CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG THƯỢNG HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA

Đề tài "Công tác ván khuôn và công nghệ thi công tường thượng - hạ lưu đập bê tông đầm lăn là bê tông làm giàu vữa" sẽ đóng góp một phần nhỏ vào công tác ván khuôn thi công đập RCC, nhằm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

-

MAI LÂM TUẤN

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG

TƯỜNG THƯỢNG - HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

-

MAI LÂM TUẤN

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG

TƯỜNG THƯỢNG - HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

LÀ BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

MÃ SỐ: 60 - 58 - 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN HÙNG

HÀ NỘI - 2011

M Ở ĐẦU

1 Tính c ấp thiết của luận văn

Hiện nay, đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá Hàng năm, ngành xây dựng cơ bản nói chung cũng như xây dựng thuỷ lợi, thuỷ điện nói riêng đang tiến hành xây dựng mới cũng như nâng cấp nhiều công trình Thực tế xây

dựng hiện nay với nhiều công trình lớn, yêu cầu khối lượng lớn, chất lượng cao, việc

lựa chọn vật liệu địa phương để xây dựng đập không đáp ứng được Vì vậy việc lựa

chọn xây dựng đập bê tông trọng lực trong các dự án thuỷ lợi, thuỷ điện ngày càng đựơc áp dụng nhiều

Công nghệ thi công bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete - RCC) đã được nghiên cứu và đang được ứng dụng rộng rãi, đối với đập bê tông có khối lượng càng lớn thì hiệu quả áp dụng công nghệ RCC càng cao So với đập bê tông truyền

thống (Conventional Vibrated Concrete - CVC), đập RCC được thi công với tốc độ cao hơn do có thể được cơ giới hoá như dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, máy lu để đầm nén Đập RCC có những ưu điểm so với đập CVC

bởi nhiều lý do, đó là thi công nhanh, giá thành hạ Việc lựa chọn phương án thi công RCC thường đem lại hiệu quả kinh tế cao do rút ngắn thời gian thi công và hạ giá thành

Công tác thiết kế và thi công đập RCC ngày càng hoàn thiện, tiến tới sử dụng đập RCC như một phương án tối ưu thay thế đập CVC Với những nghiên cứu và áp dụng

mới về RCC, có thể áp dụng thi công RCC thuận lợi hơn trên nền có chất lượng không cao Việc sử dụng bê tông làm giàu vữa giúp cho thi công nhanh hơn, đảm bảo yêu cầu

về chịu lực, chống thấm và mỹ thuật

Đề tài "Công tác ván khuôn và công nghệ thi công tường thượng - hạ lưu đập bê tông đầm lăn là bê tông làm giàu vữa" sẽ đóng góp một phần nhỏ vào công tác ván khuôn thi công đập RCC, nhằm đảm bảo chất lượng công trình cũng như nâng cao

hiệu quả của dự án đầu tư

Luận văn cung cấp thông tin một cách tổng quát về thi công RCC, công tác ván khuôn trong thi công đập RCC có tường thượng - hạ lưu là bê tông làm giàu vữa, các

xu hướng mới trong thiết kế và thi công RCC

2 P hương pháp nghiên cứu

- Khảo sát phân tích đánh giá các công trình đã và đang xây dựng

- Tổng hợp, phân tích các tài liệu đã nghiên cứu trong và ngoài nước

- Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC đến chất lượng và tiến độ

- Tính toán, phân tích và đề xuất những giải pháp cho hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC có tường thượng - hạ lưu đập là bê tông làm giàu vữa

3 N ội dung của luận văn

Chương 1: Tổng quan về bê tông đầm lăn

+ Tình hình xây dựng đập bê tông đầm lăn (RCC)

+ Ưu điểm và nhược điểm của đập RCC

+ Các yêu cầu khi thi công RCC

+ Các xu hướng mới trong thiết kế và thi công đập RCC

Chương 2 Công tác ván khuôn thi công bê tông đầm lăn và công nghệ thi công bê tông đầm lăn làm giàu vữa

+ Các hình thức lắp dựng ván khuôn thi công RCC

+ Lực tác dụng lên ván khuôn khi thi công RCC

+ Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn có tường thượng - hạ lưu đập là + Một số hình ảnh về công tác ván khuôn và thi công GEVR

Chương 3 Tính toán ván khuôn cho đập thủy điện Bản Chát

+ Biện pháp thi công khối đổ C1 thủy điện Bản Chát

+ Tính toán luân chuyển ván khuôn thượng - hạ lưu đập thủy điện Bản Chát

K ết luận và kiến nghị

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 1.1 Tình hình xây d ựng đập bê tông đầm lăn (RCC)

biện pháp cho tràn qua đập một cách an toàn trong thi công

RCC thường được trộn bằng thiết bị trộn theo mẻ hoặc thiết bị trộn liên tục có năng suất cao, thường được vận chuyển bằng xe tải hoặc băng chuyền và rải, san bằng

xe ủi thành các lớp đổ trước khi đầm RCC có thể sử dụng nhiều loại vật liệu hơn CVC

1.1.2 L ịch sử phát triển

Trong quá trình phát triển mạnh mẽ việc áp dụng đập CVC và đập đất đá đã phát sinh ra đập RCC Tính kinh tế và thi công thành công RCC đã nhanh chóng được công

nhận và ứng dụng trên toàn thế giới Trong những năm 1960 và 1970, có những cách

sử dụng vật liệu có thể coi là tiền để của RCC Những áp dụng này dẫn đến sự phát triển RCC trong kết cấu bê tông xây dựng Năm 1961 một hỗn hợp bê tông không độ

sụt được áp dụng cho đập Alpe Gera tại Italia và đập Manicongan ở Canada, hỗn hợp

bê tông được rải bằng xe ủi và được đầm chặt bằng các loại đầm dùi gắn sau máy ủi

Năm 1972 tại hội nghị ''thi công kinh tế đập bê tông'' R.W Cannon có đưa ra

luận điểm xây đập bê tông dùng đất nện'' phát triển thêm một bước ý tưởng của Raphael Cannon giới thiệu dùng xe ben chở bê tông nghèo theo sau là máy đầm, ông

kiến nghị dùng phương thức ván khuôn trượt ngang phía thượng lưu và hạ lưu dùng bê tông giàu Hiệp hội các kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu công tác thi công RCC tại Cơ quan chuyên ngành đường thuỷ vào năm 1973 và ở đập Lost Creek năm 1974 Công trình do các kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ thiết kế về cách thi công “một đập trọng lực tối ưu” cho đập Zintel Canyon Thi công đập Zintel Canyon dùng RCC vào thời điểm đó không được ủng hộ, nhưng từ những khái niệm về đập này lại trở thành kinh nghiệm cho đập Willow Creek và đập này trở thành đập RCC đầu tiên tại Hoa Kỳ

Ở Anh, công ty chuyên xây dựng đập bê tông Dunstan bắt đầu nghiên cứu tích

cực trong phòng thí nghiệm về RCC trong những năm 1970 Tiếp đó, Hiệp hội nghiên

cứu và thông tin công nghiệp xây dựng (CIRIA) của Anh đã tiến hành dự án nghiên

cứu rộng về RCC có sử dụng tro bay với hàm lượng lớn Các kết quả nghiên cứu được đưa ra thử nghiệm ở trạm xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) và thử nghiệm tại công trình đập Wimbledall (1979)

Năm 1973, trong hội nghị quốc tế về đập lớn lần thứ 11, Moffat đưa ra luận vấn

đề ''nghiên cứu bê tông nghèo khô dùng trong thi công đập trọng lực'' cũng kiến nghị

áp dụng bê tông nghèo khô đã từng sử dụng 50 năm trước ở Luki nước Anh để sửa đập, dùng xe lu để đầm

Thời kỳ đầu của cuối những năm 1970 tại Nhật Bản, phương pháp thiết kế và thi công liên quan tới đập bê tông đầm lăn (RCD) đã được phát triển để xây dựng đập Shimajigawa với mục đích rút ngắn thời gian thi công và hạ giá thành công trình Tuy

vậy, vật liệu RCC và vật liệu RCD được xem như giống nhau Đập Shimajigawa cao

89 m, dài 240 m, khối lượng RCC là 165.000 m3 trong tổng số 317.000 m3 của bê tông đập đã hoàn thành vào năm 1981

Phương pháp RCD sử dụng RCC cho phần bên trong đập có hai mặt ốp CVC tương đối dày (khoảng 1m) tại bề mặt thượng và hạ lưu, nền và đỉnh đập Các khớp

nối thường xuyên được sử dụng các chặn nước và cách thoát nước thông dụng

RCD điển hình là các lớp đổ dày và nghỉ sau mỗi lớp đổ cho phép bảo dưỡng RCC

và do vậy, RCC phải được làm sạch trước khi đổ lớp kế tiếp Quy trình đổ RCD cho đập có sử dụng CVC làm tăng chi phí và mất thời gian hơn các đập RCC không

sử dụng CVC Đến nay Nhật Bản đã hình thành trường phái bê tông đầm lăn gọi là RCD (Roller-Compacted Dams) gồm thiết kế mặt cắt đập, tính toán thành phần bê tông, công nghệ thi công và khống chế nhiệt độ đập Đặc điểm của phương pháp RCD

là sử dụng kết cấu “vàng bọc bạc” nghĩa là bên ngoài đập là CVC, bên trong thân đập

là RCC

Năm 1982 Mỹ xây dựng đập trọng lực RCC đầu tiên trên thế giới, đập Willow Creek Đập này cao 52m, chiều dài trục đập 543m, không có rãnh ngang dọc Hàm lượng kết dính trong RCC chỉ có 66 kg/m3, chiều dày lớp đầm là 30 cm đổ liên tục để lên cao, với 331.000m3 RCC mà chỉ đổ trong thời gian 5 tháng So với đập CVC thì

thời gian thi công rút ngắn được 1~1,5 năm, giá thành chỉ bằng 40% giá thành của đập CVC và bằng 60% của đập đá đổ Đập Willow Creek đã chứng minh một cách đầy đủ

ưu thế lớn về kinh tế và tốc độ thi công của đập RCC Việc xây dựng thành công đập RCC đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng ở Mỹ và ở các nước trên toàn thế giới

Những năm 1980 đã áp dụng thành công việc thi công RCC với tốc độ cao Gần 1,1 triệu m3 RCC của đập Upper Stillwater thi công trong vòng 11 tháng giữa năm

1985 và 1987 Đập Stagecoach cao 46m được xây dựng chỉ trong 37 ngày đổ liên tiếp,

với tốc độ trung bình đạt được về chiều cao là 1,2m/ngày Tại đập Elk Creek, cường

độ đạt trên 9200m3/ngày

Sử dụng RCC đối với đập cỡ vừa và nhỏ ở Hoa Kỳ trong những năm 1980 và đầu

những năm 1990 và đã mở rộng áp dụng ở các công trình lớn hơn trên khắp thế giới Ứng dụng RCC đã nhanh chóng lan ra các nước đang phát triển

Năm 1980, Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu áp dụng công nghệ RCC Mặc dù áp

dụng công nghệ RCC tương đối muộn nhưng Trung Quốc là nước có tốc độ phát triển công nghệ này rất nhanh Sau khi xây dựng xong đập RCC đầu tiên vào năm 1986 (đập Khanh Khẩu), Trung Quốc bước vào cao trào xây dựng đập RCC

Hiện nay đập RCC của Trung Quốc nói chung về các mặt số lượng, chất lượng, chiều cao, kỹ thuật đều chiếm vị trí hàng đầu thế giới Các chuyên gia Trung Quốc đã xây dựng tương đối hoàn chỉnh trường phái công nghệ RCC của mình, với tên gọi RCCD (Roller Compacted Concrete Dams) Phương pháp này gồm thiết kế mặt cắt đập, quy trình thiết kế, chọn vật liệu và thi công, quy trình thử nghiệm kiểm tra RCC

tại hiện trường

1.1.3 Tình hình xây d ựng đập RCC trên thế giới và ở Việt Nam

Phổ Định - Quí Châu - Trung Quốc

Tính đến 2003 toàn thế giới đã xây dựng được 287 đập RCC Khối lượng RCC

đã và đang thi công tăng gần như gấp đôi sau mỗi 5 năm (Hình 1-1) Châu Á có số lượng đập RCC nhiều nhất (126 đập), tiếp đó là châu Mỹ (92 đập) Châu Âu và Châu Phi có số đập RCC tương ứng là 35 và 31 Hiện Trung Quốc là nước dẫn đầu về số lượng đập RCC Sau đó là Nhật, Mỹ, Braxin và Tây Ban Nha (Bảng 1-1)

Trung Quốc hiện nay là nước đi đầu trong việc nghiên cứu sử dụng RCC chống

thấm cao thay cho CVC Năm 1993, Trung Quốc xây dựng thành công đập vòm Phổ Định, cao 75 m, hoàn toàn bằng RCC, trong đó phía thượng lưu sử dụng RCC chống

thấm Dmax 40 mm thay cho CVC, phía hạ lưu sử dụng RCC không chống thấm Dmax 80 mm

Tính đến 2004, Trung Quốc có hơn 10 đập được thiết kế, thi công với công nghệ RCC cấp phối 2 để chống thấm (Bảng 1-2) Đây là một tiến bộ kỹ thuật bao gồm hàng

loạt biện pháp từ thiết kế đến thi công xây dựng

Bảng 1-1: Danh sách 5 nước có số đập RCC nhiều nhất thế giới tính đến 2003

Hình 1-1: Khối lượng bê tông và RCC xây dựng đập trên thế giới

Tổng khối lượng bê tông thường và bê tông đầm lăn đã và đang thi công trên thế giới phân chia theo các giai đoạn năm [13]

Các giai đoạn (năm)

Bê tông thường

bê tông đầm lăn RCC

Bảng 1-2: Một số đập của Trung Quốc sử dụng RCC cấp phối 2 để chống thấm

cao đập (m)

án đập CVC Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu áp dụng công nghệ RCC vào công trình cụ thể Năm 1997 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ra quyết định số

2425 NN/ĐTXD/QĐ phê duyệt đập đầu mối công trình Tân Giang là RCC, trong đó

sử dụng kết cấu “vàng bọc bạc” Do nhiều lý do, khi thi công, đập Tân Giang được điều chỉnh thành đập CVC

Mặc dù vậy, các kết quả nghiên cứu thiết kế đập RCC Tân Giang đã tích luỹ một

số kinh nghiệm quý báu về thiết kế đập RCC, sử dụng tro bay và phụ gia Các cấp phối

bê tông M150 và M200 có cốt liệu Dmax tới 100 mm và lượng tro bay Phả Lại là 25 - 33% so với xi măng để khống chế nứt do ứng suất nhiệt được đưa vào quy trình xây

dựng đập Tân Giang

Công trình RCC xây dựng đầu tiên của Việt Nam là đập thuỷ điện Pleikrong (thượng nguồn sông Sesan), khởi công xây dựng năm 2003 Tiếp đó hàng loạt công trình đập thuỷ điện được thi công và chuẩn bị xây dựng bằng RCC (Bảng 1-3) Một số đập của hồ chứa nước công trình thuỷ lợi cũng được thiết kế và xây dựng theo công nghệ này (Định Bình đã xây dựng năm 2007, Nước Trong xây dựng năm 2010, Tân

Mỹ đang xây dựng…)

Đến nay có thể nói Việt Nam đã chính thức có tên trên bản đồ công nghệ RCC

của thế giới Theo báo cáo của Dustan M.M tại Hội nghị xây dựng đập RCC, do Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN tổ chức tại Hà Nội tháng 4 năm 2007, đập RCC của thuỷ điện Sơn La đứng thứ 3 về chiều cao và đứng thứ 10 về khối lượng bê tông trong số 10 đập bê tông lớn nhất của thế giới, tính đến 2006 (Bảng 1-4 và 1-5)

Bảng 1-3: Một số công trình đập RCC của Việt Nam

(m)

Các đập đang thi công

hiện trường

4 TĐ Bản Vẽ 136 Nghệ An Thi công đập dùng RCC vào tháng

2/2007

5 TĐ A Vương 82 Quảng Nam Thi công đập RCC T3/2006

6 TĐ sông Tranh 95 Quảng Nam Chưa có đầm nén hiện trường

TT Tên Chi ều cao

Các đập đang chuẩn bị đầu tư

cao,

m

Chi ều dài,

m

Th ể tích RCC,

Bảng 1-5: Mười đập có khối lượng RCC lớn nhất thế giới tính đến 2006

m

Th ể tích RCC

1 Tha Dan Thái Lan 3/2001 7/2004 95 2600 4900 5400

2 Long Tan Trung

10 Ralco Chi Lê 1/2002 10/2003 155 155 1596 1596

1.2 Ưu điểm và nhược điểm của đập RCC

1.2.1 Ưu điểm

Đập RCC đã kết hợp được đặc tính của đập CVC và đặc điểm thi công nhanh của đập đất đá Vì vậy giảm được giá thành và thời gian thi công

a) Tốc độ thi công nhanh

Kích thước mặt cắt của đập RCC cũng tương tự của đập CVC, sử dụng xi măng

ít hơn, thân đập có kết cấu đơn giản, không có khe dọc, không tạo khe ngang bằng khuôn, sử dụng các thiết bị thi công như đối với đập đất đá Vì vậy, tốc độ xây dựng đập RCC nhanh hơn nhiều so với đập CVC Ở đập Ngọc Xuyên của Nhật bản đã dùng

ô tô tự đổ chuyển bê tông tới gần đập để đổ vào khoảnh đổ theo máng dốc Qua 21 tháng thi công đã đổ được 1.000.000m3bê tông, đã rút ngắn thời gian thi công 5~7 tháng so

với dùng cần cẩu đổ bê tông Ở đập này không thi công vào 5 tháng của mùa đông,

như vậy là rút ngắn thời gian thực tế là khoảng 1 năm Đê Galesville của Mỹ cao 51m

chỉ thi công trong 2 tháng Ở đập Elk Creek của Mỹ, cường độ đổ bê tông cao nhất đạt 9.474m3/ngđ Ở Trung Quốc, đập chính trạm thuỷ điện Nham Than ngày 10-11-1980

đã lập kỷ lục đổ bê tông cao nhất là 1.068 m3

/ngđ

So với đập đất đá thì mặt cắt của đập RCC nhỏ hơn, khối lượng ít hơn, hơn nữa

lại áp dụng thi công cơ giới như ở đập đất đá nên rút ngắn được thời gian thi công Với đập Monksville của Mỹ đã thiết kế so sánh 4 loại đập và kết luận dùng đập RCC, thời gian thi công chỉ bằng nửa thời gian thi công của đập đất đá Đập Olivettes của Pháp, toàn bộ công trình thi công trong 18 tháng, giảm 10 tháng so với phương án đập đá đổ Cường độ và thời gian thi công của một số công trình xây dựng tham khảo bảng 1-6

Bảng 1-6: Tốc độ thi công đập RCC của một số công trình xây dựng

b) Kinh tế

So với CVC thì đập RCC tiết kiệm được nhiều khi xây dựng công trình

Ván khuôn: căn cứ vào tính toán của đập Ngọc Xuyên đã tiết kiệm 30% chi phí ván khuôn, đồng thời còn tiết kiệm được cả chi phí làm lạnh và đổ vữa nối khe

RCC dùng ít xi măng nên tiết kiệm được chi phí và đầu tư Đập Ngọc Xuyên đã

tiết kiệm được 11% xi măng, đơn giá bê tông giảm 10% Đập Kháng Khẩu có đơn giá

bằng 88% so với đập CVC Đập Thiên Sinh Kiều dùng RCC cấp phối cấp 2, đơn giá

bằng 77% so với CVC

Thể tích đập RCC nhỏ hơn nhiều so với đập đất đá nên giảm được vật liệu xây

dựng Chiều rộng móng đập nhỏ nên giảm bớt công việc đào và xử lý móng, chiều dài công trình dẫn dòng và xả lũ cũng giảm, có thể bố trí công trình xả lũ ngay tại lòng sông

Đập RCC loại vừa và nhỏ có thể xây xong trong vài tháng, cho phép giảm nhiều chi phí dẫn dòng Đập Galesville áp dụng thiết kế lưu lượng trung bình năm mà không

áp dụng tần suất lưu lượng lớn nhất thiết kế P=5÷10%, lưu lượng thiết kế dẫn dòng

giảm từ 170 m3/s xuống còn 34 m3/s, đã đơn giản biện pháp dẫn dòng, giảm chi phí Trong thời gian thi công đập RCC, nếu lũ tràn qua thì tổn thất cũng tương đối nhỏ Ví

dụ đập Craigbourne của Australia lũ tràn về trong lúc đang thi công thân đập, sau khi

lũ rút thì chỉ có mặt bê tông ở tuổi 2 ngày là bị tổn hại và chỉ cần 5 ngày sau là trở lại thi công Đê quai Nham Than và đê quai Cách Hà Nham đã từng bị lũ tràn qua trong năm xây dựng, đều không phát hiện hư hỏng

Chiều cao của đập RCC chỉ cần đạt đến mực nước lũ kiểm tra và dùng tường

chắn sóng Ở đập đất đá thì phải xét tới độ cao an toàn và nước tràn qua nên chiều cao

phải cao hơn đập bê tông Ví dụ thực tế về giảm được chiều cao của đập RCC là đập Trung Sai Theo thiết kế, đây là đập đất đá có chiều cao 61m Khi các công việc đào móng, đổ vữa và xử lý móng đã xong thì chủ doanh nghiệp thẩm tra lại chức năng, qui

mô và chi phí của đập, kết quả phát hiện ra rằng nếu sửa đổi xây đập RCC thì chiều cao của đập có thể giảm nhiều (xét theo lũ 500 năm xảy ra 1 lần), với việc hiếm gặp lũ thì đập RCC cho phép lũ tràn qua mà không gặp sự cố Việc sửa đổi và áp dụng đập RCC chỉ cao 37,8m có thể đơn giản công trình xả lũ thi công, lại rút ngắn được thời gian xây dựng, tiết kiệm rất nhiều chi phí

Các ưu điểm trên đây được minh chứng ở một số đập theo bảng 1-7

Bảng 1-7: So sánh tính kinh tế của các loại đập

Tên đập

đầm lăn

Đập bê tông đầm lăn

Đập đất đá

Ứng dụng đập RCC tăng lên rất nhanh, số lượng đập đã xây ngày càng nhiều,

loại hình kiểu đập trọng lực phát triển theo hướng đập trọng lực vòm và đập vòm Hiện đang còn không ít các vấn đề kỹ thuật còn phải nghiên cứu, vấn đề tồn tại chủ yếu bao

Sau khi xây xong đập Liễu Kê vào mùa xuân năm 1983, hồ tích nước lần đầu tiên

tới độ cao đến 15,2m, ở cống thoát nước và ở mặt hạ lưu đập lập tức xuất hiện thấm nước lớn, tổng lượng nước thấm lên đến 170 l/s Theo phân tích thì nước thấm chủ yếu

ở mặt tầng Qua thí nghiệm chống cắt tại hiện trường của một công trình ở Trung

Quốc chứng minh rằng lực kết hợp trong tầng RCC là 1,6 MPa, còn lực kết hợp mặt

tầng không xử lý thì chỉ có 0,8 MPa, nghĩa là bằng 50% nội tầng Lực kết hợp mặt

tầng rải vữa xi măng cát là 1,25 MPa bằng 78% nội tầng Điều này chứng tỏ mặt tầng thi công đầm lăn là một khâu rất yếu Khi độ cao đập lớn, chỉ tiêu chống cắt mặt tầng tăng, làm thế nào để nâng cao chất lượng kết hợp mặt tầng để thoả mãn chiều cao đập đang còn là vấn đề phải chú ý

b) Kết cấu chống thấm của RCC

Như trên đã nói, chất lượng kết hợp mặt tầng không tốt là nguyên nhân thấm nước Đập RCC thường có mặt thượng lưu bằng CVC để chống thấm Có một số đập

áp dụng màng chống thấm thượng lưu, một số đập dùng RCC để chống thấm

c) Khống chế nhiệt độ và đặt khe ngang

Vấn đề đặt khe ngang của đập vòm RCC càng trở nên quan trọng Với tình hình nào thì phải tạo khe ngang? Kết cấu khe ngang ra sao? Sau khi đã tạo khe ngang thì làm thế nào để hồi phục lại tính nguyên vẹn của đập vòm? Tất cả các vấn đề này từ lý

luận đến công nghệ đều còn cần phải nghiên cứu tiếp

d) Thi công nhanh công trình lớn

Quy mô đập ngày càng lớn, yêu cầu cường độ thi công ngày càng tăng Việc ứng

dụng thi công cơ giới trong xây dựng đập RCC mới có thể đáp ứng được nhu cầu thi công cường độ cao Việc không ngừng nâng cao trình độ cơ giới trong thi công RCC luôn là yêu cầu hàng đầu

1.3 Các yêu c ầu khi thi công RCC

1.3.1 Yêu c ầu chung

Việc thi công đập RCC cũng như thi công CVC đều phải đáp ứng các yêu cầu về

chất lượng, tiến độ và giá thành

Yêu cầu về chất lượng: chất lượng thi công phải đồng đều và đạt các yêu cầu về cường độ và khả năng chống thấm trong toàn bộ khối công trình, không có hiện tượng phân tầng, liên kết giữa các lớp phải đảm bảo chất lượng như bê tông trong khối, không gây hiện tượng thấm và trượt giữa các lớp

Yêu cầu về tiến độ: Đặc điểm nổi bật nhất trong thi công RCC là có tốc độ thi công nhanh nhằm đạt các mốc yêu cầu về tiến độ như: vượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ, hoàn thành toàn bộ công trình

Yêu cầu về giá thành: Công nghệ thi công RCC là công nghệ tiên tiến nên có

mức độ cơ giới hoá cao, lượng xi măng trong bê tông cũng giảm nhiều, do đó tiết kiệm được vật liệu xi măng và thời gian thi công, giảm giá thành công trình, đưa công trình vào sử dụng sớm, mang lại hiệu quả kinh tế cao

1.3.2 Ti ến độ thi công

Tiến độ thi công RCC phải hết sức chặt chẽ do RCC khá nhạy cảm với các yếu tố khí hậu và toàn bộ lớp rải yêu cầu phải kết thúc cùng lúc

Tốc độ lên đập nhanh tạo ra hiệu quả kinh tế khi sử dụng RCC đặt ra yêu cầu

chặt chẽ về lập kế hoạch, tiến độ thi công và sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà thầu và tư

vấn thiết kế Ở Hoa Kì khoảng thời gian khi trộn RCC đến khi đầm xong không quá 40 phút Ở Nhật Bản thời gian này có thể gấp đôi Mặt khác ở Nhật Bản mỗi một lớp rải

phải được bảo dưỡng không dưới 36 giờ trước khi rải tiếp lớp khác Ở Hoa Kì và các nước khác thì quá trình thi công các lớp RCC phải diễn ra liên tục

Để tránh chậm tiến độ làm thiệt hại kinh tế khi nảy sinh những bất đồng về sự phù hợp tiêu chuẩn chất lượng thì cơ quan được giao nhiệm vụ giải quyết những vấn

đề kỹ thuật cần phải được trang bị đội ngũ cán bộ chuyên môn được đào tạo bài bản

Việc đào tạo cán bộ thi công và giám sát rải, bảo dưỡng RCC trong phòng và ngoài công trường phải được thực hiện hết sức chu đáo

Vì việc rải RCC nhanh và hiệu quả chi phối mọi công việc liên quan đến công tác làm sạch nền móng, hệ thống đường vào, lắp đặt các bộ phận chi tiết chờ, dự trữ vật

liệu cần được quy hoạch và lập tiến độ hết sức cẩn thận trước khi khởi công công trình Việc lắp dựng ván khuôn và lắp đặt các chi tiết chờ cần phải thực hiện ngoài

phạm vi đập hoặc khoảng thời gian nghỉ giữa hai ca ngay trên bề mặt lớp rải

Tiến độ thực hiện các lớp rải thường bị phức tạp hoá do khách quan, và ta ngại

vấn đề tích luỹ nhiệt Vì tiến độ thi công RCC rất khẩn trương do vậy việc khống chế nhiệt có thể khống chế mùa được thi công, hay thời gian nào trong ngày được thi công RCC cũng như tốc độ lên đập sẽ làm cho việc lập tiến độ thi công phức tạp hơn

1.3.3 S ản xuất cốt liệu và quy hoạch mặt bằng khu vực cung cấp cốt liệu

Việc cung cấp cốt liệu đạt tiêu chuẩn đủ và liên tục cho tiến độ thi công RCC là

hết sức quan trọng Khoảng hơn 50% khối lượng cốt liệu cho một mùa thi công phải được dự trữ sẵn trước khi khởi công Việc dự trữ vật liệu với khối lượng lớn cho phép

lựa chọn thiết bị công nghệ một cách kinh tế và cho phép phối trộn các loại vật liệu không đáp ứng yêu cầu cấp phối để đạt cấp phối tốt

Vị trí và diện tích các bãi dự trữ cốt liệu cần phải được bố trí hợp lý tương thích

với vị trí trạm trộn RCC Khi không sử dụng băng tải thì có thể sử dụng máy xúc chuyển cung cấp cốt liệu cho máy trộn Khoảng cách vận chuyển, quy trình đổ, vận hành quay trở lại của máy xúc chuyển phải được quy hoạch cẩn thận để bảo đảm an toàn và hiệu quả cao

Mặt bằng và vị trí của trạm trộn cần phải lựa chọn sao cho giảm thiểu chi phí vận chuyển RCC bằng xe tải hay băng tải đến mặt đập Cụ thể là cần giảm thiểu quãng đường vận chuyển, chiều cao nâng, khả năng phơi lộ ánh sáng mặt trời, gió hay mưa Khi ô tô tải hay các loại xe khác được sử dụng để vận chuyển thì trạm trộn phải đặt ở

vị trí cao, thoát nước tốt

1.3.4 Thi ết bị đầm

a) Thiết bị đầm lăn

Lu rung tự hành, có trống thép được dùng ở những nơi có diện tích mở, rộng lớn

Lu rung loại nhỏ dùng ở những nơi khó vào đối với máy lớn, còn máy đầm bàn dùng ở

những khu vực cần đầm mà không thể áp dụng 2 loại máy đầm trên

Lu rung phải được bảo dưỡng đúng kỹ thuật để đảm bảo khả năng đầm yêu cầu thiết kế Lu rung sử dụng ở mỗi lớp RCC phải cùng một chủng loại, đời máy

Lu rung loại nhỏ có khả năng hoạt động gần với biên đứng của đập, được dùng

để đầm RCC tại nơi lu rung cỡ lớn không thể sử dụng được

Số lượt đầm và độ dày của lớp đầm của lu rung được xác định trê cơ sở dung

trọng thiết kế và thí nghiệm hiện trường

b) Thiết bị đầm bàn

Máy đầm bàn rung được dùng dọc theo các mái dốc ở vai đập, dọc theo phần ván khuôn ở thượng và hạ lưu, và một số vùng khác nơi lu rung không thể hoạt động được Máy đầm bàn có trọng lượng hoạt động trong khoảng từ 60 đến 150 kg, lực động trong khoảng từ 1000 đến 3000 kg, và tần số rung tối thiểu là 10 Hz Các máy đầm bàn sử

dụng ở khu vực đầm mọi lúc trong quá trình đổ RCC Nếu sử dụng nhiều máy đầm bàn, yêu cầu phải cùng chủng loại, cùng đời, cùng kích cỡ và phải cùng vận hành theo

một cách thức

Tại nơi sử dụng máy đầm bàn, lớp RCC được đổ từng lớp dày 15 cm, với lớp sau

đổ ngay lên lớp trước sau khi lớp trước đã được đầm

1.3.5 Công tác chu ẩn bị đổ RCC

a) Tổng quan

Chỉ được phép đổ bê tông sau khi ở toàn bộ các vị trí sẽ đổ bê tông, công tác chuẩn bị bề mặt, biện pháp thi công cũng như các thiết bị máy móc cho công tác sản

xuất, đổ và hoàn thiện bê tông đã được chấp nhận Không được phép đổ ở chỗ nước

chảy và cũng không cho phép nước chảy qua phần bê tông đã đổ nhưng chưa đông cứng

Phải thu dọn tất cả các loại vật liệu rơi vãi trên bề mặt bãi đổ trong quá trình đổ

bê tông, hay khi khoan phụt vữa

Nổ mìn đào bóc xung quanh khối đổ phải được hoàn thiện trước khi đổ RCC b) Chuẩn bị nền móng

Ngay trước khi đổ lớp bê tông trám, bê tông làm phẳng hoặc RCC, tất cả các bề

mặt trên nền móng mà bê tông sẽ được đổ lên phải được dọn sạch nước đọng, bùn,

mảnh vụn, dầu mỡ, các lớp phủ ngoài, các vật liệu mềm, long, rời hoặc vật cứng ngoại lai

Những đoạn gồ ghề và những vết nứt nhỏ được làm phẳng và lấp đầy bằng cách

phụt vữa xi măng hoặc vữa ximăng cát với tỉ lệ là 1: 2.5 (theo trọng lượng)

Vữa xi măng được trám ở một số nơi tập trung có nhiều vết nứt nẻ bằng chổi chuyên dụng

Ngay sau khi trám thì phải phủ bê tông lên Loại bê tông phủ có thể là bê tông lót

hoặc RCC

c) Bê tông trám xử lý

Bê tông trám xử lý được đổ ở những nơi lộ ra ở nền những điểm bị vỡ, nứt nẻ

hoặc các phần bị cắt trượt của bề mặt nền móng và ở một số vị trí khác theo thiết kế

Bê tông trám xử lý được dùng ở những nơi có diện tích quá nhỏ không thể lấp một cách thoả đáng bằng bê tông san phẳng như đã định

d) Bê tông lót

Một diện tích tối thiểu là 1500 m2

cho bê tông lót được đổ trước khi bắt đầu đổ RCC ở bất cứ phần nào của công trình

Bê tông lót được thiết kế để có được các chỉ tiêu cứng tương tự như các chỉ tiêu

của RCC Cấp phối hạt của dăm cũng giống như của RCC, độ sụt tại thời điểm đổ là

4 ±1,5cm Hỗn hợp trộn bao gồm cả phụ gia giảm nước để đạt được độ sụt yêu cầu Các yêu cầu về trộn, vận chuyển, đổ và đầm bê tông lót như quy định cho CVC e) Chuẩn bị bề mặt của bê tông lót và của CVC

Các bề mặt CVC và bê tông lót đã cứng phải được dọn sạch bằng phun cát ẩm để

loại bỏ các lớp nước xi măng, lớp vữa bê tông bở rời hoặc khiếm khuyết, cát, hợp chất

bảo dưỡng nếu dùng, và những chất ngoại lai khác theo như yêu cầu về chất lượng Có

thể sử dụng nước có áp lực cao 20÷30 MPa thay vì dùng phun cát ướt để chuẩn bị bề mặt

nếu nó có kết quả tương đương với kết quả sử dụng phun cát ướt

Trong quá trình chuẩn bị bề mặt bằng phun cát ướt hoặc bằng nước áp lực cao,

cần cẩn thận để tránh cắt xén vào cốt liệu của bê tông Thiết bị phun nước áp lực cao,

nếu được sử dụng, cần được trang bị phần điều chỉnh áp lực thích hợp và van tắt ở

miệng vòi Bề mặt của các khe thi công cũng phải được dọn sạch và làm ẩm trước khi

đổ bê tông tiếp

1.3.6 Ván khuôn

Ván khuôn dùng cho mặt thượng lưu và hạ lưu đập, các mặt co khe giãn ở mỗi

phần đầu của mặt cắt đập RCC phải tuân thủ đúng theo thiết kế Thiết kế và thi công ván khuôn sao cho có đủ cường độ để chịu mức áp lực gây ra khi đổ và đầm RCC, đảm

bảo cứng chắc giữ đúng vị trí Ván khuôn phải đủ kín tránh làm thất thoát vữa bê tông

1.3.7 Tr ộn hỗn hợp RCC

Phương pháp vận chuyển, rải và đầm chặt RCC không ảnh hưởng đến năng suất

và hiệu quả trộn RCC Năng suất trạm trộn phải lớn hơn cường độ thi công yêu cầu

Để đạt được tính đồng đều về chất lượng cao của RCC đòi hỏi cung cấp hỗn hợp RCC phải liên tục và đảm bảo cường độ thi công Vì vậy, trạm trộn RCC phải được thiết

kế tốt và việc duy tu bảo dưỡng phải được thực hiện nghiêm ngặt RCC thường khô và dính, không có độ sụt nên khi thiết kế máy trộn, thùng chứa, thiết bị vận chuyển cần

phải lưu ý đến những đặc điểm này để tránh hiện tượng dồn tụ thành bánh và giảm năng suất Hỗn hợp RCC phải được trộn đều, do đó phải xác định được thời gian trộn

hợp lý Khối lượng phối liệu phải được ghi lại đầy đủ theo thời gian, ngày, tỷ lệ cấp

phối RCC rất nhạy cảm với lượng dùng nước nên phải trang bị tại trạm trộn thiết bị xác định độ ẩm của cốt liệu nhỏ để vi chỉnh lượng nước

Sự phối trộn thích hợp giữa cốt liệu và chất kết dính trên băng tải cấp vào máy

trộn cùng tạo điều kiện rút ngắn thời gian trộn và tránh vón tụ các vật liệu bám dính

Việc rải các vật liệu theo thứ tự lớp cho phép tạo ra hiệu quả tốt đối với RCC Điều này không có ý nghĩa đối với CVC

Hệ thống cân đong và trộn với cường độ thi công cao, để có thể đạt hiệu quả khi cân đong theo khối lượng cẩn phải cân riêng từng loại cốt liệu, tránh cân tích luỹ

1.3.8 V ận chuyển RCC

Việc vận chuyển RCC có thể thực hiện bằng băng chuyền, máy xúc kết hợp ô tô

tự đổ hoặc kết hợp hai hay nhiều phương tiện này Băng chuyền liên tục cường độ cao

sử dụng hiệu quả cho các đập lớn, máy xúc sử dụng không hiệu quả cho các công trình

vừa, còn ô tô tự đổ thì được sử dụng cho tất cả các công trình Sự phân tầng RCC hay

xảy ra nhất đối với công trình sử dụng ô tô tự đổ Do vậy cần phải có biện pháp khắc phục

Việc rải và san gạt RCC có thể thực hiện nhờ xe rải, xe xúc, máy xúc hay ô tô tự

đổ Xe bánh xích được sử dụng phổ biến hơn xe bánh hơi để tránh ảnh hưởng gây

hỏng bề mặt RCC do tác dụng lăn của bánh hơi Xe ủi là thiết bị tốt nhất cho các công trình có cường độ thi công lớn

Ô tô tự đổ được sử dụng phổ biến ở Nhật Bản Ô tô tự đổ RCC thành đống sau đó máy ủi san thành vài lớp rồi mới đầm bằng lu rung cũng giúp giảm phân tầng RCC

ải đắp phải theo hướng song song với trục đập

Sử dụng băng chuyền liên tục cường độ cao để vận chuyển RCC đến vị trí đổ là phương án được lựa chọn nhiều nhất đối với các đập lớn Phương pháp này giảm chi phí xây dựng đường và không làm nhiễm bẩn khu vực thi công RCC

1.3.9 Đầm RCC

Độ ẩm khi đầm thường nằm trong khoảng 4,5-7% so với khối lượng khô của cốt

liệu Giá trị hợp lý đó được xác định phụ thuộc vào thành phần hạt, Dmax cốt liệu, nhiệt độ, độ ẩm và tính dẻo của thành phần hạt mịn Hàm lượng xi măng ít ảnh hưởng đến độ ẩm hợp lý của RCC Quá trình đầm chặt phải được kết thúc sau 10 phút kể từ khi rải và 40 phút kể từ khi RCC ra khỏi máy trộn Tuy vậy khi sử dụng phụ gia chậm đông kết hay RCC có độ công tác VC thấp có thể thay đổi RCC được đầm theo làn, mép làn có bề rộng 20-30cm phải để nguyên và chỉ được đầm khi đổ rải tiếp lớp kề bên Các dải đầm theo phương song song với trục đập

Vì không chứa phụ gia cuốn khí và cốt liệu lại có kích thước lớn được đầm chặt

ở vị trí hợp lý nên RCC có dung trọng cao hơn CVC Hiệu quả đầm phụ thuộc vào thành phần cấp phối, hình dạng của hạt cốt liệu và loại thiết bị đầm Khi chiều dày lớp đầm tăng và Dmax cốt liệu tăng thì phương tiện đầm phải có tần số thấp, biên độ cao Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả đầm là tải trọng đầm (lực tĩnh), lực ly tâm,

khối lượng rung của lu rung, biên độ, tần số và gia tốc rung

Nếu số lượt đầm vượt quá giá trị cần thiết sẽ không có tác dụng lèn chặt bổ sung

mà ngược lại có thể ép nước thoát ra khỏi RCC làm giảm dung trọng, làm cho RCC đông cứng nhanh và làm xuất hiện vết nứt

Ngoài dung trọng cần quan tâm đến độ nhẵn phẳng của bề mặt RCC sau khi lu lèn có tác dụng làm cho công việc làm sạch bề mặt được dễ hơn, giảm các vũng nước mưa, hay mất nước về mùa nóng, khô

Bề mặt lớp đầm cần có độ dốc về thượng lưu hoặc hạ lưu đập để thoát nước mưa Khi bắt đầu đầm cần đầm một vài lượt mà không sử dụng chế độ rung, máy đầm phải đặt ở chế độ không rung trước khi dừng Lần đầm đầu tiên phải cách mép khuôn 30-38cm Mép RCC sau đó phải được lèn chặt bằng đầm mặt hay đầm rung vận hành

bằng tay sơ bộ trước khi lu bằng lu rung lớn Lu rung phải dịch chuyển tiến lùi theo đúng làn, khi chuyển làn phải tiến hành trên phần RCC đã lèn chặt

Thời gian cho phép rải trực tiếp và thời gian rải cho phép khi có lớp vữa liên kết

mặt tầng phải căn cứ vào yêu cầu chống cắt ở mặt tiếp giáp và chất lượng gắn kết của

mặt tiếp giáp, đồng thời phải xét tới các yếu tố khác như: Đặc tính của bê tông, thời

tiết, khí hậu, phương pháp thi công, vùng thượng hạ lưu khác nhau vv rồi qua thí nghiệm để xác định

Theo phương pháp RCD của Nhật Bản, tất cả các bề mặt lớp đầm (khe nâng) được coi là khe lạnh và được xử lý một cách cẩn thận Mỗi lớp có tổng độ dày đạt đến 1m và sau khi đầm phải bảo dưỡng khoảng 36 h trước khi xử lý bề mặt Phương pháp này sẽ làm chậm tiến độ thi công đập do mất thời gian bảo dưỡng và xử lý khe nâng Khe thi công và khe lạnh bắt buộc phải được xử lý, có thể xử lý bằng cách đánh

xờm hoặc xói bỏ lớp vữa mặt, cốt liệu long rời trên mặt Sau khi xử lý mặt khe xong

phải được xói rửa sạch, nghiệm thu đạt yêu cầu rồi rải một lớp vữa liên kết mặt tầng sau đó rải lớp RCC ngay và tiếp tục thi công

Dùng bàn trải đánh xờm hoặc dùng nước cao áp xói mặt tầng không được tiến hành quá sớm, phải căn cứ vào cường độ bê tông, tính năng của công cụ vv và qua thí nghiệm hiện trường để quyết định

Lớp vữa liên kết mặt tầng đã đánh xờm có thể là vữa xi măng, vữa cát lấy từ RCC ra hoặc là bê tông cốt liệu nhỏ Vữa xi măng phải có tỷ lệ nước trên chất kết dính

giống như của RCC, vữa cát hoặc bê tông cốt liệu nhỏ phải có cường độ cao hơn RCC

một cấp Lớp vữa liên kết mặt tầng rải theo băng như bê tông, có chiều dày 1 ~ 1,5 cm

và phải kịp thời rải san ngay lớp RCC bên trên và đầm xong trước thời gian ninh kết ban đầu của vữa liên kết

Vì sự cố trong khi thi công, gặp mưa hoặc một nguyên nhân nào đó mà phải dừng thi công thì phải kịp thời tiến hành đầm ngay lớp mới rải san xong Tại nơi dừng thi công

phải tạo mặt nghiêng của bê tông không được lớn hơn 1:4 và cắt bỏ đoạn chân của mái

dốc có độ dày nhỏ hơn 15 cm Khi thi công tiếp, tuỳ theo thời gian tạm dừng dài ngắn

để chọn biện pháp xử lý mặt tầng cho thoả đáng rồi tiếp tục thi công

1.3.11 Liên k ết các lớp rải

Tạo ra liên kết lớp chặt chẽ là nhiệm vụ hết sức quan trọng trong thi công đập RCC Cường độ kháng cắt và tính kín nước phụ thuộc nhiều vào tính toàn vẹn của khe nâng Khi xử lý khe nâng, việc bảo đảm liên kết tốt giữa các lớp rải là điều kiện quan

trọng về chất lượng xây dựng đập RCC

Khe nâng được liên kết tốt khi được giữ ở trạng thái san phẳng, ẩm, trạng thái

mềm dẻo của mặt lớp rải trước khi rải lớp trên

Vận chuyển và rải vữa lót rất phức tạp ở khu vực gần sát mặt thượng lưu Rải

vữa lót thường kết hợp với rải RCC và bê tông tường thượng lưu cùng một thời gian trên cùng một diện tích hẹp, điều này càng trở nên khó khăn khi thi công gần tới đỉnh đập Khe thi công theo phương ngang có thể được cố ý tạo ra hoặc xuất hiện khi có sự

chậm tiến độ rải, RCC phơi lộ toàn bộ hay một phần bề mặt lớp quá lâu và đạt đến thời điểm bắt đầu đông kết của RCC Việc xác định lúc nào xuất hiện khe lạnh phụ thuộc vào thời gian phơi lộ, nhiệt độ bề mặt, chất lượng và hàm lượng xi măng trong RCC,

cũng như hiệu quả của phụ gia chậm đông kết

Khe thi công được chia ra làm 4 loại: Khe nóng, khe ấm, khe lạnh và khe siêu

lạnh tương ứng với thời gian phơi lộ Việc xử lý bề mặt từng loại khe được quy định

rất ngặt nghèo có thể tóm tắt như sau:

1 Khe nóng: Khe nóng là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ chưa quá thời gian ninh kết ban đầu Bề mặt khe nóng được làm sạch trước khi đổ lớp tiếp theo nhằm

loại bỏ các vật liệu long rời, nước đọng hoặc các tạp chất khác Công tác dọn sạch được tiến hành sao cho không gây hư hại đến bề mặt RCC, thường sử dụng xe hút chân không

2 Khe ấm: Khe ấm là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ quá thời gian ninh

kết ban đầu nhưng bề mặt RCC chưa trở thành khe lạnh Khe ấm phải được đánh xờm

bằng chổi cuộn nhựa lông cứng hoặc nhựa lông cứng và thép hoặc chổi cuộn sợi thép Khe nối có thời gian phơi lộ khác nhau sẽ dùng các loại chổi khác nhau cho phù hợp

Cần chú ý tránh bóc bỏ hạt cốt liệu khỏi bề mặt lớp RCC Sau khi xử lý, khe ấm được làm sạch giống như đối với khe nóng rồi rải RCC thi công tiếp

3 Khe l ạnh: Khe lạnh là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ quá thời gian ninh

kết ban đầu và bề mặt bê tông đã cứng nhưng cường độ chưa cao Đây là thời gian sau ninh kết ban đầu nhưng chưa đến thời gian ninh kết cuối cùng của bê tông, bề mặt phải được làm sạch bằng phụt nước áp lực cao (20÷30 MPa) Mục đích phụt nước áp lực cao nhằm loại bỏ váng vữa khỏi bề mặt, tách các thành tố long rời ra và chỉ để lộ lại các cốt liệu dăm thô Có thể sử dụng phương pháp phun cát đánh xờm Sau khi đánh

xờm phải vệ sinh sạch sẽ bề mặt, tưới ẩm và rải lớp vữa liên kết mặt tầng rồi rải RCC thi công tiếp

4 Khe siêu l ạnh: Khe siêu lạnh là bề mặt khe nâng có thời gian phơi lộ quá thời

gian ninh kết ban đầu và bề mặt bê tông đã cứng Bề mặt của khe siêu lạnh được xử lý

giống như đối với khe lạnh và sử dụng vữa xi măng liên kết mặt tầng Sử dụng vữa xi măng có tỷ lệ N/X=0.60 (N/X tối ưu trong khoảng 0.50 đến 0.65) Rải vữa liên kết mặt

tầng với độ dày khoảng 5-10mm sau khi mặt tầng được làm sạch và làm ẩm, sau đó RCC được rải trùm lên lớp vữa để thi công tiếp

1.3.12 Khe co giãn

Đập bê tông được chia thành nhiều đoạn, chiều dài mỗi đoạn thường từ 15÷30m tùy thuộc vào chiều cao đập, địa chất nền, nhiệt độ bê tông và đặc điểm bố trí nhà máy

thủy điện Giữa các đoạn đập là khe co giãn

Khe co giãn giữa các khối RCC được tạo ra như các vết nứt nhân tạo Khe co giãn phải được tạo ra tại các vị trí như thể hiện trong bản vẽ thiết kế và luôn luôn phải đảm bảo vuông góc với mặt thượng lưu đập Vật liệu tạo khe co giãn phải là vật liệu được chỉ định đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật quy định

Phương pháp thi công tạo khe co giãn phải phù hợp cấu tạo và vật liệu của khe co giãn Công việc tạo khe co giãn trong khối RCC không được gây cản trở việc đổ, san, đầm RCC

Các hành lang và hốc rỗng trong khối RCC, các đường ống và chi tiết kết cấu khác phải được thi công theo các quy định trong bản vẽ thiết kế và chỉ dẫn của tuỳ theo điều kiện thực tế của từng công trình

Bước giữa các khe:

Tuỳ theo hệ số an toàn mong muốn so với các vết nứt ngang do nhiệt, bước giữa các khe co giãn càng rộng, nhiệt độ của đập RCC phải càng thấp

Ở những nơi không gặp trở ngại, bước các khe co giãn sau đó có thể được ấn định trên cơ sở một so sánh kinh tế giữa các chi phí cắt khe với bước khe nhất định và

việc trám khe đó, chi phí cho những biện pháp làm mát cần thiết để đạt được nhiệt độ phù hợp với những điều kiện hiện trường cụ thể Thông thường, bước giữa các khe co giãn cho các đập RCC trong khoảng 15 đến 30 m, nói chung khe co giãn hợp lý giúp tránh những biện pháp làm mát bê tông tốn kém nhất

T ạo khe

Khe co giãn đứng phải được bố trí theo bản vẽ thiết kế và luôn luôn phải đảm

bảo vuông góc với mặt thượng lưu đập Tuỳ từng đập mà người ta quyết định bố trí khe ngang hay không Khi thiết kế đập ta căn cứ vào tính toán khống chế nhiệt độ mà quyết định bố trí khe ngang

Để tạo khe cho co giãn RCC, người ta thường sử dụng các cách sau:

+ Ấn chìm tấm kim loại bằng máy rung vào trong lớp RCC khi bê tông chưa được lu lèn (Hình 1-2)

+ Ấn tấm kim loại bọc chất dẻo sau đó rút tấm kim loại lên để lại tấm chất

dẻo ngăn không cho hai phần bê tông liên kết với nhau (Hình 1-3)

+ Cắt tạo khe hoặc dùng phương pháp khoan dẫn tạo vết nứt chủ động (Hình 1-4) + Các tấm màng mỏng PE được đặt vào trong lớp đổ RCC trong quá trình san

và trước khi đầm (Hình 1-5) Cạnh đưới của tấm màng mỏng PE được đặt trực

tiếp lên bề mặt của lớp RCC đã đầm phía dưới, cạnh trên nằm trong lớp RCC thi công, cách bề mặt sau khi đầm của lớp RCC một khoảng là 50mm

Đơn vị thi công phải tổ chức việc đặt các tấm vật liệu trong các khe co giãn theo đúng quy định trong các bản vẽ thiết kế và theo cách không gây ảnh hưởng đến công tác rải, san, đầm RCC

Hình 1-2: Tạo khe co giãn bằng cách sử dụng máy rung nhồi tấm kim loại

Hình 1-3: Dùng tấm kim loại ấn tấm vải bạt tạo khe co giãn

Hình 1-4: Cắt khe tạo vết nứt chủ động khe co giãn

Hình 1-5: Quá trình rải RCC lên trên vật tạo khe bằng vật liệu PE

1.3.13 B ảo dưỡng RCC

Bề mặt RCC sau khi lu lèn cần được bảo dưỡng và bảo vệ khỏi tác động của nhiệt độ quá cao hay quá thấp tương tự như đối với CVC Mặt lớp phải được giữ ẩm trong suốt thời gian bảo dưỡng bằng cách phun sương Có thể sử dụng máy kéo hay vòi phun thủ công, không được dùng áp lực nước quá cao sẽ gây hư hỏng bề mặt bê tông Lớp cuối cùng của đập RCC phải được bảo dưỡng ít nhất là 14 ngày bằng cách che phủ một lớp cát ẩm hay vật liệu giữ ẩm khác

1.4 Các xu hướng mới trong thiết kế và thi công đập RCC

1.4.1 Đập có mặt cắt đối xứng (FSHD) và đê quây (CSG)

Hình 1-6: Mặt cắt đập RCC (a): Dạng mặt cắt truyền thống; (b): Dạng mặt cắt đối xứng

Dạng mặt cắt đối xứng (Hình 1-6.b) là dạng đập RCC mới, có mặt cắt đối xứng qua tim đập Phương án này sử dụng cốt liệu tại chỗ, đắp cứng với hàm lượng xi măng

thấp, thích hợp với nền yếu, sức chịu tải thấp

Ưu điểm của mặt cắt đối xứng là ứng suất thẳng đứng nhỏ và phân bố đồng đều,

ít thay đổi về ứng suất thẳng đứng theo mức nước hồ, không có ứng suất kéo ở thượng lưu đập, ứng suất cắt ở đáy đập phân bố đồng đều và giảm nhỏ khi chịu tải trọng động đất FSHD được đặc biệt quan tâm tại những khu vực có nền yếu, lũ lớn (thường khó ước định chính xác) và ở vùng động đất Có thể cho nước tràn qua FSHD mà không gây

hư hại nghiêm trọng trong thời kỳ thi công, cho phép giảm đáng kể công trình dẫn dòng

Do vậy FSHD có thể là phương án thay thế đáng quan tâm cho đập đá đổ chống thấm

bằng bê tông bản mặt (CFRD) tại những khu vực có lũ lớn và nền đá phong hóa mạnh

Vì lý do trên, hiện nay một số FSHD đang được thi công ở Ma Rốc thay vì phương án CFRD truyền thống

Đê quây cứng ứng dụng FSHD (CSG) cũng bước đầu được áp dụng, do có khả năng cao về chịu lũ lớn tràn đỉnh nên đây là giải pháp tốt nhất trong trường hợp công trình bị tràn đỉnh, ngay cả khi chúng có thể đắt hơn so với phương án đê quây bằng đất đắp

1.4.2 Công tác thi ết kế

Linh ho ạt trong thiết kế đập RCC Mặt cắt ngang các đập trên thế giới rất khác

nhau, tùy theo chất lượng nền, cốt liệu, loại và hàm lượng vật liệu kết dính

M ở rộng kích thước mặt cắt đập để giảm độ bền RCC yêu cầu, sử dụng ở mức

nhiều nhất các cốt liệu sẵn có ở khu vực xây dựng

S ử dụng cốt liệu nghiền: Được sử dụng ngày càng nhiều hơn ở những nơi tro

bay hay puzolan quá đắt

S ử dụng chất phụ gia trong RCC: Được sử dụng ngày càng nhiều vì chúng có

thể kéo dài thời gian ninh kết của RCC (để cải thiện dính kết giữa các lớp) và giảm lượng nước và giảm chất dính kết

Hình th ức chống thấm: Sử dụng lớp màng ngăn chống thấm (Geomembrane)

bằng vật liệu tổng hợp sử dụng ở mặt thượng lưu đập và được bảo vệ bằng các tấm bê tông đúc sẵn Đây là một giải pháp đáng chú ý trong trường hợp chức năng kín nước tách biệt với chức năng cơ học và chức năng ổn định Biện pháp này thường được áp

dụng trong các đập trọng lực RCC ít chất dính kết (không có tro bay), hoặc các đập FSHD và đê quây CSG có hàm lượng xi măng rất thấp

1.4.3 Ph ương pháp thi công

S ử dụng băng tải: ưu điểm chính là cường độ thi công cao và không gây bẩn các

lớp RCC Đây là cách sử dụng phổ biến nhất hiện nay cho các đập rất lớn

Thi công RCC theo p hương pháp lớp nghiêng: Hiện nay phương pháp này

ngày càng được sử dụng nhiều trong trường hợp cường độ cần thi công RCC của các

lớp lớn so với năng lực của trạm trộn

S ử dụng Bê tông làm giàu vữa (GEVR): được sử dụng nhiều ở vùng mặt

thượng lưu, hạ lưu đập, giữa RCC với CVC, giữa RCC với nền Phương pháp này hiệu

quả ngay cả với RCC có ít chất kết dính

Làm l ạnh cốt liệu: dùng xi măng ít tỏa nhiệt và tro bay nếu chi phí không quá

cao, làm lạnh trước cốt liệu bằng khí hoặc phun hơi nước

vực

Thành phần của vật liệu RCC trước hết được tối ưu hóa về lượng xi măng và cốt

liệu địa phương, sau đó thiết kế đập (mặt cắt ngang) theo đặc điểm của nền và của vật

liệu RCC, để đạt được tổng chi phí thấp nhất

Thiết kế đập RCC phải linh hoạt và phải tối ưu hóa từ các phương án RCC khả dĩ (khác nhau về mặt cắt ngang, thành phần RCC, các vùng RCC, tách riêng chức năng

cơ học và kín nước ) Không áp dụng cùng một mặt cắt ngang và cùng RCC cho các khu vực khác nhau

1.5 K ết luận chương 1

RCC đánh dấu sự phát triển quan trọng trong công nghệ xây dựng đập bêtông

trọng lực ở những năm cuối thế kỷ trước Việc sử dụng RCC làm cho nhiều dự án đập

trở nên khả thi về mặt kinh tế do giảm được chi phí nhờ biện pháp thi công nhanh

Những tổng kết về ứng dụng RCC và phát triển nhanh việc xây dựng đập RCC trên thế giới đã thể hiện rõ tính ưu việt và hiệu quả cao của công nghệ này, đồng thời

hiện nay nó trở thành xu thế của thời đại Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu, thiết

kế và thi công cần có những giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm hạn chế những tác động

xấu đến chất lượng bê tông, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao chất lượng đảm

bảo công trình làm việc an toàn và hiệu quả

Khi thi công đập RCC lựa chọn thành phần vật liệu có chất lượng sẽ tạo ra được

bê tông có chất lượng tốt Tuy nhiên lựa chọn vật liệu cho RCC vừa thỏa mãn yêu cầu

kỹ thuật vừa kinh tế không nhất thiết chỉ dùng nguyên vật liệu tốt là được mà còn phải xác định được cấp phối của hỗn hợp bê tông hợp lý và phương pháp khống chế nhiệt thích hợp để công trình đạt hiệu quả cao nhất

Công nghệ RCC được ứng dụng nhiều vì kỹ thuật thi công đơn giản, giảm được

khối lượng lớn công tác ván khuôn, có thể cơ giới hóa cao nên tăng nhanh tốc độ thi công, giá thành rẻ

RCC chủ yếu áp dụng cho đập trọng lực Tuy nhiên trong các lĩnh vực khác cũng

có thể áp dụng như: sân bãi, bến cảng… Thông thường RCC có mác M15-M25, một

lớp đầm thay đổi từ 0,3m đến 0,5m, thậm chí là 0,6m

Xu hướng mới trong thiết kế và thi công đập RCC là sử dụng mặt cắt đập dạng đối xứng, mở rộng mặt cắt, có thể áp dụng đối với nền yếu hơn so với đập trọng lực truyền thống, cố gắng sử dụng tối đa vật liệu khai thác tại chỗ nhằm giảm giá thành công trình

Chương 2 CÔNG TÁC VÁN KHUÔN THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ CÔNG NGH Ệ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN LÀM GIÀU VỮA

2.1 Các hình th ức lắp dựng ván khuôn thi công RCC

2.1.1 Ván khuôn định hình

Ván khuôn định hình là ván khuôn được sản xuất đồng bộ thành các modul, bao

gồm đầy đủ từ ván mặt đến hệ thống chống đỡ Khi lắp dựng chỉ cần liên kết các khớp

nối định sẵn bằng bulong, ren, vít…

Ván khuôn định hình được ứng dụng rất nhiều trong thi công đập bê tông Tùy theo điều kiện cụ thể của từng công trình mà thiết kế ván khuôn định hình cho phù

hợp, đảm bảo an toàn, tiến độ và chất lượng thi công

Dưới đây giới thiệu ván khuôn conson thép dùng cho đập trọng lực RCC

Hình 2-1: Kết cấu ván khuôn conson

1 Tấm mặt 2 Thanh nẹp ngang 3 Thanh nẹp dọc 4 Bu lông

5 Móc chôn sẵn 6 Êcu 7 Mặt tầng thao tác

Cấu tạo của ván khuôn như hình 2-1 Tạo thành bởi các bộ phận tấm mặt, thanh

nẹp ngang, nẹp đứng và cầu công tác Tấm mặt được cấu tạo bởi các tấm thép thường dùng trong xây dựng, dùng nẹp chữ U và bu lông chữ L để nối các tấm mặt lại với nhau Nẹp ngang là thép chữ U10# có chiều dài 2995 mm dùng bu lông móc đầu để ghép lên tấm mặt Nẹp đứng được ghép với hai thanh thép U16# rồi dùng bu lông nối chúng vào nẹp ngang Cố định ván khuôn bởi bu lông M36 Trên vách đứng có bố trí hai cầu công tác để tiện cho công nhân vặn chặt bu lông, điều chỉnh ecu và lấp các lỗ

bu lông

Để tăng nhanh tốc độ nâng cao đập, hiện nay đang ứng dụng loại ván khuôn định hình, thi công liên tục nhiều tầng ván khuôn như ở công trình Sơn La, Bản Chát, Bản Vẽ…

2.1.2 Ván khuôn trượt ngang

Đã áp dụng thành công ván khuôn trượt ngang trên đập RCC có thượng lưu thẳng đứng trên và hạ lưu dốc xiên Dùng ván khuôn trượt ngang để tạo thành bờ ngăn bằng

bê tông ở thượng lưu, hạ lưu khi thi công đập RCC (Hình 2-2)

Bê tông có phụ gia cuốn khí, có độ sụt thấp được ô tô trộn chuyển tới đổ vào hệ

thống khuôn trượt, xe trượt tạo bờ ngăn bằng bê tông mặt thượng lưu và hạ lưu đập,

tốc độ trượt trung bình là 1,2m/phút Chiều cao của bờ ngăn thường bằng 2 lần chiều dày lớp đầm RCC Mặt ngoài CVC quét một lớp bảo dưỡng, mặt trong được bảo dưỡng bằng nước So sánh chỉ tiêu kinh tế cho thấy thi công theo ván khuôn trượt là kinh tế nhất (bảng 2-1)

Bảng 2-1 Bảng so sánh giá ván khuôn thi công RCC

Lo ại ván khuôn Đơn giá (USD/m 2 )

Dựng ván khuôn tại chỗ 91,5 ~ 129,2

Tỉ lệ cấp phối bê tông của ván khuôn trượt dùng cốt liệu có đường kính tối đa là

25 mm, chất kết dính dùng 374 kg/m3 tỉ lệ nước keo là 0,37, độ sụt trung bình là 11,4

mm Cứ mỗi 1 mét chiều dài CVC thượng lưu và hạ lưu đổ 0,37m3

và 0,58m3

Áp dụng phương pháp này đổ CVC trước có thể điều chỉnh được độ dốc mặt đập

lại có tác dụng làm ván khuôn rất có lợi, không cần giá đỡ và ván khuôn khác, là biện pháp nên sử dụng trong RCC (Hình 2-5)

Hình 2-2: Thi công ván khuôn trượt ngang ở biên của đập

A - Mặt đập thượng lưu B - Bê tông đầm lăn

C - Mặt đập hạ lưu 1- CVC hình thành do ván khuôn trượt

2 - Lớp đầm 1 3 - Lớp đầm 2

2.1.3 Ván khuôn b ằng bê tông đúc sẵn

Áp lực bên trong quá trình thi công của RCC rất nhỏ, nên dùng tấm bê tông trọng

lực đúc sẵn làm ván khuôn rất có lợi Hình 2-3 giới thiệu một số loại bê tông đúc sẵn

sử dụng làm ván khuôn Biện pháp này được sử dụng rộng rãi trong thực tế (Hình 2-6, 2-7) Khi sử dụng ván khuôn đúc sẵn thì bề mặt thẳng đứng phải dùng GEVR nối tiếp

với RCC

Ván khuôn đúc sẵn (đơn vị cm)

2.1.4 Ván khuôn lưới thép

Loại ván khuôn này được sử dụng phía hạ lưu, xem hình 2-4 Dùng các cốt thép chôn sẵn φ12 (hoặc φ16) để cố định lưới thép thông thường sau không thu hồi lại Cốt thép có khoảng cách 1m, cao 90 cm trong đó chôn trong bê tông là 30 cm, còn 60 cm phía trên để cố định lưới thép tạo thành ván khuôn cho 2 lớp rải bê tông Sau khi đã đầm lăn 2 tầng xong thì gấp ngang lưới thép trên mặt đỉnh cài vào bê tông Với mặt

tầng như vậy rất có lợi để làm mặt tràn nước

Hình 2-4: Ván khuôn lưới thép (đơn vị cm)

1 Khoảng cách điều chỉnh sau khi đổ xong tầng 1

2 Lưới thép gập ngang theo mặt tầng 3 Thứ tự lớp đầm

4 Lưới thép (20 x 20 mm) 5 Thép φ12 hoặc φ16

6 Lưới thép gấp trên mặt lớp đầm thứ (n-1)

2.1.5 Không dùng ván khuôn:

Khi đầm RCC, mái dốc nhỏ nhất có thể đạt m=0,75 (Hình 2-8) Mái dốc này gần

bằng mái dốc hạ lưu của đập bê tông trọng lực, do vậy không phải dùng ván khuôn

Tại các đập Willow Creek, Galesville, Đồng Điền và Craigbourne v.v đã áp

dụng kiểu thi công này để đổ bê tông mặt hạ lưu Độ dốc mái hạ lưu của các đập trên

lần lượt là: m=0,8, m=0,9 và m=1

Mặt hạ lưu của đập Aweite cũng không dùng ván khuôn mà dùng máy chuyên dùng tạo mái dốc m=0,75

Hình 2-5: Thi công tường hạ lưu bằng ván khuôn trượt ngang

Hình 2-6: Ván khuôn bê tông đúc sẵn hạ lưu đập RCC

HÌnh 2-7: Ván khuôn bê tông đúc sẵn tạo hành lang thân đập

Hình 2-8: Góc nghiêng tự nhiên của RCC khi đầm

2.1.6 Yêu c ầu cơ bản đối với ván khuôn

1 Đúng hình dạng, kích thước và vị trí các bộ phận công trình theo thiết kế

2 Ván khuôn phải đảm bảo bền, cứng, ổn định, không biến dạng trong quá trình thi công cho đến khi tháo dỡ

3 Mặt ván khuôn phẳng, trơn nhẵn và đảm bảo kín khít, đồng thời bảo vệ được bê tông mới đổ dưới tác động của thời tiết Không tác dụng với các thành phần

của vữa bê tông, không làm thay đổi thành phần của vữa bê tông

4 Gọn, nhẹ, tiện dụng, dễ tháo lắp và luân chuyển được nhiều lần

5 Không gây khó khăn, tạo điều kiện thuận lợi cho các khâu công việc khác:

lắp đặt cốt thép, đổ, đầm bê tông

6 Kinh tế và an toàn trong thi công

2.2 L ực tác dụng lên ván khuôn khi thi công RCC

2.2.1 Khác bi ệt giữa CVC và RCC về vật liệu và thi công

a) Bê tông truyền thống (Conventional Vibrated Concrete – CVC)

Vật liệu của CVC gồm: Xi măng + Nước + Cát + Đá + Phụ gia

CVC được đầm bằng đầm rung (đầm dùi, đầm mặt)

Độ linh động được tính bằng độ sụt: Độ sụt hay độ lưu động của vữa bê tông dùng để đánh giá khả năng dễ đầm của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng

bản thân hoặc rung động Độ sụt ký hiệu là Sn (cm)

b) Bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete – RCC)

Vật liệu của RCC gồm: Xi măng + Nước + Cát + Đá + Phụ gia, trong đó: xi măng được thay thế một phần lớn bởi chất độn như tro bay, xỉ quặng, tro nham núi

lửa

RCC được đầm bằng lu rung

Độ linh động được tính bằng giá trị Vebe Trị số Vebe thể hiện tính linh động dễ đầm chặt của RCC Độ Vebe ký hiệu là VC (sec) Trị số VC của RCC đối với các đập thường trong khoảng 10÷20 sec Tại Việt Nam thường thiết kế VC = 15±5 sec

CVC và RCC khác nhau rất lớn về thành phần cấp phối và biện pháp đầm chặt ững khác nhau này tạo nên sự khác nhau về áp lực ngang lên ván khuôn