Phương pháp thí nghiệm hiện trường kiểm tra đo đạc vết nứt bê tông bản mặt đập chính - hồ chứa nước Cửa Đạt

Hiện tượng nứt bê tông bản mặt của các công trình đập đá đổ là điều khó tránh khỏi, nhưng mức độ ảnh hưởng của nó lại rất khác nhau, có khi bình thường không cần xử lý, nhưng cũng có khi ảnh hưởng đến kết cấu công trình làm giảm sự ổn định làm việc của công trình. Vì vậy, việc kiểm tra đo đạc, đánh giá mức độ của các vết nứt và đề xuất các biện pháp xử lý là rất cần thiết.

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG KIỂM TRA ĐO ĐẠC VẾT NỨT BÊ TƠNG BẢN MẶT ĐẬP CHÍNH - HỒ CHỨA NƯỚC CỬA ĐẠT TS Ngun H÷u H Bộ mơn Cơng nghệ Quản lý xây dựng - ĐHTL Tóm tắt: Hiện tượng nứt bê tông mặt cơng trình đập đá đổ điều khó tránh khỏi, mức độ ảnh hưởng lại khác nhau, có bình thường khơng cần xử lý, có ảnh hưởng đến kết cấu cơng trình làm giảm ổn định làm việc cơng trình Vì vậy, việc kiểm tra đo đạc, đánh giá mức độ vết nứt đề xuất biện pháp xử lý cần thiết Tổng quan Trong năm vừa qua, việc xây dựng công trình thủy lợi góp phần quan trọng việc giảm nhẹ thiên tai, xây dựng sở hạ tầng tạo đà cho ngành kinh tế phát triển cách bền vững, góp phần cải tạo mơi trường sinh thái Qua trình xây dựng phát triển, ngành xây dựng cơng trình thuỷ nước ta bước đổi ngày trưởng thành Trong đó, việc cơng trình thuỷ lợi sử dụng vật liệu bê tông, bê tông cốt thép ngày phát triển quy mô số lượng cơng trình đập bê tơng đầm lăn Sơn La, đập đá đổ BTBM Tun Quang, đập Lịng Sơng, đập đá đổ BTBM Cửa Đạt Tuy vậy, bên cạnh thành tựu đạt có số tồn khảo sát thiết kế thi công dẫn đến số cố nứt đập thủy điện Sơn La, nứt mặt bê tông hồ chứa nước Cửa Đạt Hiện tượng nứt bê tông mặt cơng trình đập đá đổ giới điều tránh khỏi, điều khác mức độ nứt có hợp lý hay khơng Tại cơng trình Cửa Đạt, chuẩn bị tích nước nhà thầu phát mặt đập có xuất nhiều vết nứt bê tơng mặt đoạn lịng sơng Để có đánh giá xác vết nứt bê tông Ban Quản lý Đầu tư Xây dựng Thủy lợi có mời chuyên gia Trường Đại học Thủy lợi vào tiến hành đo đạc kiểm tra phân loại vết nứt Hình 1: Hiện trạng nứt mặt cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt Thiết bị phương pháp thực siêu âm kiểm tra vết nứt 2.1 Thiết bị sử dụng Máy siêu âm đo cường độ bê tơng PUNDIT, kính soi kẽ nứt, thước dây 2.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm Phương pháp tiến hành thực theo tiêu chuẩn: - 14 TCN 159 – 2003 Tiêu chuẩn thiết kế thi cơng cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt, Thanh Hóa - TCXD 225 – 1998 Bê tông nặng - Đánh giá chất lượng bê tông - Chỉ dẫn phương pháp xác định vận tốc xung siêu âm 2.3 Quy định chung xác định khuyết tật bê tông Việc sử dụng vận tốc xung siêu âm để dị tìm vạch rõ quy mô khuyết tật bên bê tông đơn vào kết đo vận tốc xung siêu âm mà đưa kết luận chung nguy hiểm Các khuyết tật nằm đầu dị, có kích thước lớn bề rộng đầu dị lớn bước sóng xung siêu âm làm cho thời gian truyền xung bê tông bị kéo dài xung bị nhiễu xạ vùng khuyết tật Hiệu ứng sử dụng để xác định vị trí vết nứt, lỗ rỗng khuyết tật khác có kích thước lớn khoảng 100mm độ sâu khoảng 100mm Việc xác định vị trí khuyết tật đường đồng mức xung siêu âm Tại chỗ nứt gắn kết với có lực nén xung truyền qua Nếu vết rạn bị lấp đầy chất lỏng có tính truyền lượng xung nước biển khơng phát vết nứt thiết bị số mà phải đo suy giảm lượng để dị tìm vết nứt Hình 2: Hình ảnh vết nứt bê tơng mặt cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt Khối lượng thí nghiệm bê tơng mặt đập Cửa Đạt Bảng 1: Khối lượng thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt Siêu âm kiểm tra vết Đ/V Khối TT nứt tính lượng Cấu Bê tơng mặt T28 10 kiện Cấu Bê tông mặt T29 13 kiện Cấu Bê tông mặt T30 12 kiện Cấu Bê tông mặt T31 11 kiện Cấu Bê tông mặt T32 10 kiện Cấu Bê tông mặt T33 12 kiện Cấu Bê tông mặt T34 14 kiện Cấu Bê tông mặt T35 13 kiện Cấu Bê tông mặt T36 kiện Cấu 103 Tổng kiện Phương pháp kết tính tốn 4.1 Phương pháp tính tốn Chiều sâu vết nứt bê tơng xác định công thức: CX 4T12  T22 T22  T12 Trong : T1: Thời gian truyền sóng siêu âm với khoảng cách X, mm (s) T2: Thời gian truyền sóng siêu âm với khoảng cách 2X, mm (s) C: Chiều sâu vết nứt đo (mm) Chiều rộng vết nứt đo kính soi kẽ nứt Chiều dài vết nứt đo thước dây 4.2 Kết tính tốn (xem phụ lục kèm theo) Qua thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt từ T28 đến T36, vị trí đo đạc thực tế trường vết nứt có chiều sâu nhỏ từ 21mm lớn số điểm dự đoán nứt xuyên Bề rộng khe nứt thay đổi từ 0.07mm đến 3.57mm Hình 3: Kết kiểm tra đối chứng khoan siêu âm trùng Đề xuất biện pháp xử lý Căn theo kết kiểm tra vết nứt bề mặt bê tông trên, phạm vi nứt mặt xem xét phân chia thành vùng tùy theo mức độ nứt nẻ mà có biện pháp xử lý cho phù hợp để giảm khối lượng xử lý, đẩy nhanh tiến độ thi công mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Kiến nghị biện pháp xử lý khu vực mặt bị nứt sau: 5.1 Biện pháp xử lý cho vùng loại 1: Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có vết nứt rời rạc, mật độ vết nứt không dày, chiều rộng vết nứt nhỏ - Các vết nứt xử lý biện pháp đục hình chữ U dọc theo vết nứt lộ phần bê tông không bị hư hỏng đục đến lớp cốt thép phía mặt, vệ sinh sau dùng vữa khơng co ngót để đổ bù lại Chiều rộng đục bê tông bên vết nứt 5cm - Sau phần đổ bù đạt cường độ thiết kế tiến hành khoan lỗ xiên đường kính d=20cm từ bề mặt bê tơng vào đến vết nứt tiến hành vật liệu để lấp đầy vết nứt - Sau hoàn thành công tác kiểm tra kết vữa, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lông để cố định 5.2 Biện pháp xử lý cho vùng loại 2: Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có mật độ vết nứt dày chiều rộng vết nứt nhỏ, không nứt xuyên - Tiến hành đục bỏ phần bê tông mặt phạm vi qua lớp cốt thép phía mặt đến 10 cm Sau vệ sinh đổ bù lại bê tông không co ngót - Sau phần đổ bê tơng đạt cường độ thiết kế tiến hành khoan lỗ xiên đường kính d= 20 mm từ mặt bê tông vào đến vết nứt tiến hành vật liệu để lấp đầy vết nứt - Sau hồn thành cơng tác kiểm tra kết vữa, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lông cố định 5.3.Biện pháp xử lý cho vùng loại 3: Áp dụng để xứ lý cho khu vực mặt có mật độ vết nứt dày đặc tạo thành hình trám, chiều rộng vết nứt lớn, nứt xuyên - Tiến hành đục bỏ phần bê tông mặt phạm vi qua lớp cốt thép phía mặt đến 10cm Sau đó, kiểm tra đánh giá, vết nứt cịn phát triển tiếp tục phá bỏ tồn phần bê tơng cịn lại mặt lớp vữa xi măng Sau vệ sinh đổ bù lại bê tông không co ngót Nếu vết nứt giảm khơng nứt xuyên dừng lại thực theo biện pháp số (công tác bên liên quan đánh giá định trường) - Sau hồn thành cơng tác kiểm tra, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lông để cố định BẢNG PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐO Phụ lục 1: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T28 Số cấu kiện 10 Điểm đo 10 Vị trí T28 T28 T28 T28 T28 T28 T28 T28 T28 T28 Độ sâu vết nứt C (mm) 197.6 138.2 83.8 153.1 114.9 85.4 175.0 158.4 250.2 101.6 Cao trình điểm đo (m) + 25.28 + 24.63 + 24.28 + 22.91 + 24.23 + 23.77 + 23.30 + 23.56 + 23.91 + 23.70 Bề rộng vết nứt (mm) 0.38 0.94 1.43 2.03 0.99 1.35 0.68 0.81 1.29 1.21 Dự đoán Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Phụ lục 2: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T29 Số cấu kiện 10 11 12 13 Điểm đo 10 11 12 13 Vị trí T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 T29 Độ sâu vết nứt C Cao trình vết (mm) nứt (m) 87.9 + 26.34 80.4 + 26.01 115.0 + 26.47 21.0 + 25.88 58.6 + 26.57 76.4 + 25.73 87.5 + 24.79 126.9 + 23.45 90.0 + 22.97 146.2 + 23.13 93.3 + 24.33 111.3 + 24.50 147.5 + 24.13 Bề rộng vết nứt (mm) 0.17 0.24 0.11 0.12 0.09 0.16 0.31 1.72 1.27 2.85 0.91 0.93 0.87 Dự đoán Phụ lục 3: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T30 Số cấu kiện 10 11 10 Điểm đo 10 11 Vị trí T30 T30 T30 T30 T30 T30 T30 T30 T30 T30 T30 Độ sâu vết nứt C Cao trình vết (mm) nứt (m) 26.6 + 27.42 69.6 + 26.95 59.3 + 27.24 58.1 + 27.74 38.1 + 26.99 175.8 + 27.01 48.2 + 26.50 96.3 + 23.76 131.0 + 23.33 136.4 + 23.14 94.3 + 25.64 Bề rộng vết nứt (mm) 0.09 0.16 0.21 0.09 0.19 0.25 0.27 3.57 0.63 1.10 1.13 Dự đoán Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên 12 12 T30 102.5 + 25.35 1.76 Phụ lục 4: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T31 Số cấu kiện 10 11 Điểm Vị trí đo T31 T31 T31 T31 T31 T31 T31 T31 T31 10 T31 11 T31 Độ sâu vết nứt C (mm) 170.4 68.4 76.1 100.1 89.6 69.6 110.7 95.5 74.8 76.5 151.1 Cao trình vết nứt (m) + 27.07 + 25.86 + 26.78 + 26.84 + 26.92 + 26.20 + 27.00 + 23.15 + 23.86 + 23.37 + 24.37 Bề rộng vết nứt (mm) 0.21 0.27 0.17 0.19 0.15 0.31 0.07 1.20 3.01 1.94 0.83 Dự đoán Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Phụ lục 5: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T32 Số cấu kiện 10 Điểm Vị trí đo T32 T32 T32 T32 T32 T32 T32 T32 T32 10 T32 Độ sâu vết nứt C (mm) 35.8 34.7 162.0 172.4 35.7 26.4 105.7 102.1 171.7 98.4 Cao trình vết nứt (m) + 26.92 + 25.62 + 25.61 + 26.73 + 26.20 + 26.84 + 26.70 + 24.42 + 22.70 + 21.90 Bề rộng vết nứt (mm) 0.13 0.39 0.21 0.37 0.20 0.19 0.20 0.79 0.82 0.33 Dự đốn Nứt xun Nứt xun Phụ lục 6: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T33 Số cấu kiện 10 11 Điểm Vị trí đo T33 T33 T33 T33 T33 T33 T33 T33 T33 10 T33 11 T33 Độ sâu vết nứt C (mm) 76.3 83.3 152.0 187.5 266.7 133.4 141.2 130.1 118.0 84.5 115.1 Cao trình vết nứt (m) + 26.73 + 27.60 + 27.19 + 26.96 + 27.78 + 27.02 + 27.68 + 25.37 + 23.95 + 21.84 + 22.39 Bề rộng vết nứt (mm) 0.36 0.13 0.18 0.29 0.14 0.42 0.09 1.54 2.51 1.09 0.26 Dự đoán 11 12 12 T33 156.4 + 24.94 1.69 Phụ lục 7: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T34 Số cấu kiện 10 11 12 13 14 Điểm Vị trí đo T34 T34 T34 T34 T34 T34 T34 T34 T34 10 T34 11 T34 12 T34 13 T34 14 T34 Độ sâu vết nứt C (mm) 81.4 138.0 170.7 158.6 92.5 90.0 157.2 158.0 71.8 151.1 135.9 113.3 165.5 84.2 Cao trình vết nứt (m) + 26.98 + 26.49 + 26.36 + 26.66 + 27.73 + 27.05 + 26.20 + 23.98 + 22.78 + 22.22 + 21.59 + 22.11 + 22.71 + 24.03 Bề rộng vết nứt (mm) 0.19 0.13 0.35 0.35 0.23 0.15 0.44 1.11 1.04 1.65 1.33 0.60 0.61 0.73 Dự đoán Phụ lục 8: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T35 Số cấu kiện 10 11 12 13 Điểm Vị trí đo T35 T35 T35 T35 T35 T35 T35 T35 T35 10 T35 11 T35 12 T35 13 T35 Độ sâu vết nứt C (mm) 123.0 174.4 193.8 68.0 68.4 83.8 128.1 140.1 85.9 125.9 82.6 193.6 174.3 Cao trình vết nứt (m) + 26.81 + 27.24 + 26.78 + 27.37 + 26.75 + 27.03 + 26.60 + 24.58 + 25.81 + 25.03 + 25.84 + 21.86 + 22.15 Bề rộng vết nứt (mm) 0.20 0.20 0.21 0.18 0.20 0.13 0.13 1.87 1.63 1.17 1.80 0.97 1.57 Dự đoán Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Nứt xuyên Phụ lục 9: Thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt T36 Số cấu kiện 12 Điểm Vị trí đo T36 T36 T36 T36 T36 T36 T36 T36 Độ sâu vết nứt C (mm) 43.4 24.7 66.1 192.8 83.0 164.2 126.3 98.9 Cao trình vết nứt (m) + 26.18 + 25.60 + 25.37 + 25.89 + 25.43 + 24.67 + 23.23 + 22.28 Bề rộng vết nứt (mm) 0.25 0.33 0.29 0.20 0.21 0.31 0.34 0.63 Dự đốn Chú ý:Tại vị trí nứt xuyên, chiều sâu vết nứt trường hợp tính đến mực nước vết nứt Tài liệu tham khảo: Tiêu chuẩn thiết kế thi công cơng trình hồ chứa nước Cửa Đạt, Thanh Hóa - 14 TCN 159 – 2003 Bê tông nặng - Đánh giá chất lượng bê tông - Chỉ dẫn phương pháp xác định vận tốc xung siêu âm - TCXD 225 – 1998 GS.TS DƯƠNG ĐỨC TÍN; TS LÊ MINH (2000)Vật liệu công nghệ sửa chữa công trình bê tơng Hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng bê tơng mặt ®ập Cửa Đạt Abstract: METHOD OF FIELD TESTING TO CHECK AND MEASURE CRACKS OF CONCRETE SURFACE OF MAIN DAM – CUA DAT RESERVOIR Nguyen Huu Hue Phenomenon of cracks of concrete surface rock fill dam is unavoidable, but levels of influence are different, in some cases they are normal that no need treatment, but there are other cases that they influent to the structure and reduce stabilization of the construction Therefore, work of checking, measuring, estimating level of cracks and proposing treatments are essential 13 ... ảnh vết nứt bê tơng mặt cơng trình Hồ chứa nước Cửa Đạt Khối lượng thí nghiệm bê tơng mặt đập Cửa Đạt Bảng 1: Khối lượng thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt Siêu âm kiểm tra vết Đ/V Khối TT nứt. .. lượng Cấu Bê tông mặt T28 10 kiện Cấu Bê tông mặt T29 13 kiện Cấu Bê tông mặt T30 12 kiện Cấu Bê tông mặt T31 11 kiện Cấu Bê tông mặt T32 10 kiện Cấu Bê tông mặt T33 12 kiện Cấu Bê tông mặt T34... sâu vết nứt đo (mm) Chiều rộng vết nứt đo kính soi kẽ nứt Chiều dài vết nứt đo thước dây 4.2 Kết tính tốn (xem phụ lục kèm theo) Qua thí nghiệm siêu âm kiểm tra vết nứt từ T28 đến T36, vị trí đo