Công nghệ thi công tường hào cement – bentonite chống thấm được thi công cho các đập đã xây dựng ở khu vực miền Trung và Tây Nguyên. Tường hào vữa Cement – Bentonite thuộc loại tường nặng. Hào cho loại tường này được đào như hào Đất-Bentonite. Trước khi bơm vữa vào chống sập vách hào vữa được bổ sung thêm Cement,…
Công nghệ tường hào cement – bentonite chống thấm được thi công cho các đập đã xây dựng ở khu vực miền Trung và Tây nguyên. Tường hào vữa Cement – Bentonite thuộc loại tường nặng. Hào cho loại tường này được đào như hào Đất-Bentonite. Trước khi bơm vữa vào chống sập vách hào vữa được bổ sung thêm Cement. Tỷ lệ vữa Cement-Bentonite được trộn ngay từng lúc cho vào hào để giữ ổn định vách hào. Dần dần chúng đông kết và trở thành tường chắn có tính thấm yếu.
Tường cement – bentonite cũng trở nên cứng hơn sau khi đông kết với cường độ đạt từ 0.5 ÷4 Kg/cm2, hệ số thấm của loại tường này có thể đạt 10-6cm/s.
Bảng 1.1. So sánh các tính năng kỹ thuật của tường hào đất-bentonite & tường hào cement-bentonite:
| Thông số kỹ thuật | Đất –Bentonite | Cement – Ben tonite |
| Dạng hỗn hợp sử dụng | Đất-Bentonite đô sụt cao | Vữa cement –Bentonite |
| Dung trọng khô gk ( T/m3) | 1,4 ÷ 1,9 | 1,3 |
| Độ ẩm ban đầu W(%) | 25 ÷ 35 | 55 ÷ 70 |
| Hàm lượng Bentonite (%) | Đến 10 | 6 |
| Hệ số thấm (cm/s) | 5×10-6 ÷ 5×10-8 | 5×10-6 ÷ 1×10-6 |
| Cường độ đông kết (Kg/cm2) | Dưới 0,2 | 0,5 ÷ 4,0 |
Với ưu điểm nổi bật, gần đây giải pháp chống thấm bằng tường hào vữa Cement-Bentonite đã được ứng dụng chống thấm cho một số đập lớn như Dầu Tiếng, Esoup, Am Chúa..vv mang lại hiệu quả chống thấm tốt.
1. Cấp phối vữa cement – bentonite (C-B):
1.1. Tiêu chuẩn tường hào vữa cement-bentonite (C-B):
– Hệ số thấm của tường hào : K £ 2×10-6cm/s
– Cường độ nén mẫu của vữa đông cứng tường hào : qu > 1Kg/cm2
– Dung trọng của vữa C-B : gd =1,15÷1,25tấn/m3
1.2. Tiêu chuẩn vật liệu làm vữa Cement – Bentonite:
– Cement PC30 – Theo TCVN 4030-1985
– Nước – Theo TCVN 73-88
– Bentonite
– Phụ gia Sika – Theo TCVN 107-1999
1.3. Tiêu chuẩn dung dịch Cement – Betonite làm hào chống thấm:
– Độ nhớt – Theo TC phễu Masth – Tối thiểu 35giây
– Tỷ lệ tách nước sau 3 giờ < 4%
– Dung trọng vữa 1,15÷1,25 T/m3
1.4. Tiêu chuẩn vữa Cement – Betonite làm hào chống thấm:
– Hệ số thấm K £ 2,0 x 10-6cm/s
– Cường độ nén -28 ngày > 1 Kg/cm2
1.5. Thí nghiệm cấp phối vữa cement-bentonite:
Làm thí nghiệm 5 tổ hợp mẫu, với tổng số 21 mẫu thí nghiệm. tỷ lệ bentonite ở 5 cấp, 35kg, 40kg, 45kg, 50kg và 55kg, với 5 tỷ lệ bentonite trên ứng với các mức cement từ (250÷440)kg có thêm phụ gia sika chậm đông kết. kết quả thí nghiệm tổng hợp theo các biểu sau:
Bảng 1.2. TỔ HỢP MẪU A
| Tên mẫu | Bentonite | XM | Nước | Phụ gia | Độ nhớt | Tỷ trọng | Tưới nước | Hệ số thấm | qu |
| kg | kg | kg | lít | giây | dd (t/m3) | % | K (cm/s) | (kg/cm2) | |
| A1 | 35 | 250 | 918 | 1,5 | 44,2 | 1,14 | 2,0 | 3,36E-05 | 1,05 |
| A2 | 35 | 260 | 918 | 1,5 | 39,14 | 1,19 | 19,0 | 9,80E-06 | 1,05 |
| A3 | 35 | 270 | 918 | 1,5 | 39,12 | 1,195 | 11,0 | 1,86E-05 | 1,483 |
| A4 | 35 | 300 | 918 | 1,5 | 40,5 | 1,22 | 13,5 | 7,52E-05 | 4,946 |
| A5 | 35 | 350 | 918 | 1,5 | 41,5 | 1,295 | 10,5 | 5,51E-05 | 5,412 |
Bảng 1.3. TỔ HỢP MẪU B
| Tên mẫu | Bentonite | XM | Nước | Phụ gia | Độ nhớt | Tỷ trọng | Tưới nước | Hệ số thấm | qu |
| kg | kg | kg | lít | giây | dd (t/m3) | % | K (cm/s) | (kg/cm2) | |
| B1 | 40 | 280 | 918 | 1,5 | 39,54 | 1,14 | 4,5 | 2,85E-06 | 1,552 |
| B2 | 40 | 300 | 918 | 1,5 | 38,09 | 1,21 | 3,0 | 4,37E-06 | 2,200 |
| B3 | 40 | 320 | 918 | 1,5 | 38,1 | 1,23 | 4,5 | 1,22E-06 | 3,241 |
| B4 | 40 | 350 | 918 | 1,5 | 36,24 | 1,24 | 4,5 | 2,60E-06 | 2,908 |
| B5 | 40 | 390 | 918 | 1,5 | 41,32 | 1,25 | 2,8 | 2,81E-06 | 2,307 |
Bảng 1.4. TỔ HỢP MẪU C
| Tên mẫu | Bentonite | XM | Nước | Phụ gia | Độ nhớt | Tỷ trọng | Tưới nước | Hệ số thấm | qu |
| kg | kg | kg | lít | giây | dd (t/m3) | % | K (cm/s) | (kg/cm2) | |
| C1 | 45 | 280 | 918 | 1,5 | 34,42 | 1,17 | 4,0 | 4,63E-06 | 1,29 |
| C2 | 45 | 300 | 918 | 1,5 | 37,52 | 1,23 | 3,0 | 4,48E-06 | 3,092 |
| C3 | 45 | 320 | 918 | 1,5 | 41,14 | 1,27 | 2,5 | 3,44E-06 | 5,055 |
Bảng 1.5. TỔ HỢP MẪU D
| Tên mẫu | Bentonite | XM | Nước | Phụ gia | Độ nhớt | Tỷ trọng | Tưới nước | Hệ số thấm | qu |
| kg | kg | kg | lít | giây | dd (t/m3) | % | K (cm/s) | (kg/cm2) | |
| D1 | 50 | 280 | 918 | 1,5 | 38,15 | 1,24 | 2,5 | 7,83E-06 | 1,089 |
| D2 | 50 | 300 | 918 | 1,5 | 39,45 | 1,25 | 3,0 | 2,08E-06 | 1,409 |
| D3 | 50 | 320 | 918 | 1,5 | 41,2 | 1,27 | 3,5 | 2,18E-06 | 2,072 |
Bảng 1.6. TỔ HỢP MẪU E
| Tên mẫu | Bentonite | XM | Nước | Phụ gia | Độ nhớt | Tỷ trọng | Tưới nước | Hệ số thấm | qu |
| kg | kg | kg | lít | giây | dd (t/m3) | % | K (cm/s) | (kg/cm2) | |
| E1 | 55 | 360 | 918 | 1,5 | 38,56 | 1,21 | 1,5 | 3,84E-06 | 2,446 |
| E2 | 55 | 380 | 918 | 1,5 | 39,02 | 1,22 | 2,0 | 1,90E-06 | 3,408 |
| E3 | 55 | 400 | 918 | 1,5 | 51,7 | 1,29 | 5,0 | 3,01E-06 | 4,123 |
| E4 | 55 | 420 | 918 | 1,5 | 55,63 | 1,305 | 2,5 | 4,81E-06 | 5,856 |
| E5 | 55 | 440 | 918 | 1,5 | 58,35 | 1,315 | 4,0 | 5,20E-06 | 5,925 |
Từ các kết quả thí nghiệm ta lựa chọn được cấp phối hợp lí như sau:
| Dung dịch Cement – Bentonite | Vữa Cement – Bentonite |
| – Cement PC 30 315 Kg– Bentonite 40 Kg– Nước 918 Kg– Phụ gia VB40 1,5 Kg– Trọng lượng dd 1,22 T/m3– Độ tích nước sau 3 giờ <4%– Đô nhớt 38 giây | – Hệ số thấm K£ [K] = 2*10‑6 cm/s– Cường độ nén qu= 3,09 > [qu]> 1 Kg/cm2(Cường độ nén mẫu 28 ngày) |
2. Dây chuyền chế tạo vữa Cement-Bentonite:
Tùy theo khối lượng thi công TCT & khối lượng thi công 1 Panel mà để lắp đặt dây truyền chế tạo vữa có công suất cho phù hợp với các yêu cầu nêu trên.
2.1. Trạm chế tạo vữa C-B bao gồm các hạng mục sau:
– 01 trạm bơm nước công suất tối thiểu 40m3/giờ.
– Bể chứa nước phục vụ nước trộn vữa.
– Kho chứa Cement, kho chứa Bentonite & các vật liệu khác .v.v…
– 01 máy trộn Bentonite + nước có tốc độ cao.
– 03 xilô ủ Bentonite có sức chứa (15÷30) m³/1xilô.
– 01 máy trộn dung dịch Bentonite với xi măng có tốc độ cao.
– 01 bể dự trữ vữa XM+B phục vụ đổ vữa B liên tục vào Panel.
– Hệ thống bơm gồm 6 máy bơm vữa XM+B vào hào chống thấm.
– Hệ thống van đóng mở và đường ống theo sơ đồ kèm theo.
-Hệ thống định lượng vật liệu sản xuất vữa C-B.
2.2. Quy trình sản xuất vữa C-B:
– Bentonite và nước được trộng với nhau nhờ máy trộn với tốc độ cao, thời gian trộn vữa ³ 10 phút.
– Vữa Bentonite & nước được đưa lên silô ủ vữa, thời gian ủ vữa ³ 6 giờ, cứ 1 giờ quấy vữa ít nhất 1 lần.
– Vữa Bentonite + nước được trộn với Cement & phụ gia VB40 bằng máy trộn tốc độ cao, thời gian trộn vữa ³ 10 phút cho vữa được trộn đều.
– Vữa C-B đưa vào bể chứa & bơm vào hào chống thấm.
Quy trình kiểm tra vữa C-B trên mỗi mẻ trộn và lấy mẫu kiểm tra vữa tại hào chống thấm được thực hiện theo đúng quy định của thiết kế & các quy định khác của chủ đầu tư.
Chú ý: Sau khi dung dịch Bentonite được trộn đều với ximen & phụ gia đưa dung dịch đã trộn tới bể dự trữ, sở dĩ phải bố trí bể dự trữ là để điều tiết lượng dung dịch xuống khoang đào cho phù hợp với thực tế thi công. Tiến độ đào hào phụ thuộc vào nhiều yếu tố vì vậy cần có bể dự trữ vữa để bảo đảm luôn đủ vữa dưa xuống các khoang đào.
3. Quy trình đào hào chống thấm:
3.1. Thiết bị thi công tường hào chống thấm:
– 2 máy đào sức nâng 60÷70 tấn phục vụ đào hào chống thấm.
– 2 gầu đào chuyên dùng, dài 7m, cao 2,8m, rộng 0,6m. nặng 7 tấn.
– Máy xúc hỗ trợ đưa đất đào hào ra bãi thài.
– Ô tô chở đất đào hào ra bãi thải.
– Các thiết bị và máy chuyên dùng đi theo các thiết bị trên.
3.2. Trình tự thi công hào chống thấm:
– Xây dựng tường dẫn hướng miệng hào: Tường dẫn hướng miệng hào được xây dựng bằng bê tông cốt thép, chiều cao tường h=0,8÷1,0m, chiều dày tường trung bình b=0,25m, khỏang cách hai tường phụ thuộc vào chiều dày hào chống thấm & thiết bị gầu đào hào chống thấm, nếu chiều dày hào chống thấm là 0,6m thì khỏang cách giữa hai tường chọn là 0,63m. Nhiệm vụ của tường dẫn hướng là để định vị tuyến tường chống thấm, độ thẳng đứng của tường hào và tường dẫn hướng còn có nhiệm vụ bảo vệ đầu tường chống thấm trong suốt quá trình thi công & sau khi thi công xong tường chống thấm.
– Công tác đào hào chống thấm được phân ra thành các panel sơ cấp và panel thứ cấp, các panel sơ cấp đào trước và các panel thứ cấp đào sau, thời gian đào panel thứ cấp giữa 2 panel sơ cấp không sớm hơn 48 giờ để đàm bảo cho các panel sơ cấp đông cứng và không bị sụp lún.
– Dùng máy đào và gầu đào chuyên dùng để đào đất trên tuyến hào dự kiến làm hào chống thấm. Trong quá trình đào hào cần theo dõi so sánh và đánh giá tính chất của đất đào hào so với địa tầng của đất trong hồ sơ thiết kế để điều chỉnh kịp thời các chỉ tiêu kỹ thuật của vữa C-B bảo vệ thành vách hố đào và điều chỉnh biện pháp đào hào sao cho vách hào không bị sập.
– Công tác thi công đào hào chống thấm trên mỗi panel phải kết thúc sớm hơn thời gian ngưng kết của xi măng, nếu thi công panel nào vượt quá thời gian trên thì panel đó phải đào bỏ toàn bộ thi công lại.
– Công tác kiểm tra lấy mẫu thí nghiệm trên mỗi panel đã thi công thực hiện theo đúng yêu cầu của hồ sơ thiết kế & chủ đầu tư.
– Trong quá trình đào hào xây dựng tường chống thấm, đễ đảm bảo dung dịch C-B luôn đầy trong hào, khi gầu đào bắt đầu nhô lên khỏi mặt dung dịch người trưởng ca thi công báo ngay cho người vận hành ở trạm trộn bằng máy bộ đàm. Ngay lập tức vữa C-B được vào khoang đào bù vào thể tích đất vừa được gầu đào đưa ra khỏi khoan đào. Việc bù vữa C-B liên tục trong quá trình đào đất sẽ giữ cho thành hào không bị sạt lở hạn chế công việc xử lý đất sạt lở và tiết kiệm được vữa chống thấm.
4. Kiểm tra chất lượng thi công tường chống thấm:
4.1. Yêu cầu chung của công tác kiểm tra chất lượng thi công:
– Tường chống thấm là một hạng mục rất quan trọng của đập đất đòi hỏi phải được kiểm tra chặt chẽ đúng quy định. Việc kiểm tra chất lượng tường chống thấm bao gồm việc kiểm tra đánh giá ở trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường. Công việc kiểm tra đánh giá do các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật có nhiều kinh nghiệm, thành thạo công việc và có tinh thần trách nhiệm cao thực hiện và phải được trang bị đầy đủ trang thiết bị, dụng cụ kiểm tra thí nghiệm cần thiết.
– Việc kiểm tra đánh giá chất lượng bao hàm việc kiểm tra độ chính xác về vị trí, kích thước hình học của tường, chất lượng của vật liệu làm tường và chất lượng thi công tường.
4.2. Phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng:
4.2.1. Kiểm tra kích thước hình học, vị trí tường chống thấm:
Trong quá trình thi công tường hào chống thấm tại mỗi công đoạn, dùng các máy chuyên dùng để kiểm như máy thăng bằng để xác định cao trình đỉnh tường, thước thép kiểm tra chiều dài tường & tại mỗi Panel khi đào dùng quả rọi có trọng lượng lớn thả dây để kiểm tra chiều sâu tường.
4.2.2. Kiểm tra vữa dung dịch làm tường chống thấm:
* Kiểm tra chất lượng vữa làm tường chống thấm; đầu tiên phải kiểm tra ngay các vật liệu làm vữa như : chất lượng & chủng loại của xi măng, Bentonite, nước & các phụ gia (nếu có).
– Xi măng – Theo TCVN 4030-1985
– Nước – Theo TCVN 73-88
– Bentonite
– Phụ gia Sika BV40 – Theo TCVN 107-1999
* Kiểm tra chất lượng của dây chuyền sản xuất vữa và chất lượng của từng mẻ vữa sau khi được sản xuất như:
– Độ nhớt tối thiểu 35 giây 40÷75 giây.
– Trọng lượng vữa 1,15÷1,25 Tấn/m3.
– Đô tách nước của vữa < 4% sau 3 giờ.
4.2.3. Kiểm tra chất lượng tường chống thấm C-B:
* Công tác kiểm tra chất lượng tường chống thấm được thực hiện lấy mẫu kiểm tra ngay từ lúc thi công mỗi Panel, công tác lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu :
– Dung trọng vữa gw=1,15 ÷1,25 Tấn/m3.
– Độ tách nước của vữa < 4% sau 3 giờ.
– Cường độ nén của mẫu qu > 1 Kg/cm2.
– Hệ số thấm K £ 4,5.10-6 cm/s.
* Công tác kiểm tra sẽ được tổng hợp và đánh giá ngay sau mỗi đoạn thi công, chất lượng tường chống thấm trên mỗi Panel không đạt theo yêu cầu trên sẽ bị loại bỏ và thi công lại.
4.3. Đánh giá chung chất lượng thi công–Nghiệm thu công việc hòan thành:
Trên cơ sở những tài liệu nghiệm thu công việc hòan thành trong từng giai đoạn, tiến hành tổng hợp, đánh giá chất lượng tổng thể của toàn bộ tường chống thấm, đánh giá chi tiết tỷ lệ số mẫu đạt và vượt theo yêu cầu và tính toán khối lượng, thống kê những mẫu có cùng chỉ tiêu đánh giá chất lượng, mức độ biến động chất lượng mẫu, nhận xét và kiến nghị những kinh nghiệm từ công trình thi công để lưu ý cho các công trình xây dựng kế tiếp. Nghiệm thu khối lượng xây dựng hòan thành công tác xây dựng tường chống thấm.
5. Kết luận:
Quy trình thi công tường chống thấm C-B dựa trên tài liệu hướng dẫn thi công tường chống thấm C-B và thực tiễn thi công tường hào của các công trình: Đập Dầu Tiếng – Tây Ninh, Đập Dương Đông – Kiên Giang, Đập Esoup- Đắk Lắk..vv của Công ty Bachysoletanche & Công ty cổ phần tư vấn xây dựng thủy lợi II – Hec II, giúp các cho nhà thiết kế và thi công hiểu biết một cách tổng quát quá trình thi công tường hào Cement – Bentonite.
