BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC HOÀN THIỆN LÝ THUYẾT THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG SÀN SƯỜN BÊ TÔNG TOÀN KHỐI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG HOÀN THIỆN LÝ THUYẾT THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC VÀ BIỆN PHÁP THI CƠNG SÀN SƯỜN BÊ TƠNG TỒN KHỐI Mã số: 84 – 2008/KHXD TÁC GIẢ: Doãn Hiệu HÀ NỘI-2008 I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong trình xem xét sinh viên thiết kế đồ án môn học Kỹ thuật thi công 1-Thi công nhà nhiều tầng khung, sàn sườn bê tơng cốt thép tồn khối, đồng thời xét việc thiết kế biện pháp thi cơng cơng trình thực tế, nhận thấy sinh viên số kỹ sư chưa biết kết hợp cách hữu việc lựa chọn máy móc thi cơng chủ đạo (cần trục, máy bơm vữa, …) tổ hợp máy thi công với việc phân chia phân đoạn thi công, chưa đưa lý cốt yếu mặt kỹ thuật vào việc tổ chức phân khu bê tông như: điều kiện đổ bê tong liên tục đảm bảo tính tồn khối bê tơng Đây điều kiện cốt lõi kỹ thuật thi công bê tông tồn khối Trong thiết kế khn đúc việc tính toán giá trị cực trị nội lực biến dạng hồn tồn theo kinh nghiệm, lý thuyết tính tốn chưa hồn thiện theo lý thuyết thiết kế kết cấu cơng trình Điều đặt vấn đề cần phải nghiên cứu hoàn thiện lý thuyết thiết kế khuôn đúc sàn sườn bê tông cốt thép tồn khối, đưa điều kiện thi cơng bê tơng liên tục đảm bảo tính tồn khối vào việc phân chia phân đoạn thi công bê tông, đề quy trình chuẩn nhằm thiết kế biện pháp thi cơng cho nhà nhiều tầng kết cấu khung, sàn sườn toàn khối II HỒN THIỆN LÝ THUYẾT TÍNH TỐN THIẾT KẾ KHN ĐÚC BÊ TƠNG Khn đúc bê tơng [1](cịn gọi Cốp pha), tiếng Anh gọi Form work, thiết bị thi cơng xây dựng, dùng để tạo hình cho kết cấu bê tông bê tông cốt thép Chức khn đúc bê tơng Q trình hình thành nên kết cấu bê tơng có đủ khả chịu lực thiết kế định, bao gồm giai đoạn sau: • giai đoạn vật liệu bê tơng cịn dạng vữa lỏng, từ khỏi trạm trộn (vữa bê tơng hình thành) bê tơng bắt đầu ninh kết (bắt đầu hình thành liên kết hóa học thành phần khống vữa bê tơng, cịn gọi sơ ninh) Vữa bê tơng giai đoạn cịn tươi Giai đoạn này, bê tông thể lỏng, nên dễ tạo hình chứa vào khn Vữa bê tơng lúc khơng có cường độ chịu lực có độ đặc nhỏ cần phải đầm chặt Nhưng vượt giai đoạn này, mà ta động chạm vào vữa bê tơng làm phá vỡ mối liên kết vừa hình thành bê tơng mà vĩnh viễn khơng hồi phục Do đó, giai đoạn giai đoạn thi cơng bê tơng hay giai đoạn bê tông tươi Trong giai đoạn này, cần phải có khn đúc để chứa đựng chịu lực thay bê tông Giai đoạn thường kéo dài khoảng 1,0 - 2,25 giờ, tùy theo nhiệt độ môi trường (đối với bê tơng thường khơng có phụ gia) khoảng 3,0 - 4,0 (đối với bê tông có phụ gia chậm đơng kết) • giai đoạn vữa bê tơng ninh kết đóng rắn: vữa bê tông lúc nằm ổn định khuôn hình thành hệ thống mối kiên kết thành phần bê tông Như nêu, giai đoạn không phép thi công Đây giai đoạn cần khống chế biến dạng khuôn đúc để không phá vỡ ninh kết Cuối giai đoạn bê tơng hóa rắn (kết cấu bê tơng hình thành) giữ nguyên vĩnh viễn hình dạng mà khn đúc tạo cho tải trọng tạm thời tác động vào khuôn hết tác dụng Đồng thời bê tơng bắt đầu có cường độ định, nên số dạng khuôn không chịu lực tức loại khuôn phải chịu tải trọng tạm thời, sau giại đoạn này, hết vai trò tháo dỡ Giai đoạn thường kéo dài khoảng 18 - 24 sau bê tơng bắt đầu ninh kết • giai đoạn kết cấu bê tông phát triển cường độ: kết cấu bê tông cứng tăng dần cường độ theo dạng tiệm tiến, tốc độ tăng chậm dần Khuôn đúc phải chịu tải trọng thường xuyên thay cho kết cấu bê tông, mức độ giảm dần theo thời gian, có tiếp quản kết cấu bê tông Nếu chất lượng bê tông tốt dưỡng hộ đầy đủ theo tiêu chuẩn, kết cấu bê tơng đạt mác thiết kế, ngày thứ 28 Khi bê tông đạt đến cường độ định, đủ để chịu tải trọng thường xuyên, tùy theo điều kiện cụ thể, quy định rõ tiêu chuẩn, ta tháo dỡ dạng khuôn đúc chịu lực (loại khuôn chịu tải trọng thường xuyên lẫn tải trọng tạm thời), vào thời điểm cuối giai đoạn Với đặc điểm trên, nên thi công kết cấu bê tông, cần thiết phải có hệ thống khn đúc bê tơng làm hai nhiệm vụ chính: vừa khn chứa đựng vữa để tạo nên hình dạng thiết kế định, đồng thời chịu lực thay cho vữa kết cấu bê tơng sau hình thành từ vữa đó, chúng chưa có chưa đạt đủ khả chịu lực thiết kế u cầu Do đó, khn đúc bê tong phải thiết kế với hai trạng thái giới hạn cường độ lẫn biến dạng Phân loại khuôn đúc theo công sử dụng khuôn (theo loại kết cấu bê tông khuôn chế tạo), có hai nhóm khn: -Nhóm khn thành đứng bao gồm (khn tường, khn cột, khn móng, khn thành dầm, ), cịn gọi nhóm khn khơng chịu lực Cấu tạo nhóm khn gồm: • Tấm ván khn • Hệ chịu lực: hệ gơng, giằng, hệ văng chống -Nhóm khn đáy nằm bao gồm (khn sàn, khn đáy dầm), cịn gọi nhóm khn chịu lực Cấu tạo nhóm khn gồm: • Tấm ván khn • Hệ chịu lực: hệ đà ngang, hệ giáo chống Tính tốn thành phần khuôn đúc chịu uốn Do khuôn đúc phải tính tốn theo hai trạng thái giới hạn cường độ (được xét tới giai đoạn vữa tươi, có khả thi cơng) biến dạng (đặc biệt giai đoạn bê tông ninh kết đóng rắn khn), nên khn đúc phải thiết kế làm việc hoàn toàn giới hạn đàn hồi, đặc biệt khơng tính tốn kết cấu khn đúc với sơ đồ khớp dẻo (tức tĩnh định hoá hệ siêu tĩnh khớp dẻo, vật liệu khớp dẻo làm việc giới hạn đàn hồi) Các kết cấu khn siêu tĩnh tính tốn nội lực theo phương pháp tính tốn kết cấu siêu tĩnh thơng thường Cơ học kết cấu Nguyên lý thiết kế khuôn đúc thường ngược với nguyên lý thiết kế kết cấu cơng trình Trong thiết kế kết cấu cơng trình thường là: biết trước nhịp kết cấu, điều kiện tải trọng, phải xác định đặc trưng tiết diện kết cấu Cịn thiết kế khn đúc lại thường: biết trước điều kiện tải trọng, chọn trước tiết diện, nhiệm vụ phải tính tốn nhịp phận khuôn đúc (khoảng cách gối đỡ) Đặc biệt kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục nhiều nhịp Tuy nhiên, tính tốn với kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục này, thường số lượng nhịp khoảng cách nhịp chưa biết Mà biểu đồ nội lực sơ đồ biến dạng dầm siêu tĩnh nhiều nhịp khác nhau, (giá trị cực trị chúng khác nhau) Dầm N nhịp khác với dầm N+1 nhịp Hiện tại, tính tốn kết cấu khn đúc dạng dầm liên tục nhiều nhịp tạm thời lấy kết có từ dầm nhịp Cụ thể: |Mmax| = q 1l , (xem sách Kỹ thuật thi cơng-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều, trang 149-151), có 10 việc giải sơ đồ dầm liên tục nhịp chịu tổ hợp tải trọng phân bố tác dụng lên toàn kế cấu q 2l4 |fmax|= , có việc giải sơ đồ dầm liên tục nhịp chịu tải trọng phân bố đều, gồm: 128 EJ 50% tổ hợp tải trọng tác dụng lên toàn kế cấu + 50% tổ hợp tải trọng chất theo nhịp lan dần Kết chưa thực xác, dầm nhịp chưa thực đại diện cho họ dầm nhiều nhịp Giải sơ đồ dầm nhiều nhịp phương pháp sức bền kết cấu, với nhịp dầm chiều dài đơn vị, tải trọng phân bố đơn vị phân bố toàn kết cấu, độ cứng tiết diện đơn vị, ta thấy giá trị cực trị Mô mem uốn (đạt gối thứ 2), giá trị cực trị độ võng (đạt nhịp biên) có xu hướng hội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ số nhịp tăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ nhịp trở lên, giá trị mô men cực trị đạt đươc sơ đồ dầm nhịp lớn nhất, giá trị độ võng cực trị đạt sơ đồ dầm nhịp lớn (giải phần mềm tính tốn kết cấu SAP2000 cho kết tương tự) Các biểu đồ mô men độ võng họ dầm nhiều nhịp, chất tải phân bố toàn 0.125 M 1/184,6 F 1/184,6=0.693262608/128 M F 1/152,9 0.1 F 1/145 0.105769 M 1/152,9 = 0.837329925/128 1/145 = 0.881179/128 F 1/152,2 F 1/155 0.105263 M 0.107143 M 1/155 = 0.826927787/128 1/152,2 = 0.841165108/128 Dùng SAP2000 để giải, tổ hợp bao trường hợp chất tải theo nhịp lan dần chất tải ngẫu nhiên nhịp, cho kết định tính tương tự chất tải tồn kết cấu: Giá trị cực trị Mơ mem uốn (đạt gối thứ 2), giá trị cực trị độ võng (đạt nhịp biên) có xu hướng hội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ số nhịp tăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ nhịp trở lên, giá trị mô men cực trị đạt đươc sơ đồ dầm nhịp lớn nhất, giá trị độ võng cực trị đạt sơ đồ dầm nhịp lớn Luật phân bố giá trị mô mem uốn độ võng nguy hiểm họ dầm nhiều nhịp M F 8so nhip 8so nhip Như vậy, sơ đồ dầm nhiều nhịp số nhịp từ trở lên, tính cường độ lấy giá trị mô men cực trị gối tựa thứ sơ đồ dầm nhịp, cịn tính biến dạng lấy giá trị độ võng cực đại nhịp biên sơ đồ dầm nhịp Trong thực tế thi công, kết cấu khuôn vừa chịu tải trọng phân bố thường xun sẵn có tác dụng lên tồn kết cấu khuôn (như trọng lượng thân khuôn đúc, trọng lượng cốt thép, …), đồng thời chúng chịu tải trọng phân bố nhịp lan dần từ nhịp đến nhịp cuối theo hướng thi công (như trọng lượng bê tông, hoạt tải thi cơng,…) Do đó, nên lấy kết từ tổ hợp tải trọng trung bình: 50% tổng tải trọng chất lên toàn + tổ hợp bao 50% tổng tải trọng chất lên nhịp kết cấu lan dần theo hướng đổ Việc tổ hợp với tải trọng đơn vị cho kết bảng kết chạy SAP2000 Riêng dầm nhịp, trường hợp tổ hợp tải trọng cho kết sau: 1 q 2l4 Mmax=MGối = − q1l , fmax=fNhịp biên= − Kết nhớm với dầm đơn giản, 185 EJ sơ đồ dầm từ nhịp trở xuống tính dầm đơn giản: q 2l4 q 1l , |fmax|= |Mmax| = 384 EJ Vị trí Tổ hợp M (m) N1 0,40 0,080 N1 f 0,45 tải trọng (m) -0,007 145 Vị trí M f G2 1,00 -0,100 G3 2,00 -0,100 N3 2,55 N3 2,60 0,080 N1 0,45 0,094 10,7 1,00 -0,117 -8,6 N1 0,45 0,101 9,9 N1 0,50 G2 1,00 -0,117 112 -8,6 0,077 0,076 13,2 G2 1,00 -0,107 3,00 -0,107 N4 3,55 0,076 13,2 N4 3,60 0,077 Lan dần N1 0,45 0,094 10,7 G2 1,00 -0,116 -0,010 N3 2,50 N3 2,55 1,00 -0,116 0,45 0,100 101 Ngẫu nhiên N1 0,50 Ngẫu nhiên G2 1,00 -0,121 G2 1,00 -0,121 G4 3,00 -0,121 -8,3 G4 3,00 -0,121 -8,3 0,100 10,0 -8,6 9,9 3,00 5,04 -8,3 Ngẫu nhiên 103 -8,3 5,05 10,0 -0,010 0,101 -9,0 128 -8,6 N1 -0,010 -0,117 G2 Ngẫu nhiên Ngẫu nhiên 2,00 Lan dần 101 Ngẫu nhiên G3 M -8,6 -0,010 113 f 155 -0,009 1/N 155 -0,006 CănB2 129 13,0 CănB3 -9,3 Toàn -0,006 M -9,3 G4 (m) f 1/N 13,0 0,45 1/N 1/N 101 Ngẫu nhiên N4 3,50 -0,010 101 Ngẫu nhiên N4 3,55 Ng ẫu G2 -0,009 145 0,40 N1 Toàn -0,007 N1 Toàn Toàn 12,5 (m) Toàn 10,0 10,0 Tên Toàn 12,5 KiểuChấtTải (Kgfm) Lan dần 1/N 1/N Kết 50 % Tên (Kgfm) Dầm nhịp Tổ hợ Dầm nhịp 101 -0,010 -8,3 4,66 2,88 103 Khi thiết kế kết cấu khuôn nằm, số tải trọng thường xuyên thiết kế khuôn đúc, (như: trọng lượng cốt thép, trọng lượng khn đúc, v.v.), thường chất lên tồn nhịp sơ đồ kết cấu khn, cịn tải trọng khác thi công lại thường chất dần lên lan rộng gần theo nhịp phận khn đúc, nên ta lấy giá trị cực trị Nội lực Chuyển vị theo tổ hợp tải trọng bình quân, tức là: 50% (Tải trọng chất lên toàn kết cấu) + 50% (Tải trọng chất lan dần theo nhịp) Từ ta lấy: 1 q 2l4 − q 1l , fmax=fNhịp biên= − Mmax=MGối = 128 EJ Kết biểu đồ Mô men Độ võng kiến nghị áp dụng cho sơ đồ tính tốn dầm siêu tĩnh có nhịp không mút thừa (sơ đồ đàn hồi) 0,1111 M 1/128 F 1/9=0,1111 Trường hợp tổ hợp tải trọng theo phương án chất tải phân bố ngẫu nhiên nhịp cho giá trị nội lực độ võng nguy hiểm hơn, thường xảy thực tế thi cơng sàn sườn tồn khối, theo không nên áp dụng vào thiết kế khn sàn sườn tồn khối Nhưng nếu, thiết kế kết cấu khn đứng, có tải trọng tác dụng mang tính ngẫu nhiên gió, luật phân bố phụ thuộc nhiều vào tốc độ đổ áp lực thủy tĩnh vữa, áp lực đầm, áp lực đổ bê tơng, …, lấy giá trị cực trị Nội lực Chuyển vị theo tổ hợp tải trọng ngẫu nhiên, tức xét tới kiểu chất tải lên sơ đồ kết cấu khuôn đúc Trường hợp này, ta lấy: Mmax=MGối = − 8,3 q1l , fmax=fNhịp biên= − q 2l4 101 EJ Nguyên lý chung thiết kế khuôn đúc bê tông bê tông cốt thép Khuôn đúc bê tông vừa phải đảm bảo chịu lực tốt thay cho kết cấu bê tông cốt thép giai đoạn đúc bê tông, vừa phải đảm bảo cứng để tạo hình dạng ổn định cho kết cấu bê tông cốt thép Cho nên khuôn đúc phải thiết kế đồng thời hai trạng thái giới hạn cường độ lẫn biến dạng Khi tính tốn theo trạng thái giới hạn I – cường độ (độ bền), dùng tổ hợp tác dụng tất tải trọng tính tốn thường xun tạm thời nguy hiểm xảy Trong tổ hợp này, tất tải trọng tạm thời nhân với hệ số tổ hợp 0,9 Hoạt tải đầm hoạt tải đổ không tác động đồng thời Khi tính tốn theo trạng thái giới hạn II – độ võng, để không gây độ võng chế tạo kết cấu bê tông cốt thép hình thành giai đoạn thi cơng, dùng tổ hợp tác dụng tải trọng tiêu chuẩn thường xuyên giai đoạn thi công Khuôn đúc bê tông bê tông cốt thép phải đảm bảo độ biến dạng nhỏ nhằm giảm tối thiểu biến dạng ban đầu chế tạo kết cấu bê tơng, bê tơng cốt thép tính tốn khuôn đúc theo điều kiện biến dạng (trạng thái giới hạn II - độ võng) yêu cầu khắt khe so với tính tốn cho kết cấu bê tơng Độ võng, tác động tải trọng, cho phép, khuôn đúc (cốp pha) bề mặt kết cấu lộ [f]= nhịp phận cốp pha đó, cốp pha 400 nhịp phận cốp pha Độ võng đàn hồi độ 250 lún gỗ chống cốp pha cho phép [f]= nhịp tự kết cấu bê tông cốt thép tương 1000 bề mặt kết cấu bị che khuất [f]= ứng (phụ lục A3 - TCVN 4453 : 1995) Dù khác với nhịp kết cấu bê tông cốt thép, nhịp phận khuôn đúc thường chưa biết trước mà phải xác định thông qua tính tốn thiết kế khn, nhịp phận khuôn đúc nhỏ (hay bằng) nhịp kết cấu bê tông cốt thép mà khn đúc nên Do đó, biến dạng cho phép khuôn đúc nhỏ so với biến dạng cho phép kết cấu bê tơng mà đúc nên Khi tính tốn khn đúc theo trạng thái giới hạn II – điều kiện sử dụng bình thường biến dạng khuôn đúc, cần xét với tải trọng tiêu chuẩn sử dụng vật liệu làm khn với điều kiện làm việc tồn giới hạn đàn hồi (nội lực kết cấu khuôn đúc hai trạng thái giới hạn I II, xác định qua sơ đồ đàn hồi, khơng dùng sơ đồ kết cấu khớp dẻo để tính) Vì chất sơ đồ khớp dẻo trình biến hệ kết cấu siêu tĩnh (dầm nhiều nhịp) thành hệ tĩnh định hình thành số khớp dẻo tới hạn (nội lực cuối sau phân phối lại, thực chất nội lực kết cấu tĩnh định), qua tận dụng tối đa lực hệ kết cấu Mà hệ biến dạng Kết cấu khuôn đúc thông thường làm việc 03 giai đoạn thi công sau: - Giai đoạn từ lắp dựng khuôn xong đến đổ đầm xong kết cấu bê tông Trong giai đoạn kết cấu khuôn đúc chịu nhiều tác động tải trọng (cả dài han ngắn hạn) Nội lực, chuyển vị biến dạng kết cấu khuôn đúc lớn Nhưng kết cấu khuôn đúc cấu tạo thiết kế, cường độ lẫn biến dạng, đồng thời theo sơ đồ kết cấu đàn hồi, nên tồn vật liệu làm khn làm việc giai đoạn đàn hồi Do toàn chuyển vị biến dạng kết cấu khuôn đúc chuyển vị biến dạng đàn hồi Các biến dạng lớn, chúng biến dạng đàn hồi Những phần biến dạng tải trọng tạm thời, tác dụng giai đoạn thi công này, gây tải trọng thơi tác dụng, trước bê tơng bắt đầu ninh kết, mà không tác động chút đến việc hình thành định dạng kết cấu bê tơng cần đúc Cho nên biến dạng tải trọng tạm thời như: tải trọng người phương tiện gây ra, tải trọng đổ bê tông, tải trọng đầm bê tông (thôi tác dụng sau đổ, đầm bê tơng) khơng tính tới tính tốn theo trạng thái giới hạn II - biến dạng - Giai đoạn đổ đầm xong, vữa bê tông khuôn bắt đầu ninh kết đến bê tơng đóng rắn Các biến dạng lại, tải trọng thường xuyên (như tổng trọng lượng kết cấu bê tông, trọng lượng thân hệ khn đúc) tạm thời cịn lại (như áp lực vữa bê tông lỏng, trọng lượng lớp phủ bảo dưỡng bê tông …v …v.) giai đoạn thi công ảnh hưởng định đến việc định hình nên hình dạng kết cấu bê tơng Nên cần phải kiểm tra biến dạng tổng tải tác động giai đoạn thi công gây khuôn đúc, theo trạng thái giới hạn II - điều kiện làm việc bình thường khn đúc biến dạng - Giai đoạn phát triển thêm cường độ bê tơng sau đóng rắn bê tông đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc Khuôn đúc hết vai trị định dạng kết cấu bê tơng, chịu lực thay cho kết cấu bê tơng bê tông chưa làm việc Trong giai đoạn thi công tải trọng tạm thời (áp lực vữa bê tông lỏng…v…v.) tiếp tục hết tác dụng lên khuôn đúc Nội lực biến dạng khuôn đúc giảm, sơ đồ kết cấu không thay đổi, nên điều kiện cường độ biến dạng kiểm tra giai đoạn thi công trước đảm bảo Chỉ thay đổi sơ đồ kết cấu khuôn đúc, tháo dỡ phần khuôn không chịu lực trước khn đúc chịu lực, phải kiểm tra phần ván khn chịu lực cịn lại, với sơ đồ kết cấu khuôn, chủ yếu theo điều kiện cường độ (Trạng thái giới hạn I) Như vậy: trạng thái giới hạn I - cường độ, chủ yếu kiểm tra giai đoạn thi công đầu, đổ đầm bê tông, với tất tải trọng tác dụng lên khuôn đúc Trạng thái giới hạn II - biến dạng, kiểm tra giai đoạn thi cơng thứ hai, ninh kết đóng rắn, với tải trọng tác dụng lên khuôn giai đoạn thi công Nếu tháo dỡ cốp pha khơng chịu lực trước, kiểm tra lại điều kiện cường độ cốp pha chịu lực lại theo sơ đồ làm việc nó, giai đoạn thi công cuối - bê tông phát triển cường độ Tiêu chuẩn Việt Nam, quy định trạng thái giới hạn I-về cường độ tính tồn với tổ hợp tất tải trọng thường xuyên tạm thời tác dụng giai đoạn thi công bê tông (tức giai đoạn bê tơng tươi), cịn trạng thái giới hạn II-về biến dạng tính tốn với tổ hợp tất tải trọng tác dụng giai đoạn bê tơng ninh kết đóng rắn, giai đoạn vật liệu bê tông phải nằm ổn định khuôn phải khống chế biến dạng tới mức tối đa T Các loại kết cấu khuôn đúc Tổ hợp tải trọng tác dụng lên khn đúc Tính tốn khả chịu lực Tính tốn biến dạng T Ván khn sàn, vịm, mái kết cấu chống đỡ ván H H1 G T +G T +G T +P n, pt +P d, d +G H G T +G T +G T +G H vbt ct kd bd khuôn vbt ct kd bd Ván khuôn đáy dầm H2 G T +G T +G T + P d, d G T +G T +G T vbt ct kd vòm … vbt ct kd Ván khuôn thành đứng dầm H2 P H + P d, d PH vbt vòm … vbt Ván khn cột, có cạnh nhỏ tiết diện ,100 mm vbt Ván khuôn khối bê H1 P H + P d, d PH vbt tông lớn vbt (Theo tiêu chuẩn, đồng hành với TCVN 4453:1995, tiêu chuẩn QPTL-D6:1978, ngành cơng trình thủy) G T Tĩnh tải trọng lượng vữa bê tơng cịn lỏng, (kết cấu bê tông rắn, thường vbt giảm trọng lượng so với lỏng, nên tổng quát lấy trọng lượng lỏng để tính) Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông nặng (trộn với sỏi đá dăm thuộc loại nham thạch cứng) T đổ đầm chặt, γ vbt =2500 kg/m G T Tĩnh tải trọng lượng cốt thép kết cấu bê tơng Tải trọng tính dựa vào ct T trọng lượng riêng cốt thép γ ct = 7850 kg/m , vào hàm lượng cốt thép trung bình kết cấu bê tơng cốt thép, hàm lượng xác định cụ thể theo thiết kế kết cấu bê tông cốt thép Trường hợp khơng có khối lượng cụ thể lấy giá trị tải trọng 100 kg/m bê tông cốt thép G T Tĩnh tải trọng lượng thân khn đúc bê tơng Tải trọng tính dựa vào trọng kd lượng thể tích vật liệu làm cốp pha, vào khối lượng thân kết cấu khuôn đúc, xác định cấu tạo thiết kế khuôn đúc G H Hoạt tải trọng lượng lớp phủ bề mặt bảo dưỡng kết cấu bê tông Tải trọng phụ thuộc bd vào biện pháp dưỡng hộ bê tông, trọng lượng thực tế quy phân bố vật liệu phủ dưỡng hộ Trong kết cấu nhà nói chung tải trọng nhỏ, thường bỏ qua không xét đến P H Hoạt tải áp lực đẩy ngang vữa bê tơng hỗn hợp vữa cịn lỏng Tải trọng tác vbt dụng lên kết cấu khuôn đúc dạng thành đứng, theo phương vng góc với bề mặt ván khn, dạng phân bố lăng trụ hình thang hay tam giác (dọc theo chiều dài ván khuôn thành đẳng trị, cịn dọc chiều đứng ván khn thành giá trị giảm dần theo độ cao) H P n, pt Hoạt tải động người phương tiện thi công (công cụ) gây Tải trọng này, tính H cốp pha sàn, coi phân bố với giá trị tiêu chuẩn p n, pt = 250 kg/m H H1 P d, d Hoạt tải động phát sinh đổ bê tông vào khuôn (P d, d ) chấn động đầm bê tông H2 (P d, d ) gây Hai tải trọng đổ đầm bê tông không tác động đồng thời lúc, đầm ngừng đổ bê tông vào khuôn ngược lại Từng kết cấu khuôn khác nhau, xem xét hai loại tải trọng này, loại tải trọng gây nguy hiểm cho kết cấu khn đó, để dùng tính tốn thiết kế khuôn đúc Các tải trọng này, coi phân bố theo phương vng góc với H2 bề mặt ván khn, có giá trị tiêu chuẩn lấy sau: áp lực đầm p d, d = 200 kg/m , áp lực H1 đổ p d, d (phụ thuộc vào biện pháp đổ phương tiện vận chuyển vữa bê tông) lấy theo bảng Đổ bê tông thủ công 200 Đổ máy ống vòi voi trực tiếp đường ống từ máy bơm bê tông 400 Đổ trực tiếp từ thùng có dung tích: 0,8 m 600 Như vậy, thiết kế khuôn đúc bê tông, phải chọn trước sơ thiết bị đổ bê tông, cho khuôn đúc thiết kế phải chịu hoạt tải đổ bê tông vào khn Hay có nghĩa là, sức trục cơng trình yêu cầu cần trục tổng trọng lượng mẻ đổ bê tông phải đảm bảo tầm khả chịu lực hệ khuôn đúc thiết kế trước H Q g Hoạt tải áp lực đẩy ngang gió gây Tuy nhiên, tiêu chuẩn Mỹ, cách tính tốn theo trạng thái giới hạn II-về biến dạng lại tính tốn với tổ hợp tất tải trọng thường xuyên tạm thời tác dụng giai đoạn thi công bê tông (tức giai đoạn bê tông tươi), trạng thái giới hạn I-về cường độ Cách đơn giản hơn, giá trị biến dạng cực trị fmax lớn so với TCVN, biến dạng cho phép lại lấy lớn Tiêu chuẩn Việt Nam Ở đây, biến dạng cho phép phận khuôn đúc, trường hợp, lấy là: [f]= tiêu chuẩn Việt Nam thường [f]= nhịp phận cốp pha (ở 250 nhịp phận cốp pha) Do đó, cách tính trạng 400 thái giới hạn biến dạng Tiêu chuẩn Việt Nam lẫn Tiêu chuẩn Mỹ gần giống nhau, TCVN chặt chẽ hơn, Tiêu chuẩn Mỹ lại đơn giản Khuôn đúc bê tông vừa phải đảm bảo điều kiện cường độ, vừa phải đảm bảo điều kiện biến dạng, nên phải khống chế vật liệu làm kết cấu khn đúc làm việc hồn tồn giới hạn đàn hồi III MẠCH NGỪNG THI CÔNG 10 Mạch ngừng thi cơng bê tơng tồn khối vị trí gián đoạn kỹ thuật, đồng thời nối nối, điều kiện bất khả kháng: đảm bảo điều kiện đúc bê tông liên tục, công tác thi cơng bê tơng tồn khối Ngun mạch ngừng Khi phần bê tông đổ trước vị trí khối bê tơng chuyển sang giai đoạn ninh kết đóng rắn, khơng thể phép đổ bê tơng vào đó, không làm phá vỡ vĩnh viễn nối liên kết vừa hình thành vữa bê tơng Cần phải bê tông cũ nằm ổn định khuôn đúc bê tông, bê tông cũ ninh kết đóng rắn xong hồn tồn, đổ tiếp Từ hình thành nên mạch ngừng vị trí tạm ngừng thi cơng Do mạch ngừng ảnh hưởng đến tính tồn khối bê tơng, nên tốt thi công liên tục không để mạch ngừng Khi bắt buộc phải để, vị trí phải khống chế miền kết cấu có có nội lực nhỏ nội lực khơng gây nguy hiểm cho kết cấu tiết diện mạch ngừng Để khắc phục giảm yếu mạch ngừng gây ra, vị trí mạch ngừng bổ sung thêm cốt thép gia cường mạch ngừng Việc thi công bê tơng tồn khối trường hợp có để mạch ngừng tạo đợt thi công bê tông phân đoạn thi cơng bê tơng Vị trí mạch ngừng vị trí giảm yếu kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối Do kích thước mạch ngừng phải cố gắng giảm đến mức tối đa: • • chiều dài mạch ngừng ngắn nhất, mạch ngừng thẳng, gấp khúc tốt, mặt mạch ngừng phải thẳng góc với trục kết cấu để diện tích bề mặt mạch ngừng nhỏ Mạch ngừng thi cơng sàn sườn tồn khối a Bố trí mạch ngừng theo phương đứng sàn sườn Nội lực kết cấu dầm sàn toàn khối (sàn sườn) gồm lực cắt Q mô-men uốn M Đối với mô-men M, tương đương với ngẫu lực gồm hai thành phần lực dọc tác động vào hai nửa tiết diện mạch ngừng: phần lực nén, bê tông vùng nén chịu, có tác dụng ép chặt bê tơng hai bên mạch ngừng, tăng ma sát, hạn chế tác hại mạch ngừng; phần lực kéo, coi hoàn toàn cốt thép chịu, đảm bảo cách tăng cốt thép gia cường mạch ngừng, không ảnh hưởng đến làm việc bê tông mạch ngừng Vậy mô-men uốn dù lớn hay nhỏ có tác hại đến vùng kết cấu bê tông giảm yếu mạch ngừng Còn lực cắt , tác dụng dọc theo tiết diện mạch ngừng, làm trượt hai phần kết cấu bê tông cốt thép hai bên mạch ngừng, gây tác hại lớn tới kết cấu Do đó, mạch ngừng phải bố trí vào độ lớn lực cắt • • Đối với sàn khu vệ sinh (các ô sàn tính theo trạng thái giới hạn thứ II: nứt) khơng phép bố trí mạch ngừng theo phương đứng Đối với sàn sườn bình thường, mạch ngừng theo phương đứng để sau: o Khi hướng đổ bê tông song song với dầm phụ, tức mạch ngừng cắt qua dầm phụ, mạch ngừng bố trí tiết diện nằm đoạn 1/3 nhịp dầm phụ Ldp đồng thời nhịp theo phương dầm phụ L b1 (nhịp 11 • nhịp dầm phụ) Ở vị trí lực cắt dầm phụ nhỏ o Khi hướng đổ bê tơng song song với dầm chính, tức mạch ngừng cắt qua dầm chính, mạch ngừng bố trí tiết diện nào, mà: vừa nằm đoạn 1/2 nhịp dầm Ldc, vừa nằm đoạn 1/2 nhịp theo phương dầm L b2 (nhịp khơng trùng với nhịp dầm chính) Ở vị trí lực cắt dầm nhỏ Tuy nhiên, tùy theo mặt kết cấu mà vùng để mạch ngừng trường hợp khơng có, có mạch ngừng lại cắt qua nhịp làm việc thống kết cấu, cần hạn chế để mạch ngừng kiểu này, cố gắng đổ bê tông song song dầm phụ để mạch ngừng cắt qua dầm phụ Mạch ngừng phải cấu tạo thẳng đứng, vng góc với trục dầm, tạo thành nhờ khuôn mạch ngừng loại thành đứng Q dc Q l A s1 dc l dc B Q C dp l l s1 dp a 1 a l l s1 dp Q s2 a a a 2 l s2 l l s2 a s2 l s2 Vị trí mạch ngừng sàn sườn tồn khối b Bố trí mạch ngừng nằm ngang hệ dầm liền sàn (sàn sườn) • • Khi phải bố trí mạch ngừng theo phương ngang, mạch ngừng thường đặt dầm vị trí nách dầm (nơi tiếp giáp dầm với sàn) khoảng 20 - 30 mm Trong trường hợp dầm cao > 800 mm, đúc bê tơng liên tục để tránh co ngót ban đầu vữa bê tông, đổ bê tông tới cách nách dầm 20 - 30 mm, ta cần phải tạm nghỉ để bê tơng kịp co ngót đổ tiếp tới sàn, không lâu thời điểm bắt đầu ninh kết bê tơng Do khơng hình thành mạch ngừng nằm ngang, việc đúc bê tông không coi gián đoạn c Trích dẫn tiêu chuẩn Việt Nam 12 Các yêu cầu kỹ thuật mạch ngừng thi cơng sàn sườn bê tơng tồn khối trên, luật hóa điều 6.6.5 6.6.7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995 Điều 6.6.7 nêu rằng: • • • • Khi đổ bê tơng sàn có sườn theo hướng song song với dầm phụ mạch ngừng thi cơng bố trí khoảng 1/3 đoạn nhịp dầm Khi đổ bê tông theo hướng song song với dầm mạch ngừng thi cơng bố trí hai khoảng nhịp dầm sàn (mỗi khoảng 1/4 nhịp) "Mạch ngừng thi công" Bách khoa toàn thư Việt Nam điện tử Tiêu chuẩn xây dựng: TCVN 4453-1995 Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khốiQuy phạm thi cơng nghiệm thu IV PHÂN ĐOẠN THI CÔNG BÊ TÔNG Phân đoạn thi cơng bê tơng cịn gọi phân khu thi công bê tông phân chia mặt thi công bê tơng cốt thép tồn khối thành khu vực thi công, cho khối lượng công tác phù hợp với lực phục vụ máy móc chủ đạo tồn tổ hợp máy móc thi cơng, với lực tổ đội công nhân chuyên môn làm việc cách độc lập ngày làm việc (mỗi ngày ca tiếng) Phân đoạn thi cơng bê tơng khoang đổ bê tơng ngày làm việc Phải chia công tác thi cơng bê tơng tồn khối thành phân đoạn trường hợp khối lượng công tác bê tông vượt q lực thi cơng máy móc nhân lực ngày làm việc Việc xác định kích thước phân khu sàn sườn tồn khối theo điều kiện thi cơng liên tục để đảm bảo tính tồn khối Để đảm bảo tính tồn khối kết cấu sàn sườn bê tơng cốt thép đổ chỗ, tối thiểu tồn bơ khối bê tơng phân đoạn phải thi công liên tục Trong sách giáo trình Đại học Xây dựng, Kỹ thuật xây dựng 1-Cơng tác đất thi cơng bê tơng tồn khối tác giả Lê Kiều-Nguyễn Đình Thám-Nguyễn Duy Ngụ, trang 172-173, cố đề cập đến điều kiện này, cho đổ bê tông nhiều lớp (thường bê tông kết cấu dầy hay bê tông khối lớn), sau: Fh Q ≥ (t - t )k , đó: Q lưu lượng bê tơng cần thiết phục vụ đổ bê tông liên tục, (m3/đợt) F diện tích lớp vữa rải khn (đây diện tiếp xúc cho phép hai lớp đổ liên tiếp chồng lên nhau), (m2) t0 thời gian bắt đầu ninh kết xi măng, (giờ) t1 thời gian vận chuyển đợt vữa, (giờ) h bề dầy lớp đổ (bằng khoàng chiều sâu tác dụng rùi đầm), (m) k hệ số vận chuyển vũa không đồng (k = 0,8-0,9) Trong sách giáo trình Đại học Kiến trúc Hà Nội, Kỹ thuật thi cơng-tập tác giả Đỗ Đình Đức-Lê Kiều, trang 195, đưa công thức tương tự: F≤ Q(t - t )k , đó: h Q lưu lượng bê tơng cung cấp, (m3/đợt) F diện tích lớp đổ, (m2) t0 thời gian bắt đầu ninh kết vữa bê tông, (giờ) 13 t1 thời gian vận chuyển vữa bê tông, (giờ) h bề dầy lớp, (m) k hệ số vận chuyển vũa không đồng (k = 0,8-0,9) Bảng 18 TCVN 4453:1995, trang 67 Bảng 26 QPTL-D6:1978, trang 133 Thời gian từ lúc hỗn hợp vữa bê tông khỏi máy trộn đến vữa bê tông bắt đầu ninh kết khuôn (tức thời gian ngừng cho phép đổ bê tông) Nhiệt độ bê tông không phụ gia khoang đổ bê tơng lúc thi cơng dùng xi măng Pc lăng > 30oC 60’= 1,0 o o 20 C - 30 C 90’ = 1,5 o o 10 C - 20 C 135’ = 2,25 5oC - 10oC 195’ =3,25 Như công thức tích số Fh khối lượng lớp vữa bê tông tươi đổ vào khoang đổ (trong khn đúc) Nhưng cơng thức nói xây dựng sở kết cấu bê tông tương đối lớn, đổ bê tông phải đổ thành nhiều lớp chồng lên Chúng chưa nêu rõ Q xác định nào? Chưa nêu rõ kích thước phân khu sàn sườn đổ chỗ, kích thước khoang đổ bê tông sàn sườn chỗ ngày, mà q lớn có làm ảnh hưởng đến điều kiện đổ bê tông liên tục hay không? pk pk ldc C A A/2 A/2 tru?ng h?p m? ch? nh?t n?m d?c theo hu?ng d?: c?nh ti?p xúc gi? a hai m? d? giáp hai hàng li?n k? l?n, làm kéo dài th?i gian thi công m? d? hàng sau d?c theo m?t ti?p xúc, ?nh hu?ng t? i s? so ninh c?a m? d? hàng tru?c ldp 2 3 Tru?ng h?p m? d? ch? nh?t n?m ngang theo v?i hu? ng d?: kích thu?c m? d? làm tang chi?u dài m?ch ng? ng N+1 N-1 4 N A/2 A/2 5 ls2 ls2 ls2 ls2 ls2 14 ls2 ls2 ldp ldp Lpk max' A/2 Huong Do BT N-1 N Huong Do BT 2A 2A 2A N+1 C B ls2 ldp B ldc 2A A ldc Lpk max'' ldc B pk l l dc B pk A l dc A/2 A/2 6 N-1 N N l dp N-1 N-1 N dp A A Kh?ng ch? kích thu?c phân khu theo A/2 tru?ng h?p m? d? hình vng Nhung A/2 thi công bê tông v?n san d?m m?i AA chu vi c?a m? d? t?i thi?u làm gi?m t?i da c?nh ti?p xúc gi?a hai m? d? li?n k? hai hàng, d?ng th?i thu ng?n t?i da chi?u dài m?ch ng?ng N+1 l dp l pk A L max 2 Kh?ng ch? kích thu?c phân khu theo tru?ng h?p m? d? hình vng: dó chu vi c?a m? d? t?i thi?u làm gi?m t?i da c?nh ti?p xúc gi?a hai m? d? li?n k? hai hàng, d?ng th?i thu ng?n t?i da chi?u dài m?ch ng?ng Huong Do BT Huong Do BT N+1 l 1 N+1 dp C B AAA A C B pk dc 2A L max l dc 4 m? theo hình ch? nh?t du?c Khi dó hai m? cách m?t kho?ng th?i gian bê tông tuoi cho phép l?i không tr?c ti?p ti?p xúc nhau, không vi ph?m di?u ki?n d? bê liên t?c Nhu v?y, vi?c kh?ng ch? phân khu không ?nh hu?ng cách t?o hình b? m?t m?i m? d? hồn thi?n: có th? ch? nh?t hay vông d?u du?c 5 l s2 l s2 l s2 l s2 l s2 l s2 l s2 l s2 Trong thực tế, thi công bê tông sàn đổ chỗ thường đổ lớp có độ dầy chiều dầy sàn Các mẻ đổ nối tiếp thành hàng dọc theo hướng đổ bê tơng chính, theo ngun tắc từ xa lại gần Sau đổ hết hàng mẻ bê tông dọc theo hướng đổ bê tông chạm đến ranh giới phân khu, vừa kích thước phân khu dọc theo hướng đổ, lại phải quay phía đầu hàng để đổ mẻ hàng mẻ bê tông Nếu hàng mẻ đổ bê tơng có N mẻ đổ, mẻ đổ số 01 (mẻ hàng trước) mẻ đổ số N+1 (mẻ hàng sau liền kề), phải có khoảng thời gian gián đoạn chúng < T0 (thời gian ninh kết ban đầu bê tông) Để đổ mẻ bê tơng thứ N+1 vào không ảnh hưởng tới bê tông mẻ thứ 01 nằm nơi tiếp giáp mẻ, mẻ bê tông thứ chưa bắt đầu ninh kết Như vậy, điều kiện thi công liên tục kết cấu sàn có đơi chút khác biệt với điều kiện thi công liên tục kết cấu bê tông khối lớn (đổ theo lớp), xác định theo sách giáo khoa Ở đây, kết cấu sàn, xen hai mẻ đổ cần xem xét thời gian gián đoạn thi công N mẻ bê tông đồng khối lượng, diện tích bề mặt bị ảnh hưởng khoảng thời gian gián đoạn lớn thời gian sơ ninh bê tơng diện 15 tích tiếp xúc (không lớn) hai mẻ đổ thứ 01 thứ N+1 Do điều kiện đảm bảo thi công liên tục lại khống chế số lượng mẻ đổ hai mẻ đổ thứ thứ N+1 Còn việc khống chế diện tiếp xúc hai mẻ đổ đảm bảo việc khống chế hình dạng mặt hồn thiện mẻ đổ bê tơng cho có chu vi tối thiểu Trong khi, trường hợp thi công bê tông khối lớn, diện tích bề mặt bị ảnh hưởng khoảng thời gian gián đoạn lớn thời gian sơ ninh bê tơng diện tích tiếp xúc (khá lớn) hai lớp đổ liên tiếp, nên việc điều kiện đảm bảo thi công liên tục lại khống chế diện tích tiếp xúc hai lớp đổ Trường hợp thi công bê tông khối lớn, khoảng thời gian cho phép vữa bê tơng thi công lớp bê tông Như vậy, lượng bê tông QN tổng khối lượng bê tông đổ vào khuôn khoảng thời gian mẻ thứ mẻ thứ N+1, tức là: QN = NV , đó: V dung tích hiệu dụng thùng (khi dùng cần trục) xe (khi dùng máy bơm bê tông) vận chuyển vữa bê tông đổ vào khuôn, (m3) N số mẻ đổ bê tông hàng mẻ đổ, dọc theo hướng đổ bê tông Giả thiết việc san, đầm hồn thiện bê tông sàn mẻ thứ 01 thực đổ mẻ tiếp theo, xong trước mẻ thứ N+1 đổ Thường mặt sàn có dạng vng vức, nên mẻ đổ bê tơng, đổ vào khn có hình dạng bất kỳ, sau đổ xong hoàn thiện bề mặt nên có hình dạng vng vức Theo tốn học, bề mặt dạng hình chữ nhật vng vức có diện tích S, bề mặt dạng hình vng có chu vi nhỏ Và để giảm thiểu tối đa kích thước mẻ đổ (sau đầm hoàn thiện bề mặt), nhằm làm giảm diện tiếp xúc mẻ bê tông liền kề (trong có diện tiếp xúc mẻ số 01 mẻ số N+1), ta giả thiết mẻ đổ bê tơng hồn thiện xong (tức đầm hồn thiện bề mặt xong) có dạng hình vng có cạnh là: A= S = V δs (m2) Khi QN = NA2δs , (m3) Trong đó: δs bề dày kết cấu sàn, (m) Số lượng mẻ đổ hàng đổ N = T0 - TCK TCK Nhưng đồng thời, tích số NA kích thước tối đa dọc theo hướng đổ hàng mẻ đổ bê tơng, đạt tới mà đảm bảo điều kiện thời gian gián đoạn hai mẻ, thứ thứ N+1, không vượt thời gian sơ ninh vữa bê tơng Hay kích thước, dọc theo hướng đổ chính, tối đa phân đoạn để đảm bảo điều kiện thi công bê tông liên tục Như vậy, điều kiện đổ bê tông liên tục kết cấu sàn là: Lpk ≤ k T0 − TCK TCK V δS , (m) Trong đó: *V dung tích hiệu dụng thùng (khi dùng cần trục) xe (khi dùng máy bơm bê tông) vận chuyển vữa bê tông đổ vào khuôn *T0 thời gian bắt đầu ninh kết vữa bê tơng, tính từ vữa bê tông khỏi trạm trộn Thời gian phụ thuộc vào điều kiện thời tiết môi trường đổ bê tơng (nhiệt độ mơi trường), 16 mùa hè thời gian ngắn, mùa đơng dài, thường khoảng 1,0-2,25 (với vữa bê tông không phụ gia dùng xi măng Poóc lăng) *TCK thời gian chu kỳ vận chuyển mẻ vữa (mẻ vữa lượng vữa vận chuyển thùng xe vận chuyển bê tơng) *δs chiều dầy trung bình quy đổi kết cấu sàn hay sàn sườn bê tơng tồn khối *k hệ số vận chuyển vữa không đồng (k = 0,8-0,9) *Lpk kích thước phân khu bê tơng dọc theo hướng đổ bê tơng chính, lớn đạt mà đảm bảo điều kiện thi công bê tông liên tục Tuy nhiên, công thức chưa kểt đến thời gian san, đầm vùng, giáp ranh với mẻ đổ thứ (mẻ 01), mẻ đổ thứ N+1 Nếu kể đến thời gian này, nên bỏ dấu “=” cơng thức, điều kiện đổ bê tơng liên tục kết cấu sàn trở thành: L pk < k toàn viết điều kiện sau: L pk < k T0 − TCK − Td TCK T0 − TCK TCK V An δS V , Td thời gian δS san đầm xong mẻ đổ Hình biểu diễn mẻ đổ bê tơng theo hàng đảm bảo thi công bê tông liên tục dc dc C B A Huong Do BT N+1 pk dp A l max l N-1 l AA dp N s2 s2 s2 s2 Đối với sàn sườn, tốc độ đổ bê tông dầm sàn có khác nhau, chúng tỷ lệ với theo hệ số định tỷ số định mức đổ bê tông dầm với định mức đổ bê tông sàn Mà điều kiện thi công bê tông liên tục chủ yếu khống chế thời gian gián đoạn mẻ đổ thứ thứ N+1 liền kề Nên quy đổi việc thi công sàn sườn tương đương với việc thi cơng kết cấu sàn khơng dầm có bề dầy trung bình quy đổi sau: δs = Vs + Vd Ms Md , (m) BL Trong đó: 17 Vs tổng khối lượng bê tông sàn tầng sàn sườn toàn khối (kể phần giao với dầm), (m3) Vd tổng khối lượng bê tông dầm liền sàn tầng sàn sườn toàn khối (trừ phần giao với sàn, tức kể phần nách dầm trở xuống), (m3) Ms Md định mức công lao động công tác đổ bê tông sàn dầm, (m3/giờ công) B bề rộng mặt tầng sàn, (m) L bề dài mặt tầng sàn, (m) Tuy máy bơm thiết bị có khả vận chuyển vữa bê tông liên tục, việc cấp vữa bê tông cho máy bơm lại thường phương tiện khác hoạt động theo chu kỳ như, xe vận chuyển bê tông chuyên dụng, máy trộn có chu kỳ, … Nên thực tế dùng máy bơm bê tơng coi đổ bê tông theo chu kỳ mẻ đổ bê tông bơm khối lượng bê tông hiệu dụng xe chuyên trở bê tông Thời gian bơm xong lượng vữa bê tông xe chuyên trở bê tông cung cấp coi TCK Các điều kiện chia phân khu thi công Điều kiện kỹ thuật để phân chia phân đoạn thi công sàn sườn bê tơng cốt thép tồn khối, (lần lượt theo độ quan trọng): - Kích thước phân khu bê tơng phải đảm bảo cho việc đúc bê tông phân khu liên tục, đảm bảo tính tồn khối kết cấu, phù hợp với lực máy móc (đặc biệt máy thi công chủ đạo) nhân lực thi công Lpk ≤ k T0 − TCK TCK V δS Trong đó: *V dung tích hiệu dụng thùng (khi dùng cần trục) xe (khi dùng máy bơm bê tông) vận chuyển vữa bê tông đổ vào khuôn *T0 thời gian bắt đầu ninh kết vữa bê tơng, tính từ vữa bê tông khỏi trạm trộn Thời gian phụ thuộc vào điều kiện thời tiết môi trường đổ bê tông (nhiệt độ mơi trường), mùa hè thời gian ngắn, mùa đơng dài, thường khoảng 1,0-2,25 *TCK thời gian chu kỳ vận chuyển mẻ vữa (là lượng vữa vận chuyển thùng xe vận chuyển bê tông) *δs chiều dầy trung bình quy đổi kết cấu sàn hay sàn sườn bê tơng tồn khối *k hệ số vận chuyển vũa khơng đồng (k = 0,8-0,9) *Lpk kích thước phân khu bê tông dọc theo hướng đổ bê tơng chính, lớn đạt mà đảm bảo điều kiện thi công bê tông liên tục 18 - Tổng khối lượng công tác bê tông phân khu phải phù hợp với lực thi cơng máy móc (đặc biệt máy thi công chủ đạo) nhân lực, làm việc ngày ca làm việc BT Qi = δsLpkBpk ≤ N Ca Trong đó: *Lpk kích thước mặt phân khu bê tông dọc theo hướng đổ bê tông *Bpk kích thước mặt phân khu bê tơng vng góc với hướng đổ bê tơng *δs chiều dầy trung bình quy đổi kết cấu sàn hay sàn sườn bê tơng tồn khối *Qi tổng khối lượng bê tông phân khu (phân đoạn), lớn mà lực thi cơng máy móc chủ đạo đáp ứng ca làm việc BT * N Ca phần suất hiệu dụng máy móc chủ đạo ca làm việc, phục vụ riêng cho công tác bê tông Khi đổ bê tông bơm, suất hiệu dụng máy bơm ca (ở mẻ bơm khối lượng xe vận chuyển bê tông chuyên dụng) Khi đổ bê tơng cần trục, phần suất hiệu dụng cần trục ca làm việc, mà chia ra, chuyên phục vụ vận chuyển vữa bê tơng - Vị trí mạch ngừng phân đoạn thi công phải đảm bảo bố trí quy phạm thi cơng (TCVN 4453:1995), tránh chỗ chịu lực xung yếu kết cấu sàn sườn bê tơng tồn khối - Số lượng phân khu phải tối thiểu, để giảm tối đa số lượng mạch ngừng-nơi kết cấu bê tơng tồn khối bị giảm yếu - Tổng khối lượng bê tông phân khu có độ chênh lệch khơng q 25%, đảm bảo lực thi cơng máy móc nhân lực ổn định - Chiều dài mạch ngừng phải bố trí ngắn nhất, độ gấp khúc mạch ngừng nhỏ Bề mặt mạch ngừng phải thẳng góc với trục kết cấu để diện tích bề mặt mạch ngừng nhỏ - Hình dạng phân đoạn phải đảm bảo ổn định giai đoạn thi công, phân đoạn đứng riêng lẻ Tuy nhiên, số lượng phân khu đủ lớn, tức lớn số dây chuyền chun mơn, tổ chức thi công theo phương pháp tổ chức thi công dây chuyền 19 Qyc = k1k2Vγb Hyc = Hct+h1+ht+h2 Tính thơng số u cầu cơng trình cần trục P ≥ Qyc H ≥ Hyc Ryc = L1+B H ≥ Hyc Tính Lcắt ray, TCK, NTính khối lượng Ca cơng tác tồn tầng Lựa chọn bố trí cần trục Lựa chọn bố trí máy trộn, máy đầm bê tơng, sàn đón vật liệu theo cần trục Tính thời gian chu kỳ, suất cần trục Phân chia phân khu thi công bê tông theo: -Điều kiện toàn khối Lpk≤k -Điều kiện lực vận chuyển Qi = δsLpkBpk ≤ N= ≥ a1 ≥ -Điều kiện vị trí mạch ngừng ≥ a2 ≥ ≥ a2 ≥ Npk = Nmin -Điều kiện số phân khu tối thiểu -Điều kiện cân khối lượng ≤ -v.v… 20 Kiểm tra suất cần trục đảm bảo vận chuyển hết BT, CT, CP ca làm việc Q + Q+ Q≤ V QUY TRÌNH THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CƠNG Tính tốn thơng số u cầu cơng trình với máy thi cơng chủ đạo Lựa chọn máy móc chủ đạo máy móc thành phần theo thơng số u cầu cơng trình Bố trí máy thi công chủ đạo máy thành phần tổ hợp máy thi công Xác định thời gian chu kỳ hoạt động lực ca làm việc máy thi cơng Tính khối lượng cơng tác Bê tơng, Khn đúc Cốt thép cho tồn cơng trình theo đợt thi cơng tầng thi công Phân chia phân đoạn thi công công tác Bê tông theo lực cung cấp vữa bê tông máy móc yêu cầu mạch ngừng thi công (theo điều kiện phân khu) Kiểm tra lực máy thi công ca làm việc để đảm bảo hồn thành tất cơng tác thực ca làm việc Phân chia phân đoạn thi công công tác Khuôn đúc Cốt thép theo cơng tác Bể tơng Tính số cơng thực công tác phân đoạn thi công theo định mức lao động Lựa chọn biên chế tổ đội cho dây truyền chun mơn Tính lượng nhân lực cần thiết để thi công công tác phân đoạn thi công 21 Lập tiến độ thi cơng phần thân Tính hệ số ln chuyển khn đúc Vẽ biểu đồ nhân lực cho giai đoạn thi công phần thân VI KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ Với kết nghiên cứu trên, người kỹ sư xây dựng thiết kết thi công nhà nhiều tầng dạng khung, sàn sườn thiết kế hệ kết cấu khn đúc sát với thực tế làm việc khuôn Khi thiết kế biện pháp thi cơng họ có quy trình thiết kế chi tiết mà nghiên cứu đưa ra, từ việc lựa chọn máy móc thi cơng, phân đoạn phân đợt đổ cách logic theo điều kiện kỹ thuật thi cơng Thay vì, lập biện pháp thi công, chia phân đoạn cách chủ quan không phù hợp với thực tế thi công Kiến nghị: • Khi thiết kế kết cấu khn đúc bê tơng sàn sườn tồn khối, kết cấu khn dạng dầm liên tục chịu tải trọng phân bố đều, nên lấy giá trị Mô men uốn cực trị tính trạng thái giới hạn cường độ độ võng cực trị tính trạng thái giới hạn biến dạng 1 q 2l4 sau: Mmax=MGối = − q1l , fmax=fNhịp biên= − 128 EJ 0,1111 M 1/128 F 1/9=0,1111 Khi phân đoạn thi công bê tông theo điều kiện kỹ thuật phải xem xét tới điều kiện thi cơng bê tơng liên tục: Kích thước phân khu bê tơng phải đảm bảo cho việc đúc bê tông phân khu liên tục, đảm bảo tính tồn khối kết cấu, phù hợp với lực máy móc (đặc biệt máy thi công chủ đạo) nhân lực thi công Lpk ≤ k T0 − TCK TCK V δS VII TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn Việt Nam 4453:1995 Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khốiQuy phạm thi cơng nghiệm thu Quy phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tông cốt thép cơng trình thuỷ lợi 22 Kỹ thuật xây dựng 1-Công tác đất thi công bê tông tồn khối, Lê Kiều-Nguyễn Duy Ngụ-Nguyễn Đình Thám, Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật Kỹ thuật thi cơng- tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều 23 ... nghiệm, lý thuyết tính tốn chưa hồn thi? ??n theo lý thuyết thi? ??t kế kết cấu cơng trình Điều đặt vấn đề cần phải nghiên cứu hoàn thi? ??n lý thuyết thi? ??t kế khuôn đúc sàn sườn bê tông cốt thép tồn khối, ... Với kết nghiên cứu trên, người kỹ sư xây dựng thi? ??t kết thi công nhà nhiều tầng dạng khung, sàn sườn thi? ??t kế hệ kết cấu khn đúc sát với thực tế làm việc khuôn Khi thi? ??t kế biện pháp thi cơng... 0,2 m ÷ 0,8 m 400 >0,8 m 600 Như vậy, thi? ??t kế khuôn đúc bê tông, phải chọn trước sơ thi? ??t bị đổ bê tông, cho khuôn đúc thi? ??t kế phải chịu hoạt tải đổ bê tông vào khn Hay có nghĩa là, sức trục cơng