Thi công công trình BÊ TÔNG và Bê tông cốt thép

Sưu tầm các tài liệu, các giáo trình, bài giảng về ngành công trỉnh thủy lợi, thủy điện, xây dựng, giao thông. Các bài giảng này theo tiêu chuẩn hiện hành mới nhất. Các công nghệ về xây dựng giao thông, thủy lợi, thủy điện, xây dựng dân dụng, công nghiệp

THI CÔNG CÔNG TRÌNH

BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

(BÀI GIẢNG CAO HỌC)

Mục lục

THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP 1

Các yêu cầu cơ bản để đảm bảo chất lượng công trình bê tông: 1

Khi thi công cần chú trọng các vấn đề sau: 1

CÔNG TÁC CỐT LIỆU 2

1 Những yêu cầu cơ bản đối với cốt liệu 2

2 Gia công cốt liệu 4

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN (Cofrage, Cốp pha) 6

1 Những yêu cầu cơ bản đối với ván khuôn 6

2 Xác định lực tác dụng lên ván khuôn và các bước thiết kế ván khuôn 6

3 Phân loại và kết cấu ván khuôn 9

4 Dựng lắp và tháo dỡ ván khuôn 20

5 Công tác nghiệm thu 22

ĐỔ, SAN, ĐẦM VÀ DƯỠNG HỘ BÊ TÔNG 23

1 Phân khoảnh đổ bê tông 23

2 Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông 26

3 Đổ, san, đầm và dưỡng hộ bê tông 27

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẶC BIỆT TRONG CÔNG TÁC BÊ TÔNG 35

1 Độn đá hộc trong bê tông 35

2 Đổ bê tông dưới nước 36

3 Thi công bê tông bằng phương pháp lắp ghép 38

4 Phun vữa và phun bê tông 39

5 Thi công bê tông bằng phương pháp chân không 40

TU SỬA ĐẬP VÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG 41

II

THI CÔNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Các yêu cầu cơ bản để đảm bảo chất lượng công trình bê tông:

1 Chất lượng vật liệu và tỷ lệ cấp phối

2 Vữa bê tông không bị phân cỡ khi v/ch, khối bê tông đặc chắc không bị

rỗ, quá trình bê tông ninh kết được bảo vệ và nuôi dưỡng tốt

3 Ván khuôn vững chắc, đúng kích thước, dễ lắp và dễ tháo dỡ

4 Cốt thép gia công đúng kích thước, đặt buộc chính xác, chắc chắn, cốtthép phải sạch

5 Chia khoảnh, chia đợt, phân đoạn thi công hợp lý Xử lý tốt khe thi côngbảo đảm tính hoàn chỉnh theo thiết kế

6 Biện pháp thoát nhiệt trong bê tông khối lớn

7 Loại trừ ảnh hưởng xấu của thời tiết và khí hậu đối với bê tông

Khi thi công cần chú trọng các vấn đề sau:

− Tuân thủ theo Qui phạm kỹ thuật thi công và nghiệm thu các kết cấu bêtông và bê tông cốt thép công trình thuỷ lợi) Chú ý đến khống chế nứt nẻ

do nhiệt sinh ra trong bê tông;

− Tiết kiệm vật liệu;

− Cơ giới hoá các khâu công việc, áp dụng các biện pháp tiên tiến như thicông lắp ghép, ván khuôn bê tông, ván khuôn trượt và đổ bê tông liêntục

− Bê tông ứng suất trước (dự ứng lực)

1

CÔNG TÁC CỐT LIỆU

Cốt liệu dùng trong bê tông thuỷ lợi chủ yếu là đá hoặc sỏi cuội, cát với khốilượng lớn Cát có thể là cát tự nhiên hoặc cát nghiền từ đá,

1 Những yêu cầu cơ bản đối với cốt liệu

1 Độ sạch: Lượng tạp chất chứa trong cốt liệu và trong nước không vượt quáqui định của quy phạm

Bảng 1: Cấp phối phù hợp của cát to và vừa (theo điều 4.10, QPTL-D6-78)

lượng (%) 5,00

2,50 1,25 0,63 0,315 0,14

Đá có cấp phối nằm trong phạm vi cho phép qui định của QP

Bảng 2: Phân loại cát theo cấp phối (QPTL-D6-78)

theo % trọng lượng (%) Cát to

Cát vừa

3,5 – 2,5 2,5 – 2,0

≥50

2

Mô đun độ lớn của cát (M c ) Lượng sót tich luỹ trên sàng 0,63mm tính

theo % trọng lượng (%) Cát nhỏ

Cát mịn

2,0 – 1,5 <1,5

30 – 50

10 – 30

<10 Bảng 3: Cấp phối đá theo QPTL-D6-78

Cần lưu ý hiểu bản chất tại sao có được đường bao cấp phối yêu cầu đối với vậtliệu

3

2 Gia cụng cốt liệu

2.1 Nghiền đỏ

Đỏ khai thỏc ở mỏ sau nổ mỡn thường phải nghiền nhỏ để đạt được cỏc cỡ hạttheo yờu cầu của bờ tụng

Nguyờn lý nghiền: ộp vụn, chẻ vụn, đập vụn, bẻ vụn, nghiền vụn

Dựa theo nguyờn lý trờn cú nhiều loại mỏy nghiền khỏc nhau

1- ép vụn; 2- chẻ vụn; 3- đập vụn; 4- bẻ vụn; 5- nghiền vụn

Hình 4 Sơ đồ làm việc của các kiểu máy nghiền đá

1- hàm kẹp; 2- chóp cụt; 3- trụ quay; 4- búa đập

4

2.3 Rửa cốt liệu

Với lượng bựn đất dưúi 5% cú thể kết hợp vừa sàng hoặc vừa khai thỏc (ởsụng), vừa rửa Nếu lượng bựn đất lớn thỡ phải cú thiết bị chuyờn dựng để rửa

Rửa cốt liệu nhỏ cú thể dựng mỏy rửa dạng xoắn ốc ren vớt

Rửa thủ cụng bằng bể chứa cho nước chảy qua và dựng rổ sảo vớt cốt liệu.Đối với cụng trường lớn thường bố trớ trạm liờn hợp nghiền sàng và rửa cốt liệu

Hình 6 Sơ đồ nguyên lý máy rửa kiểu xoắn ốc

5

CÔNG TÁC VÁN KHUÔN (Cofrage, Cốp pha)

1 Những yêu cầu cơ bản đối với ván khuôn

1 Đúng hình dạng, kích thước và vị trí các bộ phận công trình theo thiết kế;

2 Mặt ván khuôn phẳng, trơn nhẵn và kín không để chảy vữa bê tông;

3 Dễ lắp, dễ tháo dỡ và luân chuyển được nhiều lần;

4 Tạo điều kiện thuận lợi cho các khâu công việc khác

2 Xác định lực tác dụng lên ván khuôn và các bước thiết kế ván khuôn

2.1 Lực tác dụng

a Khối lượng bản thân ván khuôn và các chống đỡ của nó;

b Khối lượng bê tông lỏng 2500daN/m3 (2500kg/m3);

c Khối lượng cốt thép, sơ bộ có thể lấy 100daN trong 1m3 bê tông (khối lượngriêng của thép 7800daN/m3 = 7800kg/m3)

d Tải trọng do người và công cụ thi công:

− khi tính ván mặt lấy 250daN/m2

− khi tính nẹp sau ván mặt lấy 150daN/m2

− khi tính cột chống lấy 100daN/m2

e Khối lượng lớp phủ bề mặt khi nuôi dưỡng bê tông (tuỳ tình hình để tính)

g Áp lực ngang của vữa bê tông lỏng

h Lực xung kích do đổ bê tông

Lực tác dụng lên ván khuôn khi đổ bê tông

1 máng trượt, phễu vòi voi hay ống dẫn

6

i. Lực tác dụng khi đầm rung lấy 100daN/m2 đối với ván khuôn nằm, 200daN/m2

đối với ván khuôn đứng

k Tải trọng ngang của gió: chỉ dùng kiểm tra ổn định của cả mảng kết cấu ván

khuôn nơi cao hơn mặt đất trên 5m và thường có gió cấp IV trở lên Xác địnhnhư sau:

Qg=k.q (N/m2)trong đó: q- áp lực tiêu chuẩn của gió (xem TCVN về tải trọng gió) hoặc có thể lấy500-1000N/m2; k- hệ số xác định theo QP hiện hành, phụ thuộc kết cấu ván khuôn trựcdiện hay nghiêng với hướng gió

Áp lực ngang của bê tông lỏng

H P

0

R H R F

R P

H P

n b

R H R F

R P

H P

1

R H R F

R P

Cách đầm Công thức tính Phạm vi dùng Sơ đồ áp lực

Đầm thủ công

2

550,0

100,1

H F

H P

=

=

v H r H

4

1,9

v P

24

100,1

4100,1

4

1,9

≥

<

F P

rH F

r P

000,10

000,10

=

=

1,9

700,0

H F

H P

=

nước

F P

R0- chiều dài chày đầm (m);

F- hợp lực;

Rn- bán kính tác dụng theo chiều thẳng đứng của đầm treo;

R1- chiều sâu tác dụng của đầm là mặt;

v- tốc độ đổ bê tông lên cao;

r- bán kính tính đổi theo mặt cắt ngang của kết cấu:

r = (m) với F và P là diện tích và chu vi mặt cắt ngang cột;

γb- dung trọng bê tông đã đầm;

H- chiều cao sinh áp lực ngang của bê tông (m) tính như sau:

- nếu đổ lên đều 1 v t1

F

t H

nếu đổ lớp nghiêng hay bậc thang thì H là chiều cao khối đổ

2.2 Tổ hợp lực để tính toán ván khuôn và đà giáo chống đỡ

Tổ hợp lực để tính ván khuôn

8

TT Các loại kết cấu ván khuôn Lực tác dụng

Tính k/năng chịu lực Tính biến dạng1

a+b+c+eggga+b+cg

2.3 Các bước thiết kế ván khuôn

Mục đích của thiết kế ván khuôn là xác định được kích thước vật liệu (ván mặt,thanh nẹp, đinh, bu lông ) và cự ly các kết cấu của ván khuôn để biết cách gia công vàlắp dựng

Cuối cùng thống kê vật liệu

3 Phân loại và kết cấu ván khuôn

3.1 Phân loại ván khuôn

Theo VL làm ván khuôn có: Ván khuôn gỗ, BT, kim loại

Theo hình dáng bề ngoài và vị trí có: ván khuôn phẳng, cong, đứng, nằm,nghiêng, treo

Theo điều kiện thi công có: ván khuôn định hình, tiêu chuẩn, cố định, di động,trượt

Theo tác dụng của ván khuôn có: ván khuôn chân không, ván khuôn thấm nước

9

3.2 Một số loại ván khuôn thường gặp 1) Ván khuôn tiêu chuẩn

10

Đó là những mảng ván ghép lại với nhau có kích thước nhất định khoảng vàim2 Vật liệu gỗ hoặc kim loại.

Ván khuôn tiêu chuẩn được gia công hàng loạt trong công xưởng, kích thướctuỳ thuộc kích thước khối đổ bê tông và khả năng vận chuyển, thường có chiều rộng0,8÷1,2m và dài 2÷5m độ dày ván, kích thước và bố trí nẹp do tính toán thiết kế

Ván khuôn như hình 17.2a có thể luân lưu 5 lần, như hình 17.2b – 10 lần

13

Là những tấm ván khuôn được gia công hoàn chỉnh (kể cả ván mặt đến giằngchống ) Ví dụ ván khuôn cho cả một dầm, một đoạn hành lang trong thân đập, ống xảnhà máy thuỷ điện, mảng ván khuôn phẳng khi đổ bt khối lớn Thường dùng cần cẩu

để lắp dựng

Ưu điểm: Tăng được tốc độ thi công, chất lượng ván khuôn tốt nhưng cần hiệntrường đủ rộng và trong tầm với của cần cẩu

4) Ván khuôn bê tông đúc sẵn

Dùng bê tông làm ván khuôn, sau khi thi công ván khuôn nằm lại ở phần vỏ củacông trình Có thể là những khối lớn bê tông, tấm bê tông mỏng, dầm bê tông

5) Ván khuôn bằng kim loại

Dùng thép tấm dày 1,5mm gia cố bằng sắt hình tạo thành những tấm tiêu chuẩn,các tấm liên kết với nhau bằng bu lông hoặc chốt

6) Ván khuôn trượt

15

Ván khuôn trượt sử dụng khi đổ bê tông các công trình có chiều cao (tháp nước,giếng điều áp, tường, lõi nhà cao tầng, mái chống thấm của đập đá đổ) Tốc độ trượtphụ thuộc vào thời gian đạt cường độ yêu cầu của bê tông Khi trượt lõi nhà cao tầngthường với tốc độ 10cm/h; bê tông bản mặt 2m/h, mỗi lần trượt <30cm.

18

7) Ván khuôn di động

Khi đổ bê tông các công trình có tiết diện giống nhau theo chiều dài (đườnghầm, tường chắn, ống dẫn nước ) ta sử dụng ván khuôn di động Thường dùng hệthống kích để nâng hạ các mảng ván khuôn gắn trên hệ khung di chuyển theo đườngray

19

Có 3 quá trình làm việc cơ bản:

− dựng ván khuôn và đổ bê tông

− nuôi dưỡng bê tông ở giai đoạn vẫn dùng giàn khung đỡ

− rỡ giàn khung chống đỡ, nuôi dưỡng bê tông trong ván mặt còn lại

20

Khi dựng lắp ván khuôn nằm thường dùng nêm hoặc kích để điều chỉnh độ cao.Đối với ván khuôn dầm có nhịp >4m phải có độ vồng thi công

1000

3 l

f = ⋅

trong đó l làkhẩu độ dầm (m)

Khi dựng ván khuôn đứng thường dùng dây chằng có tăng đơ điều chỉnh chován khuôn thẳng đứng

Quá trình v/ch để dựng lắp cần chú ý không để ván khuôn đã gia công bị vachạm xô đẩy làm biến dạng, hư hỏng

Các giằng chống phải có chỗ tựa vững chắc

Nếu v/ch, dựng lắp trên phần bê tông mới đổ thì bê tông đó phải đạt cường độtheo quy định là 25daN/cm2 Thời gian đạt cường độ này phụ thuộc nhiệt độ và tínhchất của xi măng, của phụ gia trong bê tông.(xem thêm quy định thời gian tháo vánkhuôn)

4.2 Tháo dỡ ván khuôn

Thời gian tháo dỡ ván khuôn phải căn cứ vào đặc điểm kết cấu, điều kiện khíhậu, tính chất của bê tông và thông qua thí nghiệm để xác định

Đối với ván khuôn đứng yêu cầu tháo dỡ khi bê tông đạt cường độ 25daN/cm2

Ví dụ với bê tông mác 200, nhiệt độ ngoài trời 250C, xi măng phổ thông thì thời gian là1ngày

Đối với ván khuôn nằm thời gian chờ lâu hơn

Thời gian chờ tham khảo các bảng quy định trong QP Trường hợp cần thiếtphải thông qua thí nghiệm để quyết định

21

Trường hợp nhiệt độ ngoài trời 11-140C sau khi tháo ván khuôn cần che phủ đểnhiệt độ trong bê tông giảm từ từ, nếu điều kiện có thể thì dỡ ván khuôn muộn hơn.

Trình tự tháo dỡ: đối với ván khuôn nằm tiến hành từ dưới lên trên, đối với vánkhuôn đứng tiến hành từ ngoài vào trong Với ván khuôn nằm sau khi tháo nêm hay hạkích, nên lợi dụng hệ thống chống đỡ để tháo dầm, xà và ván mặt ở trên cao sau đó mớitháo hệ thống chống đỡ

5 Công tác nghiệm thu

Khi dựng lắp xong ván khuôn và giằng chống xong phải kiểm tra và nghiệm thutheo các điểm sau:

1) Độ chính xác của ván khuôn so với thiết kế: sai số cho phép theo quy địnhcủa quy phạm

2) Độ chính xác của các bộ phận chôn sẵn trong bê tông

3) Độ kín khít giữa các tấm ván khuôn và giữa ván khuôn với mặt nền hoặcvới bê tông cũ

4) Độ vững chắc của ván khuôn và giằng chống, đặc biệt là các chỗ nối.Kiểm tra độ chính xác của ván khuôn cần có máy trắc đạc, các loại thước và dâydọi

Quá trình đổ bê tông phải thường xuyên theo dõi kiểm tra kích thước và vị tríván khuôn nếu có biến hình phải lập tức dừng đổ bê tông để xử lý

22

ĐỔ, SAN, ĐẦM VÀ DƯỠNG HỘ BÊ TÔNG

1 Phân khoảnh đổ bê tông

1.1 Sự cần thiết và nguyên tắc phân chia khoảnh đổ

Các cấu kiện bê tông trong công trình thuỷ lợi thường có thể tích và diện tíchlớn, mặt khác còn có các khe nhiệt (co giãn), khe lún và các khe tạm (khe thi công),đồng thời do điều kiện và năng lực thi công nên không thể đổ bê tông một lần xong màphải chia thành nhiều khoảnh

Khoảnh đổ thực chất là phạm vi của khối bê tông đổ liên tục trong một lầnxong, nó có thể là một phần hay một bộ phận công trình

Nguyên tắc chia khoảnh:

– Chia khoảnh hợp lý, nghĩa là bảo đảm chất lượng, tăng nhanh tốc độ thi công

tránh hiện tượng nứt nẻ, sinh khe lạnh và thi công dễ dàng Nếu khoảnh đổ lớn thìthi công nhanh, giảm nhiều công việc phát sinh như công tác ván khuôn, xử lý khetiếp giáp giữa các khoảnh đổ nhưng đòi hỏi cường độ thi công cao, thoát nhệt khókhăn Nếu khoảnh đổ nhỏ thì ngược lại

– Căn cứ vào tính chất xi măng, đặc điểm kết cấu công trình, khả năng đáp ứng

cường độ thi công, cấp phối bê tông và điều kiện khí hậu liên quan đến thoát nhiệttrong bê tông khối lớn.(Tham khảo thêm TCVN 4453:1995 điều 6.6 mạch ngừngthi công)

Vị trí các khe thi công phải căn cứ vào biểu đồ nội lực bố trí ở nơi ít nguy hiểmnhất và dễ thi công

23

Điều kiện không sinh khe lạnh trong bê tông: Khe lạnh là khe sinh ra trong nội

bộ khoảnh đổ do hiện tượng lớp bê tông đổ trước đã ninh kết ban đầu mới đổ tiếplớp bê tông thứ hai trùm lên, liên kết giữa hai lớp bị yếu

Kiểm tra điều kiện không sinh khe lạnh để xác định diện tích khoảnh đổ:

h

t t N K

F≤ . (1− 2)

trong đó:

F- diện tích bề mặt bê tông đang đổ (m2), được xác định phụ thuộc vào phương

pháp đổ bê tông.(sẽ tính cụ thể ở phần sau)

K- hệ số trở ngại do vận chuyển K<1

t1- thời gian ninh kết ban đầu của bê tông (giờ)

t2- thời gian vận chuyển từ trạm trộn đến khoảnh đổ (giờ)

h- chiều dày một lớp bê tông khi đổ (m)

Thời gian t1 tham khảo bảng sau

Nhiệt độ trong khoảnh đổ

lúc đang thi công (0C)

xi măng Poóc lăng (thờigian ninh kết ban đầu trên

Nhiệt độ trong khoảnh đổ

lúc đang thi công (0C)

xi măng Poóc lăng (thờigian ninh kết ban đầu trên

1 giờ) (phút)

xi măng Poóc lăng xỉ, tonúi lửa, xi măng Fuzolan10-20

5-10

135195

180-

1.2 Các hình thức phân chia khoảnh đổ

Có ba hình thức:

1 Hình thức xây gạch:

Các khoảnh đổ bố trí như xây gạch, các khe ngang chạy suốt từ thượng lưu về

hạ lưu, các khe đứng so le

Ưu điểm: Xử lý khe thi công đơn giản, bảo đảm tốt tính chỉnh thể.

Nhược điểm: Tổ chức thi công phức tạp, tốc độ thi công chậm nên ít dùng.

2 Hình thức kiểu hình trụ:

Khe đứng chạy suốt từ thấp lên cao, khe ngang so le

Ưu điểm: Toả nhiệt đễ dàng, có thể dùng ván khuôn tiêu chuẩn, dễ khống chế

độ co ngót, biến dạng cho phép

Nhược điểm: Xử lý khe thi công phức tạp, khối lượng ván khuôn lớn Tuy

nhiên hình thức này thường ứng dụng xây dựng đập bê tông khói lớn

3 Hình thức lên đều:

Ngoài khe kết cấu, còn khe thi công nằm ngang chạy suốt từ TL về HL, không

có khe thi công thẳng đứng

Ưu điểm: Công tác ván khuôn giảm, xử lý khe thi công ít.

25

Nhược điểm: Diện tích khoảnh đổ lớn, chỉ dùng cho đập có mặt cắt nhỏ.

Chiều cao khoảnh đổ thường từ 1,5-6m, khoảng cách giữa các khe đứng khôngquá 20m Diện tích khoảnh đổ 400-500m2 Chiều cao khoảnh đổ phổ biến là 3-4m,riêng khoảnh tiếp giáp với nền thì chiều cao 0,75-1m để giảm ứng suất kéo nơi tiếpgiáp nền

2 Công tác chuẩn bị trước khi đổ bê tông

2.1 Chuẩn bị nền

Chuẩn bị nền nhằm tạo liên kết tốt giữa nền với bê tông

– Nếu là nền đá, ngoài việc phụt vữa gia cố và chống thấm, trước khi đổ bêtông phải bóc hết lớp đá phong hoá không đạt yêu cầu thiết kế, tạo độ dốcxoải hoặc bậc thang (chiều rộng bậc>chiều cao bậc), sau đó dùng súng cáthoặc súng nước, khí nén thổi sạch

Nếu chờ lâu mới đổ bê tông thì nên che phủ bao tải ướt hoặc chừa lại lớpmỏng đá khí chuẩn bị đổ bê tông mới bóc

Trước khi đổ bê tông cần đổ vữa lót dày 3-5cm

– Nếu là nền đất, san phẳng, đổ lớp đá dăm, phủ lớp cát và đầm chặt Nếu lànền cát khô thì phải tưới ướt lớp dày 15cm trước khi đổ bê tông

Đây là những điều cơ bản, tuy nhiên xử lý nền phải tuân theo QP và chỉ dẫn củathiết kế

2.2 Xử lý khe thi công (mạch ngừng thi công).

– Đối với bê tông cũ: đục xờm sâu 0,5cm hoặc lộ ra 0,5d (d- đường kính đátrong bê tông) đục thủ công năng suất thấp, đục bằng máy thì dễ gây chấnđộng long rời cốt liệu

– Đối với bê tông mới:

+ Sau khi đổ 6-8giờ(mùa hè), 12-24giờ (mùa đông) dùng nước cao áp xóirửa, thường áp dụng cho khe ngang Năng suất cao Chú ý: với bê tôngnhẹ không được dùng cách này

+ Dùng phụ gia chậm đông kết nồng độ 15% hoặc lớp hoá chất CCÁ, saukhi đủ cường độ cho phép tháo ván khuôn, dùng nước áp lực xói rửa.Phương pháp này thường dùng cho khe đứng

26