IBST COTEC hoạt động sản xuất và kinh doanh trên hai lĩnh vực chính: Tƣ vấn đầu tƣ xây dựng cơng trình (Thiết kế, thẩm tra, giám sát, khảo sát v.v..) và cung ứng vật tƣ và thi công kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trƣớc. Tuy nhiên trong phạm vi luận văn này tôi chỉ xin đƣợc đề cập đến
một lĩnh vực chính có sự đóng góp chủ yếu cho sự thành cơng của IBST
COTEC, đó là: Cung ứng vật tƣ và thi công phần cáp kết cấu sàn bê tông cốt thép ứng suất trƣớc căng sau (sàn BTCT ƢLT căng sau).
Sau đây là một số thông tin cơ bản về kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trƣớc:
a. Khái niệm về BTCT ƯLT
Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trƣớc là sản phẩm kết hợp giữa việc ứng dụng vật liệu cƣờng độ cao (cốt thép cƣờng độ cao, bêtông cƣờng độ cao) với việc ứng dụng lý thuyết thiết kế hiện đại và công nghệ thi cơng tiên tiến để tạo ra một kết cấu có khả năng vƣợt nhịp và chịu lực lớn hơn so với kết cấu bê tơng cốt thép phổ thơng. Mục đích của việc ứng suất trƣớc là tạo ra một ứng suất bên trong phù hợp nhằm cân bằng với một lƣợng mong muốn ứng suất do tải trọng ngoài gây ra.
b. Phân loại BTCT ƯLT căng sau
Phƣơng pháp ứng suất trƣớc căng sau ứng dụng phổ biến đối với dầm, sàn bê tông ứng suất trƣớc của kết cấu nhà vƣợt nhịp lớn. Phƣơng pháp tạo ứng suất trƣớc (kéo căng) đƣợc thực hiện ngay trên cơng trƣờng, thiết bị kéo căng đơn giản (kích thủy lực + máy bơm dầu di chuyển đƣợc dễ dàng trên công trƣờng). Kết cấu bê tông ứng suất trƣớc căng sau đƣợc chia ra làm hai loại: Bám dính và khơng bám dính.
BTCT ƯLT căng sau bám dính:
Đây là dạng kết cấu ứng suất trƣớc căng sau sử dụng cả lực bám dính giữa cốt thép ứng suất trƣớc với kết cấu bê tông, lẫn phản lực ép mặt đầu neo để giữ ứng suất trƣớc. Loại này còn gọi là kết cấu bê tơng ứng suất trƣớc căng sau bám dính. Cốt thép đƣợc đặt trong ống bao. Ống bao bằng nhựa, nhôm hay thép đƣợc đặt trong kết cấu bê tông. Sau khi bê tơng đạt cƣờng độ kéo căng thì tiến hành căng cốt thép đến ứng suất thiết kế, sau đó tiến hành bơm (hồ) vữa xi măng với áp lực cao vào trong lòng các ống bao để vừa tạo lớp vữa bảo vệ cốt thép vừa tạo môi trƣờng truyền ứng suất bằng lực bám dính giữa cốt thép với vữa xi măng đông kết, ống bao và kết cấu bê tơng bên ngồi.
Việc kiểm tra độ đầy chặt vữa xi măng trong ống bao đƣợc tiến hành nhờ có các đầu ống kiểm tra cắm vào trong ống bao. Bơm vữa áp lực cao tới khi phun đầy vữa ra các đầu thăm này có thể biết vữa đã chứa đầy trong ống cáp đến đoạn nào của kết cấu.
BTCT ƯLT căng sau khơng bám dính:
Đây là loại kết cấu ứng suất trƣớc căng sau sử dụng phản lực đầu neo tại các đầu của cốt thép ứng suất trƣớc để truyền áp lực ép mặt sang đầu kết cấu bê tông (gây ứng suất trƣớc). Phƣơng pháp này, khơng dùng lực bám dính
giữa bê tơng và cốt thép để tạo ứng suất trƣớc, nên còn gọi là ứng suất trƣớc căng sau khơng bám dính. Cốt thép đƣợc lồng trong ống bao có chứa mỡ bảo quản chống gỉ, và đƣợc lắp đặt vào trong kết cấu bê tông cốt thép mà chƣa đƣợc căng trƣớc. Đến khi bê tơng đủ cƣờng độ quy định thì tiến hành căng cốt thép đến ứng suất thiết kế. Sau khi hồn thành q trình kéo căng tiến hành cắt đầu cáp thừa, bảo về đầu neo bằng mỡ trung tính, bịt đâu neo bằng vữa xi măng.
Nhƣợc điểm của bê tông ứng suất trƣớc căng sau khơng bám dính: Nếu các đầu neo giữ ứng suất bị hỏng thì ứng suất trƣớc trong cốt thép sẽ mất, kết cấu trở thành kết cấu bê tông thông thƣờng, không đảm bảo chịu lực nữa.
c. Ưu nhược điểm của kết cấu BTCT ƯLT
Ưu điểm:
Ƣu điểm của kết cấu BTCT ƢLT so với kết cấu BTCT thông thƣờng không những thể hiện ở các ƣu điểm kết cấu vƣợt nhịp lớn, tính năng chịu lực (khả năng chịu cắt, kéo, uốn, chống nứt cao; độ võng và biến dạng bé) và tính năng sử dụng ƣu việt, tăng tính thẩm mỹ cơng tình mà cịn thể hiện ở khía cạnh kinh tế:
+ Giảm kích thƣớc tiết diện, giảm tải trọng bản thân cơng trình dẫn đến giảm vật liệu và chi phí thi cơng phần thân và nền móng cơng trình;
+ Giảm khối lƣợng cốp pha thi công do kết cấu sàn phẳng số lƣợng dầm là rất ít;
+ Giảm thời gian thi cơng cơng trình, v.v...
Nhược điểm:
Mác bê tơng cao hơn so với phƣơng án kết cấu bê tơng cốt thép thơng thƣờng;
Tính tốn phức tạp hơn.
d. Ứng dụng
Sàn bê tông cốt thép dự ứng lực có khả năng vƣợt nhịp lên tới 20m, hiệu quả trong nhịp từ 8-12m, kinh tế nhất là nhịp 9m. Nhịp trung bình phổ biến là 10-12m, tuy nhiên có thể kết hợp với dầm bản dự ứng suất với nhịp 16 hay 20m...
Với nhịp khoảng 8-9m thì dùng sàn tấm phẳng, cần chú ý đến chọc thủng.
Với nhịp khoảng 10m thì dùng sàn phẳng với tấm mũ, cần chú ý kiểm soát võng.
Với nhịp từ 12m trở lên chỉ nên dùng với dầm bẹt (dải sàn - slab band).