Tài liệu Thi công đập bê tông đầm lăn dương khánh lin

gi¸o tr×nh ®¹i häc thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n tr­êng ®¹i häc thuû lîi ®iÖn lùc vò h¸n Chñ biªn: D­¬ng Kh¸nh Ninh Nhµ xuÊt b¶n Thuû lîi thuû ®iÖn Trung Quèc gi¸o tr×nh ®¹i häc thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n tr­êng ®¹i häc thuû lîi ®iÖn lùc vò h¸n Chñ biªn: D­¬ng Kh¸nh Ninh Ng­êi dÞch: §Æng Dòng HiÖu ®Ýnh: Tèng V¨n H¨ng 2 môc lôc TrÝch yÕu néi dung .......................................................................................................... Lêi nãi ®Çu ....................................................................................................................... Kh¸i l­îc .......................................................................................................................... I. Kh¸i l­îc vÒ sù ph¸t triÓn .............................................................................................. II. TÝnh ­u viÖt cña bª t«ng ®Çm l¨n ................................................................................. III. Nh÷ng vÊn ®Ò tån t¹i hiÖn nay cña bª t«ng ®Çm l¨n ................................................... Ch­¬ng I: VËt liÖu hîp thµnh bª t«ng ®Çm l¨n vµ thiÕt kÕ cÊp phèi ............................ 1. VËt liÖu hîp thµnh bª t«ng ®Çm l¨n ....................................................................... I. Xi m¨ng ......................................................................................................................... II. Cèt liÖu ......................................................................................................................... III. ChÊt ®én ...................................................................................................................... IV. ChÊt phô gia ................................................................................................................ 2. ThiÕt kÕ cÊp phèi bª t«ng ®Çm l¨n ......................................................................... I. Nguyªn lý c¬ b¶n cña thiÕt kÕ cÊp phèi ........................................................................ II. C¸c lo¹i cÊp phèi chñ yÕu ............................................................................................ III. Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ cÊp phèi .................................................................................... Ch­¬ng II: TÝnh chÊt kü thuËt chñ yÕu cña bª t«ng ®Çm l¨n ....................................... 1. TÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n ......................................................... I. §Æc tÝnh l­u biÕn cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n ............................................................ II. X¸c ®Þnh ®é c«ng t¸c cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n vµ nguyªn nh©n chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn ®é c«ng t¸c ............................................... III. TÝnh ®Çm chÆt cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n vµ ¶nh h­ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn thi c«ng ®èi víi tèc ®é chÆt cña hçn hîp ............... IV. TÝnh chèng ph©n ly cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n vµ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu ph©n ly ............................................................................... 2. TÝnh n¨ng vµ kÕt cÊu cña bª t«ng ®Çm l¨n sau khi cøng ..................................... I. KÕt cÊu cña bª t«ng ®Çm l¨n vµ ¶nh h­ëng cña nã ®Õn tÝnh n¨ng ................................ II. §Æc tÝnh lùc häc cña bª t«ng ®Çm l¨n .......................................................................... III. TÝnh vËt lý vµ tÝnh bÒn v÷ng cña bª t«ng ®Çm l¨n ...................................................... Ch­¬ng III: Trén bª t«ng ®Çm l¨n ................................................................................. 1. M¸y trén r¬i tù do vµ c­ìng bøc ............................................................................ I. M¸y trén r¬i tù do ......................................................................................................... II. M¸y trén kiÓu c­ìng bøc ............................................................................................. 2. M¸y trén liªn tôc vµ m¸y trén g¸o ......................................................................... I. M¸y trén liªn tôc ........................................................................................................... II. M¸y trén g¸o ................................................................................................................ Ch­¬ng IV: VËn chuyÓn bª t«ng ®Çm l¨n ...................................................................... 1. Xe ben tù ®æ .............................................................................................................. I. Lo¹i h×nh ....................................................................................................................... II. Bè trÝ ®­êng ®i ............................................................................................................. III. T×nh tr¹ng lèp xe ......................................................................................................... IV. C¸ch bèc rì ................................................................................................................. 2. B¨ng chuyÒn ............................................................................................................. I. M¸y cÊp vËt liÖu ............................................................................................................ 3 7 8 9 9 13 14 16 16 16 17 19 26 27 27 31 32 40 40 40 45 47 49 50 51 56 62 70 70 70 72 72 72 72 74 74 74 74 75 75 76 77 II. M¸y r¶i hçn hîp bª t«ng .............................................................................................. 3. Dèc tr­ît ................................................................................................................... 77 79 4. èng ch¶y ch©n kh«ng nghiªng ............................................................................... I. TÝnh c¬ lý cña bª t«ng ®Çm l¨n chuyÓn b»ng èng ch¶y ch©n kh«ng nghiªng ............... II. KÕt cÊu cña hÖ thèng èng ch¶y ch©n kh«ng nghiªng ................................................... Ch­¬ng V: San vµ ®Çm bª t«ng ®Çm l¨n ........................................................................ 1. San bª t«ng ............................................................................................................... I. M¸y ñi hoÆc san bª t«ng ................................................................................................ II. M¸y r¶i bª t«ng ............................................................................................................ III. M¸y r¶i ®¬n gi¶n ......................................................................................................... 2. §Çm l¨n ..................................................................................................................... I. §Æc tÝnh chñ yÕu cña ®Çm rung ..................................................................................... II. C¸c lo¹i ®Çm rung ........................................................................................................ 3. Nguyªn nh©n g©y ¶nh h­ëng hiÖu qu¶ ®Çm rung ................................................. I. TÇn sè biªn ®é rung ....................................................................................................... II. Tèc ®é di chuyÓn cña m¸y ®Çm ................................................................................... III. Träng l­îng tÜnh cña ®Çm rung .................................................................................. IV. N¨ng l­îng ®Çm chÆt .................................................................................................. V. L­îng n­íc sö dông cho mét ®¬n vÞ thÓ tÝch bª t«ng .................................................. 4. Ph­¬ng thøc lªn cao th©n ®Ëp ................................................................................ I. Ph¸n ®o¸n theo ®é chÝn cña bª t«ng .............................................................................. II. Ph¸n ®o¸n theo thêi gian ninh kÕt ban ®Çu cña bª t«ng ............................................... III. Ph¸n ®o¸n theo thêi gian sau khi hçn hîp ra khái m¸y trén ...................................... Ch­¬ng VI: C«ng t¸c mÆt ®Ëp vµ thi c«ng trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu ®Æc biÖt ............... 1. Xö lý mÆt khe ........................................................................................................... I. T¹o nh¸m mÆt tÇng ........................................................................................................ II. §æ vËt liÖu ®Öm nèi tiÕp khe ........................................................................................ 2. T¹o khe ..................................................................................................................... I. Dïng m¸y c¾t bª t«ng ®Ó t¹o khe .................................................................................. II. §ôc lç (hoÆc khoan) t¹o khe ........................................................................................ III. Ch«n tÊm t¹o khe ........................................................................................................ IV. V¸n khu«n t¹o khe ...................................................................................................... 3. Ch«n thiÕt bÞ quan tr¾c ........................................................................................... I. §µo r·nh ch«n ............................................................................................................... II. §µo lç ch«n .................................................................................................................. 4. Thi c«ng trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu ®Æc biÖt ............................................................. I. Thi c«ng trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao ........................................................................... II. Thi c«ng trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp ........................................................................ III. Thi c«ng trong ®iÒu kiÖn trêi m­a .............................................................................. Ch­¬ng VII: V¸n khu«n ................................................................................................. 1. C¸c lo¹i v¸n khu«n .................................................................................................. I. V¸n khu«n c«ng son ...................................................................................................... II. V¸n khu«n tr­ît ........................................................................................................... III. V¸n khu«n bª t«ng ®óc s½n ........................................................................................ IV. V¸n khu«n l­íi thÐp ................................................................................................... 80 80 82 84 84 84 85 85 85 86 86 87 87 88 88 88 89 90 92 92 92 94 94 94 95 96 96 96 96 96 97 97 98 99 99 101 102 103 103 103 104 105 105 4 V. Kh«ng dïng v¸n khu«n ................................................................................................ 106 2. ¸p lùc bªn cña bª t«ng ®Çm l¨n ............................................................................. 106 3. C­êng ®é neo gi÷ cña thÐp neo ............................................................................... Ch­¬ng VIII: Thi c«ng kÕt cÊu chèng thÊm ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ............................... 1. C¸c lo¹i kÕt cÊu chèng thÊm ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ............................................... I. Chèng thÊm b»ng bª t«ng th­êng ................................................................................. II. Chèng thÊm b»ng bª t«ng ®Çm l¨n .............................................................................. III. Chèng thÊm b»ng mµng máng .................................................................................... IV. Chèng thÊm b»ng hçn hîp bitum ............................................................................... V. Chèng thÊm b»ng bª t«ng bï ngãt ............................................................................... 2. Thi c«ng kÕt cÊu chèng thÊm ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n .............................................. I. Bª t«ng ®Çm l¨n (tÇng chèng thÊm) .............................................................................. II. Chèng thÊm b»ng hçn hîp bitum ................................................................................. III. Bª t«ng bï ngãt ........................................................................................................... IV. Mµng máng chèng thÊm ............................................................................................. Ch­¬ng IX: Khèng chÕ chÊt l­îng trong qu¸ tr×nh thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ..... 1. Khèng chÕ chÊt l­îng nguyªn vËt liÖu gèc ............................................................ I. Xi m¨ng ......................................................................................................................... II. Tro bay ......................................................................................................................... III. C¸t ............................................................................................................................... IV. §¸ ............................................................................................................................... V. ChÊt phô gia ................................................................................................................. 2. Khèng chÕ chÊt l­îng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ................................................... 3. Khèng chÕ chÊt l­îng mÆt kho¶nh ®æ ................................................................... I. Khèng chÕ c¸c c«ng viÖc ®æ ®èng, san, ®Çm l¨n ........................................................... II. KiÓm tra hiÖn tr­êng thêi gian ninh kÕt ban ®Çu cña bª t«ng ®Çm l¨n ........................ III. ThiÕt bÞ thö vµ ph­¬ng ph¸p thö ................................................................................. IV. Khèng chÕ møc kh« Èm cña hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n .............................................. V. KiÓm tra vµ khèng chÕ ®Çm chÆt t­¬ng ®èi ................................................................. VI. Dïng m¸y ®o mËt ®é h¹t ®Ó ®o dung träng ®Çm chÆt ................................................ VII. Dïng ®ång hå ®o ®Çm chÆt ®Ó khèng chÕ dung träng ®Çm chÆt ............................... 4. §¸nh gi¸ chÊt l­îng vµ nghiÖm thu ....................................................................... I. MÉu nhiÒu ...................................................................................................................... II. MÉu Ýt ........................................................................................................................... Ch­¬ng X: Dïng bª t«ng ®Çm l¨n ®Ó söa ch÷a ®Ëp ...................................................... 1. Gia cè ®Ëp ®Êt ®¸ ..................................................................................................... 108 110 110 110 111 111 111 111 112 112 112 115 115 117 117 117 117 118 118 118 119 123 124 124 126 128 128 129 134 136 136 137 139 139 2. C¶i thiÖn ®iÒu kiÖn thñy lùc ®Ëp ®Êt ®¸ ................................................................. 139 3. Thay thÕ ®Ëp cò ........................................................................................................ 142 4. Gia cè ®Ëp bª t«ng vµ ®Ëp ®¸ .................................................................................. 144 5. §Æc ®iÓm dïng bª t«ng ®Çm l¨n ®Ó söa ch÷a c«ng tr×nh ..................................... I. §Æc ®iÓm kÕt cÊu ........................................................................................................... II. §Æc ®iÓm vËt liÖu ......................................................................................................... III. §Æc ®iÓm thi c«ng ....................................................................................................... Ch­¬ng XI: C¸c vÝ dô vÒ ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n .............................................................. 5 145 145 145 146 147 1. §Ëp §¶o §Þa Xuyªn cña NhËt B¶n ......................................................................... I. C«ng nghÖ ®æ bª t«ng vµ m¸y thi c«ng ......................................................................... II. Khèng chÕ chÊt l­îng .................................................................................................. 2. §Ëp Willow Creek cña Mü ...................................................................................... 147 147 148 149 4. §Ëp Ngäc Xuyªn cña NhËt B¶n .............................................................................. I. §Æc ®iÓm thi c«ng ......................................................................................................... II. BiÖn ph¸p khèng chÕ nhiÖt ®é ...................................................................................... III. C­êng ®é bª t«ng ®Çm l¨n .......................................................................................... 5. §Ëp Kh¸ng KhÈu cña Trung Quèc ........................................................................ 151 152 152 152 152 3. §Ëp Upper Still Water cña Mü ............................................................................... 150 6. C¸c ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n kh¸c ............................................................................... I. §Ëp Elk Creek cña Mü .................................................................................................. II. §Ëp Auweite cña Ph¸p ................................................................................................. III. §Ëp Nirput vµ Walvistan cña Nam Phi ....................................................................... 6 153 153 153 153 TrÝch yÕu néi dung Ngoµi phÇn më ®Çu ra, s¸ch nµy gåm 11 ch­¬ng: nguyªn vËt liÖu t¹o thµnh bª t«ng ®Çm l¨n vµ thiÕt kÕ tØ lÖ cÊp phèi, tÝnh chÊt kü thuËt chñ yÕu cña bª t«ng ®Çm l¨n, trén bª t«ng ®Çm l¨n, san vµ ®Çm chÆt bª t«ng ®Çm l¨n, thi c«ng trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu ®Æc biÖt vµ c«ng t¸c mÆt ®Ëp kh¸c, v¸n khu«n, thi c«ng kÕt cÊu chèng thÊm ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, khèng chÕ chÊt l­îng trong qua tr×nh thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, söa ch÷a ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, c¸c vÝ dô thùc vÒ ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. S¸ch nµy dïng lµm tµi liÖu gi¶ng d¹y chuyªn ngµnh vÒ ph­¬ng diÖn thi c«ng c¸c c«ng tr×nh thuû lîi thuû ®iÖn trong c¸c tr­êng ®¹i häc, cao ®¼ng; còng cã thÓ dïng lµm tµi liÖu tham kh¶o c¸c c¸n bé kü thuËt cã liªn quan ®Õn c«ng tr×nh thuû lîi thuû ®iÖn. Nhµ xuÊt b¶n thuû lîi thuû ®iÖn Trung Quèc In lÇn thø 1: th¸ng 6 n¨m 1997 7 lêi nãi ®Çu QuyÓn s¸ch nµy lµ tµi liÖu gi¶ng d¹y chuyªn ngµnh vÒ ph­¬ng diÖn thi c«ng c«ng tr×nh thuû lîi thuû ®iÖn. S¸ch gåm 11 ch­¬ng trõ phÇn khai l­îc. Trªn c¬ së thu thËp réng r·i c¸c tµi liÖu trong vµ ngoµi n­íc vÒ ®Ëp bª t«ng ®©m l¨n, tµi liÖu ®Õn tõ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, kü thuËt, tr×nh ®é hiÖn nay, c¸c vÊn ®Ò cßn tån t¹i cho ®Õn xu h­íng ph¸t triÓn sau nµy. Tham gia vµo biªn so¹n s¸ch gåm: - Gi¸o s­ Ph­¬ng Kh«n Hµ - §¹i häc Thuû lîi thuû ®iÖn Vò H¸n (Ch­¬ng I vµ II). - Gi¸o s­, kü s­ cao cÊp D­¬ng V©n Tr­êng - Bé ®éi thuû ®iÖn c¶nh s¸t vò trang nh©n d©n Trung Quèc (Ch­¬ng IV) - Gi¸o s­ D­¬ng Khang Ninh - §¹i häc thuû lîi thuû ®iÖn Vò H¸n (C¸c ch­¬ng cßn l¹i vµ phô tr¸ch hiÖu ®Ýnh toµn bé). - Gi¸o s­, kü s­ cao cÊp T­ëng Nguyªn C©u - Tæng viÖn thiÕt kÕ qui ho¹ch thuû lîi thuû ®iÖn Bé thuû lîi (Phô tr¸ch chñ thÈm). Nh÷ng ý kiÕn quÝ b¸u cña chñ thÈm, sù lao ®éng cÇn cï cña ban biªn tËp vµ c¸c ®ång chÝ cã liªn quan ®· cã t¸c dông rÊt lín ®Õn viÖc xuÊt b¶n quyÓn s¸ch nµy, chóng t«i xin v« cïng c¶m t¹. RÊt mong ®éc gi¶ ®ãng gãp phª b×nh. Th¸ng 4 n¨m 1993 T¸c gi¶ 8 Kh¸i l­îc I. Kh¸i l­îc vÒ sù ph¸t triÓn: Bª t«ng ®Çm l¨n lµ lo¹i dïng ®Çm rung lµm cho bª t«ng kh« cøng. Trong qu¸ tr×nh c¹nh tranh ¸c liÖt gi÷a ®Ëp bª t«ng th«ng th­êng vµ ®Ëp ®Êt ®¸, ®· n¶y sinh ra ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. Do sù ph¸t triÓn cña lý luËn lùc häc vÒ ®Êt ®· níi réng, h¹n chÕ cña ®Ëp ®Êt ®¸ ®èi víi vËt liÖu x©y dùng, t¨ng thªm kh¶ n¨ng sö dông vËt liÖu x©y dùng t¹i chç ®èi víi ®Ëp. C¸c c«ng tr×nh ®Êt ®¸ lín míi sö dông thi c«ng c¬ giíi ®Ó t¨ng nhanh tèc ®é thi c«ng, gi¶m gi¸ thµnh ®Ëp ®¸, vÒ mÆt kinh tÕ ®· chiÕm ®­îc ­u thÕ v× vËy mµ ph¸t triÓn m¹nh mÏ. Trong ®ã c¸c ®Ëp cña thÕ giíi cã chiÒu cao tõ 15m trë lªn th× ®Ëp bª t«ng míi chØ chiÕm 38% (tÝnh ®Õn n¨m 1950), tõ n¨m 1951 ®Õn 1977 tôt xuèng cßn 25%, tõ 1978 ®Õn 1982 l¹i tôt lïi thªm mét b­íc chØ cßn 16,5%. Ng­îc l¹i víi thêi gian trªn th× sè l­îng ®Ëp vßm bª t«ng x©y dùng ë c¸c thung lòng vïng s«ng hÑp l¹i t¨ng lªn. Cho nªn tØ lÖ gi¶m sè l­îng ®Ëp bª t«ng lín h¬n tØ lÖ nh­ trªn ph¶n ¸nh. Nh­ng cïng víi viÖc t¹o gi¸ thµnh thÊp th× ®Æc tÝnh an toµn thÊp cña ®Ëp ®Êt ®¸ so víi ®Ëp bª t«ng ch­a thay ®æi. Tõ khi cã sù cè do nÒn mãng kh«ng tèt cña ®Ëp träng lùc cã ®­êng tim cong cao 62m cña St. Francis (Mü) n¨m 1928 ®Õn nay kh«ng cßn sù cè nµo kh¸c ®èi víi c¸c ®Ëp bª t«ng cao 15m trë lªn n÷a. GÇn ®©y trªn thÕ giíi xuÊt hiÖn sù cè ®Ëp bª t«ng Malpasset cña Ph¸p vµo n¨m 1959, nguyªn nh©n lµ tr­ît tÇng kÑp yÕu bê tr¸i men ®Ëp vßm máng x©y b»ng bª t«ng cao 61m g©y nªn sù cè. Trong vßng 60 n¨m qua th× ®· cã hµng tr¨m vô sù cè cña ®Ëp ®Êt ®¸ víi c¸c lo¹i qui m«n lín nhá; nguyªn nh©n chÝnh lµ do ®Ønh lò trµn vµ do vËt liÖu ®¾p ®Ëp bÞ x©m thùc bªn trong g©y ra. Ngoµi ra, do sù kh«ng kÕt hîp th©n ®Ëp víi c«ng tr×nh x¶ lò mµ ph¶i x©y dùng ®­êng x¶ lò chuyªn tr¸ch bè trÝ ngoµi ®Ëp nªn ®· ph¶i dïng mét khèi l­îng lín vËt liÖu t¹i chç g©y nªn sù ph¸ huû lín m«i tr­êng xung quanh, ®iÒu nµy còng kh¼ng ®Þnh ®Ëp ®Êt ®¸ kh«ng thÓ b»ng ®Ëp bª t«ng ®­îc. Quan t©m tíi c¸c ®Æc ®iÓm cã s½n cña ®Ëp ®¸ vµ ®Ëp bª t«ng, ng­êi ta ®· cè g¾ng ®Ó t×m ra mét lo¹i ®Ëp míi kÕt hîp ®é an toµn cña ®Ëp bª t«ng víi tÝnh thi c«ng hiÖu suÊt cao cña ®Ëp ®Êt ®¸. Vµo nh÷ng n¨m 60 ®· cã mét sè c«ng tr×nh tiÕn hµnh x©y dùng theo ý t­ëng nµy. §Ëp Alpa Gera cao 172m hoµn thµnh n¨m 1965 cña Italia lµ mét trong c¸c ®Ëp cao nhÊt, ë ®ã dïng xe ben trë bª t«ng tõ nhµ m¸y trén råi trùc tiÕp ®æ lªn mÆt ®Ëp, sau ®ã dïng xe ñi ®Ó san, thi c«ng gièng nh­ lµ ë ®Ëp ®¸, toµn bé chiÒu dµi tõ bê nµy s«ng sang bê bªn kia còng lµ ®æ bª t«ng n©ng dÇn ®é cao, dïng ®Çm dïi rung treo sau xe ñi ®Ó ®Çm, l¹i dïng m¸y c¾t ®Ó c¾t bª t«ng sau ®Çm, xÎ r·nh theo vÞ trÝ qui ®Þnh. N¨m 1965 Canada còng x©y ®Ëp Manicoagan I, x©y dùng 2 bøc t­êng träng lùc cao 18m. Bª t«ng nghÌo dïng ë gi÷a, dïng xe ñi san, ®Çm dïi c¾m vµo bª t«ng rung, cßn bª t«ng giµu th× ®æ nªn mÆt dßng ch¶y t¹o thµnh mÆt th­îng l­u theo kiÓu cèt pha tr­ît vu«ng gãc, phÝa mÆt h¹ l­u dïng khèi bª t«ng ®óc s½n. C¸c c«ng tr×nh nµy ®· thu ®­îc hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ tèc ®é x©y dùng. N¨m 1970 bang California cña Mü më héi nghÞ thi c«ng nhanh bª t«ng, J.M.Raphael ®· ®­a ra luËn diÓm gäi lµ ''®Ëp träng lùc tèi ­u'', kiÕn nghÞ dïng bª t«ng c¸t ®¸ d¨m ®Ó x©y ®Ëp, vµ dïng m¸y mãc vËn chuyÓn c¬ khÝ cã hiÖu suÊt cao víi m¸y nÐn ®Ó thi c«ng. Do t¸c dông bÒn ch¾c cña xi m¨ng lµm t¨ng c­êng chèng c¾t bÒ mÆt nªn ®· rót nhá ®­îc kÝch th­íc mÆt c¾t cña ®Ëp; ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®æ liªn tôc nh­ thi c«ng ®Ëp ®Êt ®¸ cßn cã thÓ rót ng¾n thêi gian vµ gi¶m chi phÝ thi c«ng. N¨m 1972 còng t¹i ®Þa ®iÓm trªn trong héi nghÞ ''thi c«ng kinh tÕ ®Ëp bª t«ng'' R.W. Cannon cã ®­a ra luËn ®iÓm x©y ®Ëp bª t«ng dïng ®Êt nÖn'' ph¸t triÓn thªm mét b­íc ý t­ëng cña Raphael. Cannon giíi thiÖu dïng xe ben chë bª t«ng nghÌo theo sau m¸y ®Çm, 9 «ng kiÕn nghÞ dïng ph­¬ng thøc cèt pha tr­ît ngang phÝa th­îng l­u vµ h¹ l­u th× dïng bª t«ng giµu. Theo «ng th× ph­¬ng thøc vËn chuyÓn bª t«ng b»ng xe ben ch­a h¼n lµ tèt nhÊt. N¨m 1973, trong héi nghÞ quèc tÕ vÒ ®Ëp lín lÇn thø 11, Moffat ®­a ra luËn vÊn ®Ò ''nghiªn cøu bª t«ng nghÌo kh« dïng trong thi c«ng ®Ëp träng lùc'' còng kiÕn nghÞ ¸p dông bª t«ng nghÌo kh« ®· tõng sö dông 50 n¨m tr­íc ë Luki n­íc Anh ®Ó söa ®Ëp, dïng xe lu ®Ó ®Çm. ¤ng dù tÝnh víi con ®Ëp cao 40m trë lªn th× gi¸ thµnh gi¶m 15%. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph¸t triÓn bª t«ng ®Çm l¨n th× g©y ¶nh h­ëng nghiªm träng lµ c«ng tr×nh tu söa ®­êng hÇm Tarbela cña Pakistan. N¨m 1974 cöa cèng tho¸t n­íc lò cña ®­êng hÇm nµy bÞ lò xèi s¹t lë. ViÖc tu söa ph¶i tiÕn hµnh xong tr­íc mïa xu©n tuyÕt tan, yªu cÇu tèc ®é thi c«ng ph¶i khÈn tr­¬ng nhanh. ThÕ lµ ¸p dông ®æ bª t«ng ®Çm l¨n ®Ó söa, trong vßng 42 ngµy ®· ®æ ®­îc mét khèi l­îng bª t«ng ®Çm l¨n lµ 35 v¹n m3, trung b×nh mçi ngµy ®æ ®­îc 18 ngµn m3, ®óng lµ kû lôc thÕ giíi cho tíi nay, ®©y lµ c­êng ®é ®æ bª t«ng cao nhÊt. Bª t«ng ®Çm l¨n lµ tõ ý t­ëng ®Õn hiÖn thùc rÊt nhanh. N¨m 1980 xuÊt hiÖn chiÕc ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®Çu tiªn cña thÕ giíi lµ ®Ëp träng lùc trªn §¶o ®Þa xuyªn - NhËt B¶n. §Ëp cã chiÒu cao 89 m. MÆt th­îng l­u lµ bª t«ng th­êng dµy 3m cã t¸c dông chèng thÊm, th©n ®Ëp dïng vËt liÖu kÕt dÝnh cã hµm l­îng 120 kg/m3, trong ®ã tro bay chiÕm 30%, chiÒu dµy ®Çm lµ 50cm vµ 70cm. Sau khi ®Çm xong mét tÇng th× nghØ 1~3 ngµy l¹i tiÕp tôc ®æ tÇng trªn. Dïng m¸y c¾t ®Ó xÎ r·nh khe ngang. N¨m 1982 Mü x©y dùng ®Ëp träng lùc bª t«ng ®Çm l¨n ®Çu tiªn trªn thÕ giíi, ®Ëp Willow Creek. §Ëp nµy cao 52m, chiÒu dµi trôc ®Ëp 543m, kh«ng cã r·nh ngang däc. Hµm l­îng keo dÝnh trong bª t«ng ®Çm l¨n chØ cã 66 kg/m3. ChiÒu dµy tÇng ®Çm lµ 30 cm ®æ liªn tôc ®Ó lªn cao. Víi 331.000m3 bª t«ng ®Çm l¨n mµ chØ ®æ trong 5 th¸ng lµ xong. So víi ®Ëp bª t«ng th­êng th× thêi gian thi c«ng rót ng¾n ®­îc 1~1,5 n¨m, gi¸ thµnh chØ b»ng 40% gi¸ thµnh cña ®Ëp bª t«ng th«ng th­êng vµ b»ng 60% cña ®Ëp ®¸ héc. §Ëp Willow Creek ®· chøng minh mét c¸ch ®Çy ®ñ ­u thÕ v« cïng lín vÒ kinh tÕ vµ tèc ®é cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. ViÖc x©y dùng thµnh c«ng cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®· thóc ®Èy sù ph¸t triÓn nhanh chãng trªn n­íc Mü vµ trªn c¸c n­íc toµn thÕ giíi. TÝnh ®Õn cuèi n¨m 1991 toµn thÕ giíi cã 75 ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, cã 17 c¸i ®ang ë giai ®o¹n thi c«ng. Trong sè ®ang thi c«ng ®Ëp träng lùc bª t«ng ®Çm l¨n th× cao nhÊt lµ ®Ëp Cung L¹n cña NhËt cao 155 m. Ngoµi ®Ëp träng lùc cßn x©y xong 2 ®Ëp vßm träng lùc: lµ ®Ëp Knellpoort cña Nam Phi cao 50m vµ Wolwedans cao 70m. §Ëp vßm bª t«ng ®Çm l¨n cao 75m ë Phæ §Þnh - QuÝ Ch©u - Trung Quèc ®ang trong giai ®o¹n thi c«ng. Trung Quèc tõ nh÷ng n¨m 1978 míi nghiªn cøu x©y ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, sau khi tiÕn hµnh nghiªn cøu víi khèi l­îng lín trong nhµ, ®Õn n¨m 1981 míi ®em ¸p dông trong c«ng tr×nh mÆt ®­êng bª t«ng cña tr¹m thuû ®iÖn Long Tö tØnh Tø Xuyªn, n¨m 1983 trªn c«ng tr­êng s©n bay H¹ M«n tØnh Phóc KiÕn, tiÕn hµnh thö nghiÖm ®Çm l¨n ngoµi trêi khèi lín, vµ trong lÇn thö cuèi ®· dïng 50% tro bay trén vµo 152 kg/m3 vËt liÖu keo dÝnh bª t«ng. TÝnh chÊt ®Çm l¨n cña bª t«ng ®· ®­îc c¶i thiÖn râ rÖt ch¾c h¬n vµ ®Òu h¬n. C­êng ®é chèng nÐn còng ®¹t ®Õn yªu cÇu thiÕt kÕ, thËm chÝ cã khi c­êng ®é chèng nÐn cßn v­ît qu¸ 24 MPa, nã ®· chøng minh tÝnh ­u viÖt cña bª t«ng ®Çm l¨n trén víi l­îng lín tro bay. §Õn n¨m 1984 vµ 1985 l¹i tiÕn hµnh thö trªn qui m« lín, ®· øng dông bª t«ng ®Çm l¨n ë nh÷ng c«ng tr×nh phô hoÆc bé phËn cña c«ng tr×nh, ®ã lµ ®æ mãng bª t«ng §ång Giai Tö vµ ®Ëp phô m­¬ng Ng­u NhËt, ®ª quai däc cöa m­¬ng Sa Kª vµ t­êng ch¾n tr¹m m¸y c¾t, t­êng ng¾n h¹ l­u ©u thuyÒn ®Ëp C¸t Ch©u v.v... TÊt c¶ c¸c thÝ nghiÖm mang tÝnh b¸n s¶n xuÊt nµy ®èi víi thi c«ng ®Çm l¨n, bª t«ng thÓ tÝch lín ®óng lµ mét cuéc diÔn tËp trªn thùc ®ia ®Ó rÌn luyÖn ®éi ngò, n©ng cao tr×nh ®é qu¶n lý kü thuËt vµ thi c«ng, lµm c¬ së cho kü thuËt x©y dùng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n sau nµy. §em thµnh qu¶ thu ®­îc øng dông vµo c«ng tr×nh mang tÝnh c«ng nghiÖp vÒ kü thuËt bª t«ng ®Çm l¨n träng lùc ®· chän ®Ëp Kh¸ng KhÈu cña tØnh Phóc KiÕn. Dùa vµo kÕt qu¶ 10 nghiªn cøu thÝ nghiÖm cña nh÷ng n¨m tr­íc cã tham kh¶o kinh nghiÖm thùc tÕ cña n­íc ngoµi ®èi víi ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, ®· x¸c ®Þnh ®Ëp Kh¸ng KhÈu tiÕn hµnh trªn c¸c nguyªn t¾c sau: ''Trén nhiÒu tro bay, dïng Ýt xi m¨ng, th©n ®Ëp kh«ng cã khe ngang däc, thi c«ng vµo mïa nhiÖt ®é thÊp, ®Çm l¨n ph©n tÇng toµn diÖn, liªn tôc ®æ lªn cao vµ chèng thÊm b»ng v÷a c¸t nhùa ®­êng''. Tr¶i qua 6 th¸ng thi c«ng ®Õn th¸ng 5 n¨m 1986 ®· x©y xong ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®Çu tiªn cña Trung Quèc cao 56,8 m. Trong qu¸ tr×nh thùc nghiÖm x©y ®Ëp ®· triÓn khai nghiªn cøu chuyªn ®Ò vµ quan tr¾c hiÖn tr­êng ®èi víi c¸c vÊn ®Ò ®iÒu chØnh mËt ®é bª t«ng ®Çm l¨n, qui luËt nÐn Ðp, ninh kÕt ban ®Çu cña bª t«ng, thêi gian gi·n c¸ch mÆt tÇng, qu¶n lý vµ tæ chøc thi c«ng, thi c«ng bª t«ng kh¸c lo¹i mÆt tÇng, ®¬n gi¶n ho¸ v¸n khu«n mÆt h¹ l­u, ®Æc tÝnh thay ®æi nhiÖt ®é cña th©n ®Ëp v.v... nh»m tÝch luü c¸c kinh nghiÖm quÝ b¸u cña kü thuËt x©y ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. ThÝ nghiÖm ®Ëp Kh¸ng KhÈu thµnh c«ng ®· më ra con ®­êng míi x©y ®Ëp nhanh ë Trung Quèc. Sau ®Ëp Kh¸ng KhÈu, tèc ®é ph¸t triÓn ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n cña Trung Quèc rÊt nhanh. Cã mét sè c«ng tr×nh ®· thiÕt kÕ thËm chÝ ®· b¾t ®Çu thi c«ng còng chuyÓn sang dïng bª t«ng ®Çm l¨n, rÊt nhiÒu c«ng tr×nh míi ®· tÝch cùc øng dông bª t«ng ®Çm l¨n. TÝnh ®Õn cuèi n¨m 1991 Trung Quèc ®· cã 7 c«ng tr×nh ®Ëp träng lùc bª t«ng ®Çm l¨n, ®ang thi c«ng 8 c«ng tr×nh, s¾p thi c«ng vµ ®ang trong giai ®o¹n thiÕt kÕ cßn trªn m­êi c«ng tr×nh n÷a. Dù kiÕn x©y víi qui m« lín nhÊt sÏ lµ ®Ëp Long Than trªn S«ng Hång Thuû - Qu¶ng T©y. HiÖn nay Trung Quèc trë thµnh mét n­íc chñ yÕu trªn thÕ giíi x©y dùng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. Th¸ng 11- 1991 t¹i B¾c Kinh ®· cã héi th¶o quèc tÕ vÒ kü thuËt x©y dùng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. §©y còng lµ lÇn ®Çu cã cuéc héi nghÞ mang tÝnh quèc tÕ vÒ häc thuËt bª t«ng ®Çm l¨n. Tham dù héi th¶o cã h¬n 150 ®¹i biÓu ®Õn tõ 13 n­íc, bao gåm c¸c chuyªn gia, häc gi¶ vµ c«ng tr×nh s­, ®· ®ãng gãp cho héi nghÞ 67 luËn v¨n. §· trao ®æi kinh nghiÖm ®Çy ®ñ vµ toµn diÖn vÒ c¸c mÆt qui ho¹ch, thiÕt kÕ vËt liÖu, khèng chÕ chÊt l­îng, kÕt cÊu chèng thÊm, vËn hµnh, gi¸m s¸t vµ b¶o d­ìng v.v... §©y lµ mét cèng hiÕn cho sù ph¸t triÓn h¬n n÷a cña kü thuËt x©y dùng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n. T×nh h×nh ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n cña Trung Quèc cô thÓ xem b¶ng 0-1 vµ 0-2. B¶ng 0-1: §Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®·, ®ang vµ s¾p x©y dùng cña Trung Quèc Tªn ®Ëp Kh¸ng khÈu CÇu Thiªn sinh Long m«n than Phan gia khÈu §Þa chØ Phóc KiÕn Qu¶ng T©y Phóc KiÕn Lo¹i h×nh §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp Hµ B¾c träng lùc Qu¶ng §Ëp Vinh ®i¹ T©y träng lùc Giang §Ëp Van an T©y träng lùc §Ëp M· håi Tø xuyªn träng lùc Qu¶ng §Ëp Nham than T©y träng lùc §ång giai §Ëp Tø Xuyªn tö träng lùc N¬i dïng bª t«ng ®Çm l¨n Cao (m) §Ønh dµi (m) L­îng bª t«ng (1000m3) Ghi chó Toµn ®Ëp 56.8 122 4.2 §· xong §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n n­íc 58.7 470 7.8 §· xong Toµn ®Ëp 57.5 149 7.3 §· xong §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n 28.8 227 1.5 §· xong Toµn ®Ëp 56.3 136 6.0 §· xong 45.0 160 7.0 §· ®Çm xong 24.0 605 10.0 §· xong 110.0 498 32.5 §· xong 82.0 513 41.0 §· xong §Ëp ng¨n §Ëp ng¨n §Ëp ng¨n §Ëp ng¨n trµn, ®o¹n trµn, ®o¹n trµn, ®o¹n trµn, ®o¹n 11 Phóc KiÕn Qu¶ng Qu¶ng b¸ §«ng Quan ©m Liªn c¸c Minh Qu¶ng CÈm giang §«ng §Ö ®¹i H¶i nam Qu¶ng §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp Phæ ®Þnh QuÝ ch©u träng lùc ¤n tuyÒn §Ëp Hµ b¾c b¶o träng lùc §Ëp B¶o ch©u tù Tø xuyªn träng lùc §Ëp Thuû ®«ng Phóc kiÕn träng lùc §Ëp S¬n tån Phóc kiÕn träng lùc §µo l©n §Ëp Hµ b¾c khÈu träng lùc Miªn hoa §Ëp Phóc kiÕn than träng lùc Giang §Ëp L©m giang minh träng lùc §¹i triÒu §Ëp V©n nam s¬n träng lùc TriÕt §Ëp UyÓn giao giang träng lùc §Ëp Giang a Hå nam träng lùc §Ëp T­ l©m QuÝ ch©u träng lùc Tr­êng §Ëp Hå b¾c thuËn träng lùc Th¹ch bµn §Ëp Tø xuyªn thuû träng lùc Qu¶ng §Ëp Long than t©y träng lùc Thuû khÈu §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n 100.0 791 45.0 §· xong Toµn ®Ëp 43.5 130 4.2 §· xong §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n 52.0 1049 123.0 §· xong Toµn ®Ëp 60.4 157 18.2 §· xong §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n 57.0 65.0 48.5 §· xong Toµn ®Ëp 75.0 195 10.3 §· xong Toµn ®Ëp 48.5 5.6 §· xong §Ëp trµn, ®o¹n ng¨n 132.0 524 50.0 S¾p lµm Toµn ®Ëp 63.0 140 8.0 ThiÕt kÕ Toµn ®Ëp 65.0 320 18.0 Bé phËn ®Ëp 81.5 537 7.5 Toµn ®Ëp 111 303 54.8 104.0 531 142 Toµn ®Ëp 120 480 8.5 Toµn ®Ëp 83.0 32 Toµn ®Ëp 128 105.6 Toµn ®Ëp 84.0 62 Toµn ®Ëp 83.0 14 Toµn ®Ëp 84.0 44.4 Bé phËn ®Ëp Bé phËn ®Ëp 210/192 * 353/270 * * Thêi kú cuèi/Thêi kú ®Çu B¶ng 0-2: §ª quai bª t«ng ®Çm l¨n x©y ë Trung Quèc Tªn c«ng tr×nh Lo¹i ®Ëp Th­¬ng du Nham than H¹ l­u Nham than §ª bao C¸ch hµ nham §ª bao V¹n an §ª dÉn dßng thuû khÈu §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc §Ëp träng lùc N¬i ¸p dông Cao (m) §Ønh dµi (m) Toµn bé Toµn bé Toµn bé Toµn bé Toµn bé 12 52 42 40 24 40.5 278 260 291 234 523 L­îng bª t«ng (10000m3) 17.2 11.3 10.0 5.4 20 II. TÝnh ­u viÖt cña bª t«ng ®Çm l¨n: §Ëp bª t«ng ®Çm l¨n tæng hîp ®­îc ®Æc tÝnh vËn hµnh an toµn cña ®Ëp bª t«ng vµ ®Æc tÝnh thi c«ng nhanh cña ®Ëp ®Êt ®¸, ®· qui tô c¶ hai tÝnh ­u viÖt lµ nhanh vµ kinh tÕ. 1. Nhanh chãng: KÝch th­íc mÆt c¾t cña bª t«ng ®Çm l¨n còng t­¬ng tù cña bª t«ng th­êng, nh­ng l­îng bª t«ng Ýt h¬n, th©n ®Ëp cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, kh«ng cã khe däc, kh«ng t¹o khe ngang b»ng khu«n, sö dông c¸c thiÕt bÞ thi c«ng ®Ëp ®¸, v× vËy tèc ®é x©y dùng nhanh h¬n nhiÒu so víi bª t«ng th«ng th­êng. ë ®Ëp Ngäc Xuyªn cña NhËt b¶n ®· dïng xe ben chuyÓn bª t«ng tíi gÇn ®Ëp ®Ó ®æ vµo kho¶nh ®æ theo m¸ng dèc. Qua 21 th¸ng thi c«ng ®· ®æ ®­îc 1.000.000m3 bª t«ng, ®· rót ng¾n thêi gian thi c«ng 5~7 th¸ng so víi dïng cÈu ®æ vµo kho¶nh. ë ®Ëp nµy kh«ng thi c«ng vµo 5 th¸ng cña mïa ®«ng, nh­ vËy lµ rót ng¾n thêi gian thùc tÕ lµ kho¶ng 1 n¨m. §ª Galesville cña MÜ cao 51m chØ mÊt 2 th¸ng lµ ®æ xong. ë ®Ëp Elk Creek cña MÜ cã ngµy ®æ bª t«ng cao nhÊt ®¹t 9.474m3. ë Trung Quèc, ®Ëp chÝnh tr¹m thuû ®iÖn Nham Than ngµy 10-11-1980 ®· lËp kû lôc ®æ bª t«ng cao nhÊt lµ 1.068 m3/ngµy. So víi ®Ëp ®Êt ®¸ th× mÆt c¾t cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n nhá h¬n, l­îng c«ng tr×nh Ýt h¬n, nÕu l¹i ¸p dông thi c«ng c¬ giíi nh­ ë ®Ëp ®Êt ®¸ th× sÏ rót ng¾n thêi gian thi c«ng. Víi ®Ëp Monksville cña MÜ ®· thiÕt kÕ so s¸nh 4 lo¹i ®Ëp vµ kÕt luËn dïng ®Ëp kiÓu bª t«ng ®Çm l¨n, thêi gian thi c«ng chØ b»ng nöa cña ®Ëp ®Êt ®¸. §Ëp Olivettes cña Ph¸p toµn bé c«ng tr×nh thi c«ng chØ cÇn 18 th¸ng, gi¶m 10 th¸ng so víi ph­¬ng ¸n ®Ëp ®¸ héc. C­êng ®é vµ thêi gian thi c«ng cña mét sè c«ng tr×nh x©y dùng ®­îc ghi trong b¶ng 0-3. B¶ng 0-3: Tèc ®é thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n cña mét sè c«ng tr×nh x©y dùng L­îng bª t«ng Thêi gian Khèi l­îng ®æ lín nhÊt 3 (1000m ) thi c«ng trong ngµy (m3) LiÔu kª 33.10 < 5 th¸ng 4460 Middle Fozk 4.21 45 ngµy 1530 Galessville 16.00 70 ngµy 5700 Monksville 22.10 < 5 th¸ng 9760 Copper field 14.00 < 4 th¸ng 2600 §ª bao C¸ch hµ nham 12.00 35 ngµy 7930 Elk Creek 76.50 Gi÷a chõng dõng do sù cè 9474 §ª bao Nham than 30.50 97 ngµy 8184 §ª chñ Nham than 32.50 10681 Tªn ®Ëp 2. Kinh tÕ: So víi bª t«ng th­êng th× ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®· tiÕt kiÖm ®­îc khèi l­îng c«ng tr×nh. V¸n khu«n: c¨n cø vµo tÝnh to¸n cña ®Ëp Ngäc Xuyªn ®· tiÕt kiÖm 30% chi phÝ v¸n khu«n; ®ång thêi cßn tiÕt kiÖm ®­îc c¶ chi phÝ lµm l¹nh ®æ v÷a nèi khe. Bª t«ng ®Çm l¨n dïng Ýt xi m¨ng, v× thÕ mµ tiÕt kiÖm ®­îc n¨ng l­îng vµ ®Çu t­. §Ëp Ngäc Xuyªn ®· tiÕt kiÖm ®­îc 11% xi m¨ng, ®¬n gi¸ bª t«ng gi¶m 10%. §Ëp Kh¸ng KhÈu dïng bª t«ng ®Çm l¨n cã ®¬n gi¸ b»ng 88% cña ®Ëp bª t«ng th­êng. §Ëp Thiªn Sinh KiÒu cÊp phèi cÊp 2, ®¬n gi¸ bª t«ng ®Çm l¨n b»ng 77% ®¬n gi¸ bª t«ng th­êng. ThÓ tÝch ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n nhá h¬n bª t«ng th­êng nªn gi¶m ®­îc vËt liÖu x©y dùng. ChiÒu réng mãng ®Ëp nhá còng gi¶m bít c«ng viÖc ®µo vµ xö lý mãng. Thi c«ng chiÒu dµi m¸ng dÉn vµ x¶ lò còng gi¶m mµ l¹i cã thÓ bè trÝ c«ng tr×nh x¶ lò ngay t¹i lßng s«ng, kh«ng nh­ lµ ®Ëp ®Êt ®¸: ®­êng x¶ lò bè trÝ ngoµi lßng s«ng. §Ëp bª t«ng ®Çm l¨n lo¹i võa vµ nhá chØ cÇn vµi th¸ng lµ x©y xong, cho phÐp gi¶m nhiÒu tiªu chuÈn thi c«ng dÉn dßng. §Ëp Galesville ¸p dông thiÕt kÕ l­u l­îng trung b×nh n¨m mµ kh«ng ¸p dông thiÕt kÕ theo 5 n¨m hoÆc 10 n¨m mét lÇn n­íc lò; thiÕt kÕ thi c«ng l­u l­îng dÉn dßng tõ 170 m3/s xuèng cßn 34 m3/s, ®· ®¬n gi¶n ho¸ biÖn ph¸p dÉn dßng, gi¶m chi phÝ dÉn dßng. Trong thêi gian thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, nÕu ®Ønh lò vÒ chËm t¹o nªn tæn thÊt còng t­¬ng ®èi nhá. VÝ dô 13 ®Ëp Craigbourne cña Australia lò trµn vÒ trong lóc ®ang thi c«ng th©n ®Ëp, sau khi lò rót th× chØ cã mÆt bª t«ng niªn h¹n 2 ngµy lµ bÞ tæn h¹i vµ chØ cÇn 5 ngµy sau lµ trë l¹i thi c«ng. §ª quai Nham Than vµ ®ª quai C¸ch Hµ Nham ®· tõng bÞ ®Ønh lò trµn qua ngay trong n¨m x©y dùng, ®Òu kh«ng ph¸t hiÖn h­ háng. ChiÒu cao cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n chØ cÇn ®¹t ®Õn mùc n­íc lò kiÓm tra lµ ®­îc, dïng t­êng ch¾n sãng ®Ó ch¾n sãng vät cao; cßn ë ®Ëp ®Êt ®¸ th× ph¶i xÐt tíi v­ît cao vµ n­íc trµn qua nªn chiÒu cao ph¶i cao h¬n ®Ëp bª t«ng. VÝ dô thùc tÕ vÒ gi¶m ®­îc chiÒu cao ®é cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n lµ ®Ëp Trung Sai. Theo thiÕt kÕ ®©y lµ ®Ëp ®Êt ®¸ cã chiÒu cao 61m. Khi c¸c c«ng viÖc ®µo mãng, ®æ v÷a vµ xö lý mãng ®· xong th× chñ doanh nghiÖp thÈm tra l¹i chøc n¨ng, qui m« vµ chi phÝ cña ®Ëp, kÕt qu¶ ph¸t hiÖn ra r»ng nÕu söa ®æi x©y ®Ëp b»ng bª t«ng ®Çm l¨n, th× chiÒu cao cña ®Ëp cã thÓ gi¶m nhiÒu lµ v× ®Ëp thÊp ®i còng cã thÓ ®¶m b¶o t×nh tr¹ng yªu cÇu chèng lò (xÐt theo l­u l­îng n­íc lò trµn th× 500 n¨m míi cã 1 lÇn), víi viÖc hiÕm gÆp lò th× ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n cho phÐp cã ®Ønh lò trµn qua mµ kh«ng gÆp tai n¹n. ViÖc söa ®æi x©y dùng ®Ëp dïng bª t«ng ®Çm l¨n cã thÓ ®¬n gi¶n ho¸ c«ng tr×nh x¶ lò l¹i rót ng¾n ®­îc thêi gian thi c«ng, tõ ®ã mµ tiÕt kiÖm rÊt nhiÒu chi phÝ cho c«ng tr×nh, v× thÕ ®· quyÕt ®Þnh thay b»ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n, ®Ëp chØ cao cã 37,8m. Tãm t¾t l¹i c¸c ®Æc ®iÓm kÓ trªn ®Ó kÕt luËn r»ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n kinh tÕ h¬n ®Ëp ®Êt ®¸. B¶ng 0-4 so s¸nh kinh tÕ cña c¸c c«ng tr×nh kh¸c nhau. B¶ng 0-4: So s¸nh tÝnh kinh tÕ cña c¸c lo¹i ®Ëp (1.000.000 USD) Tªn ®Ëp LiÔu kª Galesville Monksville Upperstillwater §Ëp bª t«ng ®Çm l¨n 17,3 14,7 18,1 75,9 Gi¸ dù to¸n §Ëp §Ëp bª t«ng ®Êt ®¸ th­êng 39,1 15,3 17,3 20,5 33,6 §Ëp ®¸ ®æ 25,1 25,6 82 Gi¸ quyÕt to¸n cña ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n 14,1 12,7 17 60,6 III. Nh÷ng vÊn ®Ò tån t¹i hiÖn nay cña bª t«ng ®Çm l¨n: §Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ph¸t triÓn rÊt nhanh, sè l­îng ®Ëp ®· x©y ngµy cµng lín, lo¹i h×nh kiÓu ®Ëp träng lùc ph¸t triÓn theo h­íng ®Ëp träng lùc vßm vµ ®Ëp vßm. HiÖn ®ang cßn kh«ng Ýt c¸c kü thuËt cßn ph¶i nghiªn cøu, vÊn ®Ò tån t¹i chñ yÕu bao gåm 5 ®iÓm sau: 1. VÊn ®Ò chÊt l­îng mÆt kÕt hîp cña tÇng bª t«ng: Sau khi x©y xong ®Ëp LiÔu Kª vµo mïa xu©n n¨m 1983, hå chøa n­íc lÇn ®Çu tiªn tr÷ n­íc cã ®é cao ®Õn 15,2m, ë cèng tho¸t n­íc vµ ë mÆt ®Ëp h¹ l­u lËp tøc xuÊt hiÖn thÊm n­íc lín, tæng l­îng n­íc thÊm lªn ®Õn 170 l/s. Theo ph©n tÝch th× n­íc thÊm chñ yÕu ®Õn tõ mÆt tÇng ®Çm. Qua thÝ nghiÖm chèng c¾t ®øt t¹i hiÖn tr­êng cña mét c«ng tr×nh ë Trung Quèc chøng minh r»ng lùc kÕt hîp trong tÇng bª t«ng ®Çm l¨n lµ 1,6 MPa, cßn lùc kÕt hîp mÆt tÇng kh«ng xö lý g× c¶ chØ cã 0,8 MPa, nghÜa lµ b»ng 50% néi tÇng. Lùc kÕt hîp mÆt tÇng r¶i v÷a xi m¨ng c¸t lµ 1,25 MPa b»ng 78% néi tÇng. §iÒu nµy chøng tá mÆt tÇng thi c«ng ®Çm l¨n lµ mét kh©u rÊt yÕu. Khi ®é cao víi chØ tiªu chèng c¾t mÆt tÇng t¨ng, lµm thÕ nµo ®Ó n©ng cao chÊt l­îng kÕt hîp mÆt tÇng ®Ó tho¶ m·n chiÒu cao ®Ëp ®ang cßn lµ vÊn ®Ò chê gi¶i quyÕt. 2. KÕt cÊu chèng thÊm cña bª t«ng ®Çm l¨n: Nh­ trªn ®· nãi, chÊt l­îng kÕt hîp mÆt tÇng ®Çm kh«ng tèt lµ nguyªn nh©n thÊm n­íc. Víi nh÷ng ng­êi ®· x©y nhiÒu ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n th­êng lÊy mÆt th­îng l­u cña ®Ëp bª t«ng th­êng lµm t¸c dông chèng thÊm. Cã mét sè ®Ëp ®¬n ®éc ¸p dông tÇng chèng thÊm th­îng l­u, mét sè Ýt ®Ëp lÊy ngay ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ®Ó chèng thÊm. HiÖn t¹i th× ­u tiªn chän kiÓu cÊu t¹o chèng thÊm lÊy ngay b¶n th©n bª t«ng ®Çm l¨n, cßn c¸c kiÓu cÊu t¹o chèng thÊm kh¸c vÉn cßn ph¶i tiÕp tôc nghiªn cøu ph¸t triÓn. Tuú theo t×nh h×nh cô thÓ mµ ®Ò ra c¸c yªu cÇu kh¸c nhau vÒ kÕt cÊu chèng thÊm. 14 3. Khèng chÕ nhiÖt ®é vµ ®Æt khe ngang: Víi qui m« ngµy cµng lín cña ®Ëp bá khe ngang, chØ thi c«ng ë mïa cã nhiÖt ®é thÊp ngµy cµng trë nªn khã kh¨n, viÖc thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n vµo mïa hÌ còng lµ ®iÒu kh«ng tr¸nh khái cho nªn vÊn ®Ò khèng chÕ nhiÖt ®é lµ v« cïng quan träng so víi ®Ëp nhá vµ võa. Cßn mét vÊn ®Ò kh¸c n÷a lµ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch khe ngang, víi ®iÒu kiÖn tiªn quyÕt lµ ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu chèng nøt ®Ó chän kho¶ng c¸ch lín sÏ cã lîi cho viÖc thi c«ng nhanh. VÊn ®Ò ®Æt khe ngang cña ®Ëp vßm bª t«ng ®Çm l¨n cµng trë nªn quan träng. Víi t×nh h×nh nµo th× ph¶i t¹o khe ngang? KÕt cÊu khe ngang ra sao? Sau khi ®· t¹o khe ngang th× lµm thÕ nµo ®Ó håi phôc l¹i tÝnh nguyªn vÑn cña ®Ëp vßm? TÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò nµy tõ lý luËn ®Õn c«ng nghÖ ®Òu cßn cÇn ph¶i nghiªn cøu tiÕp. 4. Thi c«ng nhanh c«ng tr×nh lín: Quy m« ®Ëp ngµy cµng lín, yªu cÇu c­êng ®é thi c«ng ngµy cµng t¨ng. ViÖc øng dông thi c«ng c¬ giíi trong c¸c c«ng tr×nh võa vµ nhá sÏ kh«ng ®¸p øng ®­îc nhu cÇu thi c«ng c­êng ®é cao. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y viÖc ®æ bª t«ng, võa trén võa vËn chuyÓn liªn tôc ®· ngµy cµng nhiÒu, ®©y còng chÝnh lµ nhu cÇu cña t×nh h×nh ph¸t triÓn. 5. TÝnh bÒn v÷ng cña bª t«ng ®Çm l¨n: L­îng xi m¨ng Ýt, trén nhiÒu tro bay ®· lµm c­êng ®é thêi kú ®Çu cña bª t«ng gi¶m sót, nh­ng niªn h¹n cµng t¨ng th× c­êng ®é cµng ph¸t triÓn, cho tíi thêi kú sau (nh­ lµ 180 ngµy, 356 ngµy) th× c­êng ®é sÏ cao h¬n c­êng ®é cña bª t«ng th­êng. Tuy thÕ cho ®Õn tËn ngµy nay, tÝnh n¨ng tr­êng kú (vÝ dô 50 n¨m, 100 n¨m) cña lo¹i bª t«ng nµy nh­ thÕ nµo cßn ch­a râ, bëi v× c«ng tr×nh ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n ''giµ'' nhÊt còng chØ míi h¬n 10 n¨m. ViÖc triÓn khai nghiªn cøu tÝnh bÒn v÷ng cña bª t«ng ®Çm l¨n tuy khã nh­ng mµ v« cïng bøc thiÕt. 15 Ch­¬ng I: VËt liÖu hîp thµnh bª t«ng ®Çm l¨n vµ thiÕt kÕ cÊp phèi Sö dông nguyªn vËt liÖu cã chÊt l­îng th× cã thÓ t¹o ra ®­îc bª t«ng ®Çm l¨n tèt. Tuy nhiªn pha chÕ bª t«ng võa tho¶ m·n yªu cÇu kü thuËt võa kinh tÕ kh«ng nhÊt thiÕt chØ dïng nguyªn vËt liÖu cùc tèt míi ®­îc. Nguyªn vËt liÖu cña bª t«ng ®Çm l¨n ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu kü thuËt. Nguyªn vËt liÖu l¹i ph¶i pha chÕ hîp lý, chÝnh x¸c ®Ó gi¸ thµnh rÎ, s¶n xuÊt ra bª t«ng ®Çm l¨n cã kü thuËt hîp lý. Trong ch­¬ng nµy chñ yÕu nãi vÒ c¸c yªu cÇu kü thuËt cña bª t«ng ®Çm l¨n, nguyªn lý vµ c¸c ph­¬ng ph¸p ®Ó thiÕt kÕ cÊp phèi. 1. VËt liÖu hîp thµnh bª t«ng ®Çm l¨n: Bª t«ng ®Çm l¨n lµ hçn hîp t¹o thµnh bëi 6 läai vËt liÖu lµ xi m¨ng, chÊt ®én, n­íc, c¸t, ®¸ vµ chÊt phô gia. Xi m¨ng vµ chÊt ®én gäi chung lµ vËt liÖu kÕt dÝnh. Hçn hîp cña n­íc víi liÖu kÕt dÝnh t¹o thµnh v÷a kÕt dÝnh, chóng bao bäc bªn ngoµi c¸t vµ lÊp vµo c¸c khe hë cña c¸t, cïng víi c¸t t¹o thµnh v÷a c¸t. V÷a c¸t bao ra ngoµi ®¸ vµ lÊp vµo c¸c khe ®¸. Trong hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n, v÷a kÕt dÝnh cã t¸c dông ''b«i tr¬n'' gi÷a c¸c h¹t c¸t, ®¸ ®Ó hçn hîp ®¹t ®Õn ®é c«ng t¸c yªu cÇu cña c«ng tr×nh thi c«ng. V÷a kÕt dÝnh sau khi ®«ng cøng ®· kÕt dÝnh c¸c cèt liÖu l¹i víi nhau thµnh mét khèi ch¾c ch¾n. Trong hçn hîp bª t«ng ®Çm l¨n, cèt liÖu (th­êng kh«ng xÐt ®Õn ph¶n øng ho¸ häc víi v÷a kÕt dÝnh) t¹o thµnh ''khung x­¬ng'' cña bª t«ng, cã t¸c dông nhÊt ®Þnh ®Ó n©ng cao mét sè tÝnh n¨ng cña bª t«ng tíi mét møc nµo ®ã (vÝ dô biÕn d¹ng thÓ tÝch nhá, gi¶m bít ®é t¨ng nhiÖt cña bª t«ng). Trong bª t«ng ®Çm l¨n, chÊt phô gia cã t¸c dông lµm chËm ®«ng cøng, gi¶m l­îng n­íc vµ dÉn khÝ v.v... Muèn cho bª t«ng ®¹t tÝnh n¨ng kü thuËt tèt mµ l¹i gi¶m ®­îc gi¸ thµnh c«ng tr×nh, tÊt ph¶i chän hîp lý c¸c vËt liÖu t¹o thµnh bª t«ng ®Çm l¨n. Trong tiÕt nµy chñ yÕu nãi vÒ yªu cÇu kü thuËt cña c¸c vËt liÖu t¹o thµnh bª t«ng ®Çm l¨n nh­ xi m¨ng, chÊt ®én cèt liÖu th« cèt liÖu mÞn vµ chÊt phô gia. Tro bay lµ mét lo¹i chÊt ®én quan träng cña bª t«ng ®Çm l¨n, cho nªn sÏ ®­îc giíi thiÖu träng ®iÓm trong tiÕt nµy. I. Xi m¨ng: Xi m¨ng ®­îc dïng trong bª t«ng ®Çm l¨n cã chØ tiªu kü thuËt chñ yÕu lµ ph¶i phï hîp c¸c tiªu chÈn nhµ n­íc hiÖn hµnh. Nãi trªn nguyªn t¾c th× xi m¨ng dïng lµm bª t«ng thuû c«ng th­êng cã thÓ dïng ®Ó pha trén bª t«ng ®Çm l¨n. Nh­ng v× c¨n cø vµo tÝnh chÊt träng yÕu cña c«ng tr×nh hoÆc c¸c bé phËn c«ng tr×nh sö dông bª t«ng kh¸c nhau, v× vËy xi m¨ng ë c¸c chç nµy còng kh¸c. M¸c vµ chñng lo¹i xi m¨ng ph¶i chän theo 2 ph­¬ng diÖn sau: mét lµ c¸c vËt liÖu kÕt cÊu ®èi víi c­êng ®é thiÕt kÕ bª t«ng ®Çm l¨n vµ thiÕt kÕ niªn h¹n, hai lµ c¸c yªu cÇu ®Æc biÖt vÒ ®iÒu kiÖn vËn hµnh cña bé phËn bª t«ng ®Çm l¨n trong c«ng tr×nh (vÝ dô chèng mßn, va ®Ëp, chèng ®«ng tan) hoÆc lµm chËm c¸c ph¶n øng vËt chÊt cã h¹i (nh­ ph¶n øng ho¹t tÝnh kiÒm cña cèt liÖu, sù x©m thùc cña c¸c chÊt ®éc h¹i). Bª t«ng ®Çm l¨n bªn trong c¸c kiÕn tróc quan träng thÓ tÝch lín th× ph¶i dïng xi m¨ng portland m¸c kh«ng Ýt h¬n 425 cã nhiÖt ®é thÊp (hoÆc trung nhiÖt) vµ xi m¨ng portland th­êng cã thªm chÊt ®én võa ph¶i. Bª t«ng ®Çm l¨n bªn trong c¸c kiÕn tróc t¹m thêi hoÆc th«ng th­êng mµ l¹i cã yªu cÇu thiÕt kÕ c­êng ®é t­¬ng ®èi thÊp th× cã thÓ dïng xi m¨ng m¸c 325 hoÆc 425 trén víi vËt liÖu hçn hîp. Nh­ng khi trén chÊt ®én t¹i c«ng tr­êng th× ph¶i xÐt ®Õn viÖc trong xi m¨ng ®· trén víi vËt liÖu hçn hîp råi. V× Trung Quèc dïng bª t«ng ®Çm l¨n phÇn lín trén tro bay víi tØ lÖ lín nªn ë c¸c c«ng tr×nh bª t«ng ®Çm l¨n thuû c«ng ®¹i bé phËn lµ dïng xi m¨ng portland hoÆc xi m¨ng portland th«ng th­êng m¸c 425 hoÆc 525. ë mãng t­êng dÉn bªn tr¸i ©u thuyÒn sè 1 s«ng lín ®Ëp cña bang Cali vµ ®ª bao tr¹m thuû ®iÖn C¸ch Hµ Nham ®· dïng 16 xi m¨ng portland ®Ëp lín m¸c 425 trén víi xØ quÆng. Mü th­êng dïng xi m¨ng lo¹i II. NhËt b¶n th­êng dïng xi m¨ng portland vµ tro bay (tro bay chiÕm 30%), trong khi thi c«ng kh«ng trén thªm chÊt ®én n÷a. II. Cèt liÖu: Cèt liÖu dïng trong bª t«ng ®Çm l¨n bao gåm cèt liÖu mÞn (c¸t) vµ cèt liÖu th« (®¸). Cèt liÖu cã thÓ lÊy tõ thiªn nhiªn (c¸t s«ng, ®¸ cuéi), còng cã thÓ do m¸y mãc t¹o ra (c¸t nh©n t¹o, ®¸ d¨m). TØ lÖ cèt liÖu cña bª t«ng ®Çm l¨n chiÕm 85%~90% trong l­îng bª t«ng. H×nh d¹ng vµ tÝnh chÊt cña cèt liÖu ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tÝnh n¨ng cña bª t«ng ®· ®«ng cøng hoÆc míi trén. ChÊt l­îng vµ sè l­îng cña cèt liÖu quyÕt ®Þnh tÝnh kinh tÕ cña c«ng tr×nh vµ viÖc thi c«ng thuËn lîi cña c«ng tr×nh. V× thÕ mµ ph¶i tiÕn hµnh ®iÒu tra kh¶o s¸t kü l­ìng, thÝ nghiÖm tÝnh n¨ng vËt lý lùc häc cã hÖ thèng vµ so s¸nh kinh tÕ, lùa chän chÝnh x¸c vïng nguyªn liÖu. Tèc ®é thi c«ng nhanh, khèi l­îng sö dông nhiÒu vµ tËp trung th× viÖc chän cèt liÖu kh«ng tho¶ ®¸ng hoÆc ®iÒu tra nghiªn cøu ch­a ®ñ ®Òu dÉn tíi t×nh tr¹ng bÞ ®éng trong thi c«ng c«ng tr×nh. ChÝnh v× v©þ mµ cÇn ph¶i chó ý ®Æc biÖt, kh«ng ®­îc ®Ó x¶y ra s¬ xuÊt nµo trong viÖc lùa chän cèt liÖu. 1. Cèt liÖu th«: Yªu cÇu ph¶i s¹ch, ch¾c, cã h×nh d¹ng h¹t hîp lý vµ tØ lÖ, kh«ng chøa qu¸ nhiÒu c¸c chÊt ®éc h¹i. Bª t«ng ®Çm l¨n lµ mét lo¹i bª t«ng siªu kh« cøng, phÇn lín lµ dïng xe ben tù ®æ ®Ó vËn chuyÓn vµo kho¶nh ®æ. Tuú theo t×nh h×nh c«ng tr×nh vµ ®iÒu kiÖn thi c«ng ®Ó chän ®­êng kÝnh côc cèt liÖu lín nhÊt sao cho phï hîp, viÖc gi¶m thiÓu sù t¸ch rêi cèt liÖu trong qu¸ tr×nh thi c«ng rÊt cã ý nghÜa ®èi víi l­îng sö dông chÊt kÕt dÝnh. Còng nh­ bª t«ng th­êng t¨ng ®­êng kÝnh cña côc cèt liÖu lín nhÊt th× cã thÓ gi¶m tØ lÖ khe hë cña cèt liÖu th« gi¶m bít l­îng chÊt kÕt dÝnh vµ v÷a c¸t. Nh­ng ®­êng kÝnh cµng lín th× sù t¸ch rêi cña hçn hîp bª t«ng cµng nghiªm träng. ThÝ nghiÖm hiÖn tr­êng vµ kÕt qu¶ thi c«ng ®· chøng minh: Khi ®­êng kÝnh cña côc cèt liªô lín nhÊt v­ît qu¸ 80m, th× trong qu¸ tr×nh thi c«ng sù ph©n ly cèt liÖu sÏ nghiªm träng nhÊt. Sö dông cèt liÖu to nhÊt cã ®­êng kÝnh 40m hoÆc bÐ h¬n th× hiÖn t­îng ph©n ly gi¶m râ rÖt; nh­ng ph¶i t¨ng l­îng v÷a c¸t vµ keo dÝnh nh­ vËy sÏ g©y khã cho viÖc khèng chÕ nhiÖt ®é. ë mét sè c«ng tr×nh cña Mü sö dông cèt liÖu lín nhÊt kh«ng qu¸ 38mm, mÆc dï l­îng keo dÝnh cã t¨ng. VÝ dô ®Ëp Upperstill Water dïng keo dÝnh tíi 254 kg/m3. NhËt B¶n ®· tõng sö dông c¸c biÖn ph¸p thi c«ng nghiªm ngÆt nh­ng vÉn kh«ng ®¹t hiÖu qu¶ gi¶i quyÕt viÖc ph©n cì cña cèt liÖu th« cña kú dù bÞ. Cho nªn ë c¸c n­íc, trªn phÇn lín c«ng tr×nh hiÖn ®Òu sö dông côc cèt liÖu lín nhÊt cã ®­êng kÝnh lµ 80mm (76mm). Dïng ®¸ cuéi cã thÓ gi¶m tØ lÖ khe hë. Víi t×nh h×nh dïng cïng mét l­îng v÷a c¸t nh­ nhau cã thÓ ®­îc hçn hîp cã ®é c«ng t¸c nhá. Nh­ng thùc tÕ thi c«ng ®· chøng minh, bª t«ng ®Çm l¨n dïng ®¸ d¨m th× khi ®æ ra khái m¸y trén møc ®é ph©n cì nhÑ. Trong cèt liÖu th« cã qu¸ nhiÒu côc cã d¹ng dÑt nhän th× kh«ng nh÷ng tØ lÖ khe hë lín, khi rung ®Ó ®Çm rÊt dÔ lµm vì c¸c côc nµy vµ dÇn xÕp chóng thµnh mÆt ngang rÊt khã cho v÷a c¸t bao bäc, cho nªn ph¶i h¹n chÕ côc dÑt nhän. TØ lÖ cÊp phèi tèt sÏ cã lîi cho viÖc gi¶m l­îng keo dÝnh cña bª t«ng ®Çm l¨n vµ n©ng cao tÝnh n¨ng cña bª t«ng. C¸c c«ng tr×nh bª t«ng ®Çm l¨n trong vµ ngoµi n­íc ®Òu sö dông cèt liÖu th« cÊp phèi liªn tôc, v× nÕu cÊp phèi gi¸n ®o¹n th× n¨ng lùc chèng ph©n ly cña bª t«ng sÏ kÐm. TØ lÖ vµ cÊp h¹t cèt liÖu th« ®­îc chän theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm dung träng ®Çm chÆt cèt liÖu th« vµ kh¶ n¨ng chèng ph©n cì. Trong t×nh tr¹ng th«ng th­êng khi cèt liÖu th« cã ®­êng kÝnh lín nhÊt lµ 80mm, muèn ®­îc dung träng ®Çm chÆt lín nhÊt (tøc lµ tØ lÖ khe hë nhá nhÊt), th× tØ lÖ cèt liÖu to:võa:nhá lµ 4:3:3. Khi tØ lÖ nµy lµ 3:4:3 th× dung träng ®Çm chÆt cèt liÖu h¬i nhá, nh­ng n¨ng lùc chèng ph©n cì cña hçn hîp l¹i tèt. Do ®ã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh ®· x©y dùng ë Trung Quèc ®Òu chän tØ lÖ ®¸ to:®¸ võa:®¸ nhá = 3:4:3. Sù lùa chän cÊp phèi cèt liÖu cßn ph¶i xuÊt ph¸t tõ thùc tÕ, ph¶i xÐt tíi t×nh h×nh 17 cÊp phèi tù nhiªn cña b·i nguyªn liÖu, môc ®Ých lµ c©n b»ng gi÷a sö dông vµ s¶n xuÊt ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ. Hµm l­îng c¸c chÊt ®éc h¹i trong cèt liÖu th« ph¶i n»m trong ph¹m vi qui ®Þnh hiÖn hµnh. 2. Cèt liÖu mÞn: Yªu cÇu chÊt l­îng cèt liÖu mÞn cña bª t«ng ®Çm l¨n còng c¬ b¶n gièng cèt liÖu mÞn dïng cho bª t«ng th­êng. Cèt liÖu mÞn ph¶i s¹ch, kh«ng chøa qu¸ nhiÒu chÊt ®éc h¹i vµ t¹p chÊt h÷u c¬. Modun ®é mÞn tõ 2,20 ®Õn 3,00 lµ võa ph¶i. Nh­ng khi thi c«ng ®Ëp thuû ®iÖn M· Håi huyÖn Phïng Yªn - Tø Xuyªn, do t¹i ®Þa ph­¬ng kh«ng cã c¸t phï hîp nªn ®· dïng c¸t cã modun ®é mÞn 0,70, t¨ng võa ph¶i chÊt kÕt dÝnh cña hçn hîp nªn còng ®· thµnh c«ng. §é h¹t vµ h×nh d¸ng cña cèt liÖu mÞn cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tÝnh n¨ng cña bª t«ng ®Çm l¨n. C¸t cã gãc c¹nh, nhÊt lµ c¸t h¹t dÑt nhiÒu hoÆc c¸t cÊp phèi kh«ng tèt th× cã tØ lÖ khe hë lín. Khe rçng cña c¸t trong bª t«ng th­êng lµ 40%~45%. C¸t cÊp phèi tèt th× khe hë gi¶m xuèng d­íi 40%. Dïng c¸t cã tØ lÖ khe hë lín ®Ó trén bª t«ng cÇn tèn nhiÒu nguyªn vËt liÖu kÕt dÝnh. §é h¹t nhá trong c¸t (Trung Quèc qui ®Þnh ®é h¹t nhá h¬n 0,16 mm, Mü qui ®Þnh 0,075 mm). Cã ¶nh h­ëng cùc kú lín ®Õn tÝnh n¨ng cña bª t«ng. Bét mÞn co Ýt hoÆc kh«ng ngãt dïng ®Ó trén bª t«ng ®Çm l¨n ®Òu cã hiÖu qu¶ tèt. Trong ''ChØ ®¹o thiÕt kÕ vµ thi c«ng ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n'' cña Mü cã nªu: ChØ sè co ngãt lµ 4 hoÆc bét mÞn h¬n dïng trong bª t«ng ®Çm l¨n kh«ng sao c¶. Bét mÞn cã chØ sè co ngãt 5~7, chØ sau khi qua thùc nghiÖm réng r·i chøng minh lµ kh«ng vãn thµnh côc hoÆc lµm gi¶m tÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp míi ®­îc dïng. Bét mÞn chØ sè lín h¬n 9 kh«ng thÝch hîp dïng lµm bª t«ng ®Çm l¨n. Theo kinh nghiÖm cña Trung Quèc, trong cèt liÖu mÞn cã mét l­îng nhÊt ®Þnh bét mÞn kh«ng co ngãt ®Õn co ngãt Ýt ®Òu cã t¸c dông nhÊt ®Þnh ®Õn tÝnh n¨ng vËt lý cu¶ bª t«ng ®Çm l¨n. VÝ dô nh­ lµ c¶i thiÖn tÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp. t¨ng ®é nÐn chÆt cña bª t«ng, chèng thÊm t¨ng c­êng ®é cña bª t«ng t¨ng tÝnh liªn kÕt mÆt tÇng thi c«ng gi¶m l­îng chÊt keo dÝnh v.v... Trong cèt liÖu mÞn, hµm l­îng bét mÞn cho phÐp tuú thuéc tÝnh chÊt cña bét mÞn mµ cã sù chªnh lÖch lín. NghiÒn nham th¹ch ®Ó lµm c¸t nh©n t¹o dïng lµm cèt liÖu mÞn th× hµm l­îng bét mÞn trong c¸t nh©n t¹o (®é h¹t d­íi 0.075mm) lµ kh«ng qu¸ 15%. Trung Quèc trong ''Quy ph¹m thi c«ng bª t«ng ®Çm l¨n thuû c«ng'' tiªu chuÈn ngµnh thuû lîi, thuû ®iÖn qui ®Þnh hµm l­îng bét mÞn kh«ng qu¸ 17%. ThÝ nghiÖm trong nhµ chøng minh, bét mÞn trong c¸t nh©n t¹o chiÕm h¬n 20% còng kh«ng cã ¶nh h­ëng g× ®Õn qu¸ tr×nh vËt lý cña bª t«ng. CÇn chØ ra r»ng, bét mÞn trong c¸t trong qu¸ tr×nh trén bª t«ng ph¶i ph©n t¸n kh«ng ®­îc vãn thµnh côc, viÖc tån t¹i cña bét mÞn còng kh«ng ®­îc lµm t¨ng thªm l­îng n­íc cÇn cña hçn hîp. V× trong qu¸ tr×nh trén bét mÞn vãn côc sÏ bÞ xi m¨ng bao bäc t¹o thµnh nh÷ng côc kh«ng kÕt dÝnh trong bª t«ng, dÉn tíi viÖc lµm gi¶m c­êng ®é bª t«ng, t¨ng ®é se kh« cña bª t«ng vµ lµm gi¶m ®é bÒn l©u cña bª t«ng. §é c«ng t¸c cña bª t«ng ®Çm l¨n ®Æc biÖt nh¹y c¶m víi sù biÕn ®æi cña n­íc sö dông, cho nªn ph¶i coi träng ®Çy ®ñ ®Õn c«ng t¸c kiÓm tra vµ khèng chÕ hµm l­îng n­íc cña c¸t (nhÊt lµ khi hµm l­îng bét mÞn l¹i cao). 3. Cèt liÖu tæng hîp: CÊp phèi cèt liÖu cña bª t«ng ®Çm l¨n tõ cÊp phèi cèt liÖu lo¹i ­u theo ph©n lo¹i th«ng th­êng ®Õn hçn hîp cèt liÖu kh«ng ph©n lo¹i (cßn gäi lµ cèt liÖu thèng nhÊt ho¸) ®Òu ®­îc dïng. C¸c ®Ëp bª t«ng ®Çm l¨n thi c«ng t¹i NhËt ¸p dông cÊp phèi cèt liÖu nh­ cña bª t«ng th­êng, phÇn lín c¸c c«ng tr×nh cña Trung Quèc còng vËy. C«ng tr×nh Tabcila cña Pakistan vµ 1 sè c«ng tr×nh cña Australia ®Òu sö dông cèt liÖu thèng nhÊt ho¸. C«ng tr×nh Tabcila lîi dông c¸c trÇm tÝch cña lßng s«ng, lo¹i bá c¸c côc cã ®­êng kÝnh lín h¬n 152mm råi trén víi cèt liÖu ®­êng kÝnh lín h¬n 19mm theo tØ lÖ thÓ tÝch 1:1, vµ còng kh«ng dïng biÖn ph¸p gia c«ng g× kh¸c. §Ëp bao tr¹m thuû ®iÖn C¸ch Hµ Nham - Thanh Giang - Hµ B¾c - Trung Quèc dïng cèt liÖu th« ®­êng kÝnh tèi ®a lµ 80 mm. Do n¨ng lùc ph©n lo¹i cña sµng ®i kÌm víi thiÕt bÞ trén h¬i kÐm, kh«ng tho¶ m·n ®­îc yªu cÇu tØ lÖ n­íc cña cèt liÖu (nhÊt lµ cèt liÖu 18 mÞn), do vËy mµ ph¶i dïng c¸t ®¸ tù nhiªn ch­a röa, trén c¸t víi ®¸ d¨m ®Ó lµm bª t«ng cÊp phèi II thay v× cÊp phèi III. Sö dông cèt liÖu hçn hîp cã thÓ ®¬n gi¶n ho¸ thËm chÝ bá h¼n c«ng nghÖ sµng cèt liÖu, cã thÓ lÊy nguyªn liÖu t¹i chç ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ: Cèt liÖu hçn hîp cã thÓ dïng ®­îc vµo c«ng tr×nh hay kh«ng cßn ph¶i xem t×nh h×nh æn ®Þnh cña cÊp phèi cã s½n t¹i b·i nguyªn liÖu, th­êng yªu cÇu lµ cÊp phèi æn ®Þnh hoÆc c¬ b¶n æn ®Þnh. Trªn c¬ së ®ã, khi thiÕt kÕ cÊp phèi nªn xÐt ®Æc ®iÓm hîp lý sö dông cèt liÖu, khi chän tham sè tØ lÖ hçn hîp (nh­ tØ lÖ c¸t, tØ lÖ v÷a c¸t), th× nªn ®Ó d­ ra ®Ó cÊp phèi cèt liÖu giao ®éng trong ph¹m vi cã thÓ. Nh­ng cÊp phèi cèt liÖu hçn hîp cña b·i nguyªn liÖu khã cã thÓ ®¶m b¶o ®­îc æn ®Þnh, nÕu t¨ng thªm l­îng v÷a tro ®Ó gi÷ cho tÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp ®­îc æn ®Þnh th× l¹i kh«ng kinh tÕ mµ cã khi cßn khã kh¨n cho viÖc khèng chÕ nhiÖt ®é, chÊt l­îng thi c«ng hçn hîp còng khã ®¶m b¶o. V× vËy mµ khã ¸p dông vµo c¸c c«ng tr×nh träng yÕu cã tÝnh chÊt vÜnh cöu. III. ChÊt ®én: A. T¸c dông cña chÊt ®én: §Ó cho phï hîp víi viÖc thi c«ng ®Çm nhanh, liªn tôc cña bª t«ng ®Çm l¨n, th«ng th­êng kh«ng l¾p ®Æt èng n­íc lµm m¸t bª t«ng ®Ó lµm gi¶m ®é t¨ng nhiÖt. MÆt kh¸c, l­îng xi m¨ng trong bª t«ng còng cè g¾ng gi¶m thÊp, nh­ng muèn tho¶ m·n ®é c«ng t¸c cña hçn hîp thi c«ng vµ yªu cÇu tÝnh n¨ng kü thuËt do thiÕt kÕ ®Ëp ®Ò ra th× l­îng xi m¨ng cña bª t«ng ®Çm l¨n l¹i kh«ng ®­îc Ýt qu¸; nh­ vËy lµ cã sù m©u thuÉn. Ph­¬ng ph¸p cã hiÖu qu¶ gi¶i quyÕt m©u thuÉn nµy cã thÓ kh¶ thi ®ã lµ trén chÊt ®én vµo bª t«ng. Th«ng th­êng chÊt ®én trong bª t«ng ®Çm l¨n ph¶i cã ho¹t tÝnh, nã cã thÓ lµ tro bay, xØ quÆng lß cao ®· nghiÒn, còng cã thÓ lµ tro nói löa hoÆc nguyªn liÖu kh¸c cña nói löa. C¸c chÊt ®én nµy ®­îc tËp trung hoÆc gia c«ng cho ®é h¹t cïng cÊp víi ®é h¹t xi m¨ng ®Ó trén vµo bª t«ng, cã t¸c dông n©ng cao tÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp còng nh­ xi m¨ng vËy. Ngoµi ra, c¸c chÊt ®én nµy tiÒm Èn ho¹t tÝnh, cã thÓ ph¶n øng thuû ho¸ lÇn thø hai víi xi m¨ng t¹o ra s¶n phÈm thuû ho¸ lµ hydioxyt canxi, chÊt thuû ho¸ nµy cã tÝnh kÕt dÝnh æn ®Þnh, cã t¸c dông quan träng n©ng cao tÝnh n¨ng kü thuËt cña bª t«ng. Bª t«ng ®Çm l¨n trén chÊt ®én sÏ cã tØ lÖ t¨ng c­êng ®é hËu kú, c­êng ®é dµi h¹n còng t¨ng, tÝnh chèng thÊm vµ tÝnh biÕn d¹ng cña bª t«ng thÊp, v× nhiÖt l­îng thuû ho¸ cña chÊt ®én thÊp h¬n nhiÒu so víi xi m¨ng. Cho nªn c¸c n­íc ®Òu trén chÊt ®én vµo bª t«ng ®Çm l¨n cña hÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh thi c«ng. B. §Æc tÝnh cña chÊt ®én: Nh­ trªn ®Ò cËp, chÊt ®én cña bª t«ng ®Çm l¨n cã thÓ lµ tro bay, xØ quÆng lß cao ®· nghiÒn, còng cã thÓ lµ tro nói löa hoÆc tro nói löa kh¸c. Trong bª t«ng ®Çm l¨n cña c¸c n­íc th­êng dïng chÊt ®én lµ tro bay còng cã khi lµ tro nói löa hoÆc tro nham kÕt. 1. Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña chÊt ®én: C¸c t¹p chÊt cã trong b· quÆng luyÖn thÐp lµ SiO 2 , Al 2 O 3 v.v... d­íi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao cïng víi ®¸ v«i nung ch¶y thµnh, thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu lµ CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , chiÕm tØ lÖ 90% trë lªn trong xØ quÆng. XØ quÆng nãng ch¶y ®­îc lµm l¹nh ®ét ngét (n­íc, khÝ nÐn hoÆc h¬i n­íc) h×nh thµnh kÕt cÊu d¹ng thuû tinh lµ chÝnh gäi lµ ''xØ quÆng lß cao h¹t ho¸'' cã ho¹t tÝnh cao. NÕu hµm l­îng CaO trong xØ quÆng lín th× ho¹t tÝnh cao, nh­ng nÕu cao qu¸ 51% th× ®é kÕt dÝnh cña xØ qu¹ng nãng ch¶y sÏ kÐm ®i. Kh¶ n¨ng kÕt tinh t¨ng, dÔ kÕt tinh. Khi ®ã thµnh phÇn thuû tinh thÓ cña xØ quÆng gi¶m ®i, ho¹t tÝnh gi¶m. Hµm l­îng Al 2 O 3 lín th× ho¹t tÝnh còng lín. Sù tån t¹i cña SiO 2 cã t¸c dông nhÊt ®Þnh ®Õn sù h×nh thµnh kÕt cÊu thuû tinh thÓ, nh­ng nÕu hµm l­îng SiO 2 qu¸ cao, do kÕt hîp víi CaO, MgO kh«ng tèt nªn ho¹t tÝnh cña xØ quÆng kÐm. Do ®ã nÕu hµm l­îng CaO vµ Al 2 O 3 trong xØ quÆng ®Òu cao, cßn hµm l­îng SiO 2 thÊp th× cã ho¹t tÝnh tèt nhÊt. 19 Tro bay dïng trong bª t«ng ®Çm l¨n lµ bôi tro bay (fly ash) do èng khãi lß cao ®èt than to¶ ra. Thµnh phÇn ho¸ häc cña nã thay ®æi t­¬ng ®èi nhiÒu tuú thuéc ®iÒu kiÖn nung ®èt cña lß. Nguyªn nh©n thay ®æi thµnh phÇn ho¸ häc cña tro bay lµ sù biÕn ®éng cña hµm l­îng vµ c¸c t¹p chÊt kh«ng ch¸y trong than ®èt. Th«ng th­êng th× thµnh phÇn hãa häc chñ yÕu cña tro bay lµ SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 vµ CaO, trong ®ã SiO 2 , Al 2 O 3 cã hµm l­îng lín nhÊt, tæng hµm l­îng cña chóng tíi 60% trë lªn. Hµm l­îng Al 2 O 3 , ho¹t tÝnh vµ SiO 2 ho¹t tÝnh quyÕt ®Þnh ho¹t tÝnh cña tro bay. CaO cùc kú cã lîi cho ho¹t tÝnh tro bay, cã mét sè tro bay cã hµm l­îng CaO cao, sau khi trén n­íc thËm chÝ cã thÓ tù ®«ng cøng. Fe 2 O 3 trong tro bay cã t¸c dông lµ chÊt dung m«i, cã thÓ thóc tiÕn sù h×nh thµnh thuû tinh thÓ, t¨ng ho¹t tÝnh tro bay. Than ch­a ch¸y trong tro bay lµ thµnh phÇn phi ho¹t tÝnh. Than cã ®é h¹t lín th«, nhiÒu lç. §em tro bay cã hµm l­îng lín than trén víi xi m¨ng th× tèn nhiÒu n­íc h¬n ®Ó ®­îc ®é chÆt tiªu chuÈn. Ngoµi ra, than sau khi gÆp n­íc trªn bÒ mÆt h¹t tro bay t¹o thµnh mét mµng chÊt kþ n­íc lµm c¶n trë viÖc n­íc thÈm thÊu vµo néi bé h¹t bôi tro bay. Lµm ¶nh h­ëng tíi ph¶n øng oxy ho¸ ho¹t tÝnh cña Ca(OH) 2 trong tro bay v× vËy mµ lµm gi¶m ho¹t tÝnh cña nã. Than lµ thµnh phÇn cã h¹i trong tro bay. ChÊt ®én cho bª t«ng ®Çm l¨n cã thÓ dïng c¸c nguyªn liÖu ch¾c cña nói löa nh­ tro vµ nham nói löa, chóng lµ nh÷ng s¶n phÈm mµ nói löa phun lªn råi bÞ l¹nh ®ét ngét ë c¸c møc ®é kh¸c nhau mµ t¹o thµnh tro vµ nham. Trong ®ã th× tro nói löa lµ c¸c chÊt trÇm tÝch trong lôc ®Þa hoÆc trong n­íc cã ®é h¹t cùc nhá phun lÉn c¸c t¹p chÊt xØ, cuéi sau khi phun ra l¹i ho¸ th¹ch. Thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c chÊt ®én nµy ngoµi hîp chÊt silic oxy ho¸ ra cßn cã mét hµm l­îng oxyt nh«m, vµ mét Ýt chÊt trong oxyt ho¸ kiÒm tÝnh (Na 2 O + K 2 O). Ho¹t tÝnh cña chóng tuú thuéc thµnh phÇn ho¸ häc vµ tèc ®é lµm l¹nh sau khi nói löa phun ra vµ cßn cã liªn quan tíi hµm l­îng thuû tinh thÓ n÷a. Thµnh phÇn ho¸ häc vµ ho¹t tÝnh cña tro nham kh¸c nhau vµ tuú thuéc xuÊt xø cña tro nói löa. Nham vµ tro nói löa ®em trén vµo bª t«ng ®Çm l¨n th× ph¶i nghiÒn nhá gÇn ®­îc nh­ xi m¨ng råi l¹i ph¶i kiÓm ®Þnh xem cã phï hîp míi ®­îc dïng. 2. §Æc tÝnh c¬ b¶n cña tro bay: (1) §Æc tÝnh vËt lý cña tro bay: Tro bay ®­îc t¹o thµnh bëi c¸c h¹t cã kÝch th­íc rÊt kh¸c nhau. Dïng kÝnh hiÓn vi quang häc hoÆc kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö cã thÓ râ rµng quan s¸t c¸c h¹t tro bay vµ diÖn m¹o cña nã, trªn diÖn m¹o cã thÓ chia lµm 3 läai theo ®é h¹t th« hay mÞn: H¹t trßn, h¹t nhiÒu lç vµ h¹t bÊt qui t¾c. Tro bay h¹t trßn cã d¹ng h×nh cÇu, bÒ mÆt t­¬ng ®èi tr¬n nh½n, chóng lµ c¸c h¹t tro bay n»m ë vïng nhiÖt ®é cao cña lß l©u, víi tr¹ng th¸i nhiÖt ®é cao biÕn thµnh thÓ nãng ch¶y hoÆc do trong bôi tro bay cßn nhiÒu chÊt cã ®iÓm ch¸y thÊp khi ®èi víi nhiÖt ®é kh«ng cao l¾m ®· trë thµnh thÓ nãng ch¶y. C¸c h¹t láng nµy trong qu¸ tr×nh l¹nh ®ét ngét, d­íi t¸c dông cña søc c¨ng bÒ mÆt mµ h×nh thµnh c¸c h¹t trßn. Tuú theo tr¹ng th¸i mËt ®é trong h¹t vµ mËt ®é bÒ ngoµi lín nhá mµ ph©n ra thµnh h¹t trßn næi, h¹t trßn ch×m rçng ruét vµ h¹t trßn ch¾c, h¹t trßn phøc hîp. H¹t trßn næi lµ h¹t thuû tinh nhá v¸ch máng rçng, cã khi trªn v¸ch l¹i xuÊt hiÖn c¸c lç huyÖt rçng, nhän cùc lµ nhá. §­êng kÝnh h¹t trßn næi lµ 30~100µm chiÕm tØ lÖ lín, cã thÓ næi trªn mÆt n­íc. Thµnh phÇn ho¸ häc lµ SiO 2 chiÕm 55%~61%. MËt ®é biÓu quan lµ 0,4~0,8. H¹t trßn næi chiÕm chØ lµ 0,5%~1,5% trong tro bay cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn th«ng th­êng. H¹t trßn rçng cã ®­êng kÝnh 0,5~200µm, cã v¸ch ch¾c kh«ng lç, chiÒu dµy b»ng 30% ®­êng kÝnh, mËt ®é biÓu quan xÊp xØ 2, kh«ng næi ®­îc. Trong tro bay cßn cã mét sè bªn trong v¸ch máng nhá cã dÝnh nhiÒu h¹t nhá thuû tinh. NÕu dïng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quan s¸t thÊy ë chç vì miÖng cã c¸c h¹t nhá h×nh trøng c¸ gäi lµ h¹t trßn phøc hîp (hoÆc h¹t mÑ). Ngoµi ra còng cã mét sè h¹t trßn dÝnh liÒn c¸c h¹t nhá thµnh ''chuçi h¹t'' còng thuéc lo¹i nµy. Trong tro bay cña nhiÒu nhµ m¸y ®iÖn chñ yÕu lµ h¹t trßn nhá ®Æc ruét, ®a sè cã mËt ®é biÓu quan vµo kho¶ng 2,8. H¹t cã mµu nh¹t phÇn lín lµ h¹t canxi cßn gäi lµ h¹t thuû tinh giµu can xi, ®­êng kÝnh phÇn lín lµ d­íi 45µm ®a phÇn lµ 1~30µm. 20