Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Bé x©y dùng
Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
PHẠM VĂN CƯỜNG
KHÓA: 2008-2011; LỚP CH08X
QUI TRÌNH THI CÔNG SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC
TRƯỚC CĂNG SAU CÓ BÁM DÍNH
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
M· sè: 60.58.20
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRỊNH QUANG VINH
Hµ Néi - 2011
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Bé x©y dùng
Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
PHẠM VĂN CƯỜNG
QUI TRÌNH THI CÔNG SÀN BÊ TÔNG ỨNG LỰC
TRƯỚC CĂNG SAU CÓ BÁM DÍNH
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Hµ Néi - 2011
LêI CAM §OAN
T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu
trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ cha tõng ®îc c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nghiªn
cøu nµo kh¸c.
Hµ néi, ngµy
th¸ng n¨m 2011
T¸c gi¶
Ph¹m V¨n Cêng
lêi c¶m ¬n
T¸c gi¶ xin bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh ®èi víi TS. TrÞnh Quang Vinh ®· tËn t×nh
gióp ®ì, híng dÉn vµ ®a ra nhiÒu ý kiÕn quý b¸u, còng nh t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi,
cung cÊp tµi liÖu vµ ®éng viªn t¸c gi¶ trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n.
T¸c gi¶ xin tr©n träng c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o, c¸c c¸n bé cña khoa Sau ®¹i häc,
khoa X©y dùng trêng §¹i häc KiÕn tróc Hµ Néi cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®· gióp ®ì,
chØ dÉn trong qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu.
Mét lÇn n÷a, t¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
1
Môc lôc
Trang
Môc lôc ..................................................................................................................... ..1
Danh môc c¸c b¶ng biÓu ........................................................................................... ..4
Danh môc h×nh vÏ ®å thÞ ........................................................................................... ..5
Më ®Çu ...................................................................................................................... ..6
Më ®Çu .................................................................................................................. ..6
• TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi ......................................................................................... ..6
• Môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi ............................................................................. ..7
• Néi dung nghiªn cøu cña luËn v¨n ........................................................................ ..8
• Giíi h¹n nghiªn cøu............................................................................................... ..8
• §èi tîng nghiªn cøu ............................................................................................ ..8
• Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu........................................................................................ ..8
• Ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi ............................................................... ..9
Ch¬ng 1 - tæng quan vÒ B£ T¤NG øng lùc tríc....................10
1.1 S¬ lîc lÞch sö ph¸t triÓn kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ..................................... 10
1.2 Ứng dông bª t«ng øng lùc tríc ë ViÖt Nam ..................................................... 14
1.3 Kh¸i niÖm vÒ bª t«ng øng lùc tríc .................................................................... 16
1.4 Mét sè gi¶i ph¸p thi c«ng bª t«ng cèt thÐp øng lùc tríc................................... 18
1.4.1 Ph¬ng ph¸p c¨ng tríc ................................................................................... 18
1.4.2 Ph¬ng ph¸p c¨ng sau...................................................................................... 19
1.4.2.1 Ph¬ng ph¸p c¨ng ngoµi kÕt cÊu................................................................... 20
1.4.2.2 Ph¬ng ph¸p c¨ng sau dïng cã b¸m dÝnh ..................................................... 20
1.4.2.3 Ph¬ng ph¸p c¨ng sau dïng c¸p kh«ng b¸m dÝnh ........................................ 21
1.4.2.4 Ph¬ng ph¸p g©y øng lùc tríc kh«ng toµn phÇn ......................................... 22
1.4.3 Mét sè c«ng nghÖ t¹o øng suÊt tríc ngoµi hai ph¬ng ph¸p c¨ng tríc vµ
c¨ng sau .................................................................................................................. 22
1.4.3.1 Sö dông xi m¨ng tr¬ng në t¹o øng suÊt tríc trong bª t«ng ....................... 23
1.4.3.2 Dïng kÝch Ðp ngoµi ®Ó t¹o øng suÊt .............................................................. 23
2
1.5 VËt liÖu sö dông cho bª t«ng øng suÊt tríc....................................................... 23
1.5.1 Bª t«ng cêng ®é cao ....................................................................................... 23
1.5.2 ThÐp cêng ®é cao ........................................................................................... 24
1.5.3 C¸c vËt liÖu kh¸c .............................................................................................. 25
1.5.3.1 Ống gen ......................................................................................................... 25
1.5.3.2 V÷a phôt ........................................................................................................ 27
1.5.3.3 Neo ................................................................................................................ 27
1.6 ThiÕt bÞ sö dông t¹o øng suÊt tríc ..................................................................... 30
Ch¬ng 2 – C¬ së khoa häc cña qui tr×nh thi c«ng sµn bª
t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh ................................. 34
2.1 C¸c quan niÖm ph©n tÝch kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ..................................... 34
2.2 C¸c giai ®o¹n tÝnh to¸n ...................................................................................... 35
2.3 C¸c ph¬ng ph¸p tÝnh néi lùc trong sµn.............................................................. 35
2.3.1 Ph¬ng ph¸p ph©n phèi trùc tiÕp...................................................................... 35
2.3.2 Ph¬ng ph¸p ph©n khung t¬ng ®¬ng............................................................ 38
2.3.3 Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n .......................................................................... 41
2.4 TÝnh to¸n thiÕt kÕ sµn bª t«ng øng lùc tríc ....................................................... 42
2.4.1 Giíi thiÖu chung............................................................................................... 42
2.4.2 ThiÕt kÕ sµn ph¼ng bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau ......................................... 43
2.5 Yªu cÇu kü thuËt khi thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m
dÝnh ........................................................................................................................... 43
2.5.1 B¶o qu¶n vËt liÖu .............................................................................................. 44
2.5.2 L¾p ®Æt c¸p øng lùc tríc ................................................................................. 45
2.5.3 §æ bª t«ng........................................................................................................ 47
2.5.4 KÐo c¨ng .......................................................................................................... 47
2.5.4.1 An toµn .......................................................................................................... 48
2.5.4.2 Qui tr×nh kÐo c¨ng vµ ®o lùc kÐo .................................................................. 49
2.5.5 C¸p ng¾n .......................................................................................................... 50
2.5.6 Sù cè trong kÐo c¨ng ........................................................................................ 50
2.5.7 B¬m v÷a ........................................................................................................... 53
3
2.5.8 Hoµn thiÖn ........................................................................................................ 54
2.6 Yªu cÇu kü thuËt khi c¨ng sau thÐp øng lùc tríc .............................................. 54
2.6.1 Bè trÝ thÐp c¨ng ................................................................................................ 54
2.6.2 Neo cho thÐp øng lùc tríc .............................................................................. 54
2.6.3 Qui tr×nh c¨ng thÐp .......................................................................................... 55
2.7 Yªu cÇu cÊu t¹o víi kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ............................................. 56
2.7.1 Bè trÝ cèt thÐp kÐo c¨ng ................................................................................... 56
2.7.2 Bè trÝ neo øng lùc tríc vµ bé nèi øng lùc tríc.............................................. 57
2.7.3 Bè trÝ cèt thÐp thêng trong kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc.............................. 57
Ch¬ng 3 – qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc
c¨ng sau cã b¸m dÝnh ................................................................................. 58
3.1 C¬ së lËp biÖn ph¸p vµ qui tr×nh thi c«ng ........................................................... 58
3.2 ChuÈn bÞ vËt t vµ thiÕt bÞ cho c«ng tr×nh ........................................................... 60
3.2.1 ChuÈn bÞ vËt t ................................................................................................. 60
3.2.2 ChuÈn bÞ thiÕt bÞ ............................................................................................... 61
3.3 Qui tr×nh thi c«ng ................................................................................................ 61
3.3.1 C«ng t¸c l¾p ®Æt c¸p ......................................................................................... 62
3.3.2 C«ng t¸c kÐo c¸p .............................................................................................. 70
3.3.3 C«ng t¸c b¬m v÷a ............................................................................................ 73
3.3.4 Thö v÷a ............................................................................................................ 75
3.3.5 C«ng t¸c an toµn .............................................................................................. 76
3.4 C¸c qui tr×nh nghiÖm thu .................................................................................... 77
3.4.1 Qui tr×nh nghiÖm thu l¾p ®Æt ®êng c¸p .......................................................... 77
3.4.2 Qui tr×nh nghiÖm thu c«ng t¸c kÐo c¨ng .......................................................... 78
3.4.3 Qui tr×nh nghiÖm thu c«ng t¸c trén v÷a vµ b¬m v÷a........................................ 80
3.4.4 Qui tr×nh nghiÖm thu kÕt qu¶ kÐo c¨ng............................................................ 81
3.5 Ph¬ng ph¸p xö lý sù cè ..................................................................................... 83
3.5.1 Xö lý sù cè trong c«ng t¸c l¾p ®Æt ................................................................... 83
3.5.2 Xö lý sù cè trong c«ng t¸c kÐo c¨ng ................................................................ 83
3.5.3 Xö lý sù cè trong c«ng t¸c b¬m v÷a cho ®êng c¸p ........................................ 83
4
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ ................................................................................ 85
1. KÕt luËn ................................................................................................................. 85
2. KiÕn nghÞ............................................................................................................... 86
3. Híng nghiªn cøu tiÕp theo .................................................................................. 86
Tµi liÖu tham kh¶o ...................................................................................... 87
DANH MôC C¸C B¶NG BIÓU
B¶ng 1.1 Mét sè ®Æc tÝnh cña c¸p øng lùc tríc ....................................................... 25
B¶ng 1.2 Mét sè tiÕt diÖn èng gen ............................................................................ 26
B¶ng 1.3 Mét sè ®Æc tÝnh cña v÷a b¬m ..................................................................... 27
B¶ng 1.4 Mét sè kÝch thíc ®Çu neo sèng ................................................................ 29
B¶ng 1.5 C¸c thiÕt bÞ cÇn thiÕt ®èi víi ph¬ng ph¸p c¨ng sau cã b¸m dÝnh ........... 30
B¶ng 2.1 Giíi h¹n sai sè theo ph¬ng th¼ng ®øng cña tuyÕn c¸p............................. 47
DANH MôC C¸C H×NH VÏ, §å THÞ
H×nh 1.1 S¬ ®å g©y øng suÊt tríc trong cÊu kiÖn bª t«ng chÞu nÐn b»ng cèt thÐp
cêng ®é cao ............................................................................................................. 11
H×nh 1.2 B¶n mãng sö dông bª t«ng øng lùc tríc .................................................. 12
H×nh 1.3 Nhµ cao tÇng sö dông hÖ sµn ph¼ng bª t«ng øng lùc tríc ........................ 12
H×nh 1.4 Trêng häc sö dông hÖ sµn bª t«ng øng lùc tríc ..................................... 13
H×nh 1.5 B·i ®ç xe sö dông hÖ sµn bª t«ng øng lùc tríc ........................................ 13
H×nh 1.6 S¬ ®å bè trÝ c¨ng c¸p trªn mÆt b»ng däc theo c¸c trôc ngang vµ däc c«ng
tr×nh ........................................................................................................................... 14
H×nh 1.7 Cao èc §Êt Ph¬ng Nam sö dông hÖ dÇm sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng
sau ............................................................................................................................. 15
H×nh 1.8 C«ng tr×nh Becamex tower sö dông hÖ dÇm sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng
sau ............................................................................................................................. 16
H×nh 1.9 S¬ ®å ph¬ng ph¸p c¨ng tríc ................................................................... 18
H×nh 1.10 S¬ ®å ph¬ng ph¸p c¨ng sau .................................................................... 19
H×nh 1.11 MÆt b»ng bè trÝ c¸p ¦LT c¨ng sau cã b¸m dÝnh .................................... 21
H×nh 1.12 MÆt b»ng bè trÝ c¸p ¦LT c¨ng sau kh«ng b¸m dÝnh .............................. 22
H×nh 1.13 S¬ ®å t¹o ¦LT b»ng kÝch Ðp ngoµi .......................................................... 23
5
H×nh 1.14 H×nh d¹ng thÐp cêng ®é cao ................................................................. 24
H×nh 1.15 H×nh d¹ng mét sè èng gen ...................................................................... 26
H×nh 1.16 H×nh d¹ng ®Çu neo sèng ......................................................................... 28
H×nh 1.17 H×nh d¹ng ®Çu neo chÕt ........................................................................... 28
H×nh 1.18 H×nh d¹ng kÝch kÐo .................................................................................. 31
H×nh 1.19 H×nh d¹ng tang të c¸p .............................................................................. 31
H×nh 1.20 H×nh d¹ng m¸y Ðp ®Çu neo chÕt ............................................................... 31
H×nh 1.21 H×nh d¹ng m¸y b¬m thñy lùc .................................................................. 32
H×nh 1.22 H×nh d¹ng m¸y b¬m v÷a .......................................................................... 32
H×nh 1.23 H×nh d¹ng m¸y trén v÷a .......................................................................... 33
H×nh 1.24 H×nh d¹ng ®ång hå ®o ¸p lùc ................................................................... 33
H×nh 2.1 S¬ ®å d¶i cét vµ d¶i nhÞp ........................................................................... 37
H×nh 2.2 S¬ ®å khung t¬ng ®¬ng .......................................................................... 39
H×nh 2.3 Cét t¬ng ®¬ng......................................................................................... 40
H×nh 3.1 Chi tiÕt l¾p ®Æt ®Çu neo sèng ...................................................................... 63
H×nh 3.2 Chi tiÕt ®Çu neo sèng ................................................................................. 63
H×nh 3.3 C«ng t¸c gia c«ng c¸p ................................................................................ 64
H×nh 3.4 Chi tiÕt nèi èng gen ................................................................................... 65
H×nh 3.5 C«ng t¸c l¾p ®Æt c¸p .................................................................................. 66
H×nh 3.6 C«ng t¸c l¾p ®Æt c¸p ................................................................................... 67
H×nh 3.7 L¾p ®Æt con kª cho ®êng c¸p ................................................................... 68
H×nh 3.8 L¾p ®Æt vßi b¬m v÷a cho ®êng c¸p .......................................................... 68
H×nh 3.9 Chi tiÕt vßi b¬m v÷a ................................................................................... 69
H×nh 3.10 C«ng t¸c ®æ bª t«ng ................................................................................. 69
H×nh 3.11 Thø tù kÐo c¸p trong ®Çu neo sèng .......................................................... 71
H×nh 3.12 C«ng t¸c kÐo c¸p ...................................................................................... 71
H×nh 3.13 H×nh ¶nh v÷a b¬m .................................................................................... 75
6
Më ®Çu
• TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi
Hµ Néi, Thµnh phè Hå ChÝ Minh vµ c¸c thµnh phè kh¸c trong nh÷ng n¨m qua
®· cã nh÷ng bíc ®ét ph¸ trong viÖc x©y dùng c¸c khu chung c cao tÇng vµ nhµ
lµm viÖc. Trong c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp, sµn nhµ lµ bé phËn
chiÕm tû lÖ lín, chÞu lùc phøc t¹p vµ cã cÊu t¹o rÊt ®a d¹ng. Khi c«ng tr×nh Ýt tÇng
th× gi¸ thµnh chi phÝ cho sµn chiÕm mét tû lÖ lín. §èi víi nhµ nhiÒu tÇng, do c«ng
tr×nh chÞu lùc ngang còng nh t¶i träng b¶n th©n kÕt cÊu lín lªn chi phÝ cho c¸c bé
phËn chÞu lùc ngang còng nh cét, têng sÏ t¨ng song chi phÝ cho sµn vÉn chiÕm tû
lÖ cao. Së dÜ nh vËy lµ do sµn cã t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn c¸c bé phËn chÞu lùc kh¸c
nh cét, dÇm, têng. Sµn còng cã ¶nh hëng ®Õn chiÒu cao tÇng, ®Õn khèi lîng tr¸t,
èp l¸t.
Theo con sè thèng kª cña c«ng ty VSL(Vorspann System Losinger) th× víi c«ng
tr×nh cao tÇng kho¶ng 40 tÇng, träng lîng sµn chiÕm ®Õn 50% träng lîng toµn
c«ng tr×nh. Do vËy, viÖc nghiªn cøu ®Ó gi¶m nhÑ träng lîng sµn sÏ cã ý nghÜa rÊt
quan träng. Do sµn nhµ chiÕm mét vÞ trÝ quan träng nh vËy nªn ë c¸c níc ph¸t
triÓn ®· sö dông nhiÒu lo¹i sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tríc do cã nh÷ng u ®iÓm
mµ sµn bª t«ng cèt thÐp thêng kh«ng cã ®îc. §ã lµ:
- Ngoµi c¸c u ®iÓm cña bª t«ng øng lùc tríc th× hÖ sµn cã mét u ®iÓm lµ cho
phÐp cã tû lÖ/ chiÒu cao lín h¬n (chiÒu cao tÇng nhá h¬n). ChiÒu cao tÇng phô
thuéc vµo hÖ kÕt cÊu cã dÇm hay kh«ng cã dÇm. NÕu hÖ kÕt cÊu sµn kh«ng cã
dÇm víi bíc cét lín th× chiÒu cao tÇng cã thÓ gi¶m vµ tÝnh linh ho¹t cña kh«ng
gian ë trong c¸c c¨n hé còng nh phßng lµm viÖc sÏ cao h¬n nhiÒu so víi nhµ cã
bíc cét bÐ hoÆc nhµ cã bíc cét lín nhng l¹i cã dÇm. §Æc biÖt lµ nh÷ng nhµ cã
sö dông hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ trung t©m th× gi¶i ph¸p sµn kh«ng dÇm l¹i
rÊt tiÖn lîi. ViÖc tæ chøc kh«ng gian ë vµ lµm viÖc tÝnh linh ho¹t (cã thÓ thay ®æi
trong t¬ng lai).
7
- §Ó kh¾c phôc yÕu tè ®é vâng ®èi víi b¶n sµn kh«ng dÇm víi bíc cét lín, biÖn
ph¸p hiÖu qu¶ nhÊt lµ dïng bª t«ng dù øng lùc. HiÖn nay, c«ng nghÖ kÐo c¨ng bª
t«ng dù øng lùc ®· triÓn khai t¬ng ®èi m¹nh, ®Æc biÖt trong lÜnh vùc cÇu ®êng.
- Víi 1 nhÞp lín, sµn bª t«ng øng lùc tríc cÇn Ýt bª t«ng h¬n.
- NÕu phÇn lín t¶i träng do cèt thÐp øng lùc tríc chÞu, cèt thÐp kh«ng øng lùc
tríc cã thÓ ®îc ®¬n gi¶n ho¸ vµ tiªu chuÈn ho¸ ë møc ®é cao. H¬n n÷a, vËt liÖu
cÇn cÈu l¾p gi¶m do träng lîng thÐp (kh«ng øng lùc tríc vµ øng lùc tríc) vµ
bª t«ng nhá h¬n so víi sµn bª t«ng cèt thÐp.
- Sµn bª t«ng øng lùc tríc khi cho phÐp th¸o cèp pha sím h¬n.
- ViÖc l¾p r¸p c¸c cÊu kiÖn ®óc s½n b»ng bª t«ng øng lùc tríc tr¸nh ®îc c¸c liªn
kÕt phøc t¹p cña c¸c thanh cèt thÐp, do ®ã gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian l¾p dùng. Sµn
nhµ x©y dùng nhanh th× viÖc hoµn thiÖn cã thÓ kÕt thóc sím, ®a c«ng tr×nh vµo
khai th¸c sím. Th«ng thêng víi mÆt b»ng s¶n mét tÇng tõ 1.000-2.000m2 th× cø
10 ngµy cã thÓ thi c«ng xong.
- Cã thÓ ®îc ¸p dông ®ång thêi víi c¸c c«ng nghÖ kh¸c ®Ó t¨ng tiÕn ®é ( Cèp pha
leo, cèp pha b¶n, cót nèi thÐp, cèp pha v¸ch ®Þnh h×nh...)
Do sµn nhµ chiÕm mét vÞ trÝ quan träng nh vËy nªn ë c¸c níc ph¸t triÓn ®ã sö
dông nhiÒu lo¹i sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc tríc do cã nh÷ng u ®iÓm mµ sµn bª
t«ng cèt thÐp thêng kh«ng cã ®îc. ViÖc thi c«ng sµn bª t«ng cèt thÐp øng lùc
tríc ë c¸c níc ph¸t triÓn nh Anh, Mü, Úc ®· ¸p dông rÊt réng r·i vµ phæ biÕn. ë
ViÖt Nam viÖc thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨n sau cã b¸m dÝnh còng ®ã vµ
®ang ph¸t triÓn. Nghiªn cøu vµ ®a ra ph¬ng ph¸p hîp lý khi thi c«ng sµn bª t«ng
øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh tr¸nh x¶y ra c¸c sù cè g©y tæn thÊt ®Õn tiÒn cña,
t¨ng tiÕn ®é thi c«ng lµ ®iÒu rÊt cÇn thiÕt. T¸c gi¶ muèn th«ng qua ®Ò tµi nµy sÏ t×m
hiÓu râ h¬n ph¬ng ph¸p thi c«ng sµn bª t«ng tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh, tõ ®ã ®a
ra c¸ch gi¶i quyÕt hîp lý h¬n.
• Môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi
Nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc tiÔn thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã
b¸m dÝnh tõ ®ã ®Ò xuÊt qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m
dÝnh.
8
• Néi dung nghiªn cøu cña luËn v¨n
Néi dung nghiªn cøu cña luËn v¨n bao gåm
- T×m hiÓu c¸c quan ®iÓm tÝnh to¸n sµn bª t«ng øng lùc tríc, cÊu t¹o c¬ b¶n ®Ó tõ
®ã hiÓu râ qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh (gi÷a
lý thuyÕt vµ thùc tiÔn).
- T×m hiÓu c¸c tiªu chuÈn híng dÉn viÖc thi c«ng vµ thiÕt kÕ sµn bª t«ng øng lùc
tríc (tiªu chuÈn níc ngoµi vµ tiªu chuÈn trong níc).
- T×m hiÓu qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh cña c¸c
nhµ thÇu næi tiÕng trªn thÕ giíi vµ c¸c nhµ thÇu trong níc ®Ó tõ ®ã ®a ra qui tr×nh
thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh phï hîp víi ®iÒu kiÖn thi
c«ng trong níc.
• Giíi h¹n nghiªn cøu
LuËn v¨n chØ nghiªn cøu qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã
b¸m dÝnh cña c«ng tr×nh th«ng qua:
- Qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh cña hai nhµ thÇu
níc ngoµi VSL (Thôy Sü) vµ Freyssinet (Ph¸p), hai nhµ thÇu trong níc ViÖn
Khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng vµ C«ng ty Cæ phÇn Kü thuËt X©y dùng Phó Mü.
- C¨n cø vµo c¸c tiªu chuÈn níc ngoµi: ACI 318-1999; UBC-1997; ASTM 4161998; BS 4447-1973.
- C¨n cø vµo c¸c tiªu chuÈn trong níc: TCVN 3118-1993; TCVN 197-1995; TCVN
198-1985; TCVN 4453-1995; TCVN 5308-1991.
• §èi tîng nghiªn cøu
- C¸c c«ng tr×nh nhµ cao tÇng.
• Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu
- Nghiªn cøu vÒ mÆt lý thuyÕt;
- Thu thËp sè liÖu thùc tÕ cña c¸c c«ng tr×nh ®· thi c«ng cña c¸c nhµ thÇu trong vµ
ngoµi níc;
• Ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi
9
§a ra qui tr×nh thi c«ng sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau cã b¸m dÝnh phï hîp
víi ®iÒu kiÖn thi c«ng trong níc nh»m h¹n chÕ tèi ®a c¸c rñi ro cã thÓ x¶y ra trong
qu¸ tr×nh thi c«ng, ¶nh hëng ®Õn tiÕn ®é vµ tµi chÝnh cña Chñ ®Çu t.
10
Ch¬ng 1 – tæng quan vÒ bª t«ng øng lùc tríc
1.1 S¬ lîc lÞch sö ph¸t triÓn kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc [2]
Nguyªn lý g©y øng lùc tríc (¦LT) ®· ®îc øng dông trong thùc tÕ tõ hµng tr¨m
n¨m nay. Khi chÕ t¹o nh÷ng thïng chøa chÊt láng nh níc, rîu…. hay khi lµm
trèng, c¸c thanh gç ph¼ng hoÆc cong ®îc ghÐp l¹i thËt khÝt nhê nh÷ng ®ai b»ng d©y
thõng hay b»ng kim lo¹i. Khi xiÕt chÆt c¸c vµnh ®ai trong thµnh thïng xuÊt hiÖn c¸c
øng lùc nÐn vßng ngîc chiÒu t¸c dông víi c¸c øng suÊt kÐo g©y ra do ¸p lùc thñy
tÜnh hay ¸p lùc h¬i. Nhê vËy trong thµnh thïng cßn l¹i nh÷ng øng suÊt nÐn hoÆc kÐo
vßng víi gi¸ trÞ nhá so víi kh¶ n¨ng chÞu nÐn, kÐo cña vËt liÖu ®ång thêi t¹o nªn sù
khÝt chÆt gi÷a c¸c m¶nh ghÐp thµnh thïng. KÕt qu¶ thïng cã thÓ chÞu ®îc ¸p lùc
lín cña chÊt láng bªn trong mµ kh«ng bÞ thÊm hay rß rØ.
Nguyªn lý nµy ®· ®îc P G. Jackson (Mü) ®a vµo ¸p dông thµnh c«ng cho vßm
g¹ch, ®¸, bª t«ng tõ n¨m 1886. TiÕp theo K.During (§øc) ®· g©y ®îc øng suÊt nÐn
trong b¶n bª t«ng b»ng viÖc c¨ng tríc cèt thÐp thêng. Tuy vËy ph¬ng ph¸p nµy
kh«ng ®em l¹i hiÖu qu¶ mong muèn v× chØ mét thêi gian ng¾n sau khi c¨ng vµ bª
t«ng ®· ®«ng cøng th× trong bª t«ng hÇu nh kh«ng cßn øng suÊt nÐn n÷a. HiÖn
tîng nµy ®îc gäi lµ sù tæn hao øng suÊt. Khi dïng cèt thÐp th«ng thêng cã cêng
®é thÊp kh«ng vît qu¸ 1225 kg/cm2 vµ biÕn d¹ng (®é d·n dµi tû ®èi) chØ ®¹t tíi gi¸
trÞ b»ng
ε=σ/E = 1225/2100000 = 0,0006
Víi trÞ biÕn d¹ng nµy chØ võa ®ñ c©n b»ng c¸c biÕn d¹ng theo híng ngîc chiÒu
x¶y ra trong qu¸ tr×nh trïng cèt thÐp, bª t«ng co ngãt vµ tõ biÕn khi kÕt cÊu chÞu t¶i
hoÆc do c¸c nguyªn nh©n kh¸c.
Trong nh÷ng n¨m 1928-1929 kü s næi tiÕng ngêi Ph¸p E.Freyssinet ®· lÇn ®Çu
tiªn chøng minh ®îc cã thÓ vµ cÇn sö dông lo¹i thÐp cã cêng ®é cao ®Ó n©ng cao
lùc g©y øng suÊt tríc trong bª t«ng lªn tíi trªn 400 kG/cm2 míi cã thÓ triÖt tiªu
®îc toµn bé c¸c tæn hao øng suÊt do c¸c nguyªn nh©n xÈy ra trong qu¸ tr×nh thi
c«ng vµ sö dông kÕt cÊu. ¤ng ®· c¨ng c¸c sîi thÐp cã giíi h¹n bÒn (tríc thêi ®iÓm
bÞ kÐo ®øt) fu = 17000kG/cm2 vµ ®Ó g©y øng lùc tríc trong bª t«ng, øng suÊt trong
cèt c¨ng ®· ®¹t ®Õn gi¸ trÞ fp = 10000 kG/cm2 b»ng 70-80% giíi h¹n bÒn (fu).
11
Trong trêng hîp nµy biÕn d¹ng cña thÐp c¨ng sau ®· bÞ trõ ®i tæng c¸c gi¸ trÞ biÕn
d¹ng do c¸c tæn hao xÈy ra trong qu¸ tr×nh c¨ng vµ chÞu lùc cã thÓ lªn tíi 0,0008
(0,08%) vËy biÕn d¹ng cßn l¹i trong cèt thÐp c¨ng cã gi¸ trÞ: 0,005-0,0008 = 0,0042
t¬ng øng víi øng suÊt cßn tån t¹i trong cèt thÐp ®Ó g©y øng lùc tríc trong bª t«ng
lµ:
σ = E. ε = 2100000 x 0,0042 = 8600 kG/cm2 (860 Mpa)
KÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho thÊy øng suÊt nÐn tríc trong bª t«ng vÉn cßn tån t¹i víi
mét gi¸ trÞ ®ñ ®Ó c©n b»ng tõng phÇn hay toµn bé c¸c øng suÊt kÐo trong kÕt cÊu khi
chÞu t¶i
σ tp
q
σ qc
σc <
b
q
P
p
σ cp
σ qt
σt <
bt
H×nh 1.1 S¬ ®å g©y øng suÊt tríc trong cÊu kiÖn bª t«ng chÞu nÐn b»ng cèt thÐp
cêng ®é cao [2]
Thµnh c«ng trong viÖc g©y øng lùc tríc b»ng viÖc sö dông cèt thÐp cêng ®é cao
®· nhanh chãng ®a kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc vµo c¸c c«ng tr×nh x©y dùng. §Õn
n¨m 1939 E.Freyssinet ®· s¸ng chÕ ra c«ng cô c¨ng thÐp b»ng lo¹i kÝch rçng 2 th×
vµ bé neo h×nh c«n cã ®é tin cËy cao trong viÖc gi÷ hai hoÆc mét ®Çu cèt thÐp ®îc
c¨ng kh«ng bÞ tuét ®¶m b¶o cho sù truyÒn lùc c¨ng vµo kÕt cÊu trong qu¸ tr×nh thi
c«ng vµ sö dông.
T¹i ch©u ¢u kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ph¸t triÓn nhanh chãng ë Ph¸p, BØ,
Anh, §øc, Thôy Sü, Hµ Lan. Trong gÇn 500 cÇu ®îc x©y dùng ë §øc tõ n¨m 1949
®Õn 1953 ®· cã 350 cÇu dïng bª t«ng ¦LT. T¹i Nga hiÖn nay c¸c cÊu kiÖn bª t«ng
®óc s½n nh tÊm sµn tõ 6m, dÇm, giµn khÈu ®é 18m trë lªn ®Òu qui ®Þnh dïng bª
t«ng ¦LT. T¹i Mü chó träng øng dông bª t«ng øng lùc tríc vµo x©y dùng c¸c bÓ
chøa nhiªn liÖu cã dung tÝch tõ 10000 m3 trë lªn.
12
H×nh 1.2 B¶n mãng sö dông bª t«ng øng lùc tríc (t¸c gi¶ su tÇm)
H×nh 1.3 Nhµ cao tÇng sö dông hÖ sµn ph¼ng bª t«ng øng lùc tríc
(t¸c gi¶ su tÇm)
13
H×nh 1.4 Trêng häc sö dông hÖ sµn bª t«ng øng lùc tríc (t¸c gi¶ su tÇm)
H×nh 1.5 B·i ®ç xe sö dông hÖ sµn bª t«ng øng lùc tríc (t¸c gi¶ su tÇm)
C«ng nghÖ c¨ng cèt thÐp còng ®îc c¶i tiÕn, ngµy mét hiÖn ®¹i. C¸c kÝch thñy lùc
cã c«ng suÊt lín cho phÐp c¨ng ®ång thêi hµng chôc bÖn, bã c¸p víi lùc c¨ng tõ 200
tÊn ®Õn 600 tÊn cã hµnh tr×nh cña kÝch tõ 1,25m ®Õn 1,5m. ThËm chÝ cïng mét lóc
cã thÓ c¨ng 2, 3 bÖ víi tæng lùc c¨ng tíi 1200 tÊn vµ 2400 tÊn.
Trong lÜnh vùc x©y dùng nhµ cao tÇng, sö dông bª t«ng ¦LT cho phÐp t¨ng kÝch
thíc líi cét, hoÆc gi¶m chiÒu dµy sµn, khèi lîng thÐp còng gi¶m ®¸ng kÓ. C¸c «
sµn ph¼ng kh«ng dÇm khÈu ®é tíi 15,6m mµ chiÒu dµy bª t«ng ¦LT ®óc s½n, mçi
tÊm sµn ph¼ng cã träng lîng tõ 300 tÊn ®Õn 800 tÊn còng ®îc phæ biÕn ë ch©u ¢u.
14
6
A
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
D
B
H×nh 1.6 S¬ ®å bè trÝ c¨ng c¸p trªn mÆt b»ng däc theo c¸c trôc ngang vµ däc c«ng
tr×nh [2]
Ở ch©u Á, nhÊt lµ c¸c níc trong khu vùc, c¸c kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc
®îc øng dông phæ biÕn mét phÇn nhê ®· s¶n xuÊt ®îc c¸c lo¹i thÐp cêng ®é cao,
c¸c lo¹i c¸p ¦LT, c¸c lo¹i neo vµ phô kiÖn kÌm theo phï hîp víi c¸c tiªu chuÈn tiªn
tiÕn cã gi¸ thµnh hîp lý nh Trung Quèc Singapore, Th¸i Lan….
1.2 Ứng dông kÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ë ViÖt Nam [2]
KÕt cÊu bª t«ng øng lùc tríc ®îc nghiªn cøu øng dông ë ViÖt Nam tõ nh÷ng
n¨m 60 thÕ kû XX. CÇu Phñ Lç vµ c¸c kÕt cÊu chÞu lùc nhµ m¸y ®ãng tµu B¹ch
§»ng lµ nh÷ng c«ng tr×nh øng dông c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc tríc ®Çu tiªn do c¸c
®¬n vÞ thiÕt kÕ trong níc thùc hiÖn. T¹i miÒn Nam thêi kú tríc n¨m 1975 ®· cã
nh÷ng xëng ®óc dÇm bª t«ng øng lùc tríc. §Æc biÖt ®· sö dông bª t«ng øng lùc
tríc vµo x©y dùng 8 thñy ®µi cã dung tÝch lín t¹i Sµi Gßn. C¸c c«ng tr×nh nµy do
c¸c C«ng ty t vÊn thiÕt kÕ cña ph¸p thiÕt kÕ vµ x©y dùng.
Tõ nh÷ng n¨m 80 thÕ kû tríc ®Õn nay c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc tríc ®· ph¸t
triÓn ë ViÖt Nam kh¸ nhanh chãng víi tr×nh ®é tiªn tiÕn thÕ giíi. Tríc ®©y mét vµi
dù ¸n nhµ cao tÇng ë Hµ Néi, thµnh phè Hå ChÝ Minh do c¸c c«ng ty níc ngoµi
thiÕt kÕ kÕt cÊu sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng sau. Tõ n¨m 1995 c«ng tr×nh Nhµ
§iÒu Hµnh §¹i häc Quèc Gia Hµ Néi ®îc c¸c ®¬n vÞ thiÕt kÕ, ®¬n vÞ thi c«ng vµ
gi¸m s¸t trong níc thùc hiÖn nã ®¸nh dÊu bíc ph¸t triÓn míi trong lÜnh vùc x©y
dùng nhµ cao tÇng ë ViÖt Nam.
N¨m 1998, Tæng c«ng ty VINACONEX ®· nhËp c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc tríc
tiÒn chÕ cña níc Céng Hoµ Ph¸p ®Ó s¶n xuÊt dÇm sµn nhÑ cho x©y dùng nhµ ë (hÖ
PPB) t¹i Nhµ m¸y bª t«ng Xu©n mai. S¶n phÈm nµy hiÖn nay ®· ®îc ¸p dông réng
15
r·i t¹i Hµ Néi vµ ®Æc biÖt ®· ph¸t triÓn ®Ó x©y dùng trªn 10.000 c¨n nhµ sµn vît lò
t¹i c¸c tØnh §BSCL. T¬ng lai sÏ ph¸t triÓn t¹i dù ¸n nhµ ë t¸i ®Þnh c c«ng tr×nh
Thuû ®iÖn S¬n La.
N¨m 1999, Liªn doanh VINAROSE (hîp t¸c gi÷a VINACONEX vµ h·ng
RONVEAUX - V¬ng quèc BØ) ®· hîp t¸c triÓn khai c«ng nghÖ bª t«ng øng lùc
tríc t¹i Nhµ m¸y bª t«ng vµ x©y dùng Xu©n Mai ®Ó s¶n xuÊt c¸c cÊu kiÖn vît
khÈu ®é lín b»ng ph¬ng ph¸p c¨ng kÐo tríc phôc vô cho x©y dùng nhµ ë d©n
dông, nhµ c«ng nghiÖp, s©n vËn ®éng vµ ®Æc biÖt s¶n xuÊt dÇm cÇu phôc vô cho giao
th«ng.... Ph¹m vi ¸p dông rÊt réng r·i, gi¶i quyÕt hÇu hÕt c¸c ph¬ng ¸n x©y dùng
hiÖn ®¹i mang tÝnh c«ng nghiÖp cao.
Cho ®Õn nay nhiÒu nhµ cao tÇng, c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp, c«ng tr×nh c«ng
céng ®· vµ ®ang ®îc c¸c ®¬n vÞ thiÕt kÕ, x©y dùng trong níc øng dông c«ng nghÖ
bª t«ng øng lùc tríc ngµy cµng cã hiÖu qu¶:
+ Trung t©m th¬ng m¹i H»ng H¶i quèc tÕ 21 tÇng trong ®ã cã 2 tÇng hÇm víi tæng
diÖn tÝch sµn trªn 10000m2.
+ HÖ khung c«ng son cã ®é v¬n 8m vµ 12m ®ì kh¸n ®µi cung thÓ thao tæng hîp
QuÇn Ngùa Hµ Néi, chung c cao tÇng 27 Huúnh Thóc Kh¸ng…..
H×nh 1.7 Cao èc §Êt Ph¬ng Nam sö dông hÖ dÇm sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng
sau (t¸c gi¶ su tÇm)
16
H×nh 1.8 C«ng tr×nh Becamex tower sö dông hÖ dÇm sµn bª t«ng øng lùc tríc c¨ng
sau (t¸c gi¶ su tÇm)
Cã thÓ nãi hÖ sµn bª t«ng øng lùc tríc ®· vµ ®ang lµ mét nhu cÇu kh«ng thÓ
thiÕu trong x©y dùng c¸c nhµ nhiÒu tÇng t¹i c¸c ®« thÞ vµ thµnh phè trong níc.
1.3 Kh¸i niÖm bª t«ng øng lùc tríc [3]
Bª t«ng øng lùc tríc (BT¦LT) lµ bª t«ng, trong ®ã th«ng qua lùc nÐn tríc ®Ó
t¹o ra vµ ph©n bè mét lîng øng suÊt bªn trong phï hîp nh»m c©n b»ng víi mét
lîng mong muèn øng suÊt do t¶i träng ngoµi g©y ra. Víi c¸c cÊu kiÖn BT¦LT, øng
suÊt thêng ®îc t¹o ra b»ng c¸ch kÐo thÐp cêng ®é cao.
Bª t«ng thêng cã cêng ®é chÞu kÐo rÊt nhá so víi cêng ®é chÞu nÐn. §ã lµ
nh©n tè dÉn ®Õn viÖc xuÊt hiÖn mét lo¹i vËt liÖu hçn hîp lµ “bª t«ng cèt thÐp”
(BTCT).
ViÖc xuÊt hiÖn sím cña c¸c vÕt nøt trong BTCT do biÕn d¹ng kh«ng t¬ng thÝch
gi÷a thÐp vµ bª t«ng lµ ®iÓm khëi ®Çu cho viÖc xuÊt hiÖn mét lo¹i vËt liÖu míi lµ “bª
t«ng øng suÊt tríc”. ViÖc t¹o ra mét øng suÊt nÐn cè ®Þnh cho mét vËt liÖu chÞu nÐn
tèt nhng chÞu kÐo kÐm nh bª t«ng sÏ lµm t¨ng ®¸ng kÓ kh¶ n¨ng chÞu kÐo v× øng
suÊt kÐo x¶y ra sau khi øng suÊt nÐn ®· bÞ v« hiÖu. Sù kh¸c nhau c¬ b¶n gi÷a BTCT
vµ bª t«ng ¦LT lµ ë chç trong khi BTCT chØ lµ sù kÕt hîp ®¬n thuÇn gi÷a bª t«ng vµ
- Xem thêm -
.PDF 
92 
231 
136 
