Năm 1905-1909 ở cảng Tuepxe ứng dụng thựng chỡm BTCT lần đầu tiờn, một số cụng trỡnh trờn thế giới ứng dụng thựng chỡm BTCT cảng Kobe (Nhật) năm
1907, cảng Gransk (Ba Lan), cảng Klaiped (Đức), Vịnh Kamaishi (Nhật) [6 ], [14 ]
…
Ở Việt Nam hiện nay cũng cú nhiều cụng trỡnh ỏp dụng kết cấu thựng chỡm
BTCT như: Cảng Bạch Long Vĩ (Hải Phũng), đảo Đỏ Tõy (quần đảo Trường Sa),
đảo Phỳ Quý (Bỡnh Thuận), cảng Hũn Mắt (Nghệ An), cảng Tiờn Sa (Đà Nẵng)… 2.2.4.3 Đập phỏ súng với kết cấu thựng chỡm cú buồng tiờu súng
Kết cấu này xõy dựng lần đầu tiờn ở cảng Comeau (Canada), một số cụng trỡnh trờn thế giới: cảng Funakawa (Nhật Bản), cảng Than (Trung Quốc), ĐPS cảng Volti-Genoa, Mantelli, La Spiza (Italy), ĐCS cảng Hanstholm (Đan Mạch)….
Ở Việt Nam chưa ỏp dụng kết cấu này. 2.2.4.4 ĐPS ống địa kỹ thuật
Loại kết cấu này đó ỏp dụng thành cụng trờn thế giới: Refuge - Shallow Welder Bay, Texas (Hũa Kỳ); Amwaj (Islands)…
Ở Việt Nam đó sử dụng bảo vệ bờ biển Long Hải, Vũng Tàu, làm đập mỏ
hàn, chắn súng Tam Hải (Quảng Nam)…[14]
ĐPS cọc trụ ống ở cảng Kristiana, cảng Ponchartrein (Mỹ) với D=1,35m
được đúng cỏch nhau 1,5m, phõn khe hở giữa cỏc cọc được che bằng tấm thộp; ĐPS tại cảng Kobe đúng cọc trụ ống D=16,1m, ĐCS bằng 2 hàng cừ Larsen cỏch nhau 5m ở cảng cỏ Funagata (Nhật), mặt đập phớa biển cú độ cong lừm, mặt đập phớa cảng cú độ cong lồi đểnước hạ nhanh khi cú súng tràn.
Ở Việt Nam ĐPS bằng cừ lần đầu tiờn được ỏp dụng trong cụng trỡnh nhà mỏy nhiệt điện Kiờn Lương, Hà Tiờn, với cừ Lasen bằng bờ tụng cốt thộp cú chiều rộng 1m và dài từ 28 đến 44m, nặng 15 đến 25 tấn, được sản xuất theo cụng nghệ độc quyền của hóng Misubishi (Nhật Bản).
2.2.4.6 ĐPS cọc lăng trụ BTCT dạng cầu tàu kốm theo phụng chắn
Loại kết cấu này được xõy dựng ở cảng Brunsbuettelkoog, cảng Buesum, cảng Sassnitz.
2.2.4.7 ĐPS hở bằng cọc dạng cầu tàu
Với bản mặt thẳng đứng được xõy dựng ở Đức và một sốnước Tõy Âu. Loại
đập này cũng cú tỏc dụng tiờu giảm súng nhưng khụng nhiều và cú hạn chế là tạo dũng chảy luồn qua đập, gõy dao động mực nước trong bể cảng.
2.3 Đặc điểm thi cụng ĐPS
2.3.1 Điều kiện thi cụng xõy dựng
Cụng trỡnh đập phỏ súng cũng như cỏc cụng trỡnh cụng nghiệp, dõn dụng và cụng trỡnh thủy lợi núi chung, đều nằm trong phạm trự cụng trỡnh xõy dựng, nờn cú những chỗ giống nhau nhưng điều kiện thi cụng khỏc nhau. Cụng trỡnh đập phỏ súng phải thi cụng trong điều kiện cú súng, giú, dũng chảy, nước, thủy triều xõm nhiễm thường xuyờn, khối lượng cụng tỏc dưới nước rất lớn, nhiều cụng tỏc, kết cấu khỏc biệt, nờn thi cụng phức tạp hơn nhiều so với cỏc loại cụng trỡnh khỏc. Trong đú
nguồn vật liệu sẽ đúng vai trũ quan trọng, nú sẽ quyết định đến việc lựa chọn thiết bị mỏy múc như khi nào sử dụng, ngoài ra từcỏc điều kiện tự nhiờn được thu thập hoặc tớnh toỏn trước ta sẽ xỏc định được trỡnh tự thi cụng, phõn đoạn, phõn lớp.
Muốn hoàn thành thời gian đỳng quy định thỡ phải tiến hành thi cụng với cường độ
cao, mức độ cơ giới húa lớn và sử dụng nhiều mỏy múc, trang thiết bị hiện đại cú
năng suất cao. Đồng thời phải tiến tới cụng nghiệp húa và tự động húa trong sản xuất và thi cụng với mức độ cần thiết cú thể, nhất là đối với những cụng viờc nặng nhọc, khú khăn, nguy hiểm.
2.3.2 Đặc điểm về tổ chức thi cụng
Cụng trỡnh đập phỏ súng là một dạng cụng trỡnh biển, địa điểm xõy dựng
thường là cửa sụng, cửa biển, vịnh, đảo… nờn nhiều điều kiện thi cụng khỏc với cỏc
cụng trỡnh trờn đất liền:
- Cụng trỡnh chịu ngoại lực tỏc dụng lớn (súng, giú, bóo); - Nền múng cụng trỡnh thường là loại đất mềm, yếu;
- Cụng trỡnh kộo dài, khối lượng lớn nhưng mặt cắt ngang giống nhau; - Vật liệu xõy dựng (bờ tụng, gỗ, thộp …) dễ bị nước biển và hà hến ăn
mũn.
Cỏc hạng mục xõy dựng thường cú liờn quan mật thiết và khống chế lẫn
nhau, đũi hỏi phải thi cụng theo một trỡnh tự nhất định và phải tập trung vốn đầu tư,
nhõn lực và thiết bị, mỏy múc thi cụng vào xõy dựng cụng trỡnh. Mặt khỏc quỏ trỡnh
thi cụng thường gặp những khú khăn đột xuất do tỡnh hỡnh cung cấp nguyờn vật liệu, thiết bị mỏy múc khụng đỳng kế hoạch, do tỡnh hỡnh mưa lũ, thời tiết xấu…gõy
ra. Đồng thời phải thường xuyờn xử lý những tỡnh huống phức tạp như địa chất thay
đổi, cỏt chảy, thiết bị mỏy múc hư hỏng, chất lượng thi cụng kộm, khụng đỳng quy
phạm… Nếu khụng phỏt hiện và khắc phục kịp thời những khú khăn trong thi cụng
thỡ khụng thể đảm bảo hoàn thành đỳng tiến đụn như mong muốn. Vỡ vậy cần phải tổ chức thi cụng chặt chẽ và thống nhất, phải cú sự phối hợp nhịp nhàng, linh hoạt và chủ động giữa cỏc bộ phận thi cụng mới cú thểđảm bảo thực hiện từng bước kế
hoạch xõy dựng cụng trỡnh.
Cụng tỏc tổ chức và kế hoạch thi cụng làm được tốt sẽ đảm bảo cho cụng
hợp lý, phỏt huy được năng suất của mỏy thi cụng. Do đú sẽđẩy mạnh được tốc độ thi cụng, đảm bảo chất lượng thi cụng, hạ giỏ thành xõy dựng… Túm lại cụng tỏc tổ
chức kế hoạch thi cụng trờn cụng trường xõy dựng cụng trỡnh đập phỏ súng cú tầm quan trọng đặc biệt, nú là cụng tỏc đi đầu trong mọi cụng tỏc khỏc.
2.3.3 Thi cụng ở nơi nước sõu
Vỡ nước sõu nờn hầu hết cỏc cụng trỡnh đập phỏ súng khụng đắp đờ quõy mà
thi cụng trực tiếp dưới nước.
Do thi cụng dưới nước nờn cần cú cỏc thiết bị tàu hỳt bựn, tàu quốc, cần cầu nổi, tàu đúng cọc, trạm trộn bờ tụng và cỏc tàu thuyền vận chuyển.
Để giảm khối lượng cụng tỏc dưới nước, nờn trọng lượng dựng cấu kiện đỳc
sẵn lắp ghộp dưới nước (khối bờ tụng, thựng chỡm, cọc, cừ, tường gúc lắp ghộp …). Cỏc cấu kiện cú thể rất lớn, do đú phải dựng đến mỏy múc thi cụng loại lớn. Bởi vậy, đặc điểm chủ yếu nhất của thi cụng cụng trỡnh đập phỏ súng là sử dụng rộng rói kết cấu lắp ghộp đỳc sẵn và thiết bịthi cụng dưới nước cú năng lực lớn.
2.3.4 Thi cụng xõy dựng ở nơi súng giú
Cụng tỏc thi cụng chỉ được tiến hành khi giú yờn biển lặng, súng khụng được
vượt qua mức độ quy định, chẳng hạn vận chuyển và hạ thủy thựng chỡm, súng
khụng được vượt quỏ cấp 2 (thường thỡ khụng quỏ cấp 1) dựng cần cẩu nổi để xếp cỏc khối bờ tụng khi súng giú dưới cấp 2, đúng cọc khi súng khụng quỏ cấp 1 ữ 2.
Khi súng quỏ cấp 4 (súng cao 1,3 ữ1,9m) thỡ phải ngừng mọi cụng tỏc thi cụng và đưa cỏc tàu cụng trỡnh (cần cẩu nổi, tàu đúng cọc…) đến nơi ẩn nấp.
Phần lớn tàu nạo vột chỉ cú thể làm việc khi súng dưới cấp 2 ữ 3, một số tàu hỳt tự hành cú thể làm việc khi súng giú tới cấp 4. [12]
Bởi vậy, một đặc điểm nổi bật của cụng tỏc thi cụng cụng trỡnh đập phỏ súng là sự quan hệ mật thiết giữa điều kiện khớ tượng (súng, giú…) với phương phỏp kế
hoạch, tiến độ thi cụng và cú khi kể cả với kết cấu cụng trỡnh phải tuõn theo dự bỏo thời tiết và cú biện phỏp đề phũng đặc biệt, bảo đảm an toàn cho người, thiết bị và cụng trỡnh.
2.3.5 Thi cụng trong cỏc điều kiện khỏc
Cụng trỡnh đập phỏ súng thường xõy dựng trờn nền đất yếu và rất yếu, lại chịu tải trọng rất lớn, phải dựng phương phỏp thi cụng đặc biệt đểtăng dần tải trọng lờn nền, do đú thường phải kộo dài thời gian thi cụng, cú khi đến 2ữ 3 năm.
Mực nước thủy triều lờn xuống hàng ngày làm ảnh hưởng đến tiến độ và
phương phỏp thi cụng.
Cụng trỡnh đập phỏ súng dài hàng trăm một, mặt cắt thường thay đổi nờn cấu kiện dựng cú thể là cựng loại hoặc khỏc loại, cỏc cấu kiện thường cú khối lượng và
kớch thước khỏc nhau. Đú là điều kiện bất lợi nhất để ỏp dụng phương phỏp thi cụng
nhanh bằng phương phỏp thi cụng cuốn chiếu, rỳt ngắn thời gian sử dụng cỏc loại
tàu cụng trỡnh đắt tiền. Vỡ vậy cần xem xột tổ chức thi cụng hợp lý để khắc phục
được những bất lợi trờn.
2.3.6 Cỏc bộ phận đặc biệt của tổ chức thi cụng cụng trỡnh ĐPS
2.3.6.1 Cảng cụng trỡnh tạm
Khi xõy dựng ở bờ biển hở, cần phải cú một số bến cảng tạm thời phục vụ
cụng tỏc xõy dựng, chủ yếu là đểlàm nơi trỳ ẩn cho cỏc loại tàu cụng trỡnh khi súng giú lớn, làm nơi tiếp tế nhiờn liệu, nước ngọt, tiểu tu cỏc loại tàu cụng trỡnh. Cảng
cụng trỡnh khụng nờn cỏch địa điểm thi cụng xa cỏch 5ữ 10km để kịp đưa cỏc tàu
cụng trỡnh khụng tự hỡnh hành được vềnơi ẩn trỳ và tận dụng dựng eo biển hay cửa
sụng là nơi cú sự bảo vệ khỏi súng giú và sa bồi. 2.3.6.2 Thiết bị thi cụng
Thi cụng ĐPS đỏ đổ cú thể thực hiện bằng cỏc mỏy trờn đất liền hoặc trờn biển. Trờn cỏc cụng trỡnh lớn để kinh tế cú thể dựng cả hai.
Cỏc bộ phận cụng trỡnh bị ngập hoặc ngoài khơi đũi hỏi sử dụng cỏc thiết bị
nổi
Tàu cụng trỡnh gồm cỏc loại tàu kộo, sà lan, cần cẩu nổi để vận chuyển vật liệu xõy dựng và cấu kiện lắp ghộp đỳc sẵn, cỏc loại tàu nạo vột, tàu đúng cọc và cỏc trạm bờ tụng nổi…
Cần cầu nổi cú loại quay được (sức nõng đến 60T), cú loại khụng quay được mà chỉ cú thể thay đổi tầm với (sức nõng ≥ 100T), cú loại chuyờn dựng để cẩu những khối bờ tụng lớn nặng 200 ữ 450T. [12]
Hỡnh 2. 15: Thiết bị nổi thi cụng cụng trỡnh biển
Hỡnh 2. 16: Thi cụng ĐCS với thiết bị thi cụng đặt trờn cạn [14]
2.3.6.3 Cụng tỏc lặn
Cụng tỏc lặn chiếm một khối lượng lớn trong thi cụng. Điều kiện để
cụng nhõn thợ lặn làm việc được bỡnh thường là ở độ sõu lặn 6 ữ 13m, tầm nhỡn xa 5m, súng khụng quỏ cấp 2, lưu tốc khụng quỏ 0,5m/s và cỏc trang thiết bị phự hợp
để thợ lặn cú thể hoạt động được tự do ởdưới nước. Theo quy định mỗi thợ lặn bỡnh quõn mỗi ngày làm việc 2 giờ dưới nước, phải được trang bị cỏc thiết bị lặn đầy đủ
và an toàn.
Trong cụng tỏc lặn cần phải làm tốt cụng tỏc bảo hộ lao động và an toàn kỹ thuật.
2.3.7 Tổ chức thi cụng xõy dựng ĐPS
Thi cụng ĐPS bao gồm nhiều quỏ trỡnh trong một thời gian dài được làm
theo phương phỏp lấn dần, đũi hỏi cỏc mỏy múc và thiết bị vận chuyển tốt, quỏ trỡnh thi cụng đập phụ thuộc vào thiết thi cụng, vật liệu thi cụng, nhõn lực huy động, điều kiện khớ hậu…, trong đú nhõn lực thi cụng cú ảnh hưởng đặc biệt quan trọng đối với quỏ trỡnh tự thi cụng của đập, biện phỏp và cỏc sai số cho phộp thi cụng.
2.3.7.1 Thiết bị thi cụng
Cú thể sử dụng cả thiết bị đặt trờn bờ và dưới nước để thi cụng. Đoạn gốc
đập cú kết cấu đỏ đổ thuần tỳy cú thể dựng phương tiện trờn bờ để thi cụng. Đoạn
thõn đầu đập cần phải cú thiết bị nổi để tiến hành thi cụng lắp đặt cỏc khối bờ tụng khối lớn.
Thiết bị nổi cú thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Vỡ vậy cần thi cụng vào thời kỳ chếđộ súng tại khu vực là nhỏtrong năm. Cần sử dụng hệ thống định vị
thớch hợp đểđảm bảo định vị chớnh xỏc vị trớ đổđỏ và xà lan chở cầu. Sà lan chỉ cú thể dịch chuyển đến vị trớ neo mới khi điều kiện thời tiết yờn tĩnh.
Cỏc phương tiện thiết bị thi cụng bao gồm: Sà lan, tàu kộo hoặc tàu đẩy, cần trục nổi hoặc cần trục lắp trờn phao, mỏy trộn bờ tụng… Trong đú cú thể phõn loại cỏc thiết bị thi cụng theo từng dạng vật liệu như
(a) Thiết bị thi cụng vật liệu hạt rời
Đối với vật liệu hạt rời như đất, cỏt, đỏ sỏi cú thể sử dụng cỏc xe tải chuyờn chở, cỏc sà lan tựhành như sà lan mởthành để đưa vật liệu vào vị trớ cụng trỡnh sau
đú san gạt bằng cỏc thiết bị san gạt, cỏc thiết bị làm phẳng. (b) Thiết bị thi cụng cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn, lắp ghộp
Để đỳc cỏc cấu kiện này phải sử dụng vỏn khuụn đỳc, cỏc loại mỏy trộn bờ
tụng như mỏy trộn nghiờng thựng lật, mỏy trộn đứng, mỏy trộn nằm ngang theo kiểu hỡnh trụ. Cỏc loại mỏy đầm cơ giới như mỏy đầm chấn động trong và mỏy đầm mặt…
Cỏc thiết bị mỏy múc sử dụng để gia cụng sản xuất và cụng đoạn hàn bao gồm cỏc loại mỏy cắt, mỏy hàn.
2.3.7.2 Định vị cụng trỡnh
Khỏc với cỏc cụng trỡnh trờn cạn hoặc ven bờ khỏc cụng trỡnh ĐPS súng khụng thể sử dụng mỏy kinh vĩ trong cụng tỏc định vị cụng trỡnh vỡ chiều dài cụng trỡnh là rất lớn, cỏch xa bờ. Do đú ta phải dựng hệ thống định vị vệtinh GPS. Đõy là
hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu cú độ chớnh xỏc cao với thao tỏc cũng rất đơn giản. Ta chỉ việc lắp đặt một Ăng ten GPS lờn đầu của cầu nổi là hệ thống sẽ cho ta biết chớnh xỏc tọa độ vịtrớ đang thi cụng.
2.3.7.3 Trỡnh tự thi cụng
Trỡnh tựthi cụng ĐPS bao gồm cỏc cụng việc chớnh như sau:
- Lấy tõm, định vị trục thi cụng; - Thi cụng bố đệm;
- Thi cụng thõn đập;
- Vận chuyển và thi cụng cỏc khối bờ tụng phủ bờn ngoài; - Lắp đặt cỏc cấu kiện rời, dị hỡnh;
- Hoàn thiện + Kiểm tra.
2.3.7.4 Tổ chức thi cụng và mặt bằng thi cụng
Với điều kiện địa hỡnh thực tế khu vực ĐPS ở đõy, chọn cỏch bố trớ mặt bằng ngay cạnh vị trớ xõy dựng ĐPS, với cỏc khu vực bố trớ bói trữđỏ, bói đỳc khối cấu kiện, và cỏc vật liệu khỏc.
Đỏ được vận chuyển về từ bói khai thỏc theo đường thuỷ sẽ thuận lợi và rẻ hơn so với đường bộ, cỏc vật liệu khỏc được vận chuyển theo đường bộ.
Đỏ được phõn loại theo kớch cỡ và trữ riờng từng khu khỏc nhau, phục vụ cho việc thi cụng cỏc bộ phận của ĐPS.
Với cao trỡnh mực nước trung bỡnh khoảng +2m, cao trỡnh đỏy biển khu vực cụng trỡnh khoảng 0-1m, chọn xà lan với mớn nước 0,6-0,8 vận chuyển đỏ là phự hợp.
2.3.7.5 Thi cụng chõn đập
Đỏ hộc được mua tại mỏ đỏ. Đỏ được vận chuyển đến cụng trường bằng xà lan kết hợp với tàu kộo hoặc tàu đẩy.
Đỏ làm chõn đập cú thểđược đổ bằng cỏch sử dụng cỏc mỏng đổđỏ. Sau khi đổ phải dựng cỏc phương tiện kết hợp thủ cụng tạo phẳng rồi mới tiến hành thi cụng
bước tiếp theo.
Chỳ ý do phần ngoài của chõn đập phải chịu tỏc dụng mạnh của dũng chảy
và súng, do đú khi thi cụng chõn đập cần phải lựa chọn những viờn đỏ cú kớch thước lớn nhất trong cấp phối đỏ dựng thi cụng chõn đập để thi cụng phớa ngoài.
2.3.7.6 Thi cụng lừi đập và lớp lút
Do chiều dài phõn đoạn đập lớn nờn ta phải phõn ra thành cỏc phõn đoạn,
đảm bảo độđồng đều để trỏnh hiện tượng xúi cục bộ, đỏ cú kớch thước nhỏđược thả
tập trung dọc theo tim tuyến đập, đảm bảo khi gia cường đỏ lớn lờn trước lớp che khuất được phần đỏ nhỏ.
Đổ đỏ mặt bờn bằng sàn phao thi cụng đối với những chỗ sõu trờn 2m. Tại những chỗ cú lớp lút đỏ đường kớnh lớn thỡ sắp xếp lại đỏ bằng cẩu đặt trờn sàn phao nổi.
Trong quỏ trỡnh thi cụng, lừi đập và cỏc lớp bờn dưới cú khả năng bị súng
làm hư hại. Trong giai đoạn nào đú nếu dự bỏo thấy thời tiết xấu sẽ liờn tiếp xảy ra, thỡ cần phải ngưng thi cụng trước khi thời tiết xấu ập đến, và đồng thời bảo vệ tạm
cỏc cụng trỡnh đang làm dở dang bằng cỏch phủ cỏc khối phủ hoặc đỏ cú đường