Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn có tường thượng lưu là kết cấu bê tông thường kết hợp bê tông đầm lăn cấp phối ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG

ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG

trích dẫn là trung thực Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác./

Nguyễn Ích Khang

đã hoàn thành luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

với đề tài: “Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn

có tường thượng lưu là kết cấu bê tông thường kết hợp bê tông đầm lăn cấp phối II” Đây là kết quả đánh giá kiến thức của mình trong thời gian được học

tại Trường Đại học Thuỷ Lợi

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, trong Khoa Công trình và Trường Đại học Thuỷ lợi đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học

Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến PGS.TS Lê Văn Hùng đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đồng nghiệp đã khích lệ và động viên, là động lực rất lớn giúp tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Do thời gian có hạn và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả kính mong các thầy cô chỉ bảo , mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến để tác giả có thể hoàn thiện , tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 8 năm 2012

Nguyễn Ích Khang

MỞ ĐẦU……… …… 01

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI………01

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI……… ……… 02

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 02

4 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC……… 03

5 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN 03

CHƯƠNG 1:……… 05

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG DẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 05

1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 05

1.1.1 Tình hình xây dựng đập RCC trên thế giới 05

1.1.2 Tình hình xây dựng đập RCC tại Việt Nam 06

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 13

1.2.1 Đặc diểm của RCC 13

1.2.2 Các công nghệ thi công RCC 14

1.3 P HÂN LOẠI VÁN KHUÔN 15

1.3.1 Ván khuôn tiêu chuẩn……… ….……15

1.3.2 Ván khuôn định hình (hoàn chỉnh)………17

1.3.3 Ván khuôn bằng bê tông đúc sẵn……….……… 18

1.3.4 Ván khuôn thép……….….20

1.3.5 Ván khuôn di động ……….… 20

CHƯƠNG 2……… ………….….28

CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ KẾT CẤU VÁN KHUÔN……… ……… … 28

2.1 NHỮNG YÊU CẦU KHI THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN…… 28

2.1.1 Nguyên vật liệu và thiết kế cấp phối……… ……… … 28

2.1.2 Thiết kế tỷ lệ cấp phối 32

2.1.3 Thí nghiệm RCC và thí nghiệm đầm lăn tại hiện trường 32

2.1.4 Thi công……… ……36

2.1.5 Thẩm định và quản lý chất lượng……… ………46

2.2 CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN NÓI CHUNG VÀ ĐẬP CÓ KẾT CẤU TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG CẤP PHỐI II……….………53

2.2.1 Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập 53

2.2.2 Các hình thức lắp dựng hệ thống ván khuôn 54

2.2.3 Giới thiệu về GEVR 54

2.2.4 Công nghệ thi công GEVR 55

2.3 KẾT CẤU VÁN KHUÔN KHI THI CÔNG TƯỜNG THƯỢNG LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN NÓI CHUNG VÀ ĐẬP CÓ KẾT CẤU TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP BÊ TÔNG CẤP PHỐI II 56

2.3.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn 56

2.3.2 Tính toán thiết kế ván khuôn, tổ hợp lực 58

2.3.3 Tính toán thiết kế và công nghệ thi công ván khuôn thép 63

2.3.4 Nguyên tắc và các bước thiết kế ván khuôn thép tổ hợp 70

NƯỚC TRONG, TỈNH QUẢNG NGÃI 75

3.1 CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẬP NƯỚC TRONG 75

3.1.1 Giới thiệu công trình……… ………75

3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật và công nghệ thi công RCC đập chính, hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi……….…81

3.1.3 Công nghệ thi công bê tông tường chống thấm thượng lưu đập Nước Trong……… ……… …98

3.2 CÔNG TÁC VÁN KHUÔN THI CÔNG ĐẬP NƯỚC TRONG……… 113

3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với ván khuôn……… …….114

3.2.2 Dựng lắp ván khuôn và giằng chống……… ….115

3.2.3 Tháo dỡ ván khuôn……… 115

3.2.4 Ván khuôn định hình bằng thép 2x3m sử dụng cho đập chính………116

3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3……… … 120

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… ……122

1 KẾT LUẬN……….122

2 KIẾN NGHỊ……… ……….123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

Tiếng Việt 124

Tiếng Anh 125

Trung Quốc 125

THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Số lượng đập RCC tại các nước trên thế giới tính đến 12/2005 06

Bảng 1-2: Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đang trong giai đoạn xây dựng và chuẩn bị xây dựng ở Việt Nam 08

Bảng 1-5: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sơn La 10

Bảng 1-6: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sê San 4 10

Bảng 1-7: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập A Vương 11

Bảng 1-8: Cấp phối RCC M150 đề nghị sử dụng công trình thuỷ điện Sông Côn 11

Bảng 1-9: Cấp phối RCC M150 B2 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi 11

Bảng 1-10: Cấp phối RCC M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi 12

Bảng 1-11: Cấp phối GEVR M150 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi 12

Bảng 1-12: Cấp phối GEVR M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi 12

Bảng 2-1: Tỉ lệ và hạng mục cần kiểm định đối với vật liệu gốc 46

Bảng 2-2: Tiêu chuẩn kiểm tra thiết bị cân đong 47

Bảng 2-3: Các hạng mục và tỷ xuất lấy mẫu kiểm tra RCC 49

Bảng 2-4: Các hạng mục và tiêu chuẩn kiểm tra RCC tại hiện trường 49

Bảng 2-5: Chỉ tiêu khống chế trình độ chất lượng sản xuất RCC (tuổi 28 ngày) 50

Bảng 2-6: Các hệ số của công thức kiểm định chất lượng RCC 51

Bảng 2-7: Cường độ bình quân nhỏ nhất cho phép để đánh giá khi số mẫu ít 51

Bảng 2-8: Tiêu chuẩn đánh giá nõn khoan của RCC 52

Bảng 2-9: Hệ số hoán đổi cường độ chịu nén 52

Bảng 2-10: Áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ 60

Bảng 2-11: Tải trọng động khi đổ bê tông 61

Bảng 2-12: Hệ số động lực gió K 62

Bảng 2-13: Tổ hợp lực 62

Bảng 2-16: Độ võng cho phép của ván khuôn thép và phối kiện 69

Bảng 3 -1: Các thông số về quy mô hồ chứa và công trình 77

Bảng 3 -2: Khối lượng thi công chính của công trình 80

Bảng 3-3: Nhiệt độ vữa khống chế cho các phương án thi công lên đập với thời gian dãn cách 5 ngày 95

Bảng 3-4: Nhiệt độ vữa khống chế cho các phương án thi công lên đập với thời gian dãn cách 4 ngày 95

Bảng 3-5: Thành phần cấp phối RCC cấp phối III M15B2(R90) 100

Bảng 3-6: Thành phần cấp phối RCC cấp phối II M20B6(R90) 100

Bảng 3-7: Các tính chất cơ lý RCC cấp phối II M20B6 (R90) 101

Bảng 3-8: Thành phần cấp phối bê tông thường phía thượng lưu M20B6(R90) 101

Bảng 3-9: Các tính chất cơ lý bê tông thường phía thượng lưu M20B6 (R90) 102

THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ Hình 1- 1: Ván khuôn tiêu chuẩn 16

Hình 1- 2: Ván khuôn tiêu chuẩn ghép cột 16

Hình 1- 3: Ván khuôn định hình thi công trụ pin cửa ra nhà máy thuỷ điện Tuyên Quang 18

Hình 1- 4: Ván khuôn đúc sẵn đập Nước Trong 19

Hình 1-5: Ván khuôn bằng kim loại 20

Hình 1- 6: San đầm bê tông khi thi công bằng ván khuôn trượt cho bản mặt đập Tuyên Quang 22

Hình 1- 7: Hệ ván khuôn di động ngang để đổ bêtông đường hầm 23

Hình 1-8: Ván khuôn dùng để dổ bêtông tuynen (đường hầm) tròn 23

Hình 2- 1: Xử lý nơi tiếp giáp giữa 2 loại bê tông khác nhau 43

Hình 2- 2: Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC 53

Hình 2-5 : Đai kẹp bằng thép dẹt 67

Hình 2-6: Đai kẹp bằng thép lòng máng 67

Hình 2-7 : Đai kẹp bằng thép lòng máng cạnh uốn 68

Hình 2-8 : Bulông chôn sẵn làm điểm tỳ ván khuôn 74

Hình 3- 1: Phối cảnh tổng thể hồ chứa Nước Trong 75

Hình 3- 2: Công trình Nước Trong đang thi công 76

Hình 3-3: Kho chứa vật liệu, công trình Nước Trong 81

Hình 3- 4: Thí nghiệm hiện trường xác định ứng suất cắt lớn nhất giữa 2 lớp RCC đập Nước Trong 82

Hình 3- 5: Trạm trộn bê tông phục vụ thi công công trình đầu mối Nước Trong 83

Hình 3- 6: Vận chuyển RCC bằng băng tải và ô tô tại công trình Nước Trong 85

Hình 3- 7: Rải, san, đầm RCC tại mặt đập Nước Trong 86

Hình 3- 8: Đầm Sakai 25T đầm RCC tại đập Nước Trong 88

Hình 3- 9: Cắt khe sau khi đầm mỗi lớp RCC tại đập Nước Trong 89

Hình 3- 10: Bảo dưỡng RCC bằng bao tải, bạt và máy phun sương tại đập Nước Trong 91

Hình 3- 11: Vật chắn nước thượng lưu đập Nước Trong 93

Hình 3- 12: Mặt ngoài ván khuôn thượng lưu đập Nước Trong 97

Hình 3- 13: Mặt trong ván khuôn thượng lưu đập Nước Trong 97

Hình 3- 14: Ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong 98

Hình 3- 15: Cắt ngang điển hình đập Nước Trong 99

Hình 3-16: Thi công xong RCC cấp phối II rồi thi công bê tông thường và RCC cấp phối III 103

Hình 3- 17: Thi công đồng thời RCC cấp phối II và cấp phối III rồi thi công bê tông thường 103

Hình 3-18: San RCC cấp phối II tại đập Nước Trong 105

Hình 3- 21: Đo dung trọng ướt sau khi đầm RCC tại đập Nước Trong 106

Hình 3-22: Dọn sạch RCC cấp phối II rơi vãi vào phạm vi bê tông thường của tường thượng lưu 107

Hình 3-23: Thi công bê tông thường cho tường chống thấm thượng lưu 107

Hình 3- 24: Đầm bê tông thường phía thượng lưu 108

Hình 3- 25: Bê tông thường sau khi đầm 108

Hình 3- 26:Thi công phía hạ lưu đập 109

Hình 3-27: Đầm bê tông phía hạ lưu đập 109

Hình 3-28: Mặt đập đang thi công 110

Hình 3-29: Thi công bê tông lớp tiếp theo của RCC cấp phối II 110

Hình 3-30: Bề mặt bê tông sau khi thi công xong một lớp đầm 111

Hình 3-31: Đánh xờm RCC đập Nước Trong 111

Hình 3-32: Hội đồng nghiệm thu nhà nước kiểm tra công trình 112

Hình 3-33: Ván khuôn tường thượng lưu đập Nước Trong 116

Hình 3-34: Ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong 117

Hình 3- 35: Hệ thống ván khuôn mặt thượng lưu đập Nước Trong 117

Hình 3- 36: Ghép nối hai tầng ván khuôn mặt thượng lưu đập Nước Trong 118

Hình 3- 37: Thép neo giữ ván khuôn thượng lưu tại đập Nước Trong 118

Hình 3- 38: Hệ thống ván khuôn phía hạ lưu đập Nước Trong 119

Hình 3- 39: Neo giữ ván khuôn hạ lưu đập Nước Trong 119

Hình 3- 40: Hệ thống ván khuôn tại cửa vào cống lấy nước công trình Nước Trong 120

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete – RCC) là bê tông sử dụng

xi măng và chất độn khoáng hoạt tính làm chất kết dính, được phối hợp theo một tỉ lệ nhất định để tạo bê tông không có độ sụt, được đầm chặt bằng lu rung

Đập bê tông trọng lực sử dụng RCC đang được ứng dụng rộng rãi và phát triển mạnh trong thời gian gần đây Công nghệ thi công RCC xuất hiện

và mới phát triển trong một vài chục năm trở lại đây, đầu tiên ở Italia và Canađa (1960), sau đó phát triển sang các nước khác như Trung quốc, Nhật Bản, Hoa kỳ Ở Việt Nam, vào thập niên 90 của thế kỷ XX đã bắt đầu nghiên cứu, gần đây, bằng các con đường học tập, tìm hiểu, thuê chuyên gia nước ngoài đến giới thiệu và tập huấn, nên nước ta đã có một đội ngũ đông đảo cán bộ kỹ thuật chuyên môn được đào tạo, nghiên cứu và tìm hiểu rõ hơn

về công nghệ xây dựng mới này Trong thời gian 10 năm trở lại đây ở Việt Nam đã thực hiện thiết kế và thi công một số đập RCC như: Đập thuỷ điện A Vương tỉnh Quảng Nam, đập thuỷ điện Plêikrông tỉnh Kon Tum, đập Định Bình tỉnh Bình Định, đập thuỷ điện Bản Vẽ tỉnh Nghệ An… Hiện nay đang thi công đập Sơn La, đập chính thuộc công trình hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi và hàng chục các đập khác Tuy vậy, việc ứng dụng công nghệ mới này ở nước ta vẫn còn nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu tiếp và rút kinh nghiệm

Hiện nay, các mặt cắt đập RCC thường được thiết kế và thi công theo hai dạng sau:

- Mặt cắt đập thi công dạng “Vàng bọc bạc”, phía ngoài là bê tông thường (Conventional Vibrated Concrete – CVC) còn phần trọng lực phía

trong của mặt cắt là RCC;

- Mặt cắt đập thi công sử dụng kết hợp RCC và bê tông được làm giàu vữa (Grout Enriched Vibratable RCC – GEVR) hay còn gọi là GEVR hoặc bê tông cấp phối II

Cả hai dạng mặt cắt trên đều đã và đang được ứng dụng ở Việt Nam, mỗi dạng đều có những ưu nhược điểm và chất lượng nhất định Các chuyên gia trong và ngoài nước hiện nay cũng có nhiều ý kiến khác nhau

Gần đây, đập Nước Trong, tỉnh Quảng Ngãi đã được thiết kế trên cơ sở mặt cắt dạng thứ 2 trên đây và phía thượng lưu có thêm phần CVC bên ngoài GEVR Công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC cho loại mặt cắt như vậy vẫn chưa được đề cập đến Do vậy đề tài “CÔNG TÁC VÁN KHUÔN VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CÓ TƯỜNG THƯỢNG LƯU LÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG THƯỜNG KẾT HỢP

BÊ TÔNG ĐẦM LĂN CẤP PHỐI II” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa lớn đối với thực tế thi công đập RCC

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC có mặt cắt dạng 2: Mặt cắt đập thi công sử dụng kết hợp RCC và RCC cấp phối II và phía thượng lưu có thêm phần CVC bên ngoài GEVR

- Áp dụng cho việc thi công đập chính hồ chứa Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

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

Từ các công trình đã và đang thi công xây dựng nghiên cứu hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập từ đó đưa ra những nhận xét đánh giá về mức độ ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC Tổng hợp, phân tích các tài liệu đã nghiên cứu trong và ngoài nước Tính

toán để phân tích sự ảnh hưởng của hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đến chất lượng và tiến độ thi công đập RCC từ đó rút ra kết luận

Tính toán và đề xuất những giải pháp cho hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC khi tường thượng lưu có kết cấu là bê tông

thường kết hợp bê tông cấp phối II

4 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

Nghiên cứu công tác ván khuôn và công nghệ thi công đập RCC có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II

Áp dụng cho hệ thống ván khuôn và công nghệ thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi

5 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP THEO CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

Tổng quan về tình hình xây dựng đập RCC trong nước và thế giới;

Đặc điểm của RCC và các công nghệ thi công RCC;

Các loại ván khuôn khi thi công đập RCC

Kết luận chương 1

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ KẾT CẤU VÁN KHUÔN

Những yêu cầu khi thi công đập RCC;

Công nghệ thi công đập RCC nói chung và đập có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II;

Kết cấu ván khuôn khi thi công tường thượng lưu đập RCC nói chung và đập có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II;

Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP DÂNG HỒ CHỨA NƯỚC NƯỚC TRONG TỈNH QUẢNG NGÃI

Công nghệ thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi có kết cấu tường thượng lưu là bê tông thường kết hợp bê tông cấp phối II;

Công tác ván khuôn cho việc thi công đập chính hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng Ngãi;

Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Những kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu;

Ứng dụng của đề tài trong thực tế;

Những vấn đề còn tồn tại cần nghiên cứu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG DẦM

LĂN TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI

1.1.1 Tình hình xây dựng đập RCC trên thế giới

Đập bê tông trọng lực thi công bằng công nghệ RCC được phát triển từ những năm 60 của thế kỷ trước Cùng với quá trình phát triển, cho đến nay trên thế giới đã hình thành 3 trường phái chính: Mỹ; Nhật; Trung Quốc

- Trường phái của Nhật Bản Roller Compacted Dam (RCD), trường phái này yêu cầu chất lượng RCC phải có cùng khả năng chống thấm và cường độ như bê tông truyền thống Đập cao nhất theo trường phái này đã đạt được đến 200m và công nghệ này đã phát triển sang cả đập vòm, chất lượng đập ngày một nâng cao Nhật Bản là nước phát triển công nghệ này nhanh nhất, trên 40 đập đã được xây dựng

- Trường phái của Mỹ Roller Compacted Concrete (RCC) trường phái này thiên về thi công nhanh, giá rẻ nhưng tồn tại về thấm và nứt, về sau trường phái này phải vận dụng những ưu điểm của trường phái Nhật

- Trường phái của Trung Quốc Roller Compacted Concrete Dam (RCCD), mặc dù Trung Quốc là nước áp dụng công nghệ RCC muộn hơn so với các nước phương Tây Nhưng đến nay với sự nỗ lực và sáng tạo của mình, Trung Quốc đã đi đầu trong công nghệ RCC Trường phái này được xây dựng trên

cơ sở kinh nghiệm và bài học của 2 trường phái RCD và RCC kết hợp với tình hình phụ gia tro bay có sẵn trong nước

Theo thống kê đến hết năm 2005 trên thế giới đã xây dựng được trên dưới

300 đập bê tông RCC với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m3 bê tông RCC Hiện Trung Quốc đang là quốc gia dẫn đầu về số lượng đập RCC

tiếp đó là Nhật Bản, Mỹ và Tây Ban Nha Các đập RCC đã được xây dựng trên thế giới tính đến hết năm 2005 được thống kê theo bảng 1-1(chưa kể Việt Nam)

Bảng 1-1: Số lượng đập RCC tại các nước trên thế giới tính đến 12/2005

Tên Nước

Số đập

đã xây dựng

Khối lượng RCC (10 P

Tên Nước

Số đập

đã xây dựng

Khối lượng RCC (10 P

Trung Quốc 59 28 275 20,00 Brazil 36 9 440 12,63 Nhật Bản 43 15 465 15,10 Mexico 6 840 2,10 Thái Lan 3 5 248 1,05 Chile 2 2 170 0,70 Kyrgystan 1 100 0,35 Colombia 2 2 974 0,70 Indonesia 1 528 0,35 Argentina 1 590 0,35

Trước tình hình thế giới đã và đang phát triển mạnh mẽ phương pháp thi công RCC thì ở nước ta từ năm 1995 Bộ Thuỷ Lợi đã quan tâm đến công nghệ mới này, Công ty Tư vấn xây dựng thuỷ lợi 1 đã liên danh với công ty EXPERCO/KCC/ECI để thiết kế sửa chữa lớn đập chính Bái Thượng tỉnh Thanh Hoá Nhưng do điều kiện thực tế lúc bấy giờ Bộ đã không phê duyệt phương án đập RCC mà vẫn quay về phương án đập bê tông truyền thống Sau đó lãnh đạo Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn đã yêu cầu các nhà khoa học thuỷ lợi Việt Nam làm thí nghiệm, nghiên cứu công nghệ thi công RCC để ứng dụng công nghệ này thi công đập bê tông Tân Giang tỉnh Ninh Thuận Năm 1995, để chuẩn bị cho dự án thủy lợi Tân Giang tỉnh Ninh Thuận, Công ty TVXD Thủy lợi I đã quan hệ với một số Viện nghiên cứu Thủy lợi, Thủy điện (Thiên Tân, Hoàng Hà) của Trung Quốc để trao đổi thông tin, tham quan, thực tập và có cử một nhóm kỹ sư thực tập thiết kế tại Viện Hoàng Hà về đập RCC Đập bê tông trọng lực Tân Giang đã được thiết

kế theo công nghệ RCC và Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn đã ra quyết định số 2425NN-ĐTXD/QĐ ngày 20/9/1997 phê duyệt TKKT-TDT với phương án đầu mối đập RCC Nhưng sau khi kiểm tra các yếu tố cần thiết như công tác thí nghiệm cấp phối; khống chế nhiệt; các thiết bị và kinh nghiệm thi công đã nhận thấy chưa đáp ứng yêu cầu nên lại chuyển về phương án đập bê tông sử dụng công nghệ thi công truyền thống

Cuối năm 2003, Bộ Công Nghiệp đã ra quyết định phê duyệt TKKT công trình thủy điện PlêiKrông tại tỉnh Kon Tum trong đó phần đập bê tông được thi công bằng công nghệ RCC với chiều cao đập lớn nhất 71 m, khối lượng bê tông RCC là 326 000 mP

Bảng 1-2: Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đang trong giai đoạn xây dựng và chuẩn bị xây dựng ở Việt Nam

Địa điểm XD Khối lượng

Ghi chú

1 PleiKrông 71 KonTum 326 000 2009 BTTL RCC

2 Định Bình 53,5 Bình Định 229 135 2010 BTTL RCC

3 A Vương 83,4 Quảng Nam 260 000 2010 BTTL RCC

4 Sê San 4 74 Gia Lai 800 000 2010 BTTL RCC

5 Bình Điền 64 Thừa thiên –

12 Thượng KonTum - KonTum - 2014 BTTL RCC

13 Nước Trong 72 Quảng Ngãi 366 541 2014 BTTL RCC

14 Sơn La 138 Sơn La 3 100 000 2012 BTTL RCC

16 Bản vẽ 138 Nghệ An 1 200 000 2011 BTTL RCC

17 Hủa Na - Nghệ An 620 000 2012 BTTL CVC

18 Sông Bung 2 95 Quảng Ngãi - 2013 BTTL RCC

19 Sông Tranh 2 100 Quảng Ngãi - 2011 BTTL RCC

20 Sông Côn 2 50 Quảng Nam 120 420 2012 BTTL RCC

21 Huội Quảng 104 Sơn La 936 720 2013 BTTL CVC

22 Lai Châu 137 Lai Châu 3 604 000 2017 BTTL RCC

23 Trung Sơn 84,5 Thanh Hoá 500 000 2015 BTTL RCC

24 Hương Điền 70 Thừa thiên –

260 000 mP

3

Pdự kiến hoàn thành vào năm 2007

Đến năm 2004 thì một loạt các công trình thi công theo phương pháp RCC được khởi công như công trình Sê San 4, Bản Vẽ, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4 , trong đó Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn đã ra quyết định số 444 QĐ/BNN-XD ngày 26 tháng 02 năm 2004 về việc phê duyệt TKKT công trình Hồ chứa nước Định Bình theo đó, đập bê tông trọng lực được thiết kế và thi công theo phương pháp đầm lăn với chiều cao đập 53,5 m, với tổng số 432

3

P

Công trình dự kiến hoàn thành vào năm 2010 Ngoài các công trình trên đang trong giai đoạn xây dựng còn có một loạt các công trình khác cũng chuẩn bị xây dựng, đang ở giai đoạn thiết kế Danh mục các công trình có đập bê tông thi công theo công nghệ RCC tại Việt Nam được ghi trong bảng 1-2

Một số cấp phối bê tông RCC các đập đã được xây dựng ở Việt Nam

Bảng 1-3: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập PleiKrông

Loại

XM

X (kg)

Puzơ lan (kg)

CKD (kg)

C (kg)

N (kg)

Đá dăm (kg) Cộng 5 -10 10-20 20-40

Bảng 1-4: Cấp phối RCC thí nghiệm hiện trường dùng cho Đập Định Bình

Loại

XM

X (kg)

Tro bay (kg)

CK

D (kg)

C (kg)

N (kg)

Đá dăm (kg) Cộng 5-20 20-40 40-60

1 R90÷15

0 CP3

PC4

0 Bỉm Sơn

Loại

XM

X (kg)

Tro bay (kg)

CK

D (kg)

C (kg)

N (kg)

Đá dăm (kg) Cộng 5-20 20-40 40-60

Loại

XM

X (kg)

Puzơ lan (kg)

CK

D (kg)

C (kg)

N (kg)

Đá dăm (kg) Cộng 5 -10 10-20 20-40

1 R

180÷150 1

PC4

0 80 140 220 734 164 1329 236 439 654

Bảng 1-7: Cấp phối RCC thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập A Vương

Loại

XM

X (kg)

Puzơ lan (kg)

CK

D (kg)

C (kg)

N (kg)

Đá dăm (kg) Cộng 5 -20 20-40 40-60

3

R90 ngày daN/

cm P

2

Lượng CKD

Xi mă

Đá 40-50 Cát Phụ gia Vc,

Bảng 1-9: Cấp phối RCC M150 B2 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước

Trong – Tỉnh Quảng Ngãi

Bảng 1-10: Cấp phối RCC M200 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi

CNK:EXF

3 105 135 142.5 661 751 620 113 0.73 1.26

PG:Basf CNK:P89 GN:R26

4 105 135 142.5 661 751 620 113 1.0 0.6

PG:Imax CNK:EXF GN:P90RA

5 105 135 142.5 661 751 620 113 0.6 0.8

PG:Sika CNK:TM25 GN: P96

Bảng 1-11: Cấp phối GEVR M150 B6 R90 sử dụng cho công trình hồ Nước Trong – Tỉnh Quảng Ngãi

2 245 90 750 621 533 156 0.7 0.7

PG:Basf CNK:P89 GN:R26

3 245 90 750 621 533 156 0.9 1.2

PG:Imax CNK:EXF GN:P90RA

Ghi chú: X: xi măng; CKD: Chất kết dính; C: Cát; N: Nuớc; CP3: Bê tông cấp phối 3; CP2: Bê tông cấp phối 2

Như vậy, qua bảng thống kê trên cho thấy nước ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ việc ứng dụng công nghệ xây dựng đập bê tông theo phương pháp đầm lăn RCC Đây cũng là cơ hội và thách thức lớn đối với các nhà tư vấn thiết kế, thi công công trình thuỷ lợi, thuỷ điện trong việc nắm bắt

và làm chủ được công nghệ mới và đầy triển vọng này

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

- Hạ giá thành : Theo các tính toán tổng kết từ các công trình đã xây dựng

cho thấy giá thành đập RCC rẻ hơn so với đập CVC từ 25 đến 40% Sự chênh lệch giá này phụ thuộc vào giá thành cốt liệu, chất kết dính, tính phức tạp của công tác đổ bê tông và khối lượng của toàn bộ công trình Việc hạ giá thành đạt được là do giảm chi phí cốp pha đổ bê tông, giảm chi phí vận chuyển, đổ, đầm bê tông

- Giảm chi phí cho công trình tạm phục vụ dẫn dòng thi công: So với đập

đất đá, chi phí làm cửa tràn tạm của đập RCC thường rẻ hơn Đối với đập thuỷ điện được thiết kế có nhiều cửa nhận nước ở nhiều cao trình khác nhau

thì phương án đập RCC càng rẻ hơn so với phương án đập đất đá Hơn nữa đối với đập RCC chiều dài của kênh dẫn dòng ngắn hơn nhiều so với kênh dẫn dòng của đập đất đá Mặt khác, có thể chia nhỏ mùa dẫn dòng (lũ và kiệt riêng) làm giảm qui mô công trình dẫn dòng (đê quay và công trình tháo nước thi công) do đập RCC ít bị rủi ro khi nước tràn qua

Thi công RCC không những là một loại phương pháp thi công mới, hơn nữa loại đập này hơn nữa loại đập này đã hình thành một loại hình đập mới nổi lên, mới đầu chỉ sử dụng đập trọng lực, hiện nay đã phát triển đến đập vòm trọng lực và đập vòm

Ngoại hình mặt cắt của đập, đại thể giống như đập trọng lực, song về phương diện thiết kế các bộ phận chi tiết ở thân đập như bố trí khe ngang, hành lang bố trí đường ống và lỗ thoát nước cũng giống như chống thấm ván khuôn, v.v đều có những chố khác nhau rất nhiều

Tóm lại, để thích ứng với công nghệ mới RCC về thiết kế (đập RCC) cũng phải tiến hành như điều chỉnh cần thiết càng làm tăng thêm tính ưu việt của RCC

1.2.2 Các công ngh ệ thi công RCC

Công nghệ RCC là sự kết hợp giữa hai công nghệ truyền thống : Công nghệ chế tạo bê tông (rung) và công nghệ đất đá (lu, lèn) RCC được tiến hành thí nghiệm nghiệm cứu và ứng dụng ở rất nhiều nước trên thế giới Cùng với quá trình phát triển, cho đến nay trên thế giới đã hình thành 3 trường phái chính: Mỹ; Nhật; Trung Quốc

Trường phái của Nhật Bản Roller Compacted Dam (RCD), trường phái này yêu cầu chất lượng RCC phải có cùng khả năng chống thấm và cường

độ như bê tông truyền thống Đập cao nhất theo trường phái này đã đạt được đến 200m và công nghệ này đã phát triển sang cả đập vòm, chất lượng đập ngày một nâng cao Nhật Bản là nước phát triển công nghệ này

nhanh nhất, trên 40 đập đã được xây dựng

Trường phái của Mỹ Roller Compacted Concrete (RCC) trường phái này thiên về thi công nhanh, giá rẻ nhưng tồn tại về thấm và nứt, về sau trường phái này phải vận dụng những ưu điểm của trường phái Nhật

Trường phái của Trung Quốc Roller Compacted Concrete Dam (RCCD), mặc dù Trung Quốc là nước áp dụng công nghệ RCC muộn hơn so với các nước phương Tây Nhưng đến nay với sự nỗ lực và sáng tạo của mình, Trung Quốc đã đi đầu trong công nghệ RCC Trường phái này được xây dựng trên cơ sở kinh nghiệm và bài học của 2 trường phái RCD và RCC kết hợp với tình hình phụ gia tro bay có sẵn trong nước

1.3 PHÂN LOẠI VÁN KHUÔN

Có thể phân loại ván khuôn theo nhiều cách khác nhau, theo công năng sử dụng hoặc theo vật liệu làm ván khuôn

Theo vật liệu làm ván khuôn có: Ván khuôn bằng gỗ, ván khuôn bằng bê tông đúc sẵn, ván khuôn bằng kim loại, ván khuôn bằng nhựa

Theo hình dạng bề ngoài và vị trí có: Ván khuôn phẳng, ván khuôn cong, ván khuôn đứng, ván khuôn nằm, ván khuôn nghiêng và ván khuôn treo Theo điều kiện thi công có: Ván khuôn định hình, ván khuôn tiêu chuẩn, ván khuôn cố định, ván khuôn di động, ván khuôn trượt, ván khuôn leo Theo tác dụng của ván khuôn có: Ván khuôn chân không, ván khuôn thấm

nước

1.3.1 Ván khuôn tiêu chuẩn

Đó là những mảnh ván đã được ghép lại với nhau, có diện tích vài mét vuông Có thể làm bằng gỗ hoặc kim loại

3 4 4

5 2

và chiều dài 2÷5m Độ dày, cự ly, tiết diện nẹp của ván được xác định qua các

bước thiết kế, tính toán cụ thể Ván tiêu chuẩn được gia công hàng loạt trước

ở xưởng mộc Khi dỡ ván khuôn phải tháo cả mảng ra khỏi bê tông

Gỗ để làm ván có thể là gỗ dán, hoặc gỗ tấm bào nhẵn Đối với kim loại

như sắt, hợp kim người ta cũng sản xuất thành các tấm định hình

Ván khuôn bằng kim loại có thể sản xuất nhiều loại và hình dạng khác nhau Có thể là các tấm phẳng dùng để ghép ván khuôn cột, dầm, sàn Liên kết các tấm với nhau bằng các khóa hình chữ U

Ván khuôn tiêu chuẩn còn được gọi là ván khuôn luân lưu Khi đưa ra thi công ở công trường người công nhân chỉ liên kết với nhau bằng các phụ kiện thành hình dáng chuẩn xác để làm khuôn đổ bê tông

Sau khi bê tông đủ cường độ người ta tháo ra nguyên hình đem đi thi công các công trình khác

Khi thiết kế việc, xác định kích thước của các tấm ván khuôn cần phải xem xét một số yêu cầu sau:

- Số lượng mối nối phải ít nhất và đơn giản

- Số loại tấm phải tối thiểu cho một kết cấu xây dựng;

- Đối với trường hợp dựng lắp ván khuôn thủ công thì không nên sản xuất các tấm có trọng lượng lớn hơn 70kg Thông thường người ta chỉ sản xuất loại tấm có trọng lượng 25 - 40kg Nếu lắp ghép bằng cơ giới thì có thể sử dụng các tấm ván khuôn tiêu chuẩn kích thước lớn

Khi sử dụng các bộ ván khuôn định hình luân lưu thì cũng phải sử dụng đồng thời hệ thống xà gồ, cột chống, sàn thao tác và các phương tiện luân chuyển mới phát huy hết được ưu điểm của chúng

Khi cần ghép ván khuôn để đổ bê tông vỏ, vòm, trụ tròn , người ta lại sản xuất các tấm định hình theo dạng mặt cong

Ván khuôn luân chuyển bằng gỗ dán, được chế biến trong các nhà máy, thi công bằng loại ván khuôn này có nhiều ưu điểm như: gọn nhẹ, dễ thao tác vận chuyển, dễ tháo lắp, độ luân chuyển lớn thường từ 25 - 40 lần

1.3.2 Ván khuôn định hình (hoàn chỉnh)

Là những khối ván khuôn đã gia công hoàn chỉnh tại công trường (kể cả ván mặt đến giằng chống )

Dùng ván khuôn định hình có nhiều ưu điểm: Tăng nhanh tốc độ thi công, bảo đảm chất lượng ván khuôn, tạo điều kiện làm việc thuận lợi cho công nhân Song phải có cần cẩu, bãi phẳng đủ rộng và trong tầm với của cần cẩu

để làm bãi gia công

1.3.3 Ván khuôn bằng bê tông đúc sẵn

Phần vỏ ngoài của công trình bê tông và bê tông cốt thép có thể đúc trước thành những khối lớn bê tông hay tấm vỏ mỏng, hoặc dầm bê tông cốt thép;

dùng cần cẩu đưa vào vị trí lắp ghép lại với nhau hình thành phần vỏ công trình và làm ván khuôn để đổ bê tông phần ruột công trình

Ván khuôn bằng bê tông đúc sẵn thường có hai loại Đối với công trình có kết cấu vừa phải như nhà máy thuỷ điện, cống, âu thuyền thường dùng loại ván khuôn bê tông cốt thép vỏ mỏng Xuất phát từ kết cấu của công trình và khả năng thi công để xác định kích thước những tấm ván khuôn bê tông tiêu chuẩn này Giống như ván khuôn tiêu chuẩn bằng gỗ, người ta gia công trước hàng loạt các tấm bê tông cốt thép đúc sẵn này để làm ván khuôn cho đa số các bộ phận công trình Cốt thép để gia cường tấm bê tông và làm thanh gắn giữa lớp bê tông vỏ (làm ván khuôn) và lớp bê tông đổ sau thường dùng Φ6 ÷

Φ8 Xung quanh miếng bê tông đúc sẵn có nẹp gỗ dày 2cm, bảo vệ miếng bê tông Khi bê tông lõi đã đạt cường độ tối thiểu thì cậy bỏ nẹp gỗ này, lấy vữa

bê tông mác cao trát mạch, xử lý chỗ nối Ván khuôn bê tông cốt thép vỏ mỏng thường tốn cốt thép ((5 ÷ 6)kg thép trên 1mP

Ở Việt Nam, khi xây dựng cống phần vỏ trụ pin cũng dùng ván khuôn bê tông cốt thép Ở đây vỏ trụ pin bằng bê tông đúc sẵn làm ván khuôn dày 10 ÷ 20cm

Đối với các công trình bê tông khối lớn như đập trọng lực, đập tràn thì khoảnh đổ bê tông lớn và ít cốt thép Ở đây thường dùng ván khuôn bê tông trọng lực Dùng khối lượng bản thân khối bê tông đúc sẵn lấy cân bằng với các lực đẩy ngang khi đổ bê tông, mà không cần phải giằng chống để giữ ổn định ván khuôn như ở loại vỏ mỏng

1.3.4 Ván khuôn thép

Ván mặt dùng thép tấm, khung dùng sắt hình hàn lại với nhau thành những tấm tiêu chuẩn Khi dựng lắp dùng chêm, chốt bu lông để giữ cố định các tấm ván khuôn tiêu chuẩn lại với nhau

Ván khuôn thép độ cứng cao, bền chắc có thể luân lưu 10 lần trở lên, mặt

Ván khuôn di động là loại ván khuôn không tháo rời từng bộ phận sau mỗi chu kỳ hoạt động mà để nguyên di chuyển vị trí sử dụng của chu kỳ tiếp theo

Căn cứ vào phương chuyển động người ta chia ra ván khuôn dịch chuyển

và ván khuôn di động lên cao Ván khuôn dịch chuyển là ván khuôn di động theo phương nằm ngang, nó dịch chuyển từ đoạn này sang đoạn tiếp theo

phương nằm ngang Phụ thuộc vào cách dịch chuyển ván khuôn di chuyển lên cao còn chia ra ván khuôn leo và ván khuôn trượt Ván khuôn leo là ván khuôn bám vào công trình để di chuyển lên cao; còn nếu bám vào hệ giáo đỡ

là ván khuôn treo

Tất cả các ván khuôn di động dịch chuyển được là nhờ những thiết bị đặc biệt như kích, tời, cần cẩu và những thiết bị liên kết, treo đỡ v.v Đối với mỗi loại ván khuôn những thiết bị này được thiết kế theo chức năng chuyên dùng Nhóm ván khuôn di động là loại tiên tiến nhất giúp tiến độ thi công nhanh

và hiệu quả kinh tế cao Nhưng để phổ cập loại ván khuôn này đòi hỏi phải có

cơ sở thiết kế chế tạo đủ mạnh và thị trường áp dụng rộng lớn thì mới có hiệu quả vì giá đầu tư ban đầu rất lớn

Thực tế thường áp dụng ván khuôn di động ngang để thi công đường hầm, ván khuôn trượt trên mái nghiêng cho thi công mái kênh, bản mặt bê tông của đập

Hình 1- 6: San đầm bê tông khi thi công bằng ván khuôn trượt cho bản mặt

đập Tuyên Quang

Trước đây ván khuôn trượt chỉ dùng để thi công bê tông các công trình đặc biệt như xilo, ống khói nhà máy Ngày nay ván khuôn trượt được dùng rộng rãi để thi công bê tông toàn khối các công trình dân dụng Đặc biệt là xây dựng nhà ở nhiều tầng

Khi đổ bê tông các công trình có chiều cao (tháp nước, giếng điều áp,

tường) có thể lợi dụng cốt thép chịu lực của công trình, hay những thanh cốt thép thi công cắm trong bê tông và cường độ đông cứng ban đầu của bê tông nên chỉ làm một đoạn ván khuôn Sau khi đoạn bê tông lớp dưới đạt cường độ cho phép, trượt đoạn khuôn đó lên trên và tiếp tục đổ bê tông Cứ như vậy cho đến khi thi công trình đạt độ cao thiết kế

Để giảm bớt trở lực khi trượt đoạn dưới ván khuôn đứng nên có độ mở rộng khoảng (0,5÷0,8) chiều cao kết cấu; đoạn giữa bằng chiều dày kết cấu còn trên hơi hẹp một chút Theo kinh nghiệm thực tế, trở lực khi trượt khoảng 200÷360daN/m2

Thiết bị để làm trượt mảng lên cao là kích Thường dùng loại kích dầu với

áp lực trong kích khoảng 100daN/cm2 bước kích thường là 4cm

b) Ván khuôn leo

Khi đổ bê tông các bức tường, bức vách nhiều khi người ta sử dụng ván khuôn leo Khi đổ bê tông được một đoạn nào đấy, bê tông đã đủ cường độ cho phép tháo ván khuôn Người ta di chuyển mảng ván khuôn đó lên một đoạn khác

Hình 1-8: Ván khuôn dùng để dổ bêtông tuynen (đường hầm) tròn

1 Bêtông đáy; 2 Ván khuôn bằng thép hoặc bằng gỗ; 3 Đệm gỗ; 4 Tà vẹt đỡ đường ray; 5 Ray; 6 Khung đỡ; 7 tăng đơ; 8 Kích đỡ trần; 9

Khớp nối của ván trần và ván tường

Khi thi công các công trình như tuy nen, đường hầm, mái chợ, thường

người ta dùng loại ván khuôn di động ngang Toàn bộ hệ ván khuôn này được

bố trí trên hệ thống đường ray hay bánh xe Việc dịch chuyển thực hiện bằng tời hay kích

Để sử dụng được loại ván khuôn này công trình phải dài, các đoạn của kết cấu lặp lại có tính chu kỳ Mỗi bộ ván tương ứng với một đoạn công trình

1.3.6 Các loại ván khuôn đặc biệt khác

a) Ván khuôn chân không

Mâm chân không dùng gỗ ghép khít Trên mặt gỗ đóng lớp gỗ ván dày 4 ÷ 5mm Trên mặt ván là 2 lớp lưới thép, trên cùng căng lớp vải giữ cho vữa bê tông không lọt được vào buồng chân không Xung quanh mặt ván đóng nẹp

gỗ rộng 2 ÷ 3cm dày 3 ÷ 4mm Trên nẹp gỗ viền một lớp cao su dày 3mm để giữ kín chân không Sau mặt mâm là khung gỗ giữ cứng Mỗi mâm chân không có diện tích độ 1m2, để tiện việc di chuyển

Ngoài mâm chân không còn cần máy bơm để tạo chân không; thùng không khí loãng để đảm bảo độ chân không cân bằng và ổn định; thùng tập trung

nước để chứa nước hút từ bê tông ra Trong quá trình làm việc thỉnh thoảng tháo xả nước Dùng ống cao su để nối các thiết bị lại với nhau

Khi bơm chân không làm việc, áp suất trong ván khuôn thấp hơn trong khối bê tông, do đó không khí và nước thừa trong bê tông bị hút vào mâm chân không không qua dạng hơi rồi theo đường ống dẫn đến thùng trung

nước Hút chân không sau khi san phẳng mặt bê tông, sau đó đàm lại dải bể tông gần ván khuôn Thời gian hút chân không đối với mỗi điểm tùy thuộc chiều dày hút chân không; không nên ít hơn 15 phút Đối với bê tông khối lớn thời gian hút có thể kéo dài tới 45 phút Mức độ chân không trong thùng không khí loãng cần bảo đảm 400 ÷ 500mmHg Sau khi hít chân không xong

bê tông có thể đạt cường độ 3 ÷ 5 daN/cm2 Sau 3 ngày sẽ đạt 40 ÷ 60%

cường độ thiết kế Có thể hút ra được 10 ÷ 15% lượng nước trong vữa bê tông Cường độ bê tông được hút chân không tăng 15 ÷ 25% Độ chống xói mòn tăng 1,5 lần Do vậy ván khuôn chân không thường dùng ở mặt đập tràn, sân tiêu năng là những chỗ yêu cầu cường độ và độ chống xói mòn của bê tông cao

b) Ván khuôn thấm nước

Trên mặt ván khuôn thường găm thêm giấy hút nước dày 1,5 ÷ 2mm, với khối lượng là 1kg/m2 Găm bằng đinh theo hình hoa thị, cự ly 30cm một đinh Nếu dùng giấy bồi thô dày 1,5mm thì khả năng hút nước có thể đạt 1,5

÷ 2l/m2 Chiều sâu hút đạt khoảng 2cm và thời gian hút khoảng 10 phút thì bão hòa

Khi dùng ván khuôn thấm nước phải chú ý giữ cho mặt ván phải luôn khô

và không làm rách giấy Khi đổ bê tông phải dùng phễu rót từ từ Trên thành đứng có thể đổ bê tông đến đâu găm giấy tới đó để bảo đảm chất lượng thấm

nước của giấy Để dễ bóc ván khuôn nên phủ một lớp vải mỏng ngoài lớp giấy

Cũng có thể dùng ván vỏ bào dày 10 ÷ 12mm làm ván mặt thấm nước Ván

vỏ bào thường có khối lượng riêng khoảng 230 ÷ 400kg/m2 Ván vỏ bào có thể cho phép chịu uốn 20 ÷ 25daN/cm2 Ván vỏ bào có thể thấm được nước sâu 7 ÷ 7,5cm

Ván khuôn thấm nước tác dụng không kém ván khuôn chân không và không yêu cầu thiết bị phức tạp

c) Ván khuôn l ưới thép

Căng lưới thép trên khung gỗ Mắt lưới 2 ÷ 3mm Dây thép Φ0,7 ÷ 1mm

Cố định ván khuôn vào cốt thép chịu lực bằng các bu lông

Khi dùng ván khuôn lưới thép phải đầm cách ván khuôn ít nhất 0,4m Độ

lưu động của bê tông không lớn hơn 6cm Tuy vậy, vữa bê tông vẫn chảy ra ngoài, thường lượng vữa chảy mất là 1,5 ÷ 2kg/m2

Ván khuôn lưới thép thường chỉ dùng ở mặt bên của khối bê tông mà sau

có đổ bê tông tiếp khối bên cạnh, hoặc trát mặt Các lưới sắt sẽ nằm lại trong

bê tông, chỉ tháo bỏ khung gỗ Lượng thép tốn khoảng 1,5 ÷ 3kg/m2

d) Ván khuôn mặt

Đây là một loại ván khuôn rất kiên cố Sau khi thi công, loại ván khuôn này được để lại làm bé mặt của kết cấu, nó có thể chịu được các tải trọng trong thi công và tải trọng nén, uốn của kết cấu Cấu tạo loại ván khuôn này

có thể bằng bê tông cốt thép, hoặc bằng kim loại Dùng ở những công trình đặc biệt, ví dụ như công trình cách nhiệt, chống phóng xạ

Nếu ván khuôn mặt bằng bê tông cốt thép thì cấu tạo như trên hình 8.28 Mặt ngoài đã được hoàn thiện để làm mặt của kết cấu, mặt trong có rât thép

và nhám để ăn liền với bê tông của cấu kiện đổ

e) Ván khuôn túi h ơi

Trong công nghiệp xây dựng phát triển ngày nay, ván khuôn cao su cũng được sử dụng rộng rãi trên thế giới, đó là những túi hơi bằng cao su để đúc bê tông

Nhiều nước đã dùng loại ván khuôn này để đổ bê tông các đường ống cao

áp dẫn dầu, khí, hoặc xây dựng các kết cấu vỏ mỏng

Sử dụng loại ván khuôn cao su rất kinh tế Có thể sử dụng lại nhiều lần (độ luân chuyển từ 100 - 200 lần)

g) Ván khuôn vỏ và vòm

Khi đổ bê tông toàn khối vỏ, vòm cũng cần nghiên cứu chế tạo các loại ván khuôn thích hợp để thi công Vì đây là những kết cấu phức tạp, nếu không nghiên cứu các biện pháp thi công đầy đủ dẫn đến lãng phí quá nhiều nguyên

liệu làm ván khuôn Mặt khác không đảm bảo được an toàn cho công trình về mặt kết cấu và kiến trúc

Đối với các công trình vỏ, vòm chạy dài như mái chợ, thì nên thiết kế hệ ván khuôn di chuyển được trên đường ray Việc di chuyển của hệ ván khuôn này nhờ các thiết bị đặc biệt như kích, tời

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Từ những tổng kết về sự phát triển nhanh chóng việc áp dụng và xây dựng đập RCC ở nước ta đã nhận thấy tính ưu việt và hiệu quả của loại hình này, đồng thời nhận thấy hiện nay nó đã trở thành xu thế của thời đại Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, thiết kế và xây dựng cần có những giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm hạn chế những tác động xấu đến chất luợng bê tông, giúp cho việc xây dựng công trình nhanh chóng an toàn trong quá trình xây dựng, quản lý và vận hành

Công nghệ thi công RCC, ngoài tính đặc thù, có thể kế thừa chủ yếu công nghệ thi công bê tông truyền thống (bê tông thường), đặc biệt là hệ thống ván khuôn định hình khi thi công bê tông tường chống thấm, thi công

bê tông làm giàu

CHƯƠNG 2 CÔNG NG HỆ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ KẾT CẤU

VÁN KHUÔN 2.1 NHỮNG YÊU CẦU KHI THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 2.1.1 Nguyên vật liệu và thiết kế cấp phối

Nguyên vật liệu chế tạo RCC cũng không có khác biệt lớn so với CVC Chúng bao gồm các loại vật liệu như: Xi măng, phụ gia khoáng, cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, phụ gia hoá học (phụ gia chậm đông kết) và nước

RCC là hỗn hợp được tạo thành bởi 6 loại vật liệu: xi măng, chất độn (phụ gia khoáng hoạt tính), nước, cát, đá, và chất phụ gia Xi măng và chất độn gọi chung là chất kết dính (CKD) Hỗn hợp của nước với vật liệu kết dính tạo thành vữa kết dính, chúng bao bọc bên ngoài cát và lấp vào các khe rỗng của cát, cùng với cát tạo thành vữa cát Vữa cát bao bọc bên ngoài đá và lấp vào các khe rỗng của đá Vữa kết dính sau khi đông cứng đã dính kết các cốt liệu lại với nhau thành một khối chắc chắn Trong hỗn hợp RCC, cốt liệu tạo thành “khung xương” của bê tông, có tác dụng nhất định nâng cao một số tính năng của bê tông (như biến dạng thể tích nhỏ, giảm bớt độ tăng nhiệt của bê tông…) Trong hỗn hợp RCC, chất phụ gia có tác dụng làm chậm đông kết, giảm lượng nước và dẫn khí (hay cuốn khí)

- Xi măng:

Xi măng là thành phần quan trọng trong bê tông, khi trộn với nước tạo thành hồ dẻo sau đó có khả năng rắn chắc lại và cho cường độ Khi tiếp xúc với nước các hạt xi măng bị thấm ướt, các khoáng clanker tạo nên xi măng phản ứng với nước gọi là phản ứng thủy hoá cho khả năng liên kết, gắn chặt các hạt cốt liệu (đá và cát) lại thành một khối rắn chắc gọi là bê tông

Tất cả các khoáng clanker khi thuỷ hoá đều toả nhiệt Lượng nhiệt toả ra

của các khoáng khác nhau thì không giống nhau Do vậy nhiệt thuỷ hoá của xi măng phụ thuộc vào loại xi măng

Xi măng được phân loại dựa vào các thuộc tính cơ bản Ở mỗi nước có cách phân loại riêng của mình Ở Việt Nam xi măng được phân thành 7 loại chủ yếu

Xi măng poóclăng hỗn hợp có nhiệt thuỷ hoá vừa phải, tuy nhiên nếu sử dụng cùng một lượng phụ gia khoáng lớn thì sự phát triển cường độ không đạt yêu cầu Do đó hiện nay chủ yếu sử dụng loại xi măng không pha phụ gia, tức

xi măng poóclăng theo TCVN 2682 – 1999

- Phụ gia khoáng:

Trong bê tông khối lớn nói chung và RCC nói riêng sự có mặt của phụ gia khoáng nghiền mịn là không thể thiếu Phụ gia khoáng có thể là phụ gia khoáng hoạt tính có khả năng kết hợp với Ca(OH)R 2 R thải ra khi thuỷ hoá xi măng cho sản phẩm tương tự như khi thuỷ hoá xi măng, phụ gia trơ hay chất độn mịn

Sự có mặt của phụ gia khoáng nghiền mịn có tác dụng:

+ Giảm lượng dùng xi măng clanke, cải thiện thành phần hạt của cốt liệu, tăng độ đặc vi cấu trúc, giảm nhiệt thuỷ hoá;

+ Tăng dẻo do hiệu ứng ổ bi (ball bearing effect), có tác dụng giảm nước nhào trộn, tăng độ phân tán của hạt xi măng do đó tăng mức độ thuỷ hoá; + Tăng độ bền của bê tông trong môi trường có tác nhân rửa kiềm, tác nhân ăn mòn hoá học nhờ phản ứng giữa SiOR 2 R hoạt tính có trong phụ gia khoáng với Ca(OH)R 2 R - gọi là phản ứng puzơlanic

- Phụ gia hoá học:

Hiện nay hầu hết các loại bê tông đều sử dụng phụ gia hoá học

- Cốt liệu sử dụng để chế tạo RCC: