dụng bờtụng đầm lăn cho cụng trỡnh cầu đƣờng
3.2.1 Ứng suất nhiệt trong bờtụng khối lớn và bờ tụng ường.
- RCC sau khi đó đổ vào khối đổ, nhiệt độ trong khối đổ sẽ khụng ngừng tăng lờn do xi măng thuỷ hoỏ. Sau đú do toả nhiệt, nhiệt độ trong khối đổ sẽ giảm dần đến nhiệt độ ổn định. RCC sử dụng ớt xi măng hơn bờtụng truyền thống, vỡ thế nhiệt lượng thủy húa trong khối RCC nhỏ hơn. RCC thường được thi cụng trờn một diện tớch rộng nờn khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời nhiều hơn, gúp phần làm cụng trỡnh núng lờn.
- Nhiệt lượng thuỷ hoỏ xi măng trong bờtụng nếu khụng kịp thời tỏn phỏt mà tớch tụ lại sẽ làm cho nội bộ khối bờtụng phỏt sinh tăng nhiệt tương đối cao. Sự thay đổi nhiệt độ của khối bờtụng làm cho nú biến đổi hỡnh dạng và sinh ra ứng suất. Bờtụng đó cứng trong quỏ trỡnh nhiệt tăng lờn hỡnh thành ỏp suất nộn nhưng trong quỏ trỡnh hạ nhiệt lại phỏt sinh co ngút. Khi co ngút bị ràng buộc, trong nội bộ bờtụng phỏt sinh ứng suất kộo. Khi ứng suất kộo vượt quỏ cường độ khỏng kộo, bờtụng phỏt sinh khe nứt. Loại ứng suất do nhiệt độ dẫn đến gọi là ứng suất nhiệt.
- Khe nứt nhiệt hạ thấp tớnh hoàn chỉnh kết cấu của bờtụng, tớnh chống thấm và tớnh vững bền, làm cho toàn bộ độ an toàn của kết cấu bị hạ thấp. Nguyờn nhõn gõy hiện tượng nứt là do ứng suất ràng buộc bờn trong và bờn ngoài sinh ra trong quỏ trỡnh bờtụng thủy húa khi đụng kết và hạ nhiệt co ngút.
- Ràng buộc bờn ngoài phần nhiều là chờnh lệch về nhiệt độ giữa bờtụng mới đổ với nền múng hoặc lớp bờtụng đó đổ trước đú. Do sự ràng buộc bờn ngoài sinh ra khe nứt, cú khả năng phỏt triển thành xuyờn suốt cả kết cấu bờtụng gõy nờn sự phỏ hoại rất lớn, vỡ thế cần tỡm cỏch trỏnh hoàn toàn.
- Ràng buộc bờn trong là do nhiệt độ bản thõn khối bờtụng phõn bố và thay đổi khụng đều dẫn đến. Nguyờn nhõn ràng buộc bờn trong rất nhiều, nhưng do ràng buộc trong nội bộ dẫn đến khe nứt phần nhiều là khe nứt bề mặt, tớnh nguy hại tương đối ớt.
- Tuỳ theo từng loại vết nứt mà cú nguyờn tắc khống chế nhiệt phự hợp:
- Muốn đề phũng loại vết nứt do bị ràng buộc nơi gần nền múng hoặc nơi bờ tụng cũ thỡ nguyờn tắc chớnh là phải giảm thấp nhiệt độ cao nhất của bờtụng làm cho nhiệt độ chờnh lệch giữa nhiệt độ ổn định và nhiệt độ cao nhất được thu nhỏ lại.
- Muốn đề phũng loại khe nứt bề mặt do cỏc ràng buộc bờn trong, vấn đề chủ yếu là phải loại bỏ triệt để nhiệt độ bậc thang, giảm bớt chờnh lệch nhiệt độ bờn trong và bờn ngoài chứ khụng phải hạ thấp nhiệt độ tuyệt đối của bờtụng.
ảng 3.2 ảng so sỏnh cỏc yếu tố gõy nờn ứng suất nhiệt cho RCC khối lớn và RCC cho đƣờng.
Cỏc yếu tố gõy nờn ứng suất nhiệt Đối với RCC khối lớn Đối với RCC nền và mặt đƣờng
Thủy húa xi măng trong RCC
Lượng xi măng như nhau, nhiệt lượng thủy húa như nhau.
Lượng xi măng như nhau, nhiệt lượng thủy húa như nhau.
Chờnh lệch nhiệt độ giữa tõm khối
Khú thoỏt nhiệt vỡ kớch thước cỏc phương của khối
Vỡ RCC cho nền và mặt đường cú bề dày mỏng
56 đổ và bề mặt khối đổ, nhiệt độ phõn bố và thay đổi khụng đều (ràng buộc bờn trong) đổ đều lớn, cần cú hệ thống ống nước làm mỏt bờn trong khối đổ để loại bỏ nhiệt độ bậc thang
hơn so với hai phương cũn lại, nờn khối đổ cú thể nhanh chúng thoỏt nhiệt theo một phương (chiều dày).
Chờnh lệch nhiệt độ giữa khối đổ mới với nền múng hoặc khối đổ trước đú. (ràng buộc bờn ngoài)
Cần giảm nhiệt độ cao nhất khi thủy húa của RCC đến gần với nhiệt độ ổn định của khối đổ. Vỡ vậy RCC cho cỏc đập lớn buộc phải làm lạnh cốt liệu đầu vào.
Đối với nền và mặt đường, khối đổ RCC phần lớn sẽ được đổ tiếp xỳc với lớp múng đường. vỡ vậy cần làm lạnh cốt liệu đầu vào để triệt tiờu ứng suất nhiệt loại này.
Hấp thụ bức xạ mặt trời
RCC khối lớn phỏt triển khối đổ theo chiều cao trờn một diện tớch cố định nờn cú thể che chắn để giảm bớt bức xạ mặt trời hoặc dựng hơi nước để phun ẩm lờn bề mặt khối đổ.
RCC cho nền và mặt đường phỏt triển theo chiều dài đường, phải chịu bức xạ mặt trời nhiều hơn vỡ diện tớch khối đổ rất rộng. phương phỏp phự hợp để giảm bức xạ mặt trời là dựng hơi nước để phun ẩm lờn bề mặt khối đổ.
3.2.2 Chống thấm thõn ập, chống mài mũn của mặt ường.
3.2.2.1 Chống thấm thõn đập:
- Cỏc đập thủy điện cú yờu cầu chống thấm cao, vỡ thế cỏc nhà thiết kế tăng thờm lượng xi măng trong RCC tại cỏc vị trớ như: bề mặt th-ợng l-u, bề mặt hạ l-u, bề mặt kết cấu t-ờng đứng của các hành lang trong thân đập, mặt tiếp giáp với các t-ờng biên đập tràn. “Bêtông RCC làm giàu xi măng” là một
ph-ơng pháp thay đổi tính công tác của RCC đến mức có thể đầm dùi nh- dùng cho bêtông thông th-ờng.
- Các lớp bêtông RCC làm giàu xi măng có chiều rộng 0.6m đ-ợc thi công theo từng lớp có chiều dày 0.3m đồng thời với các lớp RCC.
- Quy trình thi công lớp bêtông RCC làm giàu xi măng nh- sau:
Ngay tr-ớc khi rải lớp hỗn hợp RCC phớa giáp mặt cốp pha, phải tiến hành việc rải vữa xi măng, Khối l-ợng vữa xi măng đ-ợc dùng khoảng 8lít/m dọc theo mặt cốp pha.
Sau khi rải hỗn hợp RCC lên lớp vữa ximăng, lớp bêtông RCC làm giàu xi măng sẽ đ-ợc đầm bằng máy đầm dùi cho đến khi bêtông chặt và không còn bọt khí nổi lên. Vào thời điểm này, vữa ximăng phải nhìn thấy đ-ợc trên bề mặt bêtông. Sau đó dùng đầm rung mặt (đầm bàn) là phẳng mặt
Hạn chế tối đa việc đi lại trên diện tích đã trải vữa ximăng tr-ớc khi đổ hỗn hợp RCC lên.
3.2.2.2 Chống mài mũn mặt đường:
- RCC khi đạt cường độ thiết kế cú đầy đủ tớnh chất của bờ tụng thụng thường, vỡ thế, cỏc gai tạo nhỏm mặt đường rất cứng và bền với thời gian, hệ số ma sỏt của đường bờtụng và bỏnh xe khỏ lớn, tớnh chất này của bờtụng thụng thường đó được chứng minh và ỏp dụng cho cỏc cụng trỡnh đường qua đốo dốc như đường H Chớ Minh đoạn qua Miền Trung nước ta.
- Vật liệu mặt đường dựng RCC cú tớnh chống mài mũn cao, cú vai trũ rất quan trọng trong việc tăng cường ma sỏt giữa bỏnh xe và mặt đường.
- Tuy vậy, cần thiết kế mặt đường RCC cú độ dốc ngang lớn, đảm bảo thoỏt nước bề mặt hoàn toàn thỡ mới duy trỡ được độ nhỏm lớp mặt. Bởi vỡ mặt đường dự tốt nhưng bẩn, ẩm thỡ rất trơn. Khi mặt đường cú bụi và khụng thoỏt nước bề mặt tốt sẽ tạo thành một lớp bựn mỏng ngăn trở tiếp xỳc giữa bỏnh xe và mặt đường.
58
3.2.3 Hoàn thiện bề mặt bờt ng m lăn cho mặt ập và mặt ường.
3.2.3.1 Đối với đập:
Ta cần hoàn thiện bề mặt thượng lưu và hạ lưu đập đảm bảo hỡnh dỏng, kớch thước đập đỳng thiết kế. cốppha bề mặt thượng lựu và hạ lưu đập thường được thiết kế neo vào khối RCC đang thi cụng để vươn cao mà khụng cần hệ cõy chống bờn dưới. Độ luõn lưu cốp pha, thời gian thỏo lớp cốppha dưới cựng để chuyển lờn lớp trờn phải đủ để RCC đụng kết, khụng bị bong trúc trong lỳc thỏo dỡ.
Bờ tụng đầm lăn được làm giàu xi măng tại cỏc bề mặt và vị trớ tiếp giỏp với cỏc bộ phận kết cấu khỏc, bề dày lớp RCC giàu xi măng thường là 0.6m, cú thể thi cụng bằng đầm dựi như bờ tụng thụng thường, chỳng được cấu tạo như một lớp vỏ bờn ngoài của đập, cú tớnh thẩm mỹ cao, cú khả năng chống thấm tốt.
3.2.3.2 Đối với bề mặt đường:
Bề mặt đường khụng thể dựng cốppha vỡ diện bề mặt trải rộng, cũng khụng thể dựng RCC làm giàu xi măng như lớp ỏo vỡ RCC cho đường thường khụng quỏ dày.
Giải phỏp hoàn thiện bề mặt cho đường là dựng cỏc mỏy đầm tĩnh bỏnh sắt và bỏnh lốp với trỡnh tự lu lốn thớch hợp:
- Ngay sau khi đầm rung xong, phải tiến hành 2 hoặc nhiều lượt đầm tĩnh bỏnh lốp để bịt kớn cỏc lỗ rỗng và đường nứt ở bề mặt, hỡnh thành một cấu trỳc bề mặt kớn.
- Tiếp theo cú thể dựng đầm tĩnh hai bỏnh cứng loại nhẹ 10T để lu phẳng cỏc vệt đầm trờn bề mặt, cụng đoạn đầm tĩnh bỏnh sắt phải đ-ợc thực hiện đến khi có đ-ợc bề mặt phẳng theo đỳng thiết kế, có ít vết máy đầm hằn lên do mép trống máy đầm.
3.2.4 Phỏt triển cường ộ theo thời gian của bờt ng m lăn.
- Theo bảng 3.1 thống kờ, tớnh bỡnh quõn:
28 ngày: đạt 63,3% cường độ thiết kế 90 ngày: đạt 91,8% cường độ thiết kế 180 ngày: đạt 107,8% cường độ thiết kế
Dựa vào kết quả thống kờ trờn, ta cú thể tớnh toỏn và so sỏnh mức độ phỏt triển cường độ theo thời gian giữa bờ tụng đầm lăn và bờ tụng thụng thường
ảng 3.3 Tỡnh hỡnh phỏt triển cƣờng độ của bờ tụng đầm lăn
TT Loại bờ tụng R28 R90 R180
1 Bờ tụng đầm lăn 100% 145% 170%
2 Bờ tụng thụng thường 100% 115% 120%
Cú thể kết luận rằng: Bờ tụng đầm lăn cú khả năng phỏt triển cường độ hậu kỳ lớn hơn bờ tụng truyền thống.
Đối với cụng trỡnh thủy điện, tớnh chất phỏt triển cường độ theo thời gian đó được cỏc nhà thiết kế tớnh đến và tiết kiệm một lượng lớn xi măng.
Tuy nhiờn, với cụng trỡnh cầu đường cải tạo, nõng cấp thỡ yờu cầu thụng xe đưa cụng trỡnh vào sử dụng ngay sau khi rải là yờu cầu thiết yếu. Tớnh chất phỏt triển cường độ theo thời gian dài của RCC là ưu điểm đối với thủy điện nhưng lại là yếu tố cần được quan tõm và ứng xử đỳng cỏch khi ỏp dụng cho cụng trỡnh cầu đường.
Giải phỏp đề xuất là: RCC sẽ cần được thiết kế và tớnh toỏn để làm việc theo hai giai đoạn:
Giai đoạn trước 180 ngày: RCC chưa đạt cường độ thiết kế, mặt đường RCC cần xem là loại mặt đường nửa cứng để tớnh toỏn thiết kế, thi cụng, bảo dưỡng và sử dụng phự hợp.
Giai đoạn từ 180 ngày trở đi: RCC đạt cường độ thiết kế, sử dụng như mặt đường bờ tụng thụng thường.
60
3.3 Quy trỡnh kiểm soỏt chất lƣợng bờ tụng đầm lăn trong cụng trỡnh cầu đƣờng.
- Theo TCVN 5637:1991, hệ thống quản lý chất lượng cú 3 cấp: cấp cơ sở, cấp ngành (hoặc địa phương), cấp nhà nước. và tựy thuộc theo từng hỡnh thức hợp đ ng (BT, BOT, BOO…), tựy thuộc vào cỏc bờn cú liờn quan đến dự ỏn cụ thể để ỏp dụng cỏc quy trỡnh quản lý hành chớnh cho phự hợp.
- Chớnh phủ cũng đó ban hành nghị định 15/2013/NĐ-CP ngày 06/03/2013 về quản lý chất lượng cụng trỡnh xõy dựng núi chung, từ khõu khảo sỏt, thiết kế, thi cụng.
- Đề tài này khụng đề cập đến cỏc vấn đề quản lý hành chớnh và cỏc quy định cú tớnh chất phỏp quy bắt buộc ỏp dụng, tỏc giả chỉ đi sõu vào khớa cạnh kỹ thuật, núi về cỏc trỡnh tự thi cụng RCC cho cụng trỡnh cầu đường và cỏch kiểm soỏt chỳng sao cho khi thực hiện đỳng cỏc trỡnh tự theo chỉ dẫn thỡ sẽ cho ra sản phẩm đảo bảo chất lượng.
- Quy trỡnh bao g m cỏc mục chớnh sau đõy: Kiểm soỏt cỏc loại vật liệu đầu vào
Kiểm tra sự sẵn sàng vận hành trạm RCC, Chuẩn bị hiện trường trước khi thi cụng Phỏt lệnh trộn bờ tụng,
Vận hành trạm, vận chuyển vật liệu, san rải RCC
đầm chặt, hoàn thiện
Và khẳng định rằng, nếu tuõn thủ nghiờm ngặt cỏc chỉ dẫn, làm tuần tự từng bước thỡ sẽ cú sản phẩm đầu ra đạt yờu cầu.
62
3.3.1 Kiểm soỏt vật liệu u vào
3.3.1.1 Cỏt
Cát sử dụng cho RCC phải đảm bảo cấp phối hạt nằm trong giới hạn sau:
Cỡ sàng Phần trăm qua sàng 9,5mm 100 4,75mm 95100 2,36mm 7595 1,18mm 5580 600m 3560 300m 2440 150m 1228 75m 68
Môđun độ lớn của cát trong khoảng 2,1 3,1.
Cấp phối hạt cát phải càng gần các trị số trung bình trong giới hạn càng tốt và phải duy trì sự ổn định cao về cấp phối hạt trong suốt thời gian thi công.
Tổng số phần trăm của các tạp chất trong cát khi đ-a đến máy trộn không v-ợt quá 3%.
Cát khi đ-a đến máy trộn phải có độ ẩm đồng đều và độ ẩm tối đa không v-ợt quá 7%, l-ợng n-ớc trong cát ẩm phải đ-ợc kể đến nh- là n-ớc trộn hỗn hợp RCC.
3.3.1.2 Đá dăm
Đá dăm dùng cho RCC th-ờng đ-ợc nghiền từ đá khai thác ở mỏ đá gần tuyến công trình.
Đá đ-ợc nghiền thành dăm theo 3 nhóm cỡ hạt định danh nh- sau:
- Cỡ hạt 5 12,5mm
- Cỡ hạt 12,5 25mm
Thành phần hạt của mỗi nhóm cỡ hạt phải nằm trong giới hạn sau:
Trong mỗi nhóm hạt, tỷ lệ hạt dẹt tối đa không quá 25%. Hạt dài và hạt dẹt
là các hạt có kích th-ớc lớn nhất và kích th-ớc nhỏ nhất chênh lệch nhau hơn 5 lần.
Các nhóm cỡ hạt đá dăm đ-ợc để thành từng đống riêng ở bãi chứa và đ-ợc chuyển vào 3 thùng chứa cốt liệu thô của trạm trộn RCC. Khi đá dăm đ-ợc chuyển vào thùng trộn thì khối l-ợng của mỗi nhóm cỡ hạt đá dăm phải đ-ợc xác định để đảm bảo hỗn hợp đá dăm sẽ có đ-ờng thành phần hạt gần đúng nhất với đ-ờng thành phần hạt d-ới đây:
Cỡ sàng Phần trăm qua sàng 50mm 100 37,5mm 81 25mm 58 19mm 44 12,5mm 28 9,5mm 18
Tổng giá trị phần trăm của các tạp chất trong đá dăm khi đ-a đến máy trộn không v-ợt quá 2%.
Để tránh phân tầng đá dăm, cần hạn chế số lần vận chuyển đá dăm ở mức có thể. Khi đổ đá dăm có đ-ờng kính lớn hơn 40mm thì chiều cao đổ không quá 1,5m nếu để rơi tự do.
3.3.1.3 Xi măng
Xi măng để sản xuất RCC phải là loại xi măng Poocland do các nhà máy sản xuất xi măng với công nghệ lò quay.
60mm 50mm 37,5mm 25mm 19mm 12,5mm 9,5mm 4,75mm 2,36mm 25->50 100 95-100 35-70 0-15 - 0-5 12,5->25 100 95-100 20-25 0-10 0-5 5->12,5 100 95-100 40-70 0-15 0-5 Phần trăm qua các cỡ sàng Cỡ hạt định danh
64
Xi măng dùng để sản xuất RCC là loại xi măng Poocland PC 40, không sử dụng loại xi măng hỗn hợp PCB để sản xuất RCC. Cần phải hạn chế việc sử dụng nhiều loại xi măng do các nhà máy khác nhau sản xuất.
Bất kỳ loại xi măng nào chứa tại kho hơn 60 ngày phải đ-ợc lấy mẫu thí nghiệm, nếu có kết quả thí nghiệm không đảm bảo các yêu cầu theo các Tiêu chuẩn đã quy định thì số xi măng này sẽ không đ-ợc sử dụng.
Xi măng sử dụng cho RCC đ-ợc cung ứng d-ới dạng xi măng rời hoặc đóng bao. Nếu sử dụng quy trình khí nén để nạp xi măng vào các bồn chứa thì nhiệt độ sẽ không đ-ợc v-ợt quá 550C. Nhiệt độ sẽ đ-ợc xác định bằng cách đo nhiệt bên ngoài ống chuyển với một thiết bị đo nhiệt bề mặt.
Nhiệt độ của xi măng khi vận chuyển tới chân công trình không đ-ợc v-ợt