- Khỏi quỏt: Một trong những nghiờn cứu thiết kế quan trọng đối với đập RCC là cụng tỏc khống chế rũ rỉ Rũ rỉ quỏ mức thường khụng mong muố n vỡ cỏc ả nh
r) Theo Sổ tay thiết kế và xõy dựng đập của ACERTM-08USA
Mục 1.4 Thiết kế cỏc chi tiết đập bờ tụng trọng lực đầm lăn trong tài liệu ACERTM- 08USA cú ghi :
Mặt ngoài của đập bờ tụng đầm lăn (cú thể thi cụng thủ cụng) bằng nhiều cỏch khỏc nhau. Yờu cầu loại bề mặt phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện khớ hậu mà đập sẽ tiếp xỳc. Ở mụi trường băng tan khắc nghiệt, bề mặt của đập nờn là bờ tụng chứa phụ gia tạo khớ thụng thường và độ dày của nú phụ thuộc vào sự khắc nghiệt của nhiệt độ. Bề mặt cú thể được dựng cỏc bờ tụng đỳc sẵn gắn kết bằng bờ tụng thường, vỏn khuụn di động hoặc vỏn khuụn thụng thường. Một số trường hợp thiết kế phải bao gồm cả việc xõy trựm lớp bờ tụng đầm lăn lờn trờn tuyến thiết kế mỏi dốc hạ lưu như là một vựng bảo vệ trỏnh đe doạ của mụi trường bờn ngoài.
Mặt thượng lưu đập theo phương thẳng đứng thường dựng bờ tụng thường nhằm tăng độ kớn nước. Độ dày của bờ tụng thường phụ thuộc vào độ sõu của vết nứt được qui định dựa vào khớ hậu lạnh. Ở Nhật Bản, lớp bờ tụng này đó được đổ với độ dày tới 3m. Độ kớn nước cũng được tăng cường bằng một lớp hỗn hợp bờ tụng giàu trờn đường phõn lớp cỏch mặt thượng lưu đập từ 1,5 đến 6 m. Lớp mỏng này cú độ dày 25mm và kớch thước cốt liệu lớn nhất MSA là 19mm. Đập COE’s Elk Creek được thiết kế với lớp vữa dày 12mm trờn toàn bộ lớp bờ tụng đầm lăn. Độ kớn nước cũn được tăng cường bởi một lớp vỏ bằng nhựa đàn hồi phủ lờn trờn mặt thượng lưu đập và bằng cỏch trỏt vữa vào chỗ liờn kết cỏc cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn trong trường hợp sử dụng giải phỏp này. Đặt màng chất dẻo giữa cỏc cấu kiện bờ tụng và bờ tụng đầm lăn hiệu quả kớn nước rất rừ rệt. Màng chống thấm phải mềm dẻo để chịu đựng được rạn nứt của cỏc kết cấu khối.
Cỏc ống tiờu nước thường được bố trớ cho đập bờ tụng đầm lăn để chống thấm và giảm ỏp lực thuỷ tĩnh. Cỏc ống tiờu này cú thể là cỏc hố khoan đứng từđỉnh đập đến hành lang dưới đỏy trung tõm cỏc ống cỏch nhau 3m. Cũng cú thể là cỏc đường thoỏt nước ngang đặt theo từng lớp thu nước ở gần thượng lưu đập đưa về hạ lưu. Áp lực thuỷ tĩnh làm giảm ổn định của đập cỏc ống tiờu phải được duy tu, bảo dưỡng nhằm đảm bảo tuổi thọ của cụng trỡnh. Cần phải thường xuyờn nạo vột ống tiờu bị tắc hoặc khoan cỏc rónh mới. Thời gian làm việc của ống tiờu nước cú thể chỉ kộo dài được 1 năm nếu khụng được nạo vột. Cỏc mặt đập tiếp xỳc với dũng chảy vận tốc cao thường phải xõy dựng bằng bờ tụng cú cường độ cao.
Hành lang ngầm ở đập bờ tụng đầm lăn thường cao hơn 100ft (30m). Những hành lang này cú thểđược xõy bằng bờ tụng thụng thường, bờ tụng vỏn khuụn trượt ngang, cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn, hoặc bằng cỏch đào đặt sẵn cốt liệu khụng liờn kết
và đổ bờ tụng đầm lăn dọc hành lang. Hành lang ngầm được sử dụng trước tiờn để xõy dựng màng chống thấm cho nền múng, thoỏt nước phỏt triển và sau đú để duy tu hệ thống tiờu nước để kiểm tra thõn đập.
Thiết kế mặt cắt đập trọng lực phải phự hợp với sự tăng cường độ bờ tụng, duy tu bảo dưỡng hệ thống tiờu thoỏt nước trong thõn đập và đỏp ứng cỏc yờu cầu về ổn định. Thiết kế sử dụng vật liệu cường độ thấp ở nhiều đập mỏi cú độ dốc tương đối thoải (m = 0,8). Đập Bureau's Upper Stillwater sử dụng bờ tụng đầm lăn cú hàm lượng xi măng cao cho phộp mỏi hạ lưu dốc hơn (m = 0,6), kết quả là kinh tế hơn so với đập cú mỏi dốc thoải.
Mục 2.3 Khống chế thấm trong đập bờ tụng trọng lực đầm lăn trong ACERTM- 08USA cú ghi :
Thấm vào và thấm qua đập bờ tụng đầm lăn nếu khụng được kiểm soỏt sẽ gõy ra hiện tượng mất nước của hồ chứa, ỏp lực đẩy ngược cao, làm giảm ổn định làm hư hỏng mặt hạ lưu và cú thể gõy rửa trụi vật liệu dớnh kết. Phương phỏp khống chế thấm cho đập bờ tụng đầm lăn gồm: dặt màng chống thấm ở mặt thượng lưu đập, sử dụng bờ tụng thường phủ lờn mỗi lớp bờ tụng đầm lăn, sử dụng hỗn hợp lớp lút đặc biệt hoặc xử lý liờn kết giữa cỏc lớp gần mặt thượng lưu, đặt ống tiờu dọc bờn trong gần mặt thượng lưu từ đỉnh đập đến hành lang ngầm, thiết kế và xõy dựng lớp nối tiếp bờ tụng đầm lăn chống thấm.
Ở mặt thượng lưu đặt một màng chống thấm ngay từ khi thi cụng. Bề mặt thượng lưu được dọn sạch, sơn lút và phủ 2 hay hơn 2 lớp ỏo chống thấm mềm dẻo. Một số hạn chế là màng chống thấm cú thể bị rạn nứt, chia cắt mặt màng do ỏp lực lỗ rỗng cao, do băng giỏ hoặc mảnh vỡ trụi nổi, hoặc do phỏ hoại khỏc. Đập Winester ở Kentuckey (Bắc Mỹ) cú một màng chống thấm được lắp đặt trong khi xõy dựng. Người ta đó lắp đặt một màng PVC dày 0.065in (1650àm) giữa những tấm bờ tụng đỳc sẵn ở mặt thượng lưu và bờ tụng đầm lăn. Màng này liờn kết với cỏc tấm bờ tụng đỳc sẵn, được hàn tại mỗi khớp nối tấm bờ tụng. Tại vị trớ nền, màng đó được bọc lút dưới đập dọc theo lớp bờ tụng đầm lăn. Hiện vẫn chưa chứng minh được khả năng sử dụng lõu dài của màng chống thấm.
Một vựng bờ tụng thường tại mặt thượng lưu gắn kết những vết nứt và ngăn đảm bảo kớn nước đạt được kết quả theo yờu cầu. Bề rộng của vựng này lờn đến 10ft (3m) đó cho những kết quả tốt nhất. Vựng cú bề rộng 1ữ2ft (khoảng 0,3ữ0,6m) cú thể phự hợp với đập nhỏ và điều kiện khớ hậu ụn đới.
Gần mặt thượng lưu liờn kết giữa hai lớp bờ tụng đầm lăn cú thể tăng cường chống thấm bằng rải vữa dựng để gắn kết là bờ tụng thường rộng 3m hoặc hơn trải tới
gần mặt thượng lưu. Bờ tụng đầm lăn được đổ trờn lớp vữa liờn kết và được đầm chặt. Những sơ suất gõy ra sự khụng đồng bộ khi thi cụng lớp vữa liờn kết sẽ gõy thấm vựng này. Hỗn hợp lớp lút nờn trải trờn chiều rộng của đập sao cho vết nứt khụng thể xuyờn qua nú.
Ống tiờu trong thường là tuyến thứ hai cần thiết để bảo vệ chống thấm cho đập cao trờn 100ft (30m). Thiết bị thoỏt nước nằm trong đập cú thể được sử dụng để chống thấm bờn trong đập. Để cú kết quả tốt thiết bị tiờu thoỏt nước như vậy nờn đặt ở gần mặt thượng lưu của đập. Thiết bị thấm nước được xõy dựng bằng cỏch khoan hố cỏch trung tõm 10ft. Hố cú thể được khoan từ hành lang ở đỏy ở vị trớ trung gian hoặc ở đỉnh đập. Núi chung nước từ cỏc thiết bị tiờu nước được thu gom về cỏc hành lang ngầm ở đỏy sau đú được bơm ra khỏi đập.
s) Theo tài liệu về bờ tong đầm lăn ACI-207.5R-99
Mục 3.9 Vềđộ thấm của BTĐL trong ACI-207.5R-99 cú viết:
Độ thấm RCC phụ thuộc nhiều vào cỏc lỗ rỗng trong khối đầm và hệ số rỗng của cấu trỳc vữa, do vậy hoàn toàn phụ thuộc vào việc định lượng cỏc thành phần hỗn hợp trộn, phương phỏp đổ và mức độ đầm. RCC sẽ tương đối khụng thấm nước khi hỗn hợp cú đủ bột dớnh kết và vữa, phõn bố hợp lý cỏc thành phần hạt mịn để giảm lượng bọt khớ trong lỗ rỗng, khụng cú hiện tượng phõn tầng do cốt liệu thụ, và được đầm đủ. Nhỡn chung RCC khụng cú khớp nối và cú đủ hàm lượng bột dớnh kết sẽ cú hệ số thấm tương tự như bờ tụng thường. Kết quả thớ nghiệm cho giỏ trị điển hỡnh từ 0,3 - 30 x 10-9 ft/phỳt (0,15 - 15 x 10-9 cm/giõy). Hỗn hợp cú hàm lượng chất dớnh kết cao ớt thấm so với hỗn hợp cú hàm lượng chất dớnh kết thấp.
Nếu trong đập RCC cú xuất hiện dũng thấm, thường thấm dọc theo khớp nối giữa cỏc lớp đổ nhiều hơn so với bờ tụng khụng cú khớp liền khối và được đầm. Nếu xuất hiện dũng thấm dọc khớp nối giữa cỏc lớp đổ cũng cho thấy việc giảm cường độ khỏng cắt và khỏng kộo ở vị trớ đú.
Nước rũ rỉ dọc cỏc khe nứt và cỏc khớp nối cú thể xảy ra cho dự RCC cú hệ số thấm như thế nào. Mặc dự nước rũ rỉ khụng ảnh hưởng đến độổn định kết cấu nhưng rũ rỉ qua cỏc khe nứt làm mất nước nhiều hơn dự định ảnh hưởng đến vận hành, bảo dưỡng và mất thẩm mỹ. Nước rũ rỉ theo khe đứng rất khú xử lý và ngăn chặn nếu khụng dựng khoan phụt. Biện phỏp tốt nhất để trỏnh rũ rỉ là khống chế nứt trong RCC khối lớn trước khi lắp vào và khống chế rũ rỉ bằng chặn nước và hệ thống thoỏt nước, trỏm khe nứt trờn lớp ốp mặt thượng lưu, hoặc dựng màng chống thấm. Theo thời gian hiện tượng canxi hoỏ/vụi hoỏ tự nhiờn sẽ giảm rũ rỉ qua cỏc khe nứt.
Cú nhiều cỏch thi cụng phần ốp mặt thượng hạ lưu đập RCC. Mục đớch của phần ốp mặt là để khống chế nước rũ rỉ qua cỏc khớp nối giữa cỏc lớp đổ, tạo bề mặt cú đủ độ bền để chống đúng băng, tan băng và tạo ra bề mặt đủ bền cho cỏc dũng chảy qua tràn, tạo phương tiện thi cụng mỏi dốc cú mặt dốc hơn gúc tự nhiờn của RCC. Rũ rỉ cũng được khống chế bằng nhiều cỏch khỏc.
Ốp mặt thượng lưu
Nhiều giải phỏp thiết kếđó được sử dụng để tạo ra hệ thống chắn nước cho mặt thượng lưu đập RCC để khống chế rũ rỉ qua kết cấu. Mỗi loại cú những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Dưới đõy sẽ trỡnh bày cỏc giải phỏp ốp mặt thượng lưu, thể hiện trong hỡnh 4.4 từ (a) đến (h). Biện phỏp khống chế rũ rỉ cũng được trỡnh bày cho từng hệ thống ốp mặt riờng.
Dựng bờ tụng thường cú cốt thộp làm lớp ốp mặt sau khi đổ RCC, tương tự như việc ốp mặt đập đỏ đổ bằng bờ tụng lờn mặt nghiờng. Phương phỏp ốp mặt này ớt được ỏp dụng vỡ chi phớ ước tớnh khỏ đắt và thời gian thi cụng lõu. Tuy nhiờn, phương phỏp này chỉđược sử dụng ởđập Stacy và đập Lake Alan Henry.
Phương phỏp thi cụng mặt bờ tụng thường là đổ CVC đồng thời với RCC đểốp mặt thượng lưu. Khụng cần dựng nộo hoặc cốt thộp nào khỏc dựng để làm ổn định phần cốp pha nộo bờ tụng ốp mặt vào RCC. Sử dụng chắn nước hoặc trỏm/bớt cỏc khe co ngút thẳng đứng cú thể khống chế nứt nẻ ở phần ốp mặt khi phơi ra điều kiện ngoài trời. Chiều dày lớp bờ tụng ốp mặt thượng lưu và hạ lưu từ 300-900mm. Nếu lớp ốp mặt dày hơn, người thiết kế cần chỳ ý đến nhiệt độ tăng, co ngút do nhiệt của RCC và lớp ốp mặt cũng như khoảng cỏch bố trớ khe co ngút.
Một phương phỏp khỏc được phỏt triển từ phương phỏp trờn là dựng cỏc khối bờ tụng tạm đặt ở mặt cho từng lớp đổ (d), sau đú dỡ cỏc khối này và đổ lớp ốp mặt bằng bờ tụng thường trước khi đổ lớp RCC tiếp theo. Chắn nước tẩm hoỏ chất cú thể dựng để chống thấm mất nước đặt dọc theo mặt lớp đổ sau lớp bờ tụng ốp mặt.
Cốp pha trượt hoặc bờ tụng đỳc sẵn cũng được sử dụng để gắn kết lớp ốp mặt vào bề mặt thượng lưu vĩnh viễn (c). Cần đảm bảo dớnh kết tốt và được nộo chặt giữa lớp ốp mặt và phần RCC bờn trong. Phương phỏp ốp mặt thượng lưu này thớch hợp với cỏc cụng trỡnh cú bề mặt đổ dài và tốc độđổ liờn tục ở những nơi tốc độđổ nõng cao đập mỗi ngày khoảng từ 1m hoặc <1m, trừ khi tốc độ đổ đó qua thử nghiệm để đạt được tốc độ cao hơn.
Dựng tấm bờ tụng đỳc sẵn để tạo ra bề mặt đẹp, kinh tế và khụng nứt, nhưng ở cỏc khớp nối của cỏc tấm khụng kớn nước (f). Do đú, cần dựng màng PVC hoặc polyethylene sau mỗi tấm để chống thấm. Sử dụng ỏp lực đểđưa nhựa epoxy vào chỗ
nối hỡnh thành một lớp bớt kớn nước ở những nơi phụt nộo vào màng chống thấm. Khe nối giữa cỏc tấm cần phải được hàn nhiệt để tạo mặt chống thấm. Cần bố trớ hệ thống thoỏt nước trong RCC để thu nước rũ rỉ.
RCC được đổ trực tiếp sau phần cốp pha bằng CVC, là phần sẽ được dỡ bỏ sau này. Tớnh dễđổ của RCC càng cao thỡ càng tạo bề mặt RCC đẹp. Cũng cú thể tạo bề mặt đẹp bằng cỏch đổ một lớp vữa lút. Chống thấm bằng màng PVC đặt ở bề mặt đập trong khi đổ lớp bờ tụng lút dưới màng chống thấm (g). Hệ thống thoỏt nước được bố trớ giữa màng chống thấm và RCC. Sử dụng lớp vữa lút giữa cỏc khớp nối lớp đổ cải thiện đỏng kể khả năng chống thấm (h) và gắn kết cỏc khớp nối giữa cỏc lớp đổ ngang. Đõy là những cỏch thường được sử dụng để giảm nước rũ rỉ giữa cỏc khớp nối lớp đổ. Với bất cứ giải phỏp thiết kế lớp ốp mặt hoặc biện phỏp khống chế rũ rỉ nào, cần gắn kết tốt giữa cỏc lớp đổ và cỏc bề mặt tiếp xỳc giữa đập và nền.
Khống chế nước rũ rỉ :
Nước rũ rỉ bờn trong sẽ được thu lại bằng hệ thống thoỏt nước khe nối, hệ thống thoỏt nước vai đập, cỏc lỗ khoan thỏo nước đứng đặt ở gần bề mặt thượng lưu. Lỗ khoan thoỏt nước đứng này phự hợp cho thoỏt nước mặt trong quỏ trỡnh thi cụng bờ tụng thường, lỗ khoan này cú thểđược hỡnh thành trong khi thi cụng hoặc khoan sau khi thi cụng. Ởđập Galesville, cỏc lỗ khoan cú đường kớnh 75mm được khoan xuyờn qua cỏc hành lang đập xuống nền ở cỏc độ sõu khỏc nhau. Kờnh thoỏt nước rũ rỉ tập trung nước tại hành lang múng đập và tự chảy về hạ lưu. Nếu khụng khống chế nước rũ rỉ bờn trong, cỏc ỏp lực đẩy nổi sẽ tăng lờn theo thời gian, làm giảm độổn định của cụng trỡnh. Nếu khụng thiết kế hành lang đập, thỡ hệ thống thoỏt nước cú thể dựng ống để thoỏt nước.
t) Một số nhận xột về ỏp dụng cỏc tiờu chuẩn của nước ngoài để thiết kế
phũng thấm cho đập bờ tụng trọng lực
Qua thống kờ cỏc yờu cầu chống thấm khi thiết kế đập bờ tụng núi chung và bờ tụng đầm lăn núi riờng cú nhận xột sau:
- Cỏc biện phỏp chống thấm cho đập bờ tụng đầm lăn của cỏc nước về cơ bản là giống nhau, cú thể cú cỏc hỡnh thức sau:
+ Sử dụng bờ tụng đầm lăn cấp phối 2 giàu chất kết dớnh kột hợp bờ tụng biến thỏi làm tường chống thấm.
+ Phương phỏp thi cụng mặt bờ tụng thường đổ đồng thời với RCC để ốp mặt thượng lưu.
+ Dựng bờ tụng thường cú cốt thộp làm lớp ốp mặt sau khi đổ RCC, tương tự như việc ốp mặt đập đỏ đổ bằng bờ tụng lờn mặt nghiờng.
+ Sử dụng chắn nước hoặc trỏm/bớt cỏc khe co ngút thẳng đứng cú thể khống chế nứt nẻở phần ốp mặt khi phơi ra điều kiện ngoài trời.
+ Dựng cỏc khối bờ tụng tạm đặt ở mặt cho từng lớp đổ (d), sau đú dỡ cỏc khối này và đổ lớp ốp mặt bằng bờ tụng thường trước khi đổ lớp RCC tiếp theo. Chắn nước tẩm hoỏ chất cú thể dựng để chống thấm mất nước đặt dọc theo mặt lớp đổ sau lớp bờ tụng ốp mặt.
+ Cốp pha trượt hoặc bờ tụng đỳc sẵn cũng được sử dụng để gắn kết lớp ốp mặt vào bề mặt thượng lưu vĩnh viễn.
+ Dựng tấm bờ tụng đỳc sẵn để tạo ra bề mặt đẹp, kinh tế và khụng nứt và kết hợp dựng màng PVC hoặc polyethylene sau mỗi tấm để chống thấm.
- Cỏc Quy phạm, tiờu chuẩn, hướng dẫn của Trung Quốc, Nga, Việt Nam đưa ra