Báo cáo nghiên cứu khoa học công nghệ chế tạo và thi công sàn bóng

Trong bài báo cáo này, chúng tôi muốn trao đổi với các đồng nghiệp về vấn đề ứng dụng công nghệ xây dựng mới để tạo ra những hệ kết cấu sàn giảm nhẹ trọng lượng bản thân công trình.. Từ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

- -

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH.

Lời nói đầu: .1

Các thuật ngữ : 2

Tóm tắt nội dung: 3

Chương I: Giới thiệu về sàn BubbleDeck .4

1.1 Phạm vi áp dụng .4

1.2 Khái quát chung về sàn BubbleDeck .4

1.3 Các đạc tính kỹ thuật .5

1.4 Quy cách các loại bản sàn CDECK: 7

1.5 Cấu tạo các loại tấm sàn BUBBLE CDECK điển hình 8

1.6 Quy cách lưới thép, Quy cách bóng nhựa: 13

Chương II: Các yêu cầu về chế tạo tấm sàn .15

2.1 Quy định sử dụng vật liệu sàn CDECK: 15

2.1.1 Quy định về bê tông .15

2.1.2 Quy định về cốt thép .15

2.2 Cấu tạo các loại dầm, sàn liên quan sàn Cdesk :17

2.3 Cấu tạo liên quan thép mũ cột- ống kỹ thuật .18

3.2.1 Bốc xếp Cdeck lên phương tiện vận chuyển 24

3.2 2 Vận chuyển cấu kiện Cdeck : 25

3.2.3 Bốc dỡ cấu kiện Cdeck tại công trường : 26

3.2.4 Nâng và đặt cấu kiện Cdeck .27

3.2.4.1 Nâng và cẩu lắp một cấu kiện riêng lẻ : 27

3.2.4.2 Nâng tập kết nhiều tấm cấu kiện: 28

3.2.5 Kiểm tra chất lượng cấu kiện Cdeck sau khi bốc dỡ, lắp đặt: 28

3.3 Quy định thi công lắp dựng .28

3.3.1 Lắp dựng hệ đà giáo, cột chống đỡ tấm CDECK .28

3.3.2 Lắp dựng hệ đà giáo, cột chống đỡ tấm CDECK thi công nhà cao tầng .29

3.3.3 Định vị tấm CDECK trên đà giáo .30

3.3.4 Điều chỉnh CDECK vào vị trí .31

3.4 Lắp đặt cốt thép rời .32

3.4.2 Lắp các thanh thép “ Mũ cột “: 33

3.4.3 Lắp đặt thép chống cắt: 34

3.5 Lắp dựng ván khuôn thành theo chu vi sàn 36

3.6 Công tác chuẩn bị đổ bê tông .37

3.7 Kiểm tra trước khi đổ bê tông .37

3.8 Đổ bê tông .37

3.9 Tháo dỡ hệ chống tạm .40

3.10 Vữa bê tông 41

3.11 Các lỗ kỹ thuật trên sàn CDECK 41

3.12 Các chi tiết mạng treo kỹ thuật dưới sàn CDECK .41

3.12.1 Chi tiết gá lắp nhẹ .42

3.12.2 Chi tiết gá lắp trung bình và nặng .42

3.12.3 Neo thép nở .42

3.12.4 Neo vít .43

Kết Luận 44

Hình 1.5 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 280 9

Hình 1.6 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 340 10

Hình 1.7 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 390 11

Hình 1.8 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 450 12

Hình 2.1 Cấu tạo thép mũ cột .16

Hình 2.2 Thép dầm biên .17

Hình 2.3 Lưới thép 19

Hình 2.4 Tấm ván đáy 20

Hình 2.5 Lớp bóng nhựa 20

Hình 2.6 Chi tiết kêneo 21

Hình 2.7 Chi sườn cứng 22

Hình 3.1 Cẩu lắp thử để kiểm tra tổng thể dộ ổn định của tấm 23

Hình 3.2 Chất xếp các tấm Cdeck .

24 Hình 3.3 Bốc các tấm Cdeck lên xe .25

Hình 3.4 Vận chuyển các tấm Cdeck .26

Hình 3.5 Bốc dỡ cấu kiện Cdeck tại công trường : 26

Hình 3.7 Lắp dựng hệ đà giáo, cột chống đỡ .28

Hình 3.8 Cẩu lắp Cdeck .30

Hình 3.9 Lắp các thanh thép nối tấm lưới 32

Hình 3.10 Lắp đặt thép mũ cột 33

Hình 3.11 Đổ bê tông .38

Hình 3.12 Hoàn thiện bề mặt .39

nề chậm chạp trong sự chuyển đổi cung cách hoạt động của mình

Ngành xây dựng cơ bản cũng không đứng ngoài xu hướng trên, để đáp ứng nhu cầu cung cấp nhà ở, nhà văn phòng, trung tâm thương mại, nhà đỗ xe…cho đông đảo người tiêu dùng, cho các công ty đa quốc gia đang dịch chuyển dòng vốn đầu tư vào các thị trường mới nổi, cách xây dựng nhà theo phương pháp truyền thống ở các nơi này thường khá lạc hậu không còn phù hợp nữa

Chính vì vậy, nhiều cố gắng tìm kiếm các công nghệ xây dựng hiện đại, cho phép công nghiệp hoá, công xưởng hoá quá trình xây dựng nhà, giảm thiểu trọng lượng công trình, nhờ đó giảm tiêu hao vật liệu, nhân công xây lắp, vận chuyển, cải thiện điều kiện chống động dất gió bão, tăng khả năng cách âm, cách nhiệt, tăng tác dụng bảo vệ môi trường…đang được triển khai tại nhiều quốc gia từ Âu sang Á, từ Bắc vào Nam

Trong bài báo cáo này, chúng tôi muốn trao đổi với các đồng nghiệp về vấn

đề ứng dụng công nghệ xây dựng mới để tạo ra những hệ kết cấu sàn giảm nhẹ trọng lượng bản thân công trình Các hệ kết cấu đề xuất hoàn toàn không mới, thậm chí rất quen thuộc và hoàn toàn được thiết kế, tính toán bằng Tiêu chuẩn Việt nam hiện hành, song nhờ công nghệ thi công mới đã tạo ra hiệu ứng giảm nhẹ trọng lượng bản thân kết cấu, tăng khả năng công xưởng hoá, công nghiệp hoá Từ yếu tố giảm trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực của hệ sàn sẽ kéo theo các hiệu ứng khác của nó là giảm tiêu hao vật liệu, giảm chi phí vận chuyển, thi công, cải thiện các điều kiện khai thác sử dụng khác…

CÁC THUẬT NGỮ

Bubble Cdeck là hệ kết cấu bản phẳng không dầm, bê tông cốt thép toàn khối, tạo

rỗng bằng cách bố trí các quả bóng nhựa theo mét quy luật đường tính toán trước để giảm trọng lượng bản thân bản sàn, nhưng bảo đảm đủ các điều kiện chiu lực

Bubble Desk là hệ kết cấu phẳng không dầm, bê tông cốt thép được thực hiện qua

hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1, chế tạo bê tông đúc sẵn dày 6cm làm tại xưởng;

- Giai đoạn 2, đổ bê tông toàn khối tại công trình, tạo rỗng bằng các quả bóng nhựa để giảm trọng lượng bản thân bàn sàn

Cdeck là cấu kiện thành phần, được tổ hợp tại vị trí thiết kế để sản xuất ra sàn

Bubble deck; Cdeck được chế tạo tại xưởng, được cấu tạo nên từ lớp bóng nhựa cố định giữa hai lớp lưới thép, liên kết với lớp copha ván đáy

Sau khi đổ lớp bê tông phủ kín toàn bộ chiều dày Cdeck tại vị trí thiết kế trên công trình, tạo nên kết cấu sàn Bubble Cdeck hoàn chỉnh toàn khối

Giảm trọng lượng công trình

Tăng khả năng chịu lực

Nhịp lớn

Ít cột hơn

Ưu thế về Kinh tế

Tiết kiệm vật liệu (đến 50 %)

Rút ngắn thời gian thi công (rút ngắn chu kỳ thi công từ 20-40 %)

Lắp đặt đơn giản

Tòa nhà có thể được xây dựng một cách linh động; chi phí điều chỉnh thấp Tăng tuổi thọ công trình

Khả năng thiết kế kiến trúc tốt hơn

Tự do lựa chọn kiểu dáng kiến trúc

Nhịp / diện tích sàn rộng hơn

Linh hoạt hơn do không có dầm và ít cột

Diện tích sàn không cần thiết được cắt bỏ dễ dàng

Chương I: Giới thiệu về sàn BubbleDeck

1.1 Phạm vi áp dụng

Áp dụng cho sàn BubbleDeck chịu tải tĩnh, với bề dầy sàn từ 230mm đến 450mm, lắp với cốt thép và không dự ứng lực

1.2 Khái quát chung về sàn BubbleDeck

BUBBLEDECK LÀ 01 CÔNG NGHỆ THI CÔNG SÀN BTCT MANG TÍNH ĐỘT PHÁ: Khi sử dụng những quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng bản thân và tăng khả năng vượt nhịp của tấm sàn

Sàn BubbleDeck là bản bê tông

phẳng bao gồm các module cốt thép tiền

chế nơi có những cấu kiện quả cầu rỗng

nằm giữa hai lớp cốt thép trên và dưới để

tiết kiệm trọng lượng Lớp module cốt

thép tiền chế ở dưới được gắn với những

bản bê tông đúc sẵn hoặc đặt trực tiếp lên

khuôn sàn bê tông Module cốt thép được

kết nối bằng thanh và lưới thép Sàn được

đổ tại chỗ Cũng có thể có sàn

BubbleDeck đúc sẵn hoàn toàn

Hình 1.1 Cấu tạo sàn BubbleDeck

BubbleDeck được chia làm 3 loại

- Loại A: Là các tấm Bê tông đúc sẳn hoàn chỉnh thường được lắp ghép và

dùng cho cầu thang hoặc ban công

- Loại B: Tấm BubbleDeck đơn giản (lướ thép + bóng)

Tấm BubbleDeck đơn giản bao gồm lưới thép dưới, quả bóng và lưới thép trên toàn khối, được sản xuất tại nhà máy, vận chuyển đến công trường lắp đặt trên hệ ván

Hình 1.2 Các loại sàn BubbleDeck

1.3 Các đặc tính kỹ thuật

Thực tế, BD tạo nên kết cấu tổng thể mỏng hơn so với những giải pháp kết cấu khác Với nhịp và tải trọng tương đương, sàn BD mỏng hơn so với sàn đặc So với những dạng sàn khác, đặc tính của BD có thể xem xét trong những điều kiện

 Khả năng chống uốn

 Độvõng

 Khả năng chịu cắt

Khả năng chống uốn: BUBBLEDECK được cho là bỏ qua một lượng lớn bê

tông (so với bản đặc) ở lõi giữa nơi bản chủ yếu không chịu ứng suất uốn Khi thiết

kế chống uốn, bề dày của phần bê tông có ứng suất nén (thường gọi là “khối ứng suất”) tập trung ở phần bê tông đặc giữa phần ngoài cùng quả cầu và bề mặt tấm sàn Đôi khi, với những tấm sàn chịu ứng suất lớn,khối ứng suất sẽ hơi lấn sang vùng quả cầu rỗng nhưng nó có tác động không đáng kể đến khả năng chịu lực của sàn

BD trong điều kiện thiết kế thông thường, và để kiếm soát tiêu chuẩn này, khi thiết

kế cần kiểm tra để xem việc thiết kế có nằm trong phạm vi không Vì thế, về ứng suất bê tông, sàn BD tương tự như sàn đặc khi chịu tải trọng công trình bình thường

Cần chú ý rằng lổ rỗng tạo bởi những quả cầu không có dạng lăng trụ như hệ lõi rỗng – chúng phân bố thể tích rời rạc theo dãi 2 phương do đó không giảm cường

độ và độ cứng của tấm sàn theo cách như dạng sàn có cấu tạo rỗng hình lăng trụ Khi tiết diện đạt hoặc gần đạt đến trạng thái giới hạn uốn cực đại, phần tiết diện này

sẽ bị nứt hoàn toàn và phần bê tông bên dưới trục trung hoà dẻo sẽ không làm việc trong tấm sàn Vì vậy, nó không thể được coi là nhược điểm Nhìn trên sơ đồ ứng suất và biến dạng tại một tiết diện sàn BD điển hình, ta sẽ thấy phần bê tông thừa (tức là phần không chịu lực) xuất hiện hoàn toàn hoặc hầu như hoàn toàn ở vùng quả cầu Vì điển hình là giảm đi 30% hoặc nhiều hơn trọng lượng tấm sàn, nên có thể áp dụng điều này vào thiết kế để chứng minh tải trọng tác dụng lớn hơn hoặc nhịp dài hơn, nên về hệ bản sàn, BD chắc chắn hiệu quả hơn bản sàn đặc – bản phẳng hoặc những loại khác

Độ võng: Nhờ những quả cầu rỗng, BD không cứng bằng sàn đặc – nhưng đây

chỉ là tác động nhỏ Các nghiên cứu và thí nghiệm cho thấy BD có độ cứng chống uốn xấp xỉ 87% so với sàn đặc Nếu không có những biện pháp khác, điều này có nghĩa là tại trạng thái giới hạn thứ hai, BD có độ võng lớn hơn độ võng của bản sàn đặc tương đương tỉ lệ thuận với mức này Tuy nhiên, có thể bù lại tác động này bằng cách them một lượng thép vừa phải mặc dù độ võng đã được giảm đi đáng kể

do BD nhẹ hơn sàn đặc

Lực cắt: Trong bất kỳ sàn phẳng nào, lực cắt thiết kế thường tới hạn ở gần các

cột Ứng suất cắt xa cột giảm nhanh và bên ngoài vùng cột

Gần cột, các quả cầu được giảm bớt nên ở những vùng này sàn BD thiết kế theo cách giống y như sàn đặc Dầm BV đưa vào trong tấm sàn BD sẽ làm tăng khả năng chịu cắt dọc của sàn và chứng minh rằng mức độ thay đổi của mômen uốn gần cột chống không làm ứng suất cắt vượt quá khả năng chịu cắt tại mặt liên kết Đây là một phần của quá trình thiết kế trong những trường hợp tới hạn

Hình 1.3 Giảm bớt quả cầu ở vị trí đầu cột

1.4 Quy cách các loại bản sàn CDECK:

- Trong các trường hợp tải trọng sử dụng lớn, chọn chiều dày bản sàn lớn hơn một bậc trong bảng trên (1/30 - 1/33 L nhịp); Lựa chọn chiều dày bản sàn còn phụ thuộc yếu tố bản một nhịp hay bản liên tục nhiều nhịp

1.5 Cấu tạo các loại tấm sàn BUBBLE CDECK điển hình

Hình 1.4 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 230

Hình 1.5 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 280

Hình 1.6 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 340

Hình 1.7 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 390

Hình 1.8 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 450

m Mm mm Kg/m2 Ô lưới mm/mm kg Cdeck

] Khối lượng bê tông trong các loại bản sàn CDECK

cột, vách cứng để tăng khả năng chịu lực tổng thể cùa kết cấu, phần nào đó thu hẹp kích thước cột, vách, thuận tiện cho quá trình thiết kế và thi công

- Phải chọn loại bê tông có cấp độ bền phù hợp khả năng của các trạm cung cấp vữa bê tông của địa phương hoặc khu vực lân cận xây dựng công trình; TP Hà Nội, TPHCM có thể sử dụng bê tông cấp độ bền tới B40 (M500)

- Sử dụng vữa bê tông trong quá trình thi công tại công trường, xem phần thi công đổ bê tông

2.1.2 Quy định về cốt thép

- Lưới thép hàn sử dụng loại thép được gia tăng cường độ, Ra = 425 Mpa

- Các loại thép rời (Thép nối lưới thép hàn, thép nối lưới thép hàn với các kết cấu cột, dầm, vách, thép gia cường lưới trên, thép gia cường lưới dưới), có thể sử dụng loại thép dược gia trăng cường độ (cùng loại với thép lưới hàn), hoặc thép SD

490 (Tiêu chuẩn Japan), (Rc = 495 MPa; Ra = 425 Ma)

Các thanh thép dùng để nối lưới thép tấm Cdesk (nối lưới với lưới và nối lưới với dầm, vách) là loại thép cùngloại với thanh lưới được nối; Chiều dài nối buộc của thanh thép rời (nối lưới với lưới) với mỗi bên lưới >/= 45D (thường là 50D); Chiều dài nối buộc của thanh thép rời (uốn móc dạng chữ L, nối lưới với dầm, vách) >/= 30D

- Thép chống cắt, thép chịu

momen âm trên đỉnh cột (Thép

mũ cột),sử dụng loại SD 490

(Rc = 490 MPa; Ra = 425 MPa)

Các loại thép các cấu kiệnliên

quan của công trình (Thép cột,

+ Điều chỉnh tăng chiều dày bản sàn tương ứng, bảo đảm chiều dày lớp

bê tông bên trên thép mũ cột

+ Bố trí bóng nhỏ hơn một cấp trong phạm vi thép mũ cột

+ Bố trí một lớp thép mũ cột bên dưới lớp thép trên

- Lưới thép hàn cả 2 lớp trên và dưới, với bản sàn 180mm < Cdeck < 230mm:

sử dụng lưới thép D >= 5.5 mm Việc chống nổi khi sử dụng thép lưới trên

- Cấu tạo dầm bo quanh chu vi bản sàn là hệ dầm được cấu tạo chìm trong sàn (chiều cao dầm bằng chiều day sàn), chỉ thiết kế dầm kiểu truyền thống trong trường hợp đặc biệt cần thiết (các khu cầu thang hoặc để đáp ứng yêu cầu của kiến trúc …)

- Cấu tạo phần chuyển đổi sàn có độ cao, thấp khác nhau, nhưng liền kề(ví dụ sàn khu WC, thường thấp hơn 4-5 cm)

Hình 2.2 Thép dầm biên

Lưu ý: Việc áp dụng sàn đặc tại các khu WC không đồng nghĩa với việc tăng khả năng chống thấm của sàn Phải áp dụng các loại vật liệu và công nghiệp chống thấm

tốt để đảm bảo các chất axit, kiềm mạnh không thấm xuống làm hư hại cốt thép trong sàn

2.3 Cấu tạo liên quan thép mũ cột- ống kỹ thuật

Khu sàn hạ cốt ( WC) thường trùng hợp thép mũ một số cột, nơi có bố trí ống cấp thoát nước,(Hộp KT): Nên bố trí các ống cấp thoát nước xen kẻ các thanh thép mũ cột(đoạn ống chờ, đặt trước đổ bê tông); Trong trường hợp thật cần thiết phải có hộp KT lớn tập trung các loại ống dẫn: Kỹ sư M&E có yêu cầu cụ thể để điều chỉnh thiết kế

2.4 Về số lượng tấm và kích thước tấm Cdeck

- Về số lượng sao cho số lượng tấm là ít nhất

- Về kích thước tấm Cdeck: thảo mản điều kiện vận chuyển và cẩu lắp:

+ Chiều rộng các tấm Cdeck 2.44m(phù hợp kích thước thùng xe tải loại tương đối lớn, đồng thời phù hợp với kích thước tấm gổ đáy-gổ công nghiệp 1,22x2,44m) + Chiều dài tấm Cdeck là bội số của 1,22m phù hợp với xe vận chuyển, tối đa là dài 10m (không phụ thuộc vào xe chở hang đặc biệt siêu trường trọng); Chiều dài

xe còn phải phù hợp với các điều kiện khác như đường vận chuyển ra vào xưỡng sản xuất cũng như công trường

+ Sàn Bubble Deck được tổ hợp bởi các tấm Cdeck, chia và bố trí theo phương thống nhất theo chiều dọc ( hoặc chiều ngang) của mặt bằng công trình Trường hợp

cá biệt có thể chia một số tấm Cdeck theo phương vuông góc với các tấm chia theo hướng chủ đạo; Khi mặt bằng phức tạp(lục lăng, elip…) có thể chia linh hoạt (ví dụ theo hướng xiên …); Thiết kế cần có ghi chú các tấm Cdeck là quy ước để định hướng; Nhà sản xuất cần điều chỉnh cho phù hợp điều kiện cụ thể công trình

2.5 Về chủng loại tấm Cdeck: sao cho số lượng các tấm giống nhau là nhiều nhất

Yếu tố này đảm bảo sản xuất hàng loạt các cấu kiện Cdeck giống nhau(nâng cao năng suất lao động; Đảm bảo công việc sản xuất liên tục cho các tầng, với số nhân lực điều hòa, ổn định

Hình 2.3 Lưới thép

-Tấm ván đáy sử dụng loại ván công nhiệp: ván gỗ dán dày 15-18mm: không nên

sử dụng ván tre ép Vì có các khe rỗng ở giữa các thanh tre, không đảm bảo sự liên kết của các chi tiết kê lưới bằng bắt vít

-Ván đáy được tổ hợp bằng các tấm ván cơ sở(1.22x2.44m); Chiều rộng tấm Cdeck quy định là 2.44m( kích thước danh định là 2.45m); Các tấm ván cơ sở theo phương 1.22m được tổ hợp tạo nên chiều dày của tấm Cdeck