T Ổ NG QUAN V Ề BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
Tình hình xây d ựng đập bê tông đầm lăn (RCC)
Bê tông đầm lăn (RCC) được xem là một bước tiến quan trọng trong công nghệ đắp bê tông trong thế kỷ qua Việc áp dụng RCC giúp giảm chi phí nhờ vào phương pháp thi công nhanh và vật liệu rẻ, tạo điều kiện cho các công trình mới khả thi về mặt kinh tế Điều này cũng mở ra cơ hội cho các kỹ sư thiết kế cải tạo các đập bê tông, đảm bảo an toàn và cần gia cố, đồng thời cải thiện biện pháp thi công an toàn cho tràn qua đập.
RCC thường được trộn bằng thiết bị trộn theo mẻ hoặc thiết bị trộn liên tục với năng suất cao Vật liệu này thường được vận chuyển bằng xe tải hoặc băng chuyền và rải, san bằng bằng xe ủi thành các lớp đổ trước khi đầm So với CVC, RCC có thể sử dụng nhiều loại vật liệu hơn.
Trong quá trình phát triển mạnh mẽ, việc áp dụng đập CVC và đập đất đá đã dẫn đến sự ra đời của đập RCC Tính kinh tế và khả năng thi công thành công của RCC đã nhanh chóng được công nhận và ứng dụng trên toàn thế giới Vào những năm 1960 và 1970, đã có những cách sử dụng vật liệu có thể coi là tiền thân của RCC, dẫn đến sự phát triển của 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, với hỗn hợp bê tông được rải bằng xe ủi và được đầm chặt bằng các loại đầm dùi gắn sau máy ủi hoặc đầm chặt bằng máy ủi.
Thi công nhanh đập bê tông trong lực sử dụng thiết bị đắp đất, bao gồm máy đầm lăn cỡ lớn, đã được kiến nghị áp dụng từ năm 1965 như một phương pháp thi công kinh tế Tuy nhiên, phương án này chỉ được chú ý khi Raphael giới thiệu khái niệm “đập trong lực tối ưu” vào năm 1970, với sự cân nhắc đến một phần tương tự nhưng với khối lượng ít hơn so với phần đập đắp.
Vào những năm 1970, nhiều công trình đã bắt đầu thực hiện thí nghiệm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm hiện trường Những nỗ lực này đã tạo nền tảng cho việc xây dựng các đập RCC đầu tiên vào những năm 1980.
Năm 1972 tạ i h ộ i ngh ị ''thi công kinh t ế đập bê tông'' R.W Cannon có đưa ra lu ận điểm xây đậ p bê tông dùng đấ t n ệ n'' phát tri ể n thêm m ột bước ý tưở ng c ủ a
Raphael giới thiệu việc sử dụng xe ben chở bê tông nghèo và máy đầm, đồng thời đề xuất phương pháp ván khuôn trượt ngang cho bê tông giàu Năm 1973, các kỹ sư Quân đội Hoa Kỳ đã nghiên cứu công tác thi công RCC tại Cơ quan chuyên ngành đường thủy, tiếp theo là đập Lost Creek vào năm 1974 Công trình Zintel Canyon được thiết kế với phương pháp "một đập trọng lực tối ưu" bởi các kỹ sư Quân đội, mặc dù việc thi công RCC tại đây không được ủng hộ lúc bấy giờ Tuy nhiên, những kinh nghiệm từ dự án này đã góp phần vào việc xây dựng đập Willow Creek, trở thành đập RCC đầu tiên tại khu vực.
Vào những năm 1970, công ty Dunstan tại Anh đã bắt đầu nghiên cứu tích cực về bê tông RCC trong phòng thí nghiệm Tiếp theo, Hiệp hội Nghiên cứu và Thông tin Công nghiệp Xây dựng (CIRIA) của Anh đã thực hiện một dự án nghiên cứu sâu rộng về RCC sử dụng tro bay với hàm lượng lớn Các kết quả nghiên cứu này đã được thử nghiệm tại trạm xử lý nước Tamara - Coruwall vào năm 1976 và tại công trình đập Wimbledall vào năm 1979.
Năm 1973, tại hội nghị quốc tế về đập lớn lần thứ 11, Moffat đã nêu ra vấn đề nghiên cứu bê tông nghèo khô trong thi công đập trống lực Ông cũng kiến nghị áp dụng bê tông nghèo khô, đã được sử dụng từ 50 năm trước tại Luki, Anh, để sửa chữa đập bằng cách sử dụng xe lu để đầm.
Vào cuối những năm 1970 tại Nhật Bản, phương pháp thiết kế và thi công đập bê tông đầm lăn (RCD) đã được phát triển, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong xây dựng đập.
Shimajigawa v ớ i m ục đích rút ngắ n th ờ i gian thi công và h ạ giá thành công trình Tuy v ậ y, v ậ t li ệ u RCC và v ậ t li ệu RCD được xem như giống nhau Đậ p Shimajigawa cao
89 m, dài 240 m, kh ối lượ ng RCC là 165.000 m 3 trong t ổ ng s ố 317.000 m 3 c ủ a bê tông đậ p đ ã hoàn thành vào năm 1981
Phương pháp RCD sử dụng RCC cho phần bên trong đập có hai mặt tường 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 để đảm bảo khả năng thoát nước hiệu quả.
RCD là các lớp đổ dày và nghỉ giữa mỗi lớp để bảo vệ RCC, vì vậy RCC cần được làm sạch trước khi đổ lớp tiếp theo Quy trình đổ RCD cho đập có sử dụng CVC làm tăng chi phí và thời gian hơn so với các đập RCC không sử dụng CVC Đến nay, Nhật Bản đã hình thành trường phái bê tông đầm lăn.
RCD (Đập Bê Tông Đầm Nén) là phương pháp thiết kế và thi công đập, bao gồm tính toán thành phần bê tông, công nghệ thi công và kiểm soát nhiệt độ đập Đặc điểm nổi bật của phương pháp RCD là sử dụng kết cấu "vàng bọc bạc", trong đó bên ngoài đập được làm bằng CVC (Bê Tông Vữa Xi Măng) và bên trong thân đập là RCC (Bê Tông Đầm Nén).
Năm 1982 Mỹ xây d ựng đậ p tr ọ ng l ự c RCC đầ u tiên trên th ế gi ới, đậ p Willow
Đập Creek có chiều cao 52m và chiều dài trục đập 543m, không có rãnh ngang dọc Hàm lượng kết dính trong RCC chỉ đạt 66 kg/m3, với lớp đầm dày 30 cm được đổ liên tục lên cao, tổng khối lượng RCC sử dụng là 331.000m3 trong thời gian thi công chỉ 5 tháng So với đập CVC, thời gian thi công đã rút ngắn được từ 1 đến 1,5 năm, và giá thành chỉ bằng 40% so với đập CVC.
CVC và 60% của đập đá đổ đã chứng minh rõ ràng những ưu điểm vượt trội về kinh tế và tốc độ thi công của đập RCC Sự thành công trong việc xây dựng đập Willow Creek là minh chứng cho hiệu quả của công nghệ này.
RCC đã thúc đẩ y s ự phát tri ể n nhanh chóng ở M ỹ và ở các nướ c trên toàn th ế gi ớ i
Nh ững năm 1980 đ ã áp d ụ ng thành công vi ệ c thi công RCC v ớ i t ốc độ cao G ầ n
1,1 tri ệ u m3 RCC c ủ a đậ p Upper Stillwater thi công trong vòng 11 tháng gi ữa năm
Đập Stagecoach, cao 46m, được xây dựng chỉ trong 37 ngày liên tiếp với tốc độ trung bình đạt 1,2m/ngày Trong khi đó, tại đập Elk Creek, cường độ đạt trên 9200m3/ngày.
Ưu điểm và nhược điể m c ủa đậ p RCC
1.2.1 Ưu điểm Đậ p RCC đã kế t h ợp được đặ c tính c ủa đậ p CVC và đặ c điể m thi công nhanh c ủ a đập đất đá Vì v ậ y gi ả m đượ c giá thành và th ờ i gian thi công a) T ốc độ thi công nhanh
Kích thước mặt cắt của đập RCC tương tự như đập CVC nhưng sử dụng xi măng ít hơn và có kết cấu đơn giản, không có khe dọc hay khe ngang Việc thi công đập RCC diễn ra nhanh chóng hơn so với đập CVC, như tại đập Ngọc Xuyên ở Nhật Bản, nơi sử dụng ô tô tự đổ để chuyển bê tông gần đập, giúp đổ được 1.000.000m3 bê tông trong 21 tháng, rút ngắn thời gian thi công từ 5 đến 7 tháng so với phương pháp sử dụng cần cẩu Đặc biệt, dự án này không thi công trong 5 tháng mùa đông, cho thấy hiệu quả thi công cao Đập Galesville tại Mỹ cao 51m chỉ mất 2 tháng để hoàn thành, trong khi đập Elk Creek cũng tại Mỹ đạt cường độ đổ bê tông cao nhất.
9.474m 3 /ngđ Ở Trung Qu ốc, đậ p chính tr ạ m thu ỷ điệ n Nham Than ngày 10-11-1980 đã lậ p k ỷ l ục đổ bê tông cao nh ấ t là 1.068 m 3 /ng đ
Đập RCC có mặt cắt nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn so với đập đất đá, đồng thời áp dụng thi công cơ giới giúp rút ngắn thời gian thi công Dự án đập Monksville ở Mỹ đã so sánh bốn loại đập và kết luận rằng đập RCC chỉ mất một nửa thời gian thi công so với đập đất đá Tương tự, đập Olivettes ở Pháp hoàn thành toàn bộ công trình trong 18 tháng, giảm 10 tháng so với phương án đập đá đổ.
Cường độ và th ờ i gian thi công c ủ a m ộ t s ố công trình xây d ự ng tham kh ả o b ả ng 1-6
B ả ng 1-6: T ốc độ thi công đậ p RCC c ủ a m ộ t s ố công trình xây d ự ng
Tên đậ p Kh ố i l ượ ng
Cường độ đổ l ớ n nh ấ t (m 3 /ngđ )
Copper field 14.00 < 4 tháng 2600 Đê bao Cách hà nham 12.00 35 ngày 7930
Elk Creek 76.50 Giữa chừng dừng do sự cố 9474 Đ ê bao Nham than 30.50 97 ngày 8184 Đê chủ Nham than 32.50 10681 b) Kinh t ế
So v ớ i CVC thì đậ p RCC ti ế t ki ệm đượ c nhi ề u khi xây d ự ng công trình
Ván khuôn là một yếu tố quan trọng trong xây dựng, và theo tính toán của đập Ngọc Xuyên, đã tiết kiệm được 30% chi phí ván khuôn Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tiết kiệm cả chi phí làm lạnh và đổ vữa nối khe, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong dự án.
RCC sử dụng ít xi măng, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư hiệu quả Đập Ngọc Xuyên đã tiết kiệm 11% xi măng, dẫn đến đơn giá bê tông giảm 10% Đập Kháng Khẩu có đơn giá chỉ bằng 88% so với đập CVC, trong khi đập Thiên Sinh Kiều sử dụng RCC cấp phối cấp 2 với đơn giá chỉ bằng 77% so với CVC.
Đập RCC có thể tích nhỏ hơn nhiều so với đập đất đá, giúp giảm vật liệu xây dựng và tiết kiệm chi phí Chiều rộng móng đập nhỏ giúp giảm bớt công việc đào và xử lý móng, trong khi chiều dài công trình dẫn dòng và xả lũ cũng được rút ngắn, cho phép bố trí công trình xả lũ ngay tại lòng sông Đặc biệt, đập RCC loại vừa và nhỏ có thể hoàn thành trong vài tháng, giảm đáng kể chi phí dẫn dòng Ví dụ, đập Galesville áp dụng thiết kế lưu lượng trung bình năm mà không cần thiết kế tần suất lưu lượng lớn nhất, dẫn đến lưu lượng thiết kế giảm từ 170 m³/s xuống còn 34 m³/s, đơn giản hóa biện pháp dẫn dòng và giảm chi phí.
Trong quá trình thi công đập RCC, nếu xảy ra lũ, thiệt hại thường không lớn Ví dụ, đập Craigbourne ở Australia đã gặp lũ trong lúc thi công, nhưng sau khi lũ rút, chỉ có mặt bê tông ở tuổi 2 ngày bị hư hại, và công việc thi công có thể tiếp tục sau 5 ngày Tương tự, đê quai Nham Than và đê quai Cách Hà Nham cũng đã trải qua lũ trong năm xây dựng mà không phát hiện hư hỏng nào.
Chiều cao của đập RCC chỉ cần đạt đến mức nước lũ kiểm tra và sử dụng tường chắn sóng Đối với đập đất đá, cần xem xét độ cao an toàn và nước tràn qua, do đó chiều cao phải cao hơn đập bê tông Một ví dụ thực tế về việc giảm chiều cao của đập RCC là đập
Đập Trung Sai có chiều cao 61m, được xây dựng bằng đất đá Sau khi hoàn tất các công việc đào móng và xử lý nền, chủ doanh nghiệp đã kiểm tra lại chức năng, quy mô và chi phí của đập Kết quả cho thấy, nếu sửa đổi để xây dựng đập RCC, chiều cao có thể giảm nhiều, đặc biệt là khi xét đến lũ 500 năm xảy ra một lần Đập RCC cho phép lũ tràn qua mà không gặp sự cố, tạo điều kiện an toàn hơn trong mùa lũ.
RCC ch ỉ cao 37,8m có th ể đơn giả n công trình x ả lũ thi công, l ạ i rút ng ắn đượ c th ờ i gian xây d ự ng, ti ế t ki ệ m r ấ t nhi ề u chi phí
Các ưu điểm được trình bày trong bảng 1-7 cho thấy rõ ràng những lợi ích nổi bật của Đại học Thủy lợi Những thông tin này không chỉ khẳng định chất lượng đào tạo mà còn thể hiện sự phát triển bền vững của trường Đại học Thủy lợi cam kết cung cấp môi trường học tập tốt nhất cho sinh viên, đồng thời nâng cao khả năng nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực thủy lợi.
B ả ng 1-7: So sánh tính kinh t ế c ủ a các lo ại đậ p
Giá d ự toán (1.000.000 USD) Giá quy ế t toán c ủa đậ p bê tông đầm lăn Đậ p bê tông đầm lăn Đậ p đất đá Đậ p bê tông truy ề n th ố ng Đập đ á đổ
1.2.2 Nhược điểm Ứ ng d ụng đậ p RCC tăng lên r ấ t nhanh, s ố lượng đập đã xây ngày càng nhi ề u, lo ạ i hình ki ểu đậ p tr ọ ng l ự c phát tri ển theo hướng đậ p tr ọ ng l ực vòm và đậ p vòm Hi ệ n đang còn không ít các v ấn đề k ỹ thu ậ t còn ph ả i nghiên c ứ u, v ấn đề t ồ n t ạ i ch ủ y ế u bao g ồm 5 điể m sau: a) V ấn đề ch ất lượ ng liên k ế t m ặ t t ầ ng
Thông thường đậ p RCC sau khi nâng cao lên m ộ t t ầ ng 3÷5m thì d ừ ng thi công
3÷5 ngày r ồ i m ớ i thi công ti ế p Ch ất lượ ng m ặ t t ầ ng n ế u không x ử lý s ẽ kém v ề cườ ng độ cũng như khả năng chố ng th ấ m
Sau khi hoàn thành xây dựng đập Liễu Kê vào mùa xuân năm 1983, hồ tích nước lần đầu tiên đạt độ cao 15,2m, dẫn đến việc xuất hiện thấm nước lớn ở ống thoát nước và mặt hạ lưu đập, với tổng lượng nước thấm lên đến 170 l/s Phân tích cho thấy nước thấm chủ yếu xuất hiện ở mặt tầng Thí nghiệm chố ng cắt tại hiện trường của một công trình ở Trung Quốc đã được thực hiện để kiểm tra hiện tượng này.
Lực kết hợp trong tầng RCC đạt 1,6 MPa, trong khi lực kết hợp mặt tầng không xử lý chỉ đạt 0,8 MPa, tương đương 50% nội tầng Lực kết hợp mặt tầng rải vữa xi măng cát là 1,25 MPa, bằng 78% nội tầng Điều này cho thấy rằng quy trình thi công đầm lăn là một khâu rất yếu Khi độ cao đập lớn, tiêu chí chống cắt mặt tầng tăng lên, do đó, việc nâng cao chất lượng kết hợp mặt tầng để đáp ứng yêu cầu chiều cao đập là vấn đề cần được chú ý.
Chất lượng kết hợp mặt tầng kém là nguyên nhân chính gây thấm nước Đập RCC thường được thiết kế với mặt thượng lưu bằng CVC để ngăn chặn hiện tượng thấm Một số đập áp dụng màng chống thấm thượng lưu, trong khi một số khác sử dụng RCC để kiểm soát tình trạng thấm Việc khống chế nhiệt độ và đặt khe ngang cũng là yếu tố quan trọng trong thiết kế này.
Vấn đề đặt khe ngang của đập vòm RCC ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trong các tình huống cần thiết phải tạo khe ngang Cần nghiên cứu kết cấu khe ngang và phương pháp phục hồi tính nguyên vẹn của đập vòm sau khi đã tạo khe Tất cả các vấn đề này, từ lý luận đến công nghệ, đều cần tiếp tục được nghiên cứu để đảm bảo thi công nhanh chóng cho các công trình lớn.
Các yêu c ầ u khi thi công RCC
Vi ệc thi công đập RCC cũng như thi công CVC đề u ph ải đáp ứ ng các yêu c ầ u v ề ch ất lượ ng, ti ến độ và giá thành
Yêu cầu về chất lượng thi công là rất quan trọng, đảm bảo rằng chất lượng phải đồng đều và đáp ứng các tiêu chuẩn về cường độ cũng như khả năng chống thấm của toàn bộ công trình Cần tránh hiện tượng phân tán và đảm bảo liên kết giữa các lớp, đặc biệt là bê tông trong khối, để không xảy ra hiện tượng thấm nước và trượt giữa các lớp.
Yêu cầu về tiến độ trong thi công RCC đặc biệt quan trọng, đòi hỏi tốc độ thi công nhanh để đạt được các mốc tiến độ, bao gồm việc vượt lũ tiểu mãn và lũ chính vụ, đồng thời hoàn thành toàn bộ công trình đúng thời hạn.
Công nghệ thi công RCC là một giải pháp tiên tiến với mức độ cơ giới hóa cao, giúp tiết kiệm lượng xi măng trong bê tông Nhờ đó, thời gian thi công được rút ngắn, giảm chi phí xây dựng và đưa công trình vào sử dụng sớm hơn, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
1.3.2 Ti ến độ thi công
Ti ến độ thi công RCC ph ả i h ế t s ứ c ch ặ t ch ẽ do RCC khá nh ạ y c ả m v ớ i các y ế u t ố khí h ậ u và toàn b ộ l ớ p r ả i yêu c ầ u ph ả i k ế t thúc cùng lúc
Tốc độ lên đập nhanh của RCC tạo ra hiệu quả kinh tế nhưng yêu cầu lập kế hoạch, tiến độ thi công và sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà thầu và tư vấn thiết kế Tại Hoa Kỳ, thời gian từ khi trộn RCC đến khi đầm xong không quá 40 phút, trong khi ở Nhật Bản có thể gấp đôi Tuy nhiên, ở Nhật Bản, mỗi lớp rải phải được bảo dưỡng ít nhất 36 giờ trước khi rải lớp khác, trong khi ở Hoa Kỳ và các nước khác, quá trình thi công các lớp RCC phải diễn ra liên tục Để tránh chậm tiến độ và thiệt hại kinh tế do những bất đồng về tiêu chuẩn chất lượng, cơ quan có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề kỹ thuật cần 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 cần được thực hiện một cách chu đáo và toàn diện.
Để thực hiện việc rải RCC nhanh chóng và hiệu quả cho các công việc liên quan đến làm sạch nền móng, hệ thống đường vào và lắp đặt các bộ phận chi tiết chờ, cần phải quy hoạch và lập tiến độ một cách cẩn thận trước khi khởi công Việc lắp dựng ván khuôn và lắp đặt các chi tiết chờ cần được thực hiện ngoài phạm vi đập hoặc trong khoảng thời gian nghỉ giữa hai ca ngay trên bề mặt lớp rải.
Tiến độ thực hiện các lớp rải thường bị phức tạp hóa do các yếu tố khách quan, đặc biệt là vấn đề tích lũy nhiệt Do tiến độ thi công RCC rất khẩn trương, việc kiểm soát nhiệt độ là cần thiết để đảm bảo chất lượng công trình, ảnh hưởng đến khả năng thi công trong mùa và thời gian trong ngày.
RCC và tốc độ thi công là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tiến độ xây dựng Việc áp dụng công nghệ và phương pháp thi công hiện đại sẽ giúp giảm thiểu khó khăn trong quá trình thực hiện dự án Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả công việc mà còn đảm bảo chất lượng công trình.
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 và liên tục cho tiến độ thi công RCC là rất quan trọng Khoảng 50% khối lượng cốt liệu cho một mùa thi công cần được dự trữ sẵn trước khi khởi công Dự trữ vật liệu với khối lượng lớn cho phép lựa chọn thiết bị công nghệ một cách kinh tế và 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 được bố trí hợp lý, tương thích với vị trí trạm trộn RCC Khi không sử dụng băng tải, máy xúc có thể được dùng để cung cấp cốt liệu cho máy trộn Khoảng cách vận chuyển, quy trình đổ và vận hành quay trở lại của máy xúc cần được quy hoạch cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu quả cao.
Mặt bằng và vị trí của trạm trộn cần được lựa chọn cẩn thận để giảm thiểu chi phí vận chuyển RCC bằng xe tải hoặc băng tải đến mặt đập Cụ thể, cần giảm thiểu quãng đường vận chuyển, chiều cao nâng, và xem xét khả năng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, gió và mưa.
Khi ô tô t ả i hay các lo ại xe khác đượ c s ử d ụng để v ậ n chuy ể n thì tr ạ m tr ộ n ph ải đặ t ở v ị trí cao, thoát nướ c t ố t
1.3.4 Thi ết bị đầm a) Thi ế t b ị đầm lăn
Lu rung t ự hành, có tr ống thép đượ c dùng ở nh ững nơi có diệ n tích m ở , r ộ ng l ớ n
Máy rung lò xo nhỏ thích hợp cho những khu vực khó tiếp cận mà máy lớn không thể sử dụng, trong khi máy đầm bàn được sử dụng ở những khu vực cần đầm mà không thể áp dụng hai loại máy đầm khác.
Lu rung ph ả i đượ c b ảo dưỡ ng đúng kỹ thu ậ t để đả m b ả o kh ả năng đầ m yêu c ầ u thi ế t k ế Lu rung s ử d ụ ng ở m ỗ i l ớ p RCC ph ả i cùng m ộ t ch ủ ng lo ại, đờ i máy
Lu rung lo ạ i nh ỏ có kh ả năng hoạt độ ng g ầ n v ớ i biên đứ ng c ủa đậ p , đượ c dùng để đầ m RCC t ạ i nơi lu rung c ỡ l ớ n không th ể s ử d ụ ng đượ c
Số lượt đầm và độ dày của lớp đầm của lu rung được xác định dựa trên dung trọng thiết kế và thí nghiệm hiện trường Việc này đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thi công, góp phần nâng cao chất lượng công trình Thiết bị đầm bàn là một trong những công cụ quan trọng hỗ trợ cho quá trình này, giúp đạt được các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết.
Máy đầm bàn rung được sử dụng để đầm dốc ở vai đập, đầm theo phần ván khuôn ở thượng và hạ lưu, cũng như tại một số khu vực khác nơi lu rung không thể hoạt động.
Máy đầm bàn có trọng lượng hoạt động từ 60 đến 150 kg, lực đầm từ 1000 đến 3000 kg, và tần số rung tối thiểu là 10 Hz Chúng được sử dụng trong khu vực đầm mọi lúc trong quá trình đổ RCC Khi sử dụng nhiều máy đầm bàn, cần đảm bảo chúng cùng chủng loại, cùng đời, cùng kích cỡ và vận hành theo một cách thức nhất quán.
T ại nơi s ử d ụ ng máy đầ m bàn, l ớp RCC được đổ t ừ ng l ớ p dày 15 cm, v ớ i l ớ p sau đổ ngay lên l ớ p trướ c sau khi l ớ p trướ c đã được đầ m
1.3.5 Công tác chu ẩn bị đổ RCC a) T ổ ng quan
Các xu hướ ng m ớ i trong thi ế t k ế và thi công đậ p RCC
1.4.1 Đập có mặt cắt đối xứng (FSHD) và đê quây (CSG)
Hình 1-6: M ặ t c ắt đậ p RCC (a): D ạ ng m ặ t c ắ t truy ề n th ố ng; (b): D ạ ng m ặ t c ắt đố i x ứ ng
Dạng mặt cắt đới xứng là một phương án đập RCC mới, với mặt cắt đới xứng qua tim đập Phương án này sử dụng vật liệu tại chỗ, đắp cứng với hàm lượng xi măng thấp, phù hợp với nền yếu và sức chịu tải thấp Ưu điểm của mặt cắt đới xứng là ứng suất thẳng đứng nhỏ và phân bố đồng đều, ít thay đổi ứng suất thẳng đứng theo mức nước hồ, không có ứng suất kéo ở thượng lưu đập, và ứng suất cắt ở đáy đập phân bố đồng đều, giảm khi chịu tải trọng động đất.
FSHD được chú trọng tại những khu vực có nền yếu và dễ bị lũ lụt, thường khó xác định chính xác Nước có thể tràn qua FSHD mà không gây hư hại nghiêm trọng trong thời kỳ thi công, giúp giảm thiểu đáng kể công trình dẫn dòng.
FSHD có thể là một giải pháp thay thế hiệu quả 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, hi ệ n nay m ộ t s ố FSHD đang đượ c thi công ở Ma R ốc thay vì phương án
CFRD (Công trình kiểm soát lũ) là một giải pháp hiệu quả trong việc quản lý lũ lụt, đặc biệt là trong các công trình có nguy cơ bị tràn đỉnh Đại học Thủy Lợi đã nghiên cứu và áp dụng phương pháp này, cho thấy khả năng chịu lũ lớn của CFRD vượt trội hơn so với các phương án truyền thống như đê quây bằng đất Mặc dù chi phí có thể cao hơn, nhưng tính hiệu quả và độ bền của CFRD trong các tình huống khẩn cấp là lý do chính để lựa chọn giải pháp này.
1.4.2 Công tác thi ết kế
Linh hoạt trong thiết kế đập RCC là rất quan trọng Mặt cắt ngang của các đập trên thế giới rất khác nhau, tùy thuộc vào chất lượng nền, cấu trúc vật liệu, loại và hàm lượng vật liệu kết dính.
M ở r ộng kích thướ c m ặ t c ắt đậ p để gi ảm độ b ề n RCC yêu c ầ u, s ử d ụ ng ở m ứ c nhi ề u nh ấ t các c ố t li ệ u s ẵ n có ở khu v ự c xây d ự ng
S ử d ụ ng c ố t li ệ u nghi ề n: Đượ c s ử d ụ ng ngày càng nhi ều hơn ở nh ững nơi tro bay hay puzolan quá đắ t
Sử dụng chất phụ gia trong RCC ngày càng phổ biến, vì chúng giúp kéo dài thời gian ninh kết, cải thiện độ dính kết giữa các lớp và giảm lượng nước cũng như giảm độ dính kết.
Hình thức chống thấm hiệu quả là sử dụng lớp màng ngăn chống thấm (Geomembrane) bằng vật liệu tổng hợp, được lắp đặt ở mặt thượng lưu của đập và được bảo vệ bằng các tấm bê tông đúc sẵn Giải pháp này nổi bật trong việc đảm bảo chức năng kín nước, tách biệt với chức năng cơ học và ổn định Biện pháp này thường được áp dụng cho các đập trong lựcc RCC ít chất dính kết, không có tro bay, hoặc các đập khác.
FSHD và đê quây CSG có hàm lượng xi măng r ấ t th ấ p
1.4.3 Ph ương pháp thi công
Sử dụng băng tải trong thi công đập rác lớn mang lại nhiều lợi ích, nổi bật là cường độ thi công cao và khả năng bảo vệ các lớp RCC khỏi bị bẩn Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay trong ngành xây dựng.
Thi công RCC bằng phương pháp lớp nghiêng đang trở nên phổ biến, đặc biệt trong các dự án yêu cầu cường độ cao Phương pháp này cho phép thi công các lớp lớn hơn, tối ưu hóa năng lực của trạm trộn.
Sử dụng bê tông làm giàu vữa (GEVR) là một phương pháp hiệu quả, đặc biệt trong các khu vực mặt thường lưu và hạ lưu đập Phương pháp này giúp kết nối giữa bê tông RCC và CVC, cũng như giữa RCC và nền, ngay cả khi RCC có ít chất kết dính.
Để làm lạnh cốt liệu, bạn có thể sử dụng xi măng ít tỏa nhiệt và tro bay, miễn là chi phí không quá cao Phương pháp làm lạnh có thể thực hiện bằng cách sử dụng khí hoặc phun hơi nước.
M ột đậ p RCC t ối ưu không nên là m ột đậ p tr ọ ng l ự c truy ề n th ống trong đó chỉ đơn t hu ầ n thay CVC b ở i RCC
Nghiên cứu vật liệu là bước quan trọng trước khi thiết kế và phân tích đập, vì chi phí đập phụ thuộc nhiều vào các vật liệu rẻ tiền có sẵn tại khu vực Giải pháp kinh tế nhất không nhất thiết phải là giải pháp có khối lượng đập nhỏ nhất, đặc biệt trong trường hợp tro bay không có sẵn gần khu vực thi công.
Thành phần của vật liệu RCC được tối ưu hóa với lượng xi măng và cốt liệu địa phương, sau đó thiết kế đắp (mặt cắt ngang) dựa trên đặc điểm của nền và vật liệu RCC, nhằm đạt được tổng chi phí thấp nhất.
Thi ế t k ế đậ p RCC ph ả i linh ho ạ t và ph ả i t ối ưu hóa từ các phương án RCC khả dĩ
Các khu vực khác nhau cần áp dụng các mặt cắt ngang và thành phần RCC khác nhau, tách biệt chức năng cơ học và khả năng kín nước Việc không sử dụng cùng một mặt cắt ngang và cùng thành phần RCC cho các vùng khác nhau là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ bền.