TÀI LIỆU BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC TIỀN CHẾ

Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Bê tông ứng lực trước tiền chế được sản xuất theo 2 phương pháp: 1. Kéo căng trước trên bệ đúc cố định thực hiện tại nhà máy có thể dài tới 120m. Các sợi cáp được tạo lực căng trước khi đổ bê tông. Sau khi bê tông đông kết và được dưỡng hộ hơi nước nóng đạt tới cường độ 70% R28 thì tiến hành cắt các sợi cáp trên, lực kéo trong dây cáp sẽ chuyển thành lực nén trong cấu kiện bê tông. 2. Kéo căng sau : Cấu kiện bê tông được chế tạo đặt sẵn các ống dẫn để luồn các sợi cáp hoặc các thanh thép cường độ cao, được gọi là thanh căng. Các thanh căng này sẽ được kéo căng sau khi bê tông đã đạt tới cường độ 70% của R 28 ngày. Ứng suất trước căng sau thường được sử dụng cho các kết cấu chế tạo tại công trường có khối lượng lớn như si lô, dàn kèo, dầm cầu hộp đúc hẫng v.v Việc sử dụng công nghệ căng trước hoặc căng sau tuỳ thuộc vào điều kiện thi công tại công trường. Nhưng nói chung nên sử dụng công nghệ kéo căng trước vì tiết kiệm vật liệu hơn. * Cấu kiện dùng cho nhà cao tầng: Sử dụng kết cấu bê tông ứng lực trước tiền chế trong các công trình có thể mang lại những hiệu quả to lớn như: Các cấu kiện được sản xuất trong nhà máy đạt hiệu quả kinh tế cao và giảm thời gian xây dựng. Do vậy thiết kế nên hướng tới một kết cấu đơn giản với sự điển hình hoá cao nhất trong quá trình sản xuất, lắp dựng, liên kết và hoàn thi ện kết cấu. • Cột: Toàn bộ các cột có thể nằm trong tường, và chúng ta sử dụng cùng chiều dầy với tường. • Dầm: Dầm ứng lực trước tiết diện chữ nhật nằm trong tường, với dầm bao xung quanh chúng ta nên chọn chiều cao sao cho đáy dầm cùng cao trình với lanh tô cửa. • Dầm dẹt: Đây là một thế mạnh của kết cấu bê tông tiền chế vì có thể tạo ra được những dầm dẹt ứng lực trước có khẩu độ lớn. • Bản sàn: Với nhịp nhỏ hơn 3.6 m ta dùng sàn đặc ứng lực trước với tiết diện chữ nhật, với nhịp khoảng 8m dùng sàn sườn hoặc có lỗ rỗng bằng bọt xốp ở giữa, có chiều dầy đúc sẵn 150 mm và 50 mm bê tông lưới thép trên mặt đổ tại công trường, tổng chiều dầy 200 mm. Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU • Cầu thang: Sử dụng cầu thang ứng lực trước đúc sẵn trong nhà máy. • Ban công: Bằng bê tông cốt thép thường được thiết kế với mô đun đặc biệt để có thể sử dụng với số lượng lớn. * Quy trình sản xuất bê tông dự ứng lực căng trước • Kéo căng thép cường độ cao bằng máy kéo thép PAUL - CHLB Đức. • Buộc cốt thép thường. • Lắp khuôn thép định hình. • Đổ bê tông sử dụng cầu trục và phễu. • Phủ bạt dưỡng hộ nhiệt bằng hơi nước. • Tháo dỡ khuôn. • Kiểm tra mẫu thí nghiệm, nếu cường độ mẫu nén đạt 70% của R28 ngày thì có thể cắt thép dự ứng lực. • Cắt thép và cẩu chuyển kê xếp, hoàn thiện sản phẩm. • Kiểm tra chất lượng, ghi nhãn mác sản phẩm, cấp chứng chỉ xuất xưởng. • Vận chuyển cấu kiện đến chân công trình. * Mô tả về hệ kết cấu nhà cao tầng Lõi trung tâm bằng bê tông cốt thép được thiết kế chịu toàn bộ tải trọng ngang (gió và động đất). Cột đúc sẵn và lõi được thiết kế chịu tải trọng đứng. Sàn làm việc như tấm phẳng truyền tải trọng động đất sinh ra do trọng lượng bản thân sàn và các tải trọng khác trên sàn tới kết cấu chịu lực động đất (lõi nằm ở trung tâm công trình). Sự truyền tải trọng này được thực hiện thông qua lớp bê tông cốt thép đổ tại chỗ Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU trên mặt của sàn tiền chế. Lớp bê tông này liên kết các cấu kiện đúc sẵn với nhau và truyền tải trọng ngang tới hệ lõi chịu lực. Phương pháp cấu tạo này cũng áp dụng để chịu tải trọng gió. Hệ chịu lực chính là lõi sử dụng công nghệ trượt, lõi được đúc liên tục không có mạch ngừng và bê tông có chất lượng cao. * Mối nối liên kết lắp dựng Trong kết cấu sử dụng bê tông tiền chế, các mối liên kết giữa các cấu kiện có vai trò quan trọng trong việc tạo ra khả năng chịu lực cũng như độ bền của kết cấu tạo bởi các cấu kiện riêng rẽ. Ngoài ra, các mối liên kết giữa các cấu kiện cần phải đủ độ cứng và cường độ để thoả mãn điều kiện ổn định, kh ả năng chịu lửa, sự phá hoại dây chuyền và động đất. Điều đó có nghĩa là một hệ kết cấu được tạo nên từ các cấu kiện riêng lẻ với các mối liên kết đủ lớn có thể đảm bảo được tính liên tục và liền khối. Vì vậy việc thiết kế các chi tiết liên kết có vai trò đặc biệt quan trọng trong kết cấu sử dụng bê tông tiề n chế. Trong các dự án đã thực hiện tại Việt Nam, các mối liên kết hàn đã không được sử dụng mà thay vào đó là các mối liên kết bằng bê tông cốt thép có cường độ rất cao. Liên kết này được áp dụng cho bản sàn và lõi cứng, console và dầm, cột và dầm *. Những ưu điểm của bê tông ứng lực trước tiền chế Qua thời gian ứng dụng công nghệ bê tông dự ứng lực kéo căng trước chúng tôi nhận thấy có một số ưu điểm sau: 1.Chất lượng cao Điều kiện kiểm soát chất lượng tốt, bê tông được sản xuất tại nhà máy với mác 450 đến 600, thép dự ứng lực cường độ cao 18.600 kg/cm2 và 17.700 kg/cm2. Qui trình kiểm soát theo hệ thống quản lý chất lượng tiêu chuẩn ISO 9001 nên đảm bảo chất lượng tốt hơn. Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU 2.Tiết kiệm vật liệu Bảng 1: Bảng so sánh vật liệu dùng cho công trình 17T1 và 17T2 Bê tông Cốt thép Tỉ lệ thép/bê tông 17 T1(bê tông tại chỗ) 8702 m3 2559 T 294 kg/m3 17 T2(bê tông tiền chế) 7461 m3 1109 T 149 kg/m3 Chênh lệch 1241 m3 1450 T 3. Tốc độ thi công nhanh: Hầu hết cấu kiện được sản xuất trong công xưởng nên thời gian thi công trên công trường giảm rất nhiều so với xây dựng truyền thống. Vì dưỡng hộ nhiệt nên tổng thời gian cắt thép cường độ cao, tháo khuôn và quay vòng nhanh. Tốc độ thi công nhanh có thể đạt được qua sự kết hợp nhiều yếu tố như: Mức độ điển hình hoá cấu kiện, trình độ tay nghề công nhân và sự tổ chứ c thi công hợp lý. Trong dự án khu đô thị cao tầng Trung Hoà - Nhân Chính (Hà Nội), tốc độ thi công trung bình là một tuần cho một tầng sàn 1100 m2 và còn có thể rút ngắn hơn nữa. Trong khi đổ tại chỗ phải mất 10 ngày cho một tầng. 4. Tạo ra những không gian lớn: Việc sử dụng bê tông ứng lực trước cho phép áp dụng với những nhịp lớn và chiều cao kết cấu nhỏ, ít cột và tường đỡ, kết quả là tăng tính linh hoạt cho việc thiết kế nội thất, hiệu quả và kinh tế hơn. 5. Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết như: Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Mưa, nắng. Do toàn bộ quá trình sản xuất được tiến hành trong công xưởng. 6. Hiệu quả kinh tế Qua kinh nghiệm và tính toán của nhiều nước cho thấy, giá thành phần kết cấu nhà cao tầng thường chiếm tới 28 - 32% giá thành xây dựng, mà trong phần kết cấu thì riêng lõi và sàn đã chiếm tới gần 80% giá thành. Các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy việc lựa chọn giải pháp giảm độ dày lõi cứng bằng cách tăng cường độ bê tông với công nghệ trượt đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Giải pháp kết cấ u sàn cũng là một công tác chủ chốt có ảnh hưởng lớn tới thời gian thi công. Sử dụng sàn tiền chế ứng lực trước là biện pháp tối ưu để giảm thời gian thi công và tiết kiệm cốp pha đà giáo dẫn đến giảm đáng kể giá thành xây dựng. Do giảm được vật liệu và các chi phí trên công trường nên giá thành hạ hơn phương pháp xây dựng truyền thống. Một nhà 17 tầng tại Trung Hoà - Nhân Chính có tổng diệ n tích sàn 18.700 m2 tiết kiệm riêng phần thô so với thiết kế đổ tại chỗ được 4,5 tỷ đồng. * Những ứng dụng khác của kết cấu ứng lực trước tiền chế ở Việt Nam a. Đang áp dụng Ngoài việc áp dụng cho các nhà cao tầng, công nghệ bê tông dự ứng lực tiền chế còn có thể áp dụng hiệu quả cho nhiều dạng công trình khác. Trên thực tế, công nghệ trên đã được áp dụng thành công cho các dự án khu công nghiêp và dân dụng như sau : Công trình công nghiệp: - Nhà máy Chế tác Kim cương ở khu công nghiệp Sài Đồng - Hà Nội; Nhà máy đá ốp lát cao cấp VINASTONE tại Phú Cát - Hà Tây; nhà máy gốm sứ cao cấp Chúc Sơn, Chương Mỹ - Hà Tây, nhà máy may công nghiệp tại Thái Bình, nhà máy sứ vệ sinh TOTO giai đoạn 2 tại khu công nghiệp Thăng Long Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Công trình dân dụng: - Hai Trường trung học tại khu đô thị mới Thanh Trì và khu Trung Hoà-Nhân Chính - Hà Nội; Trường Đại Học Y Thái Nguyên; Bậc ghế ngồi Sân vận động Quốc Gia Mỹ Đình - Hà Nội; Sân 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 - Vĩnh Trung Plaza – Đà Nẵng; Khu 04-06 Nguyễn Du – Đà Nẵng . . . b. Một vài xu hướng phát triển trong tương lai: - Tạo ra các không gian lớn cho các nhà văn phòng, gara ô tô nhiều tầng. - Áp dụng cho kết cấu các công trình cao tầng (tới 40 tầng). - Sử dụng bê tông có cường độ cao từ 600 - 900 Kg/cm2 cho kết cấu cột. - Sử dụng công nghệ dầm Prebeam và dầm phức hợp (Flexstress) cho xây dựng đường sắt trên cao, các cầu cạn. - Tháp thông tin, truyền hình. Bê tông ứng lực trước tiền chế đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới từ nhiều thập kỷ trước, hiện nay đã chiếm lĩnh phần lớn thị trường xây dựng, kể cả các nước đang phát triển ở khu vực Đông Nam Á. Ở Việt Nam, công nghệ này đã được áp dụng từ những thập kỷ 70, 80 của thế kỷ trước nhưng ch ưa được phát triển rộng rãi vì gặp không ít khó khăn khách quan và chủ quan. Sang một vài năm đầu thế kỷ này, ở miền Nam từ một công ty 620 Châu Thới đã có nhiều công ty, nhà máy phát triển công nghệ mới. Còn ở miền Bắc mới chỉ có rất ít cơ sở áp dụng, mặc dầu nó đem lại hiệu quả to lớn về nhiều mặt. Song với những ưu điểm không thể phủ nhận, đây sẽ là hướng đi tất yếu trong quá trình phát triển kỹ thuật xây dựng ở Việt Nam, góp phần đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Sàn ứng lực thì quá trình thi công cũng gần như sàn BTCT thường, chỉ khác ở chỗ bố trí các bó cáp và thi công căng cáp sau khi BT đã đạt cường độ thiết kế , nhưng nhìn chung nó cũng tương tự như khi thi công sàn BTCT bình thường! Có thể nhận thấy một điểm rất rõ là sàn ứng lực khác sàn thường ở chỗ là nó không có dầm, chính nhờ ưu điểm này mà nó tạo cho chúng ta không gian thông thoáng, thuận lợi rất nhiều trong việc bố trí hệ thống chiếu sáng, tạo nét thẩm mỹ cho trần nhà. Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Ngoài việc bố trí cốt thép như trong sàn BTCT thông thường, sàn ứng lực còn được bố trí thêm các bó cáp (màu trắng), thông thường trong mỗi bó cáp có khoảng 5 sợi cáp, các sợi cáp này được nhập hoàn toàn ở nước ngoài về, mỗi sợi được bện từ 7 sợi cáp Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Các bó cáp được đặt theo thớ căng của môment, vị trí các mối nối của bó cáp phải được quấn keo thật kỹ lưỡng, để sau này khi đổ BT không bị BT chảy vào làm tắc ống, nếu tác ống sẽ gây khó khăn trong việc phun vữa sau này. Sau khi bố trí cốt thép và bó cáp xong thì tiến hành đổ BT bình thường, sau khi BT đạt cường độ quy định, thông thường khoảng 7 ngày thì bắt đầu tiến hành gắn nêm kích đầu cáp. [...].. .Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Chính nhờ các chốt nêm này mà khi căng cáp, kéo cáp ra, cáp sẽ bị giữ luôn ở bên ngoài, không thể tụt vào bên trong được Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Sau đó thì bắt đầu tiến hành căng cáp, thiết bị căng cáp thật ra là một kích thủy lực, được đặt ngay đầu cáp Tài liệu tham khảo... áp lực kéo cáp Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Sau khi căng cáp xong thì bắt đầu bơm vữa, vữa bơm vào gồm xi măng trộn với vài loại phụ gia, trong đó chủ yếu là phụ gia trương nở, vữa bơm đầu này và tràn lên ở đầu bên kia, sau khi thấy vữa tràn lên đầu bên kia thì dùng túi ni lông đóng chèn vào bịt lỗ, bó cáp đã được bơm đầy vữa XM Tài liệu. .. thông dễ gây mất an toàn cho công nhân, đặc biệt là khi các tài xế thiếu kiên nhẫn giải phóng vật liệu một cách vội vã - Lƣu chứa vật liệu và thiết bị Vật liệu càng gần nơi sản xuất tƣơng ứng càng tốt, ví dụ cát và sỏi để gần nơi trộn xi măng, cốt pha để gần xƣởng lắp ráp Nếu không thể thực hiện đƣợc thì cần quy định thời gian biểu đƣa vật liệu tới - Bố trí máy móc xây dựng Thƣờng thì việc bố trí phụ... có biên bản và lƣu giử cẩn thận Có nhiều loại vật liệu khác nhau để chế tạo giàn giáo nhƣ thép, nhôm, gỗ, tre Với loại vật liệu nào thì những nguyên tắc chung về an toàn cũng giống nhau : đủ cứng vững để có thể chịu tải trọng và độ võng khi thi công; đƣợc giằng chắc và ổn định; trong thiết kế phải có tính đến việc phòng chống ngã của công nhân và vật liệu bị rơi Việc thiết kế và lắp ráp các loại giàn... móng của các công trình kế bên Sử dụng các biện pháp phòng chống nhƣ cột chống, v.v để đề phòng sập lở khi thi công đào xúc (hình 10) Thành hố: Không nên lƣu giữ hay di chuyển vật liệu và thiết bị gần miệng hố vì có thể gây nguy hiểm cho công nhân làm việc ở dƣới do vật liệu rớt xuống, hoặc do tải nặng gần miệng hố gây sập các cột chống gia cố thành hố Những đống đất đá và phế liệu nên để cách xa nơi... đó có vị trí song song với bề mặt công trình, bên trên có kê một sàn công tác Giàn giáo độc lập là giàn giáo dù không tựa vào công trình hay bất kỳ cấu trúc nào vẫn có khả năng tự ứng vững (hình 13) Trụ chống giàn giáo phải đƣợc kê trên nền rắn, chắc, và có ván gổ lót chân dế để phân tán áp lực lên trụ, chống lún cục bộ gây mất cân bằng Không dùng các vật liệu dể vỡ hoặc trƣợt nhƣ gạch hoặc đá vụn để... tấm đỡ: Bố trí lan can và tấm đở tại mọi chỗ có thể bên trong giàn giáo phòng trƣờng hợp công nhân rơi xuống từ độ cao trên 2m Thành lan can phải cao từ 90cm – 115cm Đặt tấm chắn cao hơn mặt sàn 15cm để vật liệu không thể tràn ra Trƣờng hợp vật liệu cao hơn thì thêm tấm đở hoặc thêm lƣới chắn (hình 14) Nếu phải tháo tấm đỡ hoặc lan can để di chuyển vật liệu thì sau đó phải lắp lại ngay 3 Giàn giáo đơn... biệt không đƣợc đặt máy móc hay vật liệu lên giàn giáo nếu trong thiết kế không có chức năng đó Không chứa vật liệu lên giàn giáo nếu không cần thiết  Không dùng gỗ đã sơn hoặc đã qua xử lí bề mặt làm cho việc quan sát phát hiện ra những chỗ khiếm khuyết bên trong sẽ khó khăn  Không sử dụng tre đã có dấu hiệu mục hay mối mọt, dây chão mục; tránh dùng các vật liệu còn nghi ngờ 4 Giàn giáo tháp: Một... đƣờng cáp nằm trong nền bê tông, không nên phá vỡ mà nên tham khảo ý kiến chuyên gia  Nếu cáp bị hƣ hại, cho dù rất nhẹ, cũng cần giữ thật sạch  Không cởi trần khi làm việc Mặc áo bảo hộ sẽ ngăn chặn một số trƣờng hợp bỏng do tia lửa điện  Thi công đào xúc ?  Nêu những nguy hiểm mà bạn có thể gặp khi làm việc dƣới hố sâu ?  Nếu thành rãnh bị sụp lở vùi lấp công nhân làm việc bên dƣới, bạn sẽ có những... cấu trúc để bổ trợ cho các sàn công tác Nó có thể dùng làm chổ thi công, nơi chứa vật liệu hoặc cho bất cứ loại công việc nào trong xây dựng, kể cả việc tu tạo hay phá dỡ Giàn giáo đƣợc sử dụng tại bất cứ nơi nào trên nền, công trình và những nơi có điều kiện thi công thiếu an toàn Giàn giáo phải đƣợc chế tạo bằng vật liệu tốt, đủ chắc chắn để đảm bảo an toàn cho ngƣời lên xuống và làm việc Các nguyên . cho bản sàn và lõi cứng, console và dầm, cột và dầm *. Những ưu điểm của bê tông ứng lực trước tiền chế Qua thời gian ứng dụng công nghệ bê tông dự ứng lực kéo căng trước chúng tôi nhận. đồng. * Những ứng dụng khác của kết cấu ứng lực trước tiền chế ở Việt Nam a. Đang áp dụng Ngoài việc áp dụng cho các nhà cao tầng, công nghệ bê tông dự ứng lực tiền chế còn có thể áp. Tài liệu tham khảo - Th.s Phạm Huy Thông - DTU Bê tông ứng lực trước tiền chế được sản xuất theo 2 phương pháp: 1. Kéo căng trước trên bệ đúc cố định thực hiện