Cơ sở khoa học và thực tiễn lựa chọn kích thước khối đổ đập bê tông trọng lực - Nguyễn Hữu Huế

Nội dung text: Cơ sở khoa học và thực tiễn lựa chọn kích thước khối đổ đập bê tông trọng lực - Nguyễn Hữu Huế

1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC KHỐI ĐỔ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC TS. Nguyễn Hữu Huế Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng Đại học Thủy lợi Tóm tắt: Phân chia và xác định kích thước khoảnh đổ là vấn đề rất quan trọng trong thi công bê tông khối lớn. Đặc biệt là đối với đập bê tông trọng lực có chiều cao, chiều dài hàng chục đến hàng trăm mét, phải đổ một lượng bê tông hàng chục nghìn đến hàng triệu m3 bê tông. Đập thường được thiết kế thành nhiều khoang liên kết bởi khớp nối. Dù có chia nhỏ, nhưng mỗi khoang cũng thường hàng nghìn m3 bê tông. Không thể thi công liên tục trong từng khoang, nên phải chia thành những khoảnh có kích thước phù hợp với kết cấu đập, đảm bảo năng suất, tiến độ và đảm bảo khống chế nhiệt độ trong quá trình thi công. Việc lựa chọn kích thước khoảnh đổ bê tông hợp lý có ý nghĩa rất lớn đến kinh tế và kỹ thuật công trình. Việc tăng kích thước khoảnh đổ sẽ đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm chi phí lắp đặt ván khuôn và xử lý khe thi công. 1. Đặt vấn đề Thành phần cấp phối bê tông; Việc phân chia khoảnh đổ và quyết định kích Tính chất của xi măng; thước khoảnh đổ là một vấn đề hết sức quan Năng suất của trạm trộn và công cụ vận trọng và phức tạp. Nó không những ảnh hưởng chuyển bê tông; tới tiến độ thi công, giá thành công trình, mà Phương pháp đổ bê tông; còn trực tiếp ảnh hưởng tới chất lượng, tính toàn Đặc điểm khí hậu vùng xây dựng công vẹn và tuổi thọ công trình. Với kích thước trình; khoảnh đổ quá lớn, không phù hợp với cường Phương pháp khống chế nhiệt độ. độ đổ bê tông, sẽ sinh khe lạnh, hoặc khoảnh đổ Kích thước khoảnh đổ phải đảm bảo nguyên quá cao thì việc dựng lắp và tháo dỡ ván khuôn tắc cơ bản không sinh ứng suất nhiệt, nhưng lại gặp khó khăn, quá trình tỏa nhiệt trong bê tông phải đảm bảo được tiến độ thi công nhanh, ít sẽ khó khăn, nhiệt tích luỹ trong khoảnh sẽ lớn khe thi công phải xử lý, ít công lắp dựng ván dẫn tới ứng suất nhiệt sinh ra lớn, hoặc kích khuôn Đây là bài toán khó đối với mỗi công thước khoảnh đổ nhỏ quá thì khe thi công quá trình, đặc biệt là những công trình lớn có kết cấu nhiều, tốn nhiều công, tốn thời gian dựng lắp phức tạp, thời gian thi công nhanh. ván khuôn và xử lý khe thi công, làm chậm tiến 3. Các nhân tố ảnh hưởng đến việc phân độ thi công. Vậy phương án dẫn dòng có sử chia khối đổ đập bê tông trọng lực. dụng đập bê tông để phục vụ dẫn dòng thi công 3.1. Tính chất của xi măng thì việc phân khoảnh, phân đợt ngoài những yêu Xi măng dùng cho bê tông khối lớn nên chọn cầu chung còn phải bảo đảm các tiêu chí khi dẫn một trong các loại sau đây: dòng thi công. 1) Xi măng Pooc lăng thông thường có hàm 2. Cơ sở để phân chia khoảnh đổ lượng C3A (tricanxi aluminat) không quá 8%, Việc phân chia kích thước khoảnh đổ là một tổng hàm lượng (C3A +C3S) không quá 58%; vấn đề phức tạp, ảnh hưởng đến kinh tế và kỹ hoặc có lượng nhiệt thuỷ hoá sau 7 ngày không thuật trong công nghệ thi công bê tông khối lớn. quá 70cal/g. Các cơ sở chủ yếu để quyết định kích thước 2) Xi măng ít toả nhiệt: có hàm lượng C3A khoảnh đổ bao gồm: không quá 7% và hàm lượng C3S không quá Đặc điểm kết cấu công trình; 35%; hoặc có lượng nhiệt thuỷ hoá sau 7 ngày 27
2. không quá 60Cal/g. năm nhằm giảm lượng dùng xi măng trong bê Nhiều công trình bê tông khối lớn của chúng tông và từ đó giảm lượng toả nhiệt của bê tông ta đang và sẽ xây dựng đều nằm ở vùng có nhiệt sau khi đổ. độ biến đổi trong năm rất lớn. Vì vậy đối với 4) Đối với những công trình có điều kiện thì các công trình có yêu cầu đặc biệt về an toàn và nên sử dụng kỹ thuật đầm lăn (bê tông đầm lăn chống thấm, thì cần phải dùng xi măng ít toả RCC) để thi công bê tông, khi đó việc thiết kế nhiệt, mặc dù việc sản xuất loại xi măng ít toả thành phần bê tông đầm lăn sẽ cho phép giảm nhiệt có thể gặp những khó khăn nhất định về đáng kể lượng dùng xi măng. công nghệ. Ở nước ta đã ban hành tiêu chuẩn 3.3. Trộn bê tông nhà nước TCVN 6069: 1995 về xi măng ít toả Máy trộn bê tông khối lớn phải có khả năng nhiệt xả bê tông với độ sụt thấp thật nhanh và phân bố 3) Xi măng Pooc lăng puzơlan có hàm lượng đều cốt liệu lớn khắp mẻ trộn. Để đáp ứng được puzơlan từ: 15  40% trọng lượng xi măng, yêu cầu này ta nên dùng các máy trộn nghiêng hoặc xi măng Pooc lăng xỉ lò cao có hàm lượng lớn đặt trong các nhà máy trung tâm cố định. xỉ lò cao từ: 2570% trọng lượng xi măng. Dung tích phổ biến nhất của thùng trộn là 3m3; Hiện nay ở nước ta đã có xi măng Sao Mai các máy trộn nhỏ khoảng 1,5m³ và lớn khoảng với 35% puzơlan, nhiệt thủy hóa sau 7 ngày là 9m3 cũng cho kết quả tốt. Các máy trộn loại tua 47,5cal/g, được sản xuất để dùng cho bê tông tại bin có thể được sử dụng cho bê tông khối lớn đập Lòng Sông (Bình Thuận) nhằm khống chế chứa cốt liệu Dmax =76mm. Một số kinh nghiệm sự toả nhiệt khá hiệu quả. Thực chất đó là một ở châu Âu và Trung Quốc cho thấy với bê tông loại xi măng Pooc lăng puzơlan. có cốt liệu cỡ lớn nhất Dmax =100mm, việc trộn 4) Xi măng Pooc lăng hỗn hợp PCB được sẽ đạt hiệu quả cao khi dùng máy trộn liên tục. chế tạo từ clanhke xi măng Pooc lăng và phụ gia khoáng (có thể tới 40%). Phụ gia khoáng có thể gồm phụ gia khoáng hoạt tính và không hoạt tính. Xi măng PCB nhằm phù hợp với TCVN 6260: 1997. 3.2. Cấp phối bê tông Cấp phối bê tông khối lớn được thiết kế như đối với bê tông nặng thông thường. Ngoài ra, trong quá trình thiết kế thành phần cấp phối bê tông khối lớn cần đảm bảo những yêu cầu sau đây: Hình 4. Trạm trộn bê tông lạnh tại công trình 1) Phải đảm bảo đạt được bê tông có cường Sê San 3, công suất 250m3/h độ, độ bền lâu và độ chống thấm đạt yêu cầu thiêt kế. Ngoài ra bê tông phải đạt yêu cầu về độ Thời gian trộn được kéo dài hoặc rút ngắn công tác để dễ thi công, có hàm lượng xi măng phụ thuộc vào các kết quả thử nghiệm vận hành ít nhất có thể và sự tăng nhiệt độ của bê tông sau máy trộn thực tế tại công trình. Thời gian trộn khi đổ là nhỏ nhất. được khống chế tốt nhất bởi một thiết bị định 2) Với trang thiết bị thi công hiện có, cần giờ để đảm bảo đủ thời gian trộn yêu cầu. thiết kế thành phần bê tông với độ sụt thấp nhất Trong quá trình trộn, mẻ trộn phải được giám đến mức có thể. sát chặt chẽ để đảm bảo độ sụt của bê tông đúng 3) Đối với các công trình bê tông khối lớn có như yêu cầu. Người vận hành và người kiểm tra nhu cầu chịu lực muộn hơn 28 ngày tuổi như đều phải chú ý và tỉnh táo. Tốt nhất là người vận đối với các đập bê tông trọng lực, nên chọn mác hành nên đứng ở những vị trí có thể nhìn thấy bê tông thiết kế ở tuổi 60, 90, 180 ngày đến 1 mẻ trộn trong máy trộn và có thể đánh giá xem 28
3. liệu độ sụt của nó có chính xác không. Nếu độ một hệ thống đổ bê tông năng suất cao. Mặt sụt thấp do cốt liệu bất chợt bị khô hơn tính khác với thùng chứa 9m³ thì cần bố trí các cổng toán, người vận hành có thể ngay lập tức bù xả để khống chế mỗi vị trí xả không quá 3m3 để thêm vào một ít nước nữa để có độ sụt yêu cầu. tiết kiệm công san bê tông và để đảm bảo chắc Nếu không có sự trông coi máy trộn như vậy, chắn sự đầm rung sẽ rộng và sâu ở trung tâm thì người kiểm tra có thể xem xét mẻ trộn khi của các đống này và những điểm tiếp xúc với vữa được trút ra. Từ đó người vận hành có thể các lớp đã được đổ từ trước. biết được bất cứ sự thay đổi nào ở các mẻ trộn Đổ bê tông khối lớn bằng băng tải hầu hết trước và từ đó điều chỉnh nước ở mẻ tiếp theo. đều rất thành công và kinh tế khi Dmax ≤ Một hệ thống thiết bị đo độ ẩm của cát sẽ trợ 100mm. Điểm xả từ băng tải phải được quản lý giúp trong việc điều chỉnh lượng nước thích để bê tông được xả thành bê tông tươi và ngay hợp. lập tức được đầm rung để ngăn ngừa đổ đống 3.4. Vận chuyển bê tông quá dày. Bê tông được vận chuyển đến công trình Vận chuyển bê tông với chiều dài ngắn thì bằng xe trộn, ống bơm, băng chuyền, thùng diện tích khối đổ có thể lớn hơn, bố trí trạm trộn chứa đặt trên phương tiện vận chuyển. Khi vận gần khối đổ để tăng thể tích khối giảm số lượng chuyển bằng ống bơm hoặc bằng băng chuyền, khối đổ. thì cần có biện pháp che chắn để bê tông không 3.5. Lựa chọn thời gian đổ giãn cách các bị nóng lên bởi bức xạ mặt trời. khoảnh đổ Lựa chọn thời gian chờ để đổ tiếp khoảnh phía trên, thông thường không ít hơn 6÷7ngày đêm vào mùa hè và 5÷6 ngày đêm vào mùa đông tính từ lúc đổ xong khoảnh phía dưới. Tức là nên đổ khoảnh thứ hai sau khi nhiệt độ trong khoảnh đổ thứ nhất bắt đầu hạ thấp là đạt yêu cầu. Trong đó: đối với các khoảnh đổ sát móng hoặc ở dưới sâu thì nên chọn trị số lớn, đối với các khoảnh ở phần trên của đập và trên cao, thì nên chọn trị số nhỏ. Trong trường hợp có các biện pháp nhân tạo (hạ thấp nhiệt độ ban đầu Hình 5. Sơ đồ vận chuyển vữa bê tông bằng của hỗn hợp bê tông, dùng ống nước làm băng tải tại đập Sê San 3 mát, ,) để khống chế nhiệt độ của bê tông và Việc lựa chọn thiết bị để vận chuyển và đổ ứng suất nhiệt, thì thời gian cách quãng có thể bê tông khối lớn phụ thuộc vào đường kính hạt được rút ngắn hơn các trị số nói trên, nhưng lớn nhất của cốt liệu thô. Bê tông trong các đập luôn phải đảm bảo trị số nhiệt độ hoặc ứng suất bê tông trọng lực thường chứa các hạt cốt liệu nhiệt luôn nhỏ hơn trị số khống chế cho phép đã thô có 75mm ≤ Dmax ≤ 300mm, nên nếu chọn tính toán. thiết bị vận chuyển không phù hợp hoặc đường Đối với các công trình ở Miền Trung, thời vận chuyển không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thì gian đổ giãn cách các khoảnh đổ không nên bê tông rất dễ bị phân tầng khi chuyển động. Để chọn lớn quá (t≥10ngày), vì chúng không có ý hạn chế phân tầng có thể sử dụng các thùng nghĩa đến việc khống chế nhiệt và ứng suất dung tích từ 1,5÷9,0m³. Đối với bê tông chứa nhiệt, tiến độ thi công lại chậm. Mặt khác, khi cốt liệu thô ≥75mm, thì kích cỡ thùng trộn từ thi công đập bê tông vào đông, thời gian để toả 3,0÷6,0m³ được dùng phổ biến, bởi vì các thùng nhiệt từ bề mặt khoảnh cũng không nên kéo dài nhỏ hơn không xả kịp khi cần và mỗi lần phân quá, vì bề mặt khoảnh đổ chịu tác động của sự phối thì lại quá nhỏ không thể làm việc tốt với thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh có thể 29
4. phát sinh nứt bề mặt. thuộc vào sự dao động nhiệt độ của môi trường Tại những công trình mà các quy trình khống bên ngoài như nước, không khí, khi thi công còn chế nhiệt và phòng ngừa nứt do nhiệt đã được có nguồn nhiệt từ sự toả nhiệt của xi măng trong lựa chọn, muốn đạt được tiến độ thi công tốt quá trình thuỷ hoá. nhất, cần chọn thời gian đổ giãn cách các Thiết kế phân chia khối đổ trong bê tông khối khoảnh đổ đều đặn và với một khoảng thời gian lớn là một bước quan trọng, nó góp phần quan giãn cách ngắn nhất cho phép, với sự chênh lệch trọng trong việc bảo đảm chất lượng đổ bê tông, độ cao ít nhất giữa các khối bên cạnh. hợp lý hoá phương án thi công, tiêu chuẩn 3.6. Phương pháp đổ bê tông khống chế nhiệt, triệt tiêu các vết nứt của đập, Việc đổ bê tông theo lớp được tổ chức sao nhất là các vết nứt có tính chất nguy hiểm đối cho diện tích bề mặt lớp đang đổ là nhỏ nhất để với sự ổn định thấm của đập. giảm bớt sự làm nóng thêm bê tông do thời tiết Đập bê tông sau khi đổ, nhiệt độ có sự thay nóng và giảm diện tích bị ảnh hưởng bởi trời đổi phức tạp làm cho nhiệt độ phát sinh thay mưa. Với đập bê tông trọng lực thường chọn đổi, nguyên nhân chính là: phương pháp đổ bậc thang, chiều rộng mỗi bậc - Bê tông trong thời kỳ xi măng hoá cứng, khoảng 1,5m. Việc đổ được tiến hành theo từng thuỷ hoá nhiệt phát tán làm cho nhiệt độ trong bậc thang từ một đầu của khối cho tới đầu kia và bê tông tăng lên cao; cho đến khi khoảnh đổ đầy bê tông và việc đổ - Nhiệt độ khi bê tông đã đổ vào khối đổ và theo lớp kết thúc. Việc đổ bê tông vào từng bậc nhiệt độ môi trường xung quanh (chủ yếu là có thể dùng băng tải hoặc cần cẩu để cẩu các nhiệt độ không khí, bức xạ mặt trời, thậm chí là thùng chứa có dung tích từ 36m3 là tốt nhất để nước khi mực nước thượng lưu dâng lên phía tiết kiệm công san. Cần đảm bảo độ cao của thượng lưu) không giống nhau, từ đó tồn tại sự miệng xả tới mặt bê tông đang đổ là nhỏ nhất để chênh lệch nhiệt độ ban đầu làm cho nhiệt độ tránh phân tầng. thay đổi; 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến việc phân - Nhiệt độ vật môi giới xung quanh phát sinh chia khối đổ thay đổi hoặc do nhiệt độ không khí khi đổ bê Do điều kiện nhiệt độ thay đổi mà nhiều công tông thay đổi đến nhiệt độ ổn định, hoặc thay trình bê tông có hiện tượng nứt ngang, nhất là đổi theo chu kỳ. Do những nguyên nhân ở trên, các công trình bê tông khối lớn ở giai đoạn ngay giữa các điểm trong nội bộ khối bê tông, giữa sau khi thi công. Đầu thế kỷ 20, vấn đề quá trình các vật môi giới xung quanh và bê tông đều tồn thay đổi nhiệt trong thân đập bê tông và hậu quả tại bậc thang nhiệt độ. Nhiệt độ sẽ lưu động, của nó chưa được nghiên cứu sâu, hiểu biết chuyển dịch, nhiệt độ cũng theo đó có sự biến nhiều, vì thế trong thiết kế cũng như thi công hoá phức tạp. Nó là hàm số của toạ độ và thời thiếu sự chú ý cần thiết. Sau đó, qua thực tế phát gian. Tức là T = T (x,y,z,t). hiện trong thân đập xuất hiện nhiều khe nứt có Các nghiên cứu lý thuyết, kết hợp với các tài tính chất không giống nhau và đã xác định được liệu quan trắc được trên các công trình cho thấy ứng suất nhiệt là nguyên nhân chủ yếu làm xuất diễn biến nhiệt độ trong bê tông phụ thuộc vào hiện khe nứt ở đập bê tông khối lớn, từ đó mới các yếu tố chính như sau: Hàm lượng xi măng bắt đầu đi sâu nghiên cứu vấn đề thay đổi nhiệt trong 1m3 bê tông; tính chất thuỷ hoá của xi độ, vấn đề ứng suất nhiệt và biện pháp khống măng được sử dụng trong khối đổ; tính chất toả chế nhiệt. Thực tế trên thế giới đã thu được rất nhiệt của bê tông; tính chất cốt liệu; điều kiện nhiều thành tựu và đặt ra yêu cầu trong thiết kế môi trường xung quanh. bất kỳ một đập bê tông đầm lăn nào đều phải đặt Trong quá trình bê tông đông cứng xi măng vấn đề biện pháp chống nứt và khống chế nhiệt thuỷ hoá sinh ra lượng nhiệt rất lớn, làm cho là một nội dung quan trọng để phân chia khối nhiệt độ trong khối bê tông tăng cao. Do tính đổ. Thực tế cho thấy nhiệt trong công trình phụ dẫn nhiệt của bê tông kém nên nhiệt lượng sinh 30
5. ra tập trung vào bên trong khối đổ, làm tăng 4.1.2. Hình thức hình trụ nhiệt độ trong khối bê tông, gây ra sự chênh Khe thi công đứng chạy suốt từ trên xuống lệch nhiệt độ bên trong và ngoài khối bê tông. dưới, khe ngang so le. Phương pháp này có ưu Theo thời gian, nhiệt độ trong khối bê tông sẽ điểm là tỏa nhiệt dễ dàng, thi công thuận tiện, giảm dần tới một nhiệt độ ổn định nào đó (tương có thể dùng ván khuôn tiêu chuẩn, dễ khống chế thích với nhiệt độ môi trường). độ co ngót, biến dạng cho phép Nhược điểm T ( 0 C) là xử lý khe thi công phức tạp thậm chí làm chậm thời gian đưa công trình vào sử dụng, khối lượng công tác ván khuôn lớn. Tuy nhiên hình thức này được sử dụng rộng rãi để xây dựng đập Tr T bê tông khối lớn. T¨ng nhiÖt gi¶m nhiÖt æn ®Þnh nhiÖt Tp Tf t (h) Hình 6. Đường biểu thị thay đổi nhiệt độ trong bê tông Quá trình thay đổi nhiệt độ của bê tông khối lớn có thể chia làm 3 thời kỳ đó là: thời kỳ tăng nhiệt, thời kỳ giảm nhiệt và thời kỳ ổn định. Từ hình 6 nhận thấy nhiệt độ cao nhất của bê tông đạt trị số lớn nhất Tmax bằng nhiệt độ trong bê Hình 2. Hình thức hình trụ tông đúc Tp cộng với nhiệt độ phát nhiệt lớn 4.1.3. Hình thức lên đều nhất của xi măng Tr. Từ nhiệt độ Tp đến Tmax là Ngoài khe kết cấu chỉ có khe thi công nằm thời kỳ tăng nhiệt. Sau khi nhiệt độ trong khối ngang suốt từ thượng lưu về hạ lưu, không có bê tông đạt tới nhiệt độ Tmax thì nhiệt độ trong khe thi công đứng. Phương pháp này có ưu điểm khối bê tông sẽ giảm dần, giai đoạn này gọi là là khối lượng ván khuôn giảm, xử lý khe thi thời kỳ giảm nhiệt, cuối cùng nhiệt độ trong công ít vì thế có thể sớm đưa công trình vào sử khối bê tông đạt tới độ ổn định nhất định tương dụng. Nhược điểm là diện tích khoảnh đổ lớn, ứng với nhiệt độ môi trường xung quanh. khó bảo đảm chất lượng. Phương pháp này 4. Các phương pháp phân chia khối đổ thường dùng để thi công các đập có mặt cắt nhỏ đập bê tông trọng lực đập bê tông trọng lực cột nước thấp, đập tràn và 4.1.1. Hình thức xây gạch đập vòm. Các khoảnh đổ bố trí như xây gạch, khe thi công ngang chạy suốt từ thượng lưu về hạ lưu, khe thi công đứng so le. Phương pháp này có ưu điểm là xử lý khe thi công đơn giản, bảo đảm tốt tính chỉnh thể cho công trình, nhưng tổ chức thi công phức tạp, tốc độ thi công chậm, ngày nay ít dùng. Hình 3. Hình thức lên đều 5. Lựa chọn kích thước khoảnh đổ bê tông hợp lý Xu thế phân khoảnh trong thi công hiện nay là áp dụng phương pháp hình trụ hoặc lên đều. Hình 1. Hình thức xây gạch Kích thước khoảnh đổ, đặc biệt là chiều cao 31
6. (H) của khoảnh đổ, có ý nghĩa rất lớn đến kinh hóa thoát ra khỏi khoảnh sẽ chậm lại. Khi chiều tế và kỹ thuật công trình. Việc tăng kích thước cao của khoảnh tăng lên ≥2m, nhiệt toả ra từ bề khoảnh đổ sẽ đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm mặt của khoảnh rất chậm. chi phí lắp đặt ván khuôn và xử lý khe thi công. Từ hình dạng chung của các dạng mặt cắt Theo quan điểm xây dựng, chiều cao của đập bê tông trọng lực thường được ứng dụng ở khoảnh càng lớn thì số khe nối thi công càng ít Việt Nam, kết hợp với kết quả nghiên cứu ảnh dẫn đến chi phí xử lý khe thi công càng ít, tiến hưởng của kích thước khoảnh đổ đến trường độ thi công sẽ nhanh. Chẳng hạn với các khoảnh nhiệt độ, trường ứng suất nhiệt và khả năng thi cao 2,0m, thì số khe nối chỉ bằng 3/4 số khe nối công, cho thấy: trong trường hợp các khoảnh cao 1,5m. - Nên chọn hình thức phân khoảnh theo kiểu Qua tính toán và theo kết quả đo đạc ở công hình trụ hoặc lên đều tuỳ theo quy mô mặt cắt trình Tân Giang cùng với kết quả thí nghiệm ngang đập và công nghệ thi công bê tông. Hai hiện trường ở công trình Lòng Sông, thì khoảnh hình thức phân khoảnh trên sẽ tạo điều kiện càng thấp (H nhỏ), nhiệt thủy hoá phát ra càng thuận lợi cho việc tính toán trường nhiệt độ và nhanh, nhưng khi chiều cao của khoảnh càng trường ứng suất nhiệt theo quá trình thi công tăng (H lớn), nhiệt toả ra từ bề mặt rất chậm. hoàn chỉnh mặt cắt đập. Đồng thời cũng tạo điều Từ quan điểm trên cùng với kinh nghiệm ở kiện thuận lợi cho công tác bố trí hệ thống ống công trình Thạch Nham, cũng như số liệu đo nước làm mát sau và phụt vữa xử lý khe thi đạc ở công trình Tân Giang và thí nghiệm hiện công. trường ở công trình Lòng Sông đã chọn chiều - Khi thi công các công trình đập bê tông cao khoảnh đổ của đập Lòng Sông là H = 2m ; trọng lực ở Miền Trung và Tây Nguyên mà L x B = 12 x10 m trong điều kiện thi công khi không có biện pháp hạ thấp nhiệt độ ban đầu thời tiết mát, vào ban đêm nhiệt độ môi trường của hỗn hợp bê tông và không sử dụng hệ thống 25  30 0C, khống chế nhiệt độ hỗn hợp bê tông đường ống nước làm mát sau thì kích thước o 0 trong khối đổ < 30 C, thì Tmax xấp xỉ 51 C. khoảnh nên chọn như sau [2]: Thí nghiệm đo kiểm tra với kích thước + Diện tích khoảnh đổ từ 150÷200 m². khoảnh đổ như trên ở nhiều khoảnh đổ có biện + Chiều cao khoảnh đổ 1,5 m. pháp giảm nhiệt độ vật liệu, thì nhiệt độ trong + Khối lượng bê tông mỗi khoảnh đổ nhỏ khối đổ giảm rõ rệt và Tmax có thể đạt được 48  hơn từ 250÷300 m³. 49 0C. + Chiều dài, chiều rộng khoảnh (L, B) Nên chọn thời điểm thi công tốt, đồng thời có 14,0 m. Nếu xét riêng theo trường nhiệt độ và biện pháp giảm nhiệt cho các loại vật liệu cát, trường ứng suất, thì nên chọn (L, B)=10÷12 m đá, nước để giảm nhiệt độ ban đầu trong khối là hợp lý. đổ, giảm Tmax trong bê tông. Trong điều kiện Khống chế sự tăng nhiệt độ là một nhiệm vụ thiết bị hiện nay thì đây là cơ sở để có thể tăng quan trọng trong thiết kế và thi công. Vì vậy, kích thước khối đổ của đập, để tăng tiến độ thi chiều cao khoảnh đổ và tiến độ đổ bê tông nên công và giảm các chi phí ván khuôn và xử lý được chỉ ra trên bản vẽ thiết kế và bản thuyết khe thi công , đảm bảo độ an toàn ổn định minh hướng dẫn kỹ thuật. Chiều cao của khoảnh cho công trình. đổ nên thay đổi từ 0,75m đến 1,5m đối với các Qua nghiên cứu cho thấy: trong điều kiện lớp phức tạp ở ngay sát nền móng; các khoảnh thời tiết mát, khoảnh càng mỏng (H≤1,5m) thì đổ ở trên thân đập nên chọn là 2.0m; ở đỉnh đập nhiệt hyđrat hóa thoát ra khỏi khoảnh sẽ càng có thể chọn H=3÷4m, vì khi đó chiều rộng của nhanh và thường thoát hết trước khi đổ khoảnh khoảnh thường nhỏ và ở trên cao nên khả năng tiếp theo. Nhưng trong điều kiện thời tiết nóng, toả nhiệt tốt. Kích thước khoảnh đổ trung bình ở hỗn hợp bê tông gày (ít xi măng) và được làm một số công trình đã thi công tại Việt Nam như mát trước, khoảnh càng mỏng thì nhiệt hyđrat bảng 1. 32
7. Bảng 1. Kích thước khoảnh đổ trung bình ở một số công trình đã thi công L B H V TT Công trình Ghi chú (m) (m) (m) (m3) 1 Thạch Nham 915 710 1,62 100200 Không có ống làm mát 2 Tân Giang 1016 1014 2 240350 Không có ống làm mát 3 Lòng Sông 1014 1012 2 220300 Không có ống làm mát 4 Tuyên Quang 21 20 1 ≤420 Có ống làm mát 6. Kết luận Xác định kích thước khoảnh đổ là bài toán khó đối với mỗi công trình, đặc biệt là những công trình lớn có kết cấu phức tạp, thời gian thi công nhanh. Nghiên cứu hình dạng chung của các dạng mặt cắt đập bê tông trọng lực thường được ứng dụng ở Việt Nam, kết hợp với kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước khoảnh đổ đến trường nhiệt độ, trường ứng suất nhiệt và khả năng thi công, Hình 7. Phân khoảnh đổ bê tông công trình đập Lòng Sông (2002) chúng ta có thể lựa chọn được kích thước khoảnh đổ bê tông hợp lý. Tài liệu tham khảo: [1]. Bộ môn thi công Trường Đại học Thủy lợi, Thi công các công trình Thủy lợi Tập 2, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 2004; [2]. Đỗ Văn Lượng, Nghiên cứu sự phát triển ứng suất nhiệt để ứng dụng vào công nghệ thi công đập bêtông trọng lực ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, 2005. Abstract: SCIENTIFIC BASE AND REALITY FOR SIZE SELECTION OF CONCRETE BLOCKS IN CONCRETE GRAVITY DAM Partition and size of concrete blocks is a fundamental issue in the construction of bulk concrete structures. Especially for up to tens meters wide and hundreds meters high concrete gravity dams, the total concrete work expected to be placed (poured or pumped in) can reach tens of thousands to millions m3 of fresh concrete. Dams are often designed into several chambers linked by joints. Despite the split, each chamber can average thousands of m3 of concrete, thus can not be constructed continuously. As a rule of thumb, it is usually divided into suitable-sized units of concrete basing on fresh concrete productivity, progress of the project and the requirement of temperature controlling during construction. Dimensions selection of concrete blocks is economically and technically essential in the construction of a gravity dam. The increase in the block size will reduce construction time, costs of formwork installation and block-joints treatment. 33