L IC M

N

Lu n v n th c s v i đ tài “Nghiên c u v công ngh v t li u bê tông
b n m t đ p đá đ , áp d ng cho công trình C a

t – Thanh Hóa” đã đ

c

hoàn thành v i s n l c c a b n thân, s giúp đ nhi t tình c a các th y cô
trong b môn v t li u xây d ng, khoa Sau

i h c- Tr

ng đ i h c Thu l i -

Hà N i, và b n bè đ ng nghi p.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i Th y giáo PGS.TS. Nguy n
Nh Oanh và th y giáo TS. Nguy n

ình Trinh đã tr c ti p t n tình h

ng d n

c ng nh cung c p các tài li u thông tin khoa h c c n thi t đ tác gi hoàn thành
lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n t i các th y cô giáo b môn li u xây d ng,
khoa Sau đ i h c, khoa Công trình, và các th y cô giáo trong tr


ph n đ a nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v s n xu t.
Hà n i, tháng 11 n m 2014
Tác gi lu n v n

LÊ V N TUÂN


B N CAM OAN
Tên tôi là Lê V n Tuân, h c viên l p cao h c CH19C12, chuyên ngành
xây d ng công trình th y, khóa 2011-2014. Tôi xin cam đoan lu n v n th c s
“Nghiên c u thành ph n c p ph i bê tông b n m t đ p đá đ , áp d ng cho công
trình C a

t – Thanh Hóa” là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Nh ng n i

dung và k t qu trình bày trong lu n v n là trung th c và ch a đ

c ai công b

trong b t k công trình nghiên c u khoa h c nào.
Hà N i, tháng 11 n m 2014
Tác gi lu n v n

Lê V n Tuân


M CL C
M

U ................................................................................................................1

1.3.2.

c đi m làm vi c c a bê tông b n m t. ....................................................10

1.3.3. Công ngh thi công bê tông b n m t. .........................................................10
1.4. K t lu n ch
CH

ng 1. .........................................................................................15

NG II: NGHIÊN C U PH

NG PHÁP THI T K

C P PH I BÊ

TÔNG H P LÝ CHO BÊ TÔNG B N M T VÀ CÁC PH

NG PHÁP THÍ

NGHI M ..............................................................................................................17
2.1. Các đ c đi m và yêu c u c a bê tông b n m t ..............................................17
2.1.1. Các hi n t

ng h h ng c a b n m t. ........................................................17

2.1.2. M t vài v n đ v thi t k b n m t đ p đá đ b n m t bê tông. ................19
2.2. Nghiên c u l a ch n v t li u đ thi t k c p ph i bê tông b n m t. .............24
2.2.1. Kích th


2.5. K t lu n ch
CH

ng th tích, bão d

ng m u. ..........................43

ng 2 .....................................................................................43

NG III. TÍNH TOÁN C P PH I H P LÝ ÁP D NG BÊ TÔNG B N

M T H CH A C A

T – THANH HÓA....................................................45

3.1. Gi i thi u công trình h ch a C a
3.1.1. Gi i thi u công trình h ch a C a

t – Thanh Hóa. ...................................45
t – Thanh Hóa. ................................45

3.1.2. Tình hình làm vi c c a bê tông b n m t h ch a C a

t hi n nay. .........48

3.2. Tính toán c p ph i bê tông m t M30 đ ch ng th m B10 cho đ p đá đ h
ch a C a

t – Thanh Hóa. .................................................................................49


DANH M C CÁC HÌNH V
Hình 1.1.

p bê tông b n m t Shuibuya – Trung Qu c .......................................8

Hình 1.2.

p bê tông b n m t Cirata – Indonesia .................................................8

Hình 1.3. M t c t ngang c b n c a đ pCFRD. .....................................................9
Hình 1.4: ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p C a

tv it mb nm t

r ng 15m. ..............................................................................................................11
Hình 1.5. ván khuôn tr

t thi công b n m t bê tông đ p Tuyên Quang v i t m

b n m t rông 12m. ................................................................................................12
Hình 1.6: T m kh p n i đ ng b n m t bê tông đ p Tuyên Quang. .....................13
Hình 2.1. N t b n m t đ p T Bình Ph (Trung Qu c) khi đ ng đât ..................17
Hình 2.2. N t d n đ n s p g y b n m t c a đ p Campos Novos(Brazil) ............18
Hình 2.3: thí nghi m đ s t ..................................................................................42
Hình 2.4: thí nghi m c

ng đ nén bê tông.........................................................43



ng c a h s đi n đ y đ n đ r ng h n h p CL

...............................................................................................................................60
Hình 3.8.

th bi u di n nh h

ng c a h s đi n đ y đ n KLTT h n h p CL

...............................................................................................................................60
Hình 3.9.
Hình 3.10.

th bi u di n nh h
th bi u di n nh h

ng c a h s đi n đ y đ n đ r ng h n h p CL..62
ng c a h s đi n đ y đ n KLTT h n h p CL..62


DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 2.1:

s t h n h p bê tông dùng cho các d ng k t c u ..................................28

B ng 2.2: L

ng n


B ng 3.12: K t qu ph i h p c p h t X 1 (0 ÷ 5mm) và c p h t X2 và X 3 . ..............61
B ng 3.8: 3 thành ph n đ nh h

ng bê tông b n m t, s d ng xi m ng PCB – 40

Tam i p ........................................................................................................................65
B ng 3.9: Thành ph n bê tông sau khi đã hi u ch nh l n 1: .......................................66
B ng 3.10: K t qu c

ng đ , đ ch ng th m c p ph i bê tông hi u ch nh l n 1. ...66

B ng 3.11: Thành ph n c p ph i bê tông thí nghi m đã hi u ch nh l n 2. ................67
B ng 3.12: K t qu c

ng đ ch u nén, đ ch ng th m c p ph i bê tông đ

c hi u

ch nh l n 2 ......................................................................................................................67
B ng 3.13: thành ph n c p ph i bê tông c a đ n v t v n ........................................68


B ng 3.14: So sánh k t qu thành ph n c p ph i bê tông b n m t ............................68
B ng 3.15: So sánh k t qu c

ng đ ch u nén, đ ch ng th m c p ph i bê tông sau

hi u ch nh l n 2 v i k t qu c a đ n v t v n ............................................................68
B ng 3.16: So sánh k t qu tính toán thành ph n c p ph i bê tông trong phòng thí
nghi m và thí nghi m ngoài hi n tr


c ta nên
c ngoài

đ m nh n, các Công ty c a chúng ta tr c ti p thi công nh ng ch a đúc k t xây
d ng đ

c quy trình công ngh thi công cho lo i công trình này.
c đi m k t c u công trình là đ p đá đ đ m nén ch ng th m b ng bê

tông b n m t. B n m t bê tông là k t c u ch ng th m ch y u c a đ p, nh ng đ
dày khá m ng. M c dù các l p đá đ

h l u có tính th m nh , nh ng h s

th m v n l n h n r t nhi u l n b n m t bê tông, vì v y t n th t c t n
ch y u phát sinh

c th m

ph m vi đ dày c a b n m t bê tông, khi n b n m t ch u

chênh l ch áp l c r t l n… N t b n m t là h h ng th

ng g p nh t đ i v i đ p

đá đ b n m t bê tông. Ph bi n đ n m c nhi u chuyên gia coi vi c n t b n m t
là đi u “t t y u”. Tính “t t y u”

đây ph n ánh m t th c t r t khó tránh vì bê

ng là v n đ r t c n thi t,

mang nhi u ý ngh a k thu t kinh t trong quá trình xây d ng đ p đá đ b n m t
bê tông.


2

Vì v y đ tài “ Nghiên c u thành ph n c p ph i bê tông b n m t đ p đá
đ , áp d ng cho công trình C a

t – Thanh Hóa”, mang nhi u ý ngh a ng d ng

th c ti n và c p thi t.
2. M c đích c a đ tài
Nghiên c u tính toán, t i u hóa thành ph n c p ph i b n m t bê tông
M30 – B10,

công trình C a

3. Cách ti p c n và ph

t – Thanh Hóa.

ng pháp nghiên c u

- Cách ti p c n
+ Kh o sát th c t

nh ng công trình đã ng d ng

c, c t li u (cát, s i hay

đá d m) và ph gia. H n h p nguyên li u m i nhào tr n xong g i là h n h p bê
tông hay bê tông t

i. [3]

Trong bê tông, c t li u đóng vai trò là b khung ch u l c. H CKD (ch t
k t dính và n

c) bao b c xung quanh h t c t li u đóng vai trò là ch t bôi tr n,

đ ng th i l p đ y kho ng tr ng gi a các h t c t li u. Sau khi c ng hóa h CKD
g n k t các h t c t li u thành m t kh i d ng đá và đ

c g i là bê tông. Bê tông

có c t thép g i là bê tông c t thép.
Bê tông và bê tông c t thép đ
vì chúng có nh ng u đi m sau: c
nh ng lo i bê tông có c

c s d ng r ng rãi trong xây d ng hi n đ i
ng đ t

ng đ i cao, có th ch t o đ

ng đ , hình d ng và tính ch t khác nhau, giá thành r ,

b n v ng và n đ nh đ i v i m a và n ng, nhi t đ , đ

ho c các v y cán thép (bê tông thép), qu ng s t (bê tông magiêtit và limonhit)
ho c qu ng barit (bêtông barit). [3]
Trong xây d ng bê tông n ng đ

c s d ng r ng rãi nh t có dung tr ng


4

2100-2500 kg/m3 s d ng c t li u n ng đ c ch c t đá (granit, đá vôi, điabaz
V.V.). Bê tông th

ng có dung tr ng t 1800-2000 kg/m3 đ

c ch t o t đá

d m v i dung tr ng c a chúng 1600-1900 kg/m3 ho c không có cát (bê tông l
r ng l n).
Bê tông nh đ

c ch t o t c t li u r ng (keramdit, aglôporit, x ph ng n ,

pemza, tup .v.v.) ng d ng bê tông nh làm gi m khôi l

ng c a k t c u xây d ng.

Bê tông đ c bi t nh g m các lo i bê tông t ong (bê tông khí, bê tông
b t), đ
và n



c cao h n và đ

cs

d ng khá r ng rãi (các bl c không gian góc v sinh, các k t c u nhà th p t ng
V.V.).
+ Bê tông x ki m đ

c ch t o s d ng x nghi n m n, đ

dung d ch ki m. Lo i bê tông này ch m i. đ
+ Polime bê tông đ

c hoà tr n v i

c b t đ u s d ng trong xây d ng.

c ch t o t các d ng khác nhau c a ch t dính k t

polime, g c c a chúng là nh a (polieste, epoxi, acrin, cacbamit v.v.) ho c
mônome (furfurolaxetôn V.V.), chúng đóng r n trong bêtông v i s có m t c a
các ph gia chuyên d ng. Các lo i bêtông nàý dùng trong các môi tr
th c và các đi u ki n đ c bi t kh c nghi t (mài mòn, kh xâm th c v.v.)

ng xâm


5


c ch t o t ph th i công

nghi p nên chúng có ý ngh a đ c bi t quan tr ng trong vi c ti t ki m xi m ng và
b o v môi tr
đ t nóng

ng. M t d ng khác c a bê tông là bê tông nung, nh n đ

c khi

nhi t đ cao có xu t hi n pha l ng, sau khi đóng r n chúng đóng vai

trò ch t k t dính, liên k t các h t c t li u v i nhau và t o thành bê tông. C t li u
đ ch t o lo i bê tông này c n n đ nh nhi t, U.J x y ra các ph n ng phân gi i
khi nung. [3]
1.2. V t li u thành ph n cho bê tông.
1.2.1. Xi m ng
Xi m ng là ch t k t dính có nhi m v : liên k t các h t c t li u v i nhau,
đ m b o cho h n h p bê tông khi m i tr n có đ d o. Ch t l
xi m ng là y u t quy t đ nh c

ng và hàm l

ng

ng đ ch u l c c a bê tông. [3]

Tùy theo yêu c u, ch tiêu k thu t c a bê tông đ ch n lo i xi m ng cho
thích h p. Ví d nh : bê tông yêu c u ch ng xâm th c: ch n xi mawnbg Po – Pu,
xi m ng Po – x ; bê tông yêu c u ch u nhi t thì ch n xi m ng Po – x … V i công

ng xi m ng

t i thi u theo quy đ nh nh v y s không kinh t , m t khác khi s d ng xi m ng
mác quá cao thì hàm l

ng C 3 S nhi u làm cho bê tông d b xâm th c trong quá

trình đ a công trình vào khai thác và s d ng.
1.2.2. N

c

Trong s n xu t bê tông, n

c đóng vai trò quan tr ng. N

r a c t li u, tr n h n h p bê tông, r a máy tr n và b o d
tông ph i th a mãn tiêu chu n TCVN 4506 – 2012, n
(không đ

cđ

ng. N

c dùng đ

c s n xu t bê

c ph i có ch t l



1.2.3. C t li u
Thành ph n c t li u c a h n h p bê tông chi m t 60 – 80% th tích c a
bê tông, và nh ng đ c tính c a c t li u nh h

ng tr c ti p đ n các tính ch t c a

bê tông. Vi c l a ch n c t li u s quy t đ nh t i t l h n h p bê tông, tính ch t
k thu t và tính kinh t c a bê tông thi t k , vì v y c n hi u đ

c t m quan tr ng

c a vi c l a ch n, thí nghi m và s d ng c t li u. Các y u t liên quan đ n c t
li u có nh h

ng đ n tính ch t c a h n h p bê tông, bê tông và thành ph n bê

tông thi t k g m:
-C

ng đ và đ đ c ch c c a c t li u.

- Kh i l

ng riêng và kh i l

- Hình d ng h t và b m t h t.

ng th tích.



c các yêu c u riêng v công ngh hay v ch t

ng và đ b n. Khi đó ph gia đ

tông. Trong m t s tr

c s d ng đ thay đ i các đ c tính c a bê

ng h p, các ph gia nh h

ng đ ng th i đ n m t vài đ c

tính c a bê tông, vì th khi s d ng các lo i ph gia ph i thí nghi m trong đi u
ki n th c ti n c th . [3]
Li u l

ng ph gia hóa h c vào kho ng 0,3 – 1,5% so v i kh i l

m ng. Ngoài ra còn có các ph gia kho ng đ

ng xi

c cho vào bê tông v i li u l

ng

khá l n (5% - 15%). Nh v y khi thi t k c p ph i có th không xét đ n ph gia
hóa h c nh ng ph i xét đ n th tích c a ph gia khoáng.
1.3.


c hi u

n nay vi c thi t k và thi công đ p ngày càng hoàn thi n h n, đ

cao và quy mô c a công trình ngàng càng l n, phát tri n thành m t lo i hình đ p
m i, phong phú và có s c c nh tranh.

p CFRD cao nh t trên th gi i hi n nay đã

đ t t i chi u cao 233m là đ p Shuibuya c a Trung Qu c.


8

Hình 1.1.

p bê tông b n m t Shuibuya – Trung Qu c

Hình 1.2.

p bê tông b n m t Cirata – Indonesia

V i nh ng u đi m n i b t, đ p CFRD đã đ
n

c phát tri n nh M , Úc… Nh ng sau đó đ

v i chi u cao l n


thân đ p

ng l u đ ng n

c chia thành làm nhi u vùng khác nhau

ng tùy thu c vào các lo i đá dùng trong thân

đ p. Ph n ti p giáp gi a b n m t bê tông và kh i đá đ p là l p đ m (dày t 2m
đ n 3m) và l p chuy n ti p (dày 4m). M t c t ngang đi n hình c a đ p CFRD
đ

c bi u di n trong hình 1.1.

Hình 1.3. M t c t ngang c b n c a đ pCFRD.
á đ p trong thân đ p th
đ p th
th

ng đ

c phân thành hai kh i chính: kh i đá

ng l u (kh i đá chính) và kh i đá đ p h l u (kh i đá ph ). Kh i đá đ p

ng l u yêu c u k thu t cao h n kh i đá đ p h l u, c th là c

kháng nén l n h n 30Mpa cho kh i th

ng l u, còn kh i h l u ch yêu c u b ng


i b n m t, nó còn có tác d ng nh m t l p l c khi có s

c h h ng c a kh p n i gi a b n m t và b n chân.
1.3.2.

c đi m làm vi c c a bê tông b n m t.
B n m t bê tông có tác d ng ch ng th m cho đ p và đ

c liên k t v i n n

qua b n chân. T i đi m ti p giáp gi a b n m t và b n chân đ

c b trí kh p n i

biên đ m b o ng n ng a dòng th m khi có chuy n d ch gi a b n m t và b n
chân. B n m t c ng đ

c chia làm nhi u t m n i v i nhau b ng kh p n i d c v i

c u t o c n thi t đ đ m b o không phát sinh dòng th m t th

ng l u v h l u

khi có s chuy n d ch khác nhau gi a các t m b n m t. Do b n m t
đ p ch u kéo còn b n m t
n i d c c ng đ

vùng gi a ch u nén theo ph



đ i n đ nh. Quá trình đ p đ p đã ph i đ ng th i l p đ t các thi t b quan tr c và
theo dõi ngay đ lún.
Tr
vùng đ m.

c khi thi công b n m t ph i đóng m u theo ô vuông trên mái c a
o đ c ki m tra đ b ng ph ng b m t mái, sau th i gian đ p, đ p b

lún s gây lún mái.


11

Dùng c t pha tr

t đ ti n hành thi công các t m b n m t t d

i lên trên

v i b ph n gi và kéo t m b n m t t i 2 t i máy đ t trên đ nh đ p, ngo i tr các
t m đ u tiên có hình thang ho c hình tam giác n m k b n chân, ho c 2 vai đ p
đ

c thi công b ng ph
C t pha tr

ng pháp th công tr

t có th đ t đ


tđ

c thi t k theo các nguyên t c sau:

- Thích h p v chi u r ng m i t m b n m t (0,1H ± 2m), m t ti p giáp bê
tông ph i nh n ph ng. M t trên ván khuôn tr

t đ r ng đ ng

i công nhân ho t

đ ng san, đ m bê tông và các thao tác khác.
-

đ b n và đ c ng, th a mãn yêu c u v đ m và áp l c b m t.

- Ti t ki m vi c n i ho c c t ghép.
- Tr ng l

ng phù h p, l p d ng, v n hành, tháo d d dàng thu n ti n.

- Ph i có các gi i pháp v an toàn. Ván khuôn tr
đ

c treo trên l

t nên có thi t b hãm

i c t thép. Các móc chon gi ph i ch c ch n.


n i. Sai s cho phép nh sau:
- Sai l ch v i khe phân đo n c a thi t k là ± 3mm.
-

l

iđ

th ng đ ng là ± 3mm.

-

nh c a ván khuôn bên sai v i tuy n thi t k là ± 5mm.

L

i c t theo c a b n m t b trí theo thi t k , có th dùng cách l p ráp
c gia công t i x

ng ho c l p d ng t i ch . Gá , đ théo đ

trên vùng đ m ph i tuân theo thi t k .
bê tông ph i tuân theo các quy đ nh sau:

c thi t l p


14



v i b r ng t m bê tông và c u t o ván khuôn tr

ng máng b trí phù h p

t. Không đ

c dùng đ m đ

san bê tông, không đ bê tông tràn lên b m ng c a ván khuôn. Tr

cm il n

tr

ng san bê

t ván khuôn ph i làm s ch bê t ng r i r t tr

c đó. Thông th

tông t v trí máng ra hai phía b ng tr c xo n ki u ren vít.
- Bê tông m i thoát kh i ván khuôn ph i xoa ph ng và che ph b m t ngay.
- M i l n tr

t không quá 300m. Th i gian 2 l n tr

quá 30 phút, t c đ tr

t liên ti p không nên

hi n tr

ng, ph i đi u ch nh n u

ng đ , đ ch ng th m….

Ki m tra và x lý v t n t n :
Sau khi đ xong bê tông c a b n m t và b n chân, ph i l p h s riêng
theo dõi tình hình phát tri n c a v t n t, s l
ph i đ

c x lý tri t đ theo thi t k riêng.

ng v t n t, tr ng thái v t n t… và


15

N u n t r ng quá 2mm ho c phán đoán là n t xuyên thì ph i x lý đáp
ng yêu c u c a thi t k . Cách x lý tùy tình hình c th đ ch n cách l p kín
khe n t b ng ch t d o chuyên d ng hay ph t v a ho c k t h p c hai ph

ng

pháp.
1.4. K t lu n ch

ng 1.

Nh có nh ng u đi m c

t o bê tông, ch t l
c

ng c a các v t li u trên nh h

ng đ c a bê tông, dó đó tr

hành ki m tra th t k ch t l

ng tr c ti p đ n tính ch t và

c khi ti n hành ch t o bê tông thì c n ph i ti n

ng c a chúng.

p đá đ b n m t bê tông ngày càng kh ng đ nh u th rõ ràng c a nó so
v i các lo i đ p khác. Nguyên lý làm vi c c a đ p r t rõ ràng và đ n gi n, tuy
v y c n chú tr ng tuân th ch t ch các quy đ nh v thi t k , thi công c ng nh
v n hành đ p đ đ m b o an toàn và nâng cao tu i th c a đ p. M t khác, c ng
c n c p nh p k p th i các công ngh đã đ

c áp d ng

trong và ngoài n

cđ

nâng cao kh n ng an toàn đ p.
B n m t bê tông là k t c u ch ng th m ch y u c a đ p, nh ng đ dày
khá m ng. M c dù các l p đá đ

NG II: NGHIÊN C U PH

NG PHÁP THI T K C P PH I BÊ

TÔNG H P LÝ CHO BÊ TÔNG B N M T VÀ CÁC PH

NG PHÁP

THÍ NGHI M
2.1. Các đ c đi m và yêu c u c a bê tông b n m t
2.1.1. Các hi n t

ng h h ng c a b n m t.

N t b n m t là h h ng th

ng g p nh t đ i v i đ p đá đ b n m t bê

tông. Ph bi n đ n m c nhi u chuyên gia coi vi c n t b n m t là đi u “t t y u”.
Tính “t t y u”

đây ph n ánh m t th c t r t khó tránh vì bê tông là v t li u có

tính đ ng đ u không cao l i còn ch u nh h

ng nhi u c a các tác đ ng bên

ngoài r t khó ki m soát nh đ ng đ t, m a n ng th t th
bi n đ i, kh i đá đ tuy đ