Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê tông

Đập đá nện phủ bản mặt bê tôngđược xây dựng trên khắp thế giới do có những ưu điểm nổi bật như: tính ổn định cao, sử dụng vật liệu đá tại địa phương, thi công dễ dàng, kinh tế, thích ngh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH

  

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

BÊ TÔNG NÂNG CAO

Họ tên giảng viên: TS Dương Đức Tiến

Họ tên học viên: Phạm Văn A

Lớp: CH20 – ĐH2

Mã số học viên:

Ninh Thuận – 20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH

  

TIỂU LUẬN MÔN HỌC TRÌNH BÀY CẤU TẠO CÁC KHỚP NỐI CHỐNG THẤM CHO ĐẬP ĐÁ ĐỔ BẢN MẶT BÊ TÔNG

Họ tên giảng viên: TS Dương Đức Tiến

Họ tên học viên: Phạm Văn A

Lớp: CH20 – ĐH2

Mã số học viên:

Ninh Thuận – 20

TIỂU LUẬN MÔN HỌC :

CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG NÂNG CAO

NHÓM 8 Câu hỏi Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê

tông Các kỹ thuật cơ bản khi thi công bản mặt bê tông và thi công kết cấu chông thấm?

Phân tích các điều kiện tương ứng với các công trình tại Việt Nam (Tuyên Quang, Cửa Đạt, )

Trả lời.

I Trình bày cấu tạo các loại khớp nối chống thấm cho đập đá đổ bản mặt bê tông.

Đập đá nện phủ bản mặt bê tôngđược xây dựng trên khắp thế giới do có những

ưu điểm nổi bật như: tính ổn định cao, sử dụng vật liệu đá tại địa phương, thi công dễ dàng, kinh tế, thích nghi với các điều kiện địa hình & địa chất, vận hành an toàn và dễ sửa chữa

Đập đá đổ chống thấm bằng bê tông bản mặt từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi

ở các nước tiên tiến và ngày càng được hoàn thiện hơn về thiết kế cũng như công nghệ thi công Loại đập này có ưu điểm vượt trội so với các hình thức đập khác là chủ động được thời gian thi công, ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết nên rút ngắn được thời gian thi công Tuy nhiên để phát huy được chất lượng và lợi thế của công nghệ thi công đập đá đổ bản mặt bê tông đòi hỏi phải có biện pháp về kỹ thuật và tổ chức thi công thích hợp, thiết bị xe máy hiện đại và đồng bộ, đặc biệt là công tác đắp đập đạt được yêu cầu về ổn định, xử lý tốt bản chân, khớp nối nhằm đảm bảo an toàn đập về chuyển vị và biến dạng do lún và các tác nhân khác

Bố trí khe nối bản mặt chính là bố trí một số khe co dãn ở trên bản mặt (trong khe co dãn chỉ ngăn nước), sẽ phân cách bản mặt thành một số dải hoặc tấm, khiến bản mặt dễ dàng co dãn làm giảm nhỏ ứng suất nhiệt và mỗi dải hoặc tấm bản mặt dễ dịch chuyển với một lượng nhỏ trên lớp đệm mái dốc thích ứng với biến hình của

khối đá làm giảm nhỏ ứng suất kết cấu, ngăn ngừa phát sinh rạn nứt Trong thiết kế vài đập đá đổ bản mặt bê tông thời kỳ sơ khai, thường bố trí trên bản mặt khe co dãn hướng dọc mái và ngang mái, phân bản mặt thành rất nhiều hình vuông hoặc tấm ngắn, khiến mỗi tấm bản mặt co dãn độc lập trên lớp đệm mái dốc Sau này, tích luỹ kinh nghiệm thực tiễn và thuận tiện thi công, ngoài khe nối giữa tấm chân bê tông và dưới cùng bản mặt, chỉ bố trí khe co giãn trên phương dọc mái, trên phương ngang mái không bố trí khe co giãn chỉ bố trí khe thi công, cốt thép hướng dọc mái trong bản mặt đều xuyên qua khe thi công; điều này khiến bản mặt theo phương ngang bị phân tách thành một số dải dài, mà mỗi một dải dài theo phương dọc mái liên kết thành một chỉnh thể, điều này cũng có lợi khi sử dụng trượt tiến hành thi công bản mặt

Khoảng cách giữa khe co dãn dọc của bản mặt chủ yếu quyết định bởi độ lớn của ứng suất co giãn và nhiệt độ trong bản mặt và biến hình của khối đá, hình thức mặt ngang lòng sông nơi xây đập và điều kiện thi công

Khớp nối giữa các bản mặt bê tông bao gồm khớp nối chữ E và khớp nối chữ D

Cấu tạo khớp nối chữ E bao gồm: Tấm phủ “SR” 570x3mm, thép góc tráng kẽm 50x50x6mm, thanh cao su nhân tạo D40 và D12, bu lông tráng kẽm M10x100, tấm đồng “W’’, tấm cao su nhân tạo 500x4mm, nhựa bi tum và vữa ASPHALT

Cấu tạo khớp nối chữ D bao gồm: Tấm phủ “SR” 570x3mm, thép góc tráng kẽm 50x50x6mm, thanh cao su nhân tạo D40, bu lông tráng kẽm M10x100, tấm đồng

“D”, tấm đồng “W’’, tấm cao su nhân tạo 500x4mm, nhựa bi tum và vữa ASPHALT

II Các kỹ thuật cơ bản khi thi công bản mặt bê tông và thi công kết cấu chông thấm?

II.1 Thi công bản mặt bê tông.

Thời điểm đổ bê tông bản mặt, phân đoạn đổ căn cứ chiều cao đập, sơ đồ dẫn dòng thi công, thời đoạn tích nước Nếu phân đoạn thì khe tiếp giáp 2 đợt đổ phải được xử lý đúng quy định của khe thi công; trên mặt phủ 1 lớp keo SR đề phòng có khe nứt do co ngót Nên đổ bê tông bản mặt khi độ lún của đập tương đối ổn định Quá trình đắp đập đã phải đồng thời lắp đặt các thiết bị quan trắc và theo dõi ngay độ lún

Trước khi thi công bản mặt phải phóng mẫu theo ô vuông trên mái của vùng đệm Đo đạc kiểm tra độ bằng phẳng bề mặt mái, sau thời gian đắp, đập bị lún sẽ gây lún mái

Thi công bằng ván khuôn trượt, yêu cầu mặt bằng phải đủ rộng để bố trí máy tời, đường vận chuyển bê tông

Trình tự đổ các tấm bê tông bản mặt theo nguyên tắc cách đoạn Ván khuôn trượt được thiết kế theo các nguyên tắc sau:

+ Thích hợp về chiều rộng mỗi tấm bản mặt (0.1H ± 2m), mặt tiếp giáp bê tông phải nhẵn, phẳng Mặt trên ván khuôn trượt đủ rộng để người công nhân hoạt động san, đầm bê tông và các thao tác khác;

+ Đủ độ bền và độ cứng, thoả mãn yêu cầu về đầm và áp lực bề mặt

+ Tiết kiệm việc nối hoặc cắt thép

+ Trọng lượng phù hợp, lắp dựng, vận hành, tháo dỡ thuận tiện dễ dàng

+ Phải có các giải pháp về an toàn Ván khuôn trượt nên có thiết bị hãm được treo trên lưới cốt thép Các móc chôn giữ phải chắc chắn

Ván khuôn thành bên của bản mặt có thể dùng gỗ hoặc kim loại Chiều cao của ván khuôn phù hợp với chiều dày của bản mặt Phân đoạn theo chiều dài, neo giữ cố định tuỳ theo thực tế sao cho tiện lợi trên mặt dốc Nếu ván khuôn thành đứng dùng làm chỗ dựa cho ván khuôn trượt thì chúng phải thiết kế cụ thể Thường gia công hàng loạt và phân biệt theo cao trình đặt ván khuôn bên cho tiện sử dụng và lắp dựng

Đổ bê tông phải tuân theo các quy định sau:

+ Bê tông phải được rải đều trong khoảnh, chiều dày mỗi lớp là 250∼300mm Bê tông quanh tấm chắn nước phải dùng thủ công rải, không để xảy ra hiện tượng phân

cỡ, phân tầng

+ Sau khi rải xong kịp thời đầm ngay Khi đầm, máy đầm không được chạm vào ván khuôn, cốt thép và tấm kim loại chắn nước Đầm bằng đầm dùi, phải cắm xuống lớp trước 50mm Khi đầm quanh tấm kim loại chắn nước nên dùng loại đầm dùi nhỏ

cỡ φ30mm và phải đầm cẩn thận, có biện pháp bảo vệ để vữa xi măng không chui vào trong khớp nối

+ Máng chuyển vữa bê tông phải kín nước, số lượng máng bố trí phù hợp với bề rộng tấm bê tông và cấu tạo ván khuôn trượt Không được dùng đầm để san bê tông, không để bê tông tràn lên bề mặt của ván khuôn Trước mỗi lần trượt ván khuôn phải

làm sạch bê tông rơi rớt trước đó Thông thường san bê tông từ vị trí máng ra hai phía bằng trục xoắn kiểu ren vít

+ Bê tông mới thoát khỏi ván khuôn phải xoa phẳng và che phủ bề mặt ngay + Mỗi lần trượt không quá 300mm Thời gian 2 lần trượt liền nhau không nên quá 30 phút, tốc độ trượt bình quân từ 1,5m/h đến 2,5m/h Phải theo dõi và điều chỉnh cho phù hợp

+ Khe thi công ngang của bản mặt nên để ở vị trí song song với cốt thép ngang ở mặt dưới và theo chiều pháp tuyến của mái Cốt thép phải xuyên qua khe thi công

Xử lý khe thi công phải tuân thủ theo quy định của tư vấn thiết kế

+ Khi tiếp tục đổ bê tông đợt sau, hoặc trước lúc đổ bê tông đế của tường chắn sóng phải kiểm tra và xử lý cẩn thận sự tách biệt giữa bản mặt với tầng đệm

+ Kiểm tra chất lượng thi công bê tông bản mặt phải theo quy định Phải đo độ sụt và lượng hàm khí của bê tông ở hiện trường, phải điều chỉnh nếu cần thiết Lấy mẫu để kiểm tra cường độ, độ chống thấm v.v

Kiểm tra và xử lý vết nứt nẻ:

Sau khi đổ xong bê tông của bản chân và bản mặt, phải lập hồ sơ riêng theo dõi tình hình phát triển của vết nứt, số lượng vết nứt, chiều rộng vết nứt, trạng thái vết nứt và phải được xử lý triệt để theo thiết kế riêng

Nếu vết nứt rộng quá 2mm hoặc phán đoán là nứt xuyên thì phải xử lý đáp ứng theo yêu cầu của thiết kế Cách xử lý tuỳ tình hình cụ thể chọn cách lấp kín khe nứt bằng chất dẻo chuyên dụng hoặc phụt vữa hoặc kết hợp cả hai phương pháp

II.2 Thi công kết cấu chông thấm.

Bề mặt của lớp vữa đệm dưới khe nối đứng phải phù hợp với thiết kế; độ sai lệch cho phép là ±5mm khi kiểm tra mặt phẳng bằng thước dài 2m Chiều rộng và dày của lớp vữa không nhỏ hơn so với thiết kế

Ván khuôn thành bên cố định chắc chắn cùng với tấm chắn nước của khớp nối Sai số cho phép như sau:

– Sai lệch với khe phân đoạn của thiết kế là ±3mm.

– Độ thẳng đứng là ±3mm

– Đỉnh của ván khuôn bên sai với tuyến thiết kế là ±5mm

Lưới cốt thép của bản mặt bố trí theo thiết kế, có thể dùng cách lắp ráp lưới được gia công tại xưởng hoặc lắp dựng tại chỗ Gá, đỡ thép được thiết lập trên vùng đệm phải tuân theo thiết kế

Các đập bê tông đá đổ bê tông bản mặt bê tông đã thi công ở Việt Nam

TT Tên công

trình Địa điểm

Chiều cao (m)

Chiều dài (m)

Bề rộng đỉnh đập (m)

Ghi chú

1 Cửa Đạt Sông Chu –

Thanh Hóa 118,5 950 10

2 Tuyên Quang Sông Gâm –

Tuyên Quang 92,20 718 10

3 Quảng Trị Thạch Hãn –

Quảng Trị 78,0 293 8

4 Kanak Sông Ba – Gia Lai 68,0 849 10

5 Sông Bung 2 Quảng Nam 96,0 477 8,5

Công trình thủy điện Tuyên Quang:

Hình 1: Thủy điện Tuyên Quang là đập lớn bằng vật liệu đá nện có bản mặt bêtông

(CFRD) được khởi công đầu tiên ở nước ta vào tháng 12/2003.

Đập CFRD cũng là công nghệ đang được ứng dụng phổ biến hiện nay trên thế giới Kết cấu đập này có tính an toàn cao, ít kén chọn điều kiện địa hình hay địa chất,

có thể thi công ở mọi loại thời tiết, tận dụng được tối đa các loại đá thải loại từ việc đào hố móng đập, đập tràn hoặc đường hầm, mang lại hiệu quả lớn về kinh tế và kỹ thuật Về nguyên lý, kết cấu đập gồm hai khối chính: khối chịu lực với yêu cầu bảo đảm cho đập ổn định dưới áp lực nước của hồ chứa, cấu tạo chủ yếu là khối đá được đắp và đầm nén kỹ như công nghệ làm đường giao thông, trong đó một khối được làm từ đá chọn lọc từ mỏ đá; khối còn lại được làm từ đá thải loại tận dụng từ đá đào

hố móng đập, đập tràn hoặc đường hầm để giảm giá thành xây dựng đập cũng như giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Đập có hai bộ phận chống thấm bao gồm bản mặt và bản chân được làm bằng bê tông cốt thép với yêu cầu kín nước để hạn chế tối đa rò rỉ nước từ hồ chứa, tránh mất nước và gây xói thân đập, làm mất an toàn đập Bản mặt được thiết kế chủ yếu để bảo đảm yêu cầu chống thấm và đủ đàn hồi theo biến dạng của mặt thượng lưu đập, nên có bề dày khá mỏng Khả năng chịu lực của bản mặt chủ yếu dựa vào sự tiếp xúc chặt chẽ của bản mặt với mặt thượng lưu của thân đập Vì thân đập được đầm nén kỹ, ít bị biến dạng nên bản mặt bê tông hầu như không chịu uốn mà chỉ chịu biến dạng co ngót hoặc giãn nở do thay đổi nhiệt độ của môi trường xung quanh

Hiện nay, công nghệ đập CFRD đã được áp dụng thành công tại các đập thủy điện Tuyên Quang, Quảng Trị, Ka Nắk, Cửa Đạt (đập thủy lợi) và đang áp dụng tại các đập thủy điện Sông Bung 2 và Xêkaman 3 (Lào) Qua thực tế xây dựng đập CFRD, trình độ khoa học công nghệ của các đơn vị thiết kế, thi công cũng tiến bộ vượt bậc Cụ thể đã chủ động và giữ vai trò chủ trì trong nghiên cứu cấp phối đá đắp

trong thiết kế các đập cao; đồng thời làm chủ được công nghệ thi công các khối đập,

bê tông bản mặt, xử lý bản chân, dẫn dòng thi công qua đập xây dở…

Trước đây, các đập được thiết kế và thi công tại nước ta chủ yếu có kết cấu đất đắp hoặc đất đá đắp như các đập thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Trị An, Đa Nhim và hầu hết các đập thủy lợi khác Các đập này có lợi thế là giá thành rẻ do chủ yếu sử dụng vật liệu địa phương, không yêu cầu cao về điều kiện địa chất nền nhưng cũng

có nhiều hạn chế như tốc độ đắp đập chậm, thi công phụ thuộc điều kiện thời tiết, khó khăn trong việc bố trí đập tràn và công trình dẫn dòng, xử lý chống thấm phức tạp, khó đảm bảo yêu cầu thiết kế về dung trọng và độ ẩm của vật liệu đắp Đối với các đập bê tông truyền thống (CVC), hạn chế lớn nhất là phải thi công theo từng khối đổ nhỏ (tốc độ thi công chậm), phải xử lý làm mát bê tông cả trước và sau khi đổ để hạn chế ứng suất nhiệt gây nứt đập, khối lượng xi măng sử dụng nhiều (khoảng 200-300 kg/m3)

Hiện nay, việc thi công xây dựng các công trình thủy điện, nhất là các thủy điện lớn đều do các Tập đoàn, Tổng công ty, Công ty xây dựng chuyên ngành có nhiều kinh nghiệm, năng lực đảm nhận và được thực hiện qua hình thức Tổng thầu Công tác giám sát và quản lý chất lượng thi công được chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế,

Tư vấn giám sát và Nhà thầu xây dựng thực hiện tuân thủ nghiêm ngặt các quy định tại các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng, các quy định về quản lý đầu tư, quản lý chất lượng công trình xây dựng hiện hành của Việt Nam Đối với các quy định mà hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam chưa có, chủ đầu tư phải báo cáo các cơ quan có thẩm quyền xin phép áp dụng các tiêu chuẩn của nước ngoài (theo quy định trước đây) Ngoài ra, đối với một số dự án thủy điện có đập CFRD, tùy theo mức độ quan trọng và tính chất phức tạp của công trình, còn có sự tham gia của các

tổ chức tư vấn nước ngoài để trợ giúp chủ đầu tư trong công tác lập, thẩm định và phê duyệt thiết kế kỹ thuật công trình

Đánh giá của các chuyên gia xây dựng cho thấy việc áp dụng các công nghệ tiên tiến trên thế giới và hàng loạt sáng kiến khoa học của những người xây dựng thủy điện Việt Nam trong thời gian qua như công nghệ CFRD đã mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội cao, giảm chi phí xây dựng công trình, thi công bê tông đạt cường độ rất cao để rút ngắn thời gian xây dựng đập Bên cạnh đó, công tác nghiên cứu, thí nghiệm về vật liệu cho bê tông CFRD cũng đã phát triển mạnh mẽ, sử dụng được khối lượng lớn tro bay thải của các nhà máy nhiệt điện, góp phần giảm ô nhiễm môi trường cũng như chi phí xử lý chất thải cho các nhà máy nhiệt điện Mặt khác, các đơn vị tư vấn trong nước đã làm chủ được công nghệ thiết kế đập CFRD