Thạc Sĩ Công nghệ thi công và khống chế chất lượng trong thi công bê tông đầm lăn

MỤC LỤC
EQUATION CHAPTER 1 SECTION 1MỞ ĐẦU . 1
I. Tính cấp thiết của luận văn . 1
II. Mục đích của luận văn . 2
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN . 4
1.1 Khái niệm chung về bê tông đầm lăn 4
1.2 Sự phát triển bê tông đầm lăn trong nước và trên thế giới . 6
1.2.1. Ở Việt Nam . 6
1.2.2. Trên thế giới 8
1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu và khống chế chất lượng bê tông đầm lăn 15
1.3.1 Tiềm năng về nguyên vật liệu và thiết bị thi công dùng cho công nghệ
BTĐL ở Việt Nam . 16
1.3.2. Một số điểm cần lưu ý khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng đập
. 20
1.4. Kết luận chương 1 23
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN . 24
2.1 Tổng quan về quy trình công nghệ thi công bê tông đầm lăn . 24
2.1.1. Trộn bê tông 24
2.1.2. Vận chuyển . 27
2.1.3. San đầm . 28
2.2 Thiết bị thi công bê tông đầm lăn . 35
2.2.1 Trạm trộn và thiết bị sản xuất vữa BTÐL 35
2.2.2. Hệ thống các phương tiện vận chuyển hỗn hợp BTĐL . 40
2.3. Kỹ thuật công nghệ thi công bê tông đầm lăn . 51
2.4. Kết luận chương 2 52
CHƯƠNG 3: KHỖNG CHẾ CHẤT LƯỢNG TRONG THI CÔNG BÊ TÔNG
ĐẦM LĂN 53
3.1. Chuẩn bị kiểm soát chất lượng 54
3.1.1. Tổng quan . 54
3.1.2. Các vấn đề cần chuẩn bị 54
3.1.3. Các vấn đề sản xuất - Vấn đề liên quan đến vật liệu và thi công BTĐL: 55
3.1.4. Công tác thí nghiệm hiện trường BTĐL . 55
3.1.5. Xác định dung trọng hiện trường và yêu cầu đầm . 56
3.1.6. Kiểm tra thiết bị đầm 57
3.2.Khống chế chất lượng trong thi công BTĐL . 57
3.2.1. Khống chế vật liệu đầu vào 57
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 106 -
3.2.2. Khống chế chất lượng trong quá trình sản xuất bê tông 67
3.2.3. Khống chế chất lượng mặt khoảng đổ . 74
3.3. Khống chế chất lượng Xử lý và thi công liên kết mặt tầng . 82
3.3.1 Tạo nhám mặt tầng 82
3.3.2. Đổ vật liệu kết nối mặt tầng 84
3.3.3. Tạo khe co giãn ngang . 87
3.3.4. Chôn thiết bị quan trắc . 88
3.4. Biện pháp khống chế chất lượng thi công trong điều kiện đặc biệt 90
3.4.1. Thi công trong điều kiện nhiệt độ cao . 90
3.4.2.Thi công trong điều kiện nhiệt độ thấp 93
3.5. Kết luận chương 3 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 98
1. TIẾNG VIỆT . 100
2. TIẾNG ANH 103






MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của luận văn
Bê tông đầm lăn (BTĐL) được xem là bước phát triển đột phá trong công
nghệ xây dựng đập bê tông nói riêng, xây dựng công trình thủy lợi nói chung. Bê
tông đầm lăn là một loại bê tông không có độ sụt được thi công bằng các thiết bị thi
công đường, đập đất công suất lớn. Thiết bị rải là xe ủi hay xe rải bê tông asphalt,
và đầm chặt BTĐL bẳng lu rung bánh thép và lu bánh hơi (để hoàn thiện bề mặt).
Với ưu điểm nổi bật của BTĐL là sử dụng ít xi măng, tốc độ thi công nhanh nên
giảm giá thành.
Công nghệ thi công BTĐL đem lại hiệu quả kinh tế cao so với bê tông truyền
thống khi thi công các công trình đập bê tông trọng lực bởi lý do sau:
+ Thi công nhanh: Các kỹ thuật thi công nhanh (so với các kỹ thuật thi công
bê tông thông thường và đắp) và giảm số lượng vật liệu (so với đắp). Quy trình thi
công BTĐL tạo điều kiện cho công tác đổ gần như liên tục và tạo ra tốc độ thi công
nhanh.
+ Thi công BTĐL sẽ giảm giá thành công trình từ 25-40% so với thi công bê
tông thường. Việc hạ giá thành đạt được là do giảm được chi phí cốt pha, giảm chi
phí cho công tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông và đặc biệt giảm được giá thành đơn
vị bê tông.
+ Giảm chi phí cho biện pháp thi công: việc thi công đập bằng BTĐL có thể
giảm chi phí dẫn dòng trong thời gian xây dựng và giảm các thiệt hại, các rủi ro khi
nước lũ tràn qua đê quai. Đối với đập BTĐL, đường ống dẫn dòng ngắn hơn ống
dẫn dòng của đập đất đắp. Hơn nữa thời gian thi công đập BTĐL ngắn nên các ống
dẫn dòng cho đập BTĐL chỉ cần thiết kế để đáp ứng lưu lượng xả nước lớn nhất
theo mùa thay vì lưu lượng lớn nhất theo năm như đối với đập bê tông thường và
đập đất đắp. Vì thế đường kính cống dẫn dòng của đập BTĐL nhỏ hơn và chiều cao
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 2 -
đê quai cho đập BTĐL cũng thấp hơn so với phương án đập bê tông thường và đập
đất đắp.
Đập BTĐL đã dần trở nên phổ biến trên thế giới, trong đó thống kê cho thấy
khu vực Châu Á là khu vực phát triển công nghệ này mạnh hơn cả, đặc biệt Trung
Quốc và Nhật Bản là những quốc gia phát triển mạnh mẽ nhất công nghệ này.
Ngoài việc ứng dụng cho đập, BTĐL còn được ứng dụng trong xây dựng mặt
đường và sân bãi. Tới nay đã có hàng chục triệu m
2
đường và sân bãi được xây
dựng bằng công nghệ BTĐL ở một số nước. Các công trình mặt đường và sân bãi
bằng BTĐL đều cho hiệu quả sử dụng tốt và giảm chi phí bảo dưỡng.
Việt Nam là nước đi sau về công nghệ này nhưng đã được liệt vào hàng lớn
nhất về số lượng đập lựa chọn nghiên cứu ứng dụng, nhiều đập bê tông được thiết
kế và thi công theo công nghệ BTĐL. Bên cạnh đó các dự án bê tông hóa đường
nông thôn cần cứng hóa hàng ngàn km đường. Việt Nam hiện nay đã xây dựng
xong một số đập bằng BTĐL như Định Bình, A Vương, PleiKrong, Bản Vẽ, Bình
Điền Qua đó chứng minh một điều công nghệ BTĐL với trình độ hiểu biết của
chúng ta hoàn toàn có thể ứng dụng được ở Việt Nam. Tuy nhiên công nghệ thi
công yêu cầu từng bước được nâng cao và hoàn thiện về quy trình và kỹ thuật, chất
lượng công trình đòi hỏi ngày một cao đòi hỏi chúng ta vẫn phải nghiên cứu thêm
nữa để có những cải tiến nhằm ngày càng hoàn thiện hơn công nghệ BTĐL tại Việt
Nam, rút ngắn thời gian thi công, giảm nhẹ bộ máy quản lý và tăng hiệu quả đầu tư.
Vì vậy, nghiên cứu công nghệ thi công và khống chế chất lượng trong thi
công bê tông đầm lăn trong điều kiện Việt Nam vừa có ý nghĩa khoa học vừa có giá
trị thực tiễn cao.
II. Mục đích của luận văn
Mục đích của luận văn là đề xuất được quy trình thi công và khống chế chất
lượng trong thi công BTĐL công trình thủy lợi thủy điện.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 3 -
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Cách tiếp cận của luận văn là khảo sát đánh giá tình hình thi công BTĐL ở
một số công trình đã và đang xây dựng ở Việt Nam và trên thế giới, kế thừa các
thành tựu Khoa học công nghệ về BTĐL trong và ngoài nước, từ đó lựa chọn để
nghiên cứu áp dụng vào điều kiện nước ta.
Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp đúc rút kinh nghiệm
thực tế và lựa chọn công nghệ hợp lý.
Tổng hợp tài liệu nghiên cứu đã có, các quy trình quy phạm tính toán và chỉ
dẫn thi công.
Thu thập các số liệu liên quan.











Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 4 -
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
1.1 Khái niệm chung về bê tông đầm lăn
Có nhiều định nghĩa về bê tông đầm lăn, nhưng các định nghĩa đều dựa trên
nguyên tắc là một loại bê tông được tạo thành bởi hỗn hợp cốt liệu nhỏ (cát thiên
nhiên hoặc cát nghiền), cốt liệu lớn (đá dăm), xi măng, phụ gia hoạt tính nghiền mịn
(tro bay nhiệt điện hoặc Puzolan thiên nhiên), nước và phụ gia hóa học. Sau khi trộn
đều, vận chuyển, san rải, hỗn hợp được đầm chặt bằng máy đầm lăn. Dưới tác dụng
của tải trọng nén ép và chấn động dung từ máy đầm lăn, bê tông được đầm chặt.
Công tác đầm bê tông đầm lăn được thực hiện trong khi hỗn hợp vữa bê tông chưa
bắt đầu đông kết.
Có thể định nghĩa ngắn gọn Bê tông đầm lăn (BTĐL) là một loại bê tông
không có độ sụt được rải và đầm chặt bằng các thiết bị thi công đường, đập đất công
suất lớn.
Thiết bị rải và đầm chặt BTĐL:
+ Xe ủi hay xe rải bê tông asphalt;
+ Lu rung bánh thép;
+ Lu bánh hơi (để hoàn thiện bề mặt)
Bê tông đầm lăn - gồm hai dạng chính:
+ Bê tông đầm lăn dùng cho đập.
+ Bê tông đầm lăn dùng cho mặt đường;
Điểm khác biệt lớn nhất của bê tông đầm lăn với bê tông thường là lượng xi
măng và lượng nước dùng thấp so với bê tông thường. Lượng chất kết dính dùng
trong BTĐL thay đổi trong phạm vi rộng từ 59 đến 297 kg/m
3 , trong đó một phần xi
măng đươc thay thế bằng Puzolan, tro bay nhằm giảm nhiệt thủy hóa, hạn chế
phát sinh vết nứt bê tông làm ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ công trình. Tùy
theo lượng dùng chất kết dính mà phân ra các loại BTĐL như sau:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 5 -
+Bê tông đầm lăn nghèo chất kết dính (CKD) (hàm lượng CKD <
99kg/m
3
) do USACE - Mỹ phát triển dựa trên công nghệ thi công đất đắp;
+ Bê tông đầm lăn có lượng CKD trung bình (hàm lượng CKD từ 100
đến 149 kg/m
3
);
+ Bê tông đầm lăn giàu CKD: (hàm lượng CKD > 150 kg/m
3 ) được
phát triển ở Anh. Việc thiết kế thành phần BTĐL được cải tiến từ bê tông thường và
việc thi công dựa vào công nghệ thi công đập đất đắp;
Ngoài ra còn một hướng phát triển BTĐL khác đó là hướng phát triển RCD
của Nhật bản (Japannese Roller Compacted Dams), chuyển từ đập trọng lực bê tông
thường sang sử dụng BTĐL. Theo hướng này, BTĐL có lượng CKD nằm giữa loại
BTĐL có lượng CKD trung bình và loại BTĐL có lượng CKD cao.
Ưu điểm của BTĐL là lượng dùng xi măng thấp, lượng nước trộn thấp hơn
nhiều so với lượng nước dùng cho bê tông truyền thống cùng mác. Do lượng dùng
xi măng thấp nên mức độ tỏa nhiệt trong bê tông đầm lăn do nhiệt thủy hóa xi măng
gây ra thấp, giảm thiểu được hiện tượng nứt bê tông do ứng suất nhiệt. Ngoài ra, thi
công BTĐL có thể cơ giới hóa cao, tốc độ thi công nhanh, đặc biệt là với các đập
lớn làm cho công trình sớm đưa vào khai thác vận hành dẫn đến hiệu quả kinh tế
cao hơn nhiều so với đập bê tông truyền thống.
Mặc dù công nghệ BTĐL đã được khẳng định là công nghệ xây dựng tối ưu
áp dụng cho đập trọng lực nhưng việc xây dựng đập BTĐL chỉ thực sự phát huy
được tính ưu việt và tạo ra sản phẩm có chất lượng tương đương với đập bê tông
thường khi khắc phục được những điểm yếu của loại hình công nghệ này:
Về chất lượng bám dính giữa các lớp
Cường độ bám dính giữa các lớp đối với đập BTĐL là điểm yếu nhất của
BTĐL. Vì vậy cường độ kéo bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp đổ là mối quan
tâm lớn nhất khi thiết kế kết cấu đập BTĐL. Do vậy cần phải có những thử nghiệm
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy - 6 -
kỹ càng trên mô hình với các điều kiện về vật liệu, thiết bị và quy trình thi công
thực tế để xác định các tính chất của bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp thi công
và đảm bảo rằng các giá trị của các tính chất của bê tông không thấp hơn yêu cầu
thiết kế.
Về vấn đề thấm
Do BTĐL được thi công thành những lớp nên các khe tiếp giáp giữa các lớp
có thể là đường chính để nước thấm qua thân đập. Ngoài ra do sử dụng ít chất kết
dính hơn so với bê tông thường nên BTĐL có tính chống thấm kém hơn so với bê
tông thường cùng mác. Vì vậy cần nghiên cứu kỹ các giải pháp cấu tạo chống thấm,
thành phần vật liệu và quy trình thi công thích hợp để đảm bảo khả năng chống
thấm cho đập.
Về chất lượng thi công:
Sự phân ly hỗn hợp bê tông là một trong những vẫn đề bất lợi nhất có thể xảy
ra trong quá trình sản xuất và đổ BTĐL. Do đặc thù thi công trên diện rộng với khối
lượng lớn nên việc kiểm soát sự đồng nhất về thành phần và tính công tác của hỗn
hợp BTĐL khó hơn so với bê tông thường. Điều này sẽ dẫn đến chất lượng của
BTĐL sẽ dao động lớn.
1.2 Sự phát triển bê tông đầm lăn trong nước và trên thế giới
1.2.1. Ở Việt Nam
Trong một vài năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đã có những bước phát
triển đáng kể nhờ có chính sánh mở cửa của Nhà nước. Nhiều công trình lớn đang
được xây dựng để phát triển cơ sở hạ tầng như các công trình giao thông, thuỷ lợi,
thuỷ điện. Các dự án bê tông hoá đường nông thôn cần hàng ngàn km đường cần
trải mặt. Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu phụ tải điện tăng cao trong giai đoạn
2005-2015, Tập đoàn điện lực Việt nam (EVN) đã lập các dự án xây dựng mới 32
nhà máy điện trong đó có 20 nhà máy thuỷ điện. Từ năm 2003, EVN đã khởi công
nhiều công trình thuỷ điện như thủy điện Avương (xây dựng trên địa bàn tỉnh
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng công trình thủy