Một số kỹ thuật mới trong xây dựng công trình bê tông đầm lăn

Phát triển và ứng dụng công nghệ xây dựng RCC thông qua các thí nghiệm trong phòng, hiện trường và đặc biệt được kiểm chứng qua các công trình thực tế. Qua đó thúc đẩy nghiên cứu các chuyên đề, từng bước xây dựng các quy trình, quy phạm và tiêu chuẩn. Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài viết Một số kỹ thuật mới trong xây dựng công trình bê tông đầm lăn. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.

MỘT SỐ KỸ THUẬT MỚI TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Bấ TễNG M LN NCS Dương Đức Tiến i hc Vũ Hán, tØnh Vò H¸n, Trung Qc Tóm tắt: Phát triển ứng dụng công nghệ xây dựng RCC thông qua thí nghiệm phòng, trường đặc biệt kiểm chứng qua cơng trình thực tế Qua thúc đẩy nghiên cứu chuyên đề, bước xây dựng quy trình, quy phạm tiêu chuẩn; mặt khác tiền đề để làm quen vận hành máy móc thiết bị Từ tìm ưu nhược điểm nhằm phát huy mở rộng nghiên cứu Từ viết tắt: Roller Compacted Concrete – RCC; Roller Compacted Dam – RCD Ứng dụng RCC xây dựng cơng trình Khi xuất kỹ thuật xây dựng đập RCC, Chính phủ Trung Quốc coi trọng Từ đầu năm 1979 Trung Quốc tiến hành nghiên cứu chuyên đề, cho nhập thiết bị thi công cần thiết đồng thời nội địa hóa loại thiết bị (sản xuất nước) Trải qua tìm tòi nghiên cứu, đến năm 1981 tiến hành thí nghiệm trường cơng trình Cung Chủy, năm 1983 tiến hành thí nghiệm đầm nén sân bay Hạ Môn, vào năm 1984 tiến bước lớn mở rộng thí nghiệm công trường Sa Khê, đồng thời ban hành “Quy định tạm thời thi công bê tông đầm lăn thủy công” Đến tháng 9/1984 tiến hành khởi cơng cơng trình thủy điện RCC–đập Khanh Khẩu cao 56.8m, tổng khối lượng bê tông 62.000m3, RCC 43.000m3(chiếm 69.4%) Để tiến hành triển khai thi công đập Khanh Khẩu, Bộ Thủy lợi tập hợp đơn vị Viện thiết kế thủy điện, Cục cơng trình, Học viện thủy điện Vũ Hán, Viện nghiên cứu thiết kế máy Hàng Châu nhằm vào nghiên cứu vấn đề kết cấu đập, khống chế nhiệt, vật liệu bê tông, phương pháp thi cơng, khống chế chất lượng, vật liệu phòng thấm Sau chọn phương án đập RCC tồn mặt cắt, khơng phân khe ngang, lượng trộn tro bay lớn, đổ bê tông nhiệt độ thấp, đầm nén lớp mỏng tồn mặt cắt, đổ bê tơng lên cao liên tục phòng thấm vữa cát nhựa đường Đập Khanh Khẩu hoàn thành mốc đánh dấu kỹ thuật xây dựng đập RCC Trung Quốc từ giai đoạn thí nghiệm đến giai đoạn ứng dụng Kinh nghiệm xây dựng thủy điện Khanh Khẩu gây ảnh hưởng lớn đến lĩnh vực xây dựng thủy lợi, thủy điện đường giao thơng; cơng trình thiết kế xây dựng có chiều cao từ vài chục đến vài trăm mét; ứng dụng làm đập dâng đê qy; hình thức gồm có trọng lực, đập vòm, vòm mỏng vòm mỏng chiều Khối lượng RCC sử dụng cơng trình chiếm cao đập Long Than cao 216.5m RCC đạt 4.8x106m3 (chiếm 65%); đập Bách Sắc cao 130m, RCC 2.15x106m3 (chiếm 80%); đập Sa Bài cao 132m, RCC 0.349x106m3 (chiếm 94%) Theo thống kê năm 2007, số lượng đập RCC Trung Quốc 107 (hình 1) Kỹ thuật xây dựng đập RCC 2.1 Thiết kế đập Mặt cắt loại hình đập: Việc chọn áp dụng loại bê tơng có lượng dùng xi măng thấp, lượng trộn thêm lớn rõ ràng nhằm cải thiện tính kháng nứt ứng suất nhiệt thân đập, tất đập bỏ khe ngang Một vài đập trọng lực vừa nhỏ có thiết kế khơng phân khe ngang – hình thức đập chỉnh thể, nâng cao 119 tính chỉnh thể thân đập, giảm thiểu tiết diện mặt cắt khối lượng cơng trình 50 46 45 40 32 35 30 Tổng cộng 25 20 19 20 Đập trọng lực 14 14 15 10 22 14 Đập vòm 11 5 0 1986—1990 1991—1995 1996—2000 2001—2006 2007 xây dựng Hình 1: Thống kê đập RCC Trung Quốc (năm 2007)[5] Chủ yếu phân làm loại hình đập trọng lực đập vòm RCC (hình 2,3) Thơng qua số lượng lớn nghiên cứu thí nghiệm đặc tính phương thức phân khe đập vòm RCC, cho kết cấu hình thành khe, ứng suất nhiệt tính chỉnh thể thân đập Bằng thực tiễn xây dựng thành cơng đập Khê Bính đập vòm mỏng giới RCC với độ mảnh Ơn Tuyền Bảo Khê Bính Khê 1:0.195, thân đập khơng phân khe ngang khe dẫn, dựa vào hình thức giải phóng ứng lực phạm vi vai thượng lưu đập, hình thức kết cấu cải thiện tình hình ứng lực thân đập thuận lợi cho thi công Việc xây dựng thành công khẳng định khả áp dụng đập vòm mỏng, mở rộng cho ứng dụng đập vòm mỏng RCC Phổ Định Bách Liên Nhai Sa Bài Hình 3: Các hình thức mặt cắt ngang đập vòm RCC[4] Kết cấu chống thấm: Phòng thấm thân đập chọn dùng hình thức kết cấu bê tông biến thái thượng lưu dày từ 30-50cm Từ thành công việc thi công thử nghiệm đê quai Diêm Than, kết chứng minh có hiệu hệ số thấm thơng thường mức 10-8~10-10cm/s Hình thức phòng thấm tính lại hẳn hình thức phòng thấm bê tơng cốt thép bề 120 mặt sử dụng phun quét lớp PVC hình thức phòng thấm bê tơng thường, dễ thi cơng, ảnh đến cơng tác mặt đập, có lợi cho phòng nứt bề mặt Đây hình thức kết cấu phòng thấm có triển vọng phát triển ứng dụng Mấu chốt để bảo đảm hiệu phòng thấm xác định tốt tỷ lệ cấp phối, thi công phải xử lý mặt tầng nghiờm ngt v tin hnh công tác phun vữa vào bê tông biến thỏi c u n Mt ct khụng tràn – Đập Miên Hoa Than Mặt cắt tràn – Đập Miên Hoa Than Hình 2: Hình thức mặt cắt ngang đập trọng lực RCC[4] 2.2 Vật liệu RCC Qua công trình ã ng dng, lng vt liu kt dính bình qn sử dụng 173kg/m3, xi măng 79kg/m3, vật liệu trộn hoạt tính 94kg/m3, chiếm 54% Nhưng với trường hợp sử dụng nghèo chất kết dính, đập Long Than, vật liệu kết dính 99kg/m3, xi măng 39kg/m3, tro bay 60kg/m3 Tro bay chất lượng tốt chứa nhiều hạt dạng tinh thể thủy tinh hạt tròn, có tác dụng cải thiện đặc tính bê tơng, cải thiện lớn tính thi cơng bê tơng Đồng thời nâng cao tổng hợp tính bền bê tơng kháng nứt, kháng đông, kháng thấm Sử dụng lượng trộn bột đá thích hợp làm giảm giá trị Vc, cải thiện lớn độ đặc khả đầm bê tơng, làm tăng thêm tính kết dính mặt tầng, nâng cao tính đặc tính chống thấm bê tông đầm lăn Thể thí nghiệm: đơn vị dùng nước so sánh vừa phải, từ giá trị Vc cường độ cân nhắc tổng hợp nhân tố lượng trộn bột đá khoảng 7.5% tương đối phù hợp Nhưng từ vài cơng trình với độ cao 100m trở lên thi công nay, hàm lượng bột đá cát nhân tạo khống chế khoảng 22% trở xuống, vượt qua quy định quy phạm hành khoảng 17% Bảng 1: Tỷ lệ cấp phối RCC áp dụng thi công[5,7] Vật liệu (kg/m3) Đập Khanh Khẩu Thiên Sinh Kiều Triệu Lai Hà Long RI_25 Than RII_20 RIII_15 RIV_25 C 60 55 84 86 70 56 99 F 80 85 126 111 107 104 121 W 98 83 84 79 78 77 87 S 798 785 725 720 727 755 812 Cường độ kháng nén (MPa) G 3d 7d 28d 90d 1370 13 4.1 6.4 9.8 23.5 1462 10±5 5.6 8.4 14.5 27.0 1380 6.3 14.5 24.9 1477 5~7 - 22.2 34.9 1493 5~7 - 20.1 26.2 1483 5~7 - 12.0 24.8 1340 5~7 - 22.7 33.3 2.3 Thi công RCC Công tác mặt đập: RCC chủ yếu chọn dùng thi công đầm nén lớp mỏng liên tục, chiều dày lớp đầm nén thông thường 30cm Việc rút ngắn thời gian giãn cách lớp thật cải thiện vấn đề mấu chốt đập RCC Vc (s) Chống thấm Ghi ≥W12 W8 W6 W6 W6 W4 W12 CP2 CP2 CP3 CP3 CP3 CP3 CP2 cường độ kháng cắt mặt lớp Thời gian nghỉ lớp ngắn, liên kết lớp tốt, tính chống thấm tốt Dựa vào thời gian ninh kết ban đầu để khống chế thời gian nghỉ thi công đổ-rải bê tông, thường tiến hành khống chế lấy từ 6~8h Với 121 việc rút ngắn thời gian giãn cách lớp RCC, giải triệt để vấn đề kết hợp mặt tầng Ví dụ cơng trình Giang Á, sáng kiến phương pháp rải-san-đầm lớp nghiêng, độ đốc lớp nghiêng 1:10~1:20 Phương pháp thi cơng đáp ứng thỏa mãn trạm có cơng suất hạn chế, khơng bị khống chế diện tích mặt khoang, tác nghiệp RCC rộng rãi tiến hành thi công liên tục thời gian dài, nâng cao hiệu suất tổng thể tồn thiết bị thi cơng RCC, rút ngắn thời gian thi cơng, mà giá thành giảm đáng kể Căn phương pháp rải lớp nghiêng diện tích tương đối nhỏ, thời gian che phủ tương đối ngắn, phòng ngừa hấp thụ nhiệt bê tông nhanh, giảm thiểu đọng nước gặp mưa, làm giảm xâm hại nước mưa lớp RCC Phương pháp thi công rải lớp nghiêng giải hiệu thi cơng cơng trình RCC điều kiện nhiệt độ cao mưa nhiều Giá trị độ công tác Vc: Chỉ tiêu quan trọng việc khống chế chất lượng thi công trường giá trị độ công tác Vc Trước mắt việc lựa chọn giá trị Vc thấp xu phát triển công nghệ thi công RCC Tại quy phạm thi công RCC Trung Quốc quy định Vc phạm vi 5~35s, vài cơng trình RCC khống chế giá trị Vc 10±5s, thực tế thi công thường áp dụng mặt đập Vc 5~8s, cửa trạm trộn Vc 3~5s Giá trị Vc hỗn hợp RCC thích hợp nên thỏa mãn tính ổn định để ổn định thiết bị trình đầm nén thiết bị cỡ lớn khác, đồng thời phải thỏa mãn tính dễ đầm cho phép cốt liệu di chuyển trình đầm chặt – trình đầm nén vữa nhét đầy vào khoảng trống hạt lớn Chọn dùng RCC toàn mặt cắt: Trước mắt đập RCC toàn mặt cắt thay đập kết cấu “vàng bọc bạc” Phần lớn chọn dùng chống thấm thân đập RCC cấp phối giàu vữa, số khác dùng hình thức phụ trợ chống thấm Ứng dụng bê tông biến thái bước đơn 122 giản hóa cơng đoạn thi cơng RCC, tạo bước ngoặt đáp ứng yêu cầu thi công RCC nhanh Vận chuyển RCC: Máng trượt chân không chọn dùng để vận chuyển RCC thẳng đứng, áp dụng lần vào năm 1989 công trình Vinh Địa Phương pháp vận chuyển ứng dụng có hiệu cơng trình có chiều cao lớn, địa hình chật hẹp ngăn ngừa phân ly cốt liệu Việc lựa chọn thiết bị vận chuyển ngang chủ yếu ô tô tự đổ Căn vào vị trí bố trí trạm trộn ống dẫn chân khơng, điều kiện cơng trình cụ thể khác nhau, lựa chọn kết hợp vận chuyển ô tô tự đổ băng truyền Xu phát triển vấn đề tồn ti cn m rng nghiờn cu Thụng qua trình nghiªn cứu, nhận thấy ứng dụng xây dựng đập RCC Trung Quốc tương đối rộng, từ vùng lạnh phía bắc đến khu vực nhiệt đới Châu Á rút nhiều kinh nghiệm phong phú Đây điều kiện tự nhiên tương đồng khả ứng dụng thúc đẩy phát triển nhanh chóng Việt Nam, qua nghiên cứu rút xu phát triển tồn chủ yếu sau: (1) Xây dựng đập ngày cao, tỷ lệ dùng RCC đập ngày cao Thời kỳ đầu xây dựng đập cao có số phận áp dụng RCC, gần áp dụng hình thức tồn mặt cắt RCC (2) Hình thức đập phát triển từ đập trọng lực đến đập vòm Đã xây dựng thành cơng đập sau đập vòm mỏng đập vòm cao 100m (3) Sử dụng lượng vật liệu trộn cao, lượng xi măng dùng Lượng vật liệu trộn lớn giảm thiểu nhiệt thủy hóa, thu hẹp chênh lệch nhiệt độ, phòng ngừa khe nứt Một số khu vực tro bay dùng xỉ quặng tro núi lửa nghiền làm vật liệu trộn thêm (4) Trị số Vc ngày nhỏ: việc cơng trình xây dựng ngày cao, yêu cầu tính bền, khả chống thấm, u cầu thi cơng cao loại hình đa dạng đòi hỏi nghiên cứu thực nghiệm cải thiện giá trị Vc (5) Ứng dụng phương pháp thi cơng đổ lớp nghiêng Phương pháp có tính kinh tế tốc độ thi công cao bước tiến công nghệ RCC Đồng thời vấn đề tồn cần sâu mở rộng nghiên cứu như: -Nghiên cứu phương pháp tính tốn ứng suất khả chịu tải đập RCC; - Phân tích ứng suất nhiệt nghiên cứu biện pháp phòng thấm đập RCC; -Nghiên cứu kỹ thuật thi công đập RCC điều kiện thời tiết nhiệt độ cao mưa nhiều; Nghiên cứu xử lý mặt tầng thi công đập RCC kỹ thuật thi công đập tc cao Tài liệu tham khảo: [1] The Ministry of Water Resources of the People’s Republic of China – Design specification for Construction RCC Dams, SL 314-2004 [2] Construction specifications of Hydraulic RCC DL/T 5112-2000, China 2000 (Chinese) [3] Yang QingNing, Design and construction RCC Dams, China, 1993 [4] Gu ZhiGang, Construction technology of RCC Dams, China, 2007 [5] Fang KunHe, The development of RCC dams in China, Lectures, 2007 [6] 20 years China Roller Compacted Concrete Dams, 5/2006, www.waterpub.com.cn (Chinese) [7] The 5th International Symposium on RCC Dams, Collected Thesis - Volume I,II; 2007/11/2-4 (Chinese) Abstract: NEW TECHNIQUES IN ROLLER COMPACTED CONCRETE CONSTRUCTION Development and application of roller compacted concrete construction technology based on laboratory analyses, field experiments and verified by practical works Relying on those applications to promote researching on special subjects and step-by-step set up procedures, regulations and design standards It is the foundation to familiarize with equipments and operate machines Find out advantages and disadvantages to apply and expand researches 123 ... mãn tính ổn định để ổn định thiết bị trình đầm nén thiết bị cỡ lớn khác, đồng thời phải thỏa mãn tính dễ đầm cho phép cốt liệu di chuyển trình đầm chặt – trình đầm nén vữa nhét đầy vào khoảng trống... phòng thấm đập RCC; -Nghiên cứu kỹ thuật thi công đập RCC điều kiện thời tiết nhiệt độ cao mưa nhiều; Nghiên cứu xử lý mặt tầng thi công đập RCC kỹ thuật thi công đập tc cao Tài liệu tham khảo:... lệch nhiệt độ, phòng ngừa khe nứt Một số khu vực tro bay dùng xỉ quặng tro núi lửa nghiền làm vật liệu trộn thêm (4) Trị số Vc ngày nhỏ: việc cơng trình xây dựng ngày cao, yêu cầu tính bền, khả