BÊ TƠNG ĐẦM LĂN Viện nghiên cứu Bê tơng Mỹ (ACI) 116R1 xác định RCC “bê tông đầm máy đầm lăn; bê tông dạng chưa đơng cứng có khả hỗ trợ cho máy đầm đầm” Các tính chất RCC đơng cứng tương tự tính chất bê tơng thường Tuy nhiên, RCC tạo tính chất đơng cứng mà tính chất nằm ngồi tính chất chung bê tơng thường Thuật ngữ “đầm lăn” ACI định nghĩa “một trình đầm bê tơng sử dụng máy đầm lăn, thường loại máy đầm rung” Các thuật ngữ “rollcrete” (bê tông lăn) “rolled concrete” (bê tông lăn) không sử dụng Các ứng dụng: RCC xem xét để sử dụng nơi bê tơng khơng có độ sụt đầm, vận chuyển, đổ, sử dụng thiết bị thi công đắp đất đắp đá Các cơng trình RCC lý tưởng liên quan tới diện tích đổ lớn, có khơng có cốt thép, có khơng có thép bọc cơng việc khơng liên tục khác cọc RCC phải xem xét có tính cạnh tranh mặt kinh tế so với biện pháp thi cơng khác RCC xem xét thay cho rọ đá đá đổ để bảo vệ bờ, đặc biệt khu vực mà đá RCC xem xét khu vực lát, chắn đế cho cơng trình lớn, móng hở lớn, chân đế, đê quai, khối đắp lại khối lượng lớn, công việc sửa chữa khẩn cấp, bảo vệ nước tràn qua đỉnh đập đắp RCC dùng để thay cho bê tơng thường đập bê tơng trọng lực đập vịm trọng lực RCC xem xét để dùng đê có móng đáp ứng yêu cầu dùng đỉnh đê chắn sóng để giảm khối lượng đá cần thiết Đối với dự án đập, việc sử dụng RCC cho phép bố trí hạng mục cơng trình cách kinh tế đập tràn qua đỉnh thay cho đập tràn dạng kênh xả nằm bên bờ đập đắp Tóm tắt sơ lược đập RCC với chiều cao lớn 15m (50 ft) Dunstan biên soạn (1997) Phạm vi áp dụng rộng rãi có RCC Các kết cấu xây dựng theo cách tương tự kết cấu sử dụng bê tơng thường xây dựng RCC với nhiều tính chất tương tự RCC thiết kế kết cấu đòi hỏi yêu cầu thấp hơn, tạo cho kết cấu tiết kiệm Mục đích sử dụng RCC: Ban đầu RCC sử dụng để tạo loại vật liệu có tính chất kết cấu bê tơng lại có tính chất vật liệu đắp Kết tạo loại vật liệu mà thiết kế thi công tốt đập trọng lực, kinh tế đập bê tông thường đập đất- đá Để có biện pháp giá thành hiệu sản phẩm chất lượng cao tương tự sản phẩm đập bê tông thường, mục tiêu thiết kế thi cơng RCC cần phải sau: RCC cần phải đổ nhanh tốt; Các công tác thi công RCC sử dụng nhân lực tốt; thiết kế RCC phải tránh tạo nhiều loại hỗn hợp trộn RCC tránh dùng nhiều cốp pha vấn đề khác mà ảnh hưởng tới suất sản xuất RCC; việc thiết kế RCC phải giảm thiểu quy trình thi cơng phức tạp Các kết cấu RCC thiết kế phạm vi điều kiện làm việc rộng, từ kết cấu khối lớn có cường độ thấp tới kết cấu nhỏ có cường độ cao Điều quan trọng việc thiết kế kết cấu kết phù hợp với yêu cầu khác vật liệu RCC yêu cầu thi cơng Các ưu điểm : Các kỹ thuật thi công RCC tạo nên cho đập trọng lực RCC thành phương án hiệu kinh tế đập đắp đập bê tông thường yếu tố sau: Giá thành: Giá thành thi công đập RCC đập bê tông thường hồn thành cho thấy giá thành tính cho yard3 RCC rẻ nhiều bê tông thường Giá thành RCC rẻ khoảng 25 đến 50% bê tơng thường Sự chênh lệch gía thành phụ thuộc vào giá thành cốt liệu vật liêụ kết dính, tính phức tạp cơng tác đổ, tồn số lượng bê tông cần phải đổ Các phần tiết kiệm liên quan tới RCC trước hết giảm phần giá thành cho cốp pha, giá thành đổ, giá thành đầm giảm thời gian thi cơng Hình 1-1 thể mối tương quan giá thành RCC với khối lượng kết cấu RCC dựa theo dự án RCC thi công Mỹ Thi công nhanh: Các kỹ thuật thi công nhanh (so với kỹ thuật thi công đập bê tông thường đập đắp) giảm số lượng vật liệu (so với số lượng vật liệu đập đắp) mang lại việc giảm giá thành nhiều đập RCC Quy trình thi cơng RCC tạo điều kiện cho công tác đổ gần liên tục tạo tốc độ thi công nhanh Tốc độ thi công rút ngắn đáng kể thời gian thi công đập Khi đem so với đập đắp đập bê tông thường, thời gian thi công dự án RCC lớn giảm vài tháng tới vài năm Các lợi ích khác từ công tác thi công nhanh kể giảm giá thành quản lý, lợi ích từ vận hành cơng trình sớm hơn, giảm loại bỏ hồn tồn phương tiện dẫn dịng, xây dựng đập tuyến có thời gian thi cơng ngắn Về bản, thi công RCC tạo nhiều lợi ích kinh tế mặt thi công đập có liên quan tới thời gian Tồn đập tràn kết cấu phụ trợ: Cũng đập bê tông thường, đập tràn RCC nối liền với đập Sơ đồ bố trí điển hình cho phép lưu lượng xả qua đỉnh đập xuống mặt hạ lưu Trái lại, đập tràn đập đắp thường thi công hai vai đập yên ngựa Đập đắp có đập tràn lỗ xả tách biệt khỏi đập nói chung tốn so với đập RCC có đập tràn lỗ xả nằm đập Đối với cơng trình u cầu cửa lấy nước đặt nhiều cao trình để kiểm sốt chất lượng nước để quản lý bùn cát hồ chứa, cửa lấy nước neo vào mặt thượng lưu đập RCC Đối với đập đắp, loại cửa lấy nước tương tự tháp đứng tách riêng hồ kết cấu xây bên bờ hồ Giá thành cửa lấy nước đập RCC dường thấp đáng kể so với giá thành kết cấu cửa lấy nước đập đắp, đặc biệt khu vực có động đất mạnh Kích thước chiều rộng đáy đập RCC ngắn so với kích thước chiều rộng đáy đập đắp làm giảm kích thước chiều dài đường ống xả đường ống áp lực cho cơng trình xả nhà máy điện làm giảm giá thành chuẩn bị Giảm thiểu công trình dẫn dịng đê qy: Đập RCC làm giảm giá thành cơng trình dẫn dịng thời gian xây dựng giảm thiệt hại, rủi ro nước tràn qua đê quai Đường ống dẫn dòng đập RCC ngắn đường ống dẫn dòng đập đắp Với thời gian thi công ngắn hơn, khả xẩy nước lớn hơn, kích thước đường ống dẫn dịng chiều cao đê quai giảm so với yêu cầu so với đập bê tơng thường đập đắp Các cơng trình dẫn dịng thiết kế lưu lượng lớn mùa không dùng cho lưu lượng lớn năm Với khả chống xói cao RCC, khả gây hư hại giảm thiểu thiệt hại gây hơn, chí bị tràn qua đê quai Các ưu điểm bật thực cách sử dụng RCC để làm đê quai Việc tạo nhiều lợi ích cơng tác thi cơng nhanh, chân đế nhỏ, đê quai làm việc sau nước tràn qua Các ưu điểm khác: Khi so sánh với đập đắp, khối lượng thi công đập trọng lực RCC nhỏ nên yêu cầu nguồn vật liệu thi cơng việc lựa chọn tuyến Hơn nữa, nguồn khai thác đáng kể phương diện mơi trường mức chấp nhận Đập trọng lực RCC vốn chịu xói bên tràn qua đỉnh tốt Các yêu cầu trách nhiệm kỹ thuật: Nhiệm vụ trách nhiệm nêu EM 1110-2-2000 áp dụng cho kết cấu RCC Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi có nhiều thuận lợi giúp tiến hành nghiên cứu nhiệt tổng thể kết cấu Hướng dẫn đưa ETL 1110-2-542, “Các nghiên cứu Nhiệt Kết cấu Bê tông Khối lớn,” để thực nghiên cứu nhiệt sơ Sau đó, giai đoạn thiết kế trước thi cơng, cần phải nghiên cứu nhiệt cách chi tiết để xác định rõ nét yếu tố khống chế nứt kết cấu Nhóm thiết kế dự án RCC gồm nhiều nhiều lĩnh vực Cũng kết cấu bê tông thường khối lớn, người chủ chốt nhà địa chất, địa chất công trình kỹ sư kỹ địa kỹ thuật đánh giá điều kiện móng, kỹ sư thuỷ cơng đánh giá kết cấu xả đập tràn, kỹ sư kết cấu thiết kế kết cấu, kỹ sư vật liệu thiết kế hỗn hợp trộn RCC đồng khác theo yêu cầu thi công Sự phối hợp nhóm thiết kế yêu cầu thiết kế, yêu cầu vật liệu yêu cầu thi cơng điều kiện cốt yếu để có thiết kế có hiệu quả- kinh tế Trên tơi giới thiệu sơ RCC, công nghệ thi công bêtông đầm lăn áp dụng lần Việt Nam cho hạng mục đập cơng trình thuỷ điện A Vương Bê tông đầm lăn Khái niệm Công nghệ bê tông đầm lăn (BTÐL) loại cơng nghệ sử dụng bê tơng khơng có độ sụt, làm chặt thiết bị rung lèn từ mặt ngồi (lu rung) cơng nghệ thích hợp sử dụng cho cơng trình bê tơng khối lớn, khơng cốt thép hình dáng khơng phức tạp lõi đập, mặt đường Việc sử dụng hỗn hợp bê tông khô (khơng có độ sụt) đầm lèn bê tơng lu rung giúp cho thi công nhanh hơn, rẻ so với dùng công nghệ thi công bê tông truyền thống Công nghệ BTÐL áp dụng cho xây dựng mặt đường so với công nghệ thi công thông thường có ưu điểm sau: - Lượng dùng xi măng thấp, sử dụng số phế thải sản phẩm phụ ngành công nghiệp khác giúp hạ giá thành vật liệu; - Ðạt cường độ cao thời gian đầu, sớm cho phép lưu thông đường; - Phương pháp thi công không phức tạp, tương tự thi công bê tông asphalt; - Tốc độ thi công nhanh giúp rút ngắn thời gian thi công giảm tổng chi phí Vật liệu chế tạo BTÐL 2.1 Xi măng Ðối với BTÐL dùng cho đập khối lớn nên sử dụng xi măng có nhiệt thuỷ hoá thấp so với nhiệt thuỷ hoá xi măng poc lăng thường (TCVN 2682 -1992) loại poóc lăng - pu giơ lan (TCVN 4033-95) xi măng hỗn hợp xỉ lò cao (TCVN 6260 -1999) hay xi măng toả nhiệt (TCVN 6069-95) Ðối với BTÐL cho mặt đường dùng loại xi măng thông thường dạng xi măng dùng cho kết cấu thông thường khác 2.2 Cốt liệu Ðối với BTÐL cho đập, sử dụng cốt liệu có Dmax tới 75mm cao Tuy nhiên việc lựa chọn Dmax cần cân nhắc kỹ kinh tế kỹ thuật Việc sử dụng cốt liệu có Dmax lớn 100mm- 150mm có giảm giá thành vật liệu chế tạo bê tơng lại đẩy cao chi phí trộn vận chuyển hỗn hợp bê tông Ðối với BTÐL cho mặt đường, nên sử dụng cốt liệu có Dmax 20mm 2.3 Phụ gia khoáng Phụ gia khoáng (PGK) pu-giơ-lan vật liệu silicat alumo-silicat mà thân có khơng có khả đóng rắn với có mặt nước độ ẩm phản ứng với can-xi hy-dro-xit để đóng rắn Pu-giơ-lan cho BTÐL cần phù hợp tiêu chuẩn ASTM C618-97 14 TCN 105-97, TCVN 373582 2.4 Phụ gia hố học Các cơng trình BTÐL thường sử dụng loại phụ gia: Phụ gia dẻo hoá-giảm nước, giảm nước kéo dài thời gian đông kết số loại phụ gia khí Trên thực tế, việc sử dụng phụ gia dẻo hoá dẻo hoá chậm đơng kết làm tăng tính dễ thi cơng lu lèn kéo dài thời gian thi công làm cho khả bám dính độ chống thấm vùng tiếp giáp lớp bê tông tăng cường Việc lựa chọn loại tỷ lệ dùng phụ gia hoá học thường vào kết thí nghiệm với vật liệu XM, PGK, cốt liệu cụ thể Thiết kế thành phần bê tông đầm lăn 3.1 Quan điểm địa kỹ thuật Quan điểm ÐKT coi hỗn hợp BTÐL hỗn hợp đất gia cố xi măng, thành phần lựa chọn dựa quan hệ độ ẩm khối lượng thể tích Ðối với loại cốt liệu hàm lượng chất kết dính, mục đích thiết kế xác định độ ẩm tối ưu để hỗn hợp có độ đặc cao thí nghiệm lèn tương xứng với lèn thực trường Với phương pháp thiết kế dựa quan điểm này, lỗ rỗng hạt cốt liệu nói chung không lấp đầy hồ XM sau lèn Có hai phương pháp thiết kế TPBT theo quan điểm ÐKT phương pháp BTÐL nghèo phương pháp đơn giản hố đất 3.2 Quan điểm bê tơng Với quan điểm bê tông, thành phần BTÐL lựa chọn dựa quan hệ cường độ nén số tính chất khác với tỷ lệ N/CKD Abrams thiết lập vào năm 1918 Quan điểm bê tông dựa khái niệm lượng hồ xi măng vừa đủ để lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu để hỗn hợp bê tơng lèn chặt tốt hơn, độ rỗng hạt nhỏ Các phương pháp thiết kế thành phần BTÐL theo quan điểm bê tông + Phương pháp dư hồ (Cục Khai hoang Mỹ); + Phương pháp thiết kế BTÐL theo USACE ; + Phương pháp CRD Nhật Bản ; + Phương pháp thiết kế BTÐL theo Viện Bê tông Mỹ ACI 207.5R ; + Phương pháp RCCD Trung Quốc Các phương pháp thí nghiệm BTÐL 4.1 Phương pháp đo độ cứng hỗn hợp BTÐL Hiện để thí nghiệm xác định tính cơng tác (độ cứng) hỗn hợp BTÐL, Anh, Mỹ, Nhật Trung Quốc dùng máy rung VeBe cải tiến (ở Nhật máy rung gọi đầm VC) Vì tiêu chuẩn thử độ cứng cho BTÐL không giống quốc gia nên cơng trình, nước thơng số đầm VeBe khác Công nghệ thi công bê tông đầm lăn 5.1 Thiết bị thi công Thiết bị thi công bê tông đầm lăn không phức tạp, thiết bị để thi cơng bê tơng theo cơng nghệ có Việt Nam Thiết bị thi cơng BTÐL nói chung giống thi công BTÐL cho đập, đường dạng công trình bê tơng khối lớn khơng cốt thép khác Tuy nhiên loại hình cơng nghệ địi hỏi thêm thiết bị thi công đặc chủng riêng Các thiết bị cần thiết cho thi công đập công nghệ BTÐL gồm: Máy trộn cưỡng có khả trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính lớn; băng tải thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông; xe tải tự đổ; máy san ủi; máy lu rung; máy nhồi tạo khe co Hệ thống phun nước cao áp làm bề mặt bê tông mạch ngừng, Hệ thống phun nước bảo dưỡng Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy rải (asphalt); xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tơng; Có thể thấy thiết bị cho thi công bê tông công nghệ BTÐL có sẵn Việt Nam chế tạo Việt Nam Nếu phổ biến công nghệ BTÐL Việt Nam tận dụng thiết bị có sẵn nước, khơng cần tốn thêm nhiều chi phí đầu tư mua thiết bị thi công Công nghệ thi công BTÐL cho đập Công nghệ tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông thường tiến hành lúc diện rộng Sau ngăn dòng thi cơng xong phần móng đập tiến hành thi cơng lớp thềm chống xói bê tơng chịu lực Bê tông tường thượng lưu đổ bê tông thường theo công nghệ cốp pha trượt (hoặc leo) có đặt băng cách nước vào khe co dãn (thơng thường 15 m/khe) Tường hạ lưu bê tông đổ chỗ giống tường thượng lưu, lắp ráp khối bê tông đúc sẵn Các lớp kết cầu tường đóng vai trị cốp pha cho lớp bê tơng đầm lăn phía Hỗn hợp bê tơng sau trộn từ trạm trộn vận chuyển đến nơi đổ phương tiện xe chạy ray, băng tải, xe ô-tô tự đổ chuyên dụng Hỗn hợp BTÐL san gạt xe ủi Sau chúng đầm lèn lu rung (7-12 tấn) Chiều dầy lớp đổ định lực đổ, lực đầm thiết bị Thông thường lớp bê tông san dày khoảng 30-40cm Ðể tăng tốc độ di chuyển, số công trình, máy ủi san bê tơng cẩu tháp cẩu chuyển đến vị trí cần thiết (tránh làm hỏng bề mặt bê tông đầm) Thời gian từ bê tông bắt đầu trộn đầm lèn xong không vượt thời gian bắt đầu đóng rắn bê tơng ... nghệ thi công b? ?tông đầm lăn áp dụng lần Việt Nam cho hạng mục đập cơng trình thuỷ điện A Vương Bê tơng đầm lăn Khái niệm Công nghệ bê tông đầm lăn (BTÐL) loại cơng nghệ sử dụng bê tơng khơng... m/khe) Tường hạ lưu bê tông đổ chỗ giống tường thượng lưu, lắp ráp khối bê tông đúc sẵn Các lớp kết cầu tường đóng vai trị cốp pha cho lớp bê tơng đầm lăn phía Hỗn hợp bê tông sau trộn từ trạm... với bê tông khối lớn thông thường tiến hành lúc diện rộng Sau ngăn dịng thi cơng xong phần móng đập tiến hành thi cơng lớp thềm chống xói bê tông chịu lực Bê tông tường thượng lưu đổ bê tông