- Đất ít bị nén và nén tương đối đều;
3.3.2. Quá trình quan trắc và số liệu đo
*Thời gian và thời điểm quan trắc
Thời gian đo là từ ngày 1/7/2013 khi bắt đầu lắp đặt các đầu đo: AKB84, AKB85, AKB86, AKB87, AKB88.
Thời điểm quan trắc: ngay khi lắp đặt thiết bị đầu đo.
Mật độ đo: ngay sau khi đổ bê tông vào khối đổ và 24h/1 lần đọc số liệu.
*Hiện trạng thi công công trình và khối đổ
Tại hiện trường thi công xây dựng nhà thầu thi công đang tiến hành thi công đổ bê tông các khối đổ tại mặt cắt 14, ngay trên các đầu đo AKB84, AKB85, AKB86, AKB87, AKB88. ,
Hình 3.12: Hiện trường thi công xây dựng
Hình 3.13: Hiện trạng khối đổ bê tông
Sau khi hoàn thành công tác đổ bê tông có thể thấy khối đổ bê tông hoàn chỉnh, không có biểu hiện bất thường nào khác.
94
* Số liệu quan trắc
Vị trí khoảnh đổ bê tông tại đầu đo AKB84, AKB85 và AKB86 được theo dõi trong 6 ngày, bắt đầu từ trước khi đổ bê tông đến khi nhiệt độ trong khối đổ ổn định.
Vị trí các đầu đo quan trắc xem Hình 3.4
Vị trí khoảnh đổ bê tông tại đầu đo AKB84, AKB85 và AKB86 được theo dõi trong 6 ngày, bắt đầu từ trước khi đổ bê tông đến khi nhiệt độ trong khối đổ ổn định.
Bảng 3.15: Số liệu quan trắc hiện trường – 06 ngày đầu
TT Ký hiệu đầu đo
Đầu đo
Ngày 3/7/2013 Ngày 4/7/2013 Ngày 5/7/2013 Ngày 6/7/2013 Ngày 7/7/2013 Ngày 8/7/2013 T0 16h15 9h15 16h15 9h15 16h15 9h15 16h15 9h15 16h15 9h15 16h15 Nhiệt độ ngoài trời (oC) 28.5 29.1 28.5 29.1 28.5 29.1 28.5 29.1 28.5 29.1 28.5 29.1
1 AKB 84 84-1 30.6 31.6 40.8 59 50.6 50 49.1 48.6 48,5 45.7 44.1 42.8 2 84-2 30.5 32.1 40.7 58.8 50.5 49.9 49.1 47.5 46,9 44.6 43 41.7 3 84-3 30.6 31.7 40.6 59 50.6 50 49.2 47.6 46 44.7 43.1 41.8 4 AKB 85 85-1 30 31.2 40.5 57.6 50 49.4 48.6 46.7 46,1 43.8 42.2 40.9 5 85-2 30 31.4 40.7 57.7 50 49.4 48.6 45.5 44,9 42.6 41 39.7 6 85-3 30.4 31.6 40.4 57.9 50.4 49.8 49 46.2 45,6 43.3 41.7 40.4 7 AKB 86 86-1 30.2 31.5 50.2 61 50.2 49.6 48.8 47.9 46,3 45 43.4 42.1 8 86-2 30 31.8 50.4 61 50 49.4 48.6 46.4 45,8 43.5 41.9 40.6 9 86-3 30 31.7 50.2 61.1 50 49.4 48.6 46.8 46,2 43.9 42.3 41
96
Hình 3.14: Biểu đồ phát triển nhiệt độ trong 16 ngày đầu – Thực đo
Quá trình phát triển này có thể so sánh với quá trình phát triển nhiệt được nêu ở kết quả trường ứng suất Đợt 1 (Bảng 3.8 và Bảng 3.11). Cho thấy, đường quá trình phát triển nhiệt độ ở 06 ngày đầu (Từ ngày 02/07/2013 đến ngày 07/07/2013) phù hợp với kết quả tính toán đã được so sánh ở Bảng 3.11 ở phần trên, tương ứng với
các vị trí đặt thiết bị KBS 84, KBS 85 và KBS 86.
3.4.Phân tích các kết quả tính toán và đề xuất biện pháp cần thiết.
Kết quả quan trắc được thu thập đúng theo quy trình, quy phạm và đề cương phê duyệt. qua kết quả tính toán, phân tích có thể nhận thấy:
Thiết bị đo đạc làm việc ổn định, kết quả đo đạc đáng tin cậy
Chênh lệch nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép, cần phải tiến hành theo dõi thêm khối đổ khác để có điều chỉnh kịp thời.
Nhiệt độ trong khối đổ phát triển và đi đến ổn định trong thời gian cho phép, không có đột biến, không có yếu tố bất thường.
Kết quả tính toán trường nhiệt cho thấy:
Trường nhiệt độ phân tích theo phương pháp lý thuyết gần với kết quả quan trắc thu thập được. Kết quả và so sánh được nêu ở Bảng 3.8 và Bảng 3.11.
Kết quả tính toán ứng suất nhiệt cho thấy:
được phát triển theo thời gian, gần với kết quả đo thực tế. Đới với Đợt 1, đổ một lần trên toàn mặt cắt, ứng suất kéo trên bề mặt thượng hạ lưu và mặt trên khối đổ khá nhỏ, và nhỏ hơn giá trí ứng suất phát triển của bê tông. Tuy nhiên với các đợt đổ tiếp theo như Đợt 2, Đợt 3, Đợt 4, Đợt 5, Đợt 6, tại các mặt ngoài trên cùng của các khối đổ, ứng suất kéo do nhiệt tăng cao hơn ứng suất cho phép, vì vậy rất để phát sinh khe nứt tại các vị trí này. Đối với Đợt 7, Đợt 8, Đợt 9 giá trị ứng suất ở các bề mặt ngoài cùng nhỏ hơn ứng suất cho phép. Lưu ý: Các đợt đổ Đợt 2 đến Đợt 9 là
các đợt đổ có tính giả định do tác giả đưa ra để phân tích lý thuyết.
-) Giá trị ứng suất giảm dần theo thời gian thi công.
Với lượng tài thu thập được về nhiệt độ và ứng suất đo thực tế ngoài hiện trường là khá ít, chủ yếu tập trung vào Đợt 1_Khối đổ giáp nền đập. Qua so sánh cho thấy kết quả tính toán và thực đo khá gần nhau.
Trong trường hợp, khi tiến hành các khối đổi tiếp theo trong quá trình hoàn thiện mặt cắt đập, các giá trị ứng suất, nhiệt độ vượt quá nhiều so với kết quả tính toán khuyến cáo trong hồ sơ Thiết kế bản vẽ thi công thì cần thiết phải kéo dài tiến độ thi công, tăng khoảng thời gian nghĩ giữa các đợt đổ, chia nhỏ khối đổi trong từng đợt (dạng răng lược), hoặc sử dụng các biện pháp giảm nhiệt độ cốt liệu, ...
98
KẾT LUẬN
Bài toán phân tích ứng suất nhiệt trong bê tông là bài toán khá phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Điều kiện thi công, tiến độ thi công, nhiệt độ ban đầu của bê tông ướt, cấp phối bê tông, sự phát triển cường độ bê tông, đặc tính mô duyn đàn hồi của bê tông theo thời gian, nhiệt độ môi trường thay đổi theo ngày đêm, hệ số đối lưu, tỉ nhiệt, hệ số giản nở nhiệt của vật liệu,...
Với nhiều điều kiện ban đầu như vậy, khi phân tích theo phương pháp lý thuyết bằng phần mềm Midas Civil cũng đã đề cập đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng trên.
Tuy nhiên, một số tài liệu về cấp phối bê tông, nhiệt độ ban đầu của bê tông ướt, sự phát triển cường độ bê tông được tham khảo tài liệu thu thập từ công trình thủy điện Huội Quảng – Với mác BT tương tự công trình Bản Mòng tỉnh Sơn La. Vì vậy, trong phân tích lý thuyết sẽ không hoàn toàn giống với điều kiện vật liệu bê tông đầu vào với thực tế thi công tại công trình Bản Mòng tỉnh Sơn La.
Kết quả so sánh nhiệt độ cho Đợt 1 (Có số liệu thực tế thu thập):
Thời gian Ngày, tháng Giá trị max tính toán (0C) Giá trị max thực tế đo (0C) Sai khác 20h 02/07/2013 32,4 30,6 5,88% 70h 04/07/2013 46,2 50,4 8,33% 120h 06/07/2013 49,7 49,1 1,22% 150h 07/07/2013 50,0 48,5 3,09% 2400h 09/2013 28,8 - - 3000h 10/2013 27,3 - - 3600h 11/2012 -:- 12/2013 26,2 26,2 0,00%
Kết quả so sánh ứng suất nén cho Đợt 1 (Có số liệu thực tế thu thập):
Thời gian Ngày, tháng Giá trị max tính toán (kN/m2) Giá trị max thực tế đo (kN/m2) Sai khác 3600h 12/2013 2277 2567 -:- 2920 11% -:- 22%
nhiệt độ, vị trí có khả năng xuất hiện ứng suất kéo lớn nhất. Thì giá trí ứng suất kéo của bê tông được phát triển cao hơn ứng suất kéo do trường nhiệt gây ra. Thể hiện ở biểu đồ như sau (Điểm sát biên nền):
Đối với các đợt thi công giả định: Đợt 2 đến Đợt 9 thì giá trị ứng suất nén là đảm bảo theo điều kiện phát triển cường độ. Tuy nhiên ứng suất kéo do nhiệt sinh ra tại các vị trí bề mặt tiếp giáp môi trường không khí là khá cao so với ứng suất kéo cho phép của bê tông.
Kết quả phân tích ứng suất kéo bề mặt các đợt đổ giả định: Đợt 2 đến Đợt 9, tại các vị trí bề mặt khối đổ như sau:
100 Đợt thi công Hình thức thi công khối đổ Ứng suất kéo max bề mặt (kN/m2) Vị trí và nhận xét Đợt 2 Một lần, tăng cao 5m, từ +629,5m -:- +634,5m 3448
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất kéo vượt cho phép
Đợt 3 Một lần, tăng cao 5m, từ
+634,5m -:- +639,5m 3876
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất kéo vượt cho phép
Đợt 4 Một lần, tăng cao 5m, từ
+639,5m -:- +644,5m 2894
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất kéo vượt cho phép
Đợt 5 Một lần, tăng cao 5m, từ
+644,5m -:- +649,5m 4294
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất kéo vượt cho phép
Đợt 6 Một lần, tăng cao 5m, từ
+649,5m -:- +654,5m 4158
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất kéo vượt cho phép
Đợt 7 Một lần, tăng cao 5m, từ
+654,5m -:- +659,5m 1067
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất nhỏ hơn giới hạn
Đợt 8 Một lần, tăng cao 5m, từ
+659,5m -:- +664,5m 433
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất nhỏ hơn giới hạn
Đợt 9 Một lần, tăng cao 5,5m,
từ +664,5m -:- +670m 506
- Bề mặt trên cùng của khối đổi - Ứng suất nhỏ hơn giới hạn Từ kết quả ứng suất nhiệt trong ứng với các đợt thi công giả định thiên lớn mà tác giả tự đưa ra để phân tích như trên cho thấy: Các đợt đổ: Đợt 2 đến Đợt 6 nếu thi công một lần trên giới hạn cao trình của mặt cắt đã phân thì bề mặt trên cùng của khối đổ sẽ xuất hiện vết nứt do ứng suất kéo bề mặt vượt mức cho phép. Tuy rằng, các đợt thi công và hình thức thi công đổ một lần cho các Đợt 2 đến Đợt 9 chỉ có tính chất giả định, nhưng cũng đã nêu lên sự nguy hiểm cho hình thức thi công này.
Từ kết quả phân tích ứng suất nhiệt sinh ra trong bê tông, với các trường hợp khác nhau đối với đập Bản Mòng tỉnh Sơn La như sau:
- Đợt 1: Phân tích sát với thực tế đã thi công, cho kết quả gần với thực đo; - Đợt 2 đến Đợt 9: Là các đợt giả định, xét trước hợp thi công một lần trong giới hạn cao trình của đợt thi công. Cho kết quả phân tích ứng suất kéo vượt quá giới hạn cho phép của bê tông. Phát sinh vết nứt ở bề mặt trên cùng của khối đổ. Mặt cắt đập có xu hướng bị kéo ở phần trên.
Với điều kiện phân tích theo thực tế và theo giả định đặt ra. Tác giả kiến nghị cụ thể cho công trình đập Bản Mòng tỉnh Sơn La như sau:
- Phân nhỏ các đợt đổ thi công, các khối đổ nằm trong giới hạn kích thước lớn nhật của một khối đổ không vượt quá 1,5m -:- 2m; Các khối đổ được bố trí so le nhau trong cùng một đợt đổ theo hình thức răng lượt;
- Chiều cao mỗi đợt đổ liên tục có chiều cao không vượt quá 1,5m. Thời gian để tiếp tục đổ đợt phái trên không ít hơn 4 ngày tính từ lúc đổ xong đợt đổ dưới;
- Chiều cao mỗi lớp đổ tùy thuộc vào vị trí đặc điểm kết cấu, nhưng không vượt quá 50cm, đổ và dầm liên tục cho đến khi kết thúc chiều cao của đợt đổ;
- Để hạn chế chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và nhiệt trong khối đổ cần áp dụng các biện pháp như dùng bao tải dứa tấp lên bề mặt khối đổi trong ít nhất 2 -:- 5 ngày đầu sau khi đổ. Sử dụng nước tưới bảo dưởng bê tông có nhiệt độ chênh lệch không quá 150C so với nhiệt độ bề mặt bê tông;
- Các yêu cầu khác trong quy trình thi công tuân thủ theo Tiêu chuẩn quốc gia TCXDVN 305-2004 “Bê tông khối lớn, Quy phạm thi công và nghiệm thu”.
102
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TIẾNG VIỆT
[1]. Đào Tuấn Anh, (2013) “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc bố trí khe nhiệt ở
đập bê tông trọng lực trong điều kiện Việt Nam” Tuyển tập hội nghị khoa học
thường niên, ISBN 978-604-82-0066-4.
[2]. Nguyễn Xuân Bảo, 1997, Bài giảng dùng cho các lớp cao học ngành Công trình, “Tính toán kết cấu công trình bằng phương pháp sai phân hữu hạn”, NXB nông nghiệp, Hà Nội.
[3]. Bộ NN&PTVT, 2012, QCVN 04-05 “Các quy định chủ yếu về thiết kế công
trình Thủy lợi”.
[4]. Bộ NN&PTNT, 2002, 14TCN 59-2002, “Công trình thủy lợi, Kết cấu bê tông
và bê tông cốt thép- Yêu cầu kỹ thuật”.
[5]. Bộ NN&PTNT, 1993, 14TCN 48- 86, “Quy phạm thi công bê tông trong mùa
nóng- khô”.
[6]. Bộ NN&PTVT, 2003, 14TCN 56- 88, “Thiết kế đập bê tông và bê tông cốt
thép- Tiêu chuẩn thiết kế”.
[7]. Bộ môn thi công, Trường Đại học Thủy Lợi, “Bài giảng cao học Thi công
công trình bê tông”.
[8]. Bộ môn thi công ,Trường Đại học Thủy Lợi, 2004, Giáo trình “Thi công các công trình Thủy lợi- tập I, II”, NXB Nông nghiệp.
[9]. Bộ môn vật liệu xây dựng, Trường Đại học Thủy Lợi, 2008, Giáo trình “Vật
liệu xây dựng”
[10]. Bộ Xây dựng, TCXDVN 305: 2004, “Bê tông khối lớn- Quy phạm thi công và
nghiệm thu”
[11]. Bộ Xây dựng, TCVN 8215-2009, “Các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí thiết
bị quan trắc cụm công trình đầu mối công trình Thủy lợi”.
[12]. Nguyễn Tiến Đích (2010), Công tác bê tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩm
[13]. Hồ Ngọc Khoa, Vũ Chí Công (12-2012) “ Phân tích trường nhiệt độ và ứng
suất nhiệt trong bê tông khối lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn” Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 14.
[14]. Đỗ Văn Lượng, 2005, “Nghiên cứu sự phát triển nhiệt ứng suất nhiệt để ứng
dụng vào công nghệ thi đập bê tông trọng lực ở Việt Nam”.
[15]. Trần Văn Miên, Nguyễn Lê Thi (2013) “ Nghiên cứu đặc trưng nhiệt của bê
tông sử dụng hàm lượng tro bay lớn” Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số
3+4.
[16]. Nguyễn Văn Mạo (1997), Cơ sở tính toán công trình thủy lợi, Hà Nội.
[17]. Phạm Mão, 1985, Đề tài khoa học 1981-1985 “Nghiên cứu các phương pháp
phòng chống sự xuất hiện khe nứt hiện đại”, Hà Nội.
[18]. Vũ Thanh Te, Đại học Thủy Lợi, 1999, “Công nghệ thi công bê tông”.
[19]. Vũ Thanh Te, Đỗ Văn Lượng (2001), “Một số kết quả nghiên cứu về diễn biến
nhiệt độ và ứng suất nhiệt trong quá trình thi công đập trọng lực- Tân Giang”.
[20]. Nguyễn Công Thắng, 2000, “ Tính toán ứng suất nhiệt trong kết cấu bên tông
khối lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn” Tạp chí thủy lợi, (số 333- 3÷4),
Hà Nội
[21]. Nguyễn Thống (2010) “Tính toán khuếch tán nhiệt trong khối đổ bê tông Đập
Tân Giang- Ninh Thuận”, Tạp chí khoa học công nghệ, đại học Đà Nẵng số
3(38).
[22]. Nguyễn Đức Thắng, , 1997, “Nghiên cứu ứng suất nhiệt, nguyên nhân và các
biện pháp phòng ngừa sự phá hoại vì nhiệt trong các công trình bê tông”
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Trường Đại học Thủy lợi.
[23]. Nguyễn Cảnh Tĩnh (2008), “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến trạng
thái ứng suất nhiệt trong đập bê tông, ứng dụng cho đập Sê San 3”, luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, chuyên ngành xây dựng công trình thủy, trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội.
[24]. Phan Gia Tranh, 2009, Trung Quốc. “Hướng dẫn khống chế nhiệt độ trong
104
[25]. Trung tâm khoa học và triển khai kỹ thuật Thủy lợi, “Báo cáo quan trắc Công
trình hồ chứa nước Bản Mòng, thuộc xã Hủa La, thành phố Sơn La”.
II. TIẾNG ANH
[26]. MIDASoft, Inc, “Analysis For Civil Structures”
III. WEB