Thi công bê tông cốt thép

Trang 1

GIẢNG VIÊN: THS TRẦN QUANG HUY

KỸ THUẬT THI CÔNG

PHẦN III: THI CÔNG KẾT CẤU

Trang 2

Các tên gọi khác của BTCT dự ứng lực

1 TỔNG QUAN VỀ BTCT DỰ ỨNG

LỰC

Trang 3

1 TỔNG QUAN VỀ BTCT DỰ ỨNG LỰC

1.1 Nguyên lý:

Trang 4

1.2 Tiêu chuẩn áp dụng:

TCXDVN 356:2005 – về chỉ dẫn thiết kế kết

cấu BTCT ứng suất trước

Đây là tiêu chuẩn trong khuôn khổ đề tài Khoa

học công nghệ do Bộ Xây dựng đặt hàng.

Tài liệu này được biên soạn trên cơ sở tài liệu

“Hướng dẫn thiết kế kết cấu BTCT ứng suất

trước” của Cộng hòa liên bang Nga ( Chu

Trang 5

Ưu điểm:

 Dùng thép ít hơn từ 15 – 80 %

 Hiệu quả nhất ở các cấu kiện nhịp lớn phải dùng nhiều

cốt thép chịu kéo như dầm, giàn, xilo, tường bể chứa

(tiết kiệm 50 – 80% thép)

 Trong cấu kiện nhịp nhỏ, do cốt thép cấu tạo chiếm tỉ

lệ khá lớn nên tổng số thép tiết kiệm sẽ ít hơn (chỉ

khoảng 15%).

1.3 Ưu nhược điểm của BTCT DƯL

 Có khả năng chống thấm tốt (nguyên nhân là gì?)

 Có độ cứng lớn hớn (thể hiện qua độ võng và biến

dạng nhỏ hơn)  có tiết diện thanh mảnh hơn so với

BTCT thường khi thiết kế với điều kiện chịu lực như nhau.

 Ngoài ra, do có tính chất chống nứt và độ cứng tốt nên

tính chống mỏi của kết cấu được nâng cao khi chịu tải

trọng trùng phục.

 Do nén trước nên tạo được tính liên tục của các mối

nối cho kết cấu lắp ghép

Trang 6

1.3 Ưu nhược điểm của BTCT DƯL

Nhược điểm:

 Có thể gây ứng suất kéo bất lợi làm BT có thể bị nứt

không mong muốn.

 Chế tạo BTCT DƯL cần có thiết bị đặc biệt, công nhân

lành nghề, có sự kiểm soát chặt chẽ về kỹ thuật (ví dụ

như có thể làm mất dư ứng lực do tuột neo)

1.4 Ứng dụng của kết cấu BTCT dự ứng lực

 Thanh căng trong vòm cuốn

Trang 7

 Neo công trình xuống các lớp đất đá sâu

1.4 Ứng dụng của kết cấu BTCT dự ứng lực

 Neo công trình xuống các lớp đất đá sâu

Trang 13

2 PHƯƠNG PHÁP GÂY DỰ ỨNG LỰC

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY DỰ ỨNG LỰC

2.2 Phương pháp căng

Căng trước (căng trên bệ)

Căng sau (căng trên bê tông)

Dùng công nghệ xi măng trương nở

Dự ứng lực căng ngoài

Trang 14

• Bước 1: Cố định một đầu vào bệ còn đầu kia kéo ra với lực kéo N

• Bước 2: Thép được kéo sẽ giãn ra một đoạn D (thép chịu kéo

vẫn trong giới hạn đàn hồi)

• Bước 3: lắp đặt cốt thép thông thường khác rồi đổ Bê tông

• Bước 4: đợi BT đông cứng và đạt cường độ cần thiết (80% R28)

thì thả các cốt thép DƯL rời khỏi bệ (buông cốt thép) Lúc này, thép

CĐC có xu hướng co ngắn lại và thông qua lực dính giữ thép với BT

trên suốt chiều dài cấu kiện, cấu kiện sẽ bị nén lại với giá trị lực nén

bằng lực N đã dùng để kéo cốt thép CĐC

Trang 15

 Căng trước (căng trên bệ)

• Ưu việt đối với những cấu kiện sản xuất hàng loạt trong nhà máy.

• Có thể xây dựng bệ căng cố định dài từ 75 – 150m để một lần căng

cốt thép có thể đúc được nhiều cấu kiện.

Trang 16

 Ưu điểm:

 Thông thường được sản xuất trong nhà máy  chất

lượng cao (với Mác bê tông thường từ 450 – 600 kg/cm2,

 Tốc độ thi công nhanh

 Tạo ra những không gian lớn, ít cột chống

 Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết (do sản xuất trong nhà

máy có mái che phủ)

Trang 17

 Nhược điểm:

 Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống kích cao

 Không phù hợp với các công trình có yêu cầu tạo dự

Trang 18

(căng trên bê tông)

• Bước 1: Lắp đặt cốt thép thường, đặt sẵn ống gen trong bê tông

• Bước 2: Đổ bê tông

• Bước 3: Khi bê tông đạt cường độ, tiến hành luồn cáp CĐC và

căng tới ứng suất thiết kế

• Bước 4: Khi căng xong, cốt thép CĐC được neo chặt và hai đầu

của cấu kiện (neo nhờ các bộ neo)

• Bước 5: bơm vữa CĐC và trong ống rãnh để bảo vệ cốt thép khỏi

bị ăn mòn, lắp đầy tiết diện bê tông và tạo lực dính giữa BT và thép

Trang 19

 Căng sau (căng trên bê tông)

• Khi căng sau trên bê tông sử dụng các loại thép sau:

 Thép sợi cường độ cao dạng bó

 Tao cáp (thép xoắn)

Trang 20

 Có tính cơ động cao, có thể căng kéo ngoài công trường

Ngoài ra, có thể thi công dự ứng lực cho các công trình có

kích thước lớn (mà nhà máy sản xuất thì không có phương

tiện nào chở nổi)

 Chi phí phục vụ căng kéo thấp hơn so với phương pháp

căng trước

Trang 21

Nhược điểm:

 Rủi ro trong quá trình thi công cao, chất lượng phụ thuộc

vào nhiều công đoạn như căng kéo thép, bơm vữa bê tông

vào ống gen, ma sát giữa ống gen với bê tông và ống gen với

thép,…

 Không kinh tế khi thi công nhiều cấu kiện có cùng hình

dạng kích thước với nhau.

 Phương pháp sử dụng xi măng trương nở

Trang 23

 Dự ứng lực căng ngoài

Là bố trí các bó cốt thép dự ứng lực ở bên ngoài tiết diện bê tông,

một số chú ý đối với phương pháp :

• Các bó thép dự ứng lực tác động vào khối bê tông thông qua các

ụ truyền lực được đúc liền hoặc áp chặt vào khối bê tông bằng bu

lông cường độ cao và keo dán

• Để bố trí các bó thép theo đường gãy khúc cần phải tạo thêm ụ

chuyển hướng của bó thép

• Các bó cáp dự ứng lực ngoài được bảo vệ bằng cách luồn vào

trong các ống thép hoặc nhựa, các ống này được bơm đầy vữa xi

măng hay chất đặc biệt để bảo vệ chống gỉ cho các bó thép

Phạm vi ứng dụng

• Nếu việc đặt cốt thép dự ứng lực trong bê tông quá dày

hoặc đặc gây khó khăn cho việc đổ bê tông

• Khi bố trí cốt thép dự ứng lực tạm thời chỉ để phục vụ

thi công

• Sửa chữa công trình cũ (ví dụ cầu Sài Gòn, cầu Đồng

Nai)

Trang 24

3 CÁC CHỈ DẪN KỸ THUẬT CƠ BẢN

Trang 25

 TCXDVN 389:2007 – Yêu cầu kỹ thuật và nghiệm thu

sản phẩm BT dự ứng lực.

 TCXDVN 356 – 2005 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt

thép - Tiêu chuẩn thiết kế.

3 CÁC CHỈ DẪN CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO

3.1 Vật liệu

3.1.1 BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO

 Bê tông dùng trong kết cấu BTCT DƯL có cấp độ bền tối

thiểu là B15 Việc lựa chọn mác BT phụ thuộc vào dạng, loại

và đường kính cốt thép căng, hay phụ thuộc vào việc có hay

không dùng neo:

Ví dụ: đối với thép sợi

 Thép D  5  Bê tông có cấp độ bền tối thiểu B20

 Thép D  6  Bê tông có cấp độ bền tối thiểu B30

 Đối với kết cấu đúc sẵn dự ứng lực căng trước sử dụng

mác 400-600

Trang 26

 Tham khảo TCXDVN 356-05 Tiêu chuẩn thiết kế BT và BTCT

 Đối với sản phẩm BTCT dự ứng lực căng trước đúc sẵn,

 cường độ bê tông tối thiểu là cấp B30 (M400) theo tiêu

chuẩn:

TCXD 199:1997 Nhà cao tầng - Kỹ thuật chế tạo bê tông

mác 400  600

Trang 27

Một số yêu cầu kỹ thuật qui định với sản phẩm BTCT dự ứng lực:

 Xi măng:

 Phải dùng tối thiểu là xi măng PC40,

 Lượng xi măng sử dụng trong bê tông không nên vượt quá

650kg/m3 đối với xi măng Poóc Lăng PC40)

 Các chỉ tiêu cơ lý khác liên quan đến bê tông pooc lăng tham

 Để tăng cường độ và cải thiện các tính chất khác của bê tông cần sử

dụng phụ gia siêu dẻo, phụ gia hóa dẻo, phụ gia giảm nước

 Để cải thiện vi cấu trúc bê tông nhằm tăng độ đặc chắc cần sử dụng phụ

gia hoạt tính (chất Silica fume, xỉ nghiền, tro bay )

 Khi cần vận chuyển xa hỗn hợp bê tông cần có phụ gia ninh kết chậm

v.v

 Có thể sử dụng từng phụ gia riêng lẻ hoặc sừ dụng đồng thời hai hay ba

loại phụ gia để đạt được các yêu cầu trên

 Liều lượng cũng như quy trình sử dụng phụ gia cần được tính toán và

thực hiện nghiêm ngặt theo chỉ dẫn kĩ thuật của người sản xuất phụ gia.

Trang 28

 Cát:

Dùng cho BT cường độ cao

 Đá dăm:

Trang 29

 Đá dăm:

Cốt liệu cho bê

tông phải đảm

bảo yêu cầu kỹ

thuật nêu trong

Nước dùng để trộn và bảo dưỡng bê tông là nước

dùng trong sinh hoạt, nước sông hồ, thỏa mãn các yêu

cầu kĩ thuật của TCXDVN 324:2006

( TCVN 4506 : 1987 "Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kĩ thuật“ )

Cường độ bê tông để cắt thép ứng lực trước

không nhỏ hơn 80 cường độ thiết kế qui định tại

Trang 30

CÁC GiẢI PHÁP ĐỂ TĂNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG

Đặt vấn đề:

• Dùng xi măng mác cao (ví dụ PC40 thay cho PC30)

Đặt vấn đề:

• Tăng hàm lượng xi măng  không kinh tế, nếu tăng nhiều 

nguycơ xuất hiện vết nứt co ngót và vết nứt do chênh lệch

nhiệt độ

• Giảm tỷ lệ nước/xi măng  làm giảm tính dễ đổ của bê tông

• Tăng cường độ cốt liệu

• Thiết kế cấp phối hợp lý cho hỗn hợp bê tông

• Sử dụng phụ gia tăng cường độ bê tông (ví dụ silica fume, xỉ,…)

• Bảo dưỡng đúng yêu cầu kỹ thuật

Trang 31

3.1.2 VỮA CƯỜNG ĐỘ CAO

 Công dụng như sau:

 Lấp các khe thi công, mối nối cấu kiện lắp ghép

 Làm lớp bảo vệ cốt thép, bảo vệ các neo

 Bơm vào ống gen đối với pp căng sau

 Vữa phải là loại dễ chảy, ít co ngót

 Độ linh động của vữa từ 12 – 14 giây

 Vữa gồm xi măng và nước, phải có pha phụ gia trương nở

(ví dụ Intraplast Z của hãng Sika) Cường độ vữa phải ngang

bằng với cường độ bê tông của cấu kiện.

3.1.3 CẤU TẠO THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO

 Thế nào là thép cường độ cao?

Là thép có cường độ > 600 MPa

Cốt thép thường (GH chảy) Thép cường độ cao

Thanh E = 2.07x10 5 MPa

Trang 32

 Loại sợi đơn cường độ cao:

 Tròn nhẵn hoặc có gờ, đường kính 3 – 8mm

 Thường được đặt trong kết cấu nhịp bản dự ứng lực, dầm cầu

DƯL, sàn DƯL được căng kéo trước khi đổ bê tông

 Loại này hoạt động dựa trên nguyên lý tự bám dính với bê tông

(không cần mấu neo)

Loại sơn đơn thường có 3 dạng:

 Loại thép dây dư ứng lực chấm lỗ

 Có các loại chấm lỗ 2 mặt, 3 mặt hoặc 4 mặt

 Tiêu chuẩn: GB/T5223-2002, BS5896-1980, AS1310-1987, JIS G

3536-1994, EN10138-2004, ASTM A881-1990

 Đường kính: 5mm, 6mm, 7mm, 8mm và loại khác theo yêu cầu

 Cường độ: 1470Mpa; 1570Mpa; 1670Mpa; 1770Mpa; 1870Mpa và

loại khác theo yêu cầu

 Ứng dụng: Dầm phẳng bản rỗng Tà vẹt đường sắt Cột điện

Trang 33

 Loại thép dây dư ứng lực mặt nhẵn

• Tiêu chuẩn: GB/T5223-2002, BS5896-1980, ASTMA421-1991,

AS1310-1987, JISG3536-1994, EN10138-2004 etc

• Đường kính: 5mm, 7mm và loại khác theo yêu cầu

• Cường độ: 1470Mpa; 1570Mpa; 1670Mpa; 1770Mpa; 1870Mpa và

loại khác theo yêu cầu

• Ứng dụng: Dầm cầu dự ứng lực, tấm sàn dự ứng lực, phần cáp

giằng của Cầu có nhịp lớn

 Loại thép dây dư ứng lực gân xoắn

Đặc điểm của thép dây gân xoắn là có 3-6 gân xoắn trên bề mặt, và tác

dụng của nó là làm tăng tính liên kết giữa sợi thép và bê tông, nhờ vậy

sẽ cải thiện được chất lượng của sản phẩm bê tông dự ứng lực và kéo

dài tuổi thọ

• Đường kính: 4mm, 6mm, 8mm, 10mm và loại khác theo yêu cầu

• Cường độ: 1470Mpa; 1570Mpa; 1670Mpa; 1770Mpa; 1870Mpa và loại

khác theo yêu cầu

• Tiêu chuẩn: ASTMA881,BS5896,AS1310,En10138,JISG 3536 etc

• Ứng dụng: Tấm sàn dự ứng lực Cột điện, Cột viễn thông Sàn bản

Trang 34

 Loại bó cáp gồm các sợi xoắn cường độ cao:

 Có độ tự chùng thấp, đặc tính cuộn xoắn nhằm nâng cao giới

hạn đàn hồi và cường độ kéo, chỉ số dung sai trên khối lượng đơn

vị theo tỷ lệ chiều dài thấp, tải trọng khi gãy rất cao, sức chịu lực

cao, sức kháng mài mòn và thi công ở nhiệt độ cao tốt

 Sản xuất theo các tiêu chuẩn ASTM A416 của Mỹ, tiêu chuẩn JIS

Nhật bản, tiêu chuẩn Châu âu,…

 Gồm 02 loại:

- Cáp không vỏ bọc (dùng trong CT xây dựng cầu)

- Cáp có vỏ bọc ( dùng trong xd nhà cao tầng)

 Loại không vỏ bọc (Bare Strand)

 Thường bó thành 7 sợi hoặc nhiều hơn (thường gọi là 1 tao)

 Mỗi tao có một sợi lõi thẳng ở giữa, các sợi ngoài xoắn có

đường kính giống nhau xếp thành một hay hai lớp

 Đường kính sợi ngoài bằng 1.5 – 5mm, riêng sợi lõi có đường

kính lớn hơn 10%

 Tao này dính bám tốt với bê tông, dễ uốn, dễ cuộn thành cuộn

lớn, có loại đã được mạ kẽm nên khả năng chống gỉ cao

Trang 35

Trang 36

 Thông số kỹ thuật Loại không vỏ bọc (Bare Strand)

Đường kính bên trong cuộn cáp: ~ 800mm

Đường kính ngoài cuộn cáp: ~1300mm

Độ rộng cuộn cáp: ~750mm

Trọng lượng cuộn cáp: 2.5~3 tấn

Trang 37

Tiêu chuẩn ASTM A416 (hệ đơn vị

inch-pound) ASTM A416 (hệ đơn vị SI)

Giới hạn chảy tối thiểu Ksi 243 243 N/mm2 1.670 1.670

Giới hạn bền tối thiểu Ksi 270 270 N/mm2 1.860 1.860

Đường kính danh định In 0,5 0,6 mm 12,7 15,24

Diện tích mặt cắt ngang In 2 0,153 0,217 mm2 98,71 140

Trọng lượng Lb/ft 0,52 0,74 Kg/m 0,775 1,102

Tải trọng giới hạn Kips 41,3 58,6 KN 183,7 260,7

Mô đun đàn hồi Ksi 28.000 28.000 N/mm2 195.000 195.000

 Cáp dự ứng lực có vỏ bọc bên ngoài được bảo vệ bởi lớp vỏ

polyethylen mật độ cao và dầu mỡ

Trang 38

 Loại cáp bện có vỏ bọc

Loại cáp này dùng trong kết cấu bê tông có đặc điểm

không kết dính với bê tông Trong quá trình thi công

không cần khâu bơm vữa Vì thế nên tiết kiệm được chi

phí công trình và rút ngắn thời gian thi công

Trang 39

 Loại các sợi song song cường độ cao:

Trước những năm 1990, ở miền Bắc thường dùng loại bó có 20 – 24

sợi cốt thép tròn D5mm xếp song song thành một lớp bao quanh một

lõi thép kiểu lò xo đã uốn sẵn từ sợi thép nhỏ có đường kính 1.5 –

2.5mm

Bước lò xo thường là 3cm trên đoạn thẳng và 1cm trên đoạn cong

Nhiệm vụ của lò so là đảm bảo vị trí chính xác của các sợi trong bó, lỗ

rỗng bên trong lò xo đảm bảo khả năng bơm vữa hoặc đổ BT lấp kín

lòng ống

Các sợi thép cường độ cao được buộc chặt, cứ cách 1 – 2m lại buộc

một đoạn dài 10 – 20cm Riêng ở đoạn gần neo 1m thì phải cách

20cm buộc một chỗ

 Loại các sợi song song cường độ cao

Trang 40

 Loại thanh thép cường độ cao

Thanh thép CĐC có thể tròn nhẵn hoặc có gờ

Để kéo căng phải dùng loại kích đặc biệt hoặc dùng pp nhiệt điện

Cách thức lắp đặt với vai trò làm cốt đai:

 Phủ thép bằng một lớp bitum và quấn băng giấy ở ngoài để không bị

dính bám với bê tông rồi mới đặt vào trong ván khuôn

 Một đầu thanh có thể làm sẵn theo dạng mũ bu lông (dùng để kích căng)

 Đường kính thép thường từ 20 – 40mm

 Loại thanh thép cường độ cao

Trang 41

3.1.4 ỐNG GEN (LOẠI TRÒN MẠ KẼM)

 ỐNG GEN (LOẠI TRÒN MẠ KẼM)

Trang 42

3.1.4 ỐNG GEN (LOẠI TRÒN BẰNG NHỰA HDPE)

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	4,23 MB