Đang tải... (xem toàn văn)
MÔN KẾT CẤU CÔNG NGHÊ MỚI TRONG XÂY DỰNG CẦU: 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, BĨ 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 năm 2022 Chương I Chương II Chương III Chương IV Tổng quan Tình trạng kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương khai thác, sử dụng địa bàn Tỉnh Bình Dương Ứng dụng bê tơng cường độ cao xây dựng Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương Kết Luận - Kiến Nghị CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG BÊ TƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO Khái niệm chung bê tông cường độ cao (BTCĐC) Trên giới, khái niệm bê tông cường độ cao (High Strength concrete- HPC) chưa thống nhất, khác nhiều tiêu chí, nhiên thống có cường độ chịu nén tuổi 28 ngày khơng nhỏ 40 Mpa (đối với nhiều tài liệu số 40 ,50, 55, 60 Bảng – Phân cấp bê tông cường độ cao [1], [4] Tính chất bê tơng cường độ cao trạng thái tươi tính dễ đổ (độ sụt) cịn gọi tính cơng tác Tuy sử dụng lượng xi măng cao, tỷ lệ3 N/X thấp độ sụt bê tông cường độ cao đạt từ 10-20 cm, giữ 60 phút Tình hình nghiên cứu, ứng dụng BTCĐC giới nước Trong xây dựng cầu từ năm 1970 đến nhiều cơng trình nhiều quốc gia áp dụng bê tông cường độ cao Bê tông chất lượng cao thường sử dụng cho dầm cầu bê tơng dự ứng lực với mục đích giảm tải trọng thân dầm tăng chiều dài kết cấu nhịp Bảng - Một số hỗn hợp bê tông cường độ cao điển hình sử dụng cơng trình xây dựng Các nghiên cứu nước ngồi cho thấy tiết kiệm 30% khối lượng bê tông, giảm 30% trọng lượng kết cấu, giảm 10 – 15% tổng giá trị cơng trình Kết cấu BTCT DƯL 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 700km tuyến mương dọc tiếp tục phát triển thời gian tới theo tốc độ thị hóa thành phố Hiện kết cấu mương dọc hố ga thường sử dụng bê tơng có cường độ chịu nén từ 10Mpa (mác M100) đến 25Mpa (mác 250) Tuy nhiên, qua trình khai thác, xuất nhiều vấn đề cần lưu ý quản lý chất lượng như: đan hố ga, mương dọc bị nứt, vỡ bê tông, hạn chế khả thoát nước (dẫn đến hư hỏng mặt đường) làm mỹ quan đô thị Với mục tiêu đảm bảo chất lượng cơng trình, thi cơng trường điều kiện thời tiết bất lợi kết cấu lăp ghép chiếm ưu III MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI NGHIÊN CỨU Mục tiêu: Nghiên cứu sử dụng bê tông cường độ cao 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 vận chuyển, rút ngắn 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 IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, đánh giá rút nhận xét ưu điểm, nhược điểm kết cấu bê tông thông thường Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm đưa phương án ứng dụng bê tơng có cường độ cao nhằm khắc phục tồn Tính tốn, so sánh, kiểm tra, đánh giá chi tiêu ( kinh tế, chất lượng, điều kiện thi công, ) phương án kết cấu với kết cấu nhằm tìm phương án tối ưu Ứng dụng vào thực tế số cơng trình thí điểm triển khai 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 THỐT NƯỚC ĐANG XÂY DỰNG, KHAI THÁC Về kết cấu xây dựng Nhìn chung, kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương sử dụng phố biến tỉnh Bình Dương kết cấu bê tơng (BT) bê tơng cốt thép (BTCT) có cường độ chịu nén từ 20-25MPa, mác uốn từ 2-3MPa Các dạng kết cấu mương dọc, hố ga địa bàn gồm: Mương hở đậy đan Ống bê tơng trịn Cống hộp Tấm đan hố ga Hố ga chưa hồn thiện • Mương hở đậy đan: Thường thi công trường Kết cấu đan mương dọc bê tông cốt thép mác 20MPa đổ chỗ lắp ghép • Ống bê tơng trịn lắp ghép: Sản xuất nhà máy công trường, gồm loại 01 lưới thép (bố trí vỉa hè) loại 02 lưới thép 6/8 • Cống hộp BTCT: Thường chế tạo công trường Khẩu độ thường từ cửa 0,75m đến 2,5m nhiều cửa Kết cấu cống 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 đan thay đổi tùy kích thước miệng hố ga Về công nghệ sản xuất, chế tạo • Phương pháp thủ cơng/ bán thủ cơng: Sử dụng nhân lực chủ yếu với thiết bị xẻng, cào trộn, đầm dùi, có hỗ trợ máy trộn công suất thấp/ xe trộn bê tông, kết hợp máy đào • Phương pháp quay ly tâm : Thực nhà máy với thiết bị chủ lực máy quay ly tâm, chủ yếu áp dụng cho sản phẩm dạng tròn như: ống cống, hố ga trịn 10 • Phương pháp rung ép, rung lõi : Chủ yếu áp dụng cho sản xuất sản phẩm cống tròn, cống hộp, hố ga Chất lượng bê tông cấu kiện lắp ghép không đồng đều; Rác bồi lấp làm hạn chế khả nước Ngun nhân • Khó kiểm sốt chất lượng sản xuất cơng trường • Cơng nghệ sản xuất cấu kiện bê tơng cịn số tồn • Sự xuống cấp theo thời gian bê tơng theo thời gian điều kiện khí hậu, môi 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 Về kết cấu Kết cấu dạng hộp, ống (không dùng kết cấu dạng hở) để khai thác hiệu kết cấu siêu tĩnh, làm giảm kích thước cấu kiện giảm cốt thép (phục vụ giai đoạn thi cơng); Sử dụng loại bê tơng có cường độ cao (bao gồm cường độ chịu nén/chịu kéo), nguyên tắc đảm bảo hiệu kinh tế đầu tư xây dựng khai thác; Sử dụng kết cấu sử dụng khơng cốt thép; Về cơng nghệ sản xuất Sử dụng kết cấu sản xuất công xưởng với hệ thống máy móc 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 thiết bị đầm chặt chuyên dụng Về thành phần cấp phối bê tông Xem xét, sử dụng loại phụ gia hỗ trợ (đông kết nhanh, chống nước, tăng độ sụt, tăng dẻo,…) tùy tình hình triển khai để đảm bảo chất lượng; Nghiên cứu sử dụng 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 tơng cốt sợi,…) để khai thác tính ưu việt loại bê tông 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 bê tông cường độ cao điều kiện địa phương Các nguyên tắc thiết kế bê tông cường độ cao Nguyên tắc thiết kế bê tơng để ứng dụng cho kết cấu ngồi việc u cầu bê tơng có (1) cường độ chịu nén/uốn cao cịn phải (2) đáp ứng tính tự đầm Trong trường hợp này, ta hạn chế công đầm nén việc vận chuyển từ công xưởng đến công trường Công thức chung thiết kế bê tông cường độ cao Thành phần cấp phối BTCĐC có 02 điểm bật so với bê tông thông thường là: Phụ gia đưa vào bê tơng có loại siêu dẻo, giảm nước cao chất khoáng siêu mịn Các yêu cầu cho loại vật liệu BTCĐC gồm: Hàm lượng xi măng pooclăng từ 400-550 kg/m3 bê tông; Cốt liệu mịn (thường cát tự nhiên) có modun độ lớn M K>2,5, đường kính từ 0,14 – 17 Thiết kế cấp phối BTCĐC điều kiện địa phương Ở địa phương khác nhau, tính chất lý hóa vật liệu cát, đá khác nên cần phải có thiết kế thí nghiệm cụ thể, phù hợp với điều kiện khu vực Từ kết thí nghiệm cấp phối đưa vào sử dụng công trình cho thấy khả chế tạo cấp phối bê tơng có cường độ cao từ nguồn vật liệu thành phố hoàn toàn khả thi Riêng phụ gia sử dụng cho bê tông cường độ cao, dùng 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 kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương nước Tính tốn chịu lực Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương Để thuận lợi cho việc so sánh giải pháp kỹ thuật hiệu kinh tế, tiến hành tính toán nội lực phát sinh kết cấu mương dọc đậy đan chiều cao mương 0,8m hố ga có chiều cao H = 2,0m Trên sở đó, đề xuất kích thước hình học cho loại kết cấu 19 20 Đề xuất cấu tạo kết cấu mương dọc, hố ga nước điển hình 21 Khả áp dụng a, Khả chế tạo bê tông cường độ cao điều kiện địa phương Thông qua kết thí nghiệm bảng 3, cho thấy với vật liệu sẵn có địa phương sử dụng hàm lượng hợp lý phụ gia cần thiết, hồn tồn chế tạo bê tơng có cường độ cao đến 70MPa, có khả tự đầm, đáp ứng yêu cầu chế tạo chỗ b, Khả sản xuất, thi công: Đơn giản, tổ chức thi cơng cơng trường, đặc biệt cơng trường có mặt gia cơng từ 100m2 – 300m2 khơng địi hỏi thiết bị, máy móc phức tạp Hình ảnh mơ tả cơng đoạn sản xuất 01 hố ga định hình đúc sẵn 22 Giai đoạn 1: Lắp dựng ván khuôn ván khn ngồi Giai đoạn 2: Triển khai đổ bê tông theo công nghệ bê tông cường độ cao (tự đầm) Giai đoạn 3: Hình thành sản phẩm 23 Giai đoạn 4: Chuẩn bị mặt móng Giai đoạn 5: Cẩu lắp hoàn thiện 24 III So sánh, đánh giá kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương So sánh tiêu kỹ thuật Hình thức kết cấu sắc sảo, có bề mặt láng mịn, đẹp (cả bên bên ngoài), sai số nhỏ bắt buộc phải dùng ván khuôn chuẩn; Tỷ lệ thành phần cấp phối kiểm soát tạo sản phẩm có độ đồng cao, độ nhẵn bề mặt bên ngồi lẫn bên lịng sản phẩm cao; Trọng lượng cấu kiện nhỏ, nhẹ so với kết cấu bê tông / BTCT thông thường; So sánh hiệu kinh tế Tiến độ thi công: Thời gian thi công giảm nhiều giảm thời gian chuẩn bị huy động thiết bị tổ chức đầm lèn cấu kiện Điều kiện thi công: Sử dụng bê tông cường độ cao không yêu cầu thiết bị (đầm dùi, đầm bàn) trường, không cần thiết phải đầu tư thiết bị quay ly tâm, rung ép, mặt xưởng lớn cho việc sản xuất cấu kiện đúc sẵn 25 Giá thành: Giá thành cấu kiện BTCĐC rẻ nhiều so với cấu kiện BT/BTCT CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Việc nghiên cứu, ứng dụng bê tông cường độ cao vào sản xuất sản phẩm kết cấu hạ tầng kỹ thuật đô thị mà cụ thể kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương chắn mang lại nhiều lợi ích to lớn kinh tế, xã hội • Lợi ích xã hội Cải thiện điều kiện lao động cho người lao động trực tiếp như: giảm tiếng ồn hoạt động thiết bị, máy móc; giảm độ độc hại giảm thời gian làm việc với công tác bê tông; giảm khối lượng sức lực cấu kiện nhẹ hơn; • Lợi ích kinh tế Sử dụng nguyên vật liệu sẵn có, tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu; Thời gian triển khai thi cơng rút gọn hơn; Chủ động phát triển công nghệ nước 26 Đánh giá hiệu kỹ thuật Việc ứng dụng bê tơng cường độ cao cho kết cấu nước nói chung, mương dọc, hố ga nói riêng địa bàn tỉnh Bình Dương khả thi do: • Về tính tốn: Kết tính tốn đáp ứng u cầu quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn kết cấu cơng trình cầu đường • Về khả cung ứng điều kiện địa phương: Với mỏ vật liệu địa phương phụ gia sẵn có nhiều hãng cung cấp (Sika, Mapei, MBT,…), việc thiết kế thành phần cấp phối sản xuất bê tông cường độ cao hồn tồn thực • Về tính kỹ thuật: Ngồi nhược điểm tính giịn cao khơng bố trí cốt thép (khơng có giai đoạn biến dạng đàn hồi), kết cấu sử dụng bê tơng cường độ cao có tính bật: Đảm bảo yêu cầu chống ăn mòn, xâm thực điều kiện địa chất, địa hình, khí tượng thủy văn Việt Nam nói chung, khu vực tỉnh Bình Dương nói riêng; • Về giá thành: Rẻ nhiều so với sử dụng kết cấu bê tông bê tông cốt thép 27 thông thường II KIẾN NGHỊ Ứng dụng Cho phép nghiên cứu, áp dụng cho số cơng trình Các cơng trình sử dụng chủ yếu kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương bê tơng 15MPa đổ chỗ (gần 4.000m), độ mương từ 0,5m – 0,8m, chiều cao trung bình 1,1m Tổng kết, đánh giá rút kinh nghiệm làm sở triển khai áp dụng đại trà cho hệ thống mương thoát nước dọc địa bàn tỉnh Sử dụng bê tông cường độ cao thay cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép (ống BTLT, hố ga BTCT,…) Sử dụng mương dọc với kết cấu bê tông cường độ cao với độ tương tự ống BTLT xây dựng Hướng nghiên cứu thời gian tới Xây dựng đơn giá cho cấu kiện bê tông cường độ cao (không cốt thép) cho hệ thống thoát nước dọc vỉa hè; Ứng dụng bê tông cường độ cao cho cấu kiện chịu lực phạm vi có xe chạy cống qua đường, hố ga đường,…; 28 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC THANK YOU 29 ... trạng kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương khai thác, sử dụng địa bàn Tỉnh Bình Dương Ứng dụng bê tơng cường độ cao xây dựng Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương Kết Luận... ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG TẤM CHẮN RÁC, NẮP HỐ GA, BÓ VĨA, NẮP MƯƠNG I Nghiên cứu bê tông cường độ cao điều kiện địa phương Các nguyên tắc thiết kế bê tông cường độ cao Nguyên... 18 II Nghiên cứu ứng dụng bê tông cường độ cao kết cấu Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương nước Tính tốn chịu lực Tấm chắn rác, nắp hố ga, bó vĩa, nắp mương Để thuận lợi cho việc so sánh