Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn hiện nay rất phát triển, đã có nhiều cải tiến trong việc thiết kế và thi công. Việc áp dụng bê tông làm giàu vữa ở tường thượng, hạ lưu đập để chống thấm và tạo mỹ quan cho đập đang được áp dụng nhiều ở Việt Nam. Tham khảo bài viết Cơ sở thiết kế và luân chuyển ván khuôn khi thi công bê tông làm giàu vữa ở tường thượng - Hạ lưu đập bê tông đầm lăn để hiểu hơn về vấn đề này.
CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ LUÂN CHUYỂN VÁN KHUÔN KHI THI CÔNG BÊ TÔNG LÀM GIÀU VỮA Ở TƯỜNG THƯỢNG - HẠ LƯU ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN KS Mai Lâm Tuấn, PGS.TS Lê Văn Hùng - ĐHTL Tóm tắt: Công nghệ thi công đập bê tông đầm lăn phát triển, có nhiều cải tiến việc thiết kế thi công Việc áp dụng bê tông làm giàu vữa tường thượng - hạ lưu đập để chống thấm tạo mỹ quan cho đập áp dụng nhiều Việt Nam Bài báo giới thiệu sở thiết kế luân chuyển ván khuôn cho việc thi công loại bê tông đập RCC ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ thi công Bê tông đầm lăn (Roller Compacted Concrete - RCC) nghiên cứu ứng dụng rộng rãi, đập bê tơng có khối lượng lớn hiệu áp dụng cơng nghệ RCC cao So với đập Bê tông truyền thống (Conventional Vibrated Concrete - CVC), đập RCC thi công với cường độ lớn ứng dụng giới hoá cao dùng băng tải, ô tô tự đổ để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, lu rung để đầm nén RCC có ưu điểm so với CVC thi công đập tốc độ nâng cao đập nhanh, giá thành hạ Đập RCC thi công nhanh, giá thành hạ ứng dụng giới hóa cao, sử dụng xi măng nên vấn đề nhiệt bê tơng khơng nan giải, cơng tác ván khn đơn giản hơn, phân đợt phân khoảnh thi công không phức tạp nên giảm công tác phụ RCC thường thiết kế M15 đến M25, không sử dụng cốt thép, đầm lớp đầm đất đá Ngồi việc ứng dụng xây dựng đập, RCC ứng dụng lĩnh vực xây dựng đường giao thông, sân bãi, bến cảng (nơi lu rung di chuyển đầm được) RCC làm giàu vữa (Grout Enriched Vibratable RCC - GEVR) sử dụng rộng rãi vị trí mà khơng thể dùng RCC nơi tiếp giáp với ván khuôn, tiếp giáp với vai đập, tiếp giáp với bê tơng cũ, thi cơng liên tục nâng cao chất lượng Công tác ván khuôn cho thi công đập RCC sử dụng GEVR mặt thượng - hạ lưu ứng dụng nhiều Việt Nam 32 đập Bản Vẽ, Sơn La, Bản Chát, Lai Châu Tuy nhiên, việc xác định tổ hợp lực tính tốn sở để tính tốn thiết kế ván khn chưa có tài liệu đề cập cụ thể nhằm đáp ứng chất lượng an tồn thi cơng CƠNG NGHỆ THI CƠNG GEVR Giới thiệu GEVR GEVR RCC làm giàu vữa, gọi tắt Bê tông làm giàu Đây giải pháp thay đổi tính linh động RCC đến mức đầm loại máy đầm dùng cho CVC, cách thêm vữa ximăng (thường N/X = 0,5-0,6) với lượng định GEVR đòi hỏi sử dụng RCC cấp phối (Dmax ≤ 40-50mm) làm giàu vữa, số tài liệu gọi Bê tơng biến thái Thành phần vữa làm giàu thuờng gồm xi măng, tro bay, phụ gia nuớc với tỷ lệ N/CKD không lớn tỷ lệ N/CKD RCC Lượng vữa làm giàu xác định thơng qua thí nghiệm Trong q trình thi cơng, GEVR RCC thi công đồng thời lần lượt, vữa làm giàu nên tưới đáy lớp rải RCC Chiều dày lớp GEVR chiều dày lớp đầm RCC Cơng tác đầm cần hồn thiện khoảng thời gian qui định phụ thuộc vào thời gian ninh kết hai loại bê tông Ở phần tiếp giáp với vai đập, trước thi công cần rải lớp RCC, sau làm giàu vữa Việc rải đầm bê tơng thường hồn thành vòng nhiều cơng trình Việt Nam Bề mặt mái dốc đá vai đập hay bề mặt tiếp giáp bê tông cũ cần phải làm trước dùng GEVR Đá xung quanh bề mặt dốc phía lớp GEVR hồn thiện cần dọn trước thi công lớp Trường hợp trước đầm chặt máy đầm dùi mà GEVR thời gian ninh kết ban đầu phải dỡ bỏ thay GEVR Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC chủ yếu có hình thức sau: - CVC bao bọc phần biên đập, phần lõi RCC (Hình 1.a) Đây hình thức “vàng bọc bạc” theo phương pháp truyền thống Nhật Ở Việt Nam, đập áp dụng hình thức đập Định Bình, đập Pleikrong - Móng đập CVC, thượng lưu hạ lưu GEVR, lõi đập RCC (Hình 1.b) Các đập Việt Nam áp dụng hình thức nhiều Sơn La, Bản Vẽ, Bản Chát, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4, Lai Châu - Móng đập tường thượng lưu CVC, sau tường thượng lưu hạ lưu GEVR (Hình 1.c) Ở Việt Nam, cơng trình đập Nước Trong áp dụng hình thức Hình 1: Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC Cơng nghệ thi cơng GEVR Quy trình thi cơng GEVR Tại phần tiếp giáp với ván khuôn, với bê tông cũ, với kết cấu chôn sẵn thường dùng GEVR Trước hết rải lớp RCC mỏng 10÷15cm, sau rót GEVR theo định lượng; Dùng gáo vòi để rót vữa lên lớp RCC chưa đầm Lượng vữa cần dùng tuỳ thuộc vào độ rỗng hàm lượng chất kết dính hỗn hợp RCC; Dùng đầm dùi có chiều dày đầm thích hợp để đầm vữa lên mặt lớp GEVR, tương tự đầm CVC; Đoạn tiếp giáp GEVR RCC đầm lu rung cỡ nhỏ Những vấn đề cần ý q trình thi cơng GEVR Nên thi công đồng thời lớp GEVR lớp RCC thân đập; Nơi tiếp giáp GEVR RCC nên xử lý cách cẩn thận; Hai loại bê tông xen kẽ rải san đầm, GEVR phải đầm xong trước thời gian ninh kết ban đầu; RCC phải đầm xong trước thời gian cho phép giãn cách hai lớp đầm Ván khuôn thi cơng GEVR Phục vụ thi cơng đập RCC có sử dụng GEVR ta sử dụng giải pháp kết cấu ván khuôn khác nhau, thông dụng tiện lợi sử dụng ván khuôn định hình Hệ thống ván khn định hình tầng (đang thi công bê tông) liên kết với ván khuôn tầng neo vào bê tông thi cơng trước nhờ hệ thống liên kết Ván khn sử dụng ln chuyển theo tầng Ví dụ: trường hợp dùng tầng ván khuôn, tầng chuyển lên tầng 5, tầng chuyển lên tầng 6, v.v… Áp lực ngang RCC lên ván khuôn CVC RCC khác lớn thành phần cấp phối biện pháp đầm chặt Sự khác dẫn đến khác biệt áp lực ngang lên ván khuôn Các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực ngang RCC lên ván khn có nhiều loại Tuỳ thuộc điều kiện thử nghiệm quan điểm người nghiên cứu để đưa phương pháp tính tốn khác Cùng điều kiện tham số đưa vào cơng thức tính tốn khác cho trị số áp lực chênh lệch đến vài lần Vì vậy, chưa có cơng thức chung để tính áp lực ngang RCC lên ván khn, dựa vào phát triển cuờng độ bê tông tuổi, kết hợp với điều kiện thi cơng cụ thể mà đưa thí nghiệm cần thiết, tìm cơng thức tính tốn tương ứng Bảng giới thiệu kết thí nghiệm áp lực ngang RCC lên ván khuôn ứng với số lần đầm chặt cơng trình California 33 Nơi thử Mẫu thử mô đập bang California Bảng 1: Quan hệ áp lực ngang với số lần đầm lăn Số lần đầm Áp lực lớn lu rung Áp lực lu tĩnh máy đầm tay (KN/m ) (KN/m2) 3,75 4,22 4,45 10 4,17 2,75 12 5,21 2,75 14 5,21 3,25 16 4,79 18 4,79 - Từ bảng thấy áp lực động ngang RCC lên ván khuôn tăng theo số lần đầm, đến số lần đầm định bê tơng đặc áp lực ngang có giảm chút TÍNH TỐN KẾT CẤU VÀ TRÌNH TỰ LN CHUYỂN VÁN KHN tải trọng thân RCC, tải trọng lu rung, tải trọng ván khn… + Trình tự ln chuyển ván khn: lắp dựng lưu lại tầng ván khn phía Hiện nay, việc luân chuyển ván khuôn chủ yếu theo kinh nghiệm, cần có sở tính tốn khoa học để thiết kế kết cấu ván khuôn trình tự ln chuyển thích hợp Tính ổn định tổng thể khối bê tông Theo tiến độ thi công RCC, thông thường thời gian để thi công xong lớp đầm RCC dày 0,3m 16 Thời gian để thi cơng tầng ván khn có chiều cao 3m khoảng 6,66 ngày Các giá trị C tầng ván khuôn số ngày thi công tương ứng theo bảng xác định sở tài liệu thí nghiệm C RCC tuổi 90 ngày đập Định Bình [1] biểu đồ phát triển nhiệt độ RCC theo thời gian [6] Cơ sở để thiết kế trình tự luân chuyển ván khuôn Ván khuôn phải đảm bảo có bề mặt phẳng nhẵn, đủ khả chịu lực làm việc tác động tải trọng thân, áp lực ngang nở hông RCC q trình đơng cứng, tải trọng người cơng cụ thi công, áp lực ngang đầm Khi thi cơng đập RCC có sử dụng GEVR, ngồi u cầu cần phải bảo đảm ứng suất nhiệt, chất lượng bê tơng nói chung vấn đề cần xem xét cách nghiêm túc là: + Ổn định đập: Trong q trình thi cơng, đập không bị trượt lở tác dụng Bảng 2: Giá trị C tầng ván khuôn Tầng ván khuôn Ngày 40.00 33.33 26.66 20.00 13.33 f 1.176 1.173 1.167 1.153 1.137 49.6 49.5 49.4 49.1 48.7 C (Mpa) 1.788 1.772 1.745 1.673 1.594 Các lực tác dụng tính ổn định Tải trọng thân lớp RCC: Các lớp RCC ứng với tầng ván khuôn có giá trị C hình 2 Tải trọng thân ván khuôn Trong sơ đồ, ván khuôn mơ hình lớp vật liệu có = 10KN/m3; = 60o; C = 2,0Mpa 34 6.66 1.105 47.8 1.432 Tải trọng người phương tiện thi công (q1) Lực tác động đổ, san, đầm RCC (q2) Lực q1 q2 lấy giá trị lớn tải trọng đầm RCC Tính tốn với lực đầm lớn 14 (tương đương 140KN) Sơ đồ tính tốn Hình 2: Sơ đồ tính tốn ổn định khối bê tơng u cầu tính tốn Tính tốn ổn định tổng thể khối bê tông theo hai trường hợp: TH1: Mặt trượt cắt ngang qua khe nâng; TH2: Mặt trượt cắt chéo qua lớp bê tơng Kết tính tốn TH1: K = 16,1 TH2: K = 25,6 Tính tốn nội lực hệ thống ván khn Số liệu tính tốn Tính tốn nội lực hệ thống ván khn theo mơ hình khơng gian ứng với bề rộng ván khuôn B= 3m Áp lực ngang ván khuôn: với chiều cao 90 cm lớp RCC, tính tốn ván khn với áp lực ngang 5,5KN/m2 (Hình 3.a) u cầu tính tốn Tính chuyển vị ngang tầng ván khn điểm có chiều cao h=0,9m (điểm A) đỉnh ván khuôn H=3m (điểm B) Xác định lực neo hàng neo, lực cắt đầu neo tiếp giáp với mặt ván khuôn, lực dọc khung ván khn Kết tính tốn Chuyển vị ngang ván khn điểm có chiều cao h=0,9m (điểm A) 4mm Chuyển vị ngang ván khuôn đỉnh ván khuôn H=3,0m (điểm B) 6mm Lực kéo neo hàng neo lực cắt đầu neo tổng hợp bảng Lực dọc khung ván khn (Hình 3.b 3.c) Bảng 3: Bảng tổng hợp kết tính tốn nội lực ván khn TT Hàng neo Hàng neo 10 Hàng neo Hàng neo Hàng neo Hàng neo Hàng neo Lực dọc neo (KN) 4,72 1,23 -0,40 -0,51 -0,33 -0,22 Lực cắt đầu neo (KN) -0,9 -0,18 0,81 0,64 0,49 0,42 Ghi Tầng ván khuôn Tầng ván khuôn Tầng ván khuôn 35 Lực dọc Lực cắt đầu Ghi neo (KN) neo (KN) Hàng neo -0,07 0,36 Tầng ván khuôn Hàng neo -0,05 0,34 Hàng neo -0,07 0,31 Tầng ván khuôn 10 Hàng neo -0,19 0,27 Tính tốn tương tự lớp đầm tiếp theo, lớp đầm Chuyển vị điểm B 10mm 5mm Như vậy, chuyển vị điểm B thi công RCC đến hết chiều cao ván khuôn 2,1cm TT Hàng neo (a) (b) Hình 3: Tính tốn nội lực hệ thống ván khn (c) a - Sơ đồ tính; b - Lực dọc mơ hình khơng gian; c - Lực mặt phẳng qua khung ván khuôn (KN) KẾT LUẬN Công tác ván khuôn cho mái thượng lưu, hạ lưu đập RCC sử dụng GEVR cần sử dụng ván khn định hình, tự chống đỡ dựa vào tầng ván khuôn lớp bê tông thi cơng trước đó, ln chuyển nhiều lần, giới hóa lắp dựng nhanh 36 Ván khn phải đảm bảo bền, cứng, ổn định, gọn, tiện dụng, dễ tháo lắp, luân chuyển nhiều lần Công tác ván khuôn khơng gây khó khăn, trở ngại cho cơng tác khác, kinh tế đảm bảo an toàn thi cơng Tính tốn ổn định trượt tổng thể cho thấy tốc độ lên đập không ảnh hưởng nhiều đến khả ổn định trượt khối RCC Lực dọc neo sở để xác định đường kính neo, chiều dài neo móc đầu neo Kết tính tốn cho thấy lực kéo xuất hàng neo Khi thiết kế thi công neo cần quan tâm đến hai hàng Lực cắt đầu neo (phần tiếp giáp với mặt ván khuôn) sở để xác định kích thước đường kính neo Đường kính neo phải đảm bảo đủ chịu lực, khơng bị kéo đứt cắt đứt Biến dạng tính tốn ván khn tầng thi cơng sở điều chỉnh cho đỉnh ván khuôn ngả vào phía thân đập phương ngang lắp dựng nhằm đảm bảo mặt khối RCC thẳng đứng hay nghiêng theo thiết kế Mục đích việc sử dụng nhiều tầng ván khuôn triệt tiêu lực dọc khung ván khuôn, giúp hệ thống ván khuôn làm việc an tồn Việc tính tốn số tầng ván khn để ln lưu việc tìm xem đến tầng ván khuôn lực dọc bị triệt tiêu đủ nhỏ, đồng thời kiểm tra biến dạng tầng ván khn Kết tính tốn nội lực hệ thống ván khuôn cho thấy tầng ván khn neo vào bê tơng thi cơng tầng (tầng số 1) chịu lực tác dụng nhỏ, ảnh hưởng không đáng kể tới hệ thống ván khuôn Vấn đề xác định cường độ chống cắt RCC ngày đầu thi công xong xác định áp lực ngang lên ván khuôn chưa nghiên cứu đầy đủ Vì vậy, cần phải nghiên cứu thí nghiệm để có sở xác phục vụ thiết kế thi công TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Minh Chí (2006), Báo cáo kết thí nghiệm trường bê tơng đầm lăn dự án hồ chứa nước Định Bình [2] Cơng ty Tư vấn XD điện I (2006), Thuyết minh vẽ thiết kế cơng trình thủy điện Bản Chát [3] Hồ Tạ Khanh (9-2011), Các thành tựu công nghệ RCC, Hội thảo khoa học Vncold [4] Quy phạm thi công đập bê tông đầm lăn, Tài liệu dịch từ Trung Quốc [5] Lê Văn Hùng, ĐHTL (2009), Bài giảng cao học, Công nghệ thi công bê tông đầm lăn [6] ACI 207.5R-99 (1999), Roller Compacted mass concrete, American concrete institute, USA Abstract: BASE OF DESIGN AND USE COFRAGE FOR CONSTRUCTION OF GROUT ENRICHED VIBRATABLE RCC AT UPSTREAM AND DOWNSTREAM FACE OF RCC DAM Mai Lam Tuan & Le Van Hung - Water Resources University Construction technology of Rolled Compacted Concrete (RCC) is developed There are invents of design and construction RCC dam Grout Enriched Vibratable Roller compacted concrete (GEVR) is used for upstream and downstream face RCC dam in Vietnam The paper introduce bases of design and use cofrage for this kind of concrete in RCC dam 37 ... pháp kết cấu ván khuôn khác nhau, thông dụng tiện lợi sử dụng ván khuôn định hình Hệ thống ván khn định hình tầng (đang thi công bê tông) liên kết với ván khuôn tầng neo vào bê tông thi công. .. trọng ván khuôn + Trình tự ln chuyển ván khn: lắp dựng lưu lại tầng ván khn phía Hiện nay, việc luân chuyển ván khuôn chủ yếu theo kinh nghiệm, cần có sở tính tốn khoa học để thi t kế kết cấu ván. .. - Móng đập tường thượng lưu CVC, sau tường thượng lưu hạ lưu GEVR (Hình 1.c) Ở Việt Nam, cơng trình đập Nước Trong áp dụng hình thức Hình 1: Các hình thức cấu tạo mặt cắt đập RCC Công nghệ thi