Thiết Kế Thi Công Đập Bê Tông Trọng Lực Công Trình Thủy Lợi Tân Giang ( Đoạn IX )

THIẾT KẾ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰCCÔNG TRÌNH THỦY LỢI TÂN GIANG ĐOẠN IX Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí địa lý Tỉnh Ninh Thuận là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ.. 1.6 Nguồn

VIỆN ĐÀO TẠO VÀ KHOA HỌC ỨNG DỤNG MIỀN TRUNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THI CÔNG THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG

Phan Rang, 05 – 2017

THIẾT KẾ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI TÂN GIANG

( ĐOẠN IX )

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Ninh Thuận là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ Phía Bắc giáp tỉnhKhánh Hòa, phía Tây giáp tỉnh Lâm Đồng, phía Đông và Đông Nam là biển Đông,Phía Nam giáp tỉnh Bình Thuận Tỉnh được thành lập chính thức từ tháng 4 năm 1992sau khi tách ra từ tỉnh Thuận Hải Toàn tỉnh có 5 huyện và một thị xã: Ninh Phước,Ninh Hải, Ninh Sơn, Bác Ái, Thuận Bắc và thị xã Phan Rang – Tháp Chàm

Huyện Ninh Phước là huyện Phía Nam của tỉnh Ninh Thuận Bắc giáp thị xãPhan Rang-Tháp Chàm, nam giáp huyện tuy Phong của tỉnh bình Thuận, phía tây giáphuyện Ninh Sơn và phía Đông là biển Đập Tân Giang được xây dựng trên sông Lu,thuộc xã Phước Hà, Huyện Ninh Phước, Tỉnh Ninh Thuận Vị trí công trình cách trungtâm huyện Ninh Phước (quốc lộ 1A) khoảng 18 km về phía Tây (theo tuyến đườngtrục thi công kết hợp quản lý), có tọa độ địa lý

1.3 Quy mô, kết cấu các hạng mục công trình

1.4.1 Cấp công trình

Cấp công trình được xác định thông qua các thông số về năng lực phục vụ và đăctính kỹ thuật Theo thiết kế kỹ thuật cụm công trình đầu mối Hồ Tân Giang có cấpthiết kế là cấp 3

1.4.3 Các thông số cơ bản của công trình:

- Đoạn đập không tràn và tràn tự do có mặt cắt chuẩn dạng tam giác, mặt thượnglưu vuông góc với nền đập, mặt hạ lưu nghiêng với hệ số mái dốc m = 0,7

tông hoặc bê tông cốt thép M200 chống thấm, dày từ 1,0m ÷ 2,0m Đáy đập có lớp bêtông M200 móng dày 1m, bên trong là bê tông M150

bình từ 1,5 ÷ 2,0 m Thân đập và mái hạ lưu là bê tông M150 (hạt mịn, hạt thô)

chống thấm có lượng mất nước đơn vị q > 0,03 l/ph.m

dài 145 m Xung quanh hành lang là bê tông chống thấm M200 B6

nhất là 38 m, đoạn ngắn nhất là 18m, các đoạn còn lại từ 19 ÷ 23 m

- Thiết bị đóng mở kiểu tời sức nâng Q = 30T

đóng mở bằng máy vít chạy điện 30 VĐ1

mở bằng máy vít chạy điện 10 VĐ1

1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình

1.4.1 Điều kiện địa hình:

bằng Toàn bộ khu vực công trình đầu mối nằm trong vùng đồi núi có chiều cao vượttrội hơn hẳn so với vùng đồng bằng khá bằng phẳng ở phía đông Lòng Hồ Tân Giangnằm ở cao độ từ 85÷120, xung quanh là những dãy núi trùng điệp bao quanh phía

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ ĐỊA HÌNH LÒNG HỒ

Ya và Là Hà các suối chảy trên sườn có độ dốc lớn, chiều dài ngắn do đó dòng chảykhá dữ dội đặc biệt là mùa mưa lũ

1.4.2 Đặc trưng địa hình của hồ chứa:

Đặc trưng địa hình của hồ chứa

Bảng 1-1

Hình 1-1: Biểu đồ quan hệ địa hình lòng hồ

1.4.3 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn:

1.4.3.1 Đặc điểm khí hậu:

Dựa vào tài liệu đo đạc của các trạm đo mưa ở Nhị Hà, Vụ Bổn, Quán Thẻ, PhanRang; Trạm khí tượng Nha Hố, Phan Thiết; Trạm thủy văn Nhâm Thuận, Sông Lũy do

ngành khí tượng thủy văn cung cấp, bằng phương pháp phân tích thống kê cho thấyvùng dự án có các đặc trưng khí tượng khí hậu như sau :

 Nhiệt độ không khí:

 Độ ẩm tương đối của không khí:

Độ ẩm tương đối thấp trung bình nhiều năm là 75%, độ ẩm tuyệt đối thấp nhất là20%

năm mặt trời đi qua thiên đỉnh hai lần (tháng 4,5 và tháng 8), tạo ra lượng bức xạ cao

vào loại lớn nhất nước ta Số giờ nắng trong năm rất cao, trung bình trên 2600 giờ/năm

Tốc độ gió lớn nhất khá lớn, thay đổi theo nhiều hướng, nhiều ngày gây ra bốc hơinhanh Tốc độ gió trung bình lớn nhất là 17,7 m/s Tốc độ gió lớn nhất đo được năm1979,1981 là 24,0 m/s Trong vùng ít ảnh hưởng của bão

Tốc độ gió lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế Bảng 1-5

P%

 Bốc hơi:

ở trạm Nha Hố cho thấy lượng bốc hơi bình quân nhiều năm đo bằng ống Piche

trong cả nước, lượng mưa trung bình nhiều năm khoảng 700mm Nguyên nhân cơ bản

là do cao nguyên Lâm Đồng và các dãy núi đâm ngang ra biển đã án ngữ gió mùa TâyNam và gió mùa Đông Bắc giữ lại hầu hết lượng bốc hơi nước trước khi đến vùng này.

nhưng lượng mưa không đáng kể Có thể coi đây là vùng chuyển tiếp của hai miền chế

độ mưa: Duyên Hải Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất P = 10% tại vị trí Tân Giang như bảngsau :

W p (10 6 m 3 ) 54,12 25,772 19,825 9,011 11,805 17,117 53,062 18,234 24,069 54,637 224,01 444,08

 Dòng chảy lũ:

Được chuyển từ giá trị lớn nhất đã xuất hiện hàng tháng tại trạm sông Luỹ về TânGiang kết quả như sau:

Dòng chảy 10% các tháng mùa kiệt và lũ tiểu mãn, lũ sớm như sau :

Đặc trung dòng chảy mùa kiệt và mùa lũ: Bảng 1-11

 Dòng chảy rắn (dòng chảy bùn cát) :

Tổng lượng dòng chảy rắn ( lượng bùn cát ) hàng năm :

1.4.4 Đặc điểm địa chất công trình, địa chất thuỷ văn:

hẹp nhất với chiều dài tuyến đập 325m, chiều rộng lòng sông khoảng 80m Các dãynúi chọn làm tuyến đập có hướng chạy dài thành dải Đông Bắc Tây Nam, địa hình haivai đập khá dốc

đều bị bao phủ bởi một lớp trầm tích đệ tứ có nguồn gốc pha tàn tích dạng á sét lẫndăm sạn và tảng lăn Chiều dày của trầm tích đệ tứ không đều trung bình từ 35 m

Granit biotit horblen; Granit porphyr; Diabase chứa thạch anh dạng pophyr; với mức

độ phong hóa từ mạnh đến nhẹ tươi, song chiều dày của lớp phong hóa đó không lớn

mức độ nứt nẻ trong từng loại đá khác nhau Các hệ thống khe nứt có hướng dốc chính

đổ từ bờ phải sang bờ trái

kết cấu đập (Đập bê tông) Song phải bóc bỏ lớp đá lăn đá tảng, phá các mô đá nhọn ởtoàn tuyến và phải xử lý chống thấm cho nền đập

đảm bảo yêu cầu chịu lực

1.4.5 Tình hình dân sinh kinh tế và xã hội:

Ninh Sơn, Ninh Hải, Ninh Phước và Thuận Bắc Thành phố Phan Rang - Tháp Chàm

là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa của cả tỉnh

Bảng 1-11

phường,thị trấn

Diện tích

Tỉnh Ninh Thuận 44 15 3.358,00 564.403 168

diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh, dân số chiếm 28,8% dân số toàn tỉnh nhưng tổng thungân sách chiếm tới 81% tổng thu ngân sách của toàn tỉnh

nông-lâm-thủy sản chiếm tỷ trọng lớn:

dự án có diện tích chiếm 14,18% toàn tỉnh, 57,3% toàn huyện Ninh Phước nhưng dân

số chỉ chiếm 9,7% toàn tỉnh chiếm 35% toàn huyện chứng tỏ mật độ dân cư thấp, cótiềm năng lớn về đất đai để khai phá đưa dân cư đến lập nghiệp, giảm mật độ dân cư ởthành phố và thị trấn

Đrắc Klây chiếm 6,5% Riêng người Chăm ở đây chiếm 1/2 dân số người Chăm toànhuyện 50,88%

Ninh Sơn) riêng vùng dự án có đời sống thấp nhất do kinh tế chưa phát triển, tàinguyên đất đai chưa được khai thác vì thiếu nước Số hộ thiếu ăn nửa năm chiếm đến27% Trình độ dân trí cũng như các cơ sở hạ tầng (y tế, giáo dục, giao thông vận tải,thông tin liên lạc…) còn ở mức độ thấp

tỉnh lộ nối với quốc lộ 1A tới công trường

1.5 Điều kiên giao thông

Các cơ sở hạ tầng đang ở thời kỳ sơ khởi và phát triển chậm chạp sau chiến tranhnên còn thấp kém và thiếu thốn Về giao thông có đường xe lửa Bắc- Nam và quốc lộ1A chạy qua huyện Ninh Phước, cách trung tâm vùng dự án 5 đến 10 km Trong vùng

có nhiều đường đất hoặc rãi đá cấp phối đi về các xã, gần các vị trí công trình của dự

án như tuyến Phú Qúi - Phước Hà - Nhị Hà nối liền trung tâm huyện đến gần vị trí đầumối hồ chứa dài 15 km Do đó chỉ cần đầu tư mở rộng và nâng cấp để tạo thành đườngtrục chính thi công

1.6 Nguồn cung cấp vật liệu, điện, nước

1.6.1 Nguồn cung cấp vật liệu : Vật liệu xây dựng công trình có trữ lượng và chất

lượng đạt yêu cầu gồm những vật liệu chủ yếu như:

Các bãi vật liệu chủ yếu là cát, sỏi sạn chiếm hàm lượng nhỏ với trữ lượng tổng cộngkhoảng 80000m³, cự ly vận chuyển từ 5÷20km, khai thác và vận chuyển thuận lợi vìgần đường giao thông

trữ lượng không hạn chế Điều kiện mở rộng công trường và khai thác vận chuyển rấtgần và thuận tiện Ngoài ra còn có thể tận dụng đá đào hố móng tràn xả lũ để đưa vàoxây dựng

không xa do đó những vật liệu như xi măng, sắt thép, rất thuận tiện cho việc vậnchuyển

1.6.2 Nguồn cung cấp nước:

Dòng sông Lu có nước chảy quanh năm nên rất thuân lợi cho việc cấp nước sinhhoạt cũng như phục vụ cho thi công

1.6.3 Nguồn cung cấp điện:

Hiện tại không có điện cao thế gần khu vực xây dựng công trình Vì vậy cầnxây dựng một trạm biến áp có công suất 250KVA để phục vụ trong quá trình xây dựng

và phục vụ công tác quản lý công trình sau này

1.7 Điều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nhân lực

ngũ cán bộ, công nhân của đơn vị thi công phải lành nghề, nắm vững khoa học kỹthuật Nếu sử dụng lực lượng tại chỗ và các đơn vị thi công trên địa bàn tỉnh thì chưa

được mà phải mời các công ty, xí nghiệp xây dựng thuộc bộ NN& PTNT tham gia.Đồng thời huy động nguồn nhân lực phổ thông vùng cùng kết hợp tổ chức thi công đểđảm bảo tiến độ xây dựng, giảm giá thành xây dựng công trình.

các phương tiện phục vụ cho công trường (xe vận chuyển đất đá, máy ủi, máy đào…vàcác phương tiện khác) để làm đường xá, san ủi mặt bằng thi công và chuẩn bị đầy đủvật tư để khi công trường đi vào thi công không bị thiếu

ty chuyên xây dựng các công trình thủy lợi kết hợp với lao động phổ thông ở địaphương thì công trình được xây dựng đúng như thiết kế, đảm bảo công trình sớm đivào hoạt động để phục vụ cho nhân dân quanh vùng

1.8 Thời gian thi công được phê duyệt

Công trình hồ chứa nước Tân Giang được thi công trong thời gian 3 năm kể từngày khởi công

1.9 Những khó khăn thuận lợi trong quá trình thi công

Trong thi công đập bê tông trọng lực vần đề khống chế nhiệt trong bê tông là rấtquan trọng Nhiệt độ khống chế của một khoảnh đổ càng thấp thì chất lượng củakhoảnh đổ đó các tốt Trong khi đó Ninh Thuận là một tỉnh có khí hậu khắc nghiệt,mưa ít nắng nhiều và nhiệt độ trung bình hàng ngày rất cao Vì vậy gây rất nhiều khókhăn cho quá trình thi công

Lực lượng lao động trong vùng dồi dào nhưng trình độ còn thấp chỉ đáp ứngđược nhu cầu lao động thủ công

1.10 Các mốc khống chế:

phần bờ trái (đoạn XI đến XV), bờ phải (I đến VII) tới cao trình +100,00

(đoạn VIII đến X) tới cao trình +100,00, hoàn chỉnh phần đập bờ trái

dòng

- Thời gian hoàn thành cao trình đập thiết kế và hoàn thiện, bàn giao vào 30/12năm thứ 3.

Đ

Chương 2 CÔNG TÁC THI CÔNG BÊ TÔNG 2.1 Tính toán khối lượng và dự trù vật liệu

2.1.1 Tính khối lượng

Bê tông thân tường đập Tân Giang (Đoạn IX)

Khối lượng bê tông đá 2x4 độ sụt M200 : = (5*8,01+(5+18,99)*19,99/2))*23 =

Chủng loại vật tư Đơn vị ĐM 1m3 BT đá 2x4 M200 Tổng KL BT m3 Hệ số hao hụt theo

ĐM

Tổng KL vật liệu

XM PCB40 Kg 266 6.436,09 1,025 1.754.799,94 Cát vàng m3 0,496 6.436,09 1,025 3.272,11

Đá 2*4 m3 0,891 6.436,09 1,025 5.877,92 Nước lít 175 6.436,09 1,025 1.154.473,64

2.2 Phân đợt đổ, khoảnh đổ bê tông :

Dựa vào điều kiện thi công, quy phạm, đặc điểm thi công và điều kiện khống

chế nhiệt dộ phát sinh khi đổ bê tông khối lớn nên trong thời gian thi công ta tiến hành phân khe, khoảnh để thi công:

Đập bê tông trọng lực Tân Giang là công trình có khối lượng lớn Tổng chiều dài đập

là 325m, theo thiết kế phân ra 15 đoạn bởi các khớp nối ngang, nhưng kích thước và khối lượng của mỗi đoạn vẫn rất lớn Vì vậy khi thiết kế thi công không thể đổ bê tôngliên tục thành một khối hoàn chỉnh ngay được, dẫn đến ảnh hưởng tới nhiều yếu tố, tácđộng đến chất lượng của công trình như: phát sinh khe lạnh, sự tỏa nhiệt của bê tông, khả năng thi công Do đó điều kiện bắt buộc khi thi công đập là phải phân thành nhiều khoảnh có kích thước nhỏ phù hợp với điều kiện, khả năng thi công thực tế

Việc phân khoảnh đổ, đợt đổ, lựa chọn kích thước khoảnh đổ ảnh hưởng tới tiến

độ thi công và giá thành công trình, đồng thời ảnh hưởng đến chất lượng công trình

Nếu khoảnh đổ lớn, công tác dựng ván khuôn giảm, tốc độ đổ bê tông nhanh, giảm

được công tác xử lý khe thi công Nhưng nhược điểm là dễ phát sinh khe lạnh, khống chế nhiệt trong khoảnh đổ khó khăn Nếu phân khoảnh đổ nhỏ thì ngược lại

2.2.1 Phương pháp phân khoảnh đổ bê tông:

Khi xác định kích thước khoảnh đổ, đợt đổ ta dựa theo các cơ sở sau:

1 Đặc điểm kết cấu công trình

2 Thành phần cấp phối bê tông

3 Chất lượng của xi măng

4 Năng suất của trạm trộn và công cụ vận chuyển bê tông

5 Phương pháp đổ bê tông

6 Đặc điểm khí hậu vùng xây dựng công trình

7 Phương pháp không chế nhiệt

Khi xác định diện tích khoảnh đổ phải đảm bảo không phát sinh khe lạnh Muốn vậy phải đổ bê tông một cách khẩn trương, liên tục đảm bảo lớp thứ nhất chưa xảy ra hiện tượng ninh kết ban đầu đã đổ, đầm xong lớp thứ hai

Để phân chia khoảnh đổ cho hợp lý tránh phát sinh khe lạnh ta có thể áp dụng công thức sau để xác định diện tích của khoảnh đổ:

Trong đó:

K : hệ số sai lệch trong vận chuyển, K<1;

h: độ dầy của mỗi lớp đổ bê tông thường h=(0,20,4)m;

2) Trường hợp đổ bê tông lớp nghiêng: (Hình 3-2);

Trong đó:

B: chiều rộng của khoảnh đổ, m;

H: Chiều cao của khoảnh đổ, m;

t1, t2, t3, N, K: như công thức (3-18);

3) Trường hợp đổ bậc thang: (Hình 3-3)

Trong đó:

t1, t2, t3, N, K: như công thức trên

Hình 3-1: Đổ lên đều Hình 3-2: Đổ lớp nghiêng Hình 3-3: Đổ bậc thang

1- lớp bê tông đổ trước 2- lớp bê tông đổ sau

2.2.2 Các hình thức phân khoảnh đổ:

1) Kiểu xây gạch (Hình 3-4)

Các khoảnh đổ được bố trí như xây gạch Các khe thi công thẳng đứng so le nhau, các khe nằm ngang chạy suốt từ thượng lưu về hạ lưu Phương pháp này có ưu điểm là xử lý khe thi công đơn giản, bảo đảm tốt tính chỉnh thể cho công trình, nhưng

có nhược điểm là tổ chức thi công phức tạp, tốc độ thi công chậm

2) Kiểu hình trụ (Hình 3-5)

Khe thi công đứng chạy suốt từ trên xuống dưới, khe thi công ngang so le nhau Hình thức phân khoảnh này có ưu điểm là tỏa nhiệt dễ dàng, thi công thuận tiện, có thểdùng ván khuôn tiêu chuẩn, dễ khống chế nhiệt độ co ngót, biến dạng… Nhưng có nhược điểm là xử lý khe thi công phức tạp, công tác ván khuôn lớn

3) Kiểu lên đều (Hình 3-6)

Ngoài khe kết cấu chỉ có khe thi công nằm ngang chạy suốt từ thượng lưu về hạ lưu, không có khe thi công đứng Hình thức này có ưu điểm là khối lượng công

tác ván khuôn giảm, xử lý khe thi công ít Nhược điểm là diện tích khoảnh đổ lớn,khó đảm bảo chất lượng

Hình 3-4: Kiểu xây gạch Hình 3-5: Kiểu hình trụ Hình 3-6: Kiểu lên đều

2.2.3 Lựa chọn kích thước khoảnh đổ:

2.2.3.1: Lựa chọn trường hợp đổ, hình thức phân khoảnh và phân đợt đổ:

Dựa vào phân tích các trường hợp đổ bê tông, các hình thức phân khoảnh đổ bê tông ở trên để lựa chọn khoảnh đổ Đồng thời căn cứ vào điều kiện thực tế như năng lực của các nhà thầu, trình độ của công nhân kỹ thuật để lựa chọn khoảnh đổ, hình thức đổ hợp lý và việc thi công đạt chất lượng nhất

Đối với công trình đập Tân Giang ta chọn hình thức đổ lên đều và đổ lớp nghiêng

3) Đoạn số 4 (lX)

18.99 8.80

GÐ1-Ð1.1 GÐ1-Ð1.3 2.00

GÐ1-Ð5.3 GÐ1-Ð5.1

GÐ1-Ð7.1 GÐ1-Ð7.3GÐ1-Ð8.1 GÐ1-Ð8.3

GÐ1-Ð9.1 GÐ1-Ð9.3GÐ1-Ð10.1

GÐ1-Ð11.1 GÐ1-Ð12.1 GÐ1-Ð13.1

18.99 19.99

3.99

3.78 4.02

2.38 5.00

3.79

11.3

6.9 10.69 2.00

11.2

11.8

GÐ1-Ð2.1 GÐ1-Ð2.3

GÐ1-Ð2.2 GÐ1-Ð2.4

11.7

11.3

8.18 8.05 2.00

11.5

11.5

GÐ1-Ð3.1 GÐ1-Ð3.3

GÐ1-Ð3.2 GÐ1-Ð3.4

11.5

11.5

4.92 7.07 2.00

11.7

11.3

GÐ1-Ð6.1 GÐ1-Ð6.3

GÐ1-Ð6.2 GÐ1-Ð6.4

11.2

11.8

11.3

3.8 5.39 2.00

11.6

11.4

GÐ1-Ð8.1 GÐ1-Ð8.3

GÐ1-Ð8.2 GÐ1-Ð8.4

11.5

11.5

2.49 11.5

11.5

GÐ1-Ð10.1 GÐ1-Ð10.2

BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT CHO TỪNG KHOẢNH ĐỔ

CÔNG TRÌNH : ĐẬP TÂN GIANGHẠNG MỤC : THÂN ĐẬP - PHÂN ĐOẠN IX

STT Tên khoảnh

Kích thước (m)

Khối lượng (m3) Dài

Rộng

Cao Đáy

Khối lượng vữa bê tông cho từng đợt đổ:

Viv = 1,025 ×Vithành khí

Cường độ đổ bê tông từng đợt:

(m3/ca)

Trong đó:

Vithành khí : Thể tích bê tông đã hoàn thành theo thiết kế (m3)

BẢNG TÍNH CƯỜNG ĐỘ ĐỔ BÊ TÔNG

CÔNG TRÌNH : ĐẬP TÂN GIANGHẠNG MỤC : THÂN ĐẬP - PHÂN ĐOẠN IX

k h o ả n h

lư ợn g vữ a bê tô ng ( m 3)

Thời gi a n đ ổ b ê tô n g (h )

Cườ n g đ ộ đ ổ b ê t ô n g ( m 3 / h )

4]

*1,025

1 1 GĐ1

Đ1.1

212,67

16,00

13,29

Đ1.2

211,07

16,00

13,19

Đ1.3

203,85

14,00

14,56

Đ1.4

235,26

16,00

14,70

Đ2.1

158,42

12,00

13,20

Đ2.2

237,56

16,00

14,85

Đ2.3

233,47

16,00

14,59

Đ2

166,91

12,0

13,