Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Trờng Đại học Thủy lợi BáO CáO KếT QUả TổNG KếT THIếT Kế - THI CÔNG ĐậP BÊ TÔNG ĐầM LĂN ĐịNH BìNH Chuyên đề số Một số tiêu chuẩn nớc để thiết kế đập Bê tông đầm lăn vận dụng vào điều kiện việt nam Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Phạm Văn Quốc Chủ trì chuyên đề: TS Nguyễn Cảnh Thái PGS TS Phạm Văn Quốc ThS Quách Đăng Khoa Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Văn phòng T vấn thẩm định thiết kế giám định chất lợng công trình 7263-2 26/3/2009 Hà Nội, 2008 Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình NI DUNG I T VN ĐỀ II TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT VIỆT NAM VỀ BÊ TÔNG VÀ ĐẬP BÊ TÔNG Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu a) Xi măng b) Cốt liệu c) Nước c) Phụ gia Bê tông thông thường Đập bê tông trọng lực Một số tiêu chuẩn, điều kiện kỹ thuật biên soạn cho đập bê tong đầm lăn III MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NƯỚC NGỒI VỀ BÊ TƠNG VÀ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Một số quy phạm Trung Quốc Một số tiêu chuẩn Mỹ Một số tài liệu ICOLD nước khác IV CÁC CHUYÊN ĐỀ ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Lựa chọn Tiêu chuẩn thiết kế cơng nghệ thi cơng để áp dụng Tính tốn ổn định ứng suất đập theo Tiêu chuẩn thiết kế lựa chọn Phòng chống thấm tác hại thân đập Lập điều kiện kỹ thuật thi công cho đập BTĐL thiết kế Lập quy trình thí nghiệm bê tơng đầm lăn V CÁC TIÊU CHUẨN ĐƯỢC LỰA CHỌN ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BTĐL VI KHÓ KHĂN KHI SỬ DỤNG TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NƯỚC NGOÀI ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Đặc điểm phát triển đập bê tông đầm lăn nước a) Nhật Bản b) Mỹ c) Tây Ban Nha d) Trung Quốc e) Việt Nam Tính phong phú phức tạp công nghệ bê tông đập đầm lăn Một số vướng mắc, khó khăn áp dụng cơng nghệ bê tông đầm lăn Vận dụng tiêu chuẩn nước ngoi thit k phũng thm cho p BTL Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định B×nh a) Theo tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam b) Theo tiêu chuẩn thiết kế CHuΠ2.06.06.85 Liên Xô trước đây: c) Theo quy phạm thiết kế đập bê tông trọng lực Trung Quốc DL5108-1999: d) Theo quy phạm thiết kế đập bê tông đầm lăn Trung Quốc SL314-2004: e) Theo Sổ tay thiết kế đập trọng lực Cục Công binh Mỹ EM1110-2-2200 f) Theo Sổ tay thiết kế bê tông đầm lăn cục Công binh Mỹ EM1110-2-2006 g) Theo tài liệu bê tông đầm lăn dùng cho đập dự án BaCaRa h) Theo Sổ tay thiết kế xây dựng đập ACERTM-08USA i) Theo tài liệu bê tong đầm lăn ACI-207.5R-99 j) Một số nhận xét áp dụng tiêu chuẩn nước để thiết kế phịng thấm cho đập bê tơng trọng lực VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến ngh Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình Một số tiêu chuẩn nớc để thiết kế đập Bê tông đầm lăn vận dụng vào điều kiện việt nam I T VN Tháng 4-2007, Công ty Tư vấn Xây dựng Điện biên soạn Dự thảo: Hướng dẫn sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế, thí nghiệm nghiệm thu đập RCC Hiện Việt nam chưa ban hành qui chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật riêng BTĐL Nghiên cứu để tiến tới biên tập qui chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam vật liệu, thiết kế, thi công, nghiệm thu đập BTĐL vấn đề lớn đặt Một số tài liệu nước biên dịch, nhiều tài liệu khác Một số danh mục tiêu chuẩn tài liệu kỹ thuật bê tông thường bê tông đầm lăn sử dụng thiết kế thi công đập đáng quan tâm tham khảo nghiên cứu để áp dụng II TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT VIỆT NAM VỀ BÊ TÔNG VÀ ĐẬP BÊ TÔNG Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu a) Xi măng - 14 TCN67-2002 “Xi măng dùng bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật” - Xi măng Pooc Lăng TCVN 2682-1992 - Xi măng Pooc Lăng tỏa nhiệt TCVN 6069-1995 - Xi măng dùng cho BT thủy công-Yêu cầu kỹ thuật 14 TCN 66-2000 - 14TCVN 65-2002-TCVN 67-2002 Thí nghiệm tính chất xi măng b) Cốt liệu - 14 TCN 68-2002 “Cát dùng cho bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật” - 14TCN 70-2002 “ Đá dăm, sỏi dùng cho bê tông Thủy công –Yêu cầu kỹ thuật” - Cát dùng cho bê tông thủy công yêu cầu kỹ thuật 14-TCN-68-88 - Đá dă, sỏi sỏi dăm dung xây dựng TCVN1771:1987 - Cát dung cho bê tông thủy công -Yêu cầu kỹ thuật 14TCN 70-88 - 14TCVN 68 69-2002 Thí nghiệm cấp phối tiêu lý cát - 14TCVN 70-2002 Thí nghiệm cấp phối tiêu lý đá c) Nước - 14 TCN 72-2002 “Nước dùng cho bê tông Thủy công - Yêu cầu kỹ thuật” - Nước cho bê tông vữa-Yêu cầu kỹ thuật TCVN 4506-87 - Nước dùng cho bê tông thủy công bê tông cốt thép thủy công 14TCN 722002) Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình c) Ph gia - Ph gia hóa sử dụng cho bê tơng khối lớn (TCXDVN 305:2004) - Phụ gia cho bê tông vữa- Phận loại yêu cầu kỹ thuật (14TCN 104-1999) - Phụ gia hóa học cho BT vữa-Phân loại yêu cầu kỹ thuật(14TCN 104-1999) - Phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn cho BT vữa-Phân loại yêu cầu kỹ thuật (14TCN 105-1999) - Phụ gia chống thấm cho BT vữa –Phân loại yêu cầu kỹ thuật (14 TCN 106-1999) - Phụ gia hóa học cho bê tơng vữa-Phương pháp thử (14TCN 107-1999) Bê tông thông thường - Bê tông thủy công vật liệu dung cho bê tông thủy công , yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử (14TCN 63-73-2002) - Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 305: 2004 “Bê tông khối lớn-Quy phạm thi công nghiệm thu” - Tiêu chuẩn ngành, từ 14 TCN63-2002 đến 14 TCN73-2002 “Bê tông thủy công vật liệu dùng cho bê tông thủy công: Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử” - TCVN 3118-1993, Thí nghiệm cường độ chịu nén - Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453-1995 “Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối: Quy phạm thi cơng nghiệm thu” - Tiêu chuẩn ngành QPTL-D6-1978 “Quy phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy lợi” - Hỗn hợp bê tông phải đảm bảo yêu cầu theo Tiêu chuẩn ngành 14TCN 64-2002 : “ Hỗn hợp bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật” - Độ chống thấm nước thí nghiệm theo TCVN 3116:1993 - Cường độ nén thử mẫu theo TCVN 3118:1993 - Độ sụt thử theo TCVN 3106:1993 - Vữa xây dựng, yêu cầu kỹ thuật (TCVN 1770:1986) - Hỗn hợp vữa vữa dung để cố kết, màng chống thấm, đinh neo, chốt đá (14 TCN 12-2002) - TCVN 4453-1995 (Quy phạm thi công nghiệm thu KCBT kết cấu BTCT) - QPTL D6-1978 (Quy phạm thi công nghiệm thu KCBT kết cấu BTCT) - Chỉ dẫn đánh giá cường độ bê tông kết cấu công trình (TCXD239:2000) Đập bê tơng trọng lực - 14TCN 56-88, Thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép –tiêu chuẩn thiết kế - 14TCN 54-87, Qui trình thiết kế kết cấu BT BTCT cơng trình thủy cơng (tập I,II,III) - 14TCN 90-1995, Qui trình thi cụng v nghim thu khp ni bin dng Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình - TCVN 4116-1985, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công - TCVN 5574:1991 Kết cấu bê tông cốt thép-Tiêu chuẩn thiết kế - QPTL–D6-1978, Qui phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông - TCVN 4453-1995, Qui phạm thi công nghiệm thu-Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tồn khối - TCVN 4452-87Quy phạm thi cơng nghiệm thu –Kết cấu bê tông bê tông cốt thép lắp ghép - TCVN41 16:1985, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công, TC thiết kế - Qui trình thiết kế kết cấu bê tơng bê tông cốt thép –Bộ thủy Lợi - TCXDVN 375:2006, Thiết kế cơng trình chịu động đất Một số tiêu chuẩn, điều kiện kỹ thuật biên soạn cho đập BTĐL - Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy điện Plêikrông Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1, 2003 - Điều kiện kỹ thuật thi công bê tông đầm lăn cơng trình thủy điện Plêikrơng.Cơng ty Tư vấn Xây dựng Điện 1, 2003 - 14TCN 164-2006, Qui định kỹ thuật thi cơng cụm đầu mối cơng trình thủy lợi hồ chứa nước Định Bình, tỉnh Bình định - Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy điện Đồng Nai Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 2, 2003 - Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy điện Sơn La, số tiêu chuẩn, điều kiện kỹ thuật thi cơng bê tơng đầm lăn cơng trình khác nữa… III MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT NƯỚC NGỒI VỀ BÊ TƠNG VÀ ĐẬP BÊ TƠNG ĐẦM LĂN Một số quy phạm Trung Quốc - Nguyên tắc đạo thiết kế đập bê tông đầm lăn (DL/T 5005-92) - Quy trình thí nghiệm bê tông đầm lăn (Cán) (SL 48-94) - Quy phạm thi công bê tông đầm lăn thủy công (SL 53-94) - Quy phạm thiết kế đập bê tông đầm lăn (SL 314- 2004) - Quy phạm Thiét kế đập Bê tông trọng lực (DL 5108-1999) - Quy phạm thi công đập BTĐL thủy cơng (DL/T 5112-2000) - Quy trình thí nghiệm BTĐL thủy cơng (SL 48-1994) - Quy trình thí nghiệm cốt liệu bê tông Thủy công (DL/T 5151-2001) - Quy trình thí nghiệm Bê tơng thủy cơng (DL/T 5150-2001) - Quy phạm thiết kế đập vịm bê tơng (SL 282 - 2003) - Qui phạm thiết kế đập tràn (SL 253-2000) - Qui phạm thiết kế nen thủy cụng (SL 279-2002) Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình - Nguyờn tc ch o thiết kế đập bê tông đầm lăn (DL 5005-92) - Qui trình thí nghiệm bê tơng đầm lăn (SL 48-94) - Qui phạm thiết kế đập trọng lực bê tông (SDJ 21-78) - Quy phạm kỹ thuật kiểm tra độ an tồn đập lớn bê tơng trọng lực (SDJ 336-89) - Quy phạm kỹ thuật thi công tường phịng chống thấm bê tơng cơng trình thủy lợi thủy điện Một số tiêu chuẩn Mỹ - ASTM C618-97 “Quy định kỹ thuật tiêu chuẩn tro bay Puzơlan thiên nhiên nguyên chất nung dùng làm phụ gia khống cho bê tơng”(Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use as a mineral admixture in concrete) - ASTM C 1170-91, Tính cơng tác - Thí nghiệm độ VC - ASTM C 1040, Phương pháp thí nghiệm dung trọng BTĐL - ACI 207-5R , Tính kỹ thuật BTĐL Hiệp hội bê tông Mỹ - ASTM D 1556-82, Xác định dung trọng BTĐL phương pháp rót cát - ASTM C 1064, Thí nghiệm Nhiệt học BTĐL - ASTM C 1176-92, Chế tạo mẫu pp thí nghiệm cường độ chịu nén BT - ASTM C 496, Thí nghiệm cường độ chịu cắt Bê tơng - ASTM C311-98b , Thí nghiêm Mơ đun đàn hồi - ASTM C403, Thí nghiệm tính phụ gia - ASTM C168, C331, Thí nghiệm tính phụ gia hoạt tính - EM 1110 -2-2200, Thiết kế đập bê tông trọng lực (Gravily Dam Design- EM 1110 2-2200), Cục Cơng trình qn đội Mỹ (USACE), xuất 1995 - EM 1110 -2-2006, Sổ tay cho kỹ sư - Bê tông đầm lăn thiết kế đập bê tông đầm lăn (Engineer Manual, Roller-Compacted Concrete, US Army Corps of Engineers) - EM 1110-2-12, Các điều khoản thiết kế động đất cho đập RCC - ETL 1110-2-343, Thiết kế kết cấu cho đập bê tông đầm lăn - EM-1110-2-12, Engineering and Design Roller Compacted Concrete - EM-1110-2-6050, Response Spectra and Seismic Analysis for Concrete hydraulic Structures - Tiêu chuẩn ACI 207.5R-89, Bê tông khối lớn đầm lăn Viện bê tông Hoa kỳ (Roller- Compacted Mass Concrete-ACI 207.5R-99) - ACERTM-08USA, Hướng dẫn thiết kế xây dựng đập bê tông đầm lăn (tài liệu dịch từ tài liệu “cục khai hoang –Bộ Nội vụ Mỹ” - USACE-194, Hướng dẫn thiết kế bê tông đầm lăn, - USACE.EM 1110-2-1603.1990, Gravity Dam Design Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình - USACE ER 1110-2-1806.1995, Earthquake Design and Evaluation for Civil Works Projects - USACE.ETL1110-2-307, Flotation Stability Criteria for Concrete Hydraulic Structures - USACE.EM 1110-2-1602.1980, Hydraulic Design for Reservoir Outlet Works - USACE EM 1110-2-2102, Waterstops and Other Preformed Joint Materials for Civil Works Structures - ASTM C31, Method for making and curing concrete test specimens in the Field - ASTM C33, Specification for concrete Aggregates - ASTM 39, Test for Compressive Strength of Cylindrical concrete Specimens - ASTM C40, Orgnic Impurities in sands and Testing Concrete - ASTM C42/42, Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Saved Beam of Concrete - ASTM C70, Test for surface Moisture in Fine Aggregate - ASTM C88Test for Soundness of Aggregate by Use of Sodium Sulfate or Magnesium sulfate - Test for specific Gravity and Absorption of coarse Aggregate (ATSM C127) - Test for specific Gravity and Absorption of fine Aggregate (ASTM C128) - Test for resistance to Abration of Small size coarse Aggregate by Use of Los Angeles Machine (ASTM C131) - Standard test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement-Aggregate Combinations - Standard test Method for Potential Alkali-silica Reactivity of Aggregate (MotarBar-Method) (ASTM C289) - Standard test Method for Sampling and testing Fly Ash or natural PozzolandCement specimen (ASTM C311) - Standard test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical concrete Speciment (ASTM C496) - Standard specification for Coal Fly Ash and Raw or calcined Natural Pozzoland for Use as Mineral Admixture in concrete ASTM C618) - Standard test Method for Determining Consistency and Density of RollerCompacted Concrete Using a Vibrating Table (ASTM C1170) - Standard test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate (ASTM C29) - Standard guide for Petrographic Examination of Aggregates for concrete (ASTM C295) Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình - Standard test Methods for Effect of Organic impurities in Fine Aggregate on Strength of Mortar (ASTM C87) - Test for Sieve of Dcreen Analysis of Fine and Coarse Aggregate (ASTM C136) - Standard test Method for Clay Lump and Coarse Aggregate (ASTM C142) - Standard test Method for Lightweight Particles in Aggregate (ASTM C123) - Standard test Method for flat or Elonggate Particles in Coarse Aggregate (ASTM D4971) - Standard test Method for index of Aggregate particle shape and texture (ASTM C535) - Standard test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Concrete in Compression (ASTM C469-94) - Standard test Method for time of setting of Concrete Mixtures by Penetration (ASTM C403-99) - Standard test Method for Uncomfined Conpressive strength of intact Rock Core Specimens (ASTM D2938 -95) - Standard test Method for Spiting Tensile of intact Rock core Specimens (ASTM D3976-95) - Standard test Method for Determination of the Point load Strength index of Rock (ASTM D5731-95) - Standard test Method for Determining the in Situ Modulus of Deformation of Rock Mass Using the Rigid Plate Loading Method (ASTM D4394-84) - Standard test Method for Determining the in Situ Modulus of Deformation of Rock Mass Using the Flexible Plate Loading Method (ASTM D4395-84) - Standard test Method for in Situ Determination of Direct Shear Strength of Rock Discontinuites (ASTM D4554-85) Một số tài liệu ICOLD nước khác - Dams Monitoring (ICOLD) - Selecting Seismic Parameters for Large Dams (ICOLD.1989) - Design criteria for Large Dams (JNCOLD.1976) - Dam Safety Guideline from the Canadian Dam Association - Bê tông đầm lăn dùng cho đập dự án Ba Ca Ra (Pháp) - Hướng dẫn tính tốn xâm thực đập tràn cơng trình thủy cơng (P38-75 BHUUG) - CHuП II - 7- 81: Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình vùng có động đất - CHuП 2.02.02.85: Tiêu chuẩn nêu công trình thủy cơng - CHuП 2.06.06.85: Tiêu chuẩn thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép - CHuП 2.06.01.86: Cỏc quy nh ch yu v thit k Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định B×nh IV CÁC CHUYÊN ĐỀ ĐỂ THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Lựa chọn Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ thi công để áp dụng Như nêu, Việt nam chưa ban hành qui chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật riêng dê tong đầm lăn thiết kế, thio cơng đập BTĐL Vì vậy, thiết kế thi công phải sử dụng Tiêu chuẩn kỹ thuật nước ngồi Do cơng nghệ bê tông đầm lăn phát triển từ năm 60 kỷ 20, đến nửa kỷ Để thấy rõ lý phải lựa chọn Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ thi công đập bê tơng đầm lăn cần tóm tắt tình hình phát triển công nghệ bê tông giới sau: - Đài Loan, 1961-1962, thi công tường tâm đập Thạch Môn BTĐL - Italia, 1961-1964, xây dựng thành công đập Alpe Gera bê tông khơ, nghèo chất kết dính với độ dày lớp đổ 70cm, rút ngắn thời gian thi công kinh phí xây dựng cơng trình - Mỹ, 1970, hội nghị “Thi công đập bê tông với tốc độ nhanh” Asilomar người Italia đề xuất sử dụng bê tông khô, nghèo để thi công đập 1972, Tại hội nghị “Thi công kinh tế đập bê tông” Robert W Canon “ Dùng phương pháp đầm đất để xây dựng đập bê tơng”, hình thành khái niệm “ Bê tông đầm lăn - RCC” 1972-1973 Mỹ, đập Tims Ford, đập Jackson Dam đập Lost Creek Dam thí nghiệm trường bê tơng đầm lăn Mỹ có tổng cộng 29 đập BTĐL, độ cao trung bình đập 36m, thấp so với đập Trung Quốc Nhật Bản Tổng lượng bê tơng 19.36x104m3, khối lượng BTĐL 17.37x104m3 (chiếm 89,7% tổng lượng bê tông, cao so với đập Trung Quốc Nhật Bản.(chỉ chiếm 54-60% tổng lượng bê tông) - 1974, Nhật Bản nghiên cứu cách hệ thống Bê tơng đầm lăn Năm 1976, tiến hành thí nghiệm trường đê quai thượng lưu đập Đại Xuyên Năm 1978, thân đập Shimajigawa sử dụng bê tông đầm lăn Năm 1979, bắt đầu sử dụng bê tông đầm lăn cho phần tiếp giáp đập Đại Xuyên - đập dùng Bê tông đầm lăn cho thân đập Tiếp theo xây dựng thành công số đập bê tông đầm lăn như: Shimajigawa Dam, Tamagawa Dam, Pirika Dam, Mano Dam v.v…Nhật Bản nước có tốc độ phát triển đập Bê tơng đầm lăn nhanh Tính đến năm 1992, Nhật Bản xây dựng thành công 30 đập Bê tông đầm lăn Phương pháp thi công đập bê tông đầm lăn Nhật Bản gọi RCD (Roller Compacted Dam) Bê tông dầm lăn Nhật Bản phát triển sở nghiên cứu thí nghiệm kỹ thuật xây dựng đập BTĐL Mỹ quan điểm thiết kế Anh Từ năm 1974 đến phát triển nhanh Tất đập BTĐL Nhật Bản loại hình đập RCD, độ cao trung bình đập 85,3m, tổng lượng bê tông 65.7x104m3, khối lượng RCC 35.55x104m3(chiếm 53,8% tổng lượng bờ Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 10 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình Chapter Design and Construction Considerations General Design Considerations 5-1 5-1 Special Structural Design Requirements for RCC Gravity Dams 5-2 5-2 Seepage Considerations .5-3 5-3 Layout of RCC Construction Operatio…… .5-4 5-3 Testing Programs 5-5 5-4 Facing Systems and Techniques 5-6 5-5 Lift Surfaces 5-7 5-7 Control of Cracking 5-8 5-8 Galleries for Grouting and Drainage… 5-9 5-9 Outlet Works 5-10 5-9 Spillways .5-11 5-10 Chapter Construction Methods and Equipment RCC Production Controls .6-1 6-1 RCC Production Plants 6-2 6-1 RCC Transportation Systems 6-3 6-3 Placement Procedures 6-4 6-5 Lift Surfaces 6-5 6-6 Placing RCC on the Foundation 6-6 6-8 Facing Systems for RCC 6-7 6-8 Installing Joints, Waterstops, and Drains……… 6-8 6-9 Chapter Quality Control and Quality Assurance in RCC Construction Quality RCC 7-1 7-1 Activities Prior to RCC Placement .7-2 7-3 Activities During RCC Placement .7-3 7-5 Postconstruction Activity .7-4 7-10 Chapter Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 30 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình Performance General 8-1 8-1 Watertightness and Seepage Control Measures………… 8-2 8-1 Joints and Cracking 8-3 8-3 Durability .8-4 8-4 Chemical Effects .8-5 8-5 Appendix A References Theo nội dung mục lục có phần đề cập đến yêu cầu chống thấm cho BTĐL, mục 4.8 mục 5.3 xin trích dẫn sau: Mục 4.8 Độ thấm nước ( EM1110-2-2006) Độ thấm nước RCC khối lớn độ thấm bề mặt lớp đổ nằm ngang yếu tố then chốt kết cấu RCC thuỷ cơng Độ thấm RCC khống chế đáng kể cách định lượng hỗn hợp trộn, biện pháp đổ, sử dụng vữa lót bề mặt lớp đổ, mức độ đầm Bê tơng có độ thấm thấp thường có tỷ lệ chất dính kết/ nước thấp, trộn cố kết tốt, định lượng bột vữa hợp lý đủ để lấp vào lỗ rỗng dưỡng hộ tốt tạo điều kiện cho q trình hydrat hố xi măng diễn liên tục Các hỗn hợp trộn hàm lượng vật liệu dính kết cao có độ thấm thấp hỗn trộn có hàm lượng chất dính kết thấp Độ thấm RCC, đặc biệt khe lớp đổ, thể chương Các nghiên cứu thiết kế thi công Độ thấm mẫu hình trụ hay nõn khoan RCC kiểm tra cách sử dụng CRD C163 "Phương pháp kiểm tra độ thấm nước bê tông sử dụng phương pháp ba trục" Phương pháp thử nghiệm đưa giá trị độ thấm bên (k) mà độ thấm phải chuyển thành hệ số thấm (K) sử dụng thơng thường sử dụng cơng thức thí nghiệm Nói chung, RCC khối lớn khơng có khớp nối định lượng đủ vữa có trị số độ thấm tương tự bê tông thường Trị số thử nghiệm hỗn hợp trộn RCC có tính linh động đầm tốt nằm khoảng từ 1,5 tới 150 x 10-8 mm/giây (0,3 tới 30 x 109 ft/phút) Các giá trị độ thấm RCC đo có phạm vi giao động lớn (Dunstan 1988) phạm vi hỗn hợp trộn sử dụng rộng phạm vi khối lượng riêng đạt nằm phạm vi rộng kết cấu mẫu thử nghiệm sử dụng mẫu nõn khoan mẫu hình trụ thay đổi cách thí nghiệm độ thấm khác Mục 5.3 Các nghiên cứu thấm ( EM1110-2-2006): (trích chương – Các nghiên cứu thiết kế thi công): Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 31 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình - Khỏi quỏt: Mt nhng nghiờn cu thiết kế quan trọng đập RCC công tác khống chế rò rỉ Rò rỉ mức thường khơng mong muốn ảnh hưởng bất lợi ổn định kết cấu, tác động bất lợi lâu dài đến độ bền, diện bất lợi nước rò ri mặt hạ lưu, tổn thất kinh tế nước Các khe nối lớp đổ RCC đường để nước rị rỉ qua đập RCC Các vết nứt thay đổi thể tích nhiệt, độ không đồng cố kết RCC nền, vai đập phần kết cấu nằm đập đường rò rỉ tiềm nước RCC định lượng, trộn, đổ đầm hoàn hảo tạo nên kết cấu kín nước giống bê tơng thường Nước rị rỉ khống chế quy trình thiết kế thi cơng phù hợp Các quy trình bao gồm hỗn hợp trộn RCC định lượng hoàn hảo, lắp đặt màng chống thấm, đổ lớp vữa lót phần tồn diện tích khe chứa lớp đổ, lắp đặt ngăn nước khe co ngót, thu nước rị rỉ Nước rị rỉ thu dẫn tới hành lang đập tới chân đập Các phương pháp thu nước rò rỉ bao gồm nước thẳng đứng có ngăn nước mặt thượng lưu khoan hố tháo nước thẳng từ bên hành lang đập gần mặt thượng lưu mặt hạ lưu Kinh nghiệm tốt đập RCC nào, thiết kế cho mục đích kết cấu mơi trường phải chịu thiết kế thi cơng cho rị rỉ Lưu ý vài biện pháp đo thực mức giá thành không đáng kể khơng có giá thành gia tăng biện pháp đo khác lại cần giá thành gia tăng đáng kể - Các hệ thống màng chống thấm Các màng chống thấm đặt mặt thượng lưu gần mặt thượng lưu đập để tạo nên biện pháp giảm thiểu nước rò rỉ qua kết cấu RCC Các màng chống thấm lớp mỏng PVC, polyethene, vật liệu dẻo khác mà dùng để "gắn dẻo" để tạo liên tục Thông thường, màng gắn vào bê tông đúc sẵn dùng để làm mặt thượng lưu thẳng đứng đập Các màng chắn gắn vào panen chất dính kết gắn kết Cần phải chuẩn bị phần dự phòng đặc biệt để tránh nước rò rỉ thấm qua màng chắn, chỗ tiếp xúc kết cấu sát chuyển dịch kết cấu q) Theo tài liệu bê tông đầm lăn dùng cho đập dự án BaCaRa Dự án nghiên cứu cấp quốc gia Pháp BaCaRa tiêu tốn tổng kinh phí gần 30 triệu francs để tổng kết việc xây dựng đập BTĐL Pháp Nội dung nghiên cứu dự án bao gồm nhiều phần Riêng yêu cầu tính chống thấm BTĐL khơng trình bày cụ thể tiờu chun Vit Nam, Trung Quc Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 32 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình r) Theo Sổ tay thiết kế xây dựng đập ACERTM-08USA Mục 1.4 Thiết kế chi tiết đập bê tông trọng lực đầm lăn tài liệu ACERTM08USA có ghi : Mặt ngồi đập bê tơng đầm lăn (có thể thi công thủ công) nhiều cách khác Yêu cầu loại bề mặt phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện khí hậu mà đập tiếp xúc Ở môi trường băng tan khắc nghiệt, bề mặt đập nên bê tơng chứa phụ gia tạo khí thơng thường độ dày phụ thuộc vào khắc nghiệt nhiệt độ Bề mặt dùng bê tông đúc sẵn gắn kết bê tông thường, ván khuôn di động ván khuôn thông thường Một số trường hợp thiết kế phải bao gồm việc xây trùm lớp bê tông đầm lăn lên tuyến thiết kế mái dốc hạ lưu vùng bảo vệ tránh đe doạ môi trường bên Mặt thượng lưu đập theo phương thẳng đứng thường dùng bê tơng thường nhằm tăng độ kín nước Độ dày bê tông thường phụ thuộc vào độ sâu vết nứt qui định dựa vào khí hậu lạnh Ở Nhật Bản, lớp bê tông đổ với độ dày tới 3m Độ kín nước tăng cường lớp hỗn hợp bê tông giàu đường phân lớp cách mặt thượng lưu đập từ 1,5 đến m Lớp mỏng có độ dày 25mm kích thước cốt liệu lớn MSA 19mm Đập COE’s Elk Creek thiết kế với lớp vữa dày 12mm toàn lớp bê tơng đầm lăn Độ kín nước cịn tăng cường lớp vỏ nhựa đàn hồi phủ lên mặt thượng lưu đập cách trát vữa vào chỗ liên kết cấu kiện bê tông đúc sẵn trường hợp sử dụng giải pháp Đặt màng chất dẻo cấu kiện bê tông bê tơng đầm lăn hiệu kín nước rõ rệt Màng chống thấm phải mềm dẻo để chịu đựng rạn nứt kết cấu khối Các ống tiêu nước thường bố trí cho đập bê tơng đầm lăn để chống thấm giảm áp lực thuỷ tĩnh Các ống tiêu hố khoan đứng từ đỉnh đập đến hành lang đáy trung tâm ống cách 3m Cũng đường thoát nước ngang đặt theo lớp thu nước gần thượng lưu đập đưa hạ lưu Áp lực thuỷ tĩnh làm giảm ổn định đập ống tiêu phải tu, bảo dưỡng nhằm đảm bảo tuổi thọ cơng trình Cần phải thường xuyên nạo vét ống tiêu bị tắc khoan rãnh Thời gian làm việc ống tiêu nước kéo dài năm không nạo vét Các mặt đập tiếp xúc với dòng chảy vận tốc cao thường phải xây dựng bê tơng có cường độ cao Hành lang ngầm đập bê tông đầm lăn thường cao 100ft (30m) Những hành lang xây bê tông thông thường, bê tông ván khuôn trượt ngang, cấu kiện bê tông đúc sẵn, cách đào đặt sn ct liu khụng liờn kt Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 33 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình v bê tông đầm lăn dọc hành lang Hành lang ngầm sử dụng trước tiên để xây dựng màng chống thấm cho móng, nước phát triển sau để tu hệ thống tiêu nước để kiểm tra thân đập Thiết kế mặt cắt đập trọng lực phải phù hợp với tăng cường độ bê tông, tu bảo dưỡng hệ thống tiêu thoát nước thân đập đáp ứng yêu cầu ổn định Thiết kế sử dụng vật liệu cường độ thấp nhiều đập mái có độ dốc tương đối thoải (m = 0,8) Đập Bureau's Upper Stillwater sử dụng bê tơng đầm lăn có hàm lượng xi măng cao cho phép mái hạ lưu dốc (m = 0,6), kết kinh tế so với đập có mái dốc thoải Mục 2.3 Khống chế thấm đập bê tơng trọng lực đầm lăn ACERTM08USA có ghi : Thấm vào thấm qua đập bê tông đầm lăn khơng kiểm sốt gây tượng nước hồ chứa, áp lực đẩy ngược cao, làm giảm ổn định làm hư hỏng mặt hạ lưu gây rửa trơi vật liệu dính kết Phương pháp khống chế thấm cho đập bê tông đầm lăn gồm: dặt màng chống thấm mặt thượng lưu đập, sử dụng bê tông thường phủ lên lớp bê tơng đầm lăn, sử dụng hỗn hợp lớp lót đặc biệt xử lý liên kết lớp gần mặt thượng lưu, đặt ống tiêu dọc bên gần mặt thượng lưu từ đỉnh đập đến hành lang ngầm, thiết kế xây dựng lớp nối tiếp bê tông đầm lăn chống thấm Ở mặt thượng lưu đặt màng chống thấm từ thi công Bề mặt thượng lưu dọn sạch, sơn lót phủ hay lớp áo chống thấm mềm dẻo Một số hạn chế màng chống thấm bị rạn nứt, chia cắt mặt màng áp lực lỗ rỗng cao, băng giá mảnh vỡ trôi nổi, phá hoại khác Đập Winester Kentuckey (Bắc Mỹ) có màng chống thấm lắp đặt xây dựng Người ta lắp đặt màng PVC dày 0.065in (1650àm) bê tông đúc sẵn mặt thượng lưu bê tông đầm lăn Màng liên kết với bê tông đúc sẵn, hàn khớp nối bê tơng Tại vị trí nền, màng bọc lót đập dọc theo lớp bê tông đầm lăn Hiện chưa chứng minh khả sử dụng lâu dài màng chống thấm Một vùng bê tông thường mặt thượng lưu gắn kết vết nứt ngăn đảm bảo kín nước đạt kết theo yêu cầu Bề rộng vùng lên đến 10ft (3m) cho kết tốt Vùng có bề rộng 1÷2ft (khoảng 0,3ữ0,6m) phù hợp với đập nhỏ điều kiện khí hậu ơn đới Gần mặt thượng lưu liên kết hai lớp bê tông đầm lăn tăng cường chống thấm rải vữa dùng để gắn kết bê tông thường rộng 3m hoc hn tri ti Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 34 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình gn mt thng lưu Bê tông đầm lăn đổ lớp vữa liên kết đầm chặt Những sơ suất gây không đồng thi công lớp vữa liên kết gây thấm vùng Hỗn hợp lớp lót nên trải chiều rộng đập cho vết nứt khơng thể xun qua Ống tiêu thường tuyến thứ hai cần thiết để bảo vệ chống thấm cho đập cao 100ft (30m) Thiết bị nước nằm đập sử dụng để chống thấm bên đập Để có kết tốt thiết bị tiêu thoát nước nên đặt gần mặt thượng lưu đập Thiết bị thấm nước xây dựng cách khoan hố cách trung tâm 10ft Hố khoan từ hành lang đáy vị trí trung gian đỉnh đập Nói chung nước từ thiết bị tiêu nước thu gom hành lang ngầm đáy sau bơm khỏi đập s) Theo tài liệu bê tong đầm lăn ACI-207.5R-99 Mục 3.9 Về độ thấm BTĐL ACI-207.5R-99 có viết: Độ thấm RCC phụ thuộc nhiều vào lỗ rỗng khối đầm hệ số rỗng cấu trúc vữa, hoàn toàn phụ thuộc vào việc định lượng thành phần hỗn hợp trộn, phương pháp đổ mức độ đầm RCC tương đối không thấm nước hỗn hợp có đủ bột dính kết vữa, phân bố hợp lý thành phần hạt mịn để giảm lượng bọt khí lỗ rỗng, khơng có tượng phân tầng cốt liệu thô, đầm đủ Nhìn chung RCC khơng có khớp nối có đủ hàm lượng bột dính kết có hệ số thấm tương tự bê tơng thường Kết thí nghiệm cho giá trị điển hình từ 0,3 - 30 x 10-9 ft/phút (0,15 - 15 x 10-9 cm/giây) Hỗn hợp có hàm lượng chất dính kết cao thấm so với hỗn hợp có hàm lượng chất dính kết thấp Nếu đập RCC có xuất dịng thấm, thường thấm dọc theo khớp nối lớp đổ nhiều so với bê tơng khơng có khớp liền khối đầm Nếu xuất dòng thấm dọc khớp nối lớp đổ cho thấy việc giảm cường độ kháng cắt kháng kéo vị trí Nước rị rỉ dọc khe nứt khớp nối xảy cho dù RCC có hệ số thấm Mặc dù nước rò rỉ không ảnh hưởng đến độ ổn định kết cấu rò rỉ qua khe nứt làm nước nhiều dự định ảnh hưởng đến vận hành, bảo dưỡng thẩm mỹ Nước rò rỉ theo khe đứng khó xử lý ngăn chặn khơng dùng khoan Biện pháp tốt để tránh rò rỉ khống chế nứt RCC khối lớn trước lắp vào khống chế rò rỉ chặn nước hệ thống thoát nước, trám khe nứt lớp ốp mặt thượng lưu, dùng màng chống thấm Theo thời gian tượng canxi hố/vơi hố tự nhiên giảm rò rỉ qua khe nứt Mục 4.7 Thiết kế phần ốp mặt khóng chế thấm ACI-207.5R-99 cú vit: Văn phòng T vấn Thẩm định thiết kế Giám định chất lợng công trình - Trờng ĐHTL 35 Tổng kết thiết kế, thi công đập bê tông đầm lăn Định Bình Cú nhiu cỏch thi cụng phần ốp mặt thượng hạ lưu đập RCC Mục đích phần ốp mặt để khống chế nước rò rỉ qua khớp nối lớp đổ, tạo bề mặt có đủ độ bền để chống đóng băng, tan băng tạo bề mặt đủ bền cho dịng chảy qua tràn, tạo phương tiện thi cơng mái dốc có mặt dốc góc tự nhiên RCC Rò rỉ khống chế nhiều cách khác Ốp mặt thượng lưu Nhiều giải pháp thiết kế sử dụng để tạo hệ thống chắn nước cho mặt thượng lưu đập RCC để khống chế rị rỉ qua kết cấu Mỗi loại có ưu điểm nhược điểm định Dưới trình bày giải pháp ốp mặt thượng lưu, thể hình 4.4 từ (a) đến (h) Biện pháp khống chế rị rỉ trình bày cho hệ thống ốp mặt riêng Dùng bê tơng thường có cốt thép làm lớp ốp mặt sau đổ RCC, tương tự việc ốp mặt đập đá đổ bê tơng lên mặt nghiêng Phương pháp ốp mặt áp dụng chi phí ước tính đắt thời gian thi công lâu Tuy nhiên, phương pháp sử dụng đập Stacy đập Lake Alan Henry Phương pháp thi công mặt bê tông thường đổ CVC đồng thời với RCC để ốp mặt thượng lưu Không cần dùng néo cốt thép khác dùng để làm ổn định phần cốp pha néo bê tông ốp mặt vào RCC Sử dụng chắn nước trám/bít khe co ngót thẳng đứng khống chế nứt nẻ phần ốp mặt phơi điều kiện trời Chiều dày lớp bê tông ốp mặt thượng lưu hạ lưu từ 300-900mm Nếu lớp ốp mặt dày hơn, người thiết kế cần ý đến nhiệt độ tăng, co ngót nhiệt RCC lớp ốp mặt khoảng cách bố trí khe co ngót Một phương pháp khác phát triển từ phương pháp dùng khối bê tông tạm đặt mặt cho lớp đổ (d), sau dỡ khối đổ lớp ốp mặt bê tông thường trước đổ lớp RCC Chắn nước tẩm hố chất dùng để chống thấm nước đặt dọc theo mặt lớp đổ sau lớp bê tông ốp mặt Cốp pha trượt bê tông đúc sẵn sử dụng để gắn kết lớp ốp mặt vào bề mặt thượng lưu vĩnh viễn (c) Cần đảm bảo dính kết tốt néo chặt lớp ốp mặt phần RCC bên Phương pháp ốp mặt thượng lưu thích hợp với cơng trình có bề mặt đổ dài tốc độ đổ liên tục nơi tốc độ đổ nâng cao đập ngày khoảng từ 1m