Bài giảng Công nghệ xây dựng công trình bê tông nâng cao (Bài giảng Cao học)

Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, còn gọi là kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước là két cấu bé tông cốt thép sir dụng sự kết hựp ứng lực câng rất cao cùa cốt thép ứng suàt trướ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÒN: CÒNG NGHỆ VÀ QUAN LÝ XÂY DựNG

BAI GIANG

(Dành cho học viên Cao học chuyên ngành Quán lý xây dựng)

BIÊN SOẠN: GS.TS vũ THANH TE

PGS.TS DƯƠNG ĐỨC TIÈN

TS TRÀN VÀN TOÁN

Hà Nội 2017

CHƯƠNG I BẼ TÔNG LAP GHÉP

MỤC LỤC

6

1.1 Khái niệm chung

/././ ưu nhược điếm 6 6 1.1.2 Trình tự xây dựng công trình bê tông láp ghép 6

1.1.3 ưng dụng 7

1.1.4 Xu hưởng phát trièn cúa công nghị hip gMp 7

1.2 Thiết kế cẩu kiộn lắp ghép 7

1.3 Chề tạo cầu kiện 8

1.4 Vận chuyền cấu kiện 15

1.4.1 Các yêu cầu kỹ thuật câng tác vận chuyên 15

2.3.6 Hiệu quá kinh tế 28

2 4 Lịch sử và sự phát triền cùa bê (ông ứng suất trước ớ Việt Nam và trẽn Thế giới 28

1.4.2 Các hình thữc vỏn chuyên 16

1.4.3 Phương ãn vận chuyên và láp ghép

1.4.4 Phtcơne tiên vãn chuvến

16

18

1.4.5 Các ohươne oháo xèo cứu kiên lén ohuơnữ tiên vân chuvén 18

1.5 xếp kho vả bỗ trí cấu kiện 20

ỉ.5.1 Bõ tri cán kiên trong kho bãi 20

1.5.2 Bồ trí cấu kiện ở mặt bủng chừ lúp ghép 21

1.5.3 Khuẽch <1'11 cáu ktền 21

1.5.4 Gia cưởng cấu kiện 21

1 5.5 Cức cóng lác chuân bì khác 22

1 6 Lap ghép câu kiện 23

1.6.1 Các phương pháp láp ghép «iu kiên 23

1.6.2 Qul trình cõng nghé 23

CHƯƠNG 2 BÊ TÔNG ỨNG SUẢT TRƯỚC

2.1 Khái niệm chung 25

25

2.2 Nguyên lý làm việc 26

2 3 Ưu diem 27

2 i 1 Chill lươne can 27 2.3.2 Tiết kiệm vật hịu

2.3.3 Toe độ thi công nhanh

2.3.4 Tạo ra những không gian lớn

2.3.5 ít chịu ánh hường cùa thời Iiểt

27

27

27

27

2.5 Xu hướng phát men trong tương lai 30

2.6 Phân loại kết câu bố tông ứng suất trước 30

2.6.1 Phương pháp kéo cảng trước 31

’ 6.2 Phương pháp kẽo củng sun 32

2.6.3 Các phương pháp khác tạo ưng suàt trước 35

2.7 So sánh sự lâm việc cùa kct cầu BTCT thõng thường và BTCT dự ứng lục 36

2.8 Phân loại công trình BTCT ứng suất trước 36

2.9 Vật liệu sư dụng cho kết cảu BTCT ứng suẳt trước

2.9 / Bê lâng

2.9.2 Thép trong bê tông cot thép ứng suát trước

2.9.3 Cáp

2.9.4 Ỏnggcn

2.9.5 Vữa phụt

2.9 6 cồt thép thường trong kềt cưu BTCT ứng 3uẩl tnrớc

2 10 Cầu tạo các két cấu BTCT ứng suất tnróc

2 11 Tón hao ủng suất trong kết cấu bẽ tông cốt thép úng suất truởc

2.11.1 Mát mát úng suat trong quá trình kẽo vã neo cót thép

2.11.2 Mắt mát ứng ĩuấl do biên dạng dân hôi lire thài cùa bỉ tông 37

37

37

38

38

39

39

40

41

42

45 2

2.11.3 Các mắt tnái ừng suất truởc khác 46

2.12 ửng dụng của kết câu BTCT ứng suất tniởc 48

2.12.1 Thanh câng cửa vỏm cuồn 48

2.12.2 Dùng dè neo các đcip nuức vi các công trình xuồng các lớp (tà sáu 49

2.12.3 Dùng làm dai cùa các bè chúa hĩnh trụ 49

2.12.4 Dùng trong các cầu kiện dằm 50

2.13 Yêu cầu kỹ thuật khi thi công bê tông ứng lực trước cảng sau có bám dinh 52

2.13 I Háo quán vật liệu 52

2.13 2 Lũp đã! cáp úng lực trước 53

2.13.3 Do bê tông 55

2.13.4 Kẽo cáng 55

2.13.5 Cáp ngắn 57

2.13.6 Sự cố trong kéo củng 58

2.13.7 Bơm vữa 60

2.13 8 Hoán thiện 61

2 14 Yêu cầu kỹ thuật khi càng sau thép ủng lực tnróv |3| 61

2.14.1 Bo tri cảc thép cảng 61

2 14.2 Neo cho thép ừng lực trước 61

2.14.3 Qui trinh càng thép 62

2.15 Yêu cằu cấu tạo vói kết câu be tông ứng lực tnrởc [7| 63

2.15.1 Bô tri côt thép kéo căng 63

2.15.2 Bõ trí neo ững lire truth: và hộ noi ứng lực trước 63

2.15.3 Bồ trícổt thép ihtràng trong kết cầu bè lông úng lục trước 64

2.16 Quy trình thi công BTCT dự ứng lục 65

2.16 I Trình lự llti công the hiện theo sơ đồ sau 65

2./6.2 Vật liệu 65

2.16.3 mố bị thi công 66

2.16.4 Mặt băng thi công cáp 67

2.16.5 Bien pháp kỹ thuật thi câng ctíp dụ ừng lực 67

2.17 Phương pháp xừ lý sự cổ 77

2.17.1 Xu lý sự cố trong cõng lác lắp dật cáp 77

2.17 2 Xừ lý sự cồ trong công lức kẽo cứng cáp 77

2.17.3 Xứ lý sự co trong cõng lác hom vữa cho dường cáp 78

CHƯƠNG 3 THI CỒNG ĐẠP BE TÔNG TRỌNG Lực 79

3.1 Đực điếm chung 79

3.1.1 Dào mông dập 80

3.1.2 Hê thắng trọn bè icing 80

3.1.3 Hệ thắng vận chuyến và dô bẽ tông 80

3.1.4 Biên pháp khổng chế nhtýt trong bè Icing khối Ic'in 80

3.1.5 Nhũng vần dề khác 81

3.2 Đảo và xử lý nền móng 81

3.2.1 Dào móng 81

3.2.2 Xữlýnên 82

3.3 Phân đựt vả phân đoạn thi công 82

3.4 Bõ tri hộ thống sán xuât hê lõng 84

3.5 Bỗ trí cẩn trục và cầu công tắc 85

3.6 Xu lý khc thi công và lắp đặt thiết bị chôn sẫn 87

3.6.1 Xứ lý khe thi công ' 87

3.6.2 Lãp dặt câu ktýn chem san 89

3.7 Tu sửa đập và kết cấu bê tông 89

3.7.1 Nguyên nhân hư hòng 89

3.7.2 Tu sưa bẽ tỏng bị xốp, rồng, rỗ mặt 89

3.7.3 Xứ lý vềt nút ỡ khối bê lông 89

3.7.4 Các ưuàng hụp khác 90

3.8 Nhiệt, ứng suắl nhiệt trong bê tông khói lỏn 91

3.8.1 ứng suất nhiệt cùa bĩ lâng 91

3.8.2 Biện pháp giảm ừng suất nhiýt trong bê tông 93

CHƯƠNG 4 THI CỒNG ĐẬP BÊ TÔNG BÁN MẬT 95

4.1 Đặc điếm chung 95

4.2 Phản chia giai doụn dấp đập 95

4.3 Khai thác đã phục vụ đâp đập 96

4 4 Công lác vận chuyền đ<i lên bề mặt đỏp 96

4.5 Cõng tác rái, san dam 96

4.5 Cường độ thi công và trình (ự đáp đập 97

4.5 ỉ Cưởng độ thi cõng 97

4.5.2 Trình tự dip đập 97

4 6 Kiểm tra chất lưựng trong khi xây dựng 97

4.7 Thi công bán chân 97

4.7.1 Dãc diem cấu tao 97

4.7.2 Quy trinh tồ chức thi câng 98

4.7.3 Xứ lý nền bàn chân 99

4.7.5 Cõng tác thi công bê tông bán chân 104

4.7.6 Thi câng khớp nồi chống ihấm 104

4.7.7 Ghi chu 107

4.8 Thi công he lông băn mặt 108

4.8.1 Đàc điềm cấu tao 108

4.8.2 Trình tự thi công 108

4.8.3 Quy trình tố chức thi công 108

4.8.4 Công lác vein khuôn bẽ tông bán mặt 109

4.8.5 Thi công khớp nối cluing thấm 111

4.8.6 Cõng lác vận chuyên, dô san, dâm và duõng hộ bẽ tông 113

4.8.7 Ghi chú 117

CHƯƠNG 5 THI CÓNG BẼ TÔNG ĐẢM LĂN 118

1 KHÁI QUÁT VÈ TÌNH HỈNH PHÁT TRIỀN VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG ĐÀM LÂN 118

1 I L|CH SỪ PHÁT TRIEN DẬP BẺ TÔNG DÁM LĂN TRẼN THÉ GIÓI 118

1.2 Sự PHÁT TRIÉN CÙA DẬP RCC TẠI VIỆT NAM 121

2. VẠT LIẸU DÙNG CHO BÊ TÔNG ĐÀM LAN VÀ THIÉT KÉ CÁP PHỚI 126

2.1 VẬT LIỆU TẠO TI LÀNH BÈ TÔNG ĐĂM LÀN 126

2 2 THIÉT KÉ CÁP PHỚI BÊ TÔNG ĐÂM LĂN 142

3 TRỘN BẾ TÔNG DÂM LÂN 159

3.1 MẬY TRỘN RỢI Tự DO VẢ CƯỠNG BỨC 159

3.2 MÁY TRỘN LIÊN TỤC VÀ MÁY TRỘN GÁO 161

4 VÂN CHUYÊN BÊ TỎNG DÂM LÃN 162

4.1 XE BEN Tự ĐÓ 162

4.2 BĂNG CHUYÊN 164

43 ÕNG CHÁY CHÂN KHÔNG NGHIÊNG 166

5 CÕNG TÁC MẠT DẬP 171

5.1 SAN BÊ TÔNG 171

5.2 ĐÁM LĂN 172

5.3 CÁC NHÂN TÓ ẢNH HƯỚNG HIỆU QUẢ DÀM RUNG 175

5.4 PHƯƠNG THỨC LẼN CAO THÂN ĐẬP 179

5.5 XÁC DINH NẢNG LỤC DO BÊ TÔNG TỒI ưu 182

5.6 xư LÝ MẬT TÀNG 189

5.7 TAO KHE co GIÃN NGANG 191

5.8 CHÔN’ THIẾT BỊ QUAN TRÁC 193

5.9 THI CÓNG TRONG ĐIÈU KIẸN KHÍ HẬU ĐẶC BIẸT 195

4

6 VÁN KHUÔN 199

6.1 CÁC LOẠI VĂN KHUÔN 199

6.2 ÁP Lực NGANG CÙA BÊ TÔNG ĐÂM LÂN TÁC DỤNG LẺN VÁN KHUÔN 203

6.3 CƯỞNG DỘ NEO Glử CÙA THÉP NEO 206

7 THI CÔNG KÉT CÁU CHÓNG THÁM ĐÁP BÊ TÔNG ĐÀM LÂN 207

7.1 CÁC LOẠI KÉT CÁU CHÓNG THÁM ĐẬP BẼ TÔNG ĐÂM LÃN 207

7.2 THI CÔNG KÉT CẢU CHỒNG THẢM ĐẬP BẼ TÔNG ĐÀM LÂN 209

8 QUẤN LÝ CHÁT LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẠP BÉ TÔNG DÂM LĂN 7 215

8.1 KHÔNG CHẼ CHÁT LƯỢNG NGUYÊN VẬT LIỆU 215

8.2 KHÔNG CHÉ C1IĂT LƯỌNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUÁT BÊ TỎNG 217

8.3 KHÔNG CHÉ CHÁT LƯỢNG MẬT KHOANH ĐÓ 219

8.4 ĐÁNH GIÁ CHÁT LƯỢNG VÀ NGHIÊM THU 232

9 DÙNG BỄ TÔNG DÀ.M LÁN ĐÈ SỬA CHƯA DẬP 233

9.1 GIA CÓ ĐẬP ĐÁT ĐÁ 234

9.2 CÁI THIỆN ĐIÈU KIỆN THUỶ Lực DẬP DÁT DÁ 234

9.3 THAY THẺ ĐẬP cũ 238

9.4 GIA CO DẬP BẼ TÔNG VÀ DẬP DẢ 239

9.5 ĐẶC DIÊM DÙNG BÌ: TÒNG ĐẢM LÃN ĐÉ SƯA CHƠA CÔNG TRÌNH 241

TÀI LIEU THAM KHÁO 243

CHUÔNG 1 BÊ TÔNG LAP GHÉP

1.1 Khái niệm chung

Thi công bê tông láp ghép là việc chia nhó kết cấu cóng trình bẻ tông thành những câu kiện nhô đè chè lạo lụi cãc nhà xướng hoặc chê lụo trước tại còng trưởng, sau khi chuân bị xong hiện trường, các cấu kiện này sê dược vận chuyên đến hiện trường và lắp ghép lại thành két cấu cóng trinh theo đúng thiết kề

số lượng nhân cõng lao dộng lại hiện trường;

- Hụn ché ãnh hưởng cùa then tiết và ngập lụt;

- Tránh dược một sô dặc tính bất lợi cùa thi công bê tông toàn khôi như: ứng suất nhiệt, nứl, quá trình ninh kết ;

- Được ứng dụng nhiêu trong thict ke và thi công các công trình công nghiệp, còng trình còng cộng và nhà chung cư,

2) Nhược (hèm

• Vôn dâu lư ban dâu lớn yêu câu cao vẻ cơ sở hạ tâng:

- Khối lượng vận chuyến lớn, đòi hói trình độ và thiết bi vặn chuyển chuyên dụng;

- Đòi hoi trinh độ chế tạo, thi công chuyên nghiệp và các thiết bị phục vụ thi cõng đặc chủng (thièt bị nàng hạ thiél bị phụ trợ, );

- Đòi hói trình dộ quan lý thi công, hệ thống dam báo chất lượng ở trinh độ cao;

- Tính toàn khói kém so với thi công bê lông tại chỗ chi phí cho các mối nối nút khung cao Kha năng tạo dáng kiên trúc cho cóng trinh hạn chê

1.1.2 Trình tự xây dựng công trình hê tông lắp ghép

Trình lự xây dụng công trình bê lông lãp ghép bao gôm các còng đoạn như:

Thiết ke -» Che tạo -» Vận chuyển -» xếp kho -» Lắp ghépl

6

Thict kê: Theo nguyên tãc và tư duy lăp ghép: một loại câu kiện nhỏ nhât, đơn gián nhất, có thề láp ghép được nhiều kết cầu hoặc công trình, có thế đúc cá kết cấu công trình;

- Đối tượng thiết kế: kích thước, hĩnh dáng, mối nối, cách chế tạo cầu kiện, phương án vận chuyển, lắp ghép Chúng có liên hộ mật thiết với nhau;

- Che tạo Thù công tại hiện trường, tại vị trí lăp (không chuyên nghiệp, chât lượng không lốt); Công nghiệp tại nhả máy (đám báơ chất lượng, năng suất, giá cạnh tranh, các dịch vụ kèm theo);

- Láp ghép: Dây là công đoạn lắp đặt các cấu kiện vào đúng vị trí tạo thành kết câu công trình, công trình Vì vậy đầy là công đoạn khó nhât đòi hói dộ chính xác cao

7.13 I !hg dụng

Công nghệ lấp ghép nói chung và thi công bê tông lắp ghép nói riêng được ứng dụng ràt rộng rãi và phô bièt trong ngành xây dựng Đây lả phương pháp dâu tiên mà người ta nghĩ đến mỏi khi phai thi công nhừng công trình, kết cấu công trình lớn nểu

có thê được

• Xây dựng dân dụng: Nhà công nghiệp - I tang, nhã nhiều tầng và dân dụng - nhà ừ, nhà công cộng

• Công trình công cộng: sân vận dộng, bê bơi, tháp truyền hình, silò ;

• Giao thông: cầu, hầm, đường sát, hộ thống báo vệ, cột đen biến báo, ;

• Thủy lợi: kênh, câu máng, công, ông dân nước, dường hâm kè bào vệ mái dê dập,

/ 1.4 Xu hướng phát triển cua công nghệ lấp ghép

Phương hướng phát triền và đặc trưng cùa công nghệ lãp ghép các công trình xây dựng là: định hình hóa, tiêu chuân hóa và công nghiệp hóa, thay thế các công việc nặng nhợc cùa con người báng cơ giới hóa và tự động hỏa đen mức tôi đa;

Kot hợp xây dựng theo phương pháp lắp ghép VỚI toàn khối, sư dụng các cấu kiện, mối nổi mang tính công nghệ, sử dụng vật liệu xây dựng mới theo xu hướng nhẹ sửc chịu tài cao thi công thuận tiện

1.2 Thiết kế cấu kiện lắp ghép

+ Nguyên tấc thiểt kế: Dựa trên nguyên tắc và tư duy lắp ghép mang tinh CƯ giới hóa cao: kết cấu dược chia thành các cấu kiện nho nhất, dơn gian nhất, có thê lap ghép được nhiều kết cấu hoặc công trình

+ Đôi tượng thief kè: kích thước, hình dáng, môi nôi cách chề tạo câu kiện, trình tụ thi công, phương pháp thi công và kiêu kết nối các cấu kiện.

+ Phương thức chc lạo: Thủ công lại công trường, lại vị trí lãp (không chuyên nghiệp, chất lượng không tốt); Công nghiệp tại nhà máy (đàm bao chất lượng, nảng suất, giá cạnh tranh, vận chuyến đến chân công trình và các dịch vụ kèm theo)

1.3 Chế tạo cấu kiện

- Điểu kiện chế tạo: công nghiệp hóa, chuyên nghiệp hóa, chế tạo lại nhà xưởng;

- Yêu câu chè tạo: dũng thièt kê đám bào chãi lượng

Tuỹ theo công trình, thường trong thi công bê lông có các câu kiện sau:

a) Hình phiến: như phiến vó ngoài cua bê tông cot thép, lát mặt ngoài mương máng, lát mặt cầu ;

b) Hình khôi: như vãn khuôn cho bê tông trọng lực khôi xèp trong bê tông khôi lớn;

Hình ì.2 Các cáu kiện cún một công trình xây dựng dân dụng

Một số cấu kiện điển hình:

Hình 1.3 Cổng hụp H X H X /ỉ=(ớ,6 X 0,6 X l,2tn+2.5 X 2,5 X l,2m) dày (l2+25ctnị

Hình 1.4 Cống trớn I) X L=(0,2 X 2,5ni-r2,5 X l,5nt) dày (6-r30cm)

10

Hình 1.5 Hằm bê lông dạng vòm đưực chia thành nhiều tầm bê tông nhò

Một vòng hâm (thủy điện Đại Ninh dài 11 km) được chia thành 6 tâm BTCT trong đó có 3 tấm tiêu chuấn, I tấm khóa chính và 2 tấm khóa phụ Một tấm có thông

so như sau:

- Khối lượng tối da: 3700 kG;

- Dường kính ngoài: 630 em;

- Đường kính trong: 570 em;

-Chiều rộng: 140em;

- Độ dày: 30 em

Hình 1.8 Cần đường sắt trên cao ở HCM có 4 í B X H=l 1,1 X /, 7 X 2.01)1 (khấu độ

35m chia thành 13 đot)

Hình 1.9 Câu đường sàl trên cao ớ Hà Nội có B X H xL=5,5 X 25.0 X 2,0m (nặng 157

tấn)

14

Hình 1.10 Sàn panel lap ghép

1.4 Vận chuyển cẩu kiện

1.4 / Các yêu cầu kỳ thuật công tác vận chuyến

+ Càu kiện khi vận chuyên phài đàm bào cưởng độ: Rr>R>/c đôi với câu kiện BTCT Rt>70%Rtk;

+ Trạng thái lúc vụn chuyền gần giống trụng thái làm việc của cấu kiộn: đầm giàn năm ngang; cột năm ngang phái tính gôi tựa dê Mmin cân thièt phai gia cường; tấm panel sàn - ngang, panel tường - đứng ;

+ Phương tiện vận chuyền phù hợp VỚI tình hình giao thông cua dịa phương;

+ Thiết bị vận chuyển chuyên dụng - chuyên nghiệp hóa quá trình vận chuyến;

+ Vận tôc vận chuyên phù họp theo qui định;

+ Thứ cự vận chuyên phù hợp với tiến độ lắp ghép

ỉ.4.2 Các hình thức vận chuyên

- Theo khoang cách vận chuyên có

+ Vặn chuyển xa (ngoài công (rường): tù nhà máy ché tạo vẻ còng trưởng - Bãng các phương tiện vận chuyên cơ giới, xe chuyên dụng;

+ Vận chuyển gần (trong hãng rào công trường); xe lự ché, xe cái liền, cần trục

tự hành

- Theo phương vận chuyên có:

+ Theo phương đứng: cần trục kích lởi ròng rọc

+ Theo phương ngang: xc ỏtô, kích, tời, cân trục,

+ Tô chức công tác vận chuyên khó khãn;

+ Chi áp dụng khi đường vận chuyển đến lận chân cằn trục; Mặt bằng không có

vị trí dê tập kct câu kiện; tiên dộ chi huy giữa vận chuycn và lãp ghcp phài có

độ chính xác cao

Hình /.// Vụn chuyến cấu kiện lừ xưởng chề lạo đen hiện irường

16

Hình 1.12 Vận chuyên câu kiện vào vị irí láp ghép

- Vận chuyền và xêp câu kiện lãp ghép trcn mặt băng thi công:

+ Vận chuyến và láp ghép là độc lập nhau;

+ Tiên độ thi cóng chi phụ thuộc vào lãp ghép;

+ Đòi hói mặt băng thi công rộng Vị tri láp ghép phân tán;

+ Áp dụng khi lap ghép nhà công nghiệp I tầng, công trình chạy dài theo tuyên,

- Vận chuyển và xếp cấu kiện lap ghép tại kho trù:

+ Công tác vận chuyên không cân theo thử tự dông bộ cỏ dicu kiện dê gia công, khuếch đại cấu kiện trước khi lấp ghép;

+ Tận dụng được thời gian tròng đê tô chức vận chuyên Tận dụng được càn trục bốc dờ;

+ Phải có phương tiện vặn chuyền (rung chuyền;

+ Phái có mặt băng cho kho bãi,

+ Chu (rình láp ghép phái được bố tri chính xác để bố (rí cấu kiện trong kho

Hình ỉ 13 Vụn chuyên càu kiện trong xướng chè lợơ và đèn hiện trường

Hình 1.14 Vận chuyên càu kiện trong xưởng ché tạo

1.4.4 Phương tiện vận chuyến

- Xc òtô: ô tô thùng, ô tô rư moóc;

- Xe chuyên dụng: vận chuyên cột lấm panel, dầm xà có khấu độ lớn (siêu trường, siêu trụng);

- Xe goòng (xe lưa), ;

-Tầu thủy, xả lan ;

- Đôi VỚI mồi loại câu kiện, tùy thuộc vào diêu kiện giao thông mà lựa chọn phương tiện vận chuyển cho phù hợp

1.4.5 Các phương pháp xép câu kiện lên phương tiện vận chuyên

- Vận chuyên câu kiện chịu nén - cột: Kê ớ hai gôi tựa cách dâu câu kiện 0.2L;

18

- Vận chuyên câu kiện chịu uòn - tàm sàn tàm mái: Kê ớ hai gôi tựa cách đâu cẩu kiện 0,1 L;

- Khi xcp nhiêu kíp câu kiện, diêm kê c.ác câu kiện phái trùng nhau;

- Khi cấu kiện đặt trên hai thùng xe, hai toa tẩu thi chi kê hai diêm kê ớ trên hai thùng (toa) khác nhau và cho phép xoay được khi xe chạy trên đường cong;

- Chiêu cao câu kiện trên thùng xe không quá 3,8m chiêu dài phái báo dam xe chạy được qua ngã lư đường cong;

- Trong thời gian vận chuyển cẩu kiện phai dược cồ định chặt, ồn định

- Vặn chuyến cấu kiện băng xe chuyên dùng: Xe chuyên dùng là loại xe có gắn them các giá đõ và các thièt bị cô định chuyên chờ các câu kiện sicu trường, sicu trọng, liet diện phức tạp giãn vì kẽo, panen tấm lớn cột có chiều cao lớn

Hình 1.15 Vận chuyên càu kiện báng ỏ tỏ chuyên dùng

Hình 1.16 Vận chuyên cáu kiện băng xà lan và cân câu

Hình 1.17 Xêp và kê câu kiện trên phương tiện vân chuyên

1.5 xếp kho và hố trí cẩu kiện

7.5 / Bẩ trí cẩu kiện trong kho bãi

- Thuận lợi nhất cho việc đưa cấu kiện vào liip ghép hoặc len phương tiện vận chuyên;

- Tư thế cấu kiện gần với lư thể khi cấu kiện làm việc;

- xếp theo ninh tụ láp ghép: lắp trước xếp ngoài, lẳp sau xếp trong hoặc láp trước xếp trôn và lắp sau xếp dưới;

- Năm trong tâm hoạt dộng cứa cân trục: nặng - xcp gân nhẹ - xèp xa;

- Đám bao an toàn lao động;

20

1.5.3 Khuêch đại câu kiện

11 Lỹ do và ưu (liêm khuềch dai cáu kiên

- Giai quyết việc vận chuyển các cầu kiện siêu trường: giàn mái nhịp cầu, cột;

- Tận dụng dược sức câu nâng cao hiệu quà sử dụng cân trục;

- Giam thời gian lảp ghép, giâm chi phi giãn giáo và cố định tạm;

- Thuận lợi và nâng cao chât lượng môi nòi

2) Biện pháp khuếch đại cầu kiện - Ba hiện pháp:

+ Cấu kiện chế lụo thành nhiều phần và khuếch đại tại vị trí lắp ghép: sử dụng các hệ dờ tạm và sàn công tác phục phụ quá trình khuếch đại (vì kèo, cột »

+ Cấu kiện được ché tạo thành nhiều phần, vận chuyển đến bài tập kết khuếch dại trên mặt băng và lãp ghép vào vị trí:

- Dòi hôi mặt băng thi công rộng rải: mặt bang cần phương tiện trung chuyển;mặt băng ờ ngay vị trí lãp ghép trong tâm hoạt dộng của cân trục;

- Phái trang bị các dụng cụ, thiết bị giá dờ phục vụ khuếch đại cáu kiện;

- Càu kiện có thê khuèch đại ờ trạng thái dứng hay năm - phái có phương án gia cường

+ Nhiều cấu kiộn được khuếch đại thành một khối đế lắp ghép: một cản phòng, một block vệ sinh hoàn chinh, một gian cúa nhà cóng nghiệp

- Đòi hói trinh độ chế lạo và lấp dựng ớ mức độ cao;

- Sức nâng cúa cân trục phù họp

1.5.4 Gia cường cấu kiện

I) I.V do gia ctríniy câu kiên

- Trong quá trình vận chuyên, câu dèn vị trí lăp ghép thi ứng suât cục bộ xuât hiện trong cầu kiện ngược (trái dấu) so với ứng suất trong trạng thái làm việc và có giá trị lớn hơn giá trị cho phép anh hương đèn chât lượng câu kiện;

- Ví dụ: cột ờ trạng thái năm ngang khi câu lãp; vì kèo khi câu lãp tạo ứng SUÍÌI trái dấu,

Hình 1.18 Nội lực trong giàn: a- khi lùm việc; h- khi câu láp

2) Ngttvên tác ẹia cường

- Làm tăng độ cúng cho cấu kiện ớ vùng ứng suất nguy hiếm;

- Gây ửng ngược dâu với ứng suãt sẽ xuàt hiện trong quá trình câu lãp đê giám ửng suất trong cấu kiện;

Biên phập gia cườn g

- Đôi với giàn vi kèo tùy thuộc phương pháp càu

+ Cẩu một điếm hoặc 2 điểm gần nút đinh giàn: gia cường tại nút treo cẩu và thanh chịu nén - nẹp gô ôp và dai thép;

+ Cẩu 2 diem gần 2 đầu giản: gia cưởng thanh chiu nen

- Đối với cột BTCT:

+ Câu một diêm đẩu cột: gia cường tại diem giừa cột dầm thép vã đai vít;

+ Câu 1 điêin không ở đâu cột (cột dãi); gia cưởng bâng dây cáp và óng thép với 2 diem tựa tại vị trí có ứng suât lớn (M);

+ Cột tiết diện chừ H gia cưởng ở chán bảng thanh giằng và bánh xe

1.5.5 Các công tác chiiíin bị khác

- Chuẩn bị thang treo, sàn công tác (láp dựng dầm, xà, giàn vì kèo );

- Chuẩn bị dây an toàn khi lắp giàn vì kèo;

- Chuân bị dây diêu chinh, các giăng, tăng dơ, cột chông;

- Các chi tiết neo sẫn ớ mặt bang lắp ghép

22

1.6 Lắp ghép cấu kiện

/ 6./ Cức phương pháp lắp ghép cấu kiện

• Theo cách thức đặt cáu kiện lên gối lựa:

+ Phương pháp lắp ghép tự do: dua cấu kiện vào gối lựa một cách tự do sau đó dùng xà beng, kích VỚI sự trọ giúp của cân trục đẽ căn chinh vào vị trí lãp ghép;

4- Phương pháp lắp ghép bán tự do: dùng khung dần hoặc thiết bị hàm cỗ định một sô phương, chi cân chinh dịch một sô phương còn lại;

4- Phương pháp cường bức (thiết kế chi định): Vị trí láp ghép được khống chế bời các chi tier dã dược thiêt kê và chè tạo trước Câu kiện dặt lên vị trí là chính xác ngay, không cẩn cố định tạm (khó thực hiện, chi một số cõng trình đặc biệt)

• Theo cách câu - lãp câu kiện:

+ Phương pháp quay (cột tháp, trụ ) cấu kiện tử tư thế nằm ngang lên thăng đứng, khi nâng một đầu cấu kiện (ì trên mặt đầl Sau đó cấu kiện được nâng bông len một dộ cao nhât định và dưa vào vị trí lãp ghép;

+ Phương pháp kéo lê: Vừa nàng vừa kéo lê thân cấu kiện trên mặt đất về hướng diêm dặt: càu kiện dể bị hông, vờ; cân trục chi kéo dây không quay được tay cần - không nên áp dụng);

+ Phương pháp nâng bông: Cân trục nâng bòng câu kiện lên khói mật dãt và đặt vào vị trí (hạn che nâng hạ cần đe cần trục có dộ ổn định cao);

+ Phương pháp lao (kéo trượt) kết hựp trụ đừ trung gian: lắp ghép dầm cầu ;

+ Phương pháp treo và bán treo (câu vượt sông, )

ỉ.6.2 Qui trinh công nghệ

(’huân bị ->Treo buộc ->cẩu lắp ->CÔ định tạm ->CÔ dinh vĩnh

+ Đánh dàu tim cỏt lên vị trí lãp ghcp;

+ Kiểm tra các thiết bị chờ neo, giăng trên mặt băng;

+ Chuân bị thang trco sàn công tác

• Chuẩn bị cấu kiện láp ghép:

+ Kiêm tra chât lượng câu kiện (hĩnh dáng, cưởng độ móc đè câu );

+ Đánh dau tim cốt lên cấu kiện dê phục vụ lăp ghép;

+ Khuếch đại gia cưởng cẩu kiện

2) Cỗnạ lác treo buâc

+ Lựa chọn thiết bị treo buộc phù hụp (thu công, đòn treo, tự cân bằng, bán tụ dộng, tự dộng);

+ Treo buộc cấu kiện đám bão kỹ thuật, an toàn lao động

3) Quá ninh câu lãp

• Lựa chọn phương pháp láp ghép;

• Quá trình cầu láp có 3 trạng thái:

+ Đưa câu kiện vào tư thê săn sàng câu lên: thao tác từ từ nhịp nhàng;

+ Cầu cấu kiện lên, đưa vào vị trí lâp ghép (cách cao trình láp ghép 0.5 - Im);

+ Đưa câu kiện vào vị trì lãp ghcp

• Đùng các thiết bị phù hợp đế căn chinh cấu kiện đúng tim cốt theo thiết kế

41 Cô đinh tam

+ Mục đích: Đám bao độ ôn định cho câu kiện dê giái phóng cân trục và chờ lắp ghép các cấu kiện (liên kết) tiếp theo hoặc chở cố định vinh viền;

+ Dụng cụ cách thức: nêm môi nôi khô các chi tièt chôn sẵn, giăng, neo bulông (50%)

5) Cô dinh vĩnh viên

+ Thời điếm: sau khi kết thúc công lác láp ghép cấu kiện cần xét đến sự cùng làm việc đồng thời trong một nhân cứng, liên kết với các cấu kiện khác;

+ Dụng cụ, thiêt bị: môi nôi ướt, môi nôi khô bulông (100%), giảng, xà gô

24

CHƯƠNG 2 BÊ TÒNG ỨNG SƯÁT TRƯỚC

2.1 Khái niệm chung

Bê lóng cốt thép là một sán phẳm không thế thiếu được cùa kỳ thuật xây dựng Một trong những phát minh lớn trong kỹ thuật xây dựng ở thê kỹ 20 chính là bê lông ứng lực trước Nó dược ứng dụng rộng rãi tại hầu het các nước tiến lien trên the giới từ hon 50 năm nay

Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, còn gọi là kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước là két cấu bé tông cốt thép sir dụng sự kết hựp ứng lực câng rất cao cùa cốt thép ứng suàt trước và sức chịu nén của bê tông dê tạo nên trong kêt câu những biên dạng ngược với khi chiu lài ở ngay trước khi chịu tái Nhờ đó nhùng kết cấu bê tông này có khá năng chịu tài trọng lớn hon kct câu bê tông thòng thường, hoặc vượt được những nhịp hay khâu độ lớn hơn kểt cấu bê tông cốt thép thông thường

Nhược diêm cơ bân của bê tông côt thép thưởng là có trọng lượng băn thân lớn

và trước khi chịu lực thường có thê xuất hiện sớm các vet nứt ngay cà khi ứng suất còn khá nhõ Sự ra dời của kết cấu bê tông ứng suất trước đà khắc phục được nhược diem này cùa bê tông côt thép thông thường

Ờ Việt Nam việc ứng dụng công nghệ bê lông ứng lực trước đă được thực hiện

từ những năm 70 80 Tuy nhiên phạm vi áp dụng còn hạn hẹp Chi trong những nãm gần dãy với chú trương công nghiệp hoá, hiện dại hoá các doanh nghiệp trong ngành

bô tông đã mạnh dạn ứng dụng công nghệ dự ứng lực trong việc săn xuâl các câu kiện

bê tông dự ứng lực như: Dằm câu của Bê tông Châu Thới; cột điện cùa Bè tông Thịnh Liệt; cục dự ứng lực của Công ty Phan Vù; ống cấp nước cua Bê lông Tân Bình Bé tông Chèm: dâm câu dâm sàn nhà dân dụng và công nghiệp cua Bê tông Xuân Mai

Nám 1998 Tống công ty VINACONEX đà nhập công nghệ bê lông ứng lực trước tiên chê cua nước Pháp dề sàn xuât dâm sàn nhẹ cho xây dựng nhà ờ (hệ PPB) tại Nhà máy bê tông Xuân Mai Sán phẩm này hiện nay đã được áp dụng rộng rãi tại

Hà Nội dặc biệt đã phát triền đê xây dựng trén 10.000 căn nhà sàn vượt lù tại các tinh ĐBSCL và dự án nhà ớ tái định cư công trình Thuý diện Sơn La

Nám 1999 Liên doanh VINAROSE (hợp tác giừa VINACONEX và Hàng RONVEAUX - Vương quòc Bi) dâ hợp tác triền khai công nghệ bê tông ứng lực trước tại Nhà máy bé tông và xây dựng Xuân Mai đề sàn xuất các cấu kiện vượt khấu độ lớn băng phương pháp căng kéo trước phục vụ cho xây dựng nhà ờ dân dụng, nhà công nghiệp, sân vận động vã đặc biệt sán xuất dằm cầu phục vụ cho giao thông Phạm vi

áp dụng rât rộng rãi giái quyêt hâu hèt các phương án xây dựng hiện dại mang tính công nghiệp cao

Công nghệ này được ấp dụng xây dựng các nhâ chung cư cao tâng tại khu đô thị mới Trung lloã - Nhân Chính, khu chung cư cao cấp Mỳ Đinh - Sõng Đà (Hà Nội) đã đem lại hiệu quã lo lởn vê: Giá thành hạ thời gian thi công nhanh và chàt lượng công trinh dám báo.

2.2 Nguyên lý làm việc

Côt thóp trong bê tông, là côt thép cường độ cao dược kéo căng ra băng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, năm trong giới hạn đàn hôi cùa nó trước khi các kêl càu bê tông cỏt thép này chịu tái Lực căng cổt thép này làm cho kết cẩu bê tông biến dạng ngược vói biền dạng do tái trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc Nhở đỏ kết cầu bê tông cốt thép ứng suất trước có the chịu tai trọng lớn gân gâp dôi so với kểt câu này, khi không căng cỏt thép ứng suât trước (Khi chịu lái trụng binh thưởng, biến dụng do lài trụng gây ra chí đù dể triệt tiêu bicn dạng do căng trước, kêt câu trớ lại hình dạng ban dâu trước khi căng, giông như không hề chịu tái gì)

Hình 2.L So sánh dâm BTCT thường và dâm BTCT ứng siuit trước

0 kết cấu bê lông cốt thép thông thưởng, thi cốt thép cùng với vật liệu bê tông chi thực sự làm việc (có ứng suất) khi có sự tác dụng cúa lãi trụng Còn ở kết cấu ứng suât trước, trước khi dưa vào chịu tài thì kèt càu dã có trong nó một phân ứng suàt ngược rồi cốt lõi cùa việc kết cấu bè tông ứng suất trước có khá năng chịu tái rất lớn

là nhờ việc tạo ra các biên dạng ngược với khi làm việc binh thường Việc sử dụng vật liệu có khá năng chịu lục cao như: cốt thép cưởng độ cao bê tông mác cao chi là diêu kiện phụ trự dê lãng khá nãng chịu lãi cũa kêl câu hê tông ứng suât trước

26

2.3.2 Tiết kiệm vật liệu

Bảng 2.1 Bàng so sánh vật liệu đùng cho cóng trinh I7T1 vã 1772

Bê tông Cất thép Tỳ lệ thép/bê tòng

17 TI (Bê tông tại chỗ) 8702 m3 2559 T 294 kG/m3 17T2 (Bê lông dự ứng lực) 7461 m3 H09T 149 kG/m3 Chênh lệch 1241 m3 1450 T

2.3.3 Tóc độ thi công nhanh

Hâu hêt càu kiện dược sán xuàt trong công xướng nên thời gian thi công trên còng trường giâm rất nhiều so với xây dựng truyền thống Vi dường hộ nhiệt nên lổng thời gian cất thép cưởng dộ cao tháo khuôn và quay vòng nhanh Tốc dộ thi công nhanh có the dạt được qua sự kết hợp nhiều yếu lố như: Mức độ điển hình hoá cấu kiện, trình độ lay nghê công nhân và sự tô chức thi công hợp lý Trong dự án khu đô thị cao tầng Trung Hoà - Nhân Chính (Hà Nội), toe dộ thi công trung bình là một tuân cho một tầng sàn I I00m2 và còn có the rút ngắn hon nừa Trong khi đố lại chỗ phải mất 10 ngày cho một tâng

2.3.4 Tạo ra những không gian lởn

Việc sử dụng bê tông ửng lực trước cho phép áp dụng với nhũng nhịp lớn và chiều cao kết cấu nhô ít cột và tưởng dỡ kết quá là tảng tính linh hoạt cho việc thiết

kế nội thất, hiệu quà và kinh tế hon

2.3.5 ít chịu ánh hưởng cua thời tiết

Mưa năng Do toàn bộ quá trinh sán xuất dược lien hành trong công xương

2.3.6 Hiện quá kinh tê

Qua kinh nghiệm và tính toán cùa nhiêu nước cho thày, giá thành phẩn kết cấu nhà cao tầng thường chiếm tới 28-32% giá thành xây dựng, mà trong phần kết cấu thì riêng lõi và sàn dã chiêm tới gân 80% giá thành Các két quá nghiên cứu trên thê giới cho thấy việc lựa chọn giãi pháp giám độ dày lỏi cứng bang cách tăng cưởng độ bê tông với công nghệ trượt dem lại hiệu quá kinh tê cao nhât Giai pháp kct càu sàn cùng

lã một công lác chu chốt có ánh hướng lớn tời thời gian thi công Sư dụng sàn tiền chế ứng lực trước là biộn pháp lỗi ưu để giảm thời gian thi công và tiết kiệm cốp pha đà giáo dan den giam dáng kê giá thành xây dựng Do giám dược vặt liệu và các chi phi trên còng trưởng nên giá thành hạ hon phương pháp xây dựng truyền thống Một nhà

17 tâng lại Trung Hoà - Nhân Chính có tông diện lích sàn 18.700 m2, liêt kiệm riêng phần thô so VỚI thiết ke đồ tại chồ được 4.5 tỳ đồng

2.4 Lịch sir và sự phát triền cùa bê tông ứng suắt trước ỏ’ Việt Nam và trên Thế giới

Lịch sir cùa bê tông cốt thép ứng suất trước hãy còn rất tré, nếu như việc tìm ra

xi măng cách đây khoáng 200 năm việc sáng chê ra bè tông đã được gân 150 năm (do Monic sáng chế ra nãm 1867) thì việc sứ dụng kết cấu bè lông cốt thép ứng suất trước mới chi khoáng 40 năm trở lại đây

Thực ra những năm dâu cùa the ký XX người ta dã bict nguyên lý VC bê tông ứng suất trước vả đà thừ nghiệm nhưng không thành công Lúc đó người ta tạo ứng suât trước trên kết câu bé tông băng các loại thép thường và thây rãng sau một thời gian thì hầu như toàn bộ ứng suất trước tạo ra tnrớc đây đều biến mất và kết cấu bi phá hoại

Thời đó khoa học xây dựng chưa giái thích đựợc những nguyên nhân gây mất ứng suất trong quá trình làm việc cùa thép và bê tông: thép bị giàn dài ra còn bé lông thì co ngan lại

Công trinh đầu tiên là thanh càng bằng bê lông cốt thép ứng suất trước cho nhà mái vòm ở Polyvcstrc (1924) và cho cầu vòm ớ Plougastcl (1928) Năm 1933 và 1935 người ta làm cột và các ống bàng bé tòng cốt thép ứng suắt trước; Năm 1941 làm một

sô câu ờ Luzancy; Nãm 1946 làm đường bãng của sân bay Orly ớ Paris

Có thê nói Eugene Ereyssinet (1879-1962) là cha de ra công nghệ bê tông ứng suất trước Khoáng từ những năm 1925 Freyssinct đù nghiên cứu vấn đề này Freyssinct là người đầu tiên giái thích sự mat mát ứng suất và người đâu ticn đà sừ dụng thép có cường độ cao trong bê lông cốt thép ững suất trước

28

Thép cường độ cao không phải lã đê triệt tiêu sự mãt mát ửng suàt mà là đè sau khi mất ứng suất thì lục còn lại vần đu lớn tạo lục nén cần thiết vĩnh viền trong bẽ tông.

Sau Freyssinet chúng ta có thè kê đèn Yves Guyon Pierre Lcbellc là những nhànghiên cửu thực nghiệm và lý thuyct cũng cô nhiều đóng góp trong lĩnh vực này

Nước Pháp là quốc gia đầu tiên sau đó lã Bi Anh Đức Thuy Sỹ, Hả Lan cũng

dà ứng dụng và phát tricn rộng rãi công nghệ này

Tại Liên Xô, nếu nám 1970 tỳ lệ kết cấu bê tông úng lực trước chiếm 23% lồng câu kiện bê tông côi thép nói chung thì dèn nãm 1990 con sô này dã tãng lên dèn 30%

Tại Mỹ công nghệ chể tạo bê tông ứng lực trước chậm hơn Châu Âu, đầu tiên là xây dựng các bê chửa, nhưng sau đó thì phát triên rât nhanh: chi sau 2 năm dã có 34 cơ

sỡ chể tạo cấu kiện bẽ tông ứng lưc trước với trẽn 500 công trinh kiểu này được xây dựng

Trong thập kỷ 70 khối lượng bê tông cốt thép úng lực trước trên the giới dạt khoáng trên 30 triệu mét khối

0 Việt Nam: kèt câu bê tông ủng suàt trước dâu tiên dược xây dựng ớ nước ta

lã vào năm 1962 đỏ lã công trinh cầu Phú Lỗ Sau đó nó còn được dùng cho một số công trinh khác nữa và cũng cỏ công trình dã bị sập Sự cô xây ra không phài do lỗi cùa loại kết cấu này mả do ta chưa nám được đầy đù nhùng yêu cầu hết sức nghiêm ngặt trong thi công cùng như ánh hướng của môi trường đèn bê tông côt thcp ứng suàt trước

Thực ra từ khi xây dựng Nhà máy Bê tỏng Chèm cách đày gần 40 năm trong thiết kế dã có sàn càng ứng lực trước Nhưng trên thực tế, sau một thời gian dài thì phần công nghệ này không triển khai ờ bất cứ nhà máy bé lông nào Có the bơi lý do trong khoáng thời gian dó không có illici bị căng gọn nhẹ hiệu dụng, nhưng cũng có the do cơ chế kinh tế đã hạn chế việc áp dụng còng nghệ mới, vì thể nên công nghệ ứng lực trước chưa di vào đời sòng san xuât xây dựng ớ nước ta

Ớ Trường Đại học Xây dựng Hà NỘI cuối những năm xo Phòng thi nghiệm còng trình dã nghiên cứu và đưa vào sân xuàt ờ quy mô nhô các kêt câu bê tông úng lực trước sứ dụng trong lắp ghép thu công (khâu dộ dầm 3m trọng lượng 4O-5Okg)

Tuy nhiên, khoáng 10 năm trở lại đây sàn bê tông ứng suất trước đà được sàn xuât với nhiêu loại hình câu kiện ớ nhà máy bê tông Xuân Mai cùng VỚI sự phát triên ram rộ cua cọc, dằm bẽ lông dự ứng lục

Ngoài việc áp dụng cho các nhà cao tâng, công nghệ bê tông dự ứng lực tiên chế còn có the áp dụng hiệu quá cho nhiêu dạng công trình khác Trên thực tế, công

nghệ trên đã dược áp dụng thành công cho các dự án khu công nghiêp và dân dụng như sau:

- Nhà máy Chè tác Kim cương ờ khu công nghiệp Sài Đông - Hà Nội; Nhà máy đá ỏp lát cao cấp VINASTONE tại Phú Cát - Hà rây; nhà máy gốm sứ cao cấp Chúc Sơn, Chương Mỹ - Hà Tây nhà máy may công nghiệp lại Thái Bình, nhà máy sứ vộ sinh TOTO giai doạn 2 tại khu công nghiệp Thũng Long, ;

- Hai Tnrờng trung học tại khu đỏ thị mới Thanh Trì và khu Trung Hoà-NhânChính - Hà Nội; Trường Đại Học Y Thái Nguyên; Bậc ghê ngói Sân vận động Quôc Gia Mỳ Dinh - Hà Nội; Sán vận động Việt Trì - Phú Thọ, Siêu thị METRO CASH & CARRY- Hà Nội chung cư cao cấp 25 tầng SYRENA Tây Hồ và toà nhà 25 tầng VIMECO đường Phạm Hùng, Thanh Xuân - Hà Nội

2.5 Xu hưứng phát triền trong tương lai

- Tạo ra các không gian lớn cho các nhà vãn phòng, gara ô tô nhiêu tâng;

- Áp dụng cho kết cấu các công trình cao tàng (tới 40 tầng);

- Sử dụng bè tông có cường dộ cao lừ 600-900 kG/cm2 cho kct câu cột;

- Sứ dụng công nghệ dầm Prebeam và dầm phức hợp (Flexstress) cho xây dựng đường sất trên cao các cầu cạn;

- Tháp thông tin, truyền hình

Bẽ lông ứng lực trước liền chế đà được sứ dụng rộng răi trên thế giới tir nhiều thập ký trước, hiện nay dã chiêm linh phân lớn thị trường xây dựng, ke cá các nước đang phát triển ờ khu vực Dõng Nam Á Ở Việt Nam, công nghệ này đă được áp dụng

tử những thập kỳ 70, 80 cùa thè kỷ trước nhimg chưa dược phát triên rộng rãi vì gặp không ít khó khăn khách quan và chú quan Sang một vãi năm đầu thế ký này ơ miền Nam lừ mộl công ly 620 Châu Thới dà có nhiêu công ty nhà máy phát triền công nghệ mời Còn ở miền Băc mới chi có rất il cơ sơ áp dụng, mặc dằu nó dem lại hiệu quá to lớn về nhiều mặt Song với những ưu diem không thẻ phủ nhận, đày sè lã hướng đi tắt yêu trong quá trinh phát triên kỹ thuật xây dựng ớ Việt Nam góp phân dây nhanh tiên trình công nghiệp hoá, hiện đại hoả đất nước

2.6 Phân loại kết cấu bê tông ứng suất trước

Trong kêt càu bê tông côt thép ủng suât trước thì bê tông là vật liệu chịu ứng suất trước còn thép cưởng độ cao là vật liệu tạo ra ứng suất trước

30

Việc kéo côt thép dê tạo ra ímg suât trước có thè tiên hành trước hoặc sau khi

đồ bê tông Vi vậy, việc ché tạo các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước được chia thành 2 phương pháp chủ yêu:

- Phương pháp kéo căng trước;

- Phương pháp kéo cảng sau

2.6 / Phương pháp kéo căng trước

Theo phương pháp này, người ta kéo căng cốt thép trước rồi sau đó mới đỗ bê tông Côt thép ứng suât trước được kéo căng ra trên bệ khuôn đúc bè tông trước khi chề tạo kết cấu bê tòng (như cảng dây dãn) Sau đó kết cấu bê tòng dược dúc binh thường với cốt thép úng suất trước như kết cấu be tông cốt thép thông thường Den khi

bê tông dạt dên một giá trị cường dộ nhãt dinh dê có the giữ dược ứng suât trước, thì mới thà kích kéo cốt thép ra Do tính đàn hồi cao của cốt thép, nó cớ xu hướng biến dạng co lại dọc theo trục cùa côt thép Nhờ lực bám dính giữa bê tông và côt thép úng suất trước, biển dạng này được chuyến hóa thành biến dạng vồng ngược cùa kểt cầu bê tông so với phương biên dạng khi kêt câu bê lông chịu tái trọng Phương pháp này tạo kết cấu ứng suất trước nhở lực bám dính giữa bê tông và cốt thép, và dược gọi là phương pháp cảng trước vì cốt thép được càng trước cã khi kết cấu bê tông được hình thành và dạt tới cường dộ thiết kê

Phương pháp nãy cằn có một bệ căng cồ định nên thích họp chơ việc chế tạo các kct câu bê tông ứng suât trước dúc sãn trong các nhà máy bê tông dúc săn Kèt câu

bê tông ứng suất trước căng trước có tru diem là dùng lực bám dinh trên suốt chiều dài cỏt thép nên ít có rủi ro do tôn hao ứng suât trước Phương pháp này thông thường dùng trong các nhà máy bê tông để sán xuất hàng loạt cấu kiện giống nhau hoặc cùng

có khi người la lô chức sàn xuàt hàng loạt các càu kiện đông thời đặc biệt tại công trình xây dựng, cốt thép dự ứng lực có thê dược kéo bảng kích từ ca 2 đẩu hoặc cũng

có the neo một đầu và kéo một đầu Thép ứng suất trước có thế là thanh thắng hoặc gâp khúc tuỳ theo thièt bị tạo ứng suât Nó có thè là loại thép tròn trơn cũng có thê là các thanh thép bện hoặc cáp

Kích Bé tì 1 V Cỗt thép tạo ứng xuát trước

Hình 2.2 Sàn cõng thằng liên tục dài từ 50-200tn

Kích

Hình 2.3 Thièt bị cáng thépgàp khúc bánịỊ nhiêu đoạn

Có thè sàn xuât một dái nhiêu càu kiện đông thời trên sàn căng Đôi với thép tròn tron có thể độ dính giừa cốt thép và bê tông chua đù chác thi người ta có thế bố sung them các neo ở đâu câu kiện

a) Neo kiểu nhản ( neo vong) b) Neo ỏng

Hình 2.4 Các loại neo trong BTCT ứng suất trước

2.6.2 Phương pháp kéo củng sau

11 Bê tông ínig suât trước câng sau ílang liên kèt

Đây là loại kểl cấu ứng suất trước được thi công căng cốt thép sau khi hình thành kèt câu nhưng trước khi chịu lái Phương pháp này sử dụng phàn lực đâu neo hình côn tại các đau cùa cốt thép ứng suất trước đe truyền áp lực ép mặt sang đầu kết cấu bê tông (gây ứng suất trước) Kết cẩu dụng này còn gụi là kết cấu bê tông ứng suất trước căng sau có bám dính

Khi lien đồ bê tông cho nhùng cầu kiên ứng suất trước theo phương pháp này thì phái dê săn những ông bao dè luôn côt thép tạo ứng suât trước Ong bao băng nhựa, nhôm hay thép được đặt trong kết cấu bẽ tông Sau khi căng cốt thép đến ứng suất thiết

kê thì tiên hành phụt vữa (hô) xi mãng với áp lực cao vào trong lòng các ông bao đê vừa lạo lớp vữa bao vệ cốt thép vừa lạo môi trường truyền ứng lực bàng lực bám dính giừa cốt thép với vừa xi màng đông kết óng bao và kết cầu bê tông bên ngoải Hai đầu cỏt thép dược neo chặt bâng neo hình côn vào bê tông và chúng trờ thành các gôi lựa truyền lực nén vào bê tông

32

Việc kiêm tra độ đầy chặt vữa xi mãng trong ông bao được tiên hành nhờ có các đầu ống kiếm tra căm vào trong ống bao Bơm vừa áp lực cao tới khi phun đầy vừa ra các đâu thãm này cỏ thê biêt vữa đã chửa đày trong ông cáp đen đoạn nào của két câu

Đây là dạng kết cầu bê tông ứng suất trước cảng sau cái tiền Áp dụng cho kết cấu đúc tại chỗ tại hiện trưởng, mà ít gặp nìi ro do (ồn hao ứng suất trước tại đầu neo

Phương pháp này chi dược tiên hành khi be tông dúc dã dạt cường độ khoáng 24MPa Phương pháp kéo câng sau được ứng dụng rộng răi trong việc thi công các cầu

có khâu dộ lớn các kêt càu dặc biệt như vó của nhà máy diện nguyên tử các loại kho

và bể chứa Đây là phương pháp thi cõng cơ động, không đòi hôi sân bãi và thief bị công kcnh nen dược ứng dụng rât rộng rãi trong thực tê sán xuàt Người ta còn áp dụng phương pháp nãy đế tạo ứng suất trước cho nhừng sợi cáp bọc hẳn phía ngoài kết câu bê tông

Rânh ơxo sàn kt* đổ Dổ ICiìQ Neo

vũa xi nân» núc cao

đuọc ptự vĩo ràríi

Hình 2.6 Các chi liêi cùa hộ phận neo 2) Bê tông ứng siiíiỉ trước cãniỉ sun liant; không hên kêt

Đây là dạng kết cẩu ứng suất trước căng sau, không sử dụng lục bán» dính giữa còt thép ửng suât trước với kct câu bê tông, mà chi sứ dụng phán lực cp mặt đâu neo

để gìử ứng suất trước Phương pháp này, không dùng lực bám dính gìừa bê tông và cốt thép đê tạo ứng suât trước, nên còn gợi là ửng suâl trước cãng sau không bám dinh

Cốt thép dược lỗng trong ống bao có chứa mỡ bào quán chống gi và dược dặt binh thường vào trong khuôn đúc bê tông mã chưa được càng trước Sau đó, đồ bê tòng vào khuôn binh thường như chê tạo kèt câu bê tỏng côt thép thông thường Đèn khi kết cấu bê lông cốt thép đạt cường độ nhất định đu đề chiu được ứng lực căng thi mới tiên hành cảng côi thép ứng suât trước Côt thép dược kéo căng côt thép dân dân băng máy kéo ứng suất trước đến giá trị ứng suất thiết ké, nhưng vần nàn» trong giới hạn đàn hỏi của côt thép úng suàt trước Sau môi hành trình kéo thép, côt thép lại được buông ra khói máy kéo, lúc đó cốt thép có xu hướng co lại vì tinh đàn hồi Nhưng do các đầu cốt thép (một trong hai hoặc cà hai đầu) được giữ lại bời neo 3 lá hình côn nãm trong hôc neo hình côn băng thép bịt ờ hai dâu kèt câu bê tông mà biên dạng dàn hồi này cùa cốt thép được chuyển thành phàn lục đầu nco dạng áp lục ép mặt cùa má côn thép tniyèn sang dâu kêt càu bê tông (tạo ra ứng suât trước) Nhờ đó kêt câu bê tông dược uốn vòng ngược VỚI khi lãm việc Khi đạt đến ứng suầt trước thiết ké thì mới cho kêl câu chịu tái trọng (cho làm việc)

Cốt thép ứng suất trước có thế là dạng thanh, dạng SỢI cáp hay bó cáp Mồi sợi cổt thép ứng suất (rước được lự do chuyển động trong lòng ống bao bàng nhựa có mở

34

bôi tron, mà không tiêp xúc với bê tông Giữa bê tông và côt thép không hê có lực bám dinh.

Phuong pháp này thuận lợi cho việc thi công lại hiện trưởng, u ng dụng cho các kết cấu bê công cốt thép ứng suất trước đố lại chỗ Tuy vậy nhược diem cua phương pháp này là chi dựa vào các đầu neo đẻ giừ ứng suất trước Neu các đầu neo này bị hỏng thì ứng suât trước trong cốt thép sê mat, kct câu trò thành kct câu bê tông thông thường, không đám báo chịu lực nừa Nhưng lại thuận lợi cho việc thay Ihề hoặc sữa chửa cáp ứng suât trước

2.6.3 Cức phương pháp khác tạo úng suốt trước

Ngoài hai phương pháp căng trước và câng sau trong bê lóng cốt thép ứng suất trước còn có các phương pháp khác it dược sứ dụng hơn sau dãy:

- Sir dụng bê tông tự tạo ra ứng suẩt trước bằng cách dùng xi máng nữ:

Theo phương pháp này khi cho mrớc tác dụng với xi mãng sẽ lảm tãng thê tích cua xi măng, các cốt thép trong bè tông sê ngăn can sự giãn nỡ này cùa xi măng, kết quà là trong bê tông có I lực nén khoáng 60-70kG/cm2

Người ta có thê sứ dụng loại xi măng dặc biệt cho sự trương nở này Song, thực

tế cùng có thề biến xi màng Pooclãng thòng thường thành loại xi mảng đặc biệt này băng cách trộn thêm phụ gia alumìnat và thạch cao Loại xi măng trương nờ tự tạo ứng suất trước này dũng đế chế tạo các kết cấu như bể chứa, cầu tàu cọc dầm, panel mái che cho nhà công nghiệp Phương pháp này dôi khi còn dược gọi là dùng phương pháp hoá học đe cạo ủng suất trước

- Dùng kích ép ngoài đê tạo ứng suàt trước:

Khác với 2 phương pháp căng trước và căng sau, kích đặt ó 2 đầu kết cấu không dùng dê kéo câng CÔI thép ra mà lại dùng đè ép chặt câu kiện bê tông lại cáp hoặc cốt thép dược neo vào các gổi tựa

Hình 2.7 Tạo ứng suất trước bằng ép hê tông

Sau khi bo kích ra bê tông không bị nén nờa và trờ về trạng thái bình thường thì

sẽ lạo nên ứng suàt trước

Công nghệ này được sir dụng đè đô các nhịp câu đặc hiệt là vòm có khâu độ lớn.

2.7 So sánh sự làm việc cũa kết cấu BTCT thông thường và BTCT dụ úng lực

Hình 2.8 Trường hợp dầm bẽ lông CỎI thép thong thường

Hình 2.9 Trường hợp dâm bê tông ứng suál trước ít) Khi dâm không chịu tài; bỉ Khi dám tham gia chịu tai

Sự làm việc khác nhau giừa kết cầu bê tông cốt thép thông thưởng và bê tông côt thép dự ứng lực là giới hạn tai gây ra vêt nứt

2.8 Phân loại công trình BTCT úng suất trước

Sự xuất hiộn vét nứt trong két cấu bê tông cốt thép ứng suất trước là rắt nguy hiẻm, bời vì nó có thê gây ra sự sụp dỏ và phá hoại dột ngột do cáp bị ri hoặc bị moi trong quá trình xuất hiện và mớ rộng vết nứt

Do dó sự phân loại các công trình hoặc kêt câu bê tỏng côt thép dự ứng lực chú yếu dựa trùn các yêu cầu về xuất hiện vết nứt ơ bê tông

Có 3 loại như sau:

- Loại 1: Đó lả các kết cấu hoàn toàn bị nén, bẽ tông trong công trinh này luôn luôn bị nén kê cà khi chài lái;

36

- Loại 2: Loại công trình này bê tông có thê chịu kéo nhung rât hạn chè sao cho kết cẩu không có khá năng xuất hiện vết nứt hoặc nếu có thì cùng ràt nhó dưới điêu kiện cho phép;

- Loại 3: Đó là các còng trinh có the cho phép xuất hiện vet nứt như trong các kết cấu bê tông cốt thép thòng (hưởng Dổi với loại công trình nãy lực tác dụng vào công trinh không những chi cân băng VỚI lực gây ứng suất trước mà còn với cà lực kéo cùa cốt thép thưởng (rong bê lông

Đê đảm bào các yêu câu rât cao vê chỏng xuât hiện vet nứt trong kẽt câu BTCT ứng suất trước thì cần phái luân thủ rất nghiêm ngặt về vật liệu sữ dụng và các quy định vè tiêt diện hoặc câu tạo dôi với các kêt càu này

2.9 Vật liệu sú dụng cho kết cấu BTCT ứng suất trước

Bê tông cốt thép ứng suất trước đỏi hói phái sứ dụng vặt liệu có chất lượng cao

và thi công theo công nghệ ticn tiên

2.9 / Bê tâng

Thành phấn cũa bê tông gồm có: Xi mãng Porland nước, cồt liệu và phụ gia (nẻu cân thiêi) Chài lượng cua bẽ lông phai đặc biệt tôt Vữa xi mãng dê phụt vào ông gcn (rong phương pháp căng sau (hường có them phụ gia trương nở đề dề giàng lấp kín mọi kẽ hớ trong ông gen (không thê dâm)

2.9.2 Thép trong hê tông cốt thép úng suất trước

Thép dùng (rong ứng suất (rước là loại thép cứng, tức là thép có cưỡng độ chịu lực rảt cao Thép có nhiêu hợp chât các-bon ờ tý lệ cao không uôn deo dược, cường

độ cùa thép thông thường là 12.000 - 17.000kG/cm2 hoặc hon nừa

Thưởng cưởng độ chịu ứng suât trước ban dâu cùa thép này ràt sát với cuông

độ phá hoại cua chúng, nhưng việc này không gây nguy hiểm vì ứng suất trong thép sẻ

bị giâm dằn theo thời gian

Các loại thép thông dụng dược dùng trong bê tông cót thép thường có

- Thép sợi phổ biển là loại thép sợi trôn trơn cỏ đường kích 5.7 hoặc 8mm:

- Thép thanh: Thép cây thường là thanh có chiều dài khoang 12m Trong phương pháp căng sau người ta cùng dùng các thanh thép tròn có tạo các núm làm neo (heo phương pháp gia công nguội, cốt thép lượn sóng hoặc có gờ

Hĩnh 2.10 Cáp dùng trong két câu bè tông CÔI thép dự ứng lực

Có loại cáp gồm nhiều tủm dây thép, thòng thường ta hay gặp loại cáp có 1,6

12 18 lúm dày thép

2.9.4 Ớnggen

Có 2 loại ống gen được dùng trong BTCT ứng suất trước:

- Loại bãng tôn mòng O,2-O,3mm có pha chi đê làm giâm ma sát cuộn mép và quấn theo kiêu xoăn ruột gà:

38

Hình 2 11 Ông gen

ai Óng gen bằng tôn mòng: b) Óng gen bằng thép ống

- Ông gen băng các loại ống kim loại, ống tròn tron có bề dày 2-4mm Yêu cầu ông gcn là phai chông thâm tôt đê giữ cho nước xi mãng không thủm vào ông trong quá trình đồ bé tông và báo vệ cáp, ổng phai bền không bị hư hóng biến dạng trong quá trình (hi công Tuy nhiên, ống lại phái mềm để đật cong theo thiết kế và ma sát giừa ông gen với cáp không dược quá kin (vi nêu không sê bị giám nhiêu lực ứng suât trước do tồn hao ứng suất)

2.9.5 Vữa phụt

Sau khi căng cáp và nco, can lâp dây kẽ ho’ trong ông gen băng vữa xi măng

Vừa được phụt vào ống gen dưới áp lục khoáng 6 atm;

Vữa phụt là một hỗn hợp bao gôm:

+ Nước - Xi măng (Tỷ lệ N/X=o,45), phụ gia vả đôi khi có ca cát;

- Dộ trương nở của vữa khoáng 5-10% Ty lộ sử dụng các loại vật liệu cho loại vừa này là: 20kG XM Poóc-lăng; 0,6kG phụ gia trương nớ; 8 lít nước; 4kG cát mịn (đường kinh <0.2mm) Cưởng độ chịu nén sau 7 ngày ít nhât phái đạt 200kG/cm2

Nhiệm vụ của vừa phụt là:

- Báo vệ cáp ứng suât trước chông gi;

- Tạo dính kết giờa cáp và bê tông Sự (lính kết này rất cần chiết để dam báo sự làm việc cùa kct câu

2.9.6 cổt thép thường trong kết cáu tiTCT úng suất trước

Dối với két cấu BTCT ứng suất trước bao giở người ta cùng sử dụng thép gai để tạo sự dính kết lốt giữa bê tông và thép

Tuy nhiên, ớ một sô càu kiện sàn BTCT ứng suât tnrởc đôi với côt thép thưởng ncu dùng lưới hãn sần thỉ người ta cũng có thế sư dụng thép tròn trơn hoặc thép có gở đặt vuông góc với nhau theo 2 hướng với khoảng cách không đôi.

2.10 Cấu tạo các kết cấu BTCT ứng suất trước

Dạng cùa các kết cấu BTCT ứng suất trước so với các kết cẩu bê lòng thưởng nhìn chung là gióng nhau, chi có điêu là nhịp cùa chúng lớn hon và độ mành cùng lớn hơn

Khoáng cách cùa CỎI thép ứng suât trước lừ trục dên trục không được nhỏ hơn 3 lẩn dưỡng kính cua chúng

Khoảng cách lớp bào vộ không được nhỏ hơn 2.5 lằn đường kính của chúng Đây là diêu kiện dám bào sự hên kct và làm việc cùa cỏt thép

Ngoài ra lớp báo vệ còn phái tuân thú các điều kiện sau dây:

- Lớn hơn hoặc bãng lem đỏi với công trinh được che phu không có lực tập trung,

- Lởn hon hoặc bãng 3cm đôi VÓI công trình chịu ánh hướng của thòi tict chịu lực tập trung hoặc tiểp xúc VỚI chất lóng;

- Lớn hơn hoặc bằng 5cm đói VỚI các công trình xâm thục

VỚI cót thép ứng suât trước theo phương pháp căng sau thì tùy theo loại gen mà bán kính cong R của ống phái thoá màn các điều kiện lối Ihiểu sau đây:

- Số ống gcn trong mồi bó dược hạn chế;

- Sự ồn định và chắc chắn cùa ống gcn trong quá trình thi công;

- Kha nàng làm việc cua các ông gen trong khi phụt bê lông và các thao tác khác trong ứng suất trước mà không bị biển dạng

Khoáng cách cùa côl thép ứng suál trước:

Gọi: ch là khoáng cách theo phương ngang; cv là khoáng cách theo phương đúng; d lã đường kính ngoài ciìa ông gen thì:

40