HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

Khi tính toán khuôn đúc theo trạng thái giới hạn II – điều kiện sử dụng bình thường về biến dạng của khuônđúc, cần xét với các tải trọng tiêu chuẩn và chỉ sử dụng vật liệu làm khuôn với

Hướng dẫn đồ án Kỹ thuật thi công

ầy Doãn Hiệu-NUCE

Mục lục

1.0.1 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên cốp pha 1

1.0.2 Các công nghệ thi công 5

1.0.3 iết kế cốp pha cố định (khuôn đúc chế tạo tại chỗ) bằng gỗ xẻ 7

1.0.4 iết kế và tổ hợp ván khuôn định hình bằng gỗ dán 11

1.0.5 Tổ hợp và kiểm tra cốp pha định hình bằng thép 11

1.0.6 iết kế và tổ hợp các dạng cốp pha hỗn hợp (thép-gỗ,…) 12

1.0.7 Chú thích chương 1 12

1.0.8 am khảo chương 1 13

1.0.9 Phụ lục chương I: Xác định giá trị nội lực và biến dạng cực trị trong kết cấu cốp pha 13

2 Phụ lục ương I: Xác định giá trị nội lực và biến dạng cực trị trong kết cấu cốp pha 22 2.1 eo hệ thống lý thuyết tính toán của Việt Nam và Liên Xô cũ 22

2.2 eo lý thuyết tính toán của Hoa Kỳ 24

2.3 am khảo 24

3 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG 26 3.1 Lựa chọn phương pháp vận chuyển đứng 26

3.2 Lựa chọn, bố trí thiết bị máy móc phụ trợ và phối hợp chúng với các máy móc chủ đạo 29

3.2.1 Tính toán khối lượng các công tác cốp pha, cốt thép và bê tông cho mỗi tầng nhà (điển hình) 30

3.2.2 Phân chia phân khu thi công bê tông 31

3.2.3 Điều kiện tháo dỡ cốp pha 34

3.2.4 am khảo chương 2 35

4 CHƯƠNG III CÁC VÍ DỤ ĐỒ ÁN 36 4.1 iết kế cốp pha 36

4.1.1 iết kế cốp pha sàn 36

4.1.2 iết kế cốp pha dầm chính 39

4.1.3 iết kế cốp pha dầm phụ D2 41

4.1.4 iết kế cốp pha cột 42

4.2 iết kế biện pháp thi công 43

4.2.1 Lựa chọn cần trục 44

4.2.2 Tính năng suất cần trục tháp 46

i

ii MỤC LỤC

4.2.3 Lựa chọn máy trộn, máy đầm và phối hợp chúng với cần trục tháp 47

4.2.4 Xác định khối lượng công tác và khối lượng lao động cho một tầng nhà 47

4.2.5 Phân chia phân khu thi công bê tông 50

4.2.6 Gián đoạn công nghệ và biện pháp tháo dỡ cốp pha 54

4.2.7 iết kế biện pháp kỹ thuật an toàn 55

5 CHƯƠNG IV HƯỚNG DẪN THỂ HIỆN BẢN VẼ KỸ THUẬT THI CÔNG 61 5.1 Mặt bằng quy trình công nghệ thi công bê tông toàn khối 61

5.2 Mặt cắt công nghệ dọc và mặt cắt công nghệ ngang 61

5.3 Mặt bằng phân khu thi công dầm và sàn bê tông cốt thép 61

5.4 Chi tiết thiết kế cốp pha dầm chính liền sàn 61

5.5 Chi tiết thiết kế cốp pha dầm phụ liền sàn 61

5.6 Chi tiết thiết kế cốp pha cột 61

6 CHƯƠNG V CÁC SỔ TAY KỸ THUẬT 68 6.1 ông số của các tấm ván khuôn thép định hình thông thường 68

6.2 Một số loại thùng đổ bê tông thông dụng 68

6.3 Định mức sử dụng lao động 68

6.3.1 Định mức lao động 726-VNDCCH 68

6.3.2 Định mức dự toán xây dựng 1776-CHXHCNVN 68

6.4 ông số cần trục tháp loại đối trọng dưới chạy trên ray 68

6.5 ông số máy đào đất 68

6.6 ông số máy bơm bê tông 68

7 Chương VI:Biện pháp thi công móng nhà 72 7.0.1 Đào đất bằng máy đào gầu nghịch 72

7.1 am khảo 75

8 Chương VII:Ví dụ về thi công móng nhà 76 8.1 Nguồn, người đóng góp, và giấy phép cho văn bản và hình ảnh 81

8.1.1 Văn bản 81

8.1.2 Hình ảnh 81

8.1.3 Giấy phép nội dung 83

Chương 1

CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

1.0.1 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên cốp pha

Cấu tạo cốp pha gỗ dầm liền sàn bê tông cốt thép toàn khối.

Cốp pha(Khuôn đúc bê tông) vừa phải đảm bảo chịu lực tốt thay cho kết cấu bê tông cốt thép trong giai đoạnđúc bê tông, vừa phải đảm bảo cứng để tạo được hình dạng ổn định cho kết cấu bê tông cốt thép Cho nên khuônđúc phải được thiết kế đồng thời trong cả hai trạng thái giới hạn về cường độ lẫn về biến dạng

Khi tính toán theo trạng thái giới hạn I – về cường độ (độ bền), thì dùng tổ hợp tác dụng của tất cả các tải trọngtính toán thường xuyên và tạm thời nguy hiểm nhất có thể xảy ra Trong tổ hợp này, tất cả các tải trọng tạm thờiđều được nhân với hệ số tổ hợp 0,9 Hoạt tải do đầm và hoạt tải do đổ không bao giờ tác động đồng thời Khi tínhtoán theo trạng thái giới hạn II – về độ võng, để không gây ra độ võng chế tạo của kết cấu bê tông cốt thép hìnhthành trong giai đoạn thi công, thì chỉ dùng tổ hợp tác dụng của các tải trọng tiêu chuẩn thường xuyên tronggiai đoạn thi công

1

2 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Khuôn đúc bê tông và bê tông cốt thép phải đảm bảo độ biến dạng nhỏ nhằm giảm tối thiểu biến dạng ban đầu

do chế tạo của kết cấu bê tông, bê tông cốt thép cho nên khi tính toán khuôn đúc theo điều kiện biến dạng (trạngthái giới hạn II - độ võng) yêu cầu khắt khe hơn so với tính toán cho kết cấu bê tông Độ võng, dưới tác động củatải trọng, cho phép, đối với khuôn đúc (cốp pha) của bề mặt kết cấu lộ ra ngoài []1= 1/400 nhịp của bộ phận

cốp pha đó (bộ phận cốp pha là: ván khuôn, đà ngang, đà dọc, đà đứng,… chịu uốn), đối với cốp pha của bề mặt

kết cấu bị che khuất []1= 1/250 nhịp của bộ phận cốp pha đó (nhịp của bộ phận cốp pha là l, thì []1 = l/400

hay []1= l/250)[1] (Ở lý thuyết của Hoa Kỳ, giới hạn độ võng (hay biến dạng) cho phép của các bộ phận cốp

pha chịu uốn cũng được lấy theo nhịp của bộ phân cốp pha đó[2], nhưng với các hệ số khác không phải là 1/400hay 1/250 như của Việt Nam.) Độ võng đàn hồi hoặc độ lún của gỗ chống cốp pha cho phép []2= 1/1000 nhịp tự

do của các kết cấu bê tông cốt thép tương ứng (nhịp của kết cấu bê tông tương ứng là L, thì []2 = L/1000) (phụ

lục A3 - TCVN 4453 : 1995) Dù khác với nhịp của kết cấu bê tông cốt thép, nhịp của bộ phận khuôn đúc thườngchưa biết trước mà phải xác định thông qua tính toán thiết kế khuôn, nhưng nhịp của bộ phận khuôn đúc luônnhỏ hơn (hay cùng lắm là bằng) nhịp của kết cấu bê tông cốt thép mà khuôn đó đúc nên Do đó, biến dạng chophép của khuôn đúc là rất nhỏ so với biến dạng cho phép của kết cấu bê tông mà nó đúc nên

Khi tính toán khuôn đúc theo trạng thái giới hạn II – điều kiện sử dụng bình thường về biến dạng của khuônđúc, cần xét với các tải trọng tiêu chuẩn và chỉ sử dụng vật liệu làm khuôn với điều kiện làm việc toàn bộ tronggiới hạn đàn hồi của nó (nội lực trong kết cấu khuôn đúc trong cả hai trạng thái giới hạn I và II, được xác địnhqua sơ đồ đàn hồi, không dùng sơ đồ kết cấu khớp dẻo để tính) Vì bản chất của sơ đồ khớp dẻo là quá trình biến

hệ kết cấu siêu tĩnh (dầm nhiều nhịp) thành hệ tĩnh định khi hình thành số khớp dẻo tới hạn (nội lực cuối cùngsau khi phân phối lại, thực chất là nội lực của kết cấu tĩnh định), vị trí khớp dẻo làm việc ngoài giới hạn đàn hồi(biến dạng không phục hồi khi thôi tác động của tải trọng), qua đó tận dụng tối đa năng lực của hệ kết cấu.Kết cấu khuôn đúc thông thường đều làm việc ở 03 giai đoạn thi công lần lượt như sau:

• Giai đoạn từ khi lắp dựng khuôn xong đến khi đổ và đầm xong kết cấu bê tông Trong giai đoạn này kết

cấu khuôn đúc chịu nhiều tác động của các tải trọng nhất (cả dài han và ngắn hạn) Nội lực, chuyển vị vàbiến dạng trong kết cấu khuôn đúc là lớn nhất Nhưng kết cấu khuôn đúc được cấu tạo và thiết kế, cả vềcường độ lẫn biến dạng, đồng thời theo sơ đồ kết cấu đàn hồi, nên toàn bộ vật liệu làm khuôn làm việctrong giai đoạn đàn hồi Do vậy toàn bộ chuyển vị và biến dạng trong kết cấu khuôn đúc là chuyển vị vàbiến dạng đàn hồi Các biến dạng này có thể rất lớn, nhưng chúng vẫn là biến dạng đàn hồi Những phầnbiến dạng do các tải trọng tạm thời, chỉ tác dụng trong giai đoạn thi công này, gây ra sẽ mất đi ngay khitải trọng đó thôi tác dụng, trước khi bê tông bắt đầu ninh kết, mà không tác động chút nào đến việc hìnhthành định dạng kết cấu bê tông cần đúc Cho nên những biến dạng do các tải trọng tạm thời như: tảitrọng do người và phương tiện gây ra, tải trọng đổ bê tông, tải trọng đầm bê tông (thôi tác dụng sau khi

đổ, đầm bê tông) không được tính tới khi tính toán theo trạng thái giới hạn II - về biến dạng

• Giai đoạn đổ và đầm xong, vữa bê tông trong khuôn bắt đầu ninh kết đến khi bê tông đóng rắn Các biến

dạng còn lại, do các tải trọng thường xuyên (như tổng trọng lượng kết cấu bê tông, trọng lượng bản thân

hệ khuôn đúc) và tạm thời còn lại (như áp lực vữa bê tông lỏng, trọng lượng lớp phủ bảo dưỡng bê tông

…v …v.) trong giai đoạn thi công này ảnh hưởng quyết định đến việc định hình nên hình dạng kết cấu bêtông Nên cần phải kiểm tra biến dạng tổng do các tải trong tác động trong giai đoạn thi công này gây ratrong khuôn đúc, theo trạng thái giới hạn II - điều kiện làm việc bình thường của khuôn đúc về biến dạng

• Giai đoạn phát triển thêm cường độ bê tông sau đóng rắn cho đến khi bê tông đạt cường độ tháo dỡ khuôn

đúc Khuôn đúc hết vai trò định dạng kết cấu bê tông, nhưng nó vẫn chịu lực thay cho kết cấu bê tôngkhi bê tông chưa làm việc được Trong giai đoạn thi công này các tải trọng tạm thời (áp lực vữa bê tônglỏng…v…v.) tiếp tục hết tác dụng lên khuôn đúc Nội lực và biến dạng của khuôn đúc giảm, nếu sơ đồ kếtcấu không thay đổi, nên điều kiện cường độ và biến dạng đã kiểm tra trong các giai đoạn thi công trướcvẫn được đảm bảo Chỉ khi thay đổi sơ đồ kết cấu của khuôn đúc, do tháo dỡ một phần khuôn không chịulực trước khuôn đúc chịu lực, thì mới phải kiểm tra phần ván khuôn chịu lực còn lại, với sơ đồ kết cấu mớicủa khuôn, chủ yếu theo điều kiện cường độ (Trạng thái giới hạn I)

Như vậy: trạng thái giới hạn I - về cường độ, chủ yếu được kiểm tra ở giai đoạn thi công đầu, đổ và đầm bê tông,với tất cả các tải trọng tác dụng lên khuôn đúc Trạng thái giới hạn II - về biến dạng, được kiểm tra ở giai đoạnthi công thứ hai, ninh kết và đóng rắn, với mọi tải trọng tác dụng lên khuôn trong giai đoạn thi công này Nếutháo dỡ cốp pha không chịu lực trước, thì kiểm tra lại điều kiện cường độ đối với cốp pha chịu lực còn lại theo

sơ đồ làm việc mới của nó, trong 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 được tính toàn với tổ hợp tất cả các tải trọngthường xuyên và tạm thời tác dụng trong giai đoạn thi công bê tông (tức là giai đoạn bê tông tươi), còn trạng

thái giới hạn II-về biến dạng được tính toán với tổ hợp tất cả các tải trọng tác dụng trong giai đoạn bê tông ninhkết và đóng rắn, là giai đoạn vật liệu bê tông phải được nằm ổn định trong khuôn và phải được khống chế biếndạng tới mức tối đa

(eo tiêu chuẩn, đồng hiện hành với TCVN 4453:1995, là tiêu chuẩn QPTL-D6:1978, của ngành công trình thủy)

• Gtcêô, Gêô là Tĩnh tải trọng lượng của vữa bê tông khi còn lỏng (tiêu chuẩn, tính toán), (kết cấu bêtông khi đã rắn, thường giảm trọng lượng so với khi lỏng, nên tổng quát lấy trọng lượng khi lỏng để tính).Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông nặng (trộn với sỏi hoặc đá dăm thuộc các loại nham thạch cứng)

mới đổ và được đầm chặt, γ =2500 kG/m³.

• Gtcốé, Gốé là Tĩnh tải trọng lượng của cốt thép trong kết cấu bê tông (tiêu chuẩn, tính toán) Tải

trọng này được tính dựa vào trọng lượng riêng của cốt thép γ = 7850 kG/m³, vào hàm lượng cốt théptrung bình trong từng kết cấu bê tông cốt thép, hàm lượng này được xác định cụ thể theo bản thiết kế kếtcấu bê tông cốt thép Trường hợp không có khối lượng cụ thể thì có thể lấy giá trị tải trọng này bằng 100

kG/m³ bê tông cốt thép

• Gtcốₐ, Gốₐ là Tĩnh tải trọng lượng bản thân khuôn đúc bê tông (tiêu chuẩn, tính toán) Tải trọngnày được tính dựa vào trọng lượng thể tích của vật liệu làm cốp pha, vào khối lượng bản thân của từngkết cấu khuôn đúc, được xác định dần dần trong khi cấu tạo và thiết kế khuôn đúc

• Gtcảₒưỡ, Gảₒưỡ là Hoạt tải trọng lượng lớp phủ bề mặt bảo dưỡng kết cấu bê tông (tiêu chuẩn, tínhtoán) Tải trọng này phụ thuộc vào biện pháp dưỡng hộ bê tông, trọng lượng thực tế quy ra phân bố đều

của vật liệu phủ dưỡng hộ Trong kết cấu nhà nói chung tải trọng này nhỏ, thường được bỏ qua không

xét đến.

• Páựêô, Ptcáựêô là Hoạt tải áp lực đẩy ngang của vữa bê tông khi hỗn hợp vữa còn lỏng Tảitrọng này chỉ tác dụng lên các kết cấu khuôn đúc dạng thành đứng, theo phương vuông góc với bề mặtván khuôn, dưới dạng phân bố lăng trụ hình thang hay tam giác (dọc theo chiều ngang bề mặt ván khuônthành thì đẳng trị, còn dọc chiều đứng ván khuôn thành thì giá trị giảm dần theo độ cao) eo tiêu chuẩn

Việt Nam 4453:1995, áp lực ngang lớn nhất tiêu chuẩn của vữa bê tông tươi (tiếng Nga là максимальное

боковое давление бетона), là một hàm số thực nghiệm được tra theo bảng A.1 sau:

Các ký hiệu trong bảng:

Ptcáựêô là áp lực ngang tối đa của hỗn hợp bê tông (daN/m²)

γ là khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đã đầm chặt (daN/m³)

H là chiều cao mỗi lớp hỗn hợp bê tông (m)

V là tốc độ đổ hỗn hợp bê tông (m/giờ)

R và R1là bán kính tác đọng của đầm rùi và đầm ngoài Đối với đầm rùi lấy R = 0,7 (m),

và đầm ngoài lấy R1= 1,0 (m)

k2là hệ số tính đến ảnh hưởng nhiệt độ của hỗn hợp bê tông eo tiêu chuẩn Liên bang

Nga, thì k2 = 1,15 cho hỗn hợp với nhiệt độ từ 5 - 10 ℃; k2= 1,0 cho hỗn hợp với nhiệt

độ từ 10 - 25 ℃; k2= 0,85 cho hỗn hợp với nhiệt độ trên 25 ℃ eo tiêu chuẩn Việt Nam,

khi nhiệt độ hỗn hợp bê tông đạt:

k1là hệ số tính đến ảnh hưởng độ sụt của hỗn hợp bê tông eo tiêu chuẩn Liên bang

Nga, hệ số này có tính đến tác động của độ lưu động (độ cứng hay độ sụt) của hỗn hợp bê

tông, k1 = 0,8 cho các hỗn hợp với độ sụt (côn Abraham) 0 – 2 cm; k1= 1,0 cho các hỗn

hợp với độ sụt 2 - 7 cm; k1= 1,2 cho các hỗn hợp với độ sụt ≥ 8 cm.[3]

4 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Trong tiêu uẩn Mỹ, để xác định áp lực ngang của vữa bê tông (tiếng Anh là maximum lateral concrete pressure),

với bê tông bình thường (tiêu chuẩn Mỹ lấy trọng lượng riêng của bê tông nặng γ = 2403 kg/m³), dùng đầm

trong để đầm, Viện bê tông Mỹ (ACI) khuyến nghị sử dụng các công thức sau đây:

• Đối với tất cả các loại khuôn cột và tường, có tốc độ dâng cao của vữa bê tông khi đổ đạt không

quá 2,1 m/giờ:

Ptcáựêô = p = 7,2 + (785R/(T + 18)) "(1)"

với p ≤ p ≤ pₐₓ

Trong đó:

p là bên áp lực ngang của vữa bê tông (kN/m²)

R là tốc độ dâng cao của vữa bê tông (m/giờ)

T là nhiệt độ (oC)

H là chiều cao của khuôn (m)

Áp lực tối đa, lấy giá trị nhỏ nhất trong các trị số sau: pₐₓ = 143,6 (kN/m²) cho cột và pₐₓ

= 95,8 (kN/m²) cho tường, hoặc pₐₓ = 23,6H = γH (kN/m²).

Khi sử dụng đầm rung bên ngoài khuôn, thì nên lấy một tải trọng thiết kế (áp lực bê tông)

gấp hai lần giá trị cho bởi công thức "(1)" và "(2)" Khi phụ gia chậm đông kết, pozzolan,

hoặc phụ gia siêu dẻo được thêm vào bê tông, thì công thức "(3)" nên được sử dụng Khi

bê tông được bơm vào khuôn đứng từ phía dưới (với cả hai loại khuôn cột và tường), thì

nên sử dụng công thức "(3)" với một lượng áp lực gia tăng tối thiểu bằng 25% áp suất bơm

cho phép.[4]

• Ptcườ,.ệ, Pườ,.ệ là Hoạt tải động do người và phương tiện thi công (công cụ) gây ra Tải trọng

này, khi tính cốp pha sàn, coi là phân bố đều với giá trị tiêu chuẩn là Ptcườ,.ệ = 250kG/m²

• Ptcđầ, đổ, Pđầ, đổ là Hoạt tải động phát sinh khi đổ bê tông vào khuôn (Ptcđầ, đổ, Pđầ, đổ) hoặc chấn động của đầm bê tông (Ptcđầm, đổ, Pđầm, đổ) gây ra Hai tải trọng đổ và đầm bê tông không bao giờ

tác động đồng thời cùng lúc, khi đầm thì ngừng đổ bê tông vào khuôn và ngược lại Từng kết cấu khuônkhác nhau, xem xét trong hai loại tải trọng này, loại tải trọng gây nguy hiểm hơn cho kết cấu khuôn đó,

để dùng nó tính toán thiết kế khuôn đúc Các tải trọng này, coi là phân bố đều theo phương vuông góc với

bề mặt ván khuôn, có giá trị tiêu chuẩn được lấy như sau: áp lực đầm Ptcđầm, đổ = 200 kG/m², áp lực đổ

Ptcđầ, đổ (phụ thuộc vào biện pháp đổ và phương tiện vận chuyển vữa bê tông) lấy theo bảng sau:

Như vậy, khi thiết kế khuôn đúc bê tông, đã phải ọn trước sơ bộ thiết bị đổ bê tông (thùng đổ), sao cho khuôn

đúc thiết kế ra phải chịu được hoạt tải đổ bê tông vào khuôn Hay có nghĩa là, sức trục của công trình yêu cầuđối với cần trục là tổng trọng lượng một mẻ đổ bê tông phải đảm bảo trong tầm khả năng chịu lực của hệ khuônđúc đã thiết kế trước

Q Hoạt tải áp lực đẩy ngang do gió gây ra: chỉ tác dụng lên các kết cấu cốp pha dạng thành đứng Hoạt tải gió làđáng kể khi thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng Đối với nhà nhiều tầng có số tầng không lớn có thể bỏ quahoạt tải gió tác dụng lên cốp pha đứng diện nhỏ như cột hoặc thành dầm, dùng biện pháp cấu tạo hệ gông giằng

và dàn giáo chống liên hoàn để chịu tải gió ngang mà không cần tính toán

Tuy nhiên, trong tiêu uẩn Mỹ, cách tính toán theo trạng thái giới hạn II-về biến dạng thì lại vẫn được tính

toán với tổ hợp tất cả các tải trọng thường xuyên và tạm thời (mọi tải trọng dài hạn và ngắn hạn) tác dụng tronggiai đoạn thi công bê tông (tức là giai đoạn bê tông tươi), như trạng thái giới hạn I-về cường độ Cách này đơn

giản hơn, giá trị biến dạng cực trị fₐₓ sẽ lớn hơn so với tiêu uẩn Việt Nam (TCVN), nhưng biến dạng cho phép lại được lấy lớn hơn Tiêu chuẩn Việt Nam Ở đây, tiêu uẩn Mỹ, biến dạng cho phép của bộ phận khuôn đúc, trong mọi trường hợp, thường được lấy là: [f] = 1/180, hay 1/240, hoặc 1/360 nhịp của bộ phận cốp pha đó (lớn hơn so với các giá trị độ võng cho phép ở tiêu uẩn Việt Nam là [f] = 1/250 hoặc 1/400 nhịp của bộ phận

cốp pha) Do đó, các cách tính trạng thái giới hạn về biến dạng của cả Tiêu chuẩn Việt Nam lẫn Tiêu chuẩn Mỹ

là gần như giống nhau, TCVN chặt chẽ hơn, còn Tiêu chuẩn Mỹ lại đơn giản hơn.[5]

Khuôn đúc bê tông vừa phải đảm bảo điều kiện cường độ, vừa phải đảm bảo điều kiện biến dạng, nên phải khốngchế vật liệu làm kết cấu khuôn đúc chỉ làm việc hoàn toàn trong giới hạn đàn hồi

1.0.2 Các công nghệ thi công

Cốp pha cột, dầm, sàn trong công nghệ thi công bê tông toàn khối một đợt.

Khuôn đúc bê tông cột, dầm, sàn nhà nhiều tầng thi công theo công nghệ một đợt trên một tầng.

6 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

eo sách Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng, tập II của tác giả người Trung ốc, Triệu Tây An,

trang 42-55, thì có các công nghệ thi công bê tông toàn khối nhà nhiều tầng và cao tầng sau (Lê Văn Kiểm, trongcuốn i công bê tông cốt thép cũng phân chia tương tự[6]):

• Công nghệ thi công lắp đặt khuôn đúc (cốp pha) cột, vách, dầm và và sàn cùng lúc và đổ bê tông toàn bộ

cùng một lần (công nghệ đúc bê tông kết cấu một lần hay công nghệ thi công bê tông toàn khối một đợt).

Trình tự thi công gồm: Lắp buộc cốt thép cột, vách cứng > đặt các đường ống chôn sẵn trong cột và vách

cứng > dựng khuôn đúc cột, vách cứng, dầm, sàn > đổ bê tông cột, vách, dầm và sàn > bảo dưỡng bê tông > sau khi cường độ đạt yêu cầu, tháo dỡ khuôn đúc cột, vách, dầm, sàn.

Trong công nghệ này, do trên đầu cột (hay vách) cốt thép của dầm chính, dầm phụ và sàn đan dầyđặc che lấp, khiến việc đổ bê tông cột không thể tiến hành theo phương pháp rút ống được, nênthường phải để cửa đổ bê tông ở lưng chừng chiều cao cốp pha cột (hay tường) để giảm chiều caorơi tự do của vữa bê tông tươi xuống còn 1,5-2,0 m < 2,5 m (tránh hiện tượng phân tầng) Đổ bê tônggián tiếp qua cửa đổ (phần dưới) và đỉnh cột (phần trên), vữa bê tông tươi được chứa tạm trên sàntầng dưới hay cốp pha sàn tầng đang thi công Để cho ván khuôn đáy và thành dầm được liên kếtvới cốp pha cột thì cần phải để cửa đón dầm trên ván khuôn cột ở cao độ từ đáy dầm chính hay phụlên tới cao độ đáy ván sàn (cao độ đỉnh cốp pha cột, cốp pha cột được cấu tạo cho đến đáy sàn) Việcvăng chống định vị cho cốp pha cột được thẳng đứng, không thể tỳ xuống sàn vì vướng cột chốngđáy dầm chính hay phụ và làm mất không gian công tác, nên thường được văng xiên ngược lên trên

cố định vào cốp pha thành dầm Do có cốp pha cột làm gối đỡ (của đón dầm) nên ta có thể chốn bớtđược hai cột chống đỡ đáy dầm chính ở hai đầu mỗi nhịp dầm

• Công nghệ thi công tách rời cột và vách với dầm và sàn (công nghệ đúc bê tông kết cấu hai lần hay công

nghệ thi công bê tông toàn khối hai đợt) Trình tự thi công gồm: Lắp buộc cốt thép cột, vách > dựng

khuôn đúc cột, vách > đổ bê tông cột và vách đến dưới đáy dầm 3-5 cm > tháo dỡ khuôn đúc vách, cột (để lại ván khuôn đầu cột phía trên đáy dầm) > dựng đà ngang, giáo chống đỡ ván khuôn dầm > lắp dựng ván khuôn đáy dầm > lắp dựng ván khuôn thành dầm > lắp dựng cốp pha (khuôn đúc) sàn > lắp đặt cốt thép dầm > lắp đặt cốt thép sàn, chôn sẵn các đường ống kỹ thuật chìm trong sàn > đổ bê tông dầm sàn > bảo dưỡng bê tông > sau khi bê tông đạt cường độ để có thể tháo dỡ ván khuôn, thì tháo cốp pha (khuôn đúc) dầm và sàn (có thể tháo cốp pha thành dầm trước khi tháo cốp pha đáy dầm và cốp pha sàn, hay cũng

có thể tháo dỡ chúng đồng thời với nhau).

Công nghệ này, cốp pha cột được cấu tạo đến cao độ đáy dầm chính Có thể tùy chọn giữa biệnpháp đổ bê tông gián tiếp (bán thủ công) qua cửa đổ bê tông với biện pháp đổ bê tông trực tiếp bằngống dẫn theo phương pháp rút ống (miệng ống đặt trên đỉnh cột, không phải làm cửa đổ) Đổ theophương pháp rút ống có ưu điểm là ít tốn nhân lực, không phải thêm công đoạn trung gian chuyểnvữa thủ công từ dưới sàn bê tông lên miệng cột, nhưng nhược điểm là nếu dùng cần trục tháp để cẩuthùng đổ bê tông có gắn ống dẫn thì cần trục bị kéo dài chu kỳ làm việc vì phải giữ nguyên một chỗtrên đỉnh cột cho tới khi đổ bê tông cột xong, và thứ nữa là nếu như đường kính tiết diện cột quánhỏ (< 300) thì có thể không luồn được ống đổ xuống tận đáy khuôn cột vì mắc cốt thép cột Để đổ

bê tông cột bằng phương pháp rút ống thì đường kính ống mềm đổ bê tông D phải được chọn thỏa mãn điều kiện: Dđₐ > D > 4dₐₓ (với Dđₐ là đường kính trong của cốt đai, và dₐₓ là đường kính cốt

liệu lớn nhất)

• Công nghệ thi công lần lượt cột và vách, tiếp theo đến dầm, cuối cùng là sàn, riêng rẽ nhau (công nghệ thi

công bê tông toàn khối ba đợt) Trình tự thi công gồm: Lắp buộc cốt thép cột, vách > Lắp dựng khuôn đúc

cột, vách > đổ bê tông cột và vách đến dưới dầm 3-5 cm > tháo dỡ khuôn đúc vách, cột (để lại ván khuôn đầu cột phía trên đáy dầm) > dựng giá đỡ ván khuôn dầm > lắp dựng ván khuôn đáy dầm > lắp buộc cốt thép dầm > lắp dựng ván khuôn thành dầm và gia cố văng chống xiên > đổ bê tông dầm đến dưới đáy sàn 2-3 cm > tháo dỡ ván khuôn thành dầm > lắp dựng khuôn đúc sàn > buộc cốt thép sàn, chôn sẵn các đường ống kỹ thuật chìm trong sàn > đổ bê tông sàn > bảo dưỡng bê tông > sau khi đạt cường độ để có thể tháo dỡ khuôn đúc, thì tháo khuôn đúc dầm và sàn.

• Công nghệ thi công cốp pha bay (thi công đúc bê tông cột, vách, dầm trước (có thể bằng "cốp pha trượt"),thi công bê tông sàn sau trên hệcốp pha baytấm lớn) Trong công nghệ này, kết cấu dầm bê tông cốt thép

lại được coi như thuộc loại kết cấu đứng, phần khuôn đáy dầm thường được cấu tạo thành "khuôn tranh"

giống như khuôn lỗ cửa sổ của đi xuyên qua kết cấu vách bê tông cốt thép (cửa thanh máy trong lõi thang

máy bê tông cốt thép), nằm kẹp giữa 2 hệ khuôn đúc thành là cốp pha trượt Trình tự thi công, chia là 2đợt, gồm:

• Đợt 1, thi công các kết cấu đứng (cột, vách, dầm) (có thể) bằng công nghệ cốp pha trượt (tấm

lớn di động đứng): Vị trí liên kết giữa sàn vào các kết cấu cột, vách, dầm đều phải để ờ lại

thi công sau (bằng cách đặt xốp tạo hốc chờ và đặt thép chờ, riêng đối với dầm chỉ đổ bê tôngphần nách dầm trở xuống)

• Đợt 2, thi công sàn (kết cấu nằm) bằng công nghệ cốp pha bay (tấm lớn di động ngang).

Do các công nghệ thi công nhà có cách chia đợt thi công khác nhau, kèm theo đó là vị trí và số lượng mạchngừng thi công cũng khác nhau đối với từng phương pháp Đồng thời, sau mỗi đợt thi công trong tất cả các côngnghệ thi công nhà trên, thì công tác cuối cùng luôn là tháo hay di chuyển hệ thống khuôn đúc của các cấu kiệnhoặc kết cấu bê tông đã thi công xong Vì vậy, cần phải có cấu tạo cốp pha phù hợp với việc sử dụng và tháo dỡhay di chuyển cốp pha trong từng loại công nghệ thi công khác nhau trên

1.0.3 Thiết kế cốp pha cố định (khuôn đúc chế tạo tại chỗ) bằng gỗ xẻ

Bằng các biện pháp cấu tạo, để đưa ra được một thiết kế cốp pha cho sàn sườn toàn khối có sơ đồ kết cấu đơngiản nhất nhưng khả năng chịu lực và chống biến dạng tốt nhất có thể (tốt nhất là để kết cấu cốp pha làm việc

ở trạng thái ứng suất phẳng hay ứng suất đơn) Các tấm ván khuôn dạng bản nên được cấu tạo sao cho làm việcdưới dạng bản dầm (bản kê 2 cạnh, làm việc hoàn toàn theo trạng thái ứng suất phắng), kê trên các gối đỡ dạngthanh chịu uốn (trạng thái ứng suất phẳng) là các đà ngang, giằng dọc, giằng ngang, gông,.vv Các gối đỡ vánkhuôn dạng thanh chịu uốn này cuối cùng truyền lực vào các hệ thanh chịu kéo nén thuần túy (trạng thái ứngsuất đơn) là giáo chống (cột chống đơn hay giáo tổ hợp), văng chống (văng chống cứng hay dây tăng đơ).Phương pháp thiết kế các kết cấu cốp pha dạng dầm khác biệt rất lớn với phương pháp thiết kế các kết cấu côngtrình, ở chỗ: số lượng và giá trị khoảng cách của các nhịp làm việc của kết cấu cốp pha dạng dầm là ẩn số phảitìm (thường không biết trước), mà sẽ phải được xác định qua tính toán thiết kế với đặc trưng hình học của tiếtdiện bộ phận cốp pha dạng dầm được lựa chọn trước, điều này là ngược với thiết kế kết cấu công trình

Thiết kế hệ cốp pha sàn

Thiết kế ván khuôn sàn Do chủ định thiết kế ván khuôn sàn là dạng bản dầm, tức là ván khuôn làm việchoàn toàn theo trạng thái ứng suất phẳng, nên có thể cắt ván khuôn sàn theo những tiết diện bất kỳ dọc theophương nhịp của ván (là mặt cắt chính có ứng suất chính bằng 0) mà không ảnh hưởng việc chịu lực và biếndạng Nên ván khuôn sàn có thể tương đương với dạng kết cấu dầm có bề rộng tùy ý, nhưng trong trường hợpván khuôn sàn là gỗ xẻ, ta có thể quy bề rộng về giá trị đơn vị (hay là coi tương đương với một dải bản (dạngdầm) rộng 1 m) Như thế, tải trọng tổ hợp cho sàn được quy từ phân bố trên diện tích về phân bố trên mét dài,

bao là: (Mₐₓ = q1 l2/10 (theo thói quen cho dầm 3 nhịp))chính xác là Mₐₓ = q1l2/9 (cho dầm 4 nhịp)và Fₐₓ =

q2l4/128EJ (cho dầm 3 nhịp) (trong đó: q1, q2là tổ hợp tải trọng phân bố trên chiều dài ván khuôn sàn lần lượttương ứng với khi tính theo điều kiện cường độ và điều kiện biến dạng)

• Tính toán theo điều kiện cường độ (trạng thái giới hạn I):

(Mₐₓ/W ≤ R) hay R ≥ (Mₐₓ/W)

W = (bδ2)/6 = (1*δ2)/6

8 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Trong các công thức trên:

• R là cường độ chịu lực cho phép của gỗ tấm làm ván khuôn sàn.

• [F] độ võng cho phép của kết cấu cốp pha dạng dầm.

• E mô đul đàn hồi của gỗ làm cốp pha.

• q1tải trọng phân bố đều trên m2ván sàn, khi tính với trạng thái giới hạn về cường độ

• q2tải trọng phân bố đều trên m2ván sàn, khi tính với trạng thái giới hạn về biến dạng

Chọn nhịp làm việc của ván khuôn sàn là l ≤ Min(l₁, l₂) = Min(√

9RW /q1,√3

128EJ /400q2) và khoảng cáchthông thủy của ô sàn phải là số nguyên lần nhịp làm việc của ván sàn

Thiết kế đà ngang đỡ ván sàn Chọn trước tiết diện gỗ xẻ thanh làm đà ngang đỡ ván khuôn sàn như sau:

chiều cao tiết diện là hₓ và bề ngang tiết diện là bₓ, từ đó xác định ngay được các đặc trưng hình học khác của đà ngang đỡ ván (dầm đỡ ván), là: Mô men quán tính Jₓ, mô men kháng uốn Wₓ.

• Tính toán theo điều kiện cường độ (trạng thái giới hạn I):

Trong các công thức trên:

• R là cường độ chịu lực cho phép của gỗ thanh làm đà ngang.

• [F] độ võng cho phép của kết cấu cốp pha dạng dầm.

• E mô đul đàn hồi của gỗ làm cốp pha.

• Q1tải trọng phân bố đều trên đà ngang, khi tính với trạng thái giới hạn về cường độ

• Q2tải trọng phân bố đều trên đà ngang, khi tính với trạng thái giới hạn về biến dạng

Chọn nhịp làm việc của đà ngang đỡ ván khuôn sàn là lₓ ≤ Min(lₓ₁, lₓ₂) = Min(√

Sơ đồ kết cấu của cột chống là dạng thanh chịu nén đúng tâm với 2 đầu khớp, nên hệ số liên kết, trong công

thức tính chiều cao tính toán, hệ số liên kết là: μ = 1,0 Chiều cao thật của cột chống H (là chiều cao làm việc lớn

nhất (là theo phương không giằng), 1 trong 2 phương làm việc của cột chống Chiều cao làm việc theo phươngmặt giằng cột chống thường nhỏ bằng nửa chiều cao thật của cột chống do có lớp giằng liên kết) Chiều cao tính

toán là H₀ₐₓ = μH.

• Nếu độ mảnh λ = H₀ₐₓ/r > 75, kết cấu cột chống thuộc loại thanh có độ mảnh lớn Để đảm

bảo điều kiện mất ổn định đồng thời với mất bền khi thanh là loại độ mảnh lớn, thì hệ số uốn

dọc φ được tính theo công thức:

φ = 3100/(λ2)

• Nếu độ mảnh λ = H₀ₐₓ/r ≤ 75, kết cấu cột chống hay con đội thuộc loại thanh có độ mảnh

nhỏ Để đảm bảo điều kiện mất ổn định đồng thời với mất bền khi thanh là loại độ mảnh nhỏ,

thì hệ số uốn dọc φ được tính theo công thức:

eo mục c phụ lục A3 tiêu chuẩn 4453-1995, thì: "Độ võng đàn hồi hoặc độ lún của gỗ ống cốp pha [phải

không quá]: (1/1000) nhịp tự do của các kết cấu bê tông cốt thép tương ứng." Như vậy tổng biến dạng của

khuôn đúc sàn phải được kiểm tra theo điều kiện so sánh với nhịp của sàn theo phương làm việc chính, như sau:

Δ ≤ L./1000

10 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Thiết kế hệ cốp pha dầm phụ

Thiết kế ván khuôn đáy dầm phụ Chọn trước bề dày tiết diện ván gỗ xẻ làm ván khuôn đáy dầm phụ là h.

Bề ngang tiết diện ván khuôn đáy dầm phụ chính là bề ngang dầm phụ: b Từ đó xác định ngay được các đặc trưng hình học khác của ván khuôn đáy đầm phụ, là: Mô men quán tính J, mô men kháng uốn W.

• Tính toán theo điều kiện cường độ (trạng thái giới hạn I):

Trong các công thức trên:

• R là cường độ chịu lực cho phép của gỗ ván làm đáy dầm phụ.

• [F] độ võng cho phép của kết cấu cốp pha dạng dầm.

• E mô đul đàn hồi của gỗ làm cốp pha.

• Q1tải trọng phân bố đều trên ván khuôn đáy dầm phụ, khi tính với trạng thái giới hạn về cường độ

• Q2tải trọng phân bố đều trên ván khuôn đáy dầm phụ, khi tính với trạng thái giới hạn về biến dạng

Chọn nhịp làm việc của đà ngang đỡ ván khuôn sàn là l ≤ Min(l₁, l₂) = Min(√

Thiết kế cột chống chữ T chống dầm phụ Cột chống chữ T chống dầm phụ là hệ giáo chống đơn bằng gỗkết hợp giữa đà ngang gỗ thanh đỡ dầm phụ với cột chống gỗ thanh, dùng để chịu lực từ dầm phụ truyền xuống.Khoảng cách cột chống chữ T chống dầm phụ đã được quyết định khi thiết kế ván đáy dầm phụ Việc thiết kếcột chống chữ T chỉ còn là việc thiết kế tiết diện cột chống sao cho đảm bảo điều kiện về cường độ chịu lực Cộtchống chữ T thường chịu 3 tải trọng tập trung tác dụng trên đỉnh cột, (qua đà ngang ngắn đỡ đáy dầm):

• Một tải trọng tập trung từ dầm truyền thẳng xuống đầu cột chống,

• Hai tải trọng tập trung, đặt đối xứng 2 bên cột chống tại 2 đầu đà ngang nơi là nút giao với các thanh văng

xiên của cột chống chữ T, do hệ đà ngang đỡ ván sàn và hệ văng chống thành dầm truyền xuống (quathanh văng xiên dạng dàn truyền vào)

Kiểm tra tổng biến dạng của cốp pha (khuôn đúc) dầm phụ

Thiết kế hệ cốp pha dầm chính

Thiết kế ván khuôn đáy dầm chính

Kiểm tra thiết kế ván khuôn thành dầm chính

1.0.5 Tổ hợp và kiểm tra cốp pha định hình bằng thép

Kiểm tra thiết kế hệ cốp pha sàn

Kiểm tra thiết kế ván khuôn sàn định hình

• Kiểm tra theo điều kiện cường độ (trạng thái giới hạn I):

Sơ đồ kết cấu của mỗi hàng ván thép định hình có dạng dầm đơn giản: Mₐₓ = q1 l2/8

Kiểm tra với điều kiện: Mₐₓ/W ≤ R

Với l là khoảng cách các đà ngang đỡ ván

• Kiểm tra theo điều kiện biến dạng (trạng thái giới hạn II):

Sơ đồ kết cấu của mỗi hàng ván thép định hình có dạng dầm đơn giản: Fₐₓ = 5q2 l4/384EJ

Kiểm tra với điều kiện: Fₐₓ = 5q2 l4/384EJ ≤ [F] = l/400

Nếu kiểm tra với 2 điều kiện trên không đảm bảo, thì tiến hành bố trí thêm 1 lớp đà ngang lớp 1 nữa ở giữa mỗihàng ván Sơ đồ kết cấu của mỗi hàng ván khuôn trở thành sơ đồ dạng dầm 2 nhịp với giá trị mô men uốn cực

trị, và độ võng cực trị vẫn tính theo công thức: Mₐₓ = q1 l2/8 và Fₐₓ = 5q2 l4/384EJ, với (l là khoảng cách các

đà ngang đỡ ván lúc này đã bằng nửa lúc trước)

Kiểm tra đà ngang đỡ ván sàn (đà ngang lớp 1) Chọn trước tiết diện gỗ xẻ thanh làm đà ngang đỡ ván

khuôn sàn như sau: chiều cao tiết diện là hₓ và bề ngang tiết diện là bₓ, từ đó xác định ngay được các đặc trưng hình học khác của đà ngang đỡ ván (dầm đỡ ván), là: Mô men quán tính Jₓ, mô men kháng uốn Wₓ Khoảng cách giữa các hàng đà ngang chịu lực (tức là đà ngang lớp 2), cũng chính là nhịp của đà ngang lớp 1 (Lₓ₁), đã được tổ

hợp trước Trong trường hợp đà ngang đỡ ván có khoảng cách gối đỡ (khoảng cách các đà ngang lớp 2) là cáchđều nhau, thì việc kiểm tra thiết kế đà ngang đỡ ván được tính toán như sau:

• Kiểm tra theo điều kiện cường độ (trạng thái giới hạn I):

12 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Wₓ₁ = (bₓ₁hₓ₁2)/6

Mₐₓ = Q1Lₓ₁2/9 = (lq1)Lₓ₁2/9

Kiểm tra với điều kiện: Mₐₓ/Wₓ₁ ≤ R

• Kiểm tra theo điều kiện biến dạng (trạng thái giới hạn II):

Q2= q2 l

J = ((bₓ₁hₓ₁3)/12

Kiểm tra với điều kiện: Fₐₓ = Q2 Lₓ₁4/128EJ ≤ [F] = Lₓ₁/400

Trong các công thức trên:

• R là cường độ chịu lực cho phép của gỗ thanh làm đà ngang lớp 1.

• [F] độ võng cho phép của kết cấu đà ngang gỗ lớp 1.

• E mô đul đàn hồi của gỗ làm đà ngang.

• Q1tải trọng phân bố đều trên đà ngang, khi tính với trạng thái giới hạn về cường độ

• Q2tải trọng phân bố đều trên đà ngang, khi tính với trạng thái giới hạn về biến dạng

Nếu kiểm tra 2 điều kiện trên không đảm bảo thì phải tiến hành chọn lại tiết diện đà ngang gỗ lớp 1, bằng cáchtăng chiều cao của tiết diện (hoặc cả chiều cao tiết diện và bề ngang tiết diện)

Nếu đà ngang đỡ ván có khoảng cách các gối đỡ (tức là nhịp của chúng hay khoảng cách đà ngang chịu lực)không đồng đều, thì phải giải riêng kết cấu dầm đỡ này về nội lực và biến dạng bằng các phần mềm tính kết cấunhư SAP hay ETABS để tìm ra tổ hợp mô men uốn và độ võng nguy hiểm nhất ứng với sơ đồ kết cấu dầm này

Kiểm tra đà ngang chịu lực (đà ngang lớp 2) Đà ngang chịu lực chịu các tải trọng tập trung từ đà ngang đỡván truyền xuống Đà ngang chịu lực gối trên các kích đầu của các hàng giáo chống tổ hợp hay các cột chốngđơn Sơ đồ kết cấu của đà ngang lớp 2 (đà ngang chịu lực) thường có dạng dầm siêu tĩnh nhiều nhịp với nhịpđều hoặc không đều, chịu tải trọng tập trung Đà ngang chịu lực cần phải giải về nội lực và biến dạng bằng cácphần mềm tính kết cấu như SAP hay ETABS để tìm ra tổ hợp mô men uốn và độ võng nguy hiểm nhất ứng với

sơ đồ kết cấu dầm này Rồi sau khi đã có các giá trị mô mem nguy hiểm và độ võng nguy hiểm, đà ngang chịulực phải được kiểm tra với cả 2 trạng thái giới hạn về cường độ và biến dạng

[3] Tiêu chuẩn Liên bang Nga

[4] Construction Methods and Management, S.W.Nunnally, trang 321-322

[5] Construction Methods and Management, S.W.Nunnally, trang 327

[6] Cuốn i công bê tông cốt thép, Lê Văn Kiểm, nhà xuất bản Xây dựng, trang 130-132.

• Tiêu chuẩn Việt Nam, Kỹ thuật thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, TCVN 4453:1995.

• y phạm ủy lợi, Kỹ thuật thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, QPTL-D6-78.

• Construction Methods and Management, S.W.Nunnally.

• i công bê tông cốt thép, Lê Văn Kiểm, nhà xuất bản Xây dựng.

• Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng, tập II, Triệu Tây An, nhà xuất bản Xây dựng.

• Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều.

• Kỹ thuật xây dựng 1-Công tác đất và thi công bê tông toàn khối của Lê Kiều, Nguyễn Duy Ngụ, Nguyễn

Đình ám-nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật-1998

• Ván khuôn và Giàn giáo, Phan Hùng và Trần Như Đính.

• Formwork for Concrete Structures, R L Peurifov, McGraw-Hill, mã xuất bản 63-21543.

1.0.9 Phụ lục chương I: Xác định giá trị nội lực và biến dạng cực trị trong kết cấu cốp

pha

Theo hệ thống lý thuyết tính toán của Việt Nam và Liên Xô cũ

Do cốp pha (khuôn đúc) phải tính toán theo cả hai trạng thái giới hạn về cường độ (được xét tới trong giai đoạnvữa bê tông còn tươi, có khả năng thi công) và về biến dạng (đặc biệt là ở giai đoạn bê tông ninh kết và đóng rắntrong khuôn), nên khuôn đúc phải được thiết kế làm việc hoàn toàn trong giới hạn đàn hồi, đặc biệt không tínhtoán kết cấu khuôn đúc với sơ đồ khớp dẻo (tức là tĩnh định hoá hệ siêu tĩnh bằng khớp dẻo, vật liệu tại khớpdẻo làm việc ngoài giới hạn đàn hồi) Các kết cấu khuôn siêu tĩnh được tính toán nội lực theo phương pháp tínhtoán kết cấu siêu tĩnh thông thường trong Cơ học kết cấu

Nguyên lý thiết kế khuôn đúc thường là ngược với nguyên lý thiết kế kết cấu công trình Trong khi thiết kế kếtcấu công trình thường là: biết trước nhịp kết cấu, điều kiện tải trọng, phải xác định đặc trưng tiết diện của kếtcấu Còn trong thiết kế khuôn đúc lại thường: biết trước điều kiện tải trọng, chọn trước tiết diện, nhiệm vụ phảitính toán nhịp của bộ phận khuôn đúc (khoảng cách giữa các gối đỡ) Đặc biệt là các kết cấu khuôn đúc dạngdầm liên tục nhiều nhịp Tuy nhiên, khi tính toán với các kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục này, thường sốlượng nhịp và khoảng cách nhịp là chưa biết Mà biểu đồ nội lực và sơ đồ biến dạng của các dầm siêu tĩnh nhiềunhịp là rất khác nhau, (giá trị cực trị của chúng cũng rất khác nhau) Dầm N nhịp rất khác với dầm N+1 nhịp.Hiện tại, khi tính toán kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục nhiều nhịp tạm thời đang lấy các kết quả có được

từ dầm 3 nhịp Cụ thể:

• |Mₐₓ| = q1l²/10, (xem sách Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều, trang 149-151), có được do việc

giải sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp chịu tổ hợp tải trọng phân bố đều tác dụng lên toàn bộ kế cấu

• |fₐₓ| = q2l4/(128EJ), có được do việc giải sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp chịu tải trọng phân bố đều, gồm: 50%

tổ hợp tải trọng tác dụng lên toàn bộ kết cấu + 50% tổ hợp tải trọng chất theo từng nhịp lan dần

Kết quả này chưa thực sự chính xác, vì dầm 3 nhịp chưa thực sự đại diện cho họ dầm nhiều nhịp

Giải các sơ đồ dầm nhiều nhịp bằng các phương pháp sức bền và cơ kết cấu (phương pháp lực, chuyển vị hayphương pháp hpt 3 mô mem), với nhịp dầm chiều dài đơn vị, tải trọng phân bố đều đơn vị phân bố đều trên toàn

bộ kết cấu, độ cứng tiết diện đơn vị, ta thấy rằng giá trị cực trị của Mô mem uốn (đạt tại gối thứ 2), và giá trị cựctrị của độ võng (đạt được tại giữa nhịp biên) đều có xu hướng hội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ khi số nhịptăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ 3 nhịp trở lên, giá trị mô men cực trị đạt đươc tại sơ đồ dầm 4 nhịp là lớnnhất, còn giá trị độ võng cực trị đạt được tại sơ đồ dầm 3 nhịp là lớn nhất (giải bằng các phần mềm tính toánkết cấu như SAP2000 cũng cho kết quả tương tự) Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chấttải phân bố trên toàn bộ như sau:

Dùng SAP2000 để giải, ra tổ hợp bao của các trường hợp chất tải theo lần lượt từng nhịp lan dần và chất tải ngẫunhiên trên từng nhịp, cũng đều cho kết quả định tính tương tự như chất tải trên toàn bộ kết cấu: Giá trị cực trị

14 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

của Mô mem uốn (đạt tại gối thứ 2), và giá trị cực trị của độ võng (đạt được tại giữa nhịp biên) đều có xu hướnghội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ khi số nhịp tăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ 3 nhịp trở lên, giá trị mômen cực trị đạt đươc tại sơ đồ dầm 4 nhịp là lớn nhất, còn giá trị độ võng cực trị đạt được tại sơ đồ dầm 3 nhịp

là lớn nhất Luật phân bố giá trị mô mem uốn và độ võng nguy hiểm của họ dầm nhiều nhịp như hình sau:

Như vậy, trong mọi sơ đồ dầm nhiều nhịp số nhịp từ 3 trở lên, khi tính cường độ lấy các giá trị mô men cực trị

tại gối tựa thứ 2 của sơ đồ dầm 4 nhịp, còn khi tính biến dạng lấy các giá trị độ võng cực đại tại giữa nhịp biên của sơ đồ dầm 3 nhịp Trong thực tế thi công, các kết cấu khuôn vừa chịu các tải trọng phân bố thường

xuyên sẵn có tác dụng lên toàn bộ kết cấu khuôn (như trọng lượng bản thân khuôn đúc, trọng lượng cốt thép,

…), nhưng đồng thời chúng cũng chịu các tải trọng phân bố trên từng nhịp lan dần từ nhịp đầu tiên đến nhịpcuối cùng theo hướng thi công (như trọng lượng bê tông, các hoạt tải thi công,…)

Do đó, nên lấy kết quả từ tổ hợp tải trọng trung bình: 50% tổng tải trọng chất lên toàn bộ + tổ hợp bao của 50%tổng tải trọng chất lên lần lượt từng nhịp của kết cấu lan dần theo hướng đổ Việc tổ hợp này với tải trọng đơn

vị đã cho kết quả trong bảng kết quả chạy SAP2000 dưới đây

Khi thiết kế kết cấu khuôn nằm, do một số các tải trọng thường xuyên trong thiết kế khuôn đúc, (như: trọnglượng cốt thép, trọng lượng khuôn đúc, v.v.), thường chất lên toàn bộ các nhịp của sơ đồ kết cấu khuôn, còncác tải trọng khác khi thi công lại thường được chất dần lên và lan rộng ra gần như theo từng nhịp của bộ phậnkhuôn đúc, nên ta có thể lấy giá trị cực trị của Nội lực và Chuyển vị theo tổ hợp tải trọng bình quân, tức là: 50%(Tải trọng chất lên toàn bộ kết cấu) + 50% (Tải trọng chất lan dần ra theo từng nhịp) Từ đó ta có thể lấy giá trị

cực trị của Mômen uốn và Chuyển vị trong các sơ đồ dầm siêu tĩnh có 3 nhịp trở lên như sau:

Theo lý thuyết tính toán của Hoa Kỳ

Trong cuốn Construction Methods and Management, của S W Nunnally, bảng 12-2, trang 324, cho biết về giá trị

cực trị của các nội lực và biến dạng để tính toán thiết kế kết cấu cốp pha dạng dầm nhiều nhịp đều chịu tải trọngphân bố đều, được áp dụng tại Hoa Kỳ như sau:

Các giá trị Mô men cực trị và độ võng cực trị theo lý thuyết của Hoa Kỳ, chính là các giá trị Mô men cực trị và

độ võng cực tính toán cho kiểu tổ hợp chỉ chất tải toàn bộ lên kết cấu cốp pha dạng dầm tính theo lý thuyết củaViệt Nam và Liên Xô cũ (cho dầm từ 1-3 nhịp) Tuy có xem xét tới lực cắt cực trị, nhưng tính toán theo lý thuyếtcủa Hoa Kỳ (nội lực và biến dạng nguy hiểm là nhỏ hơn) thì kém an toàn về mặt cường độ hơn so với tính theo lýthuyết của Việt Nam Lý thuyết của Hoa Kỳ cũng chỉ xem xét tới dầm 3 nhịp, mà không xem xét tới các trườnghợp dầm nhiều hơn 3 nhịp với những giá trị nội lực nguy hiểm lớn hơn (ở đây, với dầm nhiều hơn 3 nhịp đượclấy kết quả theo dầm 3 nhịp)

Tham khảo phụ lục chương 1

• Construction Methods and Management, S.W.Nunnally.

• Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều.

• Kỹ thuật xây dựng 1-Công tác đất và thi công bê tông toàn khối của Lê Kiều, Nguyễn Duy Ngụ, Nguyễn

Đình ám-nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật-1998

• Hoàn thiện lý thuyết thiết kế cốp pha và biện pháp thi công sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối, Doãn Hiệu,

Đề tài nghiên cứu cấp trường số 84/2008KH ĐHXD, trường Đại học Xây dựng

16 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Mặt bằng cốp pha ô sàn điển hình nhà nhiều tầng bê tông cốt thép toàn khối, thi công theo công nghệ một đợt trên một tầng.

Cốp pha cột trong công nghệ thi công bê tông toàn khối hai đợt hoặc ba đợt.

18 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Cột chống chữ T của khuôn đúc dầm liền sàn bê tông toàn khối và sự làm sự làm việc chịu tải của nó.

bu lông gông khuôn đúc cột.

20 CHƯƠNG 1 CHƯƠNG I THIẾT KẾ CỐP PHA

Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chất tải phân bố trên toàn bộ.

Luật phân bố giá trị mô mem uốn và độ võng nguy hiểm của họ dầm nhiều nhịp.

Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chất tải phân bố trên toàn bộ.

Chương 2

Phụ lục chương I: Xác định giá trị nội lực

và biến dạng cực trị trong kết cấu cốp pha

2.1 Theo hệ thống lý thuyết tính toán của Việt Nam và Liên Xô cũ

Do cốp pha (khuôn đúc) phải tính toán theo cả hai trạng thái giới hạn về cường độ (được xét tới trong giai đoạnvữa bê tông còn tươi, có khả năng thi công) và về biến dạng (đặc biệt là ở giai đoạn bê tông ninh kết và đóng rắntrong khuôn), nên khuôn đúc phải được thiết kế làm việc hoàn toàn trong giới hạn đàn hồi, đặc biệt không tínhtoán kết cấu khuôn đúc với sơ đồ khớp dẻo (tức là tĩnh định hoá hệ siêu tĩnh bằng khớp dẻo, vật liệu tại khớpdẻo làm việc ngoài giới hạn đàn hồi) Các kết cấu khuôn siêu tĩnh được tính toán nội lực theo phương pháp tínhtoán kết cấu siêu tĩnh thông thường trong Cơ học kết cấu

Nguyên lý thiết kế khuôn đúc thường là ngược với nguyên lý thiết kế kết cấu công trình Trong khi thiết kế kếtcấu công trình thường là: biết trước nhịp kết cấu, điều kiện tải trọng, phải xác định đặc trưng tiết diện của kếtcấu Còn trong thiết kế khuôn đúc lại thường: biết trước điều kiện tải trọng, chọn trước tiết diện, nhiệm vụ phảitính toán nhịp của bộ phận khuôn đúc (khoảng cách giữa các gối đỡ) Đặc biệt là các kết cấu khuôn đúc dạngdầm liên tục nhiều nhịp Tuy nhiên, khi tính toán với các kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục này, thường sốlượng nhịp và khoảng cách nhịp là chưa biết Mà biểu đồ nội lực và sơ đồ biến dạng của các dầm siêu tĩnh nhiềunhịp là rất khác nhau, (giá trị cực trị của chúng cũng rất khác nhau) Dầm N nhịp rất khác với dầm N+1 nhịp.Hiện tại, khi tính toán kết cấu khuôn đúc dạng dầm liên tục nhiều nhịp tạm thời đang lấy các kết quả có được

từ dầm 3 nhịp Cụ thể:

• |Mₐₓ| = q1l²/10, (xem sách Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều, trang 149-151), có được do việc

giải sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp chịu tổ hợp tải trọng phân bố đều tác dụng lên toàn bộ kế cấu

• |fₐₓ| = q2l4/(128EJ), có được do việc giải sơ đồ dầm liên tục 3 nhịp chịu tải trọng phân bố đều, gồm: 50%

tổ hợp tải trọng tác dụng lên toàn bộ kết cấu + 50% tổ hợp tải trọng chất theo từng nhịp lan dần

Kết quả này chưa thực sự chính xác, vì dầm 3 nhịp chưa thực sự đại diện cho họ dầm nhiều nhịp

Giải các sơ đồ dầm nhiều nhịp bằng các phương pháp sức bền và cơ kết cấu (phương pháp lực, chuyển vị hayphương pháp hpt 3 mô mem), với nhịp dầm chiều dài đơn vị, tải trọng phân bố đều đơn vị phân bố đều trên toàn

bộ kết cấu, độ cứng tiết diện đơn vị, ta thấy rằng giá trị cực trị của Mô mem uốn (đạt tại gối thứ 2), và giá trị cựctrị của độ võng (đạt được tại giữa nhịp biên) đều có xu hướng hội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ khi số nhịptăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ 3 nhịp trở lên, giá trị mô men cực trị đạt đươc tại sơ đồ dầm 4 nhịp là lớnnhất, còn giá trị độ võng cực trị đạt được tại sơ đồ dầm 3 nhịp là lớn nhất (giải bằng các phần mềm tính toánkết cấu như SAP2000 cũng cho kết quả tương tự) Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chấttải phân bố trên toàn bộ như sau:

Dùng SAP2000 để giải, ra tổ hợp bao của các trường hợp chất tải theo lần lượt từng nhịp lan dần và chất tải ngẫunhiên trên từng nhịp, cũng đều cho kết quả định tính tương tự như chất tải trên toàn bộ kết cấu: Giá trị cực trịcủa Mô mem uốn (đạt tại gối thứ 2), và giá trị cực trị của độ võng (đạt được tại giữa nhịp biên) đều có xu hướnghội tụ, tiệm cận dần tới giá trị hội tụ khi số nhịp tăng lên Các sơ đồ dầm liên tục từ 3 nhịp trở lên, giá trị mô

22

2.1 THEO HỆ THỐNG LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỦA VIỆT NAM VÀ LIÊN XÔ CŨ 23

Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chất tải phân bố trên toàn bộ.

men cực trị đạt đươc tại sơ đồ dầm 4 nhịp là lớn nhất, còn giá trị độ võng cực trị đạt được tại sơ đồ dầm 3 nhịp

là lớn nhất Luật phân bố giá trị mô mem uốn và độ võng nguy hiểm của họ dầm nhiều nhịp như sau:

Luật phân bố giá trị mô mem uốn và độ võng nguy hiểm của họ dầm nhiều nhịp.

Như vậy, trong mọi sơ đồ dầm nhiều nhịp số nhịp từ 3 trở lên, khi tính cường độ lấy các giá trị mô men cực trị

tại gối tựa thứ 2 của sơ đồ dầm 4 nhịp, còn khi tính biến dạng lấy các giá trị độ võng cực đại tại giữa nhịp biên của sơ đồ dầm 3 nhịp Trong thực tế thi công, các kết cấu khuôn vừa chịu các tải trọng phân bố thường

xuyên sẵn có tác dụng lên toàn bộ kết cấu khuôn (như trọng lượng bản thân khuôn đúc, trọng lượng cốt thép,

…), nhưng đồng thời chúng cũng chịu các tải trọng phân bố trên từng nhịp lan dần từ nhịp đầu tiên đến nhịpcuối cùng theo hướng thi công (như trọng lượng bê tông, các hoạt tải thi công,…)

Do đó, nên lấy kết quả từ tổ hợp tải trọng trung bình: 50% tổng tải trọng chất lên toàn bộ + tổ hợp bao của 50%tổng tải trọng chất lên lần lượt từng nhịp của kết cấu lan dần theo hướng đổ Việc tổ hợp này với tải trọng đơn

vị đã cho kết quả trong bảng kết quả chạy SAP2000 dưới đây

Khi thiết kế kết cấu khuôn nằm, do một số các tải trọng thường xuyên trong thiết kế khuôn đúc, (như: trọnglượng cốt thép, trọng lượng khuôn đúc, v.v.), thường chất lên toàn bộ các nhịp của sơ đồ kết cấu khuôn, còncác tải trọng khác khi thi công lại thường được chất dần lên và lan rộng ra gần như theo từng nhịp của bộ phậnkhuôn đúc, nên ta có thể lấy giá trị cực trị của Nội lực và Chuyển vị theo tổ hợp tải trọng bình quân, tức là: 50%(Tải trọng chất lên toàn bộ kết cấu) + 50% (Tải trọng chất lan dần ra theo từng nhịp) Từ đó ta có thể lấy giá trị

cực trị của Mômen uốn và Chuyển vị trong các sơ đồ dầm siêu tĩnh có 3 nhịp trở lên như sau:

24CHƯƠNG 2 PHỤ LỤC CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG CỰC TRỊ TRONG KẾT CẤU CỐP PHA

2.2 Theo lý thuyết tính toán của Hoa Kỳ

Các biểu đồ mô men và độ võng của họ dầm nhiều nhịp, chất tải phân bố trên toàn bộ.

Trong cuốn Construction Methods and Management, của S W Nunnally, bảng 12-2, trang 324, cho biết về giá trị

cực trị của các nội lực và biến dạng để tính toán thiết kế kết cấu cốp pha dạng dầm nhiều nhịp đều chịu tải trọng

phân bố đều, được áp dụng tại Hoa Kỳ như sau:

Các giá trị Mô men cực trị và độ võng cực trị theo lý thuyết của Hoa Kỳ, chính là các giá trị Mô men cực trị và

độ võng cực tính toán cho kiểu tổ hợp chỉ chất tải toàn bộ lên kết cấu cốp pha dạng dầm tính theo lý thuyết của

Việt Nam và Liên Xô cũ (cho dầm từ 1-3 nhịp) Tuy có xem xét tới lực cắt cực trị, nhưng tính toán theo lý thuyết

của Hoa Kỳ (nội lực và biến dạng nguy hiểm là nhỏ hơn) thì kém an toàn về mặt cường độ hơn so với tính theo lý

thuyết của Việt Nam Lý thuyết của Hoa Kỳ cũng chỉ xem xét tới dầm 3 nhịp, mà không xem xét tới các trường

hợp dầm nhiều hơn 3 nhịp với những giá trị nội lực nguy hiểm lớn hơn (ở đây, với dầm nhiều hơn 3 nhịp được

lấy kết quả theo dầm 3 nhịp)

2.3 Tham khảo

• Construction Methods and Management, S.W.Nunnally.

2.3 THAM KHẢO 25

• Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều.

• Kỹ thuật xây dựng 1-Công tác đất và thi công bê tông toàn khối của Lê Kiều, Nguyễn Duy Ngụ, Nguyễn

Đình ám-nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật-1998

• Hoàn thiện lý thuyết thiết kế cốp pha và biện pháp thi công sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối, Doãn Hiệu,

Đề tài nghiên cứu cấp trường số 84/2008KH ĐHXD, trường Đại học Xây dựng

Chương 3

CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP

THI CÔNG

3.1 Lựa chọn phương pháp vận chuyển đứng

Trong việc lựa chọn phương tiện vận chuyển đứng, trước tiên là phải ưu tiên cho công tác vận chuyểnbê tông.Bởi vì công tác bê tông là công tác chính trong dây truyền công nghệ bê tông cốt thép toàn khối Nó đòi hỏi tínhthi công liên tục cao để đảm bảo sự toàn khối, nên việc vận chuyển vữa bê tông cũng đòi hỏi phải được ưu tiênhàng đầu ường có hai phương pháp vận chuyển đứng trong thi công nhà nhiều tầng:

• Một là, sử dụng phương tiện vận chuyển chuyên dụng cho công tác bê tông (chỉ dùng vận chuyển bê tông):

máy bơm bê tông, vận thăng kết hợp xe cải tiến, … Còn các công tác khác:cốp phavà cốt thép, thì đượcvận chuyển bằng phương tiện vận chuyển đứng đa dụng như:cần trục, tời điện, …

• Hai là, dùng chung một loại phương tiện vận chuyển đứng đa dụng để phục vụ vận chuyển cho cả ba công

tác: bê tông, cốp pha và cốt thép

Lựa chọn sơ bộcần trục tháptheo quy mô của công trình:

• Loại cần trục tháp trụ tháp quay-chạy trên ray-đối trọng thấp, thích hợp cho các công trình có dạng mặt

bằng chạy dài, số tầng không nhiều lắm

• Loại cần trục tháp tự hành cũng tương tự như loại cần trục tháp trụ tháp quay-chạy trên ray-đối trọng

thấp, thích hợp cho các công trình có dạng mặt bằng chạy dài, số tầng không nhiều lắm

• Loại cần trục tháp cần quay-trụ tháp cố định-đối trọng trên, thích hợp cho cả các công trình dạng tháp

cao tầng lẫn nhà nhiều tầng thông thường, nhưng dạng mặt bằng của tất cả các công trình đó là hình chữnhật ngắn hoặc gần vuông

• Loại cần trục tháp tự leo trong lồng thang máy, thích hợp cho các công trình tháp cao tầng mặt bằng có

dạng tập trung (vuông vức) Cần trục tháp sẽ được bố trí ở giữa lõi công trình

Lựa chọn sơ bộmáy bơm bê tông:

• Loại máy bơm bê tông di động thích hợp cho các công trình nhà nhiều tầng số tầng không nhiều lắm.

• Các công trình nhà cao tầng thường phải sử dụng máy bơm bê tông tĩnh.

Dùng cần trục tháp vận chuyển hỗn hợp phục vụ cho cả ba công tác: cốp pha, cốt thép và bê tông.

Sau khi đã lựa chọn sơ bộ loại cần trục tháp, cần tiến hành lựa chọn chi tiết các thông số cần trục, là sức trục,chiều cao nâng vật và tầm với, theo các thông số tương ứng mà công trình đòi hỏi cần trục tháp phải đáp ứng

26

3.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VẬN CHUYỂN ĐỨNG 27

Đối với tất cả các loại cần trục tháp, thông số chiều cao nâng vật thường độc lập tương đối với hai thông số cơbản khác là sức trục và tầm với, được lựa chọn đồng thời với sức trục ông số sức trục là thông số chính đượclựa chọn, trước thông số tầm với, theo nhu cầu vận chuyển công tác bê tông (công tác chính) ông số tầm với

là thông số phụ thuộc vào sức trục, sẽ được kiểm tra sau khi chọn lựa và bố trí được cần trục

Ở đây, trọng lượng nâng yêu cầu (sức trục yêu cầu), mà việc thi công công trình đòi hỏi cần trục tháp phải đápứng, chính là trọng lượng lớn nhất của một lần vận chuyển bê tông, tức là trọng lượng một hộc vận chuyển (tức

là thùng đổ bê tông hay còn gọi là phễu đổ bê tông (concrete hopper hay concrete bucket)) chứa đầy vữa bê tông

(kể cả bì), đổ vào cốp pha mà cốp pha vẫn chịu đựng được theo thiết kế Như vậy, việc chọn loại thùng đổ bêtông, theo dung tích thùng, cần phải tương ứng với tải trọng đổ bê tông Trong phần thiết kế cốp pha, chúng

ta đã sơ bộ lựa chọn thùng đổ thông qua một dải phân bố dung tích thùng theo tải trọng đổ bê tông tiêu chuẩn

dùng để thiết kế cốp pha, (như sau: thùng cỡ nhỏ V < 0,2 m³ tương ứng với tải trọng đổ bằng 200 kG/m²; thùng

cỡ vừa V = 0,2-0,8 m³ tương ứng với tải trọng đổ bằng 400kG/m²; thùng cỡ lớn, trên 0,8m³, V = 0,8-1,0 m³ tương

ứng với tải trọng đổ bằng 600 kG/m²) Đến lúc này cần phải lựa chọn chính xác một cỡ thùng đổ bê tông trongdải phân bố đó, và dùng nó để tính trọng lượng nâng yêu cầu (sức trục yêu cầu) Do đó, sức trục yêu câu chính

là trọng lượng (cả bì) của thùng đổ bê tông, đã được chọn như trên, chứa đầy vữa bê tông, được vận chuyển đến

đổ ở góc xa nhất của mặt bằng công trình so với vị trí đứng của cần trục (tức là tầm với yêu cầu) Các loại thùng

đổ bê tông (phễu đổ bê tông) phải tra theo các kích cỡ của các nhà cung cấp máy xây dựng Ở Việt Nam, có thểtham khảo các hãng như:Hòa Phát,… (xem thêm phầnví dụ một số loại thùng đổ thông dụng cho đổ cột, dầm,sàn nhà nhiều tầng)

Trong phương pháp vận chuyển này, các công tác cốp pha và cốt thép không được lấy làm công tác chính để lựachọn thông số cần trục Trọng lượng mỗi mã cẩu phục vụ cho các công tác này được lấy tương ứng với trọnglượng một mẻ vận chuyển bê tông (trọng lượng cả bì của một thùng đổ bê tông đầy vữa) Khối lượng vận chuyểncác công tác này trong mỗi ca, được phân bố xen kẽ với khối lượng vận chuyển của công tác bê tông trong ca

đó Chiều cao nâng vật yêu cầu của việc thi công công trình chính là chiều cao công tác yêu cầu để đưa hộc bêtông vào đổ ở tầng mái của nhà

Như vậy, sau khi chọn sơ bộ loại cần trục tháp, việc tiếp theo trong chọn lựa cần trục tháp là xác định hai thông

số sức trục và chiều cao nâng của cần trục theo 2 điều kiện sau:

Q = Q ≥ Q = k1k2Vγ

H = Hₐₓ ≥ H = H.áₐₓ = Hà + h1+ h2 + h3

• Hà là cao độ cốp pha sàn mái (m)

• Q là thông số sức trục của cần trục tháp được chọn lựa, chính là bằng tải trọng nâng nhỏ nhất

mà cần trục có khả năng cẩu được khi vị trí xe con nằm tại đầu mút tay cần Q (tấn)

• H là thông số chiều cao nâng của cần trục tháp được lựa chọn (m)

• h1là chiều cao đưa thùng chứa bê tông qua lan can giáo công tác tầng mái vào vị trí đổ (m)

• h2là chiều cao thùng chứa vữa (m)

• h3chiều cao thiết bị treo buộc thùng đổ vào móc cẩu (quang treo) (m)

• V là dung tích thùng đổ (m³)

• k1là hệ số đầy vơi, k1= 0,90-0,95 Điều 6.3.3 tiêu chuẩn TCVN 4453:1995 nói rằng: "Khi dùng

thùng treo để vận chuyển hỗn hợp bê tông thì hỗn hợp bê tông đổ vào thùng treo không vượt quá 90-95% dung tích thùng."

• k2là hệ số trọng lượng vỏ thùng, có thể lấy k2= 1,2-1,3 hoặc tính trực tiếp qua tỷ số giữa trọnglượng thùng vữa bê tông kể cả bì trên trọng lượng tịnh vữa bê tông

• γ là trọng lượng riêng của vữa bê tông, γ = 2,5 tấn/m³.

Từ đó ta có được một nhóm cần trục tháp đáp ứng được hai thông số yêu cầu trên (sơ tuyển) Tiếp theo tiến hành

bố trí từng cần trục đã sơ tuyển trên (với các thông số chế tạo của chúng), trong mặt bằng thi công, theo điềukiện tầm với như sau:

• Trong trường hợp cần trục tháp trụ tháp quay-đối trọng dưới-chạy trên ray và các loại cần trục tháp tự

hành khác, thì Rₐₓ = R(Q) ≥ R = Bà + Bá.

28 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG

• R là tầm với tới điểm xa nhất của công trình đòi hỏi cần trục phải đảm bảo phục vụ được.

Trong trường hợp cần trục chạy trên ray, cần trục có thể di chuyển tịnh tiến song song công

trình trên ray tới điểm đứng trực diện với điểm góc xa nhất của công trình Do đó, R chính

là khoảng cách từ điểm phục vụ xa nhất đó đến trục ray (trục bố trí máy): R = Bà + Bá.

• Bà = Bₐ là kích thước bề ngang nhà (m)

• Bá = Bₐ là khoảng cách từ trục bố trí máy đến trục định vị biên của nhà ở phía gần cần trục

nhất Trường hợp cần trục tháp loại trụ tháp quay-đối trọng thấp, do phải đảm bảo tránh vachạm đối trọng vào giáo công tác phía mặt công trình, khi cần trục quay lộn cần ra phía sau

để cẩu vật liệu, thì Bá = Báₒ + Bₐ + Bđ

• Báₒ là khoảng cách từ mép ngoài giáo công tác đến trục định vị biên của công trình, có kể

đến bề nửa bề dầy của kết cấu biên nhà, thường bằng khoảng 1,5-1,8 m

• Bₐ là khoảng khe hở an toàn giữa vị trí đối trọng khi quay vào trong phía công trình hay

khoảng hở giữa trụ tháp cố định với mép công trình, thường bằng khoảng 0,8-1,2 m

• Bđ là khoảng cách mép ngoài đối trọng đến tâm cần trục (tâm ray) Đây là một thông số cần

trục được tra theo lý lịch máy

Loại cần trục tháp tự hành cũng được lựa chọn tương tự như loại cần trục tháp trụ tháp quay-chạytrên ray-đối trọng thấp

Khi Rₐₓ = R, thì mọi điểm trên trục định vị biên dọc nhà nằm ở phía xa cần trục đều là điểm phục

vụ xa nhất, với tầm với lớn nhất Tay cần của cần trục khi phục vụ cho các điểm này phải vuông gócvới đường trục ray Đường ray phải được kéo dài suốt dọc chiều dài của nhà

Còn khi Rₐₓ > R, thì chỉ có 2 điểm góc xa của mặt bằng nhà mới là những điểm phục vụ xa nhất.

Tay cần của cần trục tháp dài hơn tầm với yêu cầu, nên không cần thiết phải bố trí ray ra tới hai trụcđầu hồi nhà, chỉ cần bố trí ray lui vào, tới các vị trí đứng mà cần trục vẫn vươn tới các điểm phục vụ

xa nhất đó với bán kính quay bằng Rₐₓ Chiều dài mỗi đoạn ray có thể bớt đi được ở hai trục đầu hồi, so với khi Rₐₓ = R, được tính theo công thức sau: Lớ ₐ =√

• B.á là nửa bề rộng đế trụ tháp Đây là một thông số cần trục được tra theo lý lịch máy.

• Trong trường hợp cần trục tháp tự leo trong lồng thang máy:

Vị trí đứng của cần trục tháp đã được xác định là ở giữa lõi công trình Tầm với yêu cầu đối với cầntrục lại phụ thuộc vào vị trí tập kết vật liệu cốt thép, thiết bị cốp pha tại chân công trình và vị trítrạm trộn bê tông trên mặt bằng công trường

Dùng máy bơm để vận chuyển bê tông, cần trục tháp vận chuyển cốp pha và cốt thép

Ở phương pháp này, công tác bê tông được ưu tiên vận chuyển bằng phương tiện chuyên dụng Cần trục thápđược san bớt nhiệm vụ, chỉ còn vận chuyển cho hai công tác cốp pha và cốt thép Việc xác định sức trục yêu cầuđối với cần trục tháp có khác biệt với phương pháp trên

Trọng lượng của một mẻ cẩu cốp pha hay cốt thép phụ thuộc vào việc thiết kế sức chứa của sàn đón vật liệu(nếu dùng cốp pha rời), hoặc là trọng lượng của cấu kiện cốp pha tấm lớn (nếu dùng cốp pha tấm lớn như: cốppha bay, …)

Điều 2.4 tiêu chuẩn TCXD 200-1997 Nhà cao tầng: kỹ thuật về bê tông bơm nói rằng: Hỗn hợp bơm bê tông có

kích thước hạt tối đa không lớn hơn 0,33 đường kính trong nhỏ nhất của ống dẫn đối với đá dăm và 0,4 đối với sỏi.

Cốt liệu lớn dùng cho vữa bê tông thông thường có đường kính lớn nhất thường khoảng 10-40 mm thích hợp vớicác loại đường kính ống bơm từ 125-150 mm trở lên, theo điều 3.2 tiêu chuẩn TCXD 200-1997

3.2 LỰA CHỌN, BỐ TRÍ THIẾT BỊ MÁY MÓC PHỤ TRỢ VÀ PHỐI HỢP CHÚNG VỚI CÁC MÁY MÓC CHỦ ĐẠO 29

eo cuốn Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng-tập II, của tác giảngười Trung ốc-Triệu Tây An,

thì quan hệ giữa đường kính ống bơm tối thiểu với đường kính cốt liệu lớn nhất được lựa chọn theo bảng sau:Đường ống bơm đặt thẳng đứng, ống bơm thu nhỏ tiết diện dạng hình côn, ống cong đổi hướng gây ra nhữngcản trở trong vận chuyển vữa hơn so với đường ống thẳng đặt nằm ngang (giảm áp lực, giảm vận tốc lưu chuyển,

có thể gây tắc,…) Để lựa chọn ống bơm bê tông, các loại ống này được quy đổi từng đơn vị chiều dài (1 mét) ramột số lượng mét ống thẳng đặt nằm ngang nhất định, sao cho tương đương về độ tổn hao áp lực bơm và vận

tốc lưu chuyển vữa Trong cuốn Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng-tập II, Triệu Tây An đưa ra một

bảng quy đổi tương đương về ống ngang của các loại ống trên như sau:

Lựa chọn bơm bê tông sơ bộ theo năng lực bơm tối đa: náQₐ ₐₓk = 8náQₐₓk > Q = Qầ

• ná số lượng máy bơm cùng loại sử dụng cho công trình (máy)

• Qₐₓ năng suất tối đa của máy có thể thực hiện được (là thông của máy bơm) (m³/h)

• Qₐ ₐₓ sức bơm lớn nhất của máy bơm (m³)

• k hệ số sử dụng máy bơm, k = 0,4-0,8

• Q khối lượng bê tông mà công trình yêu cầu hệ thống máy bơm đáp ứng trong ca làm việc (8 tiếng) (m³)

• Qầ khối lượng bê tông của một tầng sàn (m³)

3.2 Lựa chọn, bố trí thiết bị máy móc phụ trợ và phối hợp chúng với các máy móc chủ đạo

Lựa chọn máy trộn

Việc lựa chọn máy trộn cần phải tương thích với máy móc chủ đạo (máy vận chuyển theo phương đứng) về dungtích hiệu dụng và năng lực Dung tích hiệu dụng thùng đổ bê tông thường phải là bội số hoặc tốt nhất là bằngvới dung tích trộn hiệu dụng của máy trộn Nếu khối lượng của mẻ đổ bằng bội số của mẻ trộn, thì cần trục phảimất thêm thời gian chờ đợi giữa các lần xả máy trộn, để giảm thời gian này thì cần nhiều hơn một máy trộncùng loại

Sau khi chọn được máy trộn theo dung tích hiệu dụng, cần bố trí máy trộn trong tầm hoạt động của cần trụctháp nhưng nằm gần bãi tập kết vật liệu: cát, đá, xi măng, sao cho khoảng cách vận chuyển từ nơi trộn đến nơi

đổ là nhỏ nhất, để tăng năng suất của cần trục

Tính năng suất cần trục tháp

Năng suất ca làm việc của cần trục tháp là tích số giữa tải trọng nâng trung bình của cần trục tháp với số lần

làm việc hữu hiệu của cần trục tháp trong một ca làm việc Nₐ = (kQ)(kn) = (kQ)(k(8*3600/T)) (tấn/ca)

• tể = l0/vể là thời gian di chuyển cần trục tháp trên ray.

• tₐ = α/(6nₐ ) là thời gian quay tay cần từ vị nâng (cửa xả của máy trộn, kho bãi gia công

cốp pha và cốt thép) đến vị trí hạ (vị trí đổ bê tông, sàn đón vật liệu) (s)

• tầớ = l1/vầớ là thời gian thay đổi tầm với (thời gian di chuyển xe con trên cánh tay cần).(s)

30 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG

• tₓả là thời gian xả hàng của cần trục tháp (thời gian trút bê tông vào khuôn hay thời gian hạ

cấu kiện cốp pha hoặc cốt thép) (s)

• tạ là thời gian lắp một mẻ cẩu vào cần trục, bao gồm các thời gian: xả bê tông từ máy trộn

vào thùng đổ bê tông, treo thùng đổ vào móc cẩu (s)

• vâ là vận tốc nâng của cần trục tháp, được tra theo lý lịch máy (m/s)

• vạ là vận tốc hạ của cần trục tháp, được tra theo lý lịch máy (m/s)

• vể là vận tốc di chuyển cần trục tự hành hay tịnh tiến trên ray (m/s)

l0= (Là - 2Lớ ₐ)/2 Các loại cần trục tháp cố định tại một vị trí mặt bằng thì l0= 0 (m)

• l1là quãng đường di chuyển xe con trên cánh tay cần của cần trục tháp, để cẩu bê tông từ máytrộn đến vị trí đổ, cốp pha và cốt thép từ bãi gia công vào vị trí lắp đặt ãng đường này bằng

hiệu số giữa tầm với phục vụ tại vị trí xa nhất Rₐₓ với tầm với tại vị trí nâng (là tầm với nhỏ

nhất trong các tầm với đến các vị trí đặt máy trộn, kho bãi gia công cốp pha hay cốt thép, khicần trục đứng ở trung tâm nhà) (m)

• α là góc quay tay cần lớn nhất từ vị trí nâng đến vị trí hạ để phục vụ được cho mọi điểm của

mặt bằng công trình Góc này thường được lấy bằng góc hợp bởi vị trí tay cần thẳng góc vớicông trình, khi cần trục nằm ở trung tâm nhà, với hướng tay cần khi cần trục quay ra phía máytrộn hay kho bãi gia công cốp pha hoặc cốt thép (là góc quay lớn nhất trong 3 góc quay cầntrục phục vụ cho các công tác cốp pha, cốt thép và bê tông)

Trong thực tế hoạt động của cần trục, có thể tăng năng suất vận chuyển của cần trục bằng cách đồng thời cùngthực hiện nhiều động tác di động của các bộ phận cần trục một lúc (ví dụ như: đồng thời vừa nâng mã cẩu, vừaquay tay cần, vừa di chuyển xe con và tịnh tiến cần trục trên ray) Tuy nhên khi thiết kế biện pháp, phải sử dụngnăng suất nhỏ nhất khi các thao tác cần trục được thực hiện độc lập và tuần tự

Tính năng suất máy bơm bê tông và phối hợp máy bơm với xe bồn vận chuyển

3.2.1 Tính toán khối lượng các công tác cốp pha, cốt thép và bê tông cho mỗi tầng nhà

(điển hình)

eo yêu cầu của từng công tác chuyên môn trong thi công bê tông toàn khối, và theo công nghệ thi công, màphải tiến hành tính toán khối lượng công tác cho phù hợp Các công tác đổ bê tông, thì tính toán khối tích củacác kết cấu bê tông theo đơn vị tính là m³ Các công tác lắp dựng cốt thép thì tính theo trọng lượng kết cấu cốtthép, đơn vị tính là tấn Các công tác cốp pha thì tính theo diện tích bề mặt sử dụng cốp pha, đơn vị tính là m2.Tùy theo các công nghệ thi công khác nhau: một đợt, 2 đợt, 3 đợt hay 2 đợt đặc biệt, thì có thể gộp hay tách riêngkhối lượng của các công tác chuyên môn thành khối lượng công tác chuyên môn quy đổi (bằng hệ số tỷ lệ địnhmức)

Tuy nhiên, khối lượng công tác của công việc đúc bê tông của các kết cấu giao nhau, dù thi công theo công nghệnào, cũng phải được phân chia theo vị trí mạch ngừng nằm ngang, để phù hợp với biện pháp thi công và địnhmức lao động cho từng loại kết cấu bê tông cốt thép Kết cấu cột hay tường thì được tính khối lượng công tác đúc

bê tông tới cao độ đáy dầm chính, (không kể đến phần cột hay vách, giao với dầm và sàn) Kết cấu dầm chính

và dầm phụ phải được tính khối lượng công tác đúc bê tông tới cao độ nách dầm, (phần dầm giao với sàn khôngđược kể đến, vì phần này có biện pháp thi công và định mức lao động giống với việc đúc bê tông sàn) Kết cấusàn được tính khối lượng công tác đúc bê tông với toàn bộ diện tích sàn tầng với bề dầy của sàn, (kể cả phần sàngiao với các kết cấu dầm chính, dầm phụ, cột và tường)

3.2 LỰA CHỌN, BỐ TRÍ THIẾT BỊ MÁY MÓC PHỤ TRỢ VÀ PHỐI HỢP CHÚNG VỚI CÁC MÁY MÓC CHỦ ĐẠO 31

3.2.2 Phân chia phân khu thi công bê tông

Việcphân đoạn thi côngsàn sườn toàn khối lần lượt được xác định theo những điều kiện sau:

• Kí thước của phân khu bê tông phải đảm bảo o việc đúc bê tông trong phân khu được liên tục, đảm

bảo tính toàn khối của kết cấu, phù hợp với năng lực của máy móc (đặc biệt là các máy thi công ủ đạo) và nhân lực thi công.

L ≤ (k1(T0- T - Tđ)√

V /h)/T (1)

Trong đó:

• V là dung tích hiệu dụng của thùng (khi dùng cần trục) hoặc xe bồn (khi dùng máy bơm bê

tông) vận chuyển vữa bê tông đổ vào khuôn

• T0là thời gian bắt đầu ninh kết của vữa bê tông, tính từ khi vữa bê tông ra khỏi trạm trộn

ời gian này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết môi trường đổ bê tông (nhiệt độ môi trường),mùa hè thì thời gian này ngắn, mùa đông thì dài, và thường trong khoảng 1,0-2,25giờđối với

bê tông không phụ gia dùng xi măng Poóclăng (chính là thời gian ngừng nghỉ cho phép khi đổ

bê tông)

• T là thời gian chu kỳ vận chuyển một mẻ vữa (là lượng vữa vận chuyển bằng thùng hoặc xe

vận chuyển bê tông), từ nơi trộn đến khi đổ vào khuôn

• Tđ là thời gian đầm xong một mạch đầm ở vị trí tiếp giáp giữa hai mẻ đổ.

• δ = h là chiều dầy trung bình quy đổi của kết cấu sàn hay sàn sườn bê tông toàn khối, δ = (V

+ VĐ/Đ)/LB

• V là tổng khối lượng bê tông sàn của mỗi tầng (m³)

• V là tổng khối lượng bê tông dầm của mỗi tầng (m³)

• Đ là định mức lao động cho công tác đổ bê tông sàn (m³/công)

• Đ là định mức lao động cho công tác đổ bê tông dầm (m³/công)

• L là chiều dài nhà (m)

• B là chiều rộng nhà (m)

• k1là hệ số vận chuyển vữa bê tông không đồng đều (hệ số đầy vơi), k1= 0,9-0,95

• L là kích thước phân khu bê tông dọc theo hướng đổ bê tông chính (là hướng phát triển của

hàng các mẻ đổ bê tông - hướng của luống bê tông), lớn nhất có thể đạt được mà vẫn đảm bảođiều kiện thi công bê tông liên tục

• Tổng khối lượng các công tác đổ bê tông, lắp dựng cốt thép, lắp cốp pha trong mỗi một tầng (cũng là

tổng khối lượng vật liệu và thiết bị để thi công mỗi tần mà cần trục tháp phải vận uyển) phải được

ia thành các phần khối lượng phân khu phù hợp với năng lực thi công của máy móc (đặc biệt là các máy thi công ủ đạo) và nhân lực, làm việc trong một ngày hoặc ca làm việc.

nQyc = n*1,0*NCₐ ≥ (QBTTầ*k2) + QCTTầ + GCPTầ = (VBTTầ*γ*k2) + QCTTầ + (QCPTầ*gCP)

= (CBTTầ*γ*k2)/ĐBT + CCTTầ/ĐCT + (CCPTầ*gCP)/ĐCP

Từ đó số phân khu được xác định theo công thức:

32 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG

n ≥ (VBTTầ*k2*γ)/NCₐ + QCTTầ/NCₐ + GCPTầ/NCₐ = (CBTTầ*γ*k2)/(ĐBT*1,0*NCₐ) + CCTTầ/(ĐCT*1,0*NCₐ) + (CCPTầ*gCP)/(ĐCP*1,0*NCₐ) (2)

Trong đó:

• Qyc là tổng khối lượng yêu cầu cần trục tháp vận chuyển trên các phân khu công tác trong

một ca làm việc của cần trục tháp (tấn)

• NCₐ là năng suất hiệu dụng của cần trục trong một ca làm việc hỗn hợp ((tấn/ca)

• VBTTầ là tổng khối lượng thể tích công tác đổ bê tông của mỗi tầng (m³)

• QBTTầ là tổng khối lượng công tác đổ bê tông của mỗi tầng (cần cần trục vận chuyển) (tấn)

• k2là hệ số kể đến trọng lượng tăng thêm của vỏ thùng đổ vào mỗi mẻ đổ trong một ca làm

việc

• QCTTầ là tổng khối lượng công tác cốt thép của mỗi tầng (tấn)

• GCPTầ là tổng trọng lượng cốp pha của mỗi tầng (tấn)

• gCP là tỷ trọng giữa trọng lượng toàn bộ cốp pha của tầng quy ra trên diện tích bề mặt ván

khuôn (tấn/m2)

• QCPTầ là tổng trọng lượng công tác cốp pha của mỗi tầng (diện tích bề mặt ván khuôn) (m2)

• ĐBT là định mức lao động trung bình quy đổi của công việc đổ bê tông (thường lấy định mức

bê tông sàn, vì khối lượng công tác là lớn) (công/m³)

• ĐCT là định mức lao động trung bình quy đổi của công việc lắp đặt cốt thép (thường lấy định

mức cốt thép sàn, vì khối lượng công tác là lớn) (công/tấn)

• ĐCP là định mức lao động trung bình quy đổi của công việc lắp dựng cốp pha (thường lấy định

mức cốp pha sàn, vì khối lượng công tác là lớn) (công/m2)

Khi đổ bê tông bằng bơm bê tông chuyên dụng, thì điều kiện (2) trở thành việc xác định số lượng

phân khu (phân đoạn) thi công bê tông cốt thép sàn sườn toàn khối như sau: n = QBTTầ/NBTCₐ

Điều kiện (1) trên được xem xét với giả thiết kích thước mặt sàn công trình theo cả hai phương mặt

bằng là vô hạn Nhưng thực tế kích thước công trình là có giới hạn Trường hợp bề ngang nhà B >

B, thì kích thước phân khu hoàn toàn được xác định theo hai điều kiện trên, L và B lần lượt nằm

dọc theo chiều dọc và chiều ngang nhà, mỗi phân khu có 2 cạch phải để mạch ngừng: một mạch dọc

nhà, một mạch ngang nhà Trong trường hợp, bề ngang của nhà B < B vừa được chọn theo điều

kiện (2), thi xoay hướng đổ chính vuông góc lại, sao cho hướng của hàng các mẻ đổ chạy song song

với bề ngang nhà Khi đó, có 2 khả năng xảy ra:

• B > L, thì phải bố trí thêm một mạch ngừng dọc nhà (như khi B > B), và mỗi ca đổ bê tông

(8tiếng) có khoảng 3-8 hàng mẻ đổ

• B ≤ L, thì lựa chọn L = B, mỗi phân khu chỉ có một phía cạnh phải để mạch ngừng, và lúc

này kích thước lớn nhất của phân khu dọc theo chiều dài nhà lại là B ₐₓ = NBTCₐ/(δB).

• Vị trímạ ngừng giữa các phân đoạn thi công phải đảm bảo bố trí đúng quy phạm thi công (TCVN

4453:1995), tránh những ỗ ịu lực xung yếu của kết cấu sàn sườn bê tông toàn khối.

Mạ ngừng theo phương đứng trong sàn sườn được để như sau:

• Khi hướng đổ bê tông song song với dầm phụ, tức mạch ngừng cắt qua dầm phụ, thì mạch

ngừng có thể bố trí tại bất kỳ tiết diện nào nằm trong đoạn 1/3 chính giữa của nhịp dầm phụ

L đồng thời cũng là nhịp bản theo phương dầm phụ L₁ (nhịp bản chính là nhịp dầm phụ) Ở

các vị trí này lực cắt trong cả bản và dầm phụ đều nhỏ

• Khi hướng đổ bê tông song song với dầm chính, tức là mạch ngừng cắt qua dầm chính, thì

mạch ngừng có thể bố trí tại bất kỳ tiết diện nào, mà: vừa nằm trong đoạn 1/2 chính giữa nhịp

dầm chính L, vừa nằm trong đoạn 1/2 chính giữa nhịp bản theo phương dầm chính L₂ (nhịp

bản có thể không trùng với nhịp dầm chính) Ở các vị trí này lực cắt trong cả bản và dầm chính

đều nhỏ Tuy nhiên, tùy theo mặt bằng kết cấu mà vùng để được mạch ngừng trong trường hợp

3.2 LỰA CHỌN, BỐ TRÍ THIẾT BỊ MÁY MÓC PHỤ TRỢ VÀ PHỐI HỢP CHÚNG VỚI CÁC MÁY MÓC CHỦ ĐẠO 33

Các vùng có thể bố trí mạch ngừng đứng, cắt qua dầm chính (gạch chéo đỏ) và cắt qua dầm phụ (gạch chéo xanh).

này có thể không có, và nếu có thì mạch ngừng lại cắt qua nhịp làm việc chính của hê thốngkết cấu, cho nên cần hạn chế để mạch ngừng kiểu này, hãy cố gắng đổ bê tông song song dầmphụ để mạch ngừng cắt qua dầm phụ

Mạch ngừng phải cấu tạo thẳng đứng, vuông góc với trục dầm, và được tạo thành nhờ khuôn mạchngừng loại thành đứng

Mạ ngừng nằm ngang trong hệ dầm liền sàn (sàn sườn): Khi phải bố trí mạch ngừng theo phương

ngang, thì mạch ngừng thường được đặt ở dầm tại vị trí dưới nách dầm (nơi tiếp giáp giữa dầm vớisàn) khoảng 20 - 30 mm Trong trường hợp dầm cao > 800 mm, nếu đúc bê tông liên tục thì để tránh

sự co ngót ban đầu của vữa bê tông, khi đổ bê tông tới cách nách dầm 20 - 30 mm, ta cần phải tạmnghỉ để bê tông kịp co ngót rồi mới đổ tiếp tới sàn, nhưng cũng không lâu quá thời điểm bắt đầuninh kết của bê tông Do vậy sẽ không hình thành mạch ngừng nằm ngang, việc đúc bê tông khôngđược coi là gián đoạn

Mạ ngừng nằm ngang trong các kết cấu đứng (cột, vách,…) và giữa các kết cấu đứng với sàn sườn:

về nguyên tắc có thể để tại bất kỳ tiết diện nào của kết cấu đứng, vì các nội lực có thể có trong cáckết cấu đứng là mô men uốn (thì trung tính với mạch ngừng), còn lực cắt (gây trượt dọc bề mặt mạchngừng, có hại cho phần kết cấu tại mạch ngừng) và lưc nén dọc (gây ra lực ma sát ngăn cản sự trượtdọc theo bề mặt mạch ngừng, có lợi cho phần kết cấu tai vị trí mạch ngừng) thì sẽ triệt tiêu ảnhhưởng của nhau Do đó, để thuận tiện cho thi công, thường để loại mạch ngừng tại vị trí chân kếtcấu đứng (ngay trên mặt sàn) và vị trí ngọn của kết cấu đứng (vị trí tiết diện dưới đáy dầm chính)

Các yêu cầu kỹ thuật về mạch ngừng thi công sàn sườn bê tông toàn khối trên, được luật hóa ở cácđiều 6.6.5 và 6.6.7 trong Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995 Điều 6.6.7 nêu rằng:

• Khi đổ bê tông tấm sàn có sườn theo hướng song song với dầm phụ thì mạch ngừng thi công bố trí trong khoảng 1/3 đoạn giữa nhịp của dầm.

• Khi đổ bê tông theo hướng song song với dầm chính thì mạch ngừng thi công bố trí trong hai khoảng giữa của nhịp dầm và sàn (mỗi khoảng 1/4 nhịp).

34 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG

Tới đây, kích thước phân khu lại được hạn chế lại, một cách chính xác hơn: mỗi phân khu nằm lọtgiữa các vị trí mạch ngừng đứng, với khoảng cách nhỏ hơn các kích thước đã được xác định theođiều kiện (1) và (2) ở trên

• Số lượng phân khu phải là tối thiểu, để giảm tối đa số lượng mạ ngừng-nơi kết cấu bê tông toàn khối

bị giảm yếu.

• Tổng khối lượng bê tông của các phân khu có độ ênh lệ không quá 25%, đảm bảo năng lực thi công

của máy móc và nhân lực ổn định Nguyên tắc này đảm bảo có thểtổ chức thi công theo phương phápdây chuyềnnhịp nhàng (nhịp dây chuyền hằng số k = const) Nếu khối lượng các phân khu vượt hơn điều

kiện này thì vẫn có thể tổ chức theo dây chuyền nhưng là dây chuyền không nhịp nhàng

• Chiều dài của mạ ngừng phải bố trí ngắn nhất, độ gấp khúc của mạ ngừng là nhỏ nhất.

• Hình dạng của các phân đoạn phải đảm bảo ổn định trong giai đoạn thi công, ngay cả khi phân đoạn

còn đứng riêng lẻ.

Tuy nhiên, nếu số lượng phân đoạn (phân khu) đủ lớn, tức là lớn hơn số dây uyền đơn vị (công việc chuyên

môn) (kể cả các dây chuyền “chờ đợi công nghệ"), thì có thểtổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền.Còn nếu lượng phân đoạn không đủ lớn thì tổ chức thi cônng theo sơ đồ mạng (tức làPhương pháp Đường găng(còn gọi là phương pháp tổ chức theo công việc trọn gói)) hay tổ chức thi công theophương pháp tổ chức theo

tổ đội lao động chuyên nghiệp

3.2.3 Điều kiện tháo dỡ cốp pha

Tháo dỡ cốp pha tạo hình (cốp pha không chịu lực)

eo điều 3.6.2 TCVN 4453:1995, khuôn đúc bê tông tạo hình (tức cốp pha tạo hình hay cốp pha không ịu

lực sau khi bê tông đã đóng rắn) có thể được tháo dỡ khi cường độ thực tế của cấu kiện bê tông lúc đó đạt 50

(kG/cm²) trở lên ường thì cường độ thực tế của bê tông có thể đạt tới giá trị 50 (kG/cm²) vào khoảng 1 đến 2ngày sau khi đổ, tùy vào mùa thi công

Tháo dỡ cốp pha chịu lực

Khuôn đúc bê tông (cốp pha) thuộc nhóm cốp pha đáy nằm (là nhóm cốp pha chịu lực), trong giai đoạn pháttriển cường độ của các kết cấu bê tông, thì phải hoàn toàn chịu lực thay cho kết cấu bê tông phần trọng lượngbản thân của kết cấu bê tông (phần tải trọng thường xuyên đã được kể đến khi tính toán kết cấu cốp pha) và cóthể cả các tải trọng thi công các tầng bên trên truyền xuống (các tải trọng chất thêm (ngoài tải trọng tổ hợp khithiết kế cốp pha), nếu không phải là tầng mái) Đối với loại cốp pha đáy nằm (cốp pha chịu lực), nếu không phảichịu các tải trọng chất thêm do thi công các tầng trên truyền xuống, thì đến thời điểm kết cấu bê tông cốt thépđạt tới giá trị cường độ mà có thể tự chịu được trọng lượng bản thân của chính kết cấu bê tông cốt thép đó, là có

thể được phép tháo dỡ cốp pha đáy nằm (cốp pha chịu lực) này Giá trị cường độ này gọi là cường độ tối thiểu

để tháo dỡ cốp pha ịu lực khi không ất tải thêm, Rth.d. Giá trị này được xác định theo hệ số α (tính theo

% cường độ thiết kế của kết cấu bê tông Rth.k), phụ thuộc vào độ lớn của nhịp và sơ đồ tính của kết cấu bê tông

cốt thép được chế tạo: Rth.d. = α(%)*Rth.k điều kiện tháo khuôn chiu lực là cường độ bê tông tại thời điểm tháo:

Rth.d≥ α(%)*Rth.k

• Đối với kết cấu bê tông nhịp nhỏ (L < 2m) thì α = 50%, Rth.d. = 50(%)*Rth.k (nhưng ≥ 80 kG/cm2)

• Đối với kết cấu bê tông nhịp trung bình (2m ≤ L ≤ 8m) thì α = 70%, Rth.d. = 70(%)*Rth.k

• Đối với kết cấu bê tông nhịp lớn (L > 8m) thì α = 90%, Rth.d. = 90(%)*Rth.k

• Đối với sơ đồ kết cấu dạng con-son thì α = 100%, Rth.d. = 100(%)*Rth.k

Viêc chất tải toàn bộ lên kết cấu bê tông đã tháo dỡ cốp pha chỉ được phép thực hiện khi bê tông đã đạt đến giátrị cường độ thiết kế, giá trị này thường phải sau 28 ngày tính từ lúc đúc thì mới đạt được

3.2 LỰA CHỌN, BỐ TRÍ THIẾT BỊ MÁY MÓC PHỤ TRỢ VÀ PHỐI HỢP CHÚNG VỚI CÁC MÁY MÓC CHỦ ĐẠO 35

Nhưng trong thi công nhà nhiều tầng, việc thi công lên cao cần đảm bảo được tiến hành liên tục cả khi bê tôngchưa đạt đủ cường độ thiết kế Việc thi công tầng trên sẽ truyền tải trong xuống chất thêm cho tầng dưới, phầntải trọng này khi bê tông chưa đủ cường độ chịu thêm chúng, thì phải được cốp pha chịu Do đó, trong trườnghợp này, đến thời điểm bê tông đạt cường độ tự chịu trọng lượng bản thân của chúng, cốp pha vẫn phải đượcduy trì một phần để chịu phần tải trọng chất thêm do thi công các tầng trên, thay cho bê tông, cho đến khi bêtông đạt đến giá trị cường độ thiết kế Như vậy đến thời điểm bê tông đạt cường độ tháo dỡ tối thiểu ở trên, thìvẫn có thể tháo dỡ cốp pha, nhưng không tháo hết hoàn toàn, mà tháo từng phần rồi lắp dựng giáo chống lại

một phần với khoảng cách thưa hơn gọi là các cột ống “an toàn”, duy trì cho đến khi bê tông sàn sườn đat

đến cường độ thiết kế thì mới tháo hết toàn bộ Đối với dầm có nhịp > 4m, thì để lại ván đáy và các cột chống

“an toàn” với khoảng cách 3m Đối với sàn thì giữ lại hệ đà ngang và các chống “an toàn” chống lại đúng vào vịtrí cũ (vị trí có cột chống tầng trên chống vào), với mật độ chống “an toàn” bằng 50% lượng giáo chống làm việckhi chưa tháo, nhưng khoảng cách chống “an toàn” phải < 3m

Tuy nhiên, tại phân khu bê tông sàn sườn đã đạt cường độ tháo dỡ tối thiểu, nhưng ngay bên trên nó là phân khusàn sườn tầng trên sắp hoặc đang được đúc thì toàn bộ hệ cốp pha chịu lực bên dưới chúng phải để lại nguyênvẹn không được tháo dỡ, cho đến khi phân khu sàn sườn tầng dưới đạt đến cường độ thiết kế

Đối với nhà nhiều tầng chạy dài nhiều đơn nguyên, số lượng phân đoạn thi công bê tông sàn sườn toàn khốitrong một tầng thường lớn Mỗi phân đoạn thường được đúc bê tông trong một ngày Nên thời gian để đúc xongmột tầng thường kéo dài, từ phân đoạn đầu tiên đến phân đoạn cuối cùng cách nhau một khoảng thời gian lâu.Nên việc tháo dỡ cốp pha chịu lực không phụ thuộc nhiều vào số lượng tầng cốp pha làm việc, vì khi đúc bêtông phân đoạn cuối trong một tầng thì bê tông ở phân đoạn đầu của tầng đã đạt tới một giá trị cường độ khálớn Chỉ cần một số lượng tầng cốp pha đang làm việc rất nhỏ (có thể từ 1-2 tầng) cũng đảm bảo chịu được cáctải trọng chất thêm do việc thi công tầng trên, do tầng bên dưới các phân đoạn bê tông sàn sườn hầu như đã đạtđến cường độ thiết kế Khi đó, chỉ cần tuân thủ các yêu cầu về tháo dỡ cốp pha chịu lực như bên trên, mà không

cần xem xét tới điều kiện an toàn "2 tầng rưỡi" dưới đây.

Đối với nhà cao tầng dạng tháp, mặt bằng tập trung, số lượng phân khu trên một tầng ít (thường ≤ 4 phân đoạn).Khi bê tông sàn sườn đạt tới được cường độ thiết kế để có thể tháo dỡ hoàn toàn cốp pha chịu lực của một tầng,thì số lượng các tầng bên trên đã và đang được thi công chồng lên tầng chuẩn bị tháo cốp pha đó là khá lớn, tảitrọng chất thêm lên cốp pha cần tháo dỡ cũng khá lớn Trong trường hợp này phải xem xét thêm một điều kiện

tháo dỡ cốp pha nữa được gọi là điều kiện an toàn "2 tầng rưỡi", như sau: Cốp pha chỉ được phép bắt đầu tháo

dỡ và chống “an toàn” lại tại tầng thứ 3 bên dưới kể từ tầng đang thi công đúc bê tông sàn sườn, khi cường độ bêtông của tầng thứ 3 này đạt tới cường độ tối thiểu có thể tháo dỡ cốp pha chịu lực, và chỉ được phép tháo toàn

bộ cốp pha của một phân đoạn tại tầng thứ 3 này khi cường độ bê tông sàn sườn đã đạt tới cường đô thiết kế.Như vậy, bên dưới tầng đang đúc bê tông sàn sườn phải có ít nhất 2 tầng cốp pha hoàn chỉnh liên tiếp liền ngay

bên dưới và một tầng cốp pha được chống lại “an toàn” (2 tầng rưỡi cốp pha).

ời điểm để bê tông sàn sườn toàn khối đạt tới cường độ tối thiểu để có thể tháo dỡ được cốp pha chiu lực phụthuộc vào các yếu tố sau: mùa thi công (yếu tố thời tiết của môi trường khi tháo), điều kiện dưỡng hộ tại hiệntrường, và điều kiện có hay không sử dụng phụ gia Tiêu chuẩn TCVN 4453-1995, đưa ra biểu thời điểm để bểtông đạt cường độ tháo dỡ tối thiểu (không chất tải thêm), cho bê tông không sử dụng phụ gia, tại bảng 3, TCVN4453-1995

• Tiêu chuẩn Việt Nam, Kỹ thuật thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, TCVN 4453:1995.

• y phạm ủy lợi, Kỹ thuật thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, QPTL-D6-78.

• Construction Methods and Management, S.W.Nunnally.

• i công bê tông cốt thép, Lê Văn Kiểm, nhà xuất bản Xây dựng.

• Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng, tập II, Triệu Tây An, nhà xuất bản Xây dựng.

• Kỹ thuật thi công-Tập 1, Đỗ Đình Đức-Lê Kiều.

• Kỹ thuật xây dựng 1-Công tác đất và thi công bê tông toàn khối của Lê Kiều, Nguyễn Duy Ngụ, Nguyễn

Đình ám-nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật-1998

• Hoàn thiện lý thuyết thiết kế cốp pha và biện pháp thi công sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối, Doãn Hiệu,

Đề tài nghiên cứu cấp trường số 84/2008KH ĐHXD, trường Đại học Xây dựng

Chương 4

CHƯƠNG III CÁC VÍ DỤ ĐỒ ÁN

4.1 Thiết kế cốp pha

Lựa chọn công nghệ thi công bê tông toàn khối hai đợt:

• Đợt 1: thi công cột (kết cấu đứng) trước và tách riêng với dầm sàn

• Đợt 2: thi công sàn đồng thời với dầm (các kết cấu nằm) tách riêng với cột.

Ví dụ về một ô sàn sườn điển hình của một tầng nhà bê tông cốt thép toàn khối.

• Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

• Trọng lượng kết cấu sàn bê tông dầy 15 (cm)

g = (1,0*0,15*2500)*1,2 = 375*1,2 = 450 (kG/m)

36

• Tải trọng tạm thời ngắn hạn (hoạt tải):

• Hoạt tải do người và phương tiện

p = (1,0*250)*1,3 = 250*1,3 = 325 (kG/m)

• Hoạt tải đổ bê tông với dung tích thùng đổ chọn là 0,9 (m³), (hoạt tải đầm bê tông sàn nhỏ hơn

hoạt tải đổ bê tông vào khuôn sàn)

pđ = (1,0*600)*1,3 = 600*1,3 = 780 (kG/m)

Tổng tải trọng tác động lên ván khuôn sàn

• Cho điều kiện cường độ: q1= G + 0,9*P = (450 + 28,26 + 19,8) + 0,9*(325 + 780) = 498,06 +

0,9*1105 = 1492,56 (kG/m) = 14,926 (kG/cm)

• Cho điều kiện biến dạng: q2= G = (375 + 23,55 + 18) = 416,55 (kG/m) = 4,166 (kG/cm)

• Đặc trưng hình học của dải ván khuôn sàn

• Momen quán tính J = (bδ3)/12 = (100*δ3)/12 = (100*3,03)/12 = 225 (cm4)

• Momen kháng uốn W = (bδ2)/6 = (100*δ2)/6 = (100*3,02)/6 = 150 (cm³)

• Tính chọn chiều dài nhịp kết cấu ván khuôn sàn ở ô sàn nhịp biên dầm chính

• eo điều kiện cường độ: l₁ =√9RW /q1=√

• Tính chọn chiều dài nhịp kết cấu ván khuôn sàn ở ô sàn nhịp giữa dầm chính, (do nhịp kết cấu ô sàn bê

tông cốt thép là nhỏ = 1,9 (m), nên số lượng gối tựa của ván khuôn sàn cũng sẽ ít, cho nên chọn sơ đồ kếtcấu của ván khuôn sàn ở ô sàn này là sơ đồ dầm liên tục 2 nhịp hoặc dầm đơn giản (1 nhịp)), trường hợp

từ 1 đến 2 nhịp này sẽ được xác định như sau:

• eo điều kiện cường độ: l₁ =√8RW /q1=√