên gia;

- Phương pháp quan sát trực tiếp;

- Phương pháp lý luận và vận dụng các quy định của pháp luật;

- Phương pháp kế thừa những kết quả đã tổng kết, nghiên cứu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là công tác bảo đảm chất lượng bê tông công trình thủy lợi;

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật và quản lý bảo đảm chất lượng thi công bê tông ở giai đoạn thi công vận dụng cho trạm bơm Thạch Nham

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

5.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

4

Luận văn góp phần hệ thống hóa những cơ sở lý luận cơ bản về công tác thi công bê tông; Đề xuất giải pháp bảo đảm chất lượng bê tông trong xây dựng công trình thủy lợi

5.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đề tài đề xuất một số giải pháp kỹ thuật và quản lý bảo đảm chất lượng thi công bê tông gói thầu thi công xây dựng thuộc giai đoạn thực hiện dự án xây dựng công trình đầu mối trạm bơm Thạch Nham Mặt khác, đề tài giúp nâng cao chất lượng công trình xây dựng trong suốt quá trình thực hiện xây dựng dự án và đảm bảo các tiêu chí về kinh tế - kỹ thuật

6 Kết quả dự kiến đạt được

Đánh giá được thực trạng công tác thi công bê tông các công trình trạm bơm tại Việt Nam và trên thế giới

Đề xuất giải pháp quản lý bảo đảm chất lượng công tác thi công bê tông tại công trình đầu mối trạm bơm Thạch Nham

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH TH ỦY LỢI

1.1 T ổng quan về trạm bơm

1.1.1 Gi ới thiệu một số loại trạm bơm

Trạm bơm được xây dựng gồm 2 loại chính:

Loại thứ nhất: Dùng máy bơm trục đứng đối với các trạm bơm có lưu lượng thiết kế lớn, cột nước bơm thấp từ 4 – 5 mét Loại này thích hợp với các trạm bơm dung để bơm tiêu là chính Kết cấu chịu lực của nhà máy có dạng bê tông liền khối

Loại thứ hai: Dùng máy bơm ly tâm, trục ngang, trục xiên, loại này thích hợp với lưu lượng thiết kế nhỏ hơn, yêu cầu cột nước cao hơn

Với khuôn khổ của luận văn, tác giả xin giới thiệu và nghiêm cứu các loại trạm bơm trục đứng:

- Bao gồm các trạm bơm trục đứng dùng điện cao thế 6KV, dùng động cơ điện đồng

bộ công suất 500KW lắp với máy bơm 32.000 m3/h, được điều khiển tự động như các trạm bơm: Cốc Thành, Cổ Đam, Hữu Bị, Vĩnh Trị Nam Định

- Bao gồm các trạm bơm trục đứng dùng điện cao thế 6KV, dùng động cơ điện không đồng bộ công suất 300 ÷ 320KW lắp với máy bơm 10.000 m3/h, được điều khiển bán

tự động như các trạm bơm: Nhâm Tràng, Như Trác, Trịnh Xá, Linh Cảm, Hiền Lương, Kim Bôi, Tân Chi

- Bao gồm các trạm bơm trục đứng dùng điện hạ thế 380V, công suất động cơ 75 ÷ 200KW lắp với máy bơm 4.000 ÷ 8.000 m3/h như các trạm bơm: Đan Hoài, La Khê, Hồng Vân, Ấp Bắc, Nam Hồng, Văn Lâm, Văn Giang, Mai Xá, Kênh Vàng, Vân Đình, Ngoại Độ

- Bao gồm các trạm bơm trục đứng dùng điện hạ thế 380V, công suất động cơ 30 ÷ 60KW lắp với máy bơm 1.000 ÷ 2.500 m3/

- Kênh dẫn dùng để dẫn nước tới buồng hút của trạm bơm

- Kênh xả dùng để dẫn nước từ bể xả tới lưu vực cần tưới hoặc ra song tiêu, kênh tiêu

* Nhà quản lý:

Nhà quản lý để điều hành và vận hành trạm bơm

* Đường dây cao thế, hạ thế, trạm biến áp

Dùng để cung cấp điện cho nhà trạm bơm, điện tự dùng cho chiếu sang và sinh hoạt của cán bộ công nhân viên điều hành, vận hành trạm bơm

* Các thiết bị hỗ trợ:

Máy vớt rác tự động, các thiết bị quan trác, đo mực nước bể xả, bể hút v.v

* Một số hình ảnh về các trạm trục đứng được xây dựng tại các tỉnh trong lưu vực đồng bằng Bắc Bộ

- Trạm bơm Tân Chi 2: Thuộc huyện tiên du tỉnh Bắc Ninh được xây dựng và hoàn thành vào năm 1999 từ nguồn tài trợ của Nhật Bản Trạm bơm gồm 4 tổ máy bơm trục đứng ký hiệu 1350 VZM do tập đoàn EBARA sản xuất Lưu lượng mỗi tổ máy là 14.400 m3/h, cột nước bơm 7,3m, tốc độ vòng quay 245v/p, động cơ công suất 400kw Đây là trạm bơm tiêu lớn nhất của tỉnh Bắc Ninh

7

Hình1.1Trạm bơm Tân Chi nhìn từ phía bể hút

Hình1.2Bên trong gian động cơ trạm bơm Tân Chi

- Trạm bơm tiêu úng Cầu Khải: thuộc huyện Yên Định tỉnh Thanh Hóa, trạm bơm gồm 10 tổ máy bơm hướng trục đứng Lưu lượng mỗi tổ máy là 8000 m3/h, cột nước bơm 5,85 m, tốc độ vòng quay 490 v/p, động cơ công suất 200kw

8

Hình1.3Trạm bơm Cầu Khải (nhìn từ đê)

Hình1.4Bên trong nhà máy bơm

- Trạm bơm Như Quỳnh: thuộc huyện Văn Lâm tỉnh Hưng Yên, trạm bơm gồm 4 tổ máy bơm hướng trục đứng 1200VSM (do hãng EBARA chế tạo) Lưu lượng mỗi tổ máy là 3,3 m3/s, cột nước bơm 6,3 m, tốc độ vòng quay 493 v/p, động cơ công suất 277kw

9

Hình1.5Trạm bơm Như Quỳnh nhìn từ phía bể xả

Hình1.6Trong nhà máy bơm Như Quỳnh

- Trạm bơm Vĩnh Trị II: thuộc huyện Ý Yên tỉnh Nam Định, trạm bơm gồm 3 tổ máy bơm hướng trục đứng Loại máy bơm thuộc dòng 1600ZLB của hãng bơm Trung Quốc Lưu lượng một tổ máy: Q = 29.520 m3

/h = 8,2 m3/s , Cột nước bơm: H = 5,1 m,

Công suất: N = 560 KW, Số vòng quay: n = 300 vòng/ phút

11

- Trạm bơm đặt quá xa sông lấy nước gây tốn kém hàng năm hàng trục triệu đồng để nạo vét kênh dẫn;

- Chất lượng nước để bơm không đảm bảo do nước bị nhiễm mặn, chua phèn, không

đủ lưu lượng nước để bơm, điển hình là các trạm bơm vùng triều Hải Phòng, Thái Bình, v v v….;

- Cửa lấy nước bị bồi lấp như các trạm bơm lấy nước ven sông Hồng;

- Cửa lấy nước bị treo (mực nước bể hút quá thấp);

- Trạm bơm bị xói lở;

- Trạm bơm bị ngập;

- Những nguyên nhân xảy ra:

+ Điều tra khảo sát không kỹ về thủy văn công trình;

+Tính toán sai chế độ thủy lực sông ngòi;

+ Thiên nhiên biến đổi bất thường, lạch sông dẫn nước vào thay đổi rất lớn sau mùa lũ hàng năm

* Lún nền gây gãy móng nhà Trạm do một sso nguyên nhân chính:

- Đánh giá sai tình hình địa chất công trình;

- Hầu hết các trạm bơm khi thiết kế không tính lún, khi sảy ra lún mới tính kiểm tra, hoặc chỉ tính lún của trạm bơm không tính lún của bể xả và gian phân phối điện là những bộ phận không xử lý nền, hoặc xử lý nền chỉ bằng đệm cát nhất là các trạm bơm

có địa chất rất xấu;

- Chưa tính tới ảnh hưởng của lớp đất đắp sau tường bên của bể xả;

- Thiết kế biện pháp xử lý nền không đảm bảo chất lượng;

- Không xử lý bằng cùng một biện pháp tương xứng hoặc do sự cố kết của phần đất tiếp xúc với bộ phận công trình làm phát sinh lực nén tác động vào công trình;

12

- Thiết kế biện pháp tiêu nước hố móng không thích hợp;

- Thi công biện pháp tiêu nước hố móng không tốt, làm hỏng móng;

- Thi công biện pháp xử lý nền chưa đảm bảo chất lượng và theo đúng đồ án thiết kế,

độ chối chưa đạt độ chối thiết kế;

* Thấm nước mạnh vào tầng máy bơm do một số nguyên nhân chính:

- Thiết kế kết cấu phần dưới nước không đảm bảo khả năng chống thấm;

- Thiết kế không có biện pháp chống thấm ở phía ngoài thành trạm bơm;

- Thi công phần dưới nước của trạm và thực hiện biện pháp chống thấm không đảm bảo chất lượng

1.1.3.2 Đối với máy bơm và các thiết bị cơ điện

* Những hư hỏng thường xảy ra đối với máy bơm

Các máy bơm thường được chế tạo từ những năm 60 của thế kỷ trước Các máy bơm nhiều lần đại tu sửa chữa, thay thế tại chỗ bánh xe công tác, các bạc đỡ, trục bơm và các thiết bị đóng cắt điện Các thiết bị và chi tiết máy được thay thế không đồng bộ, sản xuất trong nước dẫn đến thường xuyên có các sự cố về các chi tiết hoạt động như bánh xe công tác, gối đỡ, trục bơm, cánh hướng… gây ra hiện tượng gầm rú máy và

độ rơ giữa các chi tiết lớn Tại các ổ trục, nước bị rò rỉ lớn, khe hở giữa vành mòn và bánh xe công tác lớn do đó hiệu suất máy bơm giảm rất nhiều Mặt khác động cơ điện

do sử dụng quá lâu dẫn đến chất cách điện giòn, bở, dễ gãy nên dẫn đến tình trạng hay sảy ra sự cố về điện và hiệu suất động cơ thấp Các động cơ điện thường xuyên bị cháy các cuộn dây do hệ thống tủ điều khiển bảo vệ không an toàn

* Hư hỏng về hệ thống điều khiển, điện:

- Thiết bị đóng cắt công nghệ đã cũ và lạc hậu vì vậy khả năng cắt dòng kém, độ an toàn về điện không cao, khả năng bảo vệ và cắt khi có sự cố kém;

- Hiệu suất sử dụng của hệ thống thấp;

và không còn sử dụng được nữa;

- Tính năng bảo vệ của hệ thống kém, không an toàn cho thiết bị và con người trong quá trình làm việc và thao tác;

- Hệ thống tủ điều khiển: Các thiết bị đã cũ, cồng kềnh, không an toàn về điện Người

sử dụng khó giám sát và vận hành;

- Hệ thống tủ điện: Hệ thống tủ điện được thiết kế theo các kích thước của các thiết bị

cũ không còn phù hợp với các thiết bị điện đời mới Tủ điện được thiết kế cồng kềnh không đảm bảo mỹ quan và tiện lợi cho người vận hành Cần thay mới lại toàn bộ hệ thống tủ điện cho phù hợp với các tiêu chuẩn của thiết bị điện đời mới

1.2 Nh ững bài học thất bại về chất lượng bê tông các trạm bơm tại Việt Nam

1.2.1 M ột số sự cố do kém chất lượng thi công bê tông

Hiện nay, công tác quản lý chất lượng thi công bê tông của nước ta còn tồn tại rất nhiều bất cập

- Công tác thẩm tra, thẩm định thiết kế của dự án còn lỏng lẻo Việc lập dự án, lập biện pháp thi công chưa hoàn toàn sát so với thực tế công trình Nhiều công trình biện pháp thi công được lập ra chỉ mang tính chất hình thức, do đó, việc kiểm soát chất lượng thi công ngay từ bước đầu không được thực hiện Điều này dẫn đến chất lượng của công tác thi công không được đảm bảo

Dưới đây là hình ảnh một sàn bê tông cốt thép bị đổ sập do hệ thống giàn giáo lắp dựng không đúng quy cách và không có kế hoạch hay biện pháp lắp dựng giàn giáo ngay từ ban đầu Biện pháp thi công của nhà thầu hoàn toàn dựa trên kinh nghiệm của cán bộ kỹ thuật trên công trường

14

Hình1.8Sập sàn BTCT đang thi công do lắp dựng giàn giáo không đúng

- Trong quá trình thi công, các đơn vị không thật sự sát sao, dẫn đến việc quản lý thi công, quản lý chất lượng không được thực thi một cách nghiêm túc, dẫn đến chất lượng công trình bị giảm sút như: ván khuôn lắp dựng không kín khít, cong vênh, vận chuyển không đúng quy trình dẫn đến bê tông bị phân tầng phân lớp…

15

Dưới đây là hình ảnh minh họa cho việc lắp dựng bê tông không kín khíp, quá trình vận chuyển không đúng quy cách làm cho bê tông bị phân tầng:

Hình1.9Bê tông bị rỗ mặt do quá trình lắp dựng ván khuôn bị hở

- Công tác đầm bê tông cũng đóng vai trò rất quan trọng Nếu đầm không đúng quy cách có thể làm bung bật ván khuôn, làm xê dịch cốt thép… Nếu đầm quá kỹ sẽ làm cho bê tông bị mất nước, phân tầng phân lớp Nếu đầm không đủ thì bê tông sẽ không đạt được độ chặt theo yêu cầu Dưới đây là một số hình ảnh bê tông bị kém chất lượng

do đầm bê tông không đúng:

16

Hình1.10Bê tông bị hỏng do đầm không đúng quy cách

1.2.2 Nh ững sự cố về chất lượng bê tông một số trạm bơm

- Đa số các bơm lớn loại hướng trục hoạt động ở vùng mực nước bể hút thấp đều dễ xảy ra xâm thực Các trạm bơm lớn như Như trác, Thống nhất, Như Quỳnh đều bị hiện tượng xâm thực

- Công trình trạm bơm tiêu An Mỹ I huyện Mỹ Đức: được xây dựng từ năm 1975 với thiết kế 12 tổ máy bơm trục ngang 4000 m3/h, 04 tổ máy bơm 1000m3/h phục vụ tưới, tiêu cho 7 xã phía bắc Huyện Mỹ Đức với diện tích lưu vực 1678 ha Hiện nay, qua gần 40 năm sử dụng một số hạng mục bê tông đã xuống cấp như: Thấm dột trần nhà

- Trạm bơm Cẩm Giang 1 được xây dựng bên bờ tả sông Mã tỉnh Thanh Hoá Công tác khảo sát, thiết kế thực hiện vào năm 1996 và xây dựng năm 1997-2000

18

Hình1.12Nhìn từ phía hạ lưu trạm bơm Cẩm Giang 1

Sự cố xảy ra đột ngột, các vết nứt và chuyển vị đều xuất hiện trong khỏang thời gian chiều và tối 30/1/2002 Phía trong nhà trạm bệ đặt máy và nền xuất hiện nhiều vết nứt rộng 5÷ 7cm Bên ngoài nhà nhiều nơi nền bị lún, nứt vỡ và bong mạch vữa Trụ B: đá xây ở chân trụ bị tụt xuống khoảng 14,0 ÷ 20,0cm; hai bên chân trụ bậc đá xây bị nứt

vỡ, khe nứt rộng từ 3,0÷8,0cm có chỗ tới 30cm Trụ A2: Chỗ tiếp giáp với đá xây bị nứt vỡ hoàn toàn, khe nứt rộng 4÷7cm, sâu 10 ÷ 12cm Trụ A3: thân trụ bị nứt ngang, vết nứt cách mặt trụ 0,70cm, rộng tới 0,4cm đá xây dưới chân trụ bị nứt vỡ, bong mạch vữa Trụ A4: hầu như không bị nứt vỡ

19

Hình1.13Trụ B - bậc đá xây chân trụ bị nứt 3÷8cm

Hình1.14Trụ A3 - trụ bị trồi lên, đá xây bị nứt

1.3 Các quy định về quản lý chất lượng

1.3.1 Tiêu chu ẩn Việt Nam TCVN 4453:1995

Tiêu chuẩn Việt Nam 4453: 1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu áp dụng cho việc thi công bê tông do các tổ chức xây dựng thực hiện Các công trình có công tác thi công bê tông do nước ngoài đầu tư hoặc liên doanh góp vốn, nếu không có các chỉ dẫn kỹ thuật riêng thì cũng áp dụng tiêu chuẩn này

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu tối thiểu để kiểm tra và nghiệm thu chất lượng thi công các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối nhằm đảm bảo chất lượng,

an toàn và vệ sinh môi trường của khu vực xây dựng công trình

vết

nứt

vết nứt

- Công tác ván khuônvà đà giáo: trong mục 3 của TCVN 4453 – 1995 đã nêu rất rõ ràng về công tác ván khuônvà đà giáo trong quá trình thi công bê tông như: từ khâu chuẩn bị để lắp dựng, tính toán an toàn chịu lực cho đà giáo và cốp pha, công tác lắp dựng cốp pha, công tác nghiệm thu, và cuối cùng là công tác tháo dỡ cốp pha

- Vật liệu để sản xuất bê tông: trong mục 5 của tiêu chuẩn này đã nêu rất rõ và chi tiết

về các chỉ tiêu của các loại vật liệu chính để sản xuất hỗn hợp bê tông là cát, đá, xi măng, nước, phụ gia (nếu có) và chất độn (nếu có)

- Thi công bê tông: mục 6 của tiêu chuẩn này đã nêu rất chi tiết về công tác thi công bê tông Từ những công tác chuẩn bị ban đầu đến công tác lựa chọn vật liệu, thiết kế thành phần bê tông, hiệu chỉnh thành phần hỗn hợp bê tông, chế tạo hỗn hợp bê tông, vận chuyển hỗn hợp bê tông vào khoảnh đổ, đổ bê tông , đầm bê tông, công tác bảo dưỡng bê tông, và cuối cùng là công tác hoàn thiện bề mặt bê tông

- Kiểm tra và nghiệm thu: tại mục 7 của tiêu chuẩn này đã hướng dẫn công tác kiểm tra, nghiệm thu các hạng mục bê tông sau khi thi công

1.3.2 Tiêu chu ẩn TCVN 9342:2012

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9342:2012: Công trình bê tông cốt thép toàn khối xây dựng bằng ván khuôntrượt – Thi công và nghiệm thu áp dụng để thi công và nghiệm thu các Si lô, ống khói, lồng cầu thang, bể, thùng chứa, đài nước, tháp truyền hình, vách, tầm tường bê tông cốt thép toàn khối có chiều dày thành không đổi hoặc thay đổi theo hình côn, được thi công bằng ván khuôntrượt theo chiều thẳng đứng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để kiểm tra và nghiệm thu chất lượng thi công kết cấu bê tông và bê tông cốt thép bằng bê tông nặng thông thường trong công trình thủy lợi không bao gồm bê tông đầm lăn

1.3.4 Tiêu chu ẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 313:2004

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 313:2004: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Hướng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt dưới tác động của khí hậu nóng ẩm địa phương hướng dẫn áp dụng cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thông thường,

có diện tích mặt thoáng lớn, được thi công theo công nghệ thông thường và làm việc trong điều kiện tác động trực tiếp của các yếu tố khí hậu nóng ẩm, nhằm hạn chế nứt mặt bê tông hoặc nứt kết cấu trong quá trình đóng rắn và sử dụng

Đối với kết cấu bê tông khối lớn, biện pháp nhằm đảm bảo chống nứt do nhiệt thủy hóa của xi măng được thực hiện theo quy phạm riêng

Tiêu chuẩn nêu ra những yêu cầu phòng chống nứt đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, quy trình phòng chống nứt mặt cho bê tông, biện pháp phòng chống nứt các kết cấu bê tông, và công tác kiểm tra, quản lý chất lượng thi công bê tông trong quá trình thi công nhằm để hạn chế tối thiểu các trường hợp nứt nẻ trong bê tông để có thể đảm bảo chất lượng bê tông khi thi công xong

1.3.5 Tiêu chu ẩn ngành 14TCN 142-2004

Tiêu chuẩn ngành 14TCN 142-2004: Kết cấu bê tông cốt thép công trình thủy lợi vùng ven biển – các yêu cầu về thiết kế, vật liệu và vận hành công trình quy định những yêu cầu chủ yếu về thiết kế, chọn lựa vật liệu, thi công, vận hành và bảo dưỡng các kết

22

cấu bê tông, bê tông cốt thép công trình thủy lợi xây dựng trong vùng chua phèn, mặn (gọi tắt là vùng ven biển) nhằm bảo vệ, chống ăn mòn và nâng cao tuổi thọ công trình Tiêu chuẩn này áp dụng cho các công trình thủy lợi trong vùng ven biển trên toàn lãnh thổ Việt Nam Các đơn vị có liên quan khi thiết kế, thi công, quản lý vận hành các công trình thủy lợi trong vùng ven biển ngoài việc tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn này, còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn, quy trình quy phạm và các văn bản quản

lý kỹ thuật hiện hành liên quan nhưng không trái với tiêu chuẩn này

1.3.6 Tiêu chu ẩn Việt Nam TCVN 5641:1991

Tiêu chuẩn này áp dụng để thi công và nghiệm thu phần xây dựng bể chứa nước, chứa dầu và sản phẩm của dầu có dạng hình trụ, hình hộp hoặc các dạng khác bằng bê tông cốt thép đặt ngầm, đặt trên mặt đất hoặc nửa nổi, nửa chìm

1.3.7 Tiêu chu ẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 305:2004

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 305:2004: Bê tông khối lớn – Quy phạm thi công và nghiệm thu áp dụng cho việc thi công và nghiệm thu các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép khối lớn bằng bê tông nặng thông thường thuộc các công trình công nghiệp, dân dụng và thủy lợi, nhằm khắc phục tình trạng nứt kết cấu do hiệu ứng thủy hóa của xi măng

Quy phạm nêu rất chi tiết về các yêu cầu thi công, nghiệm thu, quản lý chất lượng khi thi công bê tông khối lớn:

- Yêu cầu giải pháp chống nứt cho bê tông khối lớn;

- Yêu cầu đối với bê tông thi công bê tông khối lớn;

- Thi công bê tông khối lớn;

- Công tác nghiệm thu bê tông khối lớn;

- Việc ghi chép và lưu trữ hồ sơ

23

1.3.8 Tiêu chu ẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 374:2006

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 374:2006: Hốn hợp bê tông trộn sẵn – Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lượng và nghiệm thu quy định yêu cầu và nguyên tắc nghiệm thu đối với hỗn hợp bê tông trộn sẵn khối lượng thể tích 2200÷2500 kg/m3

trên

cơ sở xi măng, cốt liệu đặc chắc dùng thi công các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép liền khối hoặc đúc sẵn

1.3.9 Tiêu chu ẩn Việt Nam TCVN 7570: 2006

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570: 2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật: Quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với cốt liệu nhỏ (cát tự nhiên) và cốt liệu lớn,

có cấu trúc đặc chắc dùng chế tạo bê tông và vữa xi măng thông thường

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các loại cốt liệu dùng chế tạo bê tông và vữa xi măng đặc biệt như: bê tông và vữa nhẹ, bê tông và vữa chống ăn mòn, bê tông khối lớn…

1.4 Nh ững hư hỏng thường gặp của bê tông công trình trạm bơm

1.4.1 M ột số cơ chế hư hỏng

Sự tồn tại lâu dài của công trình phụ thuộc vào các điều kiện môi trường tại khu vực xây dựng, vật liệu xây dựng và sự cẩn thận khi vận hành Tốc độ và mức độ nghiêm trọng của các hư hại thường thể hiện ở các phân vùng đứng, là những vùng trong phạm

vi thủy triều lên xuống và mực nước cao nhất Hư hỏng cũng có thể xảy ra ở những khu vực nhạy cảm và được sử dụng với cường độ lớn, hay những chỗ có vật liệu không phù hợp được kết hợp với nhau hoặc vật liệu có chất lượng thấp

Một số nguyên nhân và cơ chế hư hại chủ yếu của các công trình thủy có thể tóm lược như sau:

- Sự han rỉ của kim loại, bao gồm cả các loại cốt thép của bê tông (thanh hoặc dây thép)

- Các tác động vi sinh như sự thôi mục của gỗ và các tác động của các sinh vật biển

24

- Các quá trình lý hóa như hư hỏng do quá trình đóng băng - tan băng, do phản ứng alkalisilica (ASR), sự tạo thành tinh thể ettringite (tinh thể aluminate trisulfate hexacalcium hydrate), tác động ăn mòn sulfat trên bê tông

- Các hư hỏng do cơ học như hiện tượng tróc vỡ hoặc ăn mòn của gỗ và bê tông, do quá tải cũng ảnh hưởng đến tất cả các dạng vật liệu

Hiện tượng han rỉ các cấu kiện sắt thép Han rỉ là một trong những nguyên nhân hàng đầu dẫn đến các xuống cấp của các cấu kiện thép, bê tông cốt thép hoặc các cấu kiện

gỗ - thép nằm tiếp xúc với nước Có rất nhiều vết nứt, vỡ và tách lớp được tìm thấy ở

bê tông là do nguyên nhân han rỉ của lớp cốt thép Dạng han rỉ phổ biến thường xảy ra đối với các kết cấu tiếp xúc với nước bao gồm han rỉ toàn bộ hoặc rỉ cục bộ gây thủng cấu kiện, thể hiện ở việc mất các lớp ngoài, thủng lỗ hoặc rỉ sét trên diện rộng, nguyên nhân là do phản ứng của kim loại với các yếu tố môi trường xung quanh hoặc với vùng âm cực của chính bản thân nó

Một điểm quan trọng của ăn mòn liên quan đặc biệt đến công tác sửa chữa là các hoạt động điện hóa tự nhiên giữa những mẫu thép mới và thép đã bị ăn mòn Vì thép bị ăn mòn là catod đối với thép mới, sạch được vá vào phần cọc đã có, sẽ ăn mòn nhanh hơn

là bản thân cọc Khi cọc thép được sửa chữa bằng cách bọc bê tông theo từng phần chiều dài, phần không được bảo vệ của cọc bên dưới lớp bọc bê tông đó sẽ bị dương cực hóa so với phần bị bọc và gây ra ăn mòn khá mạnh

Bê tông dễ bị hư hỏng do các nguyên nhân vật lý (bị mài mòn và chu trình đóng băng - tan băng) và nguyên nhân hóa học (tác động clorua và sulfate, các phản ứng kết hợp v.v) Sự ăn mòn cốt thép cùng với sự thâm nhập lớp phủ bê tông bởi các ion clorua và oxy, là nguyên nhân chủ yếu của sự biến chất bê tông, đặc biệt là trong vùng lên xuống của thủy triều và vùng nước dâng

Tác động sulfat hóa của các phần tử nước biển lên hợp chất canxi hydroxit (Ca(OH)2)

và tricanxi aluminat (Xelit hay C3A) của hồ xi măng đông cứng có thể dẫn đến sự mềm hóa và biến chất bê tông Nếu có hiện tượng mềm hóa xảy ra trên diện rộng bề mặt bê tông và các rạn nứt bề mặt, khi đó bê tông sẽ bị hư hỏng dạng ASR

hư hỏng do sự giữ ẩm trên bề mặt bê tông Như thấy trong hình 2(b), khi bê tông được lắp đặt đúng và kiểm tra chất lượng tốt, lớp áo bê tông của bến mới thể hiện được khả năng duy trì trạng thái làm việc tốt của nó

Các kết cấu trước bến, đặc biệt là hệ đệm va, cọc va luôn phải chịu các hư hại do cơ học xảy ra bởi các va chạm của tàu và các tác động lũy tích do quá trình neo đậu tàu thông thường

Hình1.16Cọc bến bị nứt vỡ do các va chạm của tầu

26

Các kết cấu trước bến thường bị quá tải trong quá trình sử dụng Điều này hay xảy ra trong trường hợp kết cấu cũ được đại tu, nhằm tăng khả năng bốc xếp, phục vụ tàu to hơn và các dạng hàng đống, pallet hoặc container có thể làm kết cấu chịu tải quá khả năng thiết kế của nó Các kết cấu trước bến cũng bị quá tải do sử dụng thường xuyên các thiết bị như cần trục di động và các xe nâng hàng, sử dụng để sửa chữa kết cấu hoặc bốc xếp các dạng hàng hóa siêu trọng Dấu hiệu của sự quá tải thường dễ nhận thấy: những biến dạng vĩnh cửu, lún sụt, hư hỏng cục bộ như việc làm rơi hàng hóa nặng trên mặt bến, sự xô lệch của các cấu kiện trên toàn bộ kết cấu, hoạt động thiếu khả năng của các thành phần trong hệ thống v.v, tất cả đều cho thấy sự quá tải

1.4.2 Nh ững hư hỏng thường gặp của bê tông công trình thủy lợi

1.4.2.1 Hư hỏng do xâmthực hòa tan các thành phần thủy hóa của xi măng

Đối với BT và BTCT các công trình thủy lợi làm việc trong môi trường nước, đặc biệt điều kiện có chênh lệch mực nước, khi khả năng chống thấm của bê tông không đảm bảo, nước thấm qua bê tông sẽ hòa tan vôi trong thành phần của đá xi măng và cuốn theo dòng thấm ra ngoài dưới dạng Ca(OH)2, quá trình tiếp diễn lâu dài sẽ làm cho khối BT dần bị rỗng rỗ, suy giảm cường độ Qua kiểm tra đánh giá chất lượng bê tông các công trình thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Cống dưới đê An Thổ - Tứ kỳ - Hải Dương, Cống Trung Lương – Hà Tĩnh, v.v… cường độ bê tông tại những khu vực bị thấm tiết vôi, cường độ bê tông giảm từ 10-40% so với những vị trí bê tông đặc chắc

Hình1.17Thẩm tiết vôi của bê tông

a) Tại nhà máy thủy điện Thác Bà; b) Tại nhà máy thủy điện Hòa Bình

27

1.4.2.2 Hư hỏng do xâm thực trong điều kiện mực nước thường xuyên thay đổi

Đây là một trong những dạng xâm thực rất thường gặp đối với BT và BTCT công trình thủy lợi, đặc biệt là các cống vùng triều, bê tông lát mái đê biển, v,v… Nguyên nhân là

do, khi mực nước thường xuyên thay đổi, làm cho bề mặt bê tông thường xuyên lặp lại các chu kỳ bị làm ướt rồi lại khô, tức là làm cho BT luôn trong trạng thái trương nở-co ngót, hiện tượng này đặc biệt nguy hiểm trong điều kiện nhiệt độ, và bức xạ mặt trời cao vào mùa hè và khi nắng chiếu trực diện vào bề mặt BT khu vực chịu ảnh hưởng

của mực nước thay đổi

Hình1.18Xâm thực bê tông do mực nước thay đổi tại cống C2 – Hải Phòng

1.4.2.3 Hư hỏng xâm thực do các chất tích tụ, nở thể tích

Từ phản ứng của các chất tan trong nước với sản phẩm thủy hóa của xi măng trong BT hoặc cốt thép (rỉ sét) hình thành hợp chất nở thể tích (Thường gặp nhất là ở các công trình thủy lợi khu vực ven biển, công trình thủy lợi trong vùng nước chua phèn, v,v…)

28

Hình1.19Hiện trạng xâm thực và phá huỷ kết cấu cống Bình Cát – Bến Tre

Hình1.20Xâm thực BTCT do tác động tổng hợp của mực nước thay đổi, ăn mòn cốt thép, ăn mòn bê tông trong môi trường nước biển

1.4.2.4 Hư hỏng do mài mòn cơ học (mài mòn do dòng nước chảy xiết, sóng, v.v…)

Đây là một dạng xâm thực bê tông xảy ra khá phổ biến ở các công trình thủy lợi như tràn xả lũ, các loại cống, bê tông gia cố kè sông, kè biển Dưới tác động mài mòn của dòng nước chảy xiết và sóng, đá xi măng trên bề mặt bê tông sẽ bị dòng nước bào mòn, sau đó các hạt có kích thước lớn hơn (hạt cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn) sẽ bị rửa trôi

do không còn liên kết làm cho bê tông dần bị xâm thực

Hình1.21Hiện trạng ăn mòn rửa trôi và ăn mòn cơ học do sóng biển của bê tông kè biển Cát Hải – Hải Phòng