Trớc khi tiến hành thi công đúc hẫng, TVGS cần thực hiện các bớc kiểm tra với các hạng mục nội dung công việc sau: - Kiểm tra hồ sơ tính toán thiết kế thi công đốt dầm của nhà thầu đề tr
Trang 1Chỉ dẫn T vấn giám sát thi công cầu
Bê tông cốt thép dự ứng lực bằng công nghệ hẫng
PGS.TS Đặng Gia Nải Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
=========================================================
8.1 Giới thiệu công nghệ hẫng
Thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCTDUL) bằng công nghệ hẫng bao gồm 2 giải pháp công nghệ: Công nghệ lắp hẫng và công nghệ đúc hẫng (hình 1) Công nghệ hẫng đợc áp dụng chủ yếu cho những công trình cầu có khẩu độ nhịp lớn thông thờng từ 70m đến 150, 200m Việcm đến 150m đến 150, 200m Việc, 20m đến 150, 200m Việc0m đến 150, 200m Việcm Việc
áp dụng công nghệ hẫng ngoài khả năng đạt đợc khẩu độ lớn còn hàm chứa một số u điểm mang tính lợi thế nh: Không gây ách tắc các hoạt động giao thông trên đờng và tạo dáng kiến trúc đẹp theo yêu cầu mỹ quan công trình khu vực
Hình 1: Công nghệ lắp hẫng với việc sử dụng tời kéo đốt dầm
từ phơng tiện vận chuyển xe hoặc hệ nổi
1
Trang 2-Hình 2: Công nghệ lắp hẫng với việc sử dụng dàn giáo di động trên phần dầm đã đúc để vận
chuyển và lắp ghép đốt đúc.
Hình 3: Công nghệ đúc hẫng
Trang 38.2 Chỉ dẫn TVGS công nghệ đúc hẫng
8.2.1 Các bớc tiến hành công nghệ
Việc áp dụng công nghệ đúc hẫng đợc tiến hành tuần tự theo nguyên tắc:
tích gối đỡ đốt K0m đến 150, 200m Việc
(đối xứng qua tim trụ)
gối chính thức
8.2.2 Chỉ dẫn t vấn giám sát (TVGS) công tác chuẩn bị thi công đốt dầm.
Trớc khi tiến hành thi công đúc hẫng, TVGS cần thực hiện các bớc kiểm tra với các hạng mục nội dung công việc sau:
- Kiểm tra hồ sơ tính toán thiết kế thi công đốt dầm của nhà thầu đề trình: Các biện pháp lắp ráp và vận hành xe đúc bảo đảm yêu cầu ổn định trong quá trình đúc bê tông, điều chỉnh và di chuyển
- Kiểm tra tài liệu chỉ dẫn công nghệ chế tạo và đổ bê tông bao gồm: Các biện pháp về kho tàng bến bãi tập kết nguyên vật liệu, xi măng, cát, đá, phụ gia, các kết quả nghiên cứu chế tạo cấp phối bê tông, công nghệ cấp và đổ bê tông ở công trờng
- Kiểm tra các chứng chỉ thí nghiệm, các loại nguyên vật liệu và thiết bị bao gồm:
+ Phiếu thí nghiệm cốt liệu bê tông, vữa lấp lòng, ống Ghen.v.v
+ Phiếu thí nghiệm thiết bị căng kéo bó cáp DƯL: Cáp sử dụng, neo và kích căng kéo.v.v + Hiện trạng chất lợng và sự sẵn sàng hoạt động của các thiết bị tham gia thi công nh: Xe đúc (hoặc lắp), ván khuôn, đà giáo, máy đầm, trạm trộn bê tông, cần cẩu, máy bơm, xe chuyên dụng chuyên chở bê tông.v.v
8.2.3 Chỉ dẫn TVGS công tác lắp ráp hệ thống kết cấu xe đúc hẫng
- Xe đúc hẫng đợc cấu tạo theo nguyên lý kết cấu dàn thép chịu lực có nhiệm vụ: Nâng đỡ trọng lợng bê tông đốt dầm trong quá trình đổ bê tông, căng kéo bó cáp DƯL và bảo đảm đúng vị trí hình học của các đốt kết cấu nhịp trong không gian Các bộ phận kết cấu chủ yếu của dàn giáo bao gồm: Hệ khung đỡ cấu tạo bằng thanh thép với các dầm dọc chủ ( hình 2), sàn đỡ đáy, thanh treo và ván khuôn Có hai loại ván khuôn: Ván khuôn trong và ván khuôn ngoài
3
Trang 4Quá trình lắp ráp xe đúc hẫng cần đợc giám sát kiểm tra theo yêu cầu sau:
+ Kiểm tra kích thớc hình học của xe đúc hẫng và ván khuôn bảo đảm chế tạo chính xác đốt dầm theo yêu cầu thiết kế
+ Kiểm tra độ vững chắc (khả năng chịu lực của khung đỡ) trên cơ sở số liệu thử tải đo đạc độ võng và biến dạng tổng thể cũng nh cục bộ của hệ khung đỡ
+ Kiểm tra khả năng chịu lực của kết cấu sàn đỡ đáy trên cơ sở số liệu thử tải đo đạc độ võng
và biến dạng tổng thể cũng nh cục bộ của hệ thống kết cấu sàn đỡ (dàn chịu lực, ván khuôn đáy) + Kiểm tra độ kín thít của ván khuôn
+ Kiểm tra khả năng vận hành bình thờng của xe đúc bao gồm: Di chuyển của xe đúc đến vị trí mới và chốt an toàn
+ Kiểm tra kích thớc xe đúc, cao độ và độ lệch tim theo yêu cầu thiết kế
8.2.4 Chỉ dẫn TVGS công tác đổ bê tông
8.2.4.1 Đổ bê tông đốt K 0
trên đà giáo đặt ở đỉnh trụ Tuỳ quy mô của công trình để xác định kích thớc của đốt Mức độ ổn
định của quá trình đúc hẫng (hoặc lắp hẫng) các đốt tiếp theo dựa trên cơ sở mức độ ổn định của
TVGS cần kiểm tra:
- Mặt bằng bố trí gối kê tạm, số lợng và vị trí đặt các thanh thép cờng độ cao để căng ép đốt
K0m đến 150, 200m Việc xuống bệ gối theo yêu cầu thiết kế
- Kiểm tra thành phần cấp phối bê tông có xét ảnh hởng của thời tiết, nhiệt độ, nắng gió thời
điểm đổ bê tông (ngày hoặc đêm)
- Kiểm tra thành phần phụ gia trong cấp phối bê tông để vừa bảo đảm tính thuận lợi trong thi công đầm rung và vừa nâng cao khả năng đạt cờng độ cao sớm ngày Do khối lợng bê tông của đốt
K0m đến 150, 200m Việc lớn nên cách tốt nhất là sử dụng loại phụ gia có tác dụng kéo dài thời gian ninh kết
- Kiểm tra việc chuẩn bị mạch ngừng thi công và việc chuẩn bị bề mặt tiếp xúc giữa các phần
bê tông sẽ đúc sau đó
- Kiểm tra việc chuẩn bị bề mặt tiếp xúc giữa các đốt sẽ đúc sau đó
8.2.4.2 Đổ bê tông các đốt từ K 1 , K 1 K n , K n
Thông thờng chiều dài các đốt đợc thiết kế chế tạo từ 3 4m Vào thời điểm hiện nay chu kỳm Vào thời điểm hiện nay chu kỳ thi công mỗi đốt từ 8 10m đến 150, 200m Việc ngày Trong quá trình đổ bê tông TVGS cần thực hiện các bớc kiểm tra bao gồm các nội dung sau
- Kiểm tra quy trình công nghệ đổ bê tông do nhà thầu đề trình Thông thờng công nghệ đổ
bê tông đối với dầm BTCT kiểu hộp kín đợc tiến hành tuần tự bắt đầu từ đổ bê tông bản đáy trớc
(1), sau đó tiếp tục đổ phần thân (2) và bản nắp hộp (3) (Xem hình 4)
Trang 5Hình 4- Sơ đồ công nghệ đổ bê tông
- Kiểm tra độ sụt bê tông sau khi ra khỏi trạm trộn và trớc khi đa vào ván khuôn theo quy
định của thiết kế và quy trình hiện hành từ
- Kiểm tra công tác lấy mẫu thí nghiệm bê tông theo tuổi quy định, đặc biệt chú ý loại mẫu
đối với tuổi bê tông cho phép căng kéo
- Kiểm tra công tác bảo dỡng bê tông bảo đảm thời gian cho phép căng kéo – bao gồm một
số giải pháp:
+ Giải pháp phun nớc nóng với nhiệt độ từ 60m đến 150, 200m Việc 80m đến 150, 200m Việc0m đến 150, 200m Việc (giải pháp này ít hiệu quả)
+ Giải pháp bọc lớp cách nhiệt cho ván khuôn để giữ nhiệt do bê tông tạo nên trong quá trình ninh kết
+ Giải pháp sử dụng tấm ni lông hoặc Polyetilen để phủ bề mặt bê tông bảo đảm bê tông giữ đợc độ ẩm trong quá trình ninh kết
8.2.5 Chỉ dẫn công tác đổ bê tông phần kết cấu nhịp đặt trên đà giáo cố định
Phần kết cấu nhịp có một đầu đặt sát mố và đầu kia liên kết với cánh khung T đúc hẫng đợc thi công trên đà giáo cố định Thông thờng phần kết cấu nhịp này nằm trên sông (có thể nằm trên bờ)
và hệ thống đà giáo đợc đóng xuống đất để đỡ dàn giáo ván khuôn đúc dầm Đối với hạng mục thi công này, TVGS phải kiểm tra độ vững chắc của kết cấu đà giáo trên cơ sở thử tải trớc khi đổ bê tông Trong trờng hợp có hiện tợng lún và không đạt đợc yêu cầu ổn định tối thiểu phải gia cơng kết cấu đà giáo và áp dụng các giải pháp kỹ thuật làm tắt lún Các công tác khác nh: đổ bê tông, căng kéo bó cáp DƯL đều thực hiện nh thi công các kết cấu dầm BTCT UL thông thờng khác
8.2.6 Chỉ dẫn TVGS công tác căng kéo bó cáp DUL
Ngoài các đặc điểm tơng tự về giám sát công tác căng kéo bó cáp DUL đối với các kết cấu dầm BTCT DUL thông thờng, trong công nghệ thi công hẫng cần chú ý một số vấn đề sau đây:
- Khi căng kéo các bó cáp mặt trên chịu mômen âm, do chiều dài bó cáp lớn phải căng ở hai
đầu, vì vậy sự cần thiết phải bảo đảm chế độ thông tin thờng xuyên và liên tục để điều chỉnh khống chế độ giãn dài bó cáp theo đồng hồ đo áp lực
- Do độ giãn dài của bó cáp thờng lớn hơn độ dài hành trình của kích nên phải kéo căng nhiều đợt – vì vậy TVGS phải chú ý việc ghi chép kết quả số liệu đo cho từng đợt để có cơ sở điều chỉnh tổng thể
- Thờng xuyên kiểm tra so sánh kết quả đo độ giãn dài và số chỉ của đồng hồ đo áp lực với kết quả thí nghiệm để kịp thời có biện pháp điều chỉnh bảo đảm lực căng đúng với yêu cầu thiết kế
- Khi thi công dầm BTCT DUL bằng công nghệ hẫng trong trờng hợp có bố trí cấu tạo DUL ngoài, nhà thầu và thiết kế phải lập chỉ dẫn riêng – TVGS sẽ tiến hành giám sát trên cơ sở tài liệu chỉ dẫn này
8.2.7 Chỉ dẫn TVGS công tác đo đạc
Công tác đo đạc kiểm tra kết cấu trong quá trình thi công hẫng đóng vai trò quyết định về chất lợng thi công nhịp dầm cầu Vì vậy TVGS cần kiểm tra chặt chẽ công tác đo đạc của nhà thầu Nội dung bao gồm:
5
Trang 6Kiểm tra số liệu đo đạc cân chỉnh của xe đúc hẫng để đúc các đốt từ K1, K1 Kn,Kn: Cao độ ván khuôn đáy, độ lệch tim, kích thớc xe đúc để đúc các đốt dầm
một thép bản chôn sẵn Trong trờng hợp có sự sai lệch so với quy định của thiết kế, phải tiến hành tính toán điều chỉnh ván khuôn của những đốt tiếp theo
8.2.8 Chỉ dẫn TVGS thi công hợp long
Công đoạn cuối cùng của thi công cầu bằng công nghệ hẫng là “hợp long” các cánh dầm hẫng lại với nhau Việc hợp long đợc tiến hành thông qua thi công đốt hợp long Thông thờng chiều dài
đốt hợp long khoảng 2m (khoảng cách của 2 cánh hẫng) Nội dung công nghệ thi công đốt hợp long đợc tiến hành tuần tự nh sau:
- Điều chỉnh cao độ của 2 cánh hẫng
- Lắp đặt dàn giáo, ván khuôn để đổ bê tông đốt hợp long
- Đổ bê tông đốt hợp long
- Căng kéo bó cáp chịu mô men dơng (bó cáp nằm dới)
- Tháo dỡ ván khuôn và đà giáo
- Đo đạc, kiểm tra đốt hợp long theo yêu cầu thiết kế
- Nghiệm thu đốt hợp long
Do trong quá trình thi công có nhiều tác động của các yếu tố ảnh hởng nh co ngót từ biến, nhiệt độ nên thờng xảy ra một số hiện tợng nh: Cao độ 2 đầu cánh hẫng cho việc hợp long có sự chênh lệch Vì vậy TVGS cần kiểm tra chặt chẽ các kết quả số liệu đo đạc để có thể cho phép hoặc không cho phép tiến hành hợp long Trong trờng hợp độ chênh lệch lớn nằm ngoài phạm vi cho phép của thiết kế, sự cần thiết phải thực hiện việc điều chỉnh cao độ các cánh hẫng Các giải pháp
kỹ thuật đợc áp dụng để điều chỉnh cao độ cánh hẫng, có thể dùng xe đúc hẫng với 2 kích chân đặt phía bên này của một cánh hẫng và phía cánh hẫng bên kia đợc chống lên nhờ thanh chống (ở trạng
thái tự do) Việc điều chỉnh cao độ thông qua cơ chế điều chỉnh thanh ứng suất (hình 5)
Vị trí của xe đúc khi thi công khối jợp long Hình 5: Điều chỉnh độ chênh cao độ của 2 cánh hẫng bằng thanh ứng suất
Trong trờng hợp vừa có hiện tợng độ lệch đứng và vừa có độ lệch ngang, TVGS cần đề nghị
nhà thầu điều chỉnh độ lệch ngang bằng các thanh ứng suất giằng chéo (Hình 6)
Trang 7Hình 6: Điều chỉnh độ lệch ngang bằng thanh ứng suất giằng chéo
Trong quá trình cân chỉnh độ lệch, TVGS cần đề nghị nhà thầu bố trí máy móc thiết bị đo đạc
ở các vùng chịu lực xung yếu Nếu thấy có hiện tợng kết cấu làm việc không bình thờng do bị cỡng bức lớn cần phải cho dừng công tác căng chỉnh để có biện pháp tăng cờng ổn định kết cấu dầm Sau khi điều chỉnh xong độ lệch đứng và ngang theo đúng quy định của thiết kế mới cho phép tiến hành đổ bê tông đốt hợp long Quá trình căng kéo bó cáp và đổ bê tông đợc tiến hành tuần tự theo quy định của thiết kế
8.3 Chỉ dẫn TVGS công nghệ lắp hẫng 8.3.1 Các bớc tiến hành công nghệ
Việc áp dụng công nghệ lắp hẫng đợc tiến hành tuần tự theo nguyên tắc:
- Chế tạo các đốt dầm trong Nhà máy hay xởng ở công trờng
- Đúc tại chỗ đốt Ko trên đỉnh trụ
- Liên kết tạm thời khối Ko với thân trụ bằng các thanh thép cờng độ cao
- Bố trí các gối và bệ kê đỡ tạm thời bên dới đốt Ko
- Lắp đặt cần cẩu lên khối Ko, thử tải và đo độ biến dạng
- Thi công mối nối keo dán giữa các đốt dầm
- Di chuyển cần cẩu sau khi hoàn thành một đốt
- Đúc đốt hợp long giữa các phần kết cấu nhịp đã đợclắp hẫng
- Lắp phần kết cấu nhịp biên trên đà giáo cố định
- Đúc đốt hợp long nối phần đã lắp trên đà giáo cố định với phần đã lắp hẫng
- Kéo căng bó cáp DƯL chịu mômen dơng trong lòng hộp
- Kéo căng bó cáp DƯL ngoài
- Kiểm tra thờng xuyên cao độ các đốt đã lắp xong cũng nh các ảnh hởng của sự thay đổi nhiệt độ đến biến dạng kết cấu trong suốt quá trình thi công Căn cứ vào kết quả đo biến dạng để hiệu chỉnh mối nối ớt khi cần thiết
- Tháo dỡ các bệ kê tạm thời bên dới các đốt Ko, hạ kết cấu nhịp lên các gối cố định
7
Trang 8-8.3.2 Chỉ dẫn TVGS công nghệ chế tạo đốt đúc trong công xởng
Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ lắp hẫng chủ yếu theo ý tởng của công nghệ lắp ghép Đối với cầu BTCTDƯL thi công bằng công nghệ lắp hẫng, các đốt dầm đúc trớc tại công xởng sẽ đợc vận chuyển đến công trờng ở đó các đốt dầm đợc đa đến điểm lắp ráp nhờ hệ thống thiết bị vận chuyển đặt trên trụ và phần cầu đợc thi công trớc đó và xe lắp hẫng Để thi công lắp hẫng trớc hết TVGS cần kiểm tra các hạng mục công việc trong quá trình chế tạo đốt dầm
- Kiểm tra chất lợng chế tạo các đốt dầm ở trong công xởng với nội dung:
+ Kiểm tra phơng pháp đúc đốt dầm theo hệ thống ván khuôn sử dụng (Longline hoặc Short line)
+ Kiểm tra độ vững chắc của ván khuôn bảo đảm khả năng khi sử dụng lặp lại nhiều lần, kèm theo công tác quản lý hình học của các đốt đúc
+ Kiểm tra công tác đổ bê tông bắt đầu từ thành phần cấp phối các cốt liệu chế tạo bê tông và công tác lấy mẫu Do đốt dầm đợc cấu tạo kiểu dạng hộp kín nên công tác đổ bê tông phức tạp, vì vậy phải chú ý công tác đầm bê tông bảo đảm vữa bê tông dàn đều trong toàn vị trí của tiết diện + Do đặc thù công nghệ là lắp hẫng các đốt đúc đợc tạo độ vồng trong quá trình chế tạo nên TVGS cần kiểm tra chặt chẽ số liệu đo đạc cao độ trớc và sau khi đổ bê tông để có cơ sở so sánh với số liệu thiết kế Trong trờng hợp nếu có sự khác biệt lớn về sai số cần phải điều chỉnh kịp thời cho các đốt tiếp theo
+ Trong trờng hợp bê tông không đảm bảo độ đồng nhất, có chỗ cốt liệu tỏ ra kém chất lợng
có thể khắc phục nó bằng cách sử dụng cốt liệu thô kết hợp với vữa SiKa đổ vào các vị trí khuyết tật, sau đó tiến hành thí nghiệm Sonic, xác định độ đồng nhất và tính dính bám của 2 loại vật liệu
cũ và mới
8.3.3 Chỉ dẫn TVGS công nghệ lắp hẫng
Nhìn chung công tác TVGS thi công cầu BTCT DUL bằng công nghệ lắp hẫng cũng theo nguyên tắc chung của công nghệ đúc hẫng Tuy nhiên một số vấn đề kỹ thuật có sự khác nhau giữa
đúc và lắp cần đợc chú ý và TVGS cần thực hiện công tác kiểm tra từng bớc nh sau:
- Kiểm tra công tác vận chuyển đốt dầm từ công xởng đến công trình tại vị trí lắp ráp
- Kiểm tra độ vững chắc của hệ thống dàn giáo (xe lắp) sử dụng để nâng và vận chuyển đốt dầm Đồ án thiết kế chế tạo xe lắp dựa trên yêu cầu các thông số kỹ thuật sau:
+ Chiều dài đốt đúc
+ Trọng lợng nâng tối đa (> trọng lợng của đốt đúc + các máy móc thiết bị liên quan)
+ Trọng lợng xe lắp
+ Tốc độ dịch chuyển
+ Tốc độ nâng
+ Chiều cao nâng (thông thờng 1,0m đến 150, 200m Việc 1,5 m/phút)
+ Hệ số ổn định không tải ( thông thờng > 1,5)
- Trớc khi đa xe lắp vào sử dụng cần thử tải các thông số kỹ thuật với các trờng hợp tải trọng tỉnh và tải trọng động
+ Tải trọng tỉnh: Tải trọng đốt dầm x 1,25
+ Tải trọng động: Tải trọng đốt dầm x 1,1
- Kiểm tra các phiếu thí nghiệm đối với các loại vật liệu chủ yếu dùng để lắp liên kết đốt dầm bao gồm:
+ Thanh thép cờng độ cao
+ Các cút nối và neo
+ Vật liệu chất kết dính Epoxy dùng để dán các mặt tiếp xúc của đốt dầm
- Đối với vật liệu chất kết dính Epoxy các thí nghiệm sau đây cần phải thực hiện:
+ Thí nghiệm xác định cờng độ chịu uốn và chống cắt theo yêu cầu vật liệu
+ Thí nghiệm xác định thời gian đông cứng của chất kết dính
Trang 9- Kiểm tra trình tự lắp ghép đốt dầm bao gồm:
+ Kiểm tra công tác làm vệ sinh bề mặt tiếp xúc của đốt dầm để bảo đảm tính kết dính của keo Epoxy
+ Kiểm tra số lợng các thanh thép cờng độ cao đợc luồn trớc vào các vị trí
+ Kiểm tra công tác vận chuyển đốt dầm và định vị vào vị trí cũng nh tình hình neo giữ hệ nổi trên sông
+ Kiểm tra công tác nâng lắp đốt dầm, trớc hết: Mức độ liên kết chắc chắn giữa đốt dầm và
xe lắp, các dây tời cùng làm việc đồng thời và đồng đều
+ Kiểm tra cao độ của đốt dầm
+ Kiểm tra công tác trộn và bôi chất kết dính Epoxy bao gồm: Thiết bị trộn, thời gian và tốc
độ trộn, chiều dày lớp Epoxy đảm bảo từ 1 2 mm
+ Kiểm tra công tác căng kéo các thanh thép cờng độ cao bao gồm: Kích căng kéo, lực căng
và độ giãn dài
+ Đo đạc, kiểm tra cao độ của các đốt dầm sau khi lắp tại các vị trí khống chế bằng máy đo Thời điểm đo cần đợc xác định cụ thể trong ngày
- Sau khi đo xong cao độ thực tế, sự cần thiết phải so sánh với cao độ theo đồ án thiết kế Đặc biệt trong trờng hợp có sự sai lệch lớn (thấp hơn so với thiết kế, có thể áp dụng biện pháp thay đổi
độ vồng trong quá trình chế tạo đốt dầm để khắc phục cao độ thấp)
9
