Thiết kế thi công bê tông chống thấm công trình thủy lợi

Chống xâm thực ăn mòn cho kết cấu bê tông chống thấm trong công trình thủy lợi là công tác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tối thiểu về cường độ, độ chống thấm, chiều dày lớp bê tông thủy công.

Nhiều công trình thủy lợi không quan tâm đến vấn đề chống thấm, chỉ dựa vào cường độ bê tông yêu cầu để thiết kế cấp phối, như vậy không đảm bảo bê tông có khả năng chống thấm như yêu cầu

Thi công bê tông đầm lăn -RCC tại công trình nhà máy thủy điện Sơn La

Việc khống chế tỷ lệ N/X (Nước trộn/Xi măng) không vượt quá tỷ lệ N/X tối đa và lượng xi măng không ít hơn lượng xi măng tối thiểu, nhưng lại không thí nghiệm kiểm tra, không có biện pháp chống thấm bổ xung cho bê tông và bê tông cốt thép cho công trình.Vì vậy sau một thời gian, nhiều công trình bê tông cốt thép ngập trong nước và dưới đất bắt đầu bị ăn mòn và hư hỏng. 

Thực tế đã chứng minh rằng, do trình độ công nghệ thi công chưa cao, tổ chức thi công không chặt chẽ, tay nghề và ý thức công nhân kém, giám sát kỹ thuật lỏng lẻo là những nguyên nhân dẫn đến chất lượng bê tông hoặc thép trên các công trình đã xây dựng ở vùng biển Việt Nam không đồng đều, nhiều kết cấu không đạt được chất lượng
dẫn đến ăn mòn cục bộ kết cấu công trình.

Bê tông chống thấm công trình thủy lợi

Các tiêu chuẩn của Liên Xô và các tiêu chuẩn của nước ta đề cập đến độ chống thấm biểu thị bằng mác chống thấm và quy định phương pháp xác định độ chống thấm của bê tông. Theo hướng dẫn, mác chống thấm của bê tông được biểu thị bằng áp lực nước tối đa khi đó mẫu bê tông hình trụ có chiều cao 15 Cm không bị thấm qua.

Độ chống thấm, hệ số thấm nước bê tông 

Mác bê tông chống thấm được biểu thị bằng chữ B hoặc CT, tiêu chuẩn Việt Nam mới nhất đưa ra ký hiệu mác chống thấm bằng chữ cái W là con số chỉ áp lực nước thí nghiệm thấm mẫu bê tông, được viết bằng các số chẵn 2,4,6,8,10, 12 …,đơn vị ở đây được hiểu là daN/cm² hay atm

Mặt khác hệ số thấm nước Kt biểu thị độ thấm nước qua bê tông dưới áp lực. Độ chống thấm W và độ thấm nước Kt  của bê tông thủy công liên quan với nhau như trong bảng sau

Mỗi mác chống thấm đều ứng với một khoảng áp lực nước, ví dụ W-2 ứng với áp lực nước từ 2 đến 4 atm, nên tương ứng với từng mác chống thấm là một khoảng giá trị Kt. 

Khi thiết kế thành phần bê tông phải thí nghiệm cường độ nén ở tuổi xác định mác, quá trình kiểm tra chất lượng ở công trường có thể dùng hệ số tính đổi để dự đoán cường độ dài ngày theo cường độ 28 ngày của bê tông.

Các hệ số này được quy định trong các tiêu chuẩn và quy phạm thi công hoặc được thí nghiệm để xác định ở từng dự án đối với loại bê tông dùng cho công trình. Khi đó kết quả tính đổi sẽ chính xác hơn.

Đối với độ chống thấm hoặc hệ số thấm cũng quy định tuổi như vậy khi thiết kế thành phần cấp phối bê tông. Trong quá trình xây dựng cũng phải kiểm tra độ chống thấm của bê tông theo tần xuất được ghi trong tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án

Thiết kế bê tông chống thấm

Trong quá trình thiết kế phải lựa chọn giải pháp hợp lý đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế – kỹ thuật, thuận lợi cho việc kiểm soát chất lượng, bảo trì bảo dưỡng bê tông nhằm đảm bảo tuổi thọ công trình.
Việc lựa chọn cảnh quan công trình là một trong những tiêu chí quan trọng chi phối trong việc lựa chọn phương án kết cấu, đồng thời phải cân nhắc có giải pháp bổ sung bảo vệ kết cấu trong môi trường xâm thực mạnh.
Về mặt thiết kế ngoài việc tuân thủ theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành về kết cấu BTCT và thép đối với các công trình xây dựng trong vùng biển Việt Nam để đảm bảo độ bền lâu dài cần đáp ứng thêm các kiến nghị nêu trong quy phạm hiện hành
Công tác thiết kế cho công trình có nguy cơ ăn mòn phải chú trọng đặc biệt từ chọn loại vật liệu kết cấu, vật liệu sử dụng, phương pháp bảo vệ bổ sung …

Qua việc phân tích và kiến nghị các biện pháp nâng cao khả năng chống ăn mòn do xâm thực của môi trường biển với cầu và thép, khi thiết kế cần chú ý các vấn đề về bảo vệ chống ăn mòn với kết cấu bê tông cốt thép
Việc lựa chọn vật liệu xây dựng (VLXD) phải được xem xét kỹ lưỡng để dự báo được những phản ứng phụ gây nguy hại cho công trình sau này.

Các loại vật tư, vật liệu đặc chủng do yêu cầu phải nhập ngoại cần phải được chọn lọc và kiểm soát chất lượng nhằm đảm bảo chịu lực và tuổi thọ kết cấu công trình.

Tiêu chuẩn TCVN 9346-2012 đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật về: thiết kế, lựa chọn vật liệu nhằm đảm bảo khả năng chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

Thiết kế bảo vệ kết cấu chống ăn mòn trong môi trường biển

Đối với các công trình yêu cầu có niên hạn sử dụng cao hơn tới 100 năm cần áp dụng các biện pháp bảo vệ hỗ trợ như sau:
– Tăng mác bê tông thêm 10 MPa và độ chống thấm thêm một cấp hoặc tăng chiều dày lớp bê tông (BT) bảo vệ thêm 20 mm;
– Tăng cường bảo vệ mặt ngoài kết cấu bằng một lớp bê tông phun khô có mác bằng bê tông kết cấu dày tối thiểu 15mm;
– Tăng cường thêm lớp sơn chống ăn mòn phủ mặt cốt thép trước khi đổ bê tông;
– Nên quét sơn chống thấm bề mặt kết cấu, dùng chất ức chế ăn mòn cốt thép hoặc bảo vệ trực tiếp cốt thép bằng phương pháp bảo vệ catốt.
Kết cấu thép phải được thiết kế đạt yêu cầu chung quy định trong Quy chuẩn Xây dựng và các tiêu chuẩn hiện hành là đảm bảo an toàn chịu lực và đảm bảo khả năng sử dụng bình thường trong suốt thời hạn sử dụng công trình.

Thiết kế bê tông truyền thống- CVC hay bê tông đầm lăn- RCC cần tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan của Việt Nam và các nước về bảo vệ chống ăn mòn, đáp ứng được yêu cầu chống thấm

Vật liệu bê tông thủy công

Vật liệu để chế tạo bê tông chống ăn mòn cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo các TCVN hiện hành và một số yêu cầu bổ sung quy định.

Để đảm bảo đồng thời mác bê tông theo cường độ nén và độ chống thấm nước ở Bảng trên thành phần bê tông cần được thiết kế và thử nghiệm đạt yêu cầu trước khi sử dụng. Ngoài ra còn phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật sau đây:

• Hàm lượng xi măng tối thiểu trong 1 m³ bê tông ở trong vùng khí quyển và vùng ngập nước là 350 Kg/m³, trong vùng nước thay đổi là 400 Kg/m³. Hàm lượng xi măng tối đa không vượt quá 500 kg/m³
• Hỗn hợp bê tông dùng loại có độ sụt thấp và không quá 8 Cm. Trường hợp phải dùng hỗn hợp bê tông có độ sụt cao để thực hiện công nghệ thi công đặc biệt (bơm bê tông, đổ cọc nhồi…) thì sử dụng kết hợp với phụ gia hóa dẻo hoặc siêu hóa dẻo.
• Đối với kết cấu có yêu cầu niên hạn sử dụng trên 50 năm tới 100 năm nằm trong vùng ngập nước và nước lên xuống, bê tông cần dùng xi măng pooc-lăng bền sun-fat thường hoặc xi măng pooc-lăng thường kết hợp cùng các loại phụ gia khoáng hoạt tính cao (silicafume, tro trấu…)

Thi công bê tông thủy công

Thi công chính là giai đoạn rất quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình. Do vậy phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy phạm thi công, nghiệm thu và giám sát chất lượng công trình đã ban hành.

Qui trình thi công bê tông trong môi trường ven biển nói chung tương tự như trong vùng nội địa TCVN 4453:1995, chỉ ở vùng nước thuỷ triều lên xuống và vùng ngập nước là cần áp dụng công nghệ thi công đặc biệt nhằm đảm bảo bê tông không bị nhiễm mặn.

Với kết cấu cầu thép trong môi trường biển, hiện nay thường được áp dụng theo quy trình Nhật Bản.

Trong quá trình vận chuyển và tập kết các tác nhân của môi trường biển đã xâm thực mạnh vào các vật liệu này, góp phần hư hỏng vật liệu từ khi chưa lắp dựng vào kết cấu công trình. Vì vậy, vật liệu xây dựng phải được đảm bảo chịu ảnh hưởng ít nhất trong quá trình vận chuyển, lắp dựng, phải có kho bãi để lưu giữ vật liệu …

Trong trường hợp bất khả kháng đối với việc tập kết vật liệu rời (cát,đá, …) bị ảnh hưởng thì trước khi thi công đổ bê tông các cấu kiện BTCT cần phải được rửa sạch bẳng nước đã được thí nghiệm cho dùng.

Cần lưu ý sử dụng bê tông thương phẩm, trong điều kiện bất khả kháng phải lắp dựng trạm trộn bê tông tại hiện trường thì phải lựa chọn vị trí sao cho việc tập kết vật liệu và quy trình chế tạo bê tông ít bị ảnh hưởng bởi sự xâm thực của môi trường biển.

Xây dựng và thiết kế đập Hoover năm 1942 tại Hoa Kỳ

Công tác thi công cần được chú ý và giám sát nghiêm ngặt,nhất là công tác đầm nén, dưỡng hộ và hoàn tất bề mặt kết cấu BTCT hay hàn, ghép nối thép kết cấu thép.

Giai đoạn thi công chi tiết và đảm bảo chất lượng thì sẽ giảm thiểu việc ăn mòn của kết cấu, góp phần tăng chất lượng công trình. Phát hiện và xử lý triệt để các sự cố công trình dù là nhỏ nhất, không được bỏ qua các sai sót để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ công trình.

Tổng kết

Như vậy chúng tôi đã trình bày khái quát 3 công đoạn thiết kế, chọn vật liệu và thi công bê tông chống thấm trong công trình thủy lợi. Sử dụng bê tông thông thường hay bê tông đầm lăn cần có phương án cụ thể về cường độ, độ bám dính, cấp chống thấm bê tông thủy công vì công nghệ thi công khác biệt và không đồng nhất

Mong thông tin trên là hữu ích với Bạn, để tìm hiểu thêm thông tin liên quan đến vật liệu chống thấm hay bê tông vui lòng liên hệ Cửa Hàng Sika phương đông chuyên cung cấp phụ gia sản xuất, bảo dưỡng bê tông cho công trình để được hỗ trợ chi tiết.

Xin mời Theo Dõi và Thích chúng tôi tại:

989

2k