Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn vào công trình bảo vệ bờ trên nền đất yếu

Hiện nay bờ biển nước ta bị xói lở do sự ảnh hưởng của quá trình vận động tự nhiên trên nền đất mềm yếu, do ảnh hưởng của áp thấp, bão và thủy triều. Việc chống sạt lở bờ bao gồm đê biển, bờ biển, bờ sông, đập, các công trình thủy lợi luôn có ý nghĩa quan trọng. Tham khảo nội dung bài viết Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn vào công trình bảo vệ bờ trên nền đất yếu để hiểu hơn về vấn đề này.

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN VÀO CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU KS Lương Thị Thanh Hương; KS Bùi Văn Tình Học viên cao học 16C1-ĐHTL TS Vũ Quốc Vương Bộ môn Vật liệu xây dựng - ĐHTL GS TS Phạm Ngọc Khánh Bộ mơn Sức bền vật liệu - ĐHTL Tóm tắt: Hiện bờ biển nước ta bị xói lở ảnh hưởng trình vận động tự nhiên đất mềm yếu, ảnh hưởng áp thấp, bão thủy triều Việc chống sạt lở bờ bao gồm đê biển, bờ biển, bờ sông, đập, công trình thủy lợi ln có ý nghĩa quan trọng Với công nghệ bê tông truyền thống áp dụng cho cơng trình bảo vệ bờ có tượng xâm thực bê tơng có độ rỗng lớn, đặc biệt dự án đê kè áp dụng sáng chế 5874 bê tơng rỗng nhiều cục 5874 nhiều góc cạnh Vậy nên việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn vào dự án bảo vệ bờ đoạn xung yếu bờ biển Ấp Cồn Trứng, xã Trường Long Hòa, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh khắc phục nhược điểm bê tơng rỗng, làm tăng tuổi thọ cơng trình tăng nhanh thời gian thi công Đặt vấn đề - Do phá hoại gió dòng chảy thủy triều: Do tác động thủy triều gió Tây Nam nên sóng vào dâng cao, sóng rút nhanh làm hóa lỏng lớp cát hạt mịn bờ, sau rút nhanh, tác nhân làm bào mòn hạ thấp bãi biển, lấn đường bờ vào đất liền - Do ảnh hưởng thay đổi địa hình tác động người: Do tượng cát bay, cát nhảy cát bồi tạo nên đụn cát lớn nhỏ Dải phi lao cao lớn, khơng có loại thấp, mật độ q thưa khơng có khả chắn giữ cát, hệ số nhám giảm lượng sóng nhỏ, khơng có khả gây bồi giữ bãi Nhiều đoạn bờ khơng có chắn sóng người khai thác làm phá vỡ hệ rừng phòng hộ Việc đào đất đắp đê để trồng trọt nguyên nhân khiến cho lượng cát bị sóng kéo nhanh - Ảnh hưởng thay đổi khí hậu tồn cầu: Nhiệt độ trái đất nóng lên làm mực nước biển dâng cao - Ảnh hưởng địa chất thềm lục địa xấu: Toàn chiều dài 3500m khảo sát địa chất cho thấy độ dày từ 1,5m đến 7,5m lớp Hạt cát chiếm 94,1%; Hạt bụi 5%; Hạt sét 0,9%.Cát mịn – cát nhỏ, màu nâu xám, xám đen, xám vàng chặt chặt vừa 12 Do phải có giải pháp cơng trình cho phù hợp, sử dụng lát bê tông cứng sau thời gian bị nứt, gẫy gây xói lở mạnh Giải pháp áp dụng sáng chế 5874 giải vấn đề nứt gãy Tuy nhiên dùng cục 5874 bê tông rỗ nhiều cục nhiều góc cạnh, đề tài nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn để giải cho cơng trình Giới thiệu cơng trình 2.1 Nhiệm vụ cơng trình - Xây dựng tuyến kè ổn định đường bờ biển bị xói lở nghiêm trọng lấn sâu vào đất liền gần vào tuyến đê biển, uy hiếp an toàn tuyến đê biển - Chống xói lở bờ biển, chống xu hướng thu hẹp phạm vi bảo vệ đê biển phía biển Các hạng mục kè bờ dự án với tuyến đê biển phía tạo thành hệ thống bảo vệ cấp - Nâng dần cao trình bãi lên cao trình thích hợp trở thành thềm giảm sóng, giảm chiều dày nước tràn tối đa lên bãi có bão cấp trở lên, kết hợp triều cường, nước dâng - Ổn định mở rộng thềm bãi trước chân đê để trồng chắn sóng, chắn cát, cải tạo môi trường sinh thái Xây dựng công trình để phục hồi bảo vệ dải rừng phòng hộ ven biển, nâng cao bãi, để gián tiếp thông qua bảo vệ tuyến đê sở hạ tầng 2.2 Tuyến cơng trình Bám dọc theo tuyến kè cũ hỏng (khoảng 700m đầu tuyến) bám dọc theo bờ lở cao trình trung bình từ +0,00m đến +0,80m Căn tài liệu thủy văn 10 năm trở lại định: 2.2.1 Cao trình đỉnh kè: Đỉnh kè cao trình +2.50m Cao trình đỉnh kè xác định chống sóng bão cấp 8, cho phép nước tràn (độ dày lớp nước tràn khoảng: 5cm) Hđỉnh = Htrmax + Hs1/3 Trong đó: Htrmax: Cao trình mực nước triều max Hs1/3: Chiều cao sóng gió cấp có ý nghĩa 2.2.2 Kết cấu mặt cắt áp dụng cơng nghệ bê tơng tự lèn có cốt dẫn hướng (Sáng chế 5874 TS Phan Đức Tác) Kết cấu đoạn kè khu du lịch dài 702m (Hình 1) đoạn kè khơng mái nghiêng dài 2845m (hình 2) Nói chung kè có dạng: - Kết cấu đỉnh kè gồm: lớp bê tông tự chèn 5874 mố nhám dày 20cm, lớp đá dăm 1x2 dày 10cm, lớp túi vải lọc đá 0.5x1 dày 20cm - Mái kè dạng bậc thang phẳng, lớp bảo vệ mặt TAC-CM 5874 dày 20cm lát bậc, lớp đá dăm dày bình quân 23cm, lớp túi vải lọc đá 0.5x1 dày 20cm CÊu kiÖn P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 lát bậc Đá dăm (1x2) dày binh quân 15 cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm +3.1 +2.55 Hmax=+1.90 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 lát bậc Đá dăm (1x2) dày bình quân 15cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm -0.5 m= 0 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm -2.5 3.0 4.8 5.0 5.0 5.0 0.5 0.6 0.4 2.7 3.50 3.00 2.00 1.90 2.05 1.95 2.00 1.50 1.42 1.34 1.21 1.15 1.00 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874D20 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dµy 20cm 2.6 1.4 3.0 2.0 Hình Cắt ngang đoạn kè khu du lịch dài 702m CÊu kiƯn P.§.TAC-CM 5874 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm +2.5 m= 1.5 00 m=3 +0.0 -0.5 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm m= 1.0 6.0 6.0 5.0 5.0 3.0 1.00 0.50 0.00 -0.42 -0.50 5.0 -0.20 CÊu kiƯn P.§.TAC-CM 5874 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm -2.5 -0.31 Cấu kiện P.Đ.TAC-CM 5874 M300 Đá dăm (1x2) dày 10cm Túi vải lọc đá dăm nhỏ (0,5x1) dày 20cm m=4.0 Cát đắp Đắp cát, đắp theo phương án xối nước 3.0 Hỡnh Cắt ngang đoạn kè mái nghiêng không bậc dài 2845m 13 nhiệm vụ quan trọng công nghệ bê tông tự Công nghệ thi công bê tông tự lèn Cơng trình bảo vệ bờ thường xun chịu tác lèn cho cơng trình cụ thể dụng sóng, gió bão thủy triều Kết cấu Dựa vào kết tính tốn lý thuyết kết có dạng mảng mềm để làm giảm áp lực tác thử nghiệm chọn bê tông tự lèn mác 300 dụng lên viên tạo nhiều khe rỗng thoát Kết cụ thể chọn: nước nhanh Các viên bê tông khơng có Bước 1: Xác định hàm lượng cốt liệu lớn cốt thép để tránh phá hoại ăn mòn nước Đ = 0,6 1350 = 810 kg biển Tuy nhiên yêu cầu kết cấu bê tông phải có Bước 2: Hàm lượng nước: cường độ cao, chịu mài mòn tốt Các viên bê N = 180 kg/m3 tông đúc sẵn vừa không đáp ứng yêu Bước 3: Tỷ lệ N/B: 30% theo khối lượng cầu mà kéo dài thời gian thi cơng Bước 4: Hàm lượng bột (Xi măng + Tro bay Chính mà tác giả lựa chọn công Gia Quy) B = 500 kg nghệ bê tông tự lèn, cơng nghệ có nhiều ưu Bước 5: Tỷ lệ N/X, điểm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho Rbt28 = A.Rx28.(X/N-0,5) cơng trình bảo vệ bờ Ngồi thi cơng 300 = 0,6.450.(X/N-0,5) cơng nghệ bê tơng tự lèn khơng cần đầm X/N = 1,64; N/X = 0,61 sử dụng khuôn nhựa giá thành thấp, thi công Bước 6: Hàm lượng xi măng nhanh, kết cấu đúc sẵn thi cơng N X  = 180/0,61 = 295 kg nước, kết cấu đẹp, chịu lực tốt Để sử dụng công N X nghệ bê tơng tự lèn cho cơng trình để đáp Bước 7: Hàm lượng tro bay Gia Quy: T = B ứng yêu cầu kỹ thuật đề ra, cần phải loại – X = 500 – 295 = 205 vật liệu, cấp phối loại vật liệu phù hợp Bước 8: Hàm lượng cát: chọn loại phụ gia thích hợp Đó   X  T Đ   C= 1000      N  A  . cbh = 1000   295  205  810  180  .2,815  847 kg  3,1 2,34 2,71    x T  đ    Thành phần cấp phối BTTL M30 xem bảng Bảng 1: Bảng thành phần cấp phối Mác bê tông Mpa 30 Tro bay (Kg) 205 Xi măng (Kg) 295 Vật liệu dùng cho 1m3 bê tông Cát Đá Nước (Kg) (Kg) (Kg) 847 810 180 3.2 Phụ gia Sử dụng phụ gia giảm nước (siêu dẻo) có tác dụng tăng tính cơng tác hỗn hợp bê tơng tự lèn, giảm lượng dùng nước tăng độ đặc bê tông Sử dụng phụ gia siêu dẻo JM - IV cho cơng trình với tỷ lệ giảm nước 35% tỷ lệ pha trộn  1,5% JM - IV ( lít ) 3.3 Thử nghiệm Thí nghiệm bê tơng tự lèn mác 300 đạt kết sau: - Tốc độ đông kết + Thời gian bắt đầu đông kết: 8h00 + Thời gian kết thúc đông kết: 10h55’ + Khoảng thời gian đông kết: 2h55’ Bảng 2: Thời gian đông kết hỗn hợp bê tông tự lèn M300 Thời gian (phút) Cường độ kháng xuyên (Mpa) Thời gian (phút) Cường độ kháng xuyên (Mpa) 14 360 390 420 450 480 510 540 2,25 2,81 3,00 3,22 3,53 4,65 5,44 570 600 630 660 690 720 750 10,00 15,94 25,25 27,6 29,69 30,25 33,54 - Cường độ Bảng 3: Cường độ nén, uốn bê tông tự lèn mác 300 Cường độ kháng nén (MPa) BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐÔNG KẾT CỦA HỖN HỢP BTTL M300 40 35 30 25 Mác BT (Mpa) 20 15 10 360 420 480 540 600 660 720 30 Cường độ nén theo tuổi (Mpa) ngày 15,20 ngày 20,60 28 ngày 32,50 Cường độ uốn (Mpa) 28 ngày 5,50 Thời gian đông kết (phút) Kết luận Qua kết nghiên cứu thấy sử dụng hỗn hợp bê tông tự lèn công trình bảo vệ bờ có nhiều ưu điểm: cường độ cao thời gian đông kết nhanh hỗn hợp bê tơng thường; kích thước cấu kiện có độ xác cao nên kết cấu lún không bị tạo khe hở sạt trượt lún; thi cơng đơn giản, nhanh, kết cấu đúc sẵn thi công nước đảm bảo chất lượng tốt; kết cấu có độ xác cao, giá thành hợp lý, sản xuất nhanh, sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất, không yêu cầu sân đúc phức tạp Abstract: APPLICATION OF SELF-COMPACTING CONCRETE ON BANK PROTECTION WORKS ON SOFT GROUND At present, our country’s coast is eroded due to natural conditions such as vacuum, storm and tide The anti-erosion constructions for the coast, river bank, dams are always important works Bank protection works using traditional concrete technology are all eroded especial for the bank protection projects using invention 5874 because the concrete revetments using invention 5784 have numerous porosities due to small angles and edges There for, studying the application of selfcompact concrete on the bank protection is very significant It will reduce the porosities in concrete, increase the service life of constructions and decrease the construction time 15 ... ngang đoạn kè mái nghiêng không bậc dài 2845m 13 nhiệm vụ quan trọng công nghệ bê tông tự Công nghệ thi công bê tông tự lèn Cơng trình bảo vệ bờ thường xun chịu tác lèn cho cơng trình cụ thể dụng... nghệ bê tông tự lèn, cơng nghệ có nhiều ưu Bước 5: Tỷ lệ N/X, điểm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho Rbt28 = A.Rx28.(X/N-0,5) cơng trình bảo vệ bờ Ngồi thi cơng 300 = 0,6.450.(X/N-0,5) cơng nghệ bê. .. đông kết (phút) Kết luận Qua kết nghiên cứu thấy sử dụng hỗn hợp bê tơng tự lèn cơng trình bảo vệ bờ có nhiều ưu điểm: cường độ cao thời gian đông kết nhanh hỗn hợp bê tơng thường; kích thước cấu