3.2.4.1-Giới thiệu cụng nghệ Mảng mềm (thảm Bờtụng tự chốn).
Mỏi kố sau khi xử lý nền cú độ dốc ổn định, trải vải lọc, lút đỏ dày lốn chặt, mặt ngồi lỏt bằng cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn Tsc_178 mỏc cao cú tỏc dụng chống mài mũn. Cấu kiện bờ tụng cú dạng liờn kết hỡnh nờm ba chiều, tạo thành mảng mềm liờn kết trọng lượng cú khả năng tự điều chỉnh lỳn vừng bỏn kớnh lớn, lỳn đồng bộ với nền, khắc phục hư hỏng do lỳn cục bộ gõy ra và chống chịu được súng thiết kế. Kết cấu mảng mềm cũn cú ưu điểm khỏc là khe lắp ghộp nhỏ, gấp khỳc nờn che kớn nền; thoỏt nước ngầm trong mỏi đều và nhanh; liờn kết trọng lượng làm tăng khả năng chống súng thuyền và cuốn trụi của dũng chảy, giảm được chiều dày lớp bảo vệ nờn giỏ thành của cụng trỡnh giảm 30 - 40% mà thi cụng lắp ghộp lại nhanh hơn so với phương ỏn mỏi kố khối lập phương. Ưu điểm về chỉ tiờu kỹ thuật của mỏi kố lắp ghộp đĩ được chứng minh bằng kết quả thớ nghiệm trờn mỏng súng tại Viện nghiờn cứu khoa học Thủy lợi Việt Nam: với chiều dày 26cm, trọng lượng 105kg cú thể chống chịu được chiều cao súng là 3,6m và súng bĩo cấp 12 (trong khi kết cấu khối lập phương độ dày phải 83,2cm, trọng lượng 1300kg mới chống chịu được chiều cao súng là 3,25m, bĩo
cấp 12). Cụng nghệ này đĩ được ứng dụng hiệu quả ở nhiều cụng trỡnh như Kố chắn súng đờ biển Hải Phũng; Kố biển Mũi Nộ, Hàm Tiến, Bỡnh Thuận; Kố đờ biển Gũ Cụng Đụng, Tiền Giang...
Thảm P.Đ.TAC M4414 giỳp bảo vệ bờ ngập nước, bảo vệ mỏi kố bờ từ mực nước kiệt ra đến lũng sụng, đỏy sụng. Loại thảm này bao gồm cỏc viờn bờ tụng cốt thộp nặng 20-25kg, mặt trờn hỡnh lục lăng dày 4-6cm, mặt dưới cú 3 chõn tự chốn dày 5cm nằm trờn 3 cạnh khụng liền kề nhau được định vị, đan cài lờn tấm lưới tạo thành tấm thảm cú chiều dài rộng tựy ý. Thảm cú kết cấu đặc biệt, gồm ba lớp. Lớp trờn là tấm bản ghộp khớt với nhau che chắn tỏc động thủy lực xuống nền. Lớp thứ hai là lưới thộp liờn kết đan cài cỏc viờn thảm tạo thành thảm. Lớp thứ ba là hệ chõn định vị tự chốn làm nhiệm vụ che kớn cỏc khe lắp ghộp, liờn kết trọng lượng, chõn đanh chống trượt. Lớp thứ hai và ba cú tỏc dụng thay thế lớp đệm đỏ 4x6 dày 10cm làm giảm lưu tốc dưới nền, hạn chế hiện tượng xúi nền. Khả năng ổn định với dũng chảy và độ bền của thảm được chứng minh bởi cỏc chỉ số kỹ thuật: Với trọng lượng viờn thảm 25kg, chiều dày thảm 12,5cm sẽ chống chịu được lưu tốc dũng chảy 7m/s; ứng suất nộn cực đại 2.4E7 (N/m2); ứng suất kộo cực đại 9,7E6 (N/m2)...
So với cỏc giải phỏp kết cấu cụng trỡnh đĩ được ỏp dụng trong nước và trờn thế giới như thảm đỏ rọ thộp (Gabion), thảm bờ tụng liờn kết bulụng, thảm bờ tụng xõu dõy cỏp Betomat, thảm Konipocmer xi măng cỏt... thỡ thảm bờ tụng tự chốn đan lưới P.Đ.TAC - M4414 cú nhiều ưu điểm mới. Chiều dài thảm linh hoạt tựy thuộc chiều dài mỏi bờ cần bảo vệ, cú thể từ 10m đến 100m. Chiều rộng thảm tiờu chuẩn 2,5m; 3,2m; 4m. Thảm được lắp ghộp liờn tục trờn cạn hoặc trờn phao bố, sau đú được nõng đặt xuống bờ tại vị trớ thiết kế nờn mỏi cụng trỡnh khụng bị chắp nối nhiều đoạn. Cỏc viờn bờ tụng P.Đ.TAC-M4414 lắp ghộp sỏt nhau, liờn kết lưới thộp, liờn kết tự chốn che kớn khe hở lắp ghộp, che chắn cú hiệu quả tỏc động của dũng chảy, súng ngầm gõy xúi lở bờ. Với kết cấu hỡnh nờm, mỗi viờn bờ tụng trực tiếp vừa nõng vừa giữ bốn viờn chung quanh, đồng thời mỗi viờn được bốn viờn chung quanh chốn và giữ chặt, tạo thành mặt phẳng bền vững lỳn đều với nền. Lưới thộp cú đường kớnh lớn, độ bền cao làm bố đệm chống lỳn. Nếu lưới thộp cú bị rỉ đứt thỡ cỏc viờn thảm vẫn tiếp tục làm việc bằng liờn kết tự chốn 3 chiều để duy trỡ sự ổn định lõu dài của cụng trỡnh. Mặt dưới thảm cú chõn đanh chống trượt, mặt trờn thảm bằng phẳng cú thể tạo hoa văn đa dạng theo yờu cầu kỹ thuật, mỹ thuật, thụng thuận dũng chảy, khụng đọng giữ rỏc thải, tạo mụi trường cảnh quan sạch đẹp. Thảm được thi cụng trờn dõy chuyền cụng nghệ mới (theo nguyờn tắc nõng và đặt), bảo đảm chất lượng, giỏ thành xấp xỉ thảm đỏ lưới thộp bọc nhựa
PVC. Cụng nghệ này đĩ được ứng dụng thành cụng ở An Giang với cỏc cụng trỡnh “chống xúi lở bờ sụng Hậu”, TP. Long Xuyờn; “kố cự lao ụng Hổ”, sụng Hậu; kố bảo vệ TP. Long Xuyờn. TP.HCM cũng đĩ ứng dụng cụng nghệ này với cụng trỡnh kố Mương Chuối (huyện Nhà Bố)...
"Mỏi bờ tụng lắp ghộp tự chốn cú cốt dẫn" được ứng dụng trong việc bảo vệ đờ biển, bờ sụng hoặc cỏc cụng trỡnh kờnh mương thủy lợi, Cỏc cấu kiện bờ tụng P.Đ.TAC-CM được đỳc sẵn, lắp ghộp ba chiều bằng kiểu tự chốn hỡnh nờm và xõu cốt thộp, giằng neo vào nền mỏi, tạo thành mỏi nghiờng ngập sõu xuống chõn mỏi, vừa giỳp thoỏt nước tốt vừa chống mất đất do súng.
Hỡnh 3.32- Bảo vệ mỏi kố ứbằng cụng nghệ mảng mềm tự chốn
Tớnh mới của mảng mềm: Thảm che kớn mặt bằng cụng trỡnh cần bảo vệ.
Lớp mảng mềm tạo thành lớp vỏ bọc che kớn nền, làm phản xạ, chuyển hướng, giảm tốc đo, ỏp lực của dũng chảy tỏc động trực tiếp vào nền là tỏc nhõn trực tiếp làm xúi lở bờ. Cỏc mặt lắp ghộp viờn là cỏc mặt dớch dắc, chiều rộng hẹp, trờn mặt bằng cỏc khe lắp ghộp được che kớn.
Mảng mềm đem đến một kết cấu cú liờn kết bền vững:
- Cỏc viờn mảng mềm vừa đan cài định vị vào lưới thộp lại vừa liờn kết tự chốn theo 3 chiều ghộp cỏc viờn mảng mềm lại với nhau tăng khả năng liờn kết trọng lượng tạo nờn liờn kết mảng triệt tiờu momen lật, lỳn cục bộ, hoặc nhấc lờn dưới tỏc động của dũng chảy theo hướng vuụng gúc với mặt mảng.
- Sau khi lưới thộp thảm bị xõm thực nền mỏi cụng trỡnh đĩ ổn định, khả năng liờn kết lưới thộp, liờn kết mảng khụng cũn nữa, cỏc viờn bờtụng liờn kết tự chốn, liờn kết mảng đảm bảo cụng trỡnh ổn định.
Mảng mềm cú kết cấu liờn tục trờn tồn bộ mặt cắt mỏi cụng trỡnh:
- Mảng mềm cú hệ thống chõn đanh lỳn vào nền mỏi ẵ chiều dày viờn mảng bảo đảm chống trượt cho lớp bảo vệ trờn nền mỏi cụng trỡnh.
- Liờn kết tự chốn, liờn kết mảng 3 chiều làm triệt tiờu momen lật của viờn mảng trong điều kiện khụng cũn lưới thộp liờn kết.
- Mảng mềm phủ kớn liờn tục hết chiều dài mặt cắt từ đỉnh đến chõn và kộo ra đỏy sụng trung bỡnh 5m để chống xúi chõn cú tỏc dụng nớu kộo, neo giữ, liờn kết chặt chẽ đồng bộ với kết cấu nền liờn tục, tạo nờn hỡnh thức kết cấu tổng thể gần như nhau trờn tồn bộ mặt cắt và biến dạng đồng bộ với nền, khắc phục được hiện tượng nứt mỏi, sệ mỏi kộo theo từng đoạn mảng mềm tỏch rời nhau như trong trường hợp mảng mềm đĩ được chắp nhiều đọan trờn cựng một mặt cắt.
- Mảng mềm cú chiều dày thớch hợp, trọng lượng đủ để ổn định trờn mỏi dốc dưới sự tỏc động của dũng chảy, súng phõn bố ứng suất chịu tải đều hạn chế lỳn cục bộ, lỳn quỏ tải do nền yếu.
- Viờn mảng được đỳc bằng bờtụng cốt thộp, thộp trong viờn cú đường kớnh bằng đường kớnh lưới thộp được thiết kế tiết kiệm song đảm bảo độ bền về uốn gĩy của viờn mảng. Trường hợp viờn mảng bị nứt gĩy thành 2, 3 mảnh, viờn mảng vẫn làm việc bỡnh thường như cỏc loại mảng múc thộp, xõu thộp do cốt thộp đảm nhận lực cắt, tuy khụng ảnh hưởng đến liờn kết của mảng song tuổi thọ của viờn thảm kộm hơn cỏc viờn khỏc. Lưới thảm cú kết cấu mắt lưới dày, đường kớnh thộp lưới 6mm, thộp chia ụ 12mm, tuổi thọ ớt nhất từ 5ữ6 năm, gấp từ 2,5 ữ 3 lần tuổi thọ thộp rọ đỏ 2ữ2,5mm. Sau thời gian đú lưới thộp bị ăn mũn, mảng sẽ làm việc bằng liờn kết tự chốn 3 chiều tạo thành mảng liờn kết tiếp tục làm việc ổn định trờn nền mỏi dốc. Mảng mềm cú liờn kết tự chốn che kớn khe hở lắp ghộp và che kớn nền, kết cấu bền vững, trọng lượng hợp lý, ổn định tổng thể chống được sự đẩy trụi dịch chuyền của dũng chảy và lỳn nền làm biến dạng hư hỏng cụng trỡnh [11].
Túm lại, mảng mềm cú một số ưu điểm như: * Khe lắp ghộp nhỏ, gấp khỳc, che kớn nền; * Thoỏt nước ngầm trong mỏi đều và nhanh; * Lỳn đều với nền, khụng lỳn cục bộ;
* Liờn kết trọng lượng làm tăng khả năng chống sự tỏc động cuốn trụi của dũng chảy, chống súng do tàu thuyền, giảm chiều dày lớp bảo vệ (so với thảm rọ đỏ).
* Cấu kiện đỳc sẵn trờn dõy chuyền cụng nghệ chất lượng cao, thi cụng lắp ghộp nhanh. Cụng trỡnh đẹp tạo cảnh quan mụi trường sinh thỏi, du lịch hấp dẫn
Nhược điểm: bề nặt bờtụng thường bị bào mũn và xõm thực do súng và nước biển ảnh hưởng đến tuổi thọ cụng trỡnh nhưng đõy cũng là nhược điểm chung của cỏc cụng trỡnh biển xõy dựng bằng BTCT. Điều này cú thể hạn chế bằng việc dựng bờtụng mỏc cao cú trộn phụ gia chống ăn mũn của nước mặn vào khối trộn bờtụng khi đỳc cấu kiện.
Từ những tiến bộ gần đõy về cụng nghệ vật liệu một số cụng trỡnh ở Việt Nam đĩ ỏp dụng những tiến bộ này và bước đầu mang lại hiệu quả như: Kố sụng Long Tồn, thị trấn Duyờn Hải, tỉnh Trà Vinh, Cửa Định An, đõy chớnh là tiền đề để lựa chọn giải phỏp mảng mềm (thảm bờ tụng tự chốn) bảo vệ mỏi kố cửa sụng, ven biển Gành Hào đoạn BCD phương ỏn I và phương ỏn II .
Hỡnh 3.33
Kố mỏi nghiờng bằng tấm bờ tụng đỳc sẵn- Bờ sụng Long Tồn
Hỡnh 3.34
Bảo vệ bờ bằng tấm BT lỏt mỏi khu vực cửa kờnh Quan Chỏnh Bố -
bờ tả Định An
Hỡnh 3.35- Cửa sổ phần mềm tớnh toỏn chiều dày lớp phủ theo CT Pilarczyk
Hỡnh 3.36-Viờn thảm Tsc-178
Chiều dày tấm lỏt bờ tụng lắp ghộp được tớnh theo cụng thức Pilarczyk sau:
3 2 . r s I H t γ ϕ ∇ = Trong đú:
- Hs: Chiều cao súng cú ý nghĩa, - Ir : Hệ số Iribarren, Xỏc định hệ số Iribarren s s r L H tg I = α
- ϕ: Hệ số ổn định, với tấm lỏt đặt trờn vải địa kỹ thuật và lớp đệm thỡ ϕ = 8 Vật liệu bảo vệ mỏi kố là cấu kiện bờtụng đỳc sẵn tự chốn, khi cụng trỡnh hồn thành sẽ tạo ra một mặt phẳng với độ nhỏm khỏ lớn (do cỏc mố nhỏm tạo thành) cú hiệu quả tiờu hao năng lượng súng rừ rệt. Do vậy để giảm ỏp lực của súng lờn đất nền, chọn chiều dày tấm lỏt là t = 26cm.
+ Đối với đoạn kố bảo vệ trong sụng chịu tỏc động của súng biển là nhỏ hơn nhiều. Chiều dày tấm lỏt tớnh toỏn chọn là t = 18cm (tấm lỏt loại khụng cú mố phỏ súng).
3.2.4.3- Thi cụng mảng mềm bảo vệ mỏi, lũng sụng. a) Thi cụng mảng mềm bờ tụng tự chốn Tsc-178.
Trỡnh tự thi cụng: Đúng cự qũy, làm khụ hố múng, tạo mỏi theo thiết kế, thi cụng chõn kố, tiếp theo là thi cụng mỏi kố bằng kết cấu tự chốn kết hợp vận chuyển bằng xe kộo hoặc cẩu nõng.
b) Cụng nghệ thi cụng thả thảm bờ tụng trờn phao nổi.
Hỡnh 3.37- Thi cụng lắp ghộp thảm P.Đ.TAC-M trờn phao nổi.
Thảm bờ tụng khi yờu cầu lắp đặt với một chiều dài lớn sẽ được lắp ghộp trờn xà lan sau đú lai dắt xà lan tới vị trớ định vị tuyến trải thảm và được cẩu múc vào vị trớ lắp đặt. Ngồi ra cũn cú thể dựng phương ỏn đỏnh chỡm sau khi thảm được lắp đặt sẵn trờn phao nổi và dựng thợ lăn kiểm tra định vị thảm.