Thi công công trình BÊ TÔNG và Bê tông cốt thép

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, cốt
thép phải sạch.
5. Chia khoảnh, chia đợt, phân đoạn thi công hợp lý. Xử lý tốt khe thi công
bảo 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 bê
tông 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 thi
công lắp ghép, ván khuôn bê tông, ván khuôn trượt và đổ bê tông liên
tục.
− 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 khối
lượng 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 quá
qui định của quy phạm.
2. Cấp phối
Cát là hỗn hợp thiên nhiên của các nham thạch rắn chắc có d=(0,14÷5)mm. Mô
đun độ lớn M
c
=(2,5÷3).

100
14,0315,063,025,15,2
AAAAA
M
c
++++
=
trong đó: A- lượng sót tích luỹ bằng % trên các sàng có đường kính mắt sàng tương
ứng.
Với cát nhỏ có M
c
<2 nếu sử dụng làm bê tông thuỷ công phải tuân theo quy
định riêng (ví dụ QPTL-D6-78).
Bảng 1: Cấp phối phù hợp của cát to và vừa (theo điều 4.10, QPTL-D6-78)
Đường kính mắt sàng (mm)
Lượng sót tich luỹ trên sàng tính theo % trọng
lượng (%)
5,00
2,50
1,25
0,63
0,315
0,14
0
0 – 20
15 – 45
35 – 70
70 – 90
90 - 100
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)
Mô đun độ lớn của cát (M
c
)
Lượng sót tich luỹ trên sàng 0,63mm tính
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
Kích thước mắt sàng
Lượng sót tich luỹ trên sàng tính theo %
trọng lượng (%)
D

min
0,5(D
max
+D
min
)
D
max
95 – 100
40 – 70
0 – 5
Tất cả phải lọt qua mắt sàng 1,25D
max
, không được lẫn đất sét cục.
Cần lưu ý hiểu bản chất tại sao có được đường bao cấp phối yêu cầu đối với vật
liệu.
3
2. Gia cụng ct liu
2.1 Nghin ỏ
ỏ khai thỏc m sau n mỡn thng phi nghin nh t c cỏc c ht
theo yờu cu ca bờ tụng.
Nguyờn lý nghin: ộp vn, ch vn, p vn, b vn, nghin vn
Da theo nguyờn lý trờn cú nhiu loi mỏy nghin khỏc nhau
2.2 Sng ct liu
Sau h thng mỏy nghin l h thng mỏy sng phõn ra thnh cỏc loi ỏ theo
c ht khỏc nhau.
Vớ d: thun li cho pha trn cỏc nhúm ht ta phõn chia nh sau
D
max
=40mm phõn thnh 2 nhúm 5 20 v 20 40mm

D
max
=60mm phõn thnh 2 nhúm 5 20 v 20 60mm
D
max
=70mm phõn thnh 3 nhúm 5 20; 20 40 v 40 70mm
D
max
=150mm phõn thnh 4 nhúm 5 20; 20 40; 40 80 v 80 150mm
i vi ct liờu nh cú th dựng phng phỏp phõn loi bng bi lng thu lc.
Mỏy sng chia ra hai loi l sng phng v sng ng.
Hình 3 Các hình thức làm vỡ đá.
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 bùn đất dưói 5% có thể kết hợp vừa sàng hoặc vừa khai thác (ở
sông), vừa rửa. Nếu lượng bùn đất lớn thì phải có thiết bị chuyên dùng để rửa.
Rửa cốt liệu nhỏ có thể dùng máy rửa dạng xoắn ốc ren vít.
Rửa thủ công bằng bể chứa cho nước chảy qua và dùng rổ sảo vớt cốt liệu.
Đối với công trường lớn thường bố trí trạm liên hợp nghiền sàng và rửa cốt liệu.
H×nh 6 S¬ ®å nguyªn lý m¸y röa kiÓu xo¾n èc
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/m
3
(2500kg/m
3
);
c. Khối lượng cốt thép, sơ bộ có thể lấy 100daN trong 1m
3
bê tông (khối lượng
riêng của thép 7800daN/m
3
= 7800kg/m
3
)
d. Tải trọng do người và công cụ thi công:
− khi tính ván mặt lấy 250daN/m
2
− khi tính nẹp sau ván mặt lấy 150daN/m
2
− khi tính cột chống lấy 100daN/m
2
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
Thể tích thùng đổ bê tông Lực tác dụng lên ván khuôn (daN/m
2
)

1. máng trượt, phễu vòi voi hay ống dẫn
bê tông
2. đổ trực tiếp từ dung tích thùng
≤
0,2m
3
3. 0,2 – 0,8m
3
4. >0,8m
3
200
200
400
600
6
i. Lực tác dụng khi đầm rung lấy 100daN/m
2
đối với ván khuôn nằm, 200daN/m
2
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 định
như sau:
Q
g
=k.q (N/m
2
)
trong đó: q- áp lực tiêu chuẩn của gió (xem TCVN về tải trọng gió) hoặc có thể lấy
500-1000N/m

2
; k- hệ số xác định theo QP hiện hành, phụ thuộc kết cấu ván khuôn trực
diện hay nghiêng với hướng gió.
Áp lực ngang của bê tông lỏng
Cách đầm Công thức tính Phạm vi dùng Sơ đồ áp lực
Đầm chày (dùi)
2
2
1
HF
HP
b
b
⋅=
⋅=
γ
γ
0
RH ≤
F
P
H






−⋅=
⋅=

2
0
0
0
R
HRF
RP
b
b
γ
γ
0
RH >
F
P
H
R
0
Đầm treo trên
VÁN KHUÔN
(đầm ngoài)
2
2
1
HF
HP
b
b
⋅=
⋅=

γ
γ
n
RH 2≤
F
P
H
( )
nnb
nb
RHRF
RP
−⋅=
⋅=
γ
γ
2
2
n
RH 2>
F
P
H
2
R
n
Đầm là mặt
2
2
1

HF
HP
b
b
⋅=
⋅=
γ
γ
1
RH ≤






−⋅=
⋅=
2
1
1
1
R
HRF
RP
b
b
γ
γ
1

RH >
7
Cách đầm Công thức tính Phạm vi dùng Sơ đồ áp lực
Đầm thủ công
2
550,0
100,1
HF
HP
=
=
vH
r
H
4
1,9
<
<
F
P
H
( )
vHvF
vP
24100,1
4100,1
−⋅=
⋅=
vH
r

H
4
1,9
≥
<
F
P
H
4
v
rHF
rP
000,10
000,10
=
=
1,9>
r
H
F
P
H
Không dùng đầm
2
350,0
700,0
HF
HP
=
=

đổ bê tông trong
nước
F
P
H
R
0
- chiều dài chày đầm (m);
F- hợp lực;
R
n
- bán kính tác dụng theo chiều thẳng đứng của đầm treo;
R
1
- 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:
-
2
b
r =
(m) với b là chiều dày tường,
-
P
F
r =
(m) với F và P là diện tích và chu vi mặt cắt ngang cột;
γ
b
- 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
1
tv
F
t
H
d
t
⋅=
⋅
=
π
; π
t
-năng suất đổ bê tông (m
3
/h); t
1
-
thời gian ninh kết ban đầu của xi măng (h); F
d
- diện tích khoảnh đổ.
- 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 dạng
1
2
3
4
5
6
Ván mặt và chống đỡ ván khuôn sàn,
vòm
Cột có cạnh ≤30cm, tường dầy≤10cm
Cột có cạnh >30cm, tường dầy>10cm
Thành đứng của dầm hoặc vòm
Đáy dầm hoặc vòm
Khối bê tông lớn
a+b+c+d+e+i
g+i
g+h
g+i
a+b+c+i
g+h
a+b+c+e
g
g
g
a+b+c
g
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 và
lắp dựng.

Bước 1: Xác định lực
Bước 2: Sơ bộ vẽ các kết cấu ván khuôn và giả thiết các cự ly của bulông, của
nẹp
Bước 3: Phân tích lực, vẽ sơ đồ chịu lực của từng bộ phận để tính toán và định
ra kích thước.
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
11
12
Đó là những mảng ván ghép lại với nhau có kích thước nhất định khoảng vài
m2. Vật liệu gỗ hoặc kim loại.
Ván khuôn tiêu chuẩn được gia công hàng loạt trong công xưởng, kích thước
tuỳ thuộc kích thước khối đổ bê tông và khả năng vận chuyển, thường có chiều rộng
0,8÷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
2) Ván khuôn cố định
Ở những chỗ hình dạng không quy củ không dùng được ván khuôn tiêu chuẩn,
phải gia công lắp ghép ngay tại hiện trường tốn nhiều thời gian và VL.

3) Ván khuôn định hình
14
Là những tấm ván khuôn được gia công hoàn chỉnh (kể cả ván mặt đến giằng
chống ). Ví dụ ván khuôn cho cả một dầm, một đoạn hành lang trong thân đập, ống xả
nhà 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 hiện
trường 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 của
công 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
16
17
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 trượt
phụ thuộc vào thời gian đạt cường độ yêu cầu của bê tông. Khi trượt lõi nhà cao tầng
thường 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 (đường
hầm, tường chắn, ống dẫn nước ) ta sử dụng ván khuôn di động. Thường dùng hệ
thống kích để nâng hạ các mảng ván khuôn gắn trên hệ khung di chuyển theo đường
ray.
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
8) Ván khuôn đặc biệt
− Ván khuôn chân không
− Ván khuôn thấm nước
− Ván khuôn lưới thép
4. Dựng lắp và tháo dỡ ván khuôn
4.1 Dựng lắp ván khuôn
Dựng lắp ván khuôn là khâu công việc quan trọng chiếm nhiều hiện trường, nên
cần bảo đảm tiến độ, chất lượng và không cản trở các việc khác.
Trước khi dựng phải xác định chính xác vị trí và đánh dấu sơn lên bê tông hoặc
đá.
Trình tự thông thường là: đối với ván khuôn nằm tiến hành từ dưới lên trên, ván
khuôn đứng tiến hành từ trong ra ngoài. Dựng lắp tới đâu phải quan trắc, điều chỉnh và
chống đỡ ngay tới đó. Cuối cùng điều chỉnh chính xác và giằng chống gia cố thêm.
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 là
khẩu độ dầm (m)
Khi dựng ván khuôn đứng thường dùng dây chằng có tăng đơ điều chỉnh cho
ván khuôn thẳng đứng
Quá trình v/ch để dựng lắp cần chú ý không để ván khuôn đã gia công bị va
chạm 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 độ
theo quy định là 25daN/cm
2
. Thời gian đạt cường độ này phụ thuộc nhiệt độ và tính
chất của xi măng, của phụ gia trong bê tông.(xem thêm quy định thời gian tháo ván
khuôn)
4.2 Tháo dỡ ván khuôn
Thời gian tháo dỡ ván khuôn phải căn cứ vào đặc điểm kết cấu, điều kiện khí
hậu, 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/cm
2
.
Ví dụ với bê tông mác 200, nhiệt độ ngoài trời 25
0
C, xi măng phổ thông thì thời gian là
1ngày.
Đối với ván khuôn nằm thời gian chờ lâu hơn.
Thời gian chờ tham khảo các bảng quy định trong QP. Trường hợp cần thiết
phải thông qua thí nghiệm để quyết định.
21
Trường hợp nhiệt độ ngoài trời 11-14
0
C sau khi tháo ván khuôn cần che phủ để
nhiệt 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 ván
khuôn đứng tiến hành từ ngoài vào trong. Với ván khuôn nằm sau khi tháo nêm hay hạ
kích, nên lợi dụng hệ thống chống đỡ để tháo dầm, xà và ván mặt ở trên cao sau đó mới
tháo hệ thống chống đỡ.
5 Công tác nghiệm thu

Khi dựng lắp xong ván khuôn và giằng chống xong phải kiểm tra và nghiệm thu
theo các điểm sau:
1) Độ chính xác của ván khuôn so với thiết kế: sai số cho phép theo quy định
của 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 hoặc
với 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 dây
dọi.
Quá trình đổ bê tông phải thường xuyên theo dõi kiểm tra kích thước và vị trí
ván 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 tích
lớn, 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 mà
phải chia thành nhiều khoảnh.
Khoảnh đổ thực chất là phạm vi của khối bê tông đổ liên tục trong một lần
xong, 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 thì
thi công nhanh, giảm nhiều công việc phát sinh như công tác ván khuôn, xử lý khe
tiếp giáp giữa các khoảnh đổ nhưng đòi hỏi cường độ thi công cao, thoát nhệt khó
khăn. 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 nhiệt

trong bê tông khối lớn.(Tham khảo thêm TCVN 4453:1995 điều 6.6 mạch ngừng
thi công)
Vị trí các khe thi công phải căn cứ vào biểu đồ nội lực bố trí ở nơi ít nguy hiểm
nhất và dễ thi công.
23