NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG TẠI CHỖ NHÀ NHIỀU TẦNG SỬ DỤNG PHƢƠNG ÁN THI CÔNG VÁN KHUÔN CỘT, DẦM, SÀN ĐỒNG THỜI TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hiện nay tại Việt Nam, việc thi công bê tông cốt thép toàn khối các kết cấu của công trình cao tầng thường phổ biến thực hiện theo hai giai đoạn: giai đoạn thứ nhất thi công đổ bê tông c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

,

LÊ TRỌNG ANH

NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC ĐỔ

BÊ TÔNG TẠI CHỖ NHÀ NHIỀU TẦNG

SỬ DỤNG PHƯƠNG ÁN THI CÔNG VÁN KHUÔN CỘT, DẦM, SÀN ĐỒNG THỜI

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình

Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG

Phản biện 2: PGS.TS ĐẶNG CÔNG THUẬT

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày

07 tháng 07 năm 2018

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học

Bách khoa

- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp,

Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhà nhiều tầng, cụ thể là nhà cao tầng là mục tiêu hướng tới của các đô thị phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu ở, sinh hoạt và nghỉ dưỡng của con người Mặt khác, nhà cao tầng cũng được xem như biểu tượng của một đô thị hiện đại Trước sự khan hiếm về đất đai xây dựng tại các vị trí vàng trong đô thị cũng như khả năng thu hồi vốn nhanh và lợi nhuận kinh doanh trên diện tích sàn cao, xây dựng nhà cao tầng trong các đô thị trở thành một xu hướng phát triển chung của xã hội

Mục tiêu hiện nay của các chủ đầu tư lựa chọn trong quá

trình đầu tư là: “tiến độ nhanh, giá thành hạ” Để đạt được mục tiêu

này có rất nhiều giải pháp khác nhau, có thể độc lập nhau hoặc kết hợp với nhau, trong đó các biện pháp thi công hợp lí hoặc tối ưu sẽ là một trong những yếu tố nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công, hạ giá thành xây dựng

Thi công bê tông cốt thép toàn khối các công trình nhiều tầng, đặc biệt là các công trình cao tầng, công tác ván khuôn đóng vai trò quan trọng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng, tiến độ, an toàn

và giá thành công trình

Hiện nay tại Việt Nam, việc thi công bê tông cốt thép toàn khối các kết cấu của công trình cao tầng thường phổ biến thực hiện theo hai giai đoạn: giai đoạn thứ nhất thi công đổ bê tông cột, vách; giai đoạn thứ hai tiếp tục đổ bê tông dầm, sàn Như vậy, công tác ván khuôn cũng được thực hiện theo hai giai đoạn đổ bê tông Đây là phương pháp thi công truyền thống được thực hiện trên tất cả các công trình thấp tầng cũng như công trình cao tầng do bởi việc thi công đơn giản, có thể áp dụng thi công đổ bê tông thủ công hay bằng các thiết bị cung cấp bê tông hiện đại như xe bơm, cần trục hay hệ thống máy bơm đẩy bê tông Biện pháp này có những nhược điểm cơ bản sau:

- Khối lượng bê tông cột không quá lớn, nếu đổ thủ công thì tốc độ đổ thường chậm làm ảnh hưởng chất lượng bê tông Nếu cơ giới hóa công tác đổ bê tông thì hiệu suất đổ bê tông thường thấp;

- Gián đoạn kỹ thuật và tổ chức giữa giai đoạn đổ bê tông cột vách và dầm sàn vì phải chờ bê tông cột, vách đạt cường độ mới tháo

dỡ, vận chuyển ván khuôn để tiến hành các công việc liên quan đến

đổ bê tông dầm sàn, do đó làm chậm tiến độ thi công chung;

- Nếu không đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật tại vị trí mạch dừng giữa cột, vách với dầm sàn sẽ không đảm bảo tính toàn khối của bê tông cột, vách và dầm sàn, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của kết cấu;

- Công tác gia công lắp dựng ván khuôn không đồng bộ, hệ

số luân chuyển ván khuôn không cao, ván khuôn hư hỏng nhiều, giảm chất lượng và khả năng chịu lực

Thi công đổ bê tông cột dầm sàn đồng thời bắt buộc công tác ván khuôn cũng phải thực hiện đồng thời Ván khuôn cột, vách và dầm sàn sẽ được lắp đặt đồng thời trước hoặc xen kẽ với quá trình lắp đặt cốt thép, sau đó tiến hành đổ bê tông cột vách và dầm sàn đồng thời Để áp dụng được biện pháp này, đòi hỏi khả năng cung cấp bê tông liên tục, có đầy đủ các phương tiện vận chuyển và cung cấp bê tông, sự phối hợp chặt chẽ giữa các công tác, công tác ván khuôn cần đảm bảo độ chính xác và đảm bảo chất lượng liên kết, khả năng chịu lực, v.v

Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ và thiết bị thi công, việc áp dụng biện pháp thi công ván khuôn cột dầm sàn đồng thời để đổ bê tông toàn khối các kết cấu sẽ trở nên đơn giản hơn, cho phép khắc phục cơ bản các nhược điểm cố hữu của phương pháp thi công đổ bê tông hai giai đoạn, có khả năng đem lại hiệu quả về tiến

độ, chất lượng, an toàn, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, giúp hạ giá thành xây dựng

Đề tài “Nâng cao hiệu quả công tác đổ bê tông tại chỗ nhà nhiều tầng sử dụng phương án thi công ván khuôn cột, dầm, sàn đồng thời” tập trung vào việc nghiên cứu, đánh giá khả năng áp dụng phương

pháp thi công bê tông cốt thép toàn khối nhà nhiều tầng sử dụng phương

án ván khuôn cột dầm sàn đồng thời trên các công trình, đánh giá những

ưu nhược điểm và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của phương pháp thi công này Qua đó, đề xuất áp dụng rộng rãi trong thực tế thi

công Đề tài rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của hai phương pháp

đổ bê tông cốt thép toàn khối sử dụng phương án ván khuôn truyền thống hai giai đoạn thi công (giai đoạn thứ nhất thi công cột vách trước, giai đoạn thứ hai thi công dầm sàn) và phương án ván khuôn cột dầm sàn đồng thời

- Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của phương án thi

công ván khuôn cột dầm sàn đồng thời

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Biện pháp thi công đổ bê tông cốt

thép toàn khối kết cấu công trình xây dựng

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu với nhà có từ 10 đến 25

tầng, diện tích sàn không lớn hơn 500 m2, giáp công trình lân cận, áp dụng trên địa bàn Thành phố Nha Trang, Khánh Hòa

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các phương pháp thi

công đổ bê tông cốt thép toàn khối sử dụng các phương án ván khuôn khác nhau, phân tích, tổng hợp và so sánh

- Áp dụng thực tế: Áp dụng trên một số công trình thực tế để

so sánh, đánh giá và đề xuất áp dụng

5 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo trong luận văn gồm có các chương như sau:

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐỔ TẠI CHỖ TRONG NHÀ NHIỀU TẦNG

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI CÔNG TRÌNH

Chương 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC BÊ TÔNG TOÀN KHỐI SỬ DỤNG PHƯƠNG

ÁN VÁN KHUÔN CỘT DẦM SÀN ĐỒNG THỜI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐỔ TẠI

CHỖ TRONG NHÀ NHIỀU TẦNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ NHIỀU TẦNG

1.1.1 Định nghĩa nhà nhiều tầng - nhà cao tầng

1.1.2 Đặc điểm của nhà cao tầng kết cấu bê tông cốt thép 1.1.3 Lịch sử phát triển nhà cao tầng

1.1.3.1 Trên thế giới

1.1.3.2 Ở Việt Nam

1.1.3.3 Thành phố Nha Trang, Khánh Hòa

1.2 THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI NHÀ NHIỀU TẦNG

1.2.1 Thi công đổ bê tông cốt thép toàn khối theo hai giai đoạn

1.2.2 Thi công đổ bê tông cốt thép toàn khối cột dầm sàn đồng thời

1.3 VÁN KHUÔN CỘT CHỐNG TRONG THI CÔNG ĐỔ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

1.3.1 Ván khuôn trong thi công bê tông cốt thép toàn khối

1.3.2.1 Cột chống đơn thay đổi được chiều cao

1.3.2.2 Giáo tổ hợp (giáo Pal)

độ và an toàn

Tuy nhiên, phương pháp đổ bê tông theo truyền thống với hai giai đoạn cũng bộc lộ những nhược điểm lớn: khó cơ giới hóa đầy đủ, liên tục và hiệu quả quá trình đổ bê tông; tính toàn khối giữa các kết cấu thẳng đứng và nằm ngang giảm, chất lượng liên kết giữa kết cấu thẳng đứng và nằm ngang không được đảm bảo, dễ ảnh hưởng đến khả năng chịu lực chung Bên cạnh đó, tiến độ thi công đổ

bê tông theo hai giai đoạn bị kéo dài, ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công toàn công trình Đây là vấn đề lớn, nhất là thi công đổ bê tông các công trình cao tầng và siêu cao tầng

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vật liệu, cơ khí, v.v cho phép ứng dụng các loại ván khuôn tiên tiến, hiện đại và sử dụng các trang thiết bị máy móc hiện đại phục vụ đổ bê tông toàn

khối Đây là cơ sở để các doanh nghiệp lập biện pháp thi công cột dầm sàn đồng thời, nhất là cho công trình cao tầng, cho phép khắc phục các điểm yếu của phương pháp đổ bê tông truyền thống theo hai giai đoạn Tuy vậy, khi áp dụng phương pháp thi công cột dầm sàn đồng thời cũng gặp một số khó khăn nhất định như đã trình bày ở trên Trong chương 3 của luận văn này, tác giả sẽ tiến hành phân tích các khó khăn có thể gặp phải trong thi công đổ bê tông sử dụng phương án ván khuôn cột dầm sàn đồng thời, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của phương pháp áp dụng Các phân tích, so sánh và ứng dụng sẽ được thực hiện trên một công trình cụ thể tại thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, Kết quả có được là cơ

sở để đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả thi công đổ bê tông toàn khối cột dầm sàn đồng thời

2.1.2.1 Áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ,

2.1.2.2 Tải trọng chấn động phát sinh khi đổ bê tông vào ván khuôn

2.1.2.3 Tải trọng gió,

2.1.3 Tổ hợp tải trọng

2.1.4 Độ võng qui định đối với ván khuôn, đà đỡ

2.1.5 Phương pháp tính toán, thiết kế ván khuôn, cột chống

2.1.5.1 Tính toán khả năng chịu lực

2.1.5.3 Tính toán kiểm tra ổn định của cột chống

2.2 CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ TÔNG NHÀ NHIỀU TẦNG

2.2.1 Thi công đổ bê tông theo hai giai đoạn

2.2.2 Đổ bê tông cột dầm sàn đồng thời

2.3 MỘT SỐ THIẾT BỊ PHỤC VỤ ĐỔ BÊ TÔNG NHÀ NHIỀU TẦNG

2.3.1 Máy bơm bê tông

2.3.2 Cần phân phối bê tông

2.3.3 Cẩu tháp và thùng đổ bê tông

2.4 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN VÀ ĐỊNH MỨC DỰ TOÁN THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU CÔNG TÁC BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI

2.4.1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995

2.4.2 Định mức dự toán xây dựng công trình - Phần xây dựng

Ngày 16/8/2007, Bộ xây dựng đã công bố Quyết định số 1776/BXD-VP “V/v công bố định mức dự toán xây dựng công trình

- Phần xây dựng”

2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Chương 2 đã tổng quan phương pháp tính toán ván khuôn của các kết cấu bê tông đổ tại chỗ và hệ thống lại các phương pháp cũng như thiết bị, công nghệ đổ bê tông toàn khối cho công trình Chương 2 cũng đề cập đến định mức dự toán trong thi công đổ bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu công tác bê tông, ván khuôn trong thi công kết cấu bê tông cốt thép toàn khối Đây là các cơ sở quan trọng để trong chương 3, dựa trên những phân tích những tồn tại, vướng mắc còn gặp phải trong thi công đổ bê tông cốt thép toàn khối, nhất là đối với công trình nhà cao tầng để tác giả tiến hành đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác đổ bê tông cốt thép toàn khối sử dụng phương án ván khuôn cột dầm sàn đồng thời Từ đó có những so sánh đánh giá hiệu quả của phương án thi công cột dầm sàn đồng thời so với phương án thi công truyền thống hai giai đoạn

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC

BÊ TÔNG TOÀN KHỐI SỬ DỤNG PHƯƠNG ÁN VÁN

KHUÔN CỘT DẦM SÀN ĐỒNG THỜI

3.1 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC ĐỔ BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI NHÀ NHIỀU TẦNG SỬ DỤNG PHƯƠNG ÁN VÁN KHUÔN CỘT DẦM SÀN ĐỒNG THỜI

3.1.1 Loại ván khuôn sử dụng

Để có thể áp dụng thi công hiệu quả phương án ván khuôn cột dầm sàn đồng thời cho các loại công trình khác nhau, từ thấp tầng

đến các công trình nhiều tầng, công trình cao tầng cần sử dụng loại ván khuôn đơn giản, dễ thi công chế tạo, chi phí ban đầu không quá cao, tác giả đề xuất sử dụng ván khuôn gỗ ép công nghiệp phủ phim (sau đây gọi là ván khuôn phủ phim)

Để nâng cao hiệu quả sử dụng ván khuôn phủ phim trong thi công đổ bê tông cột dầm sàn đồng thời cần phải thực hiện các biện pháp dưới đây:

- Chế tạo sẵn định hình ván khuôn cột, dầm Đối với công trình cao tầng, kích thước cột thường thay đổi sau một số tầng nhất định nào đó và thường nhỏ dần theo chiều cao của công trình Vì vậy, cần chế tạo các bộ ván khuôn giống nhau để lắp đặt, tháo dỡ dễ dàng, luân chuyển sử dụng cao

- Tạo ra các tấm khuôn phủ phim theo các kích thước chuẩn phù hợp với kích thước các cấu kiện, cấu tạo hệ sườn chịu lực bằng thép hình để giúp lắp đặt và tháo dỡ dễ dàng Phương án này rất hữu hiệu với các cấu kiện có kích thước lớn như các tấm tường, vách hay tấm sàn Thực tế chứng minh, nếu tất cả các cấu kiện được gia công trước hệ sườn chịu lực (Hình 3.1) sẽ tăng tốc độ thi công công tác ván khuôn lên gần gấp đôi so với thi công lắp đặt tấm ván khuôn thông thường

Mặt trước tấm khuôn Mặt sau khuôn với hệ sườn chịu lực

Hình 3.1 Gia công trước các tấm ván khuôn phủ phim với hệ sườn thép

chịu lực

- Sử dụng các bu lông neo đối với ván khuôn cấu kiện cột, tường, vách hay bê tông khối lớn (Hình 3.2) Đối với cột, ngoài việc

sử dụng hệ gông, có thể sử dụng các bu lông xuyên neo giữ gông, giảm chiều dài nhịp tính toán của thép gông cho cột có kích thước tiết diện lớn Đối với tường, vách, bu lông neo với vai trò làm gối đỡ

để giảm nhịp tính toán của các sườn

Sử dụng bu lông cho gông cột, ván

khuôn gỗ phủ phim

Sử dụng bu lông cho ván khuôn tường, ván khuôn gỗ phủ phim

Hình 3.2 Sử dụng bu lông liên kết trong cấu tạo ván khuôn

- Đối với hệ cột chống chống đỡ ván khuôn, cần sử dụng hệ giáo chén hoặc cột chống nêm liên kết (Hình 3.3)

Sử dụng giáo chén thi công bê tông

3.1.2 Thiết bị và tổ chức sử dụng thiết bị đổ bê tông

Tổ chức đổ bê tông hợp lý, nên sử dụng 2 vòi bơm bê tông, một vòi chuyên đổ bê tông cột, vách hay tường thì tổ chức cho đi trước (tốc độ đổ bê tông cột, vách, tường chậm do chiều sâu lớn, mật

độ thép tại mặt sàn dày đặc, đầm bê tông khó khăn), vòi đổ bê tông dầm sàn đi sau

3.1.3 Đổ bê tông các kết cấu thẳng đứng khi mà mật độ thép tại vị trí giao nhau giữa kết cấu thẳng đứng và dầm sàn dày đặc

Hình 3.4 Mật độ thép dày đặc tại vị trí cột giao với dầm, sàn

- Sử dụng ống chờ đặt xuyên qua vị trí giao nhau của cốt thép (Hình 3.5a), qua đó sẽ đưa ống đổ bê tông qua và hạ thấp độ cao rơi tự do của bê tông Qua vị trí này cũng có thể đưa đầm xuống để tiến hành đầm các lớp bê tông khi đổ Đây là trường hợp khá đơn giản, dễ thực hiện Tuy nhiên, khi mật độ thép dày đặc, đường kính thép lớn thì cũng rất khó thực hiện Khi đó phải uốn thép, gây khó khăn cho gia công và lắp đặt cốt thép

a) Ống dạng phễu chờ đổ bê tông b) Ống mềm bằng vải đổ bê tông

Hình 3.5 Các giải pháp để đổ bê tông các kết cấu thẳng đứng qua nút giao nhau giữa kết cấu thẳng đứng và dầm sàn, tại đó mật độ thép dày đặc

- Sử dụng đầm ngoài

Hình 3.6 Máy đầm ngoài

Ngoài ra, từ thực tiễn thi công, tác giả đề xuất trình tự thi công bê tông cột dầm sàn đồng thời và việc xử lí các khó khăn như các bước dưới đây:

- Bước 1: Nghiệm thu cốt thép, lắp đặt chấn cơ và công tác

bật mực trắc đạc bao quanh chân cột, vách

- Bước 2: Lắp đặt từng tấm ván khuôn, liên kết lại bằng các

chốt, đối với cấu kiện cột nhỏ, tường vách thì lắp đặt ty lập là cùng với chốt liên kết Sau khi đã lắp dựng xong tấm ván khuôn và ty, tiến hành lắp ghép các thanh nối để liên kết với tấm ván khuôn dầm, sàn Điều chỉnh thẳng đứng ván khuôn cột bằng các cột chống, neo cáp và

mở lỗ chân cột, vách chuẩn bị cho công tác vệ sinh chân các kết cấu trước khi đổ bê tông

- Bước 3: Sau khi đã có ván khuôn cột, vách xong, tiến hành