سدهای بتنی

اطلاعات مفید در رابطه با سد

سدهاي بتن غلتكيRCC

چنین روش اجرایی نتایج و تبعات اولیه زیر را به دنبال خواهد داشت :

انرژی لازم برای اجرا و جا دادن این گونه مصالح بیش از مقداری است که با لرزاننده های ( ویبراتور ) معمولی تامین می گردد . به همین دلیل در صورت استفاده از مصالح و مواد سیمانی مشابه آنچه در بتن لرزاننده سنتی (CVC) یا بتن متعارف به کار برده می شوند و با اجرای لایه های متوالی بتن ، می توان به کیفیتی بهتر از کیفیت بتن متعارف (CVC) دست یافت .

از سوی دیگر ، مانند سدهای خاکی ، ناحیه بین دو لایه متوالی و ناحیه واقع در درون لایه ها با یکدیگر متفاوتند .

روش اجرای بتن غلتکی در مقایسه با بتن متعارف ، امکان دستیابی به سرعت زیادتری را فراهم می سازد که مزایای اقتصادی چون صرفه جویی در قیمت واحد حجم بتن و کاهشی قابل ملاحظه در زمان ساخت و همچنین در قالب بندی و ... را در پی خواهد داشت .

بتن غلتکی همچون تمامی انواع موجود بتن ، مخلوطی از مصالح سنگی خنثی ، مواد سیمانی و آب است .

بتن غلتکی مصالح و روشی نوین برای ساخت اقتصادی سازه های حجیم از جمله سدهای وزنی می باشد . در این نوع بتن ترکیبی از ویژگی های تکنولوژی بتن و خاک به کار گرفته شده و با استفاده از ماشین الات ساخت سدهای خاکی حمل ، پخش و متراکم می شود . بنابراین بتن ریزی سریعتر و هزینه اجرا به شدت کاهش می یابد .

امروزه سدهای بتن غلتکی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه ساخته می شوند . زیرا این سدها مزایای اقتصادی و سرعت زیاد اجرای سدهای خاکی و ایمنی سدهای بتنی را تواماً در بردارند . فهرست سدهایی که در ایران به این روش مطالعه شده اند در جدول شماره 1 آمده است . پیشرفت حاصل در تکنولوژی بتن حجیم به منظور کاهش درصد سیمان منجر به پیدایش روش بتن غلتکی گردیده است . در این روش با منظور نمودن عوامل زیر درصد سیمان مصرفی کاهش یافته و بتن ریزی سریعتر و با هزینه ای کمتر انجام می شود:

استفاده از سنگدانه های با حداکثر ابعاد بیشتر و دانه بندی خاص

استفاده از پوزولان

استفاده از مواد افزودنی حباب ساز و روان کننده

استفاده از ماشین آلات حمل ، پخش و تراکم در عملیات خاکی و استفاده از ویبره سنگین در بتن ریزی

این نوع بتن به دلیل شرایط خاص اجرایی باید دارای روانی مناسب باشد . هنگامی که بتن غلتکی خیلی سفت باشد دانه بندی و چسبندگی مناسب جهت تراکم یکنواخت را نداشته باشد ، قسمت های تحتانی لایه تراکم مناسب را نمی بیند و هرگاه روانی این بتن خیلی زیاد باشد تحمل وزن غلتک را نداشته و غلتک لرزاننده نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد . بنابراین در این نوع بتن انتخاب مصالح و نسبت های اختلاط از اهمیت خاصی برخوردار می باشد .

ملاحظات اساسی در انتخاب نسبت اختلاط مناسب بتن غلطکی عبارتند از :

1. روانی مناسب ( توجه به دانه بندی و درصد آب مناسب برای تراکم )

2. مقاومت کافی ( تامین خواص مکانیکی و چسبندگی درزها )

3. آب بندی ( کنترل تراوش )

4. حرارت هیدراتاسیون کم ( محدود نمودن پتانسیل ترک های حرارتی )

سه روش طراحی سد بتن غلتکی :

روش طراحی سد بتن غلتکی در سال های 1970 به سه طریق متفاوت در حال شکل گیری و تبیین بود . در ایالات متحده نوع کم سیمان آن مبتنی بر روش های مربوط به مصالح و اجرای سدهای خاکی توسط گروه مهندسین ارتش (Army Corps of Engineers ) توسعه یافت. مهندسین انگلیسی گزینه دیگری با خمیر سیمان زیاد به صورت تلفیقی از طرح اختلاط بتن متدوال و روش های ساخت سدهای خاکی را در نظر داشتند . گروه مهندسین ژاپنی روش دیگری را تعقیب نمودند که سد بتنی متراکم شده با غلتک ( RCD ) نامیده می شد . از سه حالت فوق RCD محافظه کارانه ترین حالت نسبت به سد بتنی مرسوم و تجارب اجرایی آن می باشد.

روش طرح مخلوط با خمیر زیاد (روش انگلیسی):

روش طراحی مخلوط با خمیر زیاد اولین بار توسط مهندسی به نام دانستان (Dunstan ) ابداع گردید و اداره عمران ایالات متحده بعداً تغییراتی در آن اعمال نمود که در سد آپراستیل واتر (Upper Still Water ) به کار برد . این روش با مفاهیم طراحی سد بتن غلتکی با خمیر زیاد منطبق بوده و در آن کل سازه غیرقابل نفوذ منظور می شود و چسبندگی بین لایه ها با توجه به ویژگی مخلوط فراهم می گردد . به منظور دستیابی به چنین معیارهایی مواد شیمیایی بیشتر در مخلوط مصرف می شود تا بتن غلتکی با خمیر زیاد حاصل شود .

روش سد بتنی متراکم شده با غلطک RCD ( روش ژاپنی) :

معیارهای طراحی مخلوط در روش RCD به شرح زیر است :

1. مقدار سیمان بایستی حتی الامکان کم در نظر گرفته شود در حالی که با مشخصه های مقاومت در نظر گرفته شده سازگار باشد . مقداری خاکستر بادی به عنوان ماده افزودنی مصرف شده تا بدین وسیله گرمای هیدراتاسیون و نیازهای آب مخلوط کاهش یابد .

2. لازم است نسبتی از ماسه به مصالح سنگدانه ای درشت دانه بیش از نسبت در نظر گرفته شده برای بتن حجیم معمولی منظور شود تا جدا شدن دانه ها کاهش یافته و تسهیلاتی در عمل تراکم با غلتک های ارتعاشی فراهم آورد .

روش کم سیمان (گروه مهندسین ارتش آمریکا) :

این روش مبتنی بر تجارب حاصله در هفت پروژه بتن غلتکی می باشد . روش مذکور از دستورالعمل ACI شماره 3/211 تحت عنوان روش استاندارد برای انتخاب نسبت های اختلاط در بتن بدون اسلامپ پیروی می کند . دستورالعمل فوق شامل چند جدول است که از روی تجربیات مذکور در ارتباط با بتن غلتکی تهیه شده است . این روش تعیین نسبت های اختلاط می تواند برای دامنه وسیعی از مصالح و مشخصات پروژه مورد استفاده قرار گیرد .

ساخت سدهاي بتني غلتكي به اين صورت است كه مخلوط مناسب سيمان،شن و ماسه و آب(4 تا 7 درصد سيمان،مواد افزودني يا پوزولانها در صورت لزوم)در محل مورد نظر ريخته شده و به وسيله ي غلتك متراكم مي گردد.ضخامت لايه ها در تراكم از حدود 20 سانتيمتر تا 46 سانتيمتر توصيه مي شود،هر چند در بعضي از پروژه ها تا ضخامت 70 سانتيمتر تا 1 متر هم به صورت چند لايه با هم اجرا شده است.سنگدانه ها در بتن غلتكي از حدود 4 سانتيمتر تا حداكثر 15 سانتيمتر مجاز است و با افزودن مواد اضافي،كيفيت مخلوط افزايش مي يابد.بعضي از مهندسان حد بالايي اندازه ي سنگدانه ها را كوچكتر پيشنهاد كرده اند.سيمان در حدود 4 درصد كل منظور مي شود.

ريختن بتن در محل احداث سد بايد در فاصله ي ده دقيقه پس از اختلاط آن،پخش آن در محل نيز در فاصله ده دقيقه پس از ريختن آن و تراكم آن نيز در فاصله ي ده دقيقه پس از پخش آن انجام مي پذيرد.غلتك ويبره ي استوانه اي با تواتر 1500 دور در دقيقه و با نيروي ديناميكي 9 كيلوگرم بر هر ميليمتر استوانه و معمولاً با 4 گذر غلتك مي توان اكتفا نمود.غلتكهاي چرخ لاستيكي توصه نمي شود.براي گوشه كناره ها از غلتكهاي دستي با فشار 1 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع استفاده مي شود.بين لايه ها آب پاشي مي شود تا مرطوب بماند.البته در لايه هاي نازكتر تراكم بيشتري ايجاد مي گردد ولي در مرز لايه ها همواره يك سطح ضعيف مخصوصاً براي نفوذپذيري محتمل است.

فولاد گذاري در صورت لزوم مقدور است ولي طبيعتاً در امتداد افقي و نه در امتداد قائم،معمولاً پس از ريختن نصف ضخامت يك لايه،فولادگذاري انجام مي شود و در صورتي كه به صورت شبكه باشد قبلاً آن شبكه تهيه شده و با جرثقيل در محل مورد نظر قرار داده مي شود و سپس نصف ديگر ضخامت لايه ريخته شده و متراكم مي گردد.ميلگردها معمولاً با قطر 5/2 سانتيمتر مناسب است.اگر سنگدانه هاي داخل بتن درشت باشند بهتر است مخلوط را مرطوب تر انتخاب كنند.

كيفيت سنگدانه هاي قابل استفاده در بتن غلتكي،معمولاً همان خصوصيات سنگدانه ها در بتن معمولي را دارا مي باشد و سنگدانه هاي از جنس بازالت،ماسه سنگها،آندزيت(و حتي مارن وشيل و لاي سنگ هم)كاربرد داشته اند ولي هر چه مقاومت و دوام سنگ دانه بهتر باشد كيفيت بتن غلتكي بالاتر است.غالباً پذيرفته شده است كه در مخلوط بتن غلتكي،بيش از 9 درصد ذرات خاكي ترد و شكننده مجاز نيست.

گر چه تاكنون سدهاي خيلي بلند به وسيله ي بتن غلتكي ساخته نشده است ولي ظاهراً بلندترين سد از اين نوع قرار است با ارتففاع 220 متر در كشور چين احداث شود.شروع سدهاي بتن غلتكي را مي توان در ساخت فرازبندها و از سال 1976 دانست.

بنا به گزارشي بزرگترين سد بتن غلتكي در اروپا سدPlatanvrissi در مقدونيه در شمال يونان است كه حجم بتن غلتكي مصرفي در آن به 465 هزار متر مكعب مي رسد.اين سد با ارتفاع 950 متر،طول290متر،و سرعت ساخت آن روزانه 3500 متر مكعب در لايه هاي 30 سانتيمتري بوده است(احتمالاً در سال 1999 به اتمام رسيده است)

تخصص هاي مورد نياز براي طراحي و اجراي سدهاي RCC همانهاست كه در سدهاي بتني و در سدهاي خاكي مورد نياز است.

مزيت اصلي بتن غلتكي ارزاني آن (نسبت به بتن معمولي در حد 25 تا 50 درصد كاهش هزينه)و سرعت عمل(نسبت به سد خاكي)است.در مقايسه با سدهاي خاكي،نگراني فرسايش داخلي و نگراني از خرابي حاصل از سر ريز آب از روي سد وجود ندارد.

محاسبات پايداري و زلزله در سدهاي بتن غلتكي مشابه سدهاي بتني است.ولي چون تمام افقهاي سد در هر مرحله بايد همزمان اجرا شود ضروري است برنامه ريزي و نظم كامل در اجراي آن وجود داشته باشد.زيرا در هر مرحله از ساختن،بتن ريزي از تكيه گاه چپ تا راست و از دامنه پايين دست تا بالا دست با هم اجرا مي شود و اگر قرار باشد در ضمن انجام كار مشكلاتي پديد آيد،تيم ناظر بايد فكر ادامه كار را داشته باشد و الا زمان عمليات زياد مي شود كه در مقايسه با ساير پروژه ها مطلوب نخواهد بود.

قيمت تمام شده ساخت سد در متر مكعب،با افزايش حجم سد كاهش مي يابد،مثلاً يك بررسي ساده در سال 1998 روي قيمت 30 مورد سد بتن غلتكي به اين نتيجه مي رسد كه با افزايش حجم سد از ده هزار متر مكعب تا يك ميليون متر مكعب،قيمت واحد حجم از حدود 65 دلار به حدود 35 دلار كاهش يافته است.

مزاياي سدهاي بتن غلتكي

كاهش هزينه ي ساخت در مقايسه با سد بتني(چون نياز به تجهيزات قالب بندي ندارد)،حذف شدن لوله هاي سرد كننده بتن در بدنه ي سد،مصرف كمتر سيمان،امكان استفاده از خاكستر بادي(Fly ash)يا پوزولانها به جاي بخشي از سيمان(تا مثلاً 80 درصد)،حذف درزهاي طولي در سد،كاهش هزينه حمل بتن در دستگاههاي مخصوص،كاهش هزينه ي نيروي انساني به علت استفاده ي گسترده از تجهيرات،حذف يا كاهش ابعاد سيستم انحراف آب به علت زمان كوتاه عمليات ساخت،امكان ساخت سد متناسب با مشخصات زمين شناسي و توپوگرافي محل،امكان استفاده ازRCC در ساخت پي هاي گسترده بر روي سنگ كف كم مقاومت،امكان ايجاد ساخت برج آبگير بر روي بدنه ي سد،افزايش بازده كار،سلامت كار،كمك به حفظ محيط زيست در مقايسه با خاكبرداري حجيم در مورد سد خاكي،همچنين نيازي به درزهاي طولي نيست ولي درزهاي انقباضي(عرضي)عمود بر محور سد بايستي بلافاصله پس از پخش بتن ايجاد گردند.لوله هاي سرد كننده در بدنه ي سد مورد نياز نيست.

در مقابل مزاياي فوق،مي توان معايبي چون نفوذپذيري بيشترRCC در مقابل ساير سدها،نياز به تربيت افراد اجرايي مخصوص و لزوم وجود امكانات مالي و اجرايي كافي براي پيمانكار را نام برد.به علت زمان كوتاه عمليات اجرايي،امكانات مالي كارفرما و تجهيزات و برنامه ريزي،پيمانكار بايد كافي و مناسب باشد تا در ضمن ساخت سد كار متوقف نگردد.سرعت ساخت سدهاي RCCدر حد 6 متر(يا بيشتر)در روز معمول است،از اين رو يك سد 100 متري را مي توان طي 6 ماه به اتمام رسانيد.سد«گريندستون»(Grindstone)با ارتفاع 42 متر در 8 هفته ساخته شد.به علت كوتاه بودن زمان ساخت و امكان ايجاد سد در يك فصل مناسب،و حذف بعضي از كارهاي موقتي كه در اين حالت ضرورت نمي يابد كه همين نوعي صرفه جويي است.امكان ايجاد سر ريز روي بدنه ي سد از همين نوع صرفه جويي مي باشد.همچنين سادگي ساخت سد موجب سرعت عمل و كنترل ساده مي گردد.

در همان مقاله،هزينه ي ساخت سدهاي اليمالات(استان مازندران به ارتفاع 5/20 متر)و زير دان در بلوچستان مورد تحليل هزينه اقتصادي قرار گرفته است و نشان داده شده است كه براي اليمالات هزينه ي سد بتني غلتكي و خاكي مساوي است در حالي كه براي سد زيردان ، سد بتني غلتكي 5/33 درصد از سد خاكي ارزان تر انجام مي شود.

ويژگيهاي مصالح و ساخت RCC

1-نوع سيمان:معمولاً نوعII به كار برده مي شود به علت مشخصه ي توليد گرماي پايين آن در مراحل اوليه و زمان طولاني تر گيرش(Set)افزايش پوزولان حتي تا 80 درصد به جاي سيمان،موجب ارزان تر شدن و كاهش گرماي ايجاد شده توسط سيمان مي گردد.همچنين به عنوان پر كننده و هم سهولت حركت دانه ها در يكديگر در فرايند تراكم و اندكي ديرگير شدن مخلوط مناسب است معمولاً از فلاي اش در كلاسF استفاده مي شود.

2-شن و ماسه:خصوصيات شن و ماسه در موردRCC همان خصوصيات دانه بندي و كيفيت دانه ها كه در بتن معمولي مورد نياز است ضرورت دارد مگر در پروژه هاي موقت يا در شرايط خيلي فوري كه ممكن است تأمين دانه بندي مناسب يا كيفيت عالي ميسر نباشد.غالباً مي توان حداكثر اندازه ي اسمي دانه ها(NMSA)را در حد mm75منظور نمود.هر چند دانه بندي خاك درRCC را مي توان خيلي متفاوت از دانه بندي در بتن معمولي انتخاب نمود.كاربرد دانه هاي درشت تر از اين اندازه ممكن است موجب جدا شدن دانه هاي درشت و ريز در حين اجرا گردد.در ژاپن و در سد Tarbela از اندازه هاي بزرگتر استفاده شده است.درصد دانه هاي ريز(mm75< يا شماره 200)در RCC مي تواند بيش از مقدار مجاز در بتن معمولي باشد.افزايش مواد دانه ريز،موجب پر شدن بيشتر فضاهاي خالي و نيز سهولت كاركرد با مصالح مي گردد.مواد دانه ريز اضافي معمولاً از سيلتهاي طبيعي غير پلاستيك يا ماسه ريز ا مواد دانه ريز آسيا شده مي باشد.بايد توجه داشت كه افزايش مواد دانه ريز ممكن است نياز به درصد آب را افزايش دهد كه موجب كاهش مقاومت مي گردد،در حالي كه اگر براي جايگزيني مواد ريز دانه،از پوزولان استفاده شود،ضمن افزايش يافتن كارايي،درصد آب لازم نيز كاهش يافته و مقاومت دراز مدت نيز افزايش مي يابد.توضيح در مورد آب و خصوصيات آن همان است كه در مورد بتن معمول استفاده شده است.

3-مواد شيميايي:افزودن مواد افزودني شيميايي مانند آنچه كه ممكن است در بتن معمولي مصرف شود در اينجا نيز معمول است هر چند درصد افزودن اين مواد درRCC بيش از مقدار معمول در بتن معمولي است كه در اين صورت هزينه را افزايش مي دهد.

درصد افزودني ها به منظور كاهش مقدار آب و تأخير در گيرش،بر حسب نوع مخلوط،ضخامت لايه ها و شرايط آب و هوايي و دماي محيط متغير است و ممكن است تا چندين برابر مقدار لازم در بتن معمولي باشد،زيرا اين مواد موجب كارآيي(Workability)بيشتر مي گردد.

در بخش مقاومت،مقاومخت هاي فشاري،كششي و برشي است.مقاومت كششي خود به مقاومت كششي مستقيم،مقاومت كششي درزه هاي لايه بندي(lift joint)،مقاومت كششي شكافي(splitting)،مقاومت خمشي و مقاومت كششي ديناميك تقسيم بندي مي شود.مقاومت برشي نيز به دو بخش مقاومت برشي توده و مقاومت برشي درزه هاي لايه بندي تقسيم مي شود.روش اندازه گيري مقاومتها تقريباً مشابه روش هايي است كه براي CMC به كار مي روند ولي با توجه به نوع ساخت بتن غلتكي كه لايه لايه اجرا مي شود،سطوح ضعيف در فصل مشترك لايه ها(درزه هاي ساخت)نسبت بهCMCتفاوت محسوسي دارد.

تراكم بتن غلتكي بايد مناسب و كافي باشد.معمولاً مي توان وجود تا حداكثر5/1 درصد هوا را در مخلوط پذيرفت.بنا به نظرKaplan(1960)،وجود 5 درصد هوا منجر به كاهش مقاومت تا 30 درصد مي شود و نيز اگر حفره هاي هوايي به 20 درصد برسد تا حد 80 درصد از مقاومت كاسته مي شود.

الف-مقاومت فشاري(c، f)همانند CMC مقاومت فشاري RCC يك عامل معيار براي ساير خواص بتن است(مثل دوام).

مقاومت فشاري معمول مخلوط هايRCC ، از حدودMPa7 تا MPa 6/27(psi4000)در نمونه هاي 1 ساله است.در بيشتر پروژه هايRCC مخلوطي به كار برده اند كه مقاومت متوسطي در محدوده يMPa14(در سن 90 روز)تاMPa 21(متناظر با 1 سال)داشته اند.در نواحي لرزه زا،مقاومت برشي طراحي بتن غلتكي بايد بالاتر باشد تا بتواند مقاومت برشي و كششي بالاتري داشته باشد.

ب-مقاومت كششي:اين مقاومت به روشهاي مختلف تعيين مي شود.مانند روش كشش مستقيم(CRD-C164)،روش كششي شكافي(splitting)(ASTMC496) و رو مدول شكست يا تست خمشي(ASTMC78).

مقاومت كششي بتن غلتكي بستگي به نرخ بارگذاري،درصد رطوبت و سن نمونه دارد و در روش هاي مختلف با تغيير عوامل مذكور به نتايج مختلف مي رسند(Raphael,1984).همچنين مقاومت كششي بستگي به درصد مواد سيماني،مقاومت دانه ها و مضخصه هاي پيوند آنها با خميره،و درجه ي تراكم مخلوط،شرايط سطح درزه هاي لايه بندي و رفتار آنها دارد.از آنجايي كه فصل مشترك لايه بنديها(درزه هاي مراحل ساخت)از ضعيفترين بخشها از ديدگاه مقاومت كششي است از اين رو لازم است به وسيله ي مغزه گيري از اين بخشها و با آزمايش مقاومت كششي نمونه هايRCC تعيين گردد.از طرفي نسبت بين مقاومت كششي و مقاومت فشاري نمونه هايRCC در حد 5 تا 15 درصد است.

دوامRCC مانندCMC مي تواند در معرض پتانسيل تخريب به علت تأثير سايش،فرسايش،يخ زدگي و ذوب يخ،و ساير فاكتورها مانند عكس العمل سيليكا-قليايي و حمله ي سولفات قرار گيرد.استانداردASTMC1138 روش اندازه گيري مقاومت در برابر فرسايش و سايش را نشان مي دهد و براي يخ زدگي و ذوب آن استانداردASTMC666 كاربرد دارد.

ملاحظات طراحي و اجراي سدهاي بتن غلتكي

ملاحظات طراحي و اجرا در سدهاي بتن غلتكي عموماً مشابه سدهاي بتني وزني است.در دستور العملEM1110-2-2006 موارد زير به طور مختصر مورد بحث قرار گرفته است.

ملاحظات خاص پروژه،تيم طراحي،سادگي طرح،كاربردهاي وسيع سازه هاي RCC ساير عملكردهاي طرح،نيروهاي زير فشار درون جسم سد،حداقلهاي ضرايب ايمني در ساخت سد،تسليح سدRCC،تسليح مهاري و تسليح سازه اي،كاربرد ممبرانها،سيستم زهكشي،ملاحظات براي سد خشك،برنامه هاي آزمون ها،آزمون مصالح،مقطع تست مرحله اي طرح،مقطع آزمون مرحله اي ساخت،باريكه هاي آزمون مرحله اي ساخت،نماسازي روي سد غلتكي،دلايل نماسازي،شكل دادن،سطح مقاوم،كنترل زه،عملكرد هيدروليكي(مناسب با سر ريز)،زيبايي،نوع سيستمهاي نماسازي،انواع سيستمهاي نماسازي.

 

 

طراحي و اجرا

حد فاصل لايه ها نياز به دقت و تمهيدات خاصي دارد،زيرا وضعيت آن بر پايداري و نفوذپذيري سد تأثيرگذار است.سطح فصل مشترك دو لايه بايد تميز و مستعد درگير شدن دو لايه و يكنواختي مجموعه ي دو لايه باشد.معمولاً ضخامت لايه ها 25 تا 40 سانتيمتر انتخاب مي شود.در صورتي كه بعد از كوبيدن هر لايه سطح آن با دوغاب پوشانده شود،و لايه بعدي بر آن ريخته شود،اطمينان بيشتري براي يكنواختي و آب بندي بين لايه ها حاصل مي شود.در عين حال مي توان از ديدگاه صرفه جويي بخش بالا دست عرض بين لايه ها را توسط دوغاب پوشش دارد(پهناي اين لايه دوغاب در حد 8 تا 10 درصد ارتفاع هيدروليكي آبي است كه قرار است بالاي تراز آن لايه قرار گيرد).

روش ديگر اين است كه مصالح RCC در لايه هاي باضخامت 25 سانتيمتر ريخته شده و با دستگاه صاف شوند و بدون كوبيدن آنها لايه ي بعدي اضافه شود و آنگاه هر 4 لايه با هم متراكم گردند(به وسيله ي غلتك ويبره)و سپس روي سطح لايه ي متراكم شده دوغاب پاشيده شود و اين عمل براي هر 4 لايه تكرار گردد.

كنترل هاي متعددي به لحاظ كيفيت كار ضرورت دارد كه شامل كنترل ترك خوردگي،ترك خوردگي حرارتي،كنترل دما،تكنيك هاي خنك كنندگي،درزهاي انقباضي عرضي،ترك خوردگي به علت شرايط شالوده آب بندها و غشاء هاي آب بندي مي باشد.

گالري هاي تزريق و زهكشي و تمهيدات خروج آب

در بسياري از سدهاي با ارتفاع بيش از 30 متر،پيش بيني و احداث گالريهاي تزريق يا زهكشي و بازرسي معمول و مفيد است.طرح هاي مختلفي براي ساخت آنها به كار مي رود.يك روش ساخت اين است كه گالري بتني به صورت معمول ساخته مي شود و اطراف آن بتن ريخته شده و كوبيده مي شود و در روش ديگر محل قرار گرفتن گالري به وسيله ي شن و ماسه ي مرطوب پر مي شود و پس از اينكه بتن غلتكي بدنه ي سد در اطراف آن كوبيده شد و تا حدي روي گالري هم بتن قرار گرفت؛آنگاه بخش شن و ماسه كه جاي گالري را گرفته است حفاري و تخليه مي گردد.البته در اين روش جدارهاي گالري ناصاف و ناهماهنگ است.

لوله ها يا كالورت خروجي را مي توان در قعر دره و يا در يكي از تكيه گاهها ساخت.

سرريز در سدهاي بتن غلتكي مانند سدهاي بتني معمولي است و مجموعه ي آن را مي توان از نوع بتن غلتكي يا بتن معمولي و در هر كدام از نوع صاف يا پلكاني طراحي نمود.

در هر حال مسير سر ريز مصون از فرسايش كاويتاسيون و فرسايش سايشي نيست و فرسايش حاصل از كاويتاسيون كه حاصل از حركت سريع آب است حتي از سرعتهايي حدودm/sec12 مي تواند پديد آيد و هر دو اين فرسايش ها موجب بروز خسارت و خرابي مي گردد و نياز به تعميرات دارد.گاهگاهي قرار دادن پوشش فولادي در كف مسير آب در سر ريز،راه حلي است كه از هزينه هاي تعميرات بعدي جلوگيري مي كند.در مورد تمهيدات ساخت سرريز و شرايط متفاوت مصالح و اجراي آن در بخش 5-11 ازEM توضيح بيشتري داده شده است.

ملاحظات اجرايي و تجهيزات مورد نياز

يكي از ويژگيهاي صرفه جويي اقتصادي درRCC،سرعت عمل نسبي آن است و به همين علت هر چه سرعت فرآوري بتن بيشتر و پيشروي ساخت سريعتر باشد ارزانتر تمام مي شود.در پروژه هاي كم حجم،آهنگ ساخت سد،در محدوده ي 35 تا 150 متر مكعب در ساعت،و در پروژه هاي متوسط اين ارقام در حد 150 تا 350 و در پروژه هاي بزرگ 350 تا 750 متر مكعب در ساعت مي باشد.در عين حال ركورد 765 متر مكعب در ساعت با متوسط 450 متر مكعب در ساعت سدElk Creek Dam در ناحيه يOregon به ثبت رسيده است.بديهي است كليه ي تشكيلات انباشته كردن،مخلوط كني،و نقل و انتقال مصالح RCC بايد مناسب ظرفيت ساخت آن فراهم گردد.ملاحظات خاصي در مورد انباشته كردن،مخلوط كردن،انتقال بتن،ريختن بتن،پهن كردن و كوبيدن لازم است رعايت گردد و از جمله پديده ي جدا شدن دانه هاي بزرگتر،از كل مخلوط بايد مورد توجه قرار گيرد كه حتي المقدور دانه هاي درشت در مخلوط نباشند يا روش هايي به كار رود كه مخلوط همگن و يكنواخت كوبيده گردد.

انتقال بتن به محل سد

گر چه مي توان با هر وسيله اي بتن را منتقل نمود ولي سيتم نوار نقاله حاوي امتيازاتي است كه از جمله سطح لايه ها كيفيت مناسب تري مي يابد.نوار نقاله ممكن است كلاً ثابت باشد يا اينكه داراي بخش ثابت و بخشي جا به جا شونده داشته باشد.مسئله جدا شدگي دانه هاي درشت در اينجا نيز مطرح است و براي كاهش اين پديده توصيه مي شود ارتفاع دپوها روي بدنه ي سد از 60 سانتيمتر بيشتر نباشد و انتهاي شوت نوار نقاله تا محل ريزش بتن روي دپو فاصله نداشته باشد.

سدهاي بتن غلتكي در ايران و اشاره اي به تحقيقات در اين زمينه

تا اين تاريخ بنا به گزارش هاي مطرح شده در چهارمين سمپوزيم بين الملليRCC (در اسپانيا،سال 2003)استفاده ازRCC در اولين سد بلند در ايران،در سد جاگين(Jahgin)در جنوب شرقي كشور با ارتفاع 30 متر خواهد بود و يكي از نمونه هايي است كه در منطقه با دماي خيلي بالا(بيش از 50 درجه سانتيگراد)اجرا مي شود(مأخذهاي شماره 74 و 34).همچنين امكان كاربرد پوزولانهاي طبيعي و صنعتي موجود در كشور در ساخت اين سد بررسي گرديده است(پوزولان طبيعي منطقه خاش،منطقه سيرجان،سرباره ذوب آهن و سرباره سد معدن مس سرچشمه).

رمضانيان پور و حسن خاني(2003)طي يك برنامه آزمايشگاهي روي نمونه هاي استوانه اي به اندازه 100×100 سانتيمتر نشان دادند كه پوزولان خاش مي تواند تأثير مهمي در افزايش مقاومت فشاري و كششي و بر وضعيت نفوذپذيري مخلوطهاي RCC داشته باشد.

سد ديگري به نام زيردان(Zirdan)به ارتفاع 64 متر ، طول تاج 350 متر و عرض تاج5متر،كه قرار است در ناحيه ي جنوب شرقي كشور(سيستان)ظرف5/2 سال ساخته شود.حجم بتن غلتكي 380 هزار متر مكعب خواهد بود.قرار است روي اين سد به ضخامت 2مترCVC مصرف شود كه حجم آن 190 هزار متر مكعب مي شود و چون آب بندي آن كامل نمي شود لايه اي ازPVC روي آن قرار خواهد گرفت.

سد رودبار در اليگودرز با ارتفاع155 متر(169 متر از پي)سد مخزني زالكي در لرستان با ارتفاع 210 متر،شيب بند كارون 3 با ارتفاع 28 متر از جمله پروژه هاي مطرح شده براي كاربردRCC مي باشد.

از موارد استثنايي در صنعت سد سازي و استفاده ازRCC ساخت بخشي از سد بتني كوثر به وسيله ي RCC بود.سد كوثر كه يك سد بتني ثقلي با ارتفاع 144 متر با مصرف حجمي بتن در حد 325 هزار متر مكعب است.به علت اينكه در دره كم عرضي قرار دارد به جاي تأمين سيستم انحراف براي آن،از مسير طبيعي رودخانه براي جريان آب در زمان ساخت سد استفاده شد به اين ترتيب كه براي ساخت سد ابتدا يك پل فولادي در دهانه ي دره ايجاد نموده و سد روي آن بنا گرديد سپس بخشي از سد كه زير اين پل تا كف رودخانه قرار دارد به وسيله ي بتنRCC پر گرديد.ارتفاع اين بخش 30 متر بود و توانايي سيلاب 20 ساله در حد 2000 متر مكعب در ثانيه را داشت.ساخت اين بخش از سد با بتنRCC در يك فصل خشك و در مدت 20 روز انجام گرفت.حجم بتن غلتكي مصرفي به بيش از 100000 متر مكعب رسيد.در مجاورت تكيه گاهها و در تماس با سنگ،لايه اي از بتن معمولي به كار برده شد تا اتصال كاملتر صورت گيرد.مقاومت RCC به دست آمده از مغزه هاي گرفته شده 15 تا20MPa در سن يك روزه بود.در دسامبر 2002 آبگيري مخزن آغاز گرديد و تاكنون(احتمالاً2003)هيچگونه نشت آب از بخشRCC مشاهده نشده است.

سد تنظيمي مارون(به نام ماورن2)با ارتفاع 36 متر نيز قرار است بر اساسRCC اجرا شود.امتياز ساخت آن بر اساسRCC از ديدگاه مهندسي ارزشي بررسي گرديده است و نشان داده شده است كه احداث سد با بتن غلتكي از ديدگاه هزينه و زمان احداث تا اقلاً 50 درصد نسبت به انواع معمول صرفه جويي دارد.همچنين بخش عمده اي از سد تنظيمي سد كرخه كه در فاصله حدود 10 كيلومتر پايين دست سد كرخه احداث شده است از نوعRCC و به ارتفاع حدود34 متر است.

 

 

 

 

 

منابع

1. صالح زاده، حسين، 1382، سدسازي در ايران
 مركز نشر دانشگاه علم وصنعت، دانشگاه علم و صنعت ايران

2. مدني، حسن، 1377، سد سازي، جلد اول، طراحي و اجرا مركز نشر دانشگاه صنعتي امير كبير، دانشگاه صنعتي كبير

۳/http://www.daneshju.ir/forum/sitemap/t-135413.html

+ نوشته شده در  یکشنبه چهارم دی 1390ساعت 17:25  توسط علی امامی  |