chương 1. THỰC TRẠNG MẶT ĐÊ BÊ TÔNG CỦA CÁC TUYẾN ĐÊ THUỘC HỆ THỐNG SÔNG THÁI BÌNH. Tổng quan tình hình đê điều và vai trò của đê điều đối với thành phố Hải Phòng. Hệ thống sông Thái Bình.
Hệ thống đê sông Hồng và sông Thái Bình. Mạng lưới sông và hệ thống cửa sông trên địa bàn thành phố Hải Phòng. Hệ thống đê điều thành phố Hải Phòng. Phân tích nguyên nhân hư hỏng mặt đê và ảnh hưởng đến kết cấu công trình.Tính toán kết cấu mặt đường bê tông cho đê Hải Phòng.
Phân tích nguyên nhân gây hư hỏng mặt đê. Nghiên cứu ảnh hưởng tình trạng hư hỏng mặt đê đến kết cấu và sự làm việc của đê. Kết luận chương 2. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HƯ HỎNG MẶT ĐÊ BÊ TÔNG THUỘC HỆ THỐNG SÔNG THÁI BÌNH.
Giải pháp thường sử dụng để khắc phục hư hỏng mặt đê bê tông.1 Sửa chữa hư hỏng khe co giãn .2 Sửa chữa các vết nứt trên tấm .3 Sửa chữa các miếng vỡ góc cạnh .4 Sửa chữa cục bộ. Giải pháp dùng vật liệu mới nhằm tăng độ bền cho mặt đê bê tông.1 Khái niệm về bê tông tự lèn .2 Đặc điểm và vật liệu của bê tông tự lèn. Thiết kế thành phần BTTL.1 Vật liệu sử dụng .2 Thiết kế thành phần bê tông tự lèn. Công nghệ sản xuất BTTL và đánh giá hiệu quả kinh tế.1 Công nghệ sản xuất BTTL .2 Công nghệ sửa chữa hư hỏng mặt đê bằng BTTL .3 Đánh giá hiệu quả kinh tế.
Kết luận chương 3 .72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU BTTL, SCC : Bê tông tự lèn BTT : Bê tông thường BTXM : Bê tông xi măng PC : Xi măng Pooclăng Rbh : Cường độ bê tông bão hòa Rkhô : Cường độ bê tông không bão hòa PCB : Xi măng Pooclăng hỗn hợp TCVN : Tiêu chuẩn Việt nam X : Xi măng B : Bột CKD : Chất kết dính N/X : Tỉ lệ nước/xi măng theo khối lượng X/N : Tỉ lệ xi măng /nước theo khối lượng C : Cát Đ : Đá PG : Phụ gia hóa M : Phụ gia khoáng mịn A : Không khí CP : Cấp phối bê tông PL : Phụ lục DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Sử dụng xà lan bê tông để xây dựng đê biển. Đê biển Afsluidijk sau khi hoàn thành. Bản đồ dự án Zuiderzee Works project.
Đê biển Markerwaard sau khi hoàn thành. Đê biển Edogawa – Tokyo, Nhật Bản. Giethoorn, Hà Lan với hệ thống kênh rạch hòa lẫn kiến trúc nhà cổ điển. Bờ sông Kamo ở trung tâm Kyoto- Nhật Bản.
Đê bờ trái sông Yodo ở Osaka- Nhật Bản. Một đoạn đê sông Elbe, Berlin, Đức. Đê biển Cát Hải, Hải Phòng. Mạng lưới sông suối thành phố Hải Phòng.
Nứt nẻ mặt đê bê tông trên tuyến đê tả Văn Úc. Một đoạn mặt đê bị hư hỏng do xe cơ giới. Hiện trạng mặt đê hư hỏng trên tuyến đê hữu sông Cấm. Mặt đê hư hỏng trên tuyến đê tả Thái Bình.
Một đoạn mặt đê trên tuyến đê tả Thái Bình. Mặt cắt ngang thiết kế đê tả sông Cấm. Mô hình Winkler. Sơ đồ mô tả trạng thái ứng suất của nền – mặt đường dưới tác dụng của tải trọng bánh xe.
Dạng đường nứt điển hình của mặt đường bê tông. Nứt dẻo mặt đường bê tông trên tuyến đê tả sông Cấm - Hải Phòng. Nứt do cắt mối nối chậm. Nứt trên diện rộng.
Vỡ cạnh khe. Cấu tạo mặt đê. Hiện tượng sạt lở mái đê. Hiện tượng lún sụt nền đất đắp.
Nền đê bị co rút, rạn nứt. Hư hỏng cống do mối nối cống bị hư hỏng, trần cống bị sụt. Máy cắt vết nứt bê tông xi măng. Mặt cắt vá mặt đường.
Mặt bằng vá mặt đường. Sửa chữa vết nứt góc nhọn. Mở rộng rãnh bằng cắt miếng. Hình dạng tro bay dưới kính hiển vi.
Trộn bê tông tự lèn tại phòng thí nghiệm. Thí nghiệm đo độ chảy xòe của hỗn hợp bê tông. Đúc mẫu và kiểm tra cường độ nén. Sơ đồ công nghệ sản xuất bê tông tự lèn .68 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thành phần và chỉ tiêu cơ lí của bê tông mặt đê cũ .2 Thành phần hóa học của xi măng PC40 Bút Sơn .3 Thành phần khoáng của xi măng PC40 Bút Sơn.4 Tính chất vật lí của xi măng PC40 Bút Sơn .5 Chỉ tiêu tính chất vật lí của cát .6 Thành phần hạt của cát .7 Chỉ tiêu cơ lí của đá dăm .8 Cấp phối hạt của đá dăm.9 Thành phần hóa học của Tro bay (%).10 Thành phần hóa học của Tro tuyển Phả Lại .11 Thành phần cấp phối của BTTL tính toán.12 Thành phần cấp phối BTTL điều chỉnh lượng nước trộn bằng thực nghiệm .13 Kết quả kiểm tra thí nghiệm độ chảy xòe và cường độ .14 Bảng thành phần cấp phối BTTL mác 30.15 Bảng so sánh thành phần bê tông .16 Bảng tổng hợp kinh phí (bê tông thường) .17 Bảng tổng hợp kinh phí (bê tông tự lèn).
Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam có đường bờ biển dài trên 3260 km, trải dài từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Hà Tiên (Kiên Giang) với 29 tỉnh và thành phố tiếp giáp với biển. Hiện nay dọc ven biển Việt Nam đã có hệ thống đê biển kết hợp với đê cửa sông với các qui mô khác nhau được hình thành từ lâu, bảo vệ cho sản xuất, dân sinh kinh tế của các vùng trũng ven biển. Đây là một nguồn tài sản lớn của đất nước; nếu được tu bổ, nâng cấp phù hợp, thì hệ thống đê biển và đê cửa sông sẽ là cơ sở vững chắc tạo đà phát triển kinh tế, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Ngược lại, nếu không được đầu tư bảo vệ, củng cố nâng cấp, thì cơ sở hạ tầng này có thể bị hư hỏng, giảm hiệu quả của các tuyến đê.
Thành phố Hải Phòng nằm trong vùng hạ lưu, nơi tập trung toàn bộ 11 nhánh sông chính của hệ thống sông Thái Bình với tổng chiều dài trên 275 km, chuyển tải toàn bộ lượng dòng chảy lũ hệ thống sông Thái Bình và một phần lũ sông Hồng ra biển qua bốn cửa sông. Điều kiện địa lý tự nhiên đã tạo nên cho Hải Phòng nhiều lợi thế về tài nguyên đất, tài nguyên nước, giao thông vận tải, thuỷ sản… Đó là những điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế-xã hội. Song, Hải Phòng cũng là nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng của các yếu tố thiên tai bão, lũ, triều cường và các hệ quả của nó như sóng, nước dâng do bão, úng lụt, bồi lắng và xói lở bờ bãi, xâm nhập mặn…, gây ảnh hưởng đến sự ổn định và phát triển bền vững kinh tế - xã hội của Thành phố. Vì vậy, các công trình đê điều đóng góp một phần không nhỏ trong sự phát triển của thành phố Hải Phòng.
Từ năm 1975 đến nay, nước ta bước vào sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nên các công trình thuỷ lợi được xây dựng bằng bê tông ngày càng nhiều với chất lượng và tuổi thọ được nâng cao hơn. Hiện nay, ở các công trình đê điều ưu tiên sử dụng bê tông trong việc cứng hóa mặt đê, trên cơ sở đó tạo điều kiện cho việc sử dụng kết hợp mặt đê làm đường giao thông. Tuy nhiên hiện tượng hư hỏng , nứt rỗ mặt đê bê tông trong các công trình đê dẫn đến hư hỏng các kết cấu công 2 trình cũng xảy ra phổ biến hơn. Đặc biệt trên nhiều tuyến đê kết hợp giao thông, nên ngoài việc bê tông bị nứt nẻ, trơ đá, mặt đê xuống cấp còn gây khó khăn cho việc đi lại.
Khi bê tông bị nứt, hư hỏng, nước mặt có thể thấm vào thân đê, làm cho đê kém ổn định. Bất cứ sự làm việc không ổn định nào của đê đều dẫn đến những nguy cơ tiềm ẩn như sạt lở đê, nguy hiểm hơn có thể gây ra tình trạng vỡ đê, nhất là trong tình hình biến đổi khí hậu phức tạp như hiện nay. Khi hệ thống đê điều bị phá hoại, kéo theo đó là những thiệt hại khôn lường về con người và tài sản mà không thể tính toán trước được. Vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp vật liệu mới kéo dài tuổi thọ các công trình đê bê tông, đặc biệt là đê kết hợp đường giao thông và sửa chữa hư hỏng mặt đê, đảm bảo sự an toàn trong quản lý, sử dụng là vấn đề mang tính khoa học, kinh tế và thực tiễn rõ rệt.
Mục tiêu của Đề tài: - Nghiên cứu vật liệu mới để sửa chữa hư hỏng mặt đê trên các tuyến đê trong phạm vi địa bàn thành phố Hải Phòng. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: - Thu thập các tài liệu, phân tích và tổng hợp, kế thừa các tài liệu thực tế của khu vực nghiên cứu: tổng quan về hiện trạng hệ thống đê biển và đê cửa sông của Việt Nam nói chung và của Hải Phòng nói riêng. - Dựa vào cơ sở lý thuyết kết hợp với thí nghiệm trong phòng để tìm ra loại vật liệu mới dùng cho việc sửa chữa những hư hỏng mặt đê bê tông. Các kết quả đạt được: Trên cơ sở các cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu đề ra, tác giả dự kiến đề tài đạt được một số kết quả sau: - Đánh giá hiện trạng các tuyến đê thuộc hệ thống đê sông Thái Bình qua địa phận thành phố Hải Phòng, xác định các nguyên nhân phá hoại gây hư hỏng, xuống cấp của tuyến đê.
- Đưa ra một phương pháp nghiên cứu giải pháp vật liệu trong việc sửa chữa hư hỏng và xây dựng mặt đê bê tông. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÊ TÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH ĐÊ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1. Tổng quan về tình hình sử dụng bê tông cho các công trình đê trên thế giới. Ở các nước châu Âu phát triển như Hà Lan, Đức, Đan Mạch,.đê biển đã được xây dựng rất kiên cố, nhằm chống được lũ biển (triều cường kết hợp với nước dâng) với tần suất hiếm trong đó đặc biệt phải kể đến Hà Lan (quốc gia với khoảng 50% diện tích nằm dưới mực nước biển).
Từ những năm 1950, Hà Lan đã triển khai xây dựng nhiều công trình đê biển và công trình ngăn sông quy mô lớn như dự án Deltaplan với một hệ thống các công trình được xây dựng để bảo vệ 150000ha đất. Hà Lan là vùng đất thấp, châu thổ của 4 con sông Rhine, Maas, Schelde và IJssel.