www.vncold.vn Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam
───────────────────────────────────────────────
235
NGHI£N CøU øNG DôNG KÕT CÊU CèNG L¾P GHÐP
B»NG Cõ Bª t«ng cèt thÐp Dù øNG LùC
ë §åNG B»NG S¤NG CöU LONG
ThS. Phan Thanh Hïng1 vµ céng t¸c viªn*
Tãm t¾t: Bµi viÕt ®Ò xuÊt nguyªn lý tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ c«ng nghÖ thi c«ng mét kÕt cÊu cèng
míi l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc: KÕt cÊu bÒn v÷ng, kÕt hîp giao th«ng thuû bé thuËn
lîi, thi c«ng gi÷a lßng s«ng (kh«ng ®¾p ®ª qu©y vµ dÉn dßng thi c«ng), tiÕn ®é thi c«ng nhanh, chi phÝ
®Çu t− rÎ,... phï hîp x©y dùng ë vïng ¶nh h−ëng triÒu thÊp ®ång b»ng s«ng Cöu Long.
1. §Æt vÊn ®Ò
Tõ tr−íc ®Õn nay trong lÜnh vùc kü thuËt thñy lîi, c¸c c«ng tr×nh x©y dùng cèng ë ViÖt
Nam phÇn lín lµ c¸c lo¹i cèng ®ång b»ng kiÓu bª t«ng cèt thÐp truyÒn thèng lµm. Tïy thuéc yªu
cÇu sö dông, cèng ®−îc thiÕt kÕ cã mét hoÆc nhiÒu khoang cöa cèng, kÝch th−íc chiÒu réng tõ B
= 2÷3m ®Õn hµng tr¨m mÐt.
Qua khai th¸c sö dông c¸c c«ng tr×nh ®· x©y dùng cho thÊy h¹n chÕ cña kÕt cÊu cèng kiÓu
truyÒn thèng:
- Thu hÑp dßng ch¶y qu¸ lín, th−êng 50÷70% gi¶m kh¶ n¨ng tiªu tho¸t n−íc, lµm thay ®æi
m«i tr−êng tù nhiªn, ph¶i xö lý tiªu n¨ng tèn kÐm.
- DiÖn tÝch mÊt ®Êt vÜnh viÔn lín ®Ó thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh g©y khã kh¨n trong c«ng
t¸c ®Òn bï gi¶i phãng mÆt b»ng.
- Ph¶i thi c«ng trong ®iÒu kiÖn lµm kh« hè mãng, nªn thêi gian thi c«ng kÐo dµi,… ¶nh
h−ëng ®Õn m«i tr−êng, ®êi sèng vµ s¶n xuÊt cña nh©n d©n.
- Gi¸ thµnh c«ng tr×nh cao (750÷900 triÖu ®ång/1m ngang cöa cèng).
§Ó kh¾c phôc c¸c tån t¹i nªu trªn cña kÕt cÊu cèng kiÓu truyÒn thèng, trong nh÷ng n¨m
qua nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p kÕt cÊu cèng míi ®· ®−îc ¸p dông vµo thùc tiÔn
s¶n xuÊt.
Bµi viÕt nµy giíi thiÖu "KÕt cÊu cèng l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc" do
ViÖn Khoa häc Thuû lîi miÒn Nam chñ tr× phèi hîp víi ViÖn Khoa häc Thuû lîi vµ Së N«ng
nghiÖp vµ Ph¸t triÓn n«ng th«n B¹c Liªu thùc hiÖn, ®· øng dông ë c«ng tr×nh cèng ng¨n mÆn
Ninh Quíi (tØnh B¹c Liªu) n¨m 2003 - 2004.
________________
1. ViÖn Khoa häc Thuû lîi miÒn Nam.
* Céng t¸c viªn: TS. T¨ng §øc Th¾ng, KS. Do·n V¨n HuÕ, KS. NguyÔn Träng TuÊn.
www.vncold.vn Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam
───────────────────────────────────────────────
236
2. KÕt cÊu cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc
- Tªn c«ng tr×nh: Cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi.
- §Þa ®iÓm x©y dùng: Trªn kªnh Ngan Dõa - CÇu SËp x· Ninh Quíi, huyÖn Hång D©n, tØnh
B¹c Liªu.
- NhiÖm vô c«ng tr×nh:
+ Cïng víi c¸c c«ng tr×nh kh¸c ng¨n mÆn, gi÷ ngät ®¶m b¶o æn ®Þnh s¶n xuÊt cho 80.000
ha lóa (tiÓu vïng ngät) phÝa B¾c tØnh B¹c Liªu, Sãc Tr¨ng.
+ KÕt hîp thuËn tiÖn giao th«ng thuû vµ bé khi cã ®iÒu kiÖn.
2.1. Quy m« kÕt cÊu cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi
2.1.1. KÕt cÊu chÞu lùc
+ Th©n cèng: Th©n cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi ®−îc thiÕt kÕ b»ng hµng cõ bª t«ng cèt thÐp
dù øng lùc (theo c«ng nghÖ NhËt B¶n) lo¹i W400A-1000 h×nh d¹ng ch÷ C (C−êng ®é bª t«ng
[Rb]= 650kg/cm2; M«men chèng uèn cho phÐp [Mc]=200KN.m) chiÒu dµi 8 ÷14 m ®ãng s©u
vµo ®Êt nÒn ®−îc tÝnh to¸n theo nguyªn lý "ngµm trong ®Êt" ghÐp nèi liªn liªn tôc víi nhau t¹o
thµnh mét liªn kÕt chÞu lùc v÷ng ch¾c.
+ Trô pin: Trô pin cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi lµ kÕt cÊu trô ®µi cao gåm 6 cäc bª t«ng cèt
thÐp dù øng lùc W400A-1000 ghÐp óp vµo nhau thµnh hµng 3 cäc kÐp däc dßng ch¶y, ®Çu cäc
liªn kÕt víi nhau b»ng ®µi cäc réng 110cm, cao 80cm, dµi 400cm, ®−îc ®æ liÒn khèi víi dÇm
gi»ng ®Çu cõ.
2.1.2. KÕt cÊu chèng thÊm
KÕt cÊu chèng thÊm qua nÒn c«ng tr×nh cèng Ninh Quíi lµ t−êng cõ bª t«ng cèt thÐp dù
øng lùc W400A-1000 chiÒu dµi 10m nèi tiÕp víi t−êng cõ th©n cèng ®ãng s©u vµo ®Êt nÒn ®Õn
cao tr×nh -12,35. §Ó ®¶m b¶o kÝn n−íc qua t−êng cõ, gi÷a khíp nèi cã cÊu t¹o vËt liÖu kÝn n−íc
b»ng nhùa tæng hîp cã ®é bÒn cao (Elastic Vinyl Choloride). Trªn t−êng cõ chèng thÊm vµ lµ
dÇm van bª t«ng cèt thÐp M300 cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ U óp réng 95cm, cao 80cm, dÇm van
chôp lªn ®Çu hµng t−êng cõ chèng thÊm, liªn kÕt kÝn n−íc b»ng tÊm cao su Neopren dµy
10÷15cm d¹ng èng, mÆt trªn dÇm van ph¼ng cã bu l«ng ch©n chÎ ch«n s½n trong dÇm ®Ó liªn
kÕt víi bé phËn kÝn n−íc cña cöa van.
Cöa van, dÇm van vµ t−êng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc chèng thÊm t¹o nªn mét tÊm
ng¨n c¸ch bÒn v÷ng kh«ng cho phÐp n−íc mÆn x©m nhËp qua c«ng tr×nh.
2.1.3. KÕt cÊu cöa van cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi
§Ó ®¶m b¶o yªu cÇu tiªu tho¸t n−íc, h¹n chÕ thu hÑp dßng ch¶y tù nhiªn vµ thuËn tiÖn
giao th«ng thuû trong vïng. KÕt cÊu cöa van cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi lùa chän lµ lo¹i cöa
Clape trôc d−íi chiÒu réng B=15m, chiÒu cao H=4m.
C«ng tr×nh n»m ë vïng chua mÆn, kh¶ n¨ng ¨n mßn kim lo¹i cña m«i tr−êng lµ rÊt lín,
nh»m ®Ó t¨ng tuæi thä cña cöa van, tÊt c¶ c¸c chi tiÕt thÐp CT3 ®−îc phun m¹ kÏm vµ s¬n ep«xy
chèng rØ, b¶n mÆt ch¾n n−íc b»ng cõ b¶n nhùa.
www.vncold.vn Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam
───────────────────────────────────────────────
237
2.2. C«ng nghÖ thi c«ng cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi
C«ng nghÖ thi x©y dùng cèng Ninh Quíi gi÷a lßng s«ng tù nhiªn trong ®iÒu kiÖn ngËp
n−íc (kh«ng ®¾p ®ª qu©y vµ ®µo kªnh dÉn dßng thi c«ng). ThiÕt bÞ thi c«ng ®ãng cõ bª t«ng cèt
thÐp dù øng lùc b»ng thiÕt bÞ chuyªn dïng theo ph−¬ng ph¸p "Ðp rung vµ xãi nÒn". Cèng ®−îc
thi c«ng l¾p ghÐp c¸c cÊu kiÖn c«ng tr×nh ®· ®−îc gia c«ng chÕ t¹o s½n trong nhµ m¸y theo thiÕt
kÕ (cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc, dÇm van, cöa van, cÇu giao th«ng,...).
2.2.1. Thi c«ng th©n cèng
C«ng tr×nh ng¨n mÆn Ninh Quíi b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc lµ mét lo¹i h×nh kÕt
cÊu míi ®−îc øng dông lÇn ®Çu tiªn ë ViÖt Nam trong x©y dùng c«ng tr×nh ®Ëp ng¨n mÆn, ®©y
lµ c«ng tr×nh l¾p ghÐp trong n−íc nªn viÖc thi c«ng ®−îc thùc hiÖn víi ®é chÝnh x¸c cao.
Toµn bé cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc, thiÕt bÞ thi c«ng (cÇn cÈu, b¬m thuû lùc cao ¸p,
bóa rung, hÖ cäc ®Þnh vÞ, sµn ®¹o) ®−îc tËp kÕt trªn sµ lan di chuyÓn vµo vÞ trÝ x©y dùng c«ng
tr×nh. Cõ b¶n ®−îc thi c«ng ®ãng liªn tôc tõ bê ph¶i sang bê tr¸i. Trong qu¸ tr×nh thi c«ng ®ãng
cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc kiÓm tra vµ ®iÒu chØnh chÝnh x¸c vÞ trÝ c¸c thanh cõ theo yªu cÇu
thiÕt kÕ ®Ó thuËn tiÖn l¾p ghÐp c¸c cÊu kiÖn tiÕp sau (dÇm van, kÝn n−íc bªn vµ cöa van).
2.2. 2. Thi c«ng l¾p ®Æt dÇm van
DÇm van bª t«ng cèt thÐp ®−îc ®óc t¹i nhµ m¸y vµ vËn chuyÓn xuèng c«ng tr−êng b»ng sµ
lan. Tr−íc khi l¾p ghÐp dÇm van vµo vÞ trÝ thiÕt kÕ tiÕn hµnh d¸n líp cao su kÝn n−íc vµo dÇm
van. Dïng cÈu h¹ dÇm van vµo vÞ trÝ thiÕt kÕ.
2.2.3. Thi c«ng trô pin vµ dÇm gi»ng ®Çu cõ
L¾p dùng dµn gi¸o, thi c«ng l¾p dùng cèt thÐp vµo ®Çu cõ phÇn nèi tiÕp bê, l¾p r¸p v¸n
khu«n thi c«ng dÇm ®Çu cõ, trô pin, trô cÇu giao th«ng.
2.2.4. Thi c«ng l¾p ®Æt cöa van
Sau khi thi c«ng dÇm gi»ng ®Çu cõ vµ trô pin, cÈu l¾p cöa van vµo khe van, l¾p bé phËn kÝn
n−íc bªn vµo trô pin cèng, kiÓm tra c¸c bé phËn kÝn n−íc c«ng tr×nh.
2.2.5. Thi c«ng l¾p ®Æt cÇu giao th«ng
CÇu giao th«ng c«ng tr×nh ng¨n mÆn Ninh Quíi gåm hai phÇn:
PhÇn kÕt cÊu cÇu bª t«ng cèt thÐp ®−îc thi c«ng cïng víi dÇm gi»ng ®Çu t−êng cõ bª t«ng
cèt thÐp dù øng lùc phÝa hai bªn bê cña c«ng tr×nh.
PhÇn kÕt cÊu cÇu giµn thÐp ®−îc gia c«ng chÕ t¹o ë nhµ m¸y cïng víi cöa van vµ vËn
chuyÓn xuèng c«ng tr−êng. Sau khi thi c«ng xong phÇn cÇu bª t«ng, tiÕn hµnh l¾p ®Æt phÇn cÇu
giµn thÐp b»ng cÈu ®Æt trªn sµ lan.
2.3. Quy tr×nh vËn hµnh cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi
+ VÒ mïa m−a: tõ th¸ng 6 ®Õn th¸ng 11 cöa ®−îc h¹ xuèng hÕt ë vÞ trÝ n»m song song víi
dßng ch¶y lµm nhiÖm vô th¸o n−íc kÕt hîp giao th«ng thñy.
+ VÒ mïa kh«: tõ th¸ng 12 ®Õn th¸ng 5 (n¨m sau) cöa van ®−îc ®ãng hoµn toµn ®Ó lµm
nhiÖm vô ng¨n mÆn gi÷ n−íc t−íi cho vïng th−îng l−u.
Quy tr×nh vËn hµnh cÇu giao th«ng:
www.vncold.vn Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam
───────────────────────────────────────────────
238
- Hµnh tr×nh n©ng cÇu giao th«ng: Khi cöa van më ®Ó cho l−u th«ng thñy mµ c¸c lo¹i giao
th«ng thñy nh− sµ lan, x¸ng c¹p cã cao tr×nh cña cÇn cÈu hoÆc ®Ønh cña thiÕt bÞ cao h¬n cao
tr×nh cho phÐp qua cÇu (+3,80) th× tiÕn hµnh n©ng cÇu lªn cho c¸c thiÕt bÞ trªn l−u th«ng qua
c«ng tr×nh.
- Hµnh tr×nh h¹ cÇu giao th«ng: Khi c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng thñy lín ®· qua c«ng tr×nh
cÇn h¹ cÇu ®Ó l−u th«ng bé.
2.4. TiÕn ®é thi c«ng vµ vèn ®Çu t− c«ng tr×nh
- Cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi thi c«ng trong 6 th¸ng (th¸ng 6
÷
th¸ng 12-2003).
- Tæng møc ®Çu t− lµ : 2.662.000.000 ®ång.
- SuÊt ®Çu t− 1m ngang cöa cèng : 175 triÖu ®ång.
3. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
C«ng tr×nh nghiªn cøu "KÕt cÊu cèng l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc" do
ViÖn Khoa häc Thñy lîi miÒn Nam chñ tr× phèi hîp víi ViÖn Khoa häc Thñy lîi vµ Së N«ng
nghiÖp vµ Ph¸t triÓn n«ng th«n B¹c Liªu thùc hiÖn ®· ®¹t ®−îc kÕt qu¶ b−íc ®Çu qua c«ng tr×nh
thö nghiÖm cèng ng¨n mÆn Ninh Quíi lµm phong phó thªm c¸c gi¶i ph¸p kü thuËt x©y dùng
c«ng tr×nh cèng vïng triÒu, ®Æc biÖt vïng ven biÓn, ®Êt nÒn mÒm yÕu, ®iÒu kiÖn dÉn dßng thi
c«ng khã kh¨n nh− ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long.
HiÖu qu¶ ®¹t ®−îc do ¸p dông kÕt cÊu cèng l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc:
KÕt cÊu cèng sö dông vËt liÖu míi lµ cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc ph¸t huy ®−îc lîi thÕ
®é bÒn vµ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cõ (M«ment chèng uèn cao, c−êng ®é bª t«ng Rn = 600÷725
kg/cm2) cho phÐp gi¶m 40÷60% vËt liÖu xi m¨ng, s¾t thÐp, so víi gi¶i ph¸p kÕt cÊu cèng bª t«ng
cèt thÐp truyÒn thèng nh−ng vÉn ®¶m b¶o an toµn vµ bÒn v÷ng c«ng tr×nh.
BiÖn ph¸p thi c«ng cèng gi÷a lßng s«ng (kh«ng ®¾p ®ª qu©y vµ kªnh dÉn dßng thi c«ng),
h¹n chÕ thÊp nhÊt diÖn tÝch mÊt ®Êt vÜnh viÔn gãp phÇn kh¾c phôc c¸c khã kh¨n vÒ ®Òn bï gi¶i
to¶, gi¶i phãng mÆt b»ng, æn ®Þnh ®êi sèng vµ s¶n xuÊt cña nh©n d©n.
Kü thuËt thi c«ng cèng theo ph−¬ng ph¸p l¾p ghÐp cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc vµ c¸c
cÊu kiÖn c«ng tr×nh ®· chÕ t¹o s½n trong ®iÒu kiÖn ngËp n−íc lµm cho tiÕn ®é thi c«ng x©y dùng
nhanh h¬n 3÷4 lÇn so víi c«ng nghÖ thi c«ng truyÒn thèng.
KÕt cÊu cèng míi cã tiÕt diÖn tho¸t n−íc gÇn b»ng tiÕt diÖn lßng s«ng nªn kh«ng lµm thay
®æi lín ®Õn dßng ch¶y s«ng tù nhiªn vµ xãi lë sau c«ng tr×nh.
Kinh phÝ ®Çu t− x©y dùng cèng l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc thÊp h¬n
nhiÒu lÇn so víi kÕt cÊu cèng bª t«ng cèt thÐp truyÒn thèng, phï hîp víi kh¶ n¨ng kinh tÕ cña
c¸c ®Þa ph−¬ng hiÖn nay.
KÕt qu¶ b−íc ®Çu øng dông "KÕt cÊu cèng l¾p ghÐp b»ng cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng
lùc" ë c«ng tr×nh Ninh Quíi ®· ®−îc Bé N«ng nghiÖp vµ Ph¸t triÓn n«ng th«n cho phÐp thiÕt
kÕ øng dông 5 cèng dù ¸n ¤ M«n - Xµ No (HËu Giang), Uû ban nh©n d©n tØnh B¹c Liªu phª
duyÖt 18 cèng vïng tam gi¸c Ninh Quíi, Uû ban nh©n d©n tØnh Cµ Mau ®Ò nghÞ øng dông 3
www.vncold.vn Trang tin điện tử Hội Đập lớn Việt Nam
───────────────────────────────────────────────
239
cèng (huyÖn TrÇn V¨n Thêi vµ C¸i N−íc), Uû ban nh©n d©n tØnh TiÒn Giang ®Ò nghÞ nghiªn
cøu øng dông mét sè c«ng tr×nh b¶o vÖ v−ên c©y ¨n tr¸i vïng ngËp lò (huyÖn C¸i BÌ - C¸i LËy),
trong n¨m 2005.
TµI LIÖU THAM KH¶O
[1] GS.TS. Tr−¬ng §×nh Dô vµ c¸c céng sù: øng dông c«ng nghÖ ®Ëp trô ®ì trong thiÕt kÕ
c«ng tr×nh Th¶o Long - Thõa Thiªn - HuÕ, Khoa häc c«ng nghÖ Thuû lîi, sè 1, th¸ng 3-2004).
[2] Tiªu chuÈn kü thuËt cña c¸c lo¹i cõ bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc cña P.S.Mitsubishi
(NhËt B¶n)
[3] ThS. Phan Thanh Hïng: B¸o c¸o tæng kÕt dù ¸n s¶n xuÊt thö nghiÖm cÊp Nhµ n−íc
KC07-DA03: "Hoµn thiÖn c«ng nghÖ thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ thi c«ng cõ b¶n bª t«ng cèt thÐp dù
øng lùc cho c¸c c«ng tr×nh giao th«ng, thuû lîi vµ x©y dùng", th¸ng 12-2004.
Summary
Proposing principle of calculation and design a sluice structure assembling by prestressed
concrete sheet piles: sustainable structure, convenient combining inland transportation and
navigation, executing on the river-bed (without dyke and diversion during executing), rapid
executing progress, low cost investment, etc suitable in the low vacillated tide in the Mekong Delta.