Thiết kế khoan phụt chống thấm nền và vai đập tân giang trên cơ sở tài liệu thí nghiệm ép nớc
4.3.2.1 Mạng lới và chiều sâu hố khoan phụt
Căn cứ theo chiều cao cột nớc tác dụng và lợng nớc hấp thu đơn vị tiến hành bố trí mạng lới khoan phụt nh sau: (Hình 4.7 và 4.8).
- Khu vực thềm và lòng sông bố trí khu phụt III gồm 3 hàng ký hiệu A, B, C hình hoa thị. Trong khu phu phụt III lại chia thành các phụ khu từ III-1 ữ III-5 có độ sâu màn chống thấm bằng nhau.
- Vai trái đập bố trí thành 2 khu phụt ký hiệu khu phụt I (bố trí 1 hàng đơn) và khu phụt II bố trí hàng đôi (hình tam giác).
- Vai phải đập bố trí thành 3 khu phụt: khu phụt IV & V (bố trí hàng đôi) và khu phụt VI (bố trí hàng đơn).
Khoảng cách giữa các hàng khoan phụt và các hố trên một hàng đợc bố trí nh sau: (Hình 4.7)
- Tại khu vực lòng sông bố trí 3 hàng khoan phụt, các hàng cách nhau 1.25m, các hố trên hàng cách nhau 2.50m.
- Số hàng khoan phụt đợc giảm dần đến 2 và 1 hàng về phía hai bên vai đập, khoảng cách giữa các hố tại hai đoạn phụt cuối trên hai vai đập đợc thu nhỏ lại còn 2.0m.
- Tất cả các hố khoan phụt đợc khoan thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng nằm ngang và có đờng kính không nhỏ hơn 45mm và có độ sâu đúng nh yêu cầu tới cao trình đáy màng phụt nh nêu trong bản vẽ. (Hình 4.8)
Tổng khối lợng dự kiến (Hình 4.7)
- Tổng độ dài khoan tạo lỗ phụt, khoan phụt thử nghiệm: 2819m
- Tổng độ dài phụt thử nghiệm và thi công: 2819m
- Khối lợng khoan và phụt kiểm tra: 149m
- Thí nghiệm ép nớc kiểm tra: 32 đoạn
- Xi măng PC30: 160 tấn
4.3.2.2 áp lực phụt
áp lực phụt đợc nâng cao dần cho từng đoạn phụt, theo nấc 0.5 kg/cm2 cho từng 5 phút và lu lợng vữa tối đa cho phép (60 l/ph) kéo dài trong vòng 10 phút, cho đến khi đạt áp lực phụt thiết kế (áp lực phụt cho phép), đối với các hố phụt đợt I nh sau:
- Đoạn trên cùng 3 Kg/cm2
- Đoạn giữa 5 Kg/cm2
Tại các hố phụt đợt sau nằm giữa các hố đã phụt hoặc ở các hàng kế tiếp, áp lực thiết kế tối đa có thể tăng lên 25% so với áp lực đã phụt các hố đợt I.
Lu lợng vữa tối đa cho phép và áp lực phụt thiết kế đã đợc hiệu chỉnh theo kết quả khoan phụt thử nghiệm.
4.3.2.3 Vữa phụt
Để bảo đảm chất lợng cho màng chống thấm dới nền công trình, đồng thời căn cứ vào thực trạng nứt nẻ của đá tại các khu vực cần xử lý, vật liệu phụt đợc chọn là loại xi măng Portland mác P30 trở lên do nhà máy xi măng Hoàng Thạch hoặc Hà Tiên sản xuất. Nhất thiết phải sử dụng xi măng cùng loại, đủ số lợng để tạo vữa cho cùng một hố phụt. Xi măng phải đạt tiêu chuẩn về độ rời, mịn, không vón cục hoặc kém phẩm chất khi để quá thời hạn sử dụng. Vật liệu để phụt phải đợc lu giữ và bảo quản tốt, và cần đợc chọn lọc kiểm tra từng bao trớc khi cho vào thùng trộn.
Nớc để trộn vữa phải trong, sạch không có các tạp chất nh dầu, axít, muối, tạp chất hữu cơ hoặc các chất gây hại khác đối với bê tông công trình. Lợng nớc phải tích trữ đủ theo yêu cầu cho từng đoạn phụt và hố phụt.
Việc chọn nồng độ vữa phụt ban đầu phụ thuộc chủ yếu vào tính nứt nẻ của đá gốc thể hiện qua lợng nớc hấp thu đơn vị q (l/ph.m.m) của đá nền trong đoạn phụt đó, đồng thời dựa vào lợng vữa tiêu hao của các đoạn đã phụt trong các hố tại các hàng khoan phụt có điều kiện địa chất gần tơng tự.
Từ bảng 4.6 và kết quả phụt thử nghiệm chọn nồng độ vữa phụt theo tỷ lệ tính theo trọng lợng giữa xi măng và nớc (N/X) ban đầu và các cấp chuyển tiếp nh sau:
Bảng 4.12: Tỷ lệ nớc/ximăng theo trọng lợng ứng với lợng nớc hấp thu đơn vị q (l/ph.m.m) <0.1 0.1 ữ 0.5 0.5 ữ 1.0 1 ữ 2.0
N/X 8/1 6/1 4/1 2/1
Nồng độ vữa phụt đợc pha trộn theo từng mẻ căn cứ vào tỷ lệ N/XM nêu trong bảng 4.12 và tỷ trọng của dung dịch. (Bảng 4.13)
Bảng 4.13: Nồng độ vữa ximăng pha trộn theo các mẻ
Tỷ lệ N/X của vữa 8/1 6/1 4/1 2/1
Tỷ trọng dung dịch (g/cm3) 1.08 1.11 1.16 1.29
Lợng ximăng (kg) 100kg (32lit) 150 kg (48lit) 200kg (64lit) 300kg (96lit)
Tổng lợng vữa (lit) 832 948 864 696
4.3.2.4 Thiết bị cho công tác khoan phụt
Mọi thiết bị cần thiết cho công tác khoan phụt cần đợc chuẩn bị đủ số lợng và cơ số dự phòng trong điều kiện làm việc tốt, thờng xuyên đợc bảo dỡng kiểm tra suốt trong quá trình thi công, nhất là các thiết bị ép nớc, ống dẫn vữa áp lực, đồng hồ áp lực và đồng hồ đo lu lợng. Trong điều kiện thực tế thi công có thể sử dụng các thiết bị thi công do các nơi khác nhau sản xuất nhng số lợng và các thông số kỹ thuật phải đảm bảo theo đúng yêu cầu sau:
* Thiết bị khoan tạo lỗ phụt: Để thi công liên tục, kịp thời và đúng tiến độ tạo mặt
bằng cho thi công các hạng mục công trình khác, cần cùng lúc khoan tạo lỗ và phụt màng chống thấm cần ít nhất 6 máy khoan đập xoay phá nõn toàn đáy và 2 máy dự phòng. Các máy này yêu cầu có đủ công suất để khoan sâu tới 40m và khoan đợc các hố có đờng kính 42 ữ 91mm.
* Thiết bị ép nớc thí nghiệm: Thiết bị ép nớc thí nghiệm bao gồm 6 ữ 8 bộ nút đơn hoặc nút kép, cơ học hoặc nút hơi/thủy lực có đờng kính phù hợp với các đờng kính hố khoan; các đồng hồ đo lu lợng và áp lực tơng ứng loại từ 1 ữ 10 Kg/cm2; máy bơm công suất không nhỏ hơn 150 l/ph dới áp lực tối đa 10 kg/cm2; các ống dẫn nớc áp lực dài 6 x100m = 600m.
* Thiết bị phụt: Cần 6 bộ phụt, mỗi bộ bao gồm các thành phần chính nh:
- Máy bơm phụt piston công suất tối đa 100 l/ph dới áp lực 10 kg/cm2.
- Máy trộn vữa hoạt động cơ học đợc trang bị thùng trộn kép, sức chứa mỗi thùng không ít hơn 400lít với các cánh quạt quay 250 đến 300 vòng/phút. Thời gian trộn cho mỗi mẻ kéo dài ít nhất là 5 phút trớc khi bơm vữa vào hố phụt.
- Các thiết bị dùng để xác định chính xác lợng vật liệu phụt và nồng độ phụt (tỷ trọng kế) theo đúng yêu cầu trong suốt quá trình phụt.
- Các loại đồng hồ đo lu lợng và đo áp lực, các loại van điều chỉnh, đờng ống dẫn vữa áp lực tơng tự nh đã nêu trong phần các thiết bị ép nớc thí nghiệm.
4.3.3 Thiết kế khoan phụt thử nghiệm
Công tác khoan phụt thử nghiệm nhằm mục đích chính xác hoá các thông số thiết kế khoan phụt, khẳng định yêu cầu về kết quả của công tác khoan phụt đã đợc thiết
kế dự kiến theo kết quả thí nghiệm ép nớc và các điều kiện địa chất công trình cụ thể trớc khi tiến hành khoan phụt thi công.