Giới thiệu một số công nghệ thi công hiện nay

1. Đập phao liên hợp:

- Đập phao liên hợp là công nghệ ngăn sông lắp ghép kết cấu trong nước. Công trình được chia thành nhiều đơn nguyên hoàn chỉnh có kết cấu nhẹ, được chế tạo tại một vị trí khác, sau đó được di chuyển bằng đường thuỷ đến vị trí công trình, chúng được định vị, hạ chìm, liên kết với nhau và với nền, lắp đặt cửa van tạo thành công trình ngăn sông.

Các công nghệ này có ưu điểm là thi công lắp ghép ngay tại lòng sông mà không phải làm đê quai, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, thời gian thi công ngắn. Đập phao liên hợp có kết cấu chính bao gồm các trụ pin, bản đáy, cửa van điều tiết liên kết lắp ghép với nhau tạo thành công trình ngăn sông.

- Trụ pin, bản đáy:

Để thi công lắp ghép được ở trong nước thì kết cấu trụ, bản đáy được bố trí, thiết kế tối ưu vừa đảm bảo khả năng chịu lực trong từng giai đoạn thi công cũng như khi hoàn thiện công trình đưa vào khai thác sử dụng vừa có thể dễ dàng di chuyển và lắp đặt vào vị trí. 

Về cách thức liên kết giữa trụ pin và bản đáy, đập phao liên hợp được chia làm hai dạng:

+ Dạng 1: Hộp đáy, trụ pin liền khối với nhau tạo thành một đơn nguyên xà lan hoàn chỉnh, có thể kết hợp nhiều khoang cống trên một đơn nguyên để giảm số lượng đơn nguyên trong một công trình (Hình 1).

Hình 1. Cấu tạo đập phao liên hợp - dạng 1

+ Dạng 2: Hộp dầm đáy, trụ pin tách rời nhau, sau đó được lắp ghép và liên kết khớp tại vị trí công trình (Hình 2).

Hình 2. Cấu tạo đập phao liên hợp - dạng 2

- Nền móng :

Nền móng chịu toàn bộ tải trọng (bao gồm trọng lượng bản thân và các ngoại lực tác dụng) mà công trình truyền xuống. Tuỳ theo điều kiện làm việc cũng như dạng kết cấu của mỗi công trình mà các hình thức gia cố nền sẽ khác nhau. Nền được thi công hoàn toàn trong nước bằng các thiết bị trên hệ nổi bảo gồm các công việc như: nạo vét hố móng, rải lớp đệm, đầm và làm phẳng hố móng, thi công cọc (nếu nền được gia cố bằng cọc). Nền phải được hoàn thiện và kiểm tra kỹ trước khi lắp đặt các kết cấu bên trên.

Hình 3. Thi công nền móng trong nước

+ Chế tạo, di chuyển và lắp ghép các đơn nguyên :

Các đơn nguyên được được chế tạo trong hố móng ở một vị trí thuận lợi. Sau khi chế tạo xong, hố móng sẽ được cho đầy nước để tầu kéo có thể vào đưa các đơn nguyên này di chuyển theo đường dẫn đến vị trí công trình. Tại đó, các đơn nguyên sẽ được căn chỉnh và định vị chính xác vào vị trí bởi hệ thống neo định vị, sau đó tiến hành bơm nước vào các khoang để chúng từ từ chìm xuống theo hệ thống dẫn hướng và đặt lên nền đã được chuẩn bị sẵn hoặc khớp vào các kết cấu khác đã được lắp đặt trước đó.

Hình 4. Chế tạo các xà lan trong hố móng

Sau khi kiểm tra và căn chỉnh lại cao độ cho đúng với thiết kế, tiến hành liên kết chúng với hệ thống cọc và với nền.

Hình 5. Di chuyển xà lan khỏi hố móng

Hình 6. Định vị, hạ chìm đơn nguyên xà lan

- Cửa van :

Đập phao liên hợp có thể kết hợp với tất cả các loại cửa van khẩu độ lớn như: Cửa van phẳng, cửa van cung, cửa van phao, cửa van trụ xoay, cửa van cổng v.v... để tạo thành công trình ngăn sông hoàn chỉnh.

Đập phao liên hợp còn có thể kết hợp làm âu thuyền, cầu giao thông để đảm bảo về giao thông thuỷ, bộ nếu có yêu cầu.

 

* Kết luận :

Với những cửa sông lớn và sâu, các biện pháp thi công truyền thống sẽ phức tạp trong nhiều trường hợp là không khả thi kể cả với giá thành xây dựng cao. Giải pháp công trình thi công trong nước là một hướng nghiên cứu mới, hiện đại phù hợp với thực tế, có tính khả thi cao mang lại hiệu quả kinh tế xã hội rất lớn. Đập phao liên hợp là một trong những kết quả nghiên cứu khoa học có khả năng ứng dụng rất lớn để xây dựng các công trình ngăn sông rộng, cột nước sâu.

Hình 7. Tổng thể đập phao liên hợp - dạng 1 

Hình 8. Tổng thể đập phao liên hợp - dạng 2 

 

* Công nghệ khoan phụt chống thấm cho công trình thủy lợi :

+ Chống thấm cho công trình thuỷ lợi là một yêu cầu hết sức quan trọng, cần quan tâm ngay từ khâu thiết kế ban đầu. Các công trình sau một thời gian sử dụng nếu xuất hiện thấm thì việc sửa chữa sẽ rất khó khăn và  tốn kém. Trong trường hợp này, công nghệ khoan phụt chống thấm thường được sử dụng để xử lý thấm cho đê, đập. Tuy nhiên, khái niệm này hiện nay còn bị hiểu một cách chưa đầy đủ. Vì vậy, bài viết này sẽ giới thiệu một số công nghệ khoan phụt đã được sử dụng cho công trình thuỷ lợi, đặc biệt mới là khoan phụt kiểu tia (Jet-grouting) và khoan phụt hoá chất (Chemical grouting) đã được chúng tôi thực hiện trong thời gian gần đây.
- Các biện pháp chống thấm cho công trình thủy lợi:

Biện pháp khoan phụt được phân loại như sau:

 + Theo biện pháp đưa chất kết dính vào trong đất

 + Theo loại vật liệu chất kết dính

- Phân loại khoan phụt theo phương pháp đưa chất kết dính vào trong đất:

+ Khoan phụt áp lực : Mục tiêu của phương pháp là sử dụng áp lực phụt để ép vữa xi măng (hoặc ximăng– sét) lấp đầy các lỗ rỗng trong các kẽ rỗng của nền đá nứt nẻ. Gần đây, đã có những cải tiến để phụt vữa cho công trình đất (đập đất, thân đê, ... ).

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nền đá nứt nẻ, quy trình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chỉnh. Tuy nhiên. với đất cát mịn hoặc đất bùn yếu, mực nước ngầm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa sẽ đi theo hướng nào. Do đó hiệu quả chống thấm không lâu dài.

+ Khoan phụt kiểu ép đất:

 Khoan phụt kiểu ép đất là biện pháp sử dụng vữa phụt có áp lực, ép vữa chiếm chỗ của đất. Biện pháp này thường được sử dụng trong xử lý nền đất yếu.

+ Khoan phụt thẩm thấu :

Khoan phụt thẩm thấu là biện pháp ép vữa (thường là hoá chất hoặc ximăng cực mịn) với áp lực nhỏ để vữa tự đi vào các lỗ rỗng. Do vật liệu sử dụng có giá thành cao nên biện pháp này ít áp dụng.

+ Khoan phụt cao áp ( Jet – grouting ) :

 Biện pháp này được sử dụng nhiều trong cải tạo nền đất yếu dựa vào nguyên lý cắt nham thạch và trộn đất tại chỗ với chất kết dính (xi măng, vôi, …) bằng dòng nước áp lực tạo thành các cọc ximăng đất.   Khi thi công các  cọc chồng lấn lên nhau (overlap) tạo thành tường (cut off wall) có tác dụng chống thấm . Nguyên lý sẽ được mô tả ở phần sau .

- Phân lọai khoan phụt theo vật liệu kết dính :

+ Khoan phụt xi măng :

Xi măng, xi măng-sét, ximăng - vôi - sét là vật liệu thông dụng trong khoan phụt chống thấm và xử lý nền.

+ Khoan phụt hóa chất :

Khoan phụt hoá chất cũng đã có lịch sử khá lâu đời. Loại vật liệu trước đây được sử dụng nhiều là nước thuỷ tinh. Tuy nhiên, sau một thời gian hỗn hợp thuỷ tinh - đất dễ bị mục mất tác dụng. Hơn nữa, nước thuỷ tinh có tính ăn mòn kim loại làm hư hại thiết bị.

Xu hướng hiện nay người ta dùng hóa chất ARC (Acrilic Reinforced Composite); đây là dung dịch 3 thành phần: nhựa - chất xúc tác - xúc tiến. Bằng cách chỉnh hàm lượng các chất xúc tác để tạo ra các dung dịch phù hợp với các điều kiện cụ thể; ví dụ: khi cần xử lý sâu, đông rắn nhanh …

       Hình 2 minh họa xử lý một khe co giãn của khớp nối công trình BTCT, hoặc một vết nứt trên bề mặt tường bê tông gây thấm. Giải pháp này được áp dụng rất có hiệu quả khi xử lý các công trình bị thấm: đơn giản - hiệu quả - rẻ tiền .

   Hình 2- Xử lý thấm bằng khoan phụt hoá chất