Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực

Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực Culvert of prefabricated construction of reinforced concrete and prestressed concrete 

Quy trình công nghệ

Kết cấu chịu lực

+ Thân cống: (2) Bằng cừ BTCT hoặc BTCT dự ứng lực đúc sẵn đóng sâu vào đất nền theo nguyên lý “ngàm trong đất” ghép nối liên tục với nhau qua khớp nối âm dương tạo thành một liên kết vững chắc thay thế kết cấu thân cống bằng BTCT đúc liền khối trên hệ cọc chịu lực của kết cấu cống kiểu truyền thống.

+ Trụ pin cống: (1) là kết cấu chịu lực chính của cống kiểu trụ đài cao gồm các cặp cừ ghép và cọc BTCT đóng sâu vào đất nền theo phương dòng chảy, đầu các trụ cừ liên kết với nhau bằng dầm BTCT đổ liền khối với trụ pin cống. Kết cấu trụ pin lắp ghép bằng các cọc cừ vừa là tường bên cống cũng chính là hệ cọc chịu lực của công trình.

+ Dầm van: (3) có mặt cắt ngang hình chữ U, dầm van chụp lên đầu hàng tường cừ chống thấm đáy cống, liên kết kín nước bằng cao su Neopren dày 10-15cm dạng ống. Kết cấu cống lắp ghép không có kết cấu bản đáy cống như kết cấu cống kiểu truyền thống.

+ Cửa van: (5) cửa van cống làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy theo yêu cầu sử dụng, để tăng tuổi thọ công trình các chi tiết cửa van bằng vật liệu thép không rỉ, hoặc thép sơn Epoxy, phun mạ kẽm,...

 Sơ đồ cấu tạo kết cấu cống lắp ghép

Kết cấu chống thấm 

Kết cấu tường cừ thân cống và tường cừ dưới đáy dầm van tạo thành kết cấu tường cừ chống thấm theo nguyên lý: chống thấm bằng đường viền đứng (theo bản tường cừ).

Để đảm bảo kín nước, liên kết giữa các bản cừ là khớp nối âm - dương có joint kín nước cấu tạo bằng nhựa tổng hợp có độ bền cao (Elastic Vinyl Choloride). Kết cấu tường cừ BTCT dự ứng lực + dầm van + cửa van tạm nên một tấm ngăn cách bền vững không cho phép nước rò rỉ qua công trình và không sinh xói ngầm. 

Kết cấu tiêu năng phòng xói

Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT và BTCT dự ứng lực hạn chế thu hẹp dòng chảy sông tự nhiên, chiều rộng thoát nước qua cống gần bằng chiều rộng lòng sông, tiết diện lòng cống so với tiết diện lòng sông chỉ giảm 15¸20%, vận tốc dòng chảy qua cống nhỏ do vậy biện pháp gia cố lòng dẫn sau công đơn giản bằng rọ đá hoặc thảm đá, không có bể tiêu năng và kết cấu phòng xói như cống kiểu truyền thống. 

Các lĩnh vực áp dụng

Công trình thủy lợi điều tiết nguồn nước: ngăn mặn, ngăn triều, tiêu thoát úng ngập và ô nhiễm môi trường ở vùng giao động mực nước thấp và trung bình ∆H=1¸3m, cột nước H£4m, với khẩu độ cống Bc= 3m÷20m. 

Ưu điểm

- Giải pháp công nghệ “cống lắp ghép” là công nghệ mới đầu tiên được nghiên cứu và áp dụng ở Việt Nam. Kết cấu cống sử dụng vật liệu là cừ BTCT dự ứng lực hoặc cừ BTCT đúc sẵn nên phát huy được lợi thế độ bền và khả năng chịu lực của cừ, cho phép giảm 40¸60% vật liệu ximăng, sắt thép,… so với giải pháp kết cấu cống BTCT truyền thống nhưng vẫn đảm bảo an toàn và bền vững công trình.

 - Biện pháp thi công cống giữa lòng sông (không đắp đê quây và kênh dẫn dòng thi công), hạn chế thấp nhất diện tích mất đết vĩnh viễn góp phần khắc phục các khó khăn về đền bù giải tỏa, giải phóng mặt bằng, ổn định đời sống và sản xuất của nhân dân.

 - Kỹ thuật thi công xây dựng cống theo phương pháp lắp ghép cừ BTCT và BTCT dự ứng lực và các cấu kiện công trình đã chế tạo sẵn trong điều kiện ngập nước làm cho tiến độ thi công xây dựng nhanh hơn 3¸4 lần so với công nghệ thi công truyền thống. Kết cấu cống mới có tiết diện thoát nước gần bằng tiết diện lòng sông nên không làm thay đổi lớn đến dòng chảy sông tự nhiên và xói lở sau công trình.  

Hiệu quả về kinh tế

-  Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT và BTCT dự ứng lực đơn giản do vậy giảm khối lượng vật tư sử dụng, giảm khối lượng đất đào đắp, thời gian thi công nhanh chóng. 

 - Biện pháp thi công lắp ghép trong nước hạn chế giải phóng mặt bằng và đền bù giải tỏa, giảm diện tích mất đất vĩnh viễn cho sản xuất do vậy hạn chế thấp nhất ảnh hưởng đến cuộc sống ổn định của nhân dân trong quá trình thi công xây dựng.

 - Kinh phí đầu tư xây dựng cống lắp ghép bằng cừ BTCT dự ứng lực thấp bằng 30÷50% so với kết cấu cống truyền thống, phù hợp với khả năng kinh tế của các địa phương hiện nay. 

Quy mô và địa chỉ đã ứng dụng: 

Các công trình ứng dụng kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT và BTCT dự ứng lực

Một số thông tin liên quan 

Giải pháp công nghệ mới “Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT và BTCT dự ứng lực” là kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam chủ trì thực hiện từ năm 2000 đến nay đã được:

 - Bộ Nông nghiệp & PTNT trao tặng “Cúp vàng Nông nghiệp Việt Nam” tại Hội chợ triển lãm Nông - Lâm nghiệp và Thủy sản quốc tế Việt Nam năm 2005.

 - Giải Nhì hội thi Sáng tạo khoa học kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh năm 2005.

 - Bộ khoa học và công nghệ tặng Bằng khen và cấp “Chứng nhận kết quả nổi bật trong nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ giai đoạn 2001-2005”.

Công trình “Kết cấu cống lắp ghép bằng cừ BTCT và BTCT dự ứng lực” được trao tặng giải khuyến khích - giải thưởng sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam VIFOTEC