Chuyên đề 1:Các tiêu chuẩn của việt nam dùng để thiết kế đập bê tông đầm lăn

Công trình : Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình cơ quan chủ chì : Đại học thủy lợi Chuyên đề 1 Chuyên đề 1:Các tiêu chuẩn của việt nam dùng để thiết kế đập bê tông đầm lăn

Tr−êng §¹i häc Thñy lîi

B¸O C¸O KÕT QU¶

NỘI DUNG

MỞ ĐẦU

I MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ Bấ TễNG ĐẦM LĂN

II VÀI NẫT VỀ CễNG TRèNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BèNH

III VẬN DỤNG TIấU CHUẨN VIỆT NAM ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BTĐL ĐỊNH BèNH

1 Danh mục các tiêu chuẩn chính để thiết kế đập BTĐL Định Bình

2 Một số tiêu chuẩn khác của Việt Nam để thiết kế công trình Định Bình

3 Một số nhận xét

IV NHỮNG VẤN ĐỀ PHÙ HỢP CỦA TIấU CHUẨN VIỆT NAM

ĐỐI VỚI ĐẬP Bấ TễNG ĐẦM LĂN

1 Về thiết kế

2 Về thi cụng

V NHỮNG VẤN ĐỀ BẤT CẬP CỦA TIấU CHUẨN VIỆT NAM

ĐỐI VỚI ĐẬP Bấ TễNG ĐẦM LĂN

1 Về thiết kế

2 Về thi cụng

VI VỀ VẬN DỤNG TIấU CHUẨN CỦA NƯỚC NGOÀI

VII MỘT SỐ NHẬN XẫT CHUNG

VIII VỀ XÂY DỰNG TIấU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP Bấ TễNG ĐẦM LĂN

IX KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC MỘT SỐ TIấU CHUẨN VÀ TÀI LIỆU KỸ THUẬT

VỀ Bấ TễNG VÀ ĐẬP Bấ TễNG ĐẦM LĂN

PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ Cể SỰ KHÁC NHAU GIỮA CễNG NGHỆ XÂY DỰNG ĐẬP Bấ

TễNG ĐẦM LĂN (RCC) VÀ ĐẬP Bấ TễNG THƯỜNG (CVC)

MỞ ĐẦU

Đập bê tông đầm lăn (viết tắt bê tông đầm lăn: BTĐL và RCC – Tiếng Anh) có đầy đủ các tính chất của đập bê tông trọng lực thông thường (viết tắt Tiếng Anh bê tông thường: CVC) Cho nên về cơ bản các nội dung và yêu cầu tính toán thiết kế phải thực hiện đối với đập RCC cũng tương tự như đối với đập CVC

Tuy nhiên, do công nghệ xây dựng đập RCC khác với công nghệ xây dựng đập CVC cho nên trong các nội dung và yêu cầu thiết kế đập RCC sẽ có một số điểm đặc thù riêng (giống và khác nhau)

Tùy theo mỗi nước, tùy theo điều kiện xây dựng cụ thể của mỗi công trình, kết cấu và phân vùng vật liệu của đập RCC có thể được thiết kế với các mức độ khác nhau: giàu vữa, vữa trung bình và ít vữa… Vì thế cũng cần lựa chọn nội dung và phương pháp tính toán trong thiết kế một cách phù hợp

Cũng do có sự khác nhau về công nghệ xây dựng đập cho nên yêu cầu về vật liệu và điều kiện kỹ thuật thi công đập RCC có những điểm khác so với đập CVC

Vì vậy, quy trình kỹ thuật thi công đập bê tông đầm lăn (tuyển chọn và cấp phối vật liệu, trạm trộn và thiết bị sản xuất RCC, phương tiện vận chuyển RCC, rải, san đầm, tạo khe, kiểm tra chất lượng và nghiệm thu, thí nghiệm kiểm tra bê tông đầm lăn ở hiện trường …) có nhiều điểm khác so với qui trình thi công đập bê tông trọng lực thường

Trong điều kiện chưa có Tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn thì chúng ta phải sử dụng các Tiêu chuẩn kỹ thuật của nước ngoài Chuyên đề này làm rõ những vấn đề phù hợp và bất cập khi sử dụng các Tiêu chuẩn kỹ thuật của Việt Nam để thiết kế đập bê tông đầm lăn ở nước ta

I MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ Bấ TễNG ĐẦM LĂN

- Bê tông đầm lăn: Chỉ loại bê tông được thi công bằng máy đầm rung công suất lớn

- Vật liệu trộn (blend): Các khoáng vật hoạt tính và phi hoạt tính được đưa vào trong

của nó không cần xử lý để tiếp tục đổ bê tông lên cao (Trừ trường hợp mặt bê tông

để quá thời gian ninh kết ban đầu)

- Tầng bê tông đầm lăn (RCC block): Chỉ phần bê tông đầm lăn phải tiến hành xử lý

bề mặt sau thời gian nghỉ đổ bê tông để tiếp tục đổ lớp trên

- Độ dày đầm lăn (spreading thickness): Độ dày lớp bê tông đầm lăn mới san đổ

trước khi đầm

- Độ dày đầm chặt (compacted thickness): Độ dày lớp bê tông sau khi đầm chặt đã

đạt độ chặt hoặc dung trọng theo yêu cầu của thiết kế

- Độ chặt tương đối (relative density): Tỉ số giữa dung trọng đo được ở mặt đập thi

công với dung trọng chuẩn bình quân đạt được trong phòng thí nghiệm

- Dung trọng chuẩn (basic unit weight): Trị số trung bình của dung trọng BTĐL

trộn theo cấp phối đã chọn đạt được trong phòng thí nghiệm

- Thời gian gián cách giữa lớp đổ (intermittent time between layers): Thời gian tính

từ khi bắt đầu trộn bê tông lớp dưới có cho nước cho đến khi đã đầm nén xong bê tông lớp trên

- Thời gian cho phép đổ trực tiếp (permissible time interval between placing layers):

Thời gian gián cách giữa 2 lớp đổ lớn nhất tính từ khi trực tiếp đổ lớp BTĐL lên trên lớp dưới chưa được xử lý mặt lớp mà có thể đạt yêu cầu chất lượng liên kết lớp

- Thời gian cho phép đổ bê tông khi sử dụng lớp vữa đệm (permissible time interval

between placing layers using bending mix): Thời gian gián cách lớp đổ tối đa tính từ khi đổ lớp vữa đệm lên trên mặt lớp trước, rồi đổ lớp bê tông đầm lăn mà có thể đạt yêu cầu chất lượng liên kết giữa 2 lớp

- Khe lạnh (cold joint): Mặt lớp đầm lăn khi thời gian gián cách giữa lớp đổ vượt

quá thời gian cho phép đổ lớp đệm

- Bê tông biến thái (dbnormal concrete): Trong bê tông đầm lăn đã đổ, trộn vào

lượng vữa theo một tỉ lệ nhất định rồi đầm chặt

- Hỗn hợp đệm (bending mix): Lớp vữa xi măng cát, vữa xi măng - tro bay - cát

hoặc bê tông cốt liệu mịn đổ phủ lên trên mặt lớp bê tông đã đổ hoặc trên mặt nền

II VÀI NÉT VỀ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH

Hồ Định Bình có công trình đầu mối được xây dựng trên sông Côn, xã Vĩnh Hảo, Huyện Vĩnh Hạnh, tỉnh Bình Định

Nhiệm vụ: Chống lũ tiển mãn, giảm lũ chính vụ; tưới 15.515ha trước mắt, sau tăng lên đến 34.000ha; cấp nước sinh hoạt và công nghiệp; cải tạo môi trường; nuôi trồng thủy sản; chống cạn kiệt dòng chảy; phát điện với N = 6.600kw

Hình 1 Đập RCC Định Bình đang được thi công

Hồ được quy hoạch từ trước năm 1975, nghiên cứu tiền khả thi được duyệt năm 1997; Bộ duyệt báo cáo nghiên cứu khả thi năm 2001; thiết kế kỹ thuật duyệt năm 2004 và khởi công năm 2005; hoàn thành năm 2008

Các đặc trưng cơ bản của hồ chứa nước: MNC = +65m; MNDBT = +91,93m; MNDGC = +93,27m; Dung tích hữu ích Wh = 209,93.106m3; Dung tích chết Wc = 16,28.106m3; Dung tích hồ ứng với MNDBT là W = 226,21.106m3

Quy mô công trình:

- Đúng mở bằng xi lanh thủy lực, tiờu năng phúng xa

- Lưu lượng xả mặt thiết kế 4.637m3/s; kiểm tra 5.530m3/s

b Cửa xả đỏy:

- Cú 6 cửa xả đỏy, van cung bố trớ ở hạ lưu, đúng mở bằng xi lanh Thủy lực

- Mỗi cửa cú B x h = 6 x 5 (m); lưu lượng xả thiết kế 2700m3/s, kiểm tra 2766m3/s

- Cao trỡnh ngưỡng tràn: +58,0m; tiờu năng đỏy

3 Cống lấy nước: cú 2 cống

- Cống bờ trỏi: cống trũn cú ỏp, van hạ lưu, d = 2,8m; Q = 38,1m3/s

- Cống bờ phải: Cống trũn d = 1,0m; van cụn hạ lưu; Q = 1,7m3/s

4 Nhà mỏy thủy điện:

- Kiểu sau đập; Nlm = 6.600kW, 2 tổ mỏy

III VẬN DỤNG TIấU CHUẨN VIỆT NAM ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BTĐL ĐỊNH BèNH

1 Danh mục các tiêu chuẩn chính để thiết kế đập BTĐL Định Bình

Trong thiết kế đập bê tông đầm lăn Định Bình, đơn vị tư vấn (HEC) đã sử dụng các tiêu chuẩn của Việt Nam nêu trong bảng 1

Bảng 1 Các tiêu chuẩn của Việt Nam đã sử dụng để thiết kế đập bê tông đầm lăn

Định Bình

1 Thiết kế đập bê tông và BTCT - Tiêu chuẩn thiết kế 14TCN 56-88

2 Kết cấu bờ tụng và bờ tụng cốt thộp thủy cụng – tiờu

3 Quy phạm thi công và nghiệm thu các kết cấu bê tông

và bê tông cốt thép toàn khối TCVN 4453 -1995

4 Quy trình thi công bê tông trong mùa nóng - khô 14 TCN 48-86

5 Công trình thuỷ lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế TCXDVN 285/2002

6 Thiết kế dẫn dòng trong xây dựng công trình thuỷ lợi 14TCN 57-88

7 Công trình thuỷ lợi - Kết cấu bê tông và BTCT - Yêu

cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu 14TCN 59-2002

8 Đường thi công công trình thuỷ lợi - Quy phạm thiết

9 Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng TCVN 5308-1991

10 Tiêu chuẩn kỹ thuật khoan phụt xi măng vào nền đá

21 Xi m¨ng - KiÓm tra nhiÖt thuû ho¸ xi m¨ng TCVN 6070:1995

22 ThÝ nghiÖm c¸c chØ tiªu c¬ lý cña tro bay theo

TCVN 6016-1995; TCVN 6017-1995; TCVN 4030-1985; 14TCN (105-109)-

1999

23 V÷a liªn kÕt bÒ mÆt gi÷a c¸c líp RCC, ®−îc thÝ

nghiÖm c¸c chØ tiªu t¹i hiÖn tr−êng theo TCVN 3121-2003

2 Một số tiêu chuẩn khác của Việt Nam để thiết kế công trình Định Bình

Ngoài các tiêu chuẩn nêu trên, một số tiêu chuẩn sau đây của Việt Nam được sử dụng để thiết kế các hạng mục khác trong công trình đầu mối hồ chứa nước Định Bình:

• 14TCN 20 – 2004: Đập đất - Yêu cầu kỹ thuật thi công bằng phương pháp

đầm nén

• TCVN 4447-87: Công tác đất - Quy phạm thi công nghiệm thu

• TCVN 4253- 86 : Tiờu chuẩn thiết kế nền cỏc cụng trỡnh thủy cụng

• Qui phạm tải trọng và lực tỏc dụng lờn CTTL (QP TL C-1-78)

• Qui phạm tớnh toỏn thủy lực đập tràn (QPTL C-8-76)

• Qui phạm tớnh toỏn tổn thất thủy lực do ma sỏt dọc chiều dài đường dẫn nước ( QPTL C1-75)

• Qui phạm tớnh toỏn thủy lực cống dưới sõu

• Qui phạm tớnh toỏn thủy lực cụng trỡnh xả kiểu hở và xúi lũng dẫn bằng đỏ do dũng phun ( 14 TCN 81-90)

• Hướng dẫn thiết kế đường hầm thủy lợi (HDTL -3-3-77)

• Qui trỡnh thiết kế cầu cống theo trạng thỏi giới hạn( 22 TCN -18-79)

• Qui trỡnh thiết kế giao thụng (22TCN-272-2001)

• Qui trỡnh thiết kế kết cấu bờ tụng và bờ tụng cốt thộp thủy cụng – Bộ thủy lợi

• Tải trọng và tỏc động – tiờu chuẩn thiết kế(TCVN 2737-95)

• Tớnh toỏn tải trọng giú động (TCVN 229-1999)

- Những chỉ tiờu chung, quy định chung đó tuõn theo quy đỉnh chung của thiết

kế cụng trỡnh thủy lợi TCXDVN285-2002

- Tiờu chuẩn thiết kế và thi cụng đập bờ tụng của Việt Nam ỏp dụng cho đập đầm lăn Định Bỡnh gồm 4 tiờu chuẩn chớnh: 14TCN 56-88 thiết kế đập bờ tụng và

thép thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế; Quy ph¹m thi c«ng vµ nghiÖm thu c¸c kÕt cÊu

bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp toµn khèi - TCVN 4453 -1995; và Quy tr×nh thi c«ng bª t«ng trong mïa nãng - kh« - 14 TCN 48-86

- Ngoài ra để thiết kế công trình hồ chứa Định Bình đã áp dụng những tiêu chuẩn chung về khảo sát, khảo sát địa chất, tính toán thủy văn, tính toán thủy lực như thiết kế công trình thuỷ lợi khác

+ Công tác khảo sát địa hình đã thực hiện theo quy định về thành phần và khối lượng trong 14TCN 116-1999 ( hiện nay là 14TCN 186-2-2006)

Đã đề cập đến: Thu thập, đánh giá chất lượng tài liệu đã có; Thiết lập lưới khống chế mặt bằng; Thiết lập lưới khống chế cao độ; Đo bình đồ lòng hồ, đầu mối, khu hưởng lợi lộ tuyến, loại vật liệu, hiện trạng công trình đã có; Đo cắt dọc cắt ngang tuyến mỗi công trình, sông suối, hiện trạng công trình đã có; Cắm mốc; tọa

độ mối khoan, điểm lộ địa chất, vết lũ

+ Việc khảo sát địa chất (thành phần, nội dung, khối lượng) đã thực hiện theo 14TCN115-2000 (mới là 14TCN195-2006), quy trình khoan máy QT-TL-1-71; Quy trình khoan tay QT-TL-B-7-77; Quy trình xác định độ thấm nước của đá bằng phương pháp thí nghiệm ép nước (14TCN-83-91)

+ Tính toán thủy văn tuân theo QPTL C6-77 Tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế

+ Các tính toán thủy lực, nền, tải trọng đã theo quy phạm tương ứng: QPTL 1-78 Quy phạm tải trọng và lực tác dụng lên công trình thủy lợi ; TCVN 2737-95: Tải trọng và các tác động - Tiêu chuẩn thiết kế ; 14TCN 81-90: QP tính toán thuỷ lực công trình xả kiểu hở và xói lòng dẫn bằng đá do dòng phun; 22TCN 22-95: Quy phạm tải trọng và lực tác dụng; QPTL C-1-75: Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu; QPTL C8-76: Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn; TCVN 4253-86: Nền các công trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế

C-IV NHỮNG VẤN ĐỀ PHÙ HỢP CỦA TIÊU CHUẨN VIỆT NAM ĐỐI VỚI ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

Như phần mở đầu đã nêu: Đập bê tông đầm lăn có đầy đủ các tính chất của đập

bê tông trọng lực thông thường Cho nên về cơ bản các nội dung và yêu cầu tính toán thiết kế phải thực hiện đối với đập RCC cũng tương tự như đối với đập CVC

Do vậy, các tiêu chuẩn nêu trong bảng số 1, về cơ bản là phù hợp để thiết kế đập bê tông đầm lăn của Việt Nam; Tuy vậy cũng có các vấn đề chưa phù hợp

Đập trọng lực bằng bê tông hoặc bằng bê tông đầm lăn có một số tính chất chung và giống nhau

- Nguyên tắc xác định mặt cắt cơ bản và mặt cắt thực tế cho đập trọng lực bằng bê tông hoặc bằng bê tông đầm lăn giống nhau Hình dạng và kích thước cơ bản của mặt cắt đập trọng lực bằng bê tông hoặc bằng bê tông đầm lăn giống nhau

(với cùng điều kiện xây dựng)

- Các yêu cầu về bố trí: Bố trí tổng thể công trình đầu mối trên mặt bằng, bố trí công trình tháo lũ, bố trí công trình lấy nước, bố trí hành lang, cấu tạo đỉnh đập, nối tiếp giữa đập với nền, khớp nối biến dạng và vật chắn nước, bố trí quan trắc đập… có tính chất chung và giống nhau

- Ổn định của đập chủ yếu do trọng lực của bản thân đập quyết định Hay nói cách khác để duy trì ổn định của đập thì tải trọng bản thân của đập bê tông hoặc bê tông đầm lăn đóng vai trò lớn nhất

- Xử lý gia cường và chống thấm nền đập bê tông hoặc bê tông đầm lăn có những yêu cầu chung và giống nhau

- Phương pháp tính toán ổn định đập bê tông hoặc bê tông đầm lăn giống nhau

- Phương pháp tính toán ứng suất trong thân và nền đập bê tông hoặc bê tông đầm lăn giống nhau

- Phương pháp tính toán thấm qua thân và nền đập bê tông hoặc bê tông đầm lăn giống nhau

- Cát dùng cho bê tông đầm lăn phải có đường biểu diễn thành phần hạt nằm trong các vùng của biểu đồ hình 5.1 được quy định trong tiêu chuẩn TCVN 1770 –

86

- Đá dăm dùng cho sản xuất bê tông đầm lăn cấp phối II & III và bê tông

thường phải được phân theo các cỡ như sau: Từ 5 ữ 20 mm; Từ 20 ữ 40 mm; Từ 40

- Đối với đập bờ tụng đầm lăn thường khụng thiết kế khớp nối dọc

- Trong thõn đập trọng lực đầm lăn khụng bố trớ khe dọc

- Hành lang cú thể dựng bờ tụng biến thỏi, bờ tụng thường hoặc kết cấu bờ tụng đỳc sẵn

- Thường bố trớ khớp nối ngăn nước trong khe ngang

- Hệ thống ống thoỏt nước đứng trong đập nờn bố trớ ở mặt sau của lớp chống thấm thượng lưu để dễ dàng kiểm tra, sửa chữa.Nờn dựng ống bờ tụng khụng sỏi đỳc sẵn, khoảng cỏch giữa cỏc ống 2~3m, đường kớnh trong 7~15cm

- Mặt thượng lưu đập RCC phải thiết kế lớp chống thấm Theo Tiờu chuẩn SL 314-2004 của Trung Quốc, dựng bờ tụng đầm lăn cấp phối 2 cho lớp chống thấm

- Tiờu chuẩn về vật liệu và cấp phối vật liệu để chế tạo bờ tụng đầm lăn: Cỏt,

đỏ dăm, xi măng, nước, cỏc loại phụ gia (tro bay, puzơlan, phụ gia húa học, INDOSEAL…)

- Cỏc tớnh năng của bờ tụng đầm lăn: dung trọng, chống thấm, cường độ, tớnh chống xúi mũn

- Phõn lớp đầm lăn và phõn khu bờ tụng trong thõn đập (Mỏc của bờ tụng đầm lăn)

- Bố trớ kết cấu đập bờ tụng đầm lăn toàn khối và phõn khoang (phõn khe ngang)

- Phõn tớch ổn định đập bờ tụng đầm lăn theo mặt trượt là mặt tiếp giỏp xung yếu giữa cỏc lớp rải đầm lăn

- Tớnh toỏn khống chế nhiệt độ và chống nứt thõn đập

b) Tro bay, phụ gia

Phụ gia dùng cho bê tông đầm lăn đập Định Bình gồm 02 loại:

- Phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn: Tro bay nhiệt điện - Phả Lại

- Phụ gia hoá dẻo giảm nước kéo dài thời gian đông kết

c) Chế tạo hỗn hợp bê tông đầm lăn

d) Chế tạo hỗn hợp bê tông biến thái

e) Thí nghiệm bê tông đầm lăn hiện trường

- Thí nghiệm hiện trường về cấp phối thi công BTĐL, xác định cấp phối thi công và chọn công nghệ thi công

- Thí nghiệm với các trọng lượng đầm lăn và chất lượng đầm nén khác nhau:

VI VỀ VẬN DỤNG TIấU CHUẨN CỦA NƯỚC NGOÀI

Ngoài những tiờu chuẩn đó được ban hành tại Việt Nam, trong thiết kế và thi cụng đập BTĐL Định Binh cũn ỏp dụng thờm 1 số tiờu chuẩn Trung Quốc, Mỹ và của Liờn Xụ cũ Cụ thể như sau:

1 Các tiêu chuẩn của Trung quốc

1 Quy trình nổ mìn trong xây dựng thủy lợi thủy điện QTTL-D1-82

2 Bê tông đầm lăm Michel HoTaKhanh (Tiếng Anh) 1999

3 Quy trình thí nghiệm bê tông đầm lăn Trung Quốc

4 Roller Compacted Concrete - RCC dams HoTaKhanh

5 Quy trình thí nghiệm bê tông đầm lăn Trung Quốc SL48-94

6 Yêu cầu kỹ thuật thi công đập bê tông đầm lăn Hội

Long (bản dịch)

Viện Hoàng Hà Trung Quốc

11 Độ ẩm của cát và tiêu chuẩn khống chế trị số Vc khi

thi công đập bê tông đầm lăn (bản dịch) Trung Quốc

12 Tổng quan khống chế chất lượng kết hợp giữa các tầng

của bê tông đầm lăn (bản dịch) Trung Quốc

13

Thí nghiệm chỉ tiêu khối lượng thể tích lèn chặt theo

quy trình thí nghiệm bê tông đầm cán - SL48 - 94 của

Trung Quốc được Bộ Nông Nghiệp và PTNT cho dịch

ra tiếng Việt Nam

SL48 - 94

14 Xác định khối lượng riêng và độ hút nước của cốt liệu

lớn

AASHTO T85-91(1996)

Thí nghiệm RCC theo Quy trình thí nghiệm bê tông

đầm cán – SL48-94 của Trung Quốc được Bộ Nông

Nghiệp và PTNT cho dịch ra tiếng Việt Nam

SL48-94

2 Các tiêu chuẩn của Mỹ

1 ACI Manual of Concrete Practice Part1-2002 ACI

2 ACI Manual of Concrete Practice Part3-2002 ACI

3 Xác định khối lượng riêng và độ hút nước của cốt liệu

lớn

AASHTO T85-91(1996)

4 Hỗn hợp bê tông - Phương pháp xác định khối lượng

thể tích hiện trường

AASHTO 93(1996)

6 Bê tông - Phương pháp xác định mô đun đàn hồi và hệ

7 Tiờu chuẩn thiết kế EM 1110-2-2200 :Thiết kế đập bờ

tụng trọng lực của cục cụng trỡnh quõn đội Mỹ EM 1110-2-2200

8 Tiờu chuẩn thiết kế EM 1110-2-2006 : Đập bờ tụng

đầm lăn của cục cụng trỡnh quõn đội Mỹ EM 1110-2-2006

9 Tiờu chuẩn ACI 207.5R-99 : Bờ tụng đầm lăn của viện

bờ tụng Mỹ xuất bản năm 1999 ACI.207.5R-99

10 Tiờu chuẩn thiết kế: Cỏc điều khoản thiết kế động đất

11

Tiờu chuẩn thiết kế :Thiết kế kết cấu cho đập bờ tụng

3 Cỏc tiờu chuẩn của Nga (Liờn Xụ cũ)

1 Tiờu chuẩn thiết kế trong vựng cú động đất CHиП ІІ – 7-81

2 Tiờu chuẩn thiết kế nền cỏc cụng trỡnh thủy cụng CHиП 2.02.02.85

3 Tiờu chuẩn thiết kế đập bờ tụng và bờ tụng cốt thộp CHиП 2.06.06.85

4 Cỏc qui định chủ yếu về thiết kế CHиП 2.06.01.86

5 Hướng dẫn tớnh toỏn xõm thực cho đập tràn và cỏc

VII MỘT SỐ NHẬN XÉT CHUNG

Bê tông đầm lăn là thành tựu mới của thế giới về công nghệ vật liệu và công nghệ thi công Đập BTĐL phát huy được ưu điểm đập đất về công nghệ thi công, đập bê tông truyền thống về kết cấu

Công nghệ thiết kế, thi công đập BTĐL trên thế giới đã ngày càng hoàn chỉnh, đã có những đập cao gần 200m, đập vòm, đập vòm mỏng được áp dụng công nghệ này

Trung Quốc là nước có nhiều kinh nghiệm và là nước đầu đàn về công nghệ BTĐL, có thể kế thừa công nghệ BTĐL Trung Quốc để xây dựng trường phái BTĐL Việt Nam

Với các ưu điểm nổi trội của công nghệ BTĐL, cần khẩn trương xúc tiến nghiên cứu để sớm ban hành bộ tiêu chuẩn thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn, làm cơ sở pháp lý cho công tác quản lý đầu tư các dự án có xây dựng đập bê tông đầm lăn

1.Về tiêu chuẩn thiết kế

Các công trình và hướng dẫn đã sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam để tính kế các thông số của công trình Tuy nhiên trong hướng dẫn của tập đoàn điện lực còn sử dụng các tiêu chuẩn của Liên Xô cũ và Mỹ (tiêu chuẩn của cục công trình quân đội Mỹ (USACE) và tiêu chuẩn của ủy ban điều hành năng lượng Liên bang FERC(Mỹ)) để tính toán ổn định và ứng suất của công trình Các tiêu chuẩn về vật liệu và thi công RCC cũng áp dụng theo ACI và ASTM Công trình Đồng Nai 3&4 và công trình Pleikrong cũng đã áp dụng các tiêu chuẩn của

Mỹ trong việc thiết kế đập bê tông đầm lăn (Hướng dẫn thiết kế đập bê tông trọng lực EM- 1110-2- 2200 và Hướng dẫn thiết kế đập bê tông đầm lăn EM- 1110-2-2006) Trong khi đó, đập Định Bình được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn thiết kế

đã ban hành của Việt Nam là chủ yếu Do là đập bê tông đầm lăn được xây dựng ở Việt Nam nên công ty tư vấn đã tham khảo thêm ý kiến của các chuyên gia Trung Quốc- là nước có kinh nghiệm trong việc xây dựng các đập bê tông đầm lăn

2.Về công tác khảo sát

Công tác khảo sát địa hình, địa chất cũng được tiến hành bình thường đúng theo trình tự thiết kế đã được qui định

3.Về thu thập tài liệu khí tượng thủy văn

Các tài liệu thu thập để tính toán được lấy từ các trạm thủy văn của các lưu vực lân cận để tính toán

4.Về khảo sát và thu thập tài liệu

Công tác thu thập tài liệu cho thiết kế: Khảo sát địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn, tình hình kinh tế xã hội đối với đập bê tông đầm lăn cũng giống như thu thập đối với việc xây dựng các loại đập khác Không có sự khác biệt nhiều.Nếu có thì cũng chỉ trong khâu xem xét về vật liệu xây dựng Vật liệu xây dựng dùng trong

bê tông đầm lăn có những yêu cầu khắt khe hơn so với các loại đập bê tông thông thường Do đó trong quá trình khảo sát cần tuân thủ đúng theo các tiêu chuẩn hướng dẫn đã ban hành hoặc theo tiêu chuẩn ACI (viện bê tông Mỹ)

5.Về bố trí các hạng mục công trình và chi tiết các hạng mục

Mỗi công trình đầu mối khác nhau có những hạng mục công trình khác nhau Tuy nhiên cũng các những điểm chung về thiết kế đập tràn, đập dâng và các công trình lấy nước khác Đối với công trình Đồng Nai 3 và Đồng Nai 4, mặt hạ lưu đập được thiết kế với những bậc cao 0,9m Trong thi công bê tông đầm lăn thì việc thiết

kế những bậc này sẽ giúp cho quá trình thi công được thuận tiện và nhanh chóng Ngoài ra cũng tiết kiệm được 1 phần bê tông Do việc thi công bê tông đầm lăn là phải rải từng lớp dày khoảng 30 cm sau đó dùng đầm lăn cho đến khi đạt độ chặt yêu cầu nên việc tạo bậc sẽ tạo thuận lợi cho công tác thi công Ở đập Định Bình mái hạ lưu nghiêng với tỷ lệ 1 : 0,75 Với bê tông thường đổ bê tông theo từng khối thì việc tạo mái này không quá khó khăn

Ngoài ra việc phân chia các khoang đập trong thiết kế đập Định Bình cũng chưa hợp lý vì các khoang phân chia vẫn tương đối lớn(các khoang có kích thước khác nhau nhưng có khoang lên tới 50m).Việc phân khoang lớn như vậy có thể tiết kiệm được khớp nối nhưng do nền công trình Định Bình đặt trên mặt lớp tiếp giáp giữa 2 đới phong hóa vừa và nhẹ Do đó nếu phân khoang lớn như vậy sẽ có thể xảy

ra lún không đều đẫn đến đập bị nứt nẻ Công trình Đồng Nai 3 và 4 phân khe trong khoảng 20m (đập tràn) và 19 m (đập chắn) là tương đối hợp lý và tránh được hiện tượng nứt nẻ do lún không đều gây ra

Các chi tiết khác như hành lang kiểm tra trong thân đập, tiêu thoát nước thân đập và nền đập, các khớp nối được bố trí hợp lý và theo đúng các tiêu chuẩn thiết

kế

Ở công trình Đồng Nai 3 và Đồng Nai 4, trong thiết kế đã rất chú trọng việc

bố trí các thiết bị quan trắc trong thân đập: Áp kế hệ thống hở (ống đo áp); Áp kế hệ thống khí (khung dao động hoặc khí nén); Các cặp nhiệt kế; Dụng cụ đo áp lực nước lỗ rỗng; Dụng cụ đo biến dạng trong hố khoan; Các dây dọi ngược; Dụng cụ

đo ứng suất; Dụng cụ đo biến dạng Carlsm (đo rạn nứt); Hệ thống quan sát thấm

chuyển vị nền; Trạm đo khí tượng tự động; Các đồng hồ đo mực nước Trong khi

đó đập Định Bình lại chưa thiết kế các thiết bị quan trắc Các thiết bị quan trắc được

bố trí để kiểm tra mức độ nứt nẻ của kết cấu bê tông, bê tông cốt thép, theo dõi diễn biến mực nước thượng hạ lưu công trình

6.Về tính toán thủy lực đập tràn

Đập Định Bình đã tính toán thủy lực đập tràn dựa theo các tiêu chuẩn về tính

toán thủy lực, sử dụng cachs tính toán theo sổ tay thủy lực Kixelep và các qui phạm tính toán khác để kiểm tra khả năng tháo của tràn mặt và tràn đáy khi chúng làm việc độc lập cũng như khả năng tháo của tràn mặt và tràn đáy khi chúng làm việc đồng thời Kết quả cho thấy tràn mặt và tràn đáy có khả năng tháo hết lưu lượng thiết kế và khi kiểm với trường hợp lưu lượng kiểm tra thì đập cũng làm việc an toàn Từ đó tính toán tiêu năng cho phương án 6 tràn mặt + 6 lỗ xả đáy→ xác định được đường mặt nước trên tràn, các thông số hố xói, chiều sâu bể tường tiêu năng của tràn xả đáy Cuối cùng tính toán thủy lực của 2 cống lấy nước bờ trái và phải Nhìn chung đập Định Bình đã tính toán thủy lực tràn rất chi tiết và cụ thể theo đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật

7.Về tính toán ổn định và độ bền chung của đập

Các công trình đều tuân thủ theo tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002 Tính toán

ổn định và độ bền của đập theo phương pháp trạng thái giới hạn có sử dụng công thức :

hoặc công thức

m

k n N

- Theo trạng thái giới hạn thứ nhất :

nc = 1,0 đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

nc = 0,9 đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt không có động đất

nc = 0,95 đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt có động đất thiết kế

nc = 0,85 đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt có động đất cực đại

nc = 0,95 đối với tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công, sữa chữa

- Theo trạng thái giới hạn 2 : nc =1

Ntt : tải trọng tính toán tổng quát

R : Sức chịu tải tính toán tỏng quát

m: hệ số điều kiện làm việc

kn : hệ số tin cậy

R k

m N n

n tt

c ≤

8.Về tính toán ứng suất đập

Việc tính toán ứng suất thân đập có thể sử dụng nhiều phương pháp: sức bền vật liệu, lý thuyết đàn hồi, phần tử hữu hạn Với trình độ máy tính ngày càng hiện đại thì việc sử dụng các phần mềm tính toán dựa theo phương pháp phần tử hữu hạn

là không mấy khó khăn

Do vậy, các công trình đều ứng dụng phương pháp này trong tính toán ứng suất thân đập.Việc tính toán bằng các phần mềm cho kết quả chính xác và nhanh chóng

9.Về tính toán nhiệt độ và ứng suất nhiệt

Đối với đập bê tông đầm lăn trọng lực thì việc tính toán nhiệt độ và ứng suất nhiệt độ là hết sức quan trọng Qua trình thủy hóa của xi măng sẽ làm tăng nhiệt độ trong khối bê tông, sau đó bê tông tỏa nhiệt và nguội dần Quá trình nguội dần đó không đều nên trong bê tông phát sinh ứng suất kéo và nén Vì vậy trong hướng dẫn của tập đoàn Điện lực đã qui định khá chi tiết về việc tính toán ứng suất nhiệt Công trình thủy điện Đồng Nai 3 & 4 cũng đã tính toán ảnh hưởng của nhiệt độ trong khi thiết kế công trình Tuy nhiên, đập Định Bình lại chưa tính đến ảnh hưởng của nhiệt

độ và cũng không tính toán ứng suất nhiệt

Trên đây một số vấn đề chính cần lưu ý khi thiết kế công trình bê tông đầm lăn Đập Định Bình là đập trọng lực bê tông đầm lăn được xây dựng lần đầu tiên của nước ta nên trong thiết kế cũng tồn tại 1 số vấn đề tuy không lớn nhưng nếu bổ sung thì hoàn thiện hơn

VIII VỀ XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

Tháng 4-2007, Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1 đã biên soạn: Hướng dẫn sử

dụng Tiêu chuẩn thiết kế, thí nghiệm và nghiệm thu đập RCC Đến nay tài liệu này

đang được tham khảo với mức độ theo đúng như tên “Hướng dẫn sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế, thí nghiệm và nghiệm thu dập RCC” của nó

Hiện nay Việt nam chưa ban hành qui chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật riêng về đập BTĐL Vì thế, nghiên cứu để biên tập qui chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam về vật liệu, thiết kế, thi công, nghiệm thu đập BTĐL đang là vấn đề lớn đặt ra

1 Sự cần thiết ban hành Quy chuẩn và tiêu chuẩn về thiết kế đập BTĐL

Thực tế này dẫn đến chúng ta mượn hoặc lấy theo tiêu chuẩn nước ngoài Điều này có thể hiểu do chúng ta mới “ồ ạt” bắt tay vào thiết kế xây dựng đập bê tông đầm lăn, thực tế phát triển không thể đợi tiêu chuẩn ra đời được Nhưng rõ ràng thực tế này dẫn đến một điều dễ nhận thấy là tính thống nhất về cơ sở pháp lý,

về kỹ thuật chưa có

công trình Nhưng ở công trình vừa (Hđ<75m) thì chưa cần tới một tiêu chuẩn riêng cho mỗi công trình, thì có một tiêu chuẩn chung điều chỉnh nội dung, khối lượng, phương pháp, mức độ chính xác là cần thiết

2 Sự cần thiết điều chỉnh nội dung các tiêu chuẩn chuyên đề

Hiện nay chưa có những tiêu chuẩn riêng hoặc một số khoản riêng giành cho khảo sát, thiết kế đập bê tông đầm lăn ở trong các tiêu chuẩn chuyên đề dùng chung cho thiết kế công trình thủy lợi, bao gồm:

- Khảo sát địa chất (nền, vai, vật liệu xây dựng)

- Cấp phối vật liệu và phụ gia.(mới có TCXDVN 395 -2007: Phụ gia khoáng

cho Bê tông đầm lăn)

- Động đất (tùy theo quy mô đập để có quy định đánh giá độ nguy hiểm của động đất một cách hợp lý)

- Ứng suất nhiệt và phân vùng nhiệt độ

- Phân tích ứng suất động (trường hợp, phương pháp, chuẩn đánh giá )

- Xử lý nền và vai đập, liên kết giữa đập với nền, giữa các lớp

- Phân khoang

- Phối hợp giữa đập bê tông đâm lăn và bê tông thường

- Chống thấm trong thân đập

- Thoát nước nền và thân đập

- Quan trắc (phần đặc thù) và nghiên cứu thực tế

Như vậy, dẫn đến sự cần thiết xem xét điều chỉnh nội dung của các tiêu chuẩn chuyên đề để phù hợp với tính đặc thù của đập bê tông đầm lăn

IX KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Các cơ quan thẩm tra và tham mưu ra quyết định phê duyệt do chưa có Tiêu chuẩn Việt Nam cho lĩnh vực này, cũng gặp không ít khoa khăn để tác nghiệp theo chức năng của mình

Rõ ràng, để tiến hành thiết kế, thí nghiệm, thi công và khống chế chất lượng xây dựng đập BTĐL cần phải sớm nghiên cứu biên soạn tiêu chuẩn Việt Nam về vật liệu, thiết kế, thi công và nghiệm thu đập bê tông đầm lăn

Tiêu chuẩn kỹ thuật, hướng dẫn, sổ tay về vật liệu, thiết kế, thi công, nghiệm thu đập BTĐL của nước ngoài qua nhiều thời kỳ rất phong phú Việc sưu tầm, chọn lọc và giới thiệu vẫn là công việc rất cần thiết Sự hợp tác, chia sẻ thông tin, kinh nghiệm giữa các cơ quan, cán bộ chuyên môn của các lĩnh vực quản lý, nghiên cứu

và giảng dạy, tư vấn, nhà thầu xây dựng sẽ góp phần nâng cao chất lượng công nghệ xây dựng nói chung và ứng dụng công nghệ BTĐL để xây dựng đập ở nước ta nói riêng

Dùng đập bê tông đầm lăn cho đập Định Bình là đúng đắn, có ý nghĩa quan trọng để mở ra khả năng áp dụng công nghệ mới về bê tông đầm lăn ở nước ta Đập không cao, không cần có tiêu chuẩn thiết kế riêng là chấp nhận được

Áp dụng các tiêu chuẩn khảo sát, thiết kế chung hiện hành về công trình thủy lợi, về đập bê tông cho đập Định Bình là điều đúng đắn

Vận dụng những tiêu chuẩn nước ngoài và tiêu chuẩn nước ngoài đã được Việt Nam hóa qua tiêu chuẩn thiết kế một công trình cụ thể là cách thức giải quyết phù hợp với thực tế chưa có tiêu chuẩn riêng Nhưng điều này cũng bộc lộ những bất cập, thiếu tính thống nhất, thiếu cơ sở pháp lý và chừng mực nào đó cũng thể hiện chưa “chuẩn hóa"