bái tập nhóm chuyên đề thi công cốp pha trượt

- Công nghệ ván khuôn trượt ngày càng phát triển và hoàn thiện,nó không chỉ là một công nghệ độc lập mà nó còn là một công nghệ tiên tiến kết hợp với các công nghệ khác để thi công trên

CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG

CỐP PHA TRƯỢT

I Lịch sử phát triển công nghệ ván khuôn trượt ở việt nam và trên thế giới.

- Công nghệ ván khuôn trượt được thi công lần đầu tiên trên thế giới để đổ bê tông xilô vào năm 1903 tại Mỹ,sau đó tại Liên Xô cũ vào năm1924, ở Đức vào năm 1931

- Ở Việt Nam, công nghệ ván khuôn trượt đươc áp dụng lần đầu tiên vào năm 1973 tại công trường K3 để thi công ống khói của nhà máy nhiệt điện Ninh Bình cao 60m Sau những năm 1980 chúng ta mới tiếp cận, học hỏi kinh nghiệm để thi công một số công trình về ống khói xilô là chính Từ những năm 2000 trở lại đây, công nghệ thi công cốppha trượt đã được sử dụng nhiều hơn cho kết cấu lõi thang máy nhà cao tầng như: Chung cư 34 tầng (Vinarose) - Trung Hoà - Cầu Giấy, Trụ sở làm việc tổng công ty Vinaconex 34 Láng Hạ - Đống Đa - HN

Hình: Công trình chung cư 34 tầng - Trung Hoà - Cầu Giấy - Hà Nội

- Công nghệ ván khuôn trượt ngày càng phát triển và hoàn thiện,nó không chỉ là một công nghệ độc lập mà nó còn là một công nghệ tiên tiến kết hợp với các công nghệ khác để thi công trên cao một cách co hiệu quả.Hiên nay ở Việt Nam đang áp dụng rất nhiều công nghệ ván khuôn trượt để xây dựng các toà nhà cao tâng trên khắp cả nước.

Một xilo đang được thi công bằng hệ thống cốp pha trượt

II Giới thiệuchung về công nghệ thi công công trình bằng cốppha trượt.

- Cốp pha trượt là hệ cốp pha tối ưu cho tường thang máy trong xây dựng nhà cao tầng, trụ cầu, xilo…

- Sự khác biệt so với các hệ coppha truyền thống là : chỉ một lần lắp ráp không dùng ty xuyên tường , có thể đổ bê tông toàn bộ lõi thang máy, trụ cầu, silo… mà không phải tháo dỡ cốp pha

- Hệ thống cốp pha trượt có thể đáp ứng các kết cấu rất phức tạp: tạo lỗ rỗng, thay đổi biên dạng và chiều dày tường mà vẫn không ảnh hưởng đến tốc độ, chất lượng và sự an toàn

- Cả hệ thống cốp pha được nâng lên bằng các kích thủy lực , điều khiển bằng điện , đồng thời với quá trình đổ bê tông Chính nhờ nguyên tắc trên mà các sàn thao tác, hệ thống giằng và hệ thống bao che có thể được thiết kế đầy đủ và cứng chắc mà không ngại tốn thời gian tháo lắp mỗi tầng như cốp pha truyền thống

- Hệ cốp pha trượt gồm có khung sàn thao tác cực chắc, mặt là tấm cốp pha, xương đứng , kích thủy lực chất lượng cao và một hệ thống kiểm soát hiện đại cho sự nâng chuyển đồng bộ và vận hành chuẩn xác Tấm cốp pha đượcchế tạo nhẹ và giảm tối đa lực ma sát

khi vận hành, tạo nên bề mặt bê tông rất phẳng và chất lượng Cốp pha trượt có thể đạt tốc độ 7-8 mét một ngày (24 giờ trượt) hoặc 2.5 – 3 mét trong 8 giờ làm việc.

Cấu tạo của cốppha trượt

III Điều kiện áp dụng và yêu cầu trong

thiết kế, thi công công

- Trong thiết kế và thi công công trình bằng cốppha trượt nên phối hợp chặt chẽ để thiết kế công trình phù hợp với đặc điểm thi công bằng cốppha trượt Khi thi công trượt phải căn

cứ vào đặc điểm công trình và yêu cầu của công nghệ trượt để đề xuất ý kiến điều chỉnh cục bộ với thiết kế công trình, các phương pháp xử lý các bộ phận không thuận lợi cho thi công và phân chia khu vực tiến hành trượt

- Trong thiết kế cần phải xem xét ngay từ đầu một số vấn đề cơ bản sau:

- Độ thẳng đứng của bộ phận kết cấu công trình được thiết kế sẽ quyết định các trạng thái trượt của cốppha khi đổ bêtông, cốppha trượt chỉ thực hiện với kết cấu có bề mặt thẳng đứng như tường, cột, dầm cao…

- Phải nghiên cứu để hệ lưới cột, tường dầm có sự thống nhất trùng nhau nhiều nhất trên

cả mặt bằng, độ cao trong mặt phẳng thẳng đứng Thiết kế sao cho tránh được sự thay đổi không cần thiết với toàn bộ hệ cốppha hay hệ bổ sung thêm các loại cốppha khác Với lý do đặc biệt mới nên bố trí ở chỗ bất kỳ; khi bố trí các bộ phận kết cấu theo

phương thẳng đứng vẫn cho phép ghép các khối có chiều cao khác nhau

- Đảm bảo chiều dày tối thiểu của bộ phận kết cấu tường, dầm, cột để có thể ứng dụng được công nghệ cốppha trượt Nó không những phụ thuộc vào dạng kết cấu mà cả vật liệu bêtông

- Cấu kiện ở cùng một độ cao nên dùng bêtông có cùng cấp cường độ Theo chiều dịch chuyển của cốppha, kích trước mặt cắt nên giảm nhỏ dần Góc âm nơi tiếp giáp giữa cột

và tường, chỗ giao nhau giữa các tường nên làm góc nghiêng Mặt cắt tường của kết cấu không nên thay đổi

Hệ thống cốp pha trượt của xilo

IV Cấu tạo , yêu cầu chung và các bộ phận của hệ thống cốp pha trượt.

A Cấu tạo hệ thống thiết bị cốp pha trượt.

Sơ đồ hệ thống thiết bị cốp pha trượt

1 Giá nâng

2a Vành gông trên, 2b Vành gông dưới

3 Cốp pha

4a Sàn công tác ngoài

5a Giáo treo ngoài

5b Giáo treo trong

6 Kích thủy lực

7 Ty kích

8 Trạm bơm dầu

9 Ống dẫn dầu

10 Hệ thống vận chuyển bê tông theo phương ngang

11 Hệ thống giáo thang tải vận chuyển vật liệu theo phương đứng

12 Hệ thống điện chiếu sáng

13 Hệ thống thông tin tín hiệu

14 Hệ thống đầu đo khống chế độ chính xác thi công

- Hệ thống thiết bị cốp pha trượt bao gồm: Giá nâng, vành gông, cốp pha, sàn công tác, giàn giáo treo, hệ thống thiết bị nâng (kích thủy lực, ty kích, trạm bơm dầu), hệ thống vận chuyển vật liệu theo phương ngang và theo phương đứng, hệ thống điện thi công, hệ thống thông tin, tín hiệu, hệ thống thiết bị đo và quan trắc để khống chế đảm bảo độ chính xác và chất lượng thi công

1 Tải trọng tác động lên các bộ phận của hệ thống thiết bị cốp pha trượt.

- Trọng lượng bản thân của cốp pha, giá nâng, vành gông, giàn giáo treo và sàn công tácTính theo thực tế và theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 2737:1995

- Tải trọng thi công trên sàn công tác

Tính theo thực tế và theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 bao gồm:

+ Tải trọng của người, dụng cụ cầm tay;

+ Phương tiện chuyên chở vật liệu theo phương ngang ở trên sàn (xe goòng, ba gác …);+ Vật liệu chứa trên sàn công tác: cốt thép, bản mã, chi tiết đặt sẵn, bê tông trên phương tiện đang chuyên chở …;

+ Hệ thống thiết bị nâng;

+ Máy móc, thiết bị thi công, chiếu sáng (máy hàn, đẩm tay …)

- Lực đẩy ngang lớn nhất của bê tông khi đầm tác động lên thành cốp pha

Lấy trong khoảng từ 500 daN/m đến 600 daN/m

- Lực ma sát giữa bê tông và cốp pha thép:

Lấy trong khoảng từ 0,0015 Mpa đến 0,0030 Mpa

- Tải trọng gió :Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995

2 Các bộ phận giá nâng, vành gông, cốp pha, sàn công tác, giáo treo của hệ thống thiết bị cốp pha trượt cần được tính toán thiết kế đủ cứng, đủ khả năng chịu lực phù hợp với các quy định của TCVN 5574:1991, TCVN 5308:1991 có tính định hình cao, dễ tháo lắp và có cấu tạo phù hợp với các quy định của tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn khác có liên quan.

3 Gia công chế tạo các bộ phận giá nâng, vành gông, cốp pha, sàn công tác, giáo treo của hệ thống thiết bị cốp pha trượt cần thỏa mãn các yêu cầu của thiết

kế, của tiêu chuẩn này và của các tiêu chuẩn liên quan hiện hành Mặt ngoài của kết cấu thép (trừ ty kích và mặt cốt pha có tiếp xúc với bê tông) cần được sơn chống gỉ.

4 Các bộ phận của hệ thống thiết bị cốp pha trượt cần có chứng chỉ xuất

xưởng của nhà sản xuất Các máy móc của hệ thống thiết bị nâng cần phải có kiểm định hợp chuẩn.

5 Sai lệch khi chế tạo các bộ phận của hệ thống thiết bị cốp pha trượt không vượt quá giá trị sai số

Giá nâng

Chiều cao Chiều rộng

± L/500

- 0,5 0,25

- Chiều cao của tấm cốppha trượt trung bình 1,1 đến 1,2m; bộ cốppha này bao quanh toàn

bộ kết cấu đứng cần phải đổ bêtông bằng cốppha trượt

- Thông thường cốppha gồm các bộ phận: cốppha sàn, cốppha góc, cốppha lỗ cửa Các tấm thường dùng thép chống uốn nguội dày 2 đến 2,5mm hoặc hàn thép thép góc

- Cao trình trên liên kết trực tiếp vào mảng cốppha và được gọi là sàn thao tác chính Sàn thao tác dùng để chứa vật liệu, lắp dựng cốt thép, vận chuyển, đổ bêtông, lắp cốppha cửa hoặc dịch chuyển cốppha khi cần thiết.

- Cao trình dưới được liên kết với sàn thao tác trên bởi xích hoặc dây treo và gọi là sàn treo Sàn treo dùng để kiểm tra chất lượng bêtông, hoàn thiện bề mặt ngoài và tháo dỡ hộp khuôn các lỗ cửa nếu có Hình vẽ trên ký hiệu 7,8

3 Hệ thống nâng trượt :

- Hệ thống nâng thông thường hiện nay là kích thuỷ lực Nhờ áp lực dầu, kích nâng đưa toàn bộ kết cấu cốppha và sàn nâng trượt lên dọc theo các thanh trụ kích Hệ thống nâng gồm 3 bộ phận sau:

- Giá nâng ( khung kích): được chế tạo bằng gỗ hay kim loại Có tác dựng giữ cho các

tấm cốppha ép sát vào kết cấu và không bị biến dạng khi có lực xô ngang Khung kích có dạng chữ Π, khi được nâng lên nó kéo theo các mảng cốppha trượt Khung này được đặt cách nhau từ 1,5 đến 2,5m Hệ thống này tiếp nhận toàn bộ tải trọng của cốppha, kích, sàn nâng, các tải trọng của vữa bêtông và các tải trọng trong quá trình thi công

Giá nâng liên kết với kích

- Vành gông:nên chế tạo bằng thép hình ở dạng tháo lắp Bản táp nối giữa 2 đoạn vành gông với nhau nên dùng bằng thép có cường độ tương ứng với thép vành gông Vành gông trên và vành gông dưới nên đặt cách nhau từ 500 mm đến 700 mm Khoảng cách từ mép trên của cốp pha đến vành gông trên không nên lớn hơn 250 mm Nếu khoảng cách giữa các giá nâng lớn hơn 2,5 m hoặc khung chịu tải của sàn công tác trực tiếp chống lên vành gông thì nên liên kết vành gông trên và vành gông dưới thành một khối để tạo thành vành gông ở dạng kết cấu dàn, nhằm tăng thêm độ cứng và tính ổn định không gian của vành gông Ở các vị trí đổi hướng của vành gông nên cấu tạo liên kết cứng

Vành gông liên kết với giá nâng

- Thanh trụ kích (ty kích): Làm nhiệm vụ tỳ kích và tiếp nhận toàn bộ tải trọng tác động

từ khung kích và truyền lực xuống kết cấu bêtông Ty kích làm bằng thép, thường có kích thước là ỉ25 ữ ỉ50mm có thể dài đến 6m (hoặc có thể bằng chiều dài một thanh thép), một đầu được chôn ngầm chặt trong bêtông, đầu kia xuyên qua lỗ tỳ kích Ty kích

có thể nằm lại hoặc rút ra khỏi kết cấu sau khi thi công Liên kết thanh trụ kích có thể bằng mối hàn, nối kiểu chốt mộng (kiểu âm dương), chốt nêm, nối vặn ren…

Hình: Chi tiết nối thanh trụ kích kiểu âm dương

- Đầu thanh kích có loại đầu bằng, đầu nhọn, đầu côn, đầu vặn ren Khi nối thanh kích phải vuông góc với trục dọc của thanh Độ nghiêng lệch đường kính phải ≤ 0,5cm; bề mặt xung quanh của thanh và các ren cần song song với độ lệch cho phép không quá 0,25mm

- Kích: có nhiệm vụ đưa toàn bộ cốppha và sàn nâng trượt lên dọc theo các ty kích Sức

nâng của một kích thuỷ lực thông thường từ 10 tấn trở lên Các loại này cho phép tăng khoảng cách bố trí khung kích tạo sự thuận lợi cho thi công xây dựng, dễ dàng đổ

bêtông, lắp cốt thép, tạo điều kiện tăng năng suất lao động hạ giá thành công trình Hiện nay có rất nhiều lạo kích như: Kích thuỷ lực, kích cơ điện, kích bàn ren, kích kẹp, kích khi nén

Hình: Kích thuỷ lực

- Các kích được nối với nhau thành từng chuỗi và được điều khiển qua trạm vận hành của máy bơm trung tâm

- Máy bơm trung tâm có thể vận hành được 80 đến 100 kích Trong thi công để đảm bảo

an toàn tuyệt đối người ta chỉ dùng 30 đến 40 kích

Hình: Sơ đồ nguyên lý làm việc của kích thuỷ lực

- Sơ đồ một chu kỳ làm việc của kích có thể được mô tả theo 3 vị trí:

- Vị trí 1 - Là giai đoạn chuẩn bị bắt đầu bơm dầu

- Vị trí 2 - Kích đã được nâng lên do áp lực của dầu so với vị trí ban đầu một đoạn ∆h.

- Vị trí 3 - Kích trở lại vị trí một là kết quả thu được sau một chu trình di chuyển của hệ cốp pha từ vị trí ban đầu đến vị trí cuối cùng Thời gian trượt một khoảng ∆h là 100 đến

150 s, thời gian này là một chu kỳ hoạt động của kích (tc), tc bao gồm:

+ tp- Thời gian bơm dầu vào kích, tp = 30 đến 45 s

+ tg- Thời gian di chuyển cốppha, tg = 65 đến 90 s

+ ti - Thời gian trả kích về vị trí ban đầu, ti = 5 đến 15 s

- Trong một giờ có thể thực hiện được từ 12 đến 20 chu trình di chuyển, như vậy, trong một ngày hệ cốppha trượt có thể lên được 2,5 đến 3 m chiều cao

- Những thanh trụ thép nhận toàn bộ tải trọng của hệ cốppha, sàn công tác, thiết bị và nguyên vật liệu truyền xuống móng công trình

- Thiết bị dùng để kiểm tra hệ cốppha trong quá trình thi công là ống thuỷ bình, quả dọi Nếu điều kiện cho phép, nên dùng máy thuỷ bình và máy kinh vĩ để kiểm tra

- Vị trí đặt thiết bị kiểm tra cần phải xác định cho phù hợp; việc kiểm tra phải tiến hành thường xuyên để tránh nghiêng lệch gây hậu quả xấu

4 Hệ thống áp lực dầu:

1 - Kích thủy lực

2 - Giá nâng

3 - Động cơ điện

- Bố trí đường dẫn: yêu cầu của việc bố trí đường dẫn là cần rút ngắn thời gian cấp và thu hồi dầu, tăng tốc độ trượt, rút ngắn thời gian tối đa vênh thời gian và độ vênh của các kích trước và sau khi trượt, để tránh một số kích trượt lên sớm mà dưới tác động của sàn cứng hoặc hệ thống cốppha, xuất hiện trạng thái vượt tải Bố trí đường dầu thường có các cách sau:

+ Phương pháp nối tiếp: ưu điểm là đường dầu về đơn giản, nếu lực cản của ống dầu

tương đối nhỏ, áp lực của kích có thể như nhau; nhược điểm của nó là độ chênh trượt tương đối lớn, dễ tạo ra độ chênh trượt bậc thang, điều chỉnh phức tạp, phải cắt đường dầu khi cần thay đổi kích

+ Phương pháp nhóm nối song song: ưu điểm nổi bật là thuận lợi cho việc điều chỉnh

độ lệch nâng, khi đổi kích không cần cắt đường dầu; nhược điểm của nó là thời gian hồi dầu dài, đường ống dầu tương đối nhiều Trong nối song song, về đường kính ống, chiều dài ống, phương thức bố trí các nhóm yêu cầu như nhau để giảm độ lệch khi nâng do tốc

độ cấp và hồi dầu không bằng nhau

+ Phương pháp hỗn hợp: trong mỗi đường nhánh nối song song, số lượng nối tiếp có

gắng giảm ít Chiều dài đường dầu cần cố gắng như nhau để giảm độ chênh nâng của kích nối nối tiếp Đường dầu phân cấp bố trí các nhóm chia ra của nó phải đánh dấu rõ ràng, đường ống dầu nên tập trung đặt ở sàn cố định ở mép sàn

- Dầu thuỷ lực: cần có tính trơn và tính ổn định tốt, độ nhớt của nó được xác định dựa vào yêu cầu của áp lực và điều kiện nhiệt độ

- Sau khi lắp đặt xong hệ thống áp lực dầu phải vận hành thử, đầu tiên phải bơm dầu xả khí, sau đó tăng áp tới 100 kG/cm2, lắp lại 5 lần, tiến hành kiểm tra toàn diện, sau khi các bộ phận làm việc bình thường mới cắm ty kích vào

V Các yêu cầu khi tính toán, thiết kế các bộ phận của cốppha trượt.

A Kiểm tra chiều dày của lõi theo điều kiện chiều dày tối thiểu của kết cấu khi thi công bằng cốppha trượt.

Trong quá trình trượt sẽ xuất hiện lực ma sát giữa thành cốp pha và bêtông Giá trị của lực cản ma sát (F) khá lớn, nó phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu làm ván mặt cốppha và độ dính bám của vữa trên bề mặt ván:

g

Sơ đồ tính toán lực ma sát giữa cốppha với kết cấu

Để bê tông mới đổ không bị nâng kéo lên theo cốp pha cần đảm bảo điều kiện:

2

γ →  > f h

Với:

γbt : Trọng lượng riêng của bêtông

h : Chiều dày lớp đổ bêtông trên cùng

f : Hệ số ma sát giữa thành cốppha và bêtông

B Tính toán các tấm cốppha (tấm Panô):

Lựa chọn tấm cốppha điển hình:

Tấm cốppha trượt chịu tác động của tải trọng ngang và lực ma sát

Tải trọng ngang tác dụng gồm có: áp lực ngang của vữa bêtông mới đổ có xét đến đầm, tải trọng gió, tải trọng khi đổ bêtông vào cốppha.

Áp lực ngang của vữa bêtông lên cốppha phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tốc độ trượt, độ linh động và nhiệt độ của vữa bêtông, chiều cao của phần bêtông được ép giữ trong cốppha, chiều cao của kết cấu đổ, ngoài ra còn phụ thuộc vào loại ximăng, thời gian đông kết của vữa bêtông

Theo tài liệu“ Cốp pha trượt - Kỹ thuật và sử dụng” của Rumani thì trên tường bêtông xuất hiện 3 vùng như hình vẽ:

Biểu đồ phân bố áp lực ngang của vữa bêtông lên thành cốppha

Vùng 1: Bêtông chưa ninh kết: áp lực ngang vùng này tác dụng lên cốppha coi như áp lực thuỷ tĩnh: p = γ h

Vùng2: Bêtông đang ninh kết, thời gian từ 4 đến 8 h cường độ bêtông phát triển tăng dần

Vùng 3: Bêtông đông cứng: Bêtông ở vùng này đạt tới cường độ b ≥ 2 kG/cm2 và bêtông đã chịu được trọng lượng bản thân

→ Áp lực ngang của bêtông tươi được xác định theo công thức pmax = hmax γ

Trong đó:

hmax = v t0 (m)

v: Tốc độ trượt trung bình của hệ cốppha

t0: Thời gian bêtông bắt đầu ninh kết

hệ cốppha khuôn cửa và liên kết của nó vào vách thép

C Tính toán khả năng chịu tải của ty kích:

- Theo quan niệm tính toán của Ơle

- Tải trọng thiết kế của ty kích lấy theo tổng tải trọng thiết kế của thiết bị ván khuôn Sức chịu tải cho phép của ty kích, với điều kiện ván khuôn không tách khỏi kết cấu, lực gió hoặc lực ngang do sàn bị nghiêng sinh ra đều do kết cấu gánh chịu, ty kích owr trạng thái chịu lực thẳng đứng

- Sức chịu tải cho phép P của ty kích tính theo công thức Ơle:

2)

( L

K

EI P

µ

π

=

- Trong đó:

E – mô đun đàn hồi của vật liệu ty kích;

K – hệ số an toàn, thường lấy lớn hơn 1,8;

µ- hệ số hiệu chỉnh độ dài tự do, lấy 0,6 – 0,7;

L – độ dài tự do lấy chiều dài từ đầu kẹp dưới của ty kích đến miệng dưới của ván

khuôn.

I – mômen quán tính của tiết diện vật liệu.

- Khi toàn ván khuôn đều trượt không, ty kích ở vào trạng thái côngxôn Ở trạng thái này, ngoài chịu tải trọng đứng, ty kích còn phải chịu tải trọng ngang, không phù hợp với công