ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CHO CÁC SẢN PHẨM BÊ TÔNG ĐÚC SẲN TRONG HẠ TẦNG GIAO THÔNG NHƯ TẤM CHẮN RÁC, NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP MƯƠNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XÂY DỰNG CẦU
  

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CHO CÁC SẢN PHẨM BÊ
TÔNG ĐÚC SẲN TRONG HẠ TẦNG GIAO THÔNG NHƯ TẤM CHẮN RÁC,
NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP MƯƠNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH DƯƠNG
Giảng viên hướng dẫn:
Nhóm học viên thực hiện:

TS. Lê Hoàng An 
Mã Sinh Viên

Nguyễn Viết Dũng

2180302012

Trần Thị Mai Hoa

2180302030

Bùi Nguyễn Tính

2180302077

Hồ Chí Minh ngày 21 tháng 8 năm 2022

1

Chương I
Chương
II
Chương
III
Chương
IV

Tổng quan

Tình trạng kết cấu Tấm chắn rác, nắp
hố ga, bó vĩa, nắp mương đang được
khai thác, sử dụng trên địa bàn Tỉnh
Bình Dương
Ứng dụng bê tơng cường độ cao
trong xây dựng Tấm chắn rác, nắp hố
ga, bó vĩa, nắp mương

Kết Luận - Kiến Nghị
2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO
1. Khái niệm chung về bê tông cường độ cao (BTCĐC)
Trên thế giới, khái niệm về bê tông cường độ cao (High Strength
concrete- HPC) chưa thống nhất, cịn khác nhau ở nhiều tiêu chí, tuy
nhiên đều thống nhất là có cường độ chịu nén tuổi 28 ngày không nhỏ

hơn 40 Mpa (đối với nhiều tài liệu thì con số này có thể là 40 ,50, 55, 60
Bảng 1 – Phân cấp bê tông cường độ cao

[1], [4]

Tính chất của bê tơng cường độ cao ở trạng thái tươi là tính dễ đổ (độ
sụt) hoặc cịn gọi là tính cơng tác. Tuy sử dụng lượng xi măng cao, tỷ lệ3
N/X thấp nhưng độ sụt của bê tông cường độ cao vẫn đạt từ 10-20 cm, giữ
được ít nhất là 60 phút


2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng BTCĐC trên thế giới và trong
nước
Trong xây dựng cầu từ năm 1970 đến nay ở nhiều cơng trình trên nhiều quốc gia đã
áp dụng bê tông cường độ cao. Bê tông chất lượng cao thường được sử dụng cho các dầm
cầu bê tông dự ứng lực với mục đích giảm tải trọng bản thân dầm và tăng chiều dài kết
cấu nhịp.
Bảng 2 - Một số hỗn hợp bê tông cường độ cao điển hình được sử dụng trong cơng trình xây dựng

Các nghiên cứu của nước ngồi cho thấy có thể tiết kiệm được 30% khối lượng bê
4
tông, giảm 30% trọng lượng kết cấu, giảm 10 – 15% tổng giá trị cơng trình. Kết cấu bản
BTCT DƯL có thể giảm 30% chiều cao, 40% khối lượng xây lắp.


II. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Theo thống kê tổng hợp tồn thành phố Bình Dương có khoảng hơn 700km tuyến
mương dọc và sẽ còn tiếp tục phát triển trong thời gian tới theo tốc độ đơ thị hóa của
thành phố
Hiện nay kết cấu mương dọc và hố ga thường sử dụng bê tơng có cường độ chịu

nén từ 10Mpa (mác M100) đến 25Mpa (mác 250)
Tuy nhiên, qua quá trình khai thác, đã xuất hiện nhiều vấn đề cần lưu ý trong quản lý
chất lượng như: đan hố ga, mương dọc bị nứt, vỡ bê tông, hạn chế khả năng thoát nước
(dẫn đến hư hỏng mặt đường) làm mất mỹ quan đô thị
Với mục tiêu đảm bảo chất lượng công trình, thi cơng được tại hiện trường trong
điều kiện thời tiết bất lợi thì kết cấu lăp ghép đang chiếm ưu thế.
5


III. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI NGHIÊN CỨU



Mục tiêu: Nghiên cứu sử dụng bê tông cường độ cao trong kết
cấu bê tông, bê tông cốt thép lắp ghép giảm kích thước cấu kiện,
tăng khơng gian sử dụng, giảm khối lượng bê tông sử dụng, dễ
dàng cẩu lắp và vận chuyển, rút ngắn được thời gian thi công
đồng thời tăng cường quản lý chất lượng.



Đối tượng nghiên cứu: Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp
mương.



Phạm vi nghiên cứu : Địa bàn tỉnh Bình Dương.

6

IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU



Nghiên cứu, đánh giá rút ra nhận xét về ưu điểm, nhược điểm của kết
cấu bê tông thông thường hiện nay.



Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm đưa các phương án ứng
dụng bê tông có cường độ cao nhằm khắc phục được các tồn tại.



Tính tốn, so sánh, kiểm tra, đánh giá các chi tiêu ( kinh tế, chất
lượng, điều kiện thi công,...) của các phương án kết cấu mới với kết
cấu hiện tại nhằm tìm ra phương án tối ưu nhất.



Ứng dụng vào thực tế một số cơng trình thí điểm đang triển khai.
7


CHƯƠNG II: TÌNH TRẠNG KẾT CẤU TẤM
CHẮN RÁC, NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP
MƯƠNG ĐANG ĐƯỢC KHAI THÁC, SỬ DỤNG
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH DƯƠNG
I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐANG XÂY DỰNG,

KHAI THÁC
1. Về kết cấu xây dựng
Nhìn chung, kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương sử
dụng phố biến trên tỉnh Bình Dương là kết cấu bê tông (BT) hoặc bê tông
cốt thép (BTCT) có cường độ chịu nén từ 20-25MPa, mác uốn từ 2-3MPa.
Các dạng kết cấu mương dọc, hố ga trên địa bàn gồm:

Mương hở đậy đan

Ống bê tơng trịn

Cống hộp

8


Tấm đan hố ga

Hố ga chưa hồn thiện

• Mương hở đậy đan: Thường được thi công tại hiện trường Kết cấu đan
mương dọc bằng bê tông cốt thép mác 20MPa đổ tại chỗ hoặc lắp ghép
• Ống bê tơng trịn lắp ghép: Sản xuất trong nhà máy hoặc tại công trường,
gồm loại 01 lưới thép 6 (bố trí trên vỉa hè) và loại 02 lưới thép 6/8.
• Cống hộp bằng BTCT: Thường được chế tạo ngay tại công trường. Khẩu độ
thường từ 1 cửa 0,75m đến 2,5m hoặc nhiều cửa. Kết cấu cống bằng bê tông
cốt thép với bê tông (20-30)Mpa chiều dày thành cống hộp từ 20 – 30cm.
• Hố ga: Bố trí cách khoảng trung bình từ 15-20,0m/hố. Đan hố ga bằng9 BTCT
(20-25)MPa lắp ghép có niềng thép góc, kích thước tấm đan thay đổi tùy kích
thước miệng hố ga.

2. Về cơng nghệ sản xuất, chế tạo

• Phương pháp thủ công/ bán thủ công: Sử dụng nhân lực là chủ yếu với
thiết bị là xẻng, cào trộn, đầm dùi, có thể có hỗ trợ bằng máy trộn cơng suất
thấp/ xe trộn bê tơng, kết hợp máy đào.

• Phương pháp quay ly tâm : Thực hiện trong nhà máy với thiết bị chủ lực là
máy quay ly tâm, chủ yếu áp dụng cho các sản phẩm dạng tròn như: ống
cống, hố ga trịn.
10
• Phương pháp rung ép, rung lõi : Chủ yếu áp dụng cả cho sản xuất các sản
phẩm như cống tròn, cống hộp, hố ga..


3. Vật liệu sản xuất cấp phối bê tông
Thành phần hỗn hợp của BT/ BTCT chế tạo kết cấu mương dọc, hố ga hiện tại
trên địa bàn thành phố bao gồm xi măng (thường là xi măng pooclăng), cốt thép
tròn cán nóng (thường là nhóm CI, Ra=2100kg/cm2, nhóm CII, Ra=2700kg/cm2), cát
tự nhiên, đá nghiền với kích cỡ nằm trong khoảng từ 10 đến 40mm và nước. Tỷ lệ
N/X thường được thiết kế tương ứng với độ sụt đạt ở mức > 6cm.

Loại máy trộn liên tục tạo bê tông không ngừng cho đến khi dừng máy thường
sử dụng cho sản xuất các cấu kiện tại nhà máy. Loại này thường gắn liền với hệ
thống cân đong vật liệu cấp phối theo khối lượng. Đây là phương pháp chuẩn bị vật
liệu chính xác nên đảm bảo chất lượng bê tơng hơn.
11

II. ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KẾT CẤU THỐT NƯỚC ĐANG SỬ DỤNG HIỆN TẠI
1. Ưu điểm
Khai thác được tính ưu việt của bê tơng thơng thường như:


Có cường độ chịu nén, mođun đàn hồi phù hợp với kết cấu kết cấu bê tông cốt thép (bê tông
sử dụng thông thường có 10-50)Mpa;



Cơng nghệ thi cơng đơn giản, khơng địi hỏi trình độ tay nghề cơng nhân cao;



Khi hư hỏng, dễ dàng thi công thay thế, sửa chữa;

Kết cấu đổ tại chỗ ( Ghép ván khuôn coffa, đặt cốt thép và đổ bê tơng ngay tại vị trí
thiết kế của kết cấu):


Thi cơng tại cơng trình, khơng tốn chi phí vận chuyển, cẩu lắp;



Ít xử lý mối nối;



Do các cấu kiện được dính với nhau một cách tồn khối

Kết cấu lắp ghép: Được sử dụng cho kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp
mương.


Có điều kiện cơng nghiệp hóa, tự động hóa trong sản xuất xây dựng, tiết kiệm vật liệu làm
ván khn;



Rút ngắn thời gian thi cơng
12



Vì chế tạo, sản xuất trong xưởng nên dễ quản lý chất lượng, bão dưỡng nên chất lượng được
đảm bảo. Không ô nhiễm môi trường.


2. Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nêu trên, kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó
vĩa, nắp mương đang được xây dựng và khai thác trên địa bàn tỉnh Bình
Dương đã phát sinh một số tồn tại:
Nhược điểm của bê tông thông thường:


Khả năng chịu lực, đặc biệt là khả năng chịu kéo uốn thấp nên kích thước
cấu kiện thường lớn.



Khơng đảm bảo chống thấm, chống ăn mịn, năng suất thấp,



Kết cấu đổ tại chỗ:



Vì thi cơng tại cơng trình nên khó kiểm sốt được chất lượng, phụ thuộc
vào thời tiết khi thi cơng, chất lượng cơng trình không được đảm bảo gây
ra những hư hỏng của cấu kiện;



Ơ nhiễm mơi trường.

Kết cấu lắp ghép hiện nay:




Khối lượng cấu kiện vẫn cịn lớn, cần có phương tiện cẩu lắp và vận
chuyển có tải trọng lớn;
Phải xử lý mối nối, dẫn đến độ cứng cơng trình khơng đồng nhất

13


3. Những tồn tại thường gặp của hệ thống Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp
mương hiện trạng

Các hiện tượng thường gặp
- Đan hố ga, mương dọc bị nứt nẻ; bể vỡ

- Mất các cấu kiện tấm đan;
- Kích thước cấu kiện khơng đồng nhất;
- Hình dáng hình học không đảm bảo theo yêu cầu thiết
kế;

14




Chất lượng bê tông các cấu kiện lắp ghép không đồng đều;



Rác bồi lấp làm hạn chế khả năng thoát nước

Ngun nhân
• Khó kiểm sốt chất lượng nếu sản xuất tại cơng trường
• Cơng nghệ sản xuất cấu kiện bê tơng cũng cịn một số tồn tại
• Sự xuống cấp theo thời gian của bê tông theo thời gian trong điều kiện
khí hậu, mơi trường khu vực
15


III. MỘT SỐ KIẾN NGHỊ KHẮC PHỤC NHƯỢC ĐIỂM HIỆN NAY CỦA KẾT CẤU TẤM
CHẮN RÁC, NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP MƯƠNG
1. Về kết cấu



Kết cấu dạng hộp, ống (không dùng kết cấu dạng hở) để khai thác hiệu quả của kết
cấu siêu tĩnh, làm giảm kích thước cấu kiện hoặc giảm cốt thép (phục vụ giai đoạn thi
công);



Sử dụng loại bê tơng có cường độ cao (bao gồm cường độ chịu nén/chịu kéo), trên
nguyên tắc đảm bảo hiệu quả kinh tế đầu tư xây dựng cũng như khai thác;



Sử dụng kết cấu sử dụng ít hoặc khơng cốt thép;

2. Về công nghệ sản xuất


Sử dụng các kết cấu được sản xuất trong các công xưởng với hệ thống máy móc hiện
đại, có hệ thống kiểm sốt chất lượng chặt chẽ vật liệu đầu vào, sản phẩm đầu ra;



Nghiên cứu sử dụng bê tông tự đầm để nâng cao chất lượng bê tông mà không cần
bất kỳ thiết bị đầm chặt chuyên dụng nào.

3. Về thành phần cấp phối bê tông


Xem xét, sử dụng các loại phụ gia hỗ trợ (đông kết nhanh, chống mất nước, tăng độ

sụt, tăng dẻo,…) tùy tình hình triển khai để đảm bảo chất lượng;



Nghiên cứu sử dụng các cấp phối thiết kế có tỷ lệ N/X < 0,45;



16

Nghiên cứu sử dụng cấp phối bê tông đặc biệt (bê tông polymer, bê tông cốt sợi,…)
để khai thác các tính năng ưu việt của các loại bê tông này.


CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG
ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG TẤM CHẮN RÁC,
NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP MƯƠNG
I. Nghiên cứu về bê tông cường độ cao trong điều kiện địa phương
1. Các nguyên tắc thiết kế bê tông cường độ cao
Nguyên tắc thiết kế bê tông để ứng dụng cho các kết cấu này ngoài việc yêu cầu bê
tơng có (1) cường độ chịu nén/uốn cao cịn phải (2) đáp ứng tính năng tự đầm. Trong trường
hợp này, ta có thể hạn chế được cơng đầm nén cũng như việc vận chuyển từ công xưởng
đến công trường
2. Công thức chung trong thiết kế bê tông cường độ cao


Thành phần cấp phối BTCĐC có 02 điểm nổi bật so với bê tông thông thường là:



Phụ gia đưa vào trong bê tơng có loại siêu dẻo, giảm nước cao và các chất khoáng siêu
mịn



Các yêu cầu cho các loại vật liệu chính của BTCĐC gồm:



Hàm lượng xi măng pooclăng từ 400-550 kg/m3 bê tông;



Cốt liệu mịn (thường là cát tự nhiên) có modun độ lớn M K>2,5, đường kính từ 0,14 –

17


3. Thiết kế cấp phối BTCĐC trong điều kiện địa phương



Ở mỗi địa phương khác nhau, tính chất cơ lý hóa của vật liệu cát, đá
là khác nhau nên cần phải có những thiết kế và thí nghiệm cụ thể,
phù hợp với điều kiện của khu vực.



Từ kết quả thí nghiệm các cấp phối đã được đưa vào sử dụng tại các
cơng trình cho thấy khả năng chế tạo cấp phối của bê tơng có cường

độ cao từ nguồn vật liệu của thành phố là hoàn toàn khả thi.



Riêng về phụ gia sử dụng cho bê tông cường độ cao, có thể dùng các
loại sau: Sika Viscorete HE-10, Sika, Sika 3000-20, UHP, BAFS
GLENIUM 113 SURETEC220

18


II. Nghiên cứu ứng dụng bê tông cường độ cao trong kết cấu Tấm
chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương thốt nước
1. Tính tốn chịu lực của Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp
mương
Để thuận lợi cho việc so sánh về giải pháp kỹ thuật và hiệu quả
kinh tế, tiến hành tính tốn nội lực phát sinh trong kết cấu mương dọc
đậy đan chiều cao mương 0,8m và hố ga có chiều cao H = 2,0m. Trên cơ
sở đó, đề xuất kích thước hình học cho loại kết cấu này.

19


20


2. Đề xuất cấu tạo kết cấu mương dọc, hố ga thốt nước điển hình

21

3. Khả năng áp dụng
a, Khả năng chế tạo bê tông cường độ cao trong điều kiện địa phương
Thông qua các kết quả thí nghiệm ở bảng 3, cho thấy hiện nay với vật liệu sẵn có ở
địa phương và sử dụng hàm lượng hợp lý phụ gia cần thiết, chúng ta hồn tồn có thể
chế tạo được bê tơng có cường độ cao đến 70MPa, có khả năng tự đầm, đáp ứng được
yêu cầu chế tạo tại chỗ
b, Khả năng sản xuất, thi cơng:
Đơn giản, có thể tổ chức thi công ngay tại công trường, đặc biệt là công trường có
mặt bằng gia cơng từ 100m2 – 300m2 do khơng địi hỏi thiết bị, máy móc phức tạp. Hình
ảnh dưới đây mô tả công đoạn sản xuất 01 hố ga định hình đúc sẵn.

22

Giai đoạn 1: Lắp dựng ván khn trong và ván khn ngồi


Giai đoạn 2: Triển khai đổ bê tông theo
công nghệ bê tơng cường độ cao (tự
đầm).

Giai đoạn 3: Hình thành sản phẩm

23


Giai đoạn 4: Chuẩn bị mặt bằng móng

Giai đoạn 5: Cẩu lắp và hoàn thiện

24


III. So sánh, đánh giá đối với kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa,
nắp mương
1. So sánh về các chỉ tiêu kỹ thuật


Hình thức kết cấu sắc sảo, có bề mặt láng mịn, đẹp (cả bên trong và bên
ngoài), sai số nhỏ do bắt buộc phải dùng bộ ván khuôn chuẩn;



Tỷ lệ thành phần cấp phối được kiểm sốt tạo ra sản phẩm có độ đồng đều
cao, độ nhẵn bề mặt cả bên ngoài lẫn bên trong lòng sản phẩm đều cao;



Trọng lượng cấu kiện nhỏ, nhẹ hơn so với kết cấu bê tông / BTCT thông
thường;

2. So sánh về hiệu quả kinh tế


Tiến độ thi công: Thời gian thi công giảm nhiều do giảm được thời gian
chuẩn bị huy động thiết bị cũng như tổ chức đầm lèn cấu kiện.



Điều kiện thi công: Sử dụng bê tông cường độ cao không yêu cầu về thiết

bị (đầm dùi, đầm bàn) tại hiện trường, cũng như không cần thiết phải đầu tư
các thiết bị quay ly tâm, rung ép, mặt bằng xưởng lớn cho việc sản xuất các
cấu kiện đúc sẵn.
25



Giá thành: Giá thành cấu kiện BTCĐC rẻ hơn nhiều so với cấu kiện BT/BTCT