Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết giới thiệu biện pháp xử lý sự cố cho hai trường hợp khá hi hữu xảy ra trong quá trình thi công cáp dự ứng lực: Đường cáp bị tắc kẹt và đường cáp bị tụt đầu neo chết để thấy được tầm quan trọng trong công tác thi công căng kéo cáp dự ứng lực. Để nắm nội dung mời các bạn cùng tham khảo.
BÀI BÁO KHOA H C BIỆN PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH CĂNG KÉO CÁP DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU Lê Thị Minh Giang1 Tóm tắt: Sự cố trình căng kéo cáp dự ứng lực căng sau xảy dự án xây dựng dân dụng sử dụng kết cấu dự ứng lực Các cố xảy gồm nổ bê tông đầu kéo đầu chết, đứt cáp, tuột đầu neo chết, tắc kẹt đường cáp, Những cố cần phải có biện pháp xử lý phòng tránh kịp thời để đảm bảo tiến độ thi công chất lượng cấu kiện dự ứng lực theo tiêu chuẩn thiết kế Bài báo giới thiệu biện pháp xử lý cố cho hai trường hợp hi hữu xảy q trình thi cơng cáp dự ứng lực: đường cáp bị tắc kẹt đường cáp bị tụt đầu neo chết để thấy tầm quan trọng công tác thi công căng kéo cáp dự ứng lực Từ khoá: cố căng kéo cáp, độ giãn dài lý thuyết, độ giãn dài lý thuyết ĐẶT VẤN ĐỀ * Hiện nay, hầu hết cơng trình dân dụng Việt Nam sử dụng cáp dự ứng lực (DƯL) căng sau giải pháp kết cấu cơng trình Vấn đề thiết kế kết cấu DƯL căng sau nhà tư vấn thiết kế (TVTK) tham vấn đảm bảo tuân thủ điều kiện theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông hành tiêu chuẩn BSEN 1992-1-1:2004, tiêu chuẩn ACI 318-2011 Vấn đề thi công kết cấu DƯL căng sau nhà thầu thi công đệ trình biện pháp thi cơng đảm bảo tn thủ điều kiện theo tiêu chuẩn TCVN 5308: 1991 (Yêu cầu an toàn tổng thể), 22 TCN 267 - 2000 (Bộ neo bê tơng dự ứng lực _thí nghiệm đồng hệ thống độ tụt nêm), BS EN 445, 447:1997 (Vữa bơm cho cáp dự ứng lực Tiêu chuẩn chung cho vữa bơm) Một vấn đề quan trọng q trình thi cơng cáp DƯL căng sau kết căng kéo cáp trường- thể thông qua kết độ giãn dài cáp Kết độ giãn dài thực tế cáp mà công trường tiến hành căng kéo phải đảm bảo phù hợp với kết mà TVTK tính tốn Nếu có sai số kết căng kéo cáp cơng trường TVTK nhà thầu thi cơng phải trình biện pháp xử lý căng kéo cáp với sai số độ giãn dài đảm bảo phù hợp với khuyến cáo liên đoàn FIP quốc tế (FIP, 1975) Tuy nhiên, thực tế thi công xảy vài trường hợp kết độ giãn dài thực tế cáp công trường nhỏ lớn nhiều kết mà TVTK tính tốn Đối với trường hợp cụ thể, TVTK tiến hành kiểm tra lại thiết kế đưa kết luận, đồng thời yêu cầu nhà thầu thi cơng trình biện pháp xử lý tương ứng Điều đòi hỏi nhà thầu thi cơng ln phải có biện pháp xử lý phù hợp hiệu cho trường hợp cụ thể Bài báo trình bày biện pháp xử lý cố trình căng kéo cáp DƯL căng sau áp dụng thực cho dự án thi công cáp DƯL Việt Nam ĐỘ GIÃN DÀI CỦA ĐƯỜNG CÁP DƯL 2.1 Độ giãn dài lý thuyết đường cáp DƯL Độ giãn dài lý thuyết đường cáp tính tốn theo cơng thức sau: (1) đó: Px,o: lực ứng suất trước đường cáp vị trí x (kN) (DSI-DYWIDAG) Po: lực ứng suất trước đầu kéo µ: hệ số ma sát ống ghen Khoa Công trình, Trường ĐH Thủy lợi KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 62 (9/2018) 25 γx: tổng góc chuyển hướng tính từ vị trí đặt lực kéo đến điểm x lc: chiều dài đường cáp le: chiều dài bị lực tụt nêm gây Pe: lực ứng suất trước sau kể đến ảnh hưởng độ tụt nêm (2) (DSI-DYWIDAG) (3) (DSI-DYWIDAG) AP: diện tích bó cáp ống ghen EP: Mơ đun đàn hồi bó cáp Hình Mơ đường cáp cấu kiện lực đường cáp sau căng kéo (DSI-DYWIDAG) 2.2 Độ giãn dài thực tế đường cáp Độ giãn dài thực tế đường cáp tiến hành đo trực tiếp công trường sau hồn thành cơng tác căng kéo đường cáp sau: + Lắp kích vào đầu neo, luồn cáp vào kích Sau đó, căng kéo cáp với 25% lực căng kéo yêu cầu để khử độ trùng cáp + Đánh dấu điểm dừng cáp Sau căng kéo đến 100% lực kéo yêu cầu + Đo khoảng cách điểm đánh dấu đến đầu neo - X mm (giá trị phản ánh độ giãn dài cáp từ 25% đến 100% lực kéo yêu cầu) + Tổng độ giãn dài cáp tính phép ngoại suy: 2.3 Đánh giá kết độ giãn dài đường cáp sau căng kéo Qua kinh nghiệm thực tế, độ giãn dài lý thuyết độ giãn dài thực tế đường cáp 26 ln có khác Sai số độ giãn dài thực tế lý thuyết phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân thông số như: modul đàn hồi thực tế bê tông, co ngót bê tơng, phân bổ ứng suất dọc theo chiều dài cáp, hệ số dao động ma sát, sai số đo Vì vậy, mức độ sai khác độ giãn dài thực tế lý thuyết khó xác định xác Theo FIP (FIP, 1975), sai số độ giãn dài thực tế đường cáp thiết bị sai số đọc giá trị đo, đặc trưng bê tông cáp Các sai số điều chỉnh hệ số sau: * Sai số thiết bị: + Sai số thiết bị đo áp lực kích khoảng ±1% + Sai số đơn vị đo áp kích khoảng ±2% + Sai số ma sát kích khoảng ±2% * Sai số đọc giá trị đo, đặc trưng bê tông cáp: + Sai số đọc trị số độ giãn dài cáp khoảng ±2% + Sai số thước đo độ giãn dài cáp khoảng ±3% + Sai số biến thiên giá trị ứng suất đường cáp khoảng ±3% + Sai số modun đàn hồi bê tông khoảng ±1% Như vậy, tổng sai số thiết bị (kích kéo cáp) khoảng ±5%; sai số đọc giá trị đo, đặc trưng bê tông cáp có tổng sai số khoảng ±9% Tuy nhiên, sai số đọc giá trị đo, đặc trưng bê tông cáp lý thuyết lên đến ±12% Do đó, tổng sai số yếu tố lên đến ±17%, xác suất xuất giá trị sai số xảy Vì vậy, sai số độ giãn dài lý thuyết độ giãn dài thực tế đề xuất phạm vi sau: Trong thực tế, với đường cáp có sai số độ giãn nằm khoảng ±8% ~ ±17%, để đánh giá xem có cần phải xử lý đường cáp hay không, nhà thầu thi công dự ứng lực thường so sánh sai số độ giãn dài trung bình đường cáp mẻ đổ dải nhịp chịu tải Nếu mẻ đổ dải nhịp chịu tải có sai số độ giãn dài trung bình khoảng ±8% đường cáp có sai số độ giãn nằm khoảng KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 62 (9/2018) ±8% ~ ±17% chấp nhận Trong trường hợp ngược lại, hiển nhiên phải có biện pháp xử lý cho cáp Khi sai số độ giãn dài đường cáp vượt qua sai số cho phép theo khuyến cáo FIP (> ± 17%) có trường hợp sau: trường hợp sai số độ giãn dài thực tế cáp > 17% khả đường cáp bị đứt tụt đầu neo chết; trường hợp sai số độ giãn dài thực tế < -17% khả đường cáp bị tắc, kẹt XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH CĂNG KÉO CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO CÁC DỰ ÁN TẠI VIỆT NAM 3.1 Xử lý cố tắc đường cáp dự án Hải Phòng Dự án nhà để xe Hải Phòng có tầng sử dụng kết cấu sàn dầm dự ứng lực Trong q trình thi cơng dự án, kết căng kéo cáp sàn tầng có trường hợp đường cáp 113 (gồm tao cáp) không đạt sai số độ giãn dài cho phép theo FIP Vị trí đường cáp 113 thể hình Cao độ cáp, biểu đồ lực ứng suất hữu hiệu độ giãn dài lý thuyết đường cáp 113 thể hình Kết căng kéo cáp tầng cho đường cáp 101~113 thể bảng Sai số độ giãn dài đường 101~112 nằm phạm vi±8%, đường cáp 113 có sai số nằm ngồi phạm vi ±17% Bảng Kết căng kéo cáp tầng cho đường cáp 101~113 Kết luận, đường cáp 113 không đạt sai số độ giãn dài lý thuyết nguyên nhân đường cáp bị tắc Hình 2.Mặt bố trí cáp tầng khu vực đường cáp 113 Strand: 15.2mm, Tendon: 2s µ =0.2/rad, ∆le = 6mm Po=75% Pu Hình Cao độ cáp, biểu đồ lực ứng suất trước dọc đường cáp độ giãn dài lý thuyết đường cáp 113 Nguyên nhân cố: Trong q trình thi cơng sàn tầng xảy tượng nổ đầu neo chết đường cáp số 37 Khi xử KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR lý đường cáp số 37, phận thi công tiến hành nhả lực đường cáp 37 113, đục bỏ phần bê tơng bị nổ vị trí giao cắt đường 37 113, đặt lại NG - S 62 (9/2018) 27 đầu neo chết 37 theo vẽ thiết kế Sau đó, đổ sika bù vào phần bê tơng bị nổ Đường cáp 113 bị tắc nguyên nhân sau: + Ống ghen đường cáp bị móp mép q trình đục bê tông xử lý đường cáp 37 dẫn đến tăng độ ma sát trông ống ghen + Hoặc ống ghen bị thủng dẫn đến bê tông sika chảy vào ống ghen, gây tắc phần ống ghen + Hoặc đường cáp bố trí gần dải đổ sau có nhiều đầu neo căng kéo cho cáp 33~57, đường cáp dễ bị tắc điểm giao đầu căng kéo Hình Vị trí dự đốn bị tắc đường cáp Các biện pháp để xác định vị trí đường cáp bị tắc đề xuất gồm: Bịt kín đầu neo đường cáp 113, thổi khí thử kiểm tra thông đường cáp Trường hợp 1: Đường cáp thông khí Nếu đường cáp thơng khí dọc suốt từ đầu neo sống đến đầu neo chết, khả bê tông Sika tràn vào làm tắc đường cáp khơng xảy Đường cáp bị tắc cục bê tông rơi vào đường cáp trình đục, gây kẹt sợi cáp ống gen, vị trí có nguy cao vị trí vỡ bê tông đầu neo chết đường cáp 37 Khi đó, tiến hành nhả lực đường cáp 37, đục bỏ phần bê tơng (Sika) vị trí này, tháo dỡ ống gen, loại bỏ phần bê tông gây kẹt đường cáp Tiến hành căng kéo lại, kiểm tra độ giãn dài đạt điều kiện cho phép Nếu đường cáp khơng đạt giãn dài cho phép tiến hành siêu âm dọc đường cáp 113 để tìm phần bê tông, vữa gây kẹt đường cáp Sau xác định vị trí bê tơng tràn vào móp méo ống gen, đục bỏ phần bê tông để loại bỏ tắc Căng kéo lại kiểm tra độ giãn dài thực tế Trường hợp 2: Đường cáp khơng thơng khí (tắc hồn tồn giữa) Khoan thăm dò điểm dọc đường cáp thử khí đầu để xác định điểm tắc đường cáp Sau nhả lực đường cáp vng góc với đường 113 điểm tắc đường cáp gần bên cạnh điểm tắc Sau xác định điểm tắc đường cáp, tiến hành đục vị trí tắc, tháo bỏ ống gen, lấy phần bê tông bị kẹt đường cáp, lắp đặt lại ống gen đảm bảo kín khít, căng kéo lại kiểm tra độ giãn dài thực tế Kết xử lý đường cáp 113 sau: - Kết thổi khí đường cáp 113: Đường cáp thơng khí bình thường - Tiến hành thăm dò nơi vỡ bê tơng đầu neo chết đường cáp 37 để xác minh giả thiết vị trí tắc cáp: Hình Dùng que thép D4 dò tìm vị trí tắc cáp 28 Hình Que thép dừng lại điểm đục bê tông xử lý đầu neo chết 37 bị nổ bê tông KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 62 (9/2018) - Tiến hành đục bê tông, cắt bỏ ống ghen, sika bê tông kẹt đường cáp (hình 7) - Tiến hành căng kéo lại đường cáp 113, kết căng kéo thể bảng (b)- Lượng thép cần bổ sung cho sàn với độ giãn dài cáp 168mm Bảng Kết căng kéo đường cáp 113 sau xử lý (c)- Độ võng dài hạn cho sàn với độ giãn dài cáp 193mm Sau xử lý, đường cáp 113 có sai số nằm phạm vi ±17% Đánh giá sai số độ giãn dài trung bình đường cáp 111~113: -7.03% nằm phạm vi sai số ±8% (d)- Độ võng dài hạn cho sàn với độ giãn dài cáp 168mm Hình Kết kiểm tra thiết kế sàn theo trạng thái thiết kế (BS-EN 1992-1-1-2004) 3.2 Xử lý cố tụt đầu neo chết đường cáp dự án thành phố Hồ Chí Minh Dự án nhà cao tầng thành phố Hồ Chí Minh có tầng khối đế sử dụng kết cấu sàn dầm dự ứng lực Trong q trình thi cơng dự án, kết căng kéo cáp sàn tầng có trường hợp đường cáp T2 (gồm tao cáp) dầm 3PB3a không đạt sai số độ giãn dài cho phép theo FIP Hình Đục bê tơng xử lý vị trí tắc Kết kiểm tra khả chịu lực sàn với sai số độ giãn dài -12.95 %: (thể hình 8) Lượng thép gia cường gối 655mm2 (d10a300+d10a200); gối 1016mm2 (d10a300+d12a150) Độ võng giới hạn cho sàn theo tiêu chuẩn: 10590/250=42mm >39.3mm Vậy sàn đảm bảo khả chịu lực theo tiêu chuẩn thiết kế ban đầu Cho phép công trường tiến hành đổ sika grout lấp lại phần bê tông đục (a)- Lượng thép cần bổ sung cho sàn với độ giãn dài cáp 193mm KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MƠI TR Hình Chi tiết thiết kế dầm 3PB3a Theo kết căng kéo cáp dầm 3PB3a bảng 3, sai số độ giãn dài đường T1&T3 (mỗi đường cáp có tao cáp) nằm phạm vi ±8%, đường cáp T2 có sai số nằm phạm vi ±17% NG - S 62 (9/2018) 29 Bảng Kết căng kéo cáp dầm 3PB3a a)- Lượng thép cần bổ sung cho dầm với T2 có tao cáp (b)- Lượng thép cần bổ sung cho dầm với T2 có tao cáp Hình 10 Biểu đồ lực ứng suất trước dọc đường cáp độ giãn dài lý thuyết đường cáp T1, T2, T3 - dầm 3PB3a Kết luận, đường cáp T2 không đạt sai số độ giãn dài lý thuyết nguyên nhân đường cáp bị tụt đầu neo chết Tuy bị tụt tao cáp số đường cáp T2 giữ áp lực cuối 570 bar so với áp lực lý thuyết 600 bar 15 giây Nguyên nhân cố: bê tơng cục vị trí đầu neo chết không đảm bảo chất lượng Khi căng kéo, phần bê tơng khơng chịu lực tác dụng đầu neo chết, dẫn tới đường cáp bị tụt vào gặp bê tông đảm bảo chất lượng giữ tao cáp Biện pháp xử lý sau: Tiến hành kiểm tra, giữ lực lại tao cáp trường vòng 15 giây Nếu áp lực không tụt 80% (480 bar) so áp lực cuối 600 bar việc tụt dừng hẳn đường cáp lực Kiểm tra lại thiết kế dầm với trường hợp xấu đường cáp T2 có tao cáp (bỏ qua tao cáp bị tụt đầu neo chết) Kết kiểm tra thiết kế: (thể hình 11) Với lượng thép bổ sung gối 5d32 (4825mm2), trường hợp đường cáp T2 có tao cáp, dầm 3PB3a đảm bảo khả chịu lực theo tiêu chuẩn thiết kế, không cần phải đề xuất thêm biện pháp gia cường cho dầm 30 (c)- Độ võng dài hạn cho dầm với T2 có tao cáp (d)- Độ võng dài hạn cho dầm với T2 có tao cáp Hình 11 Kết kiểm tra thiết kế sàn theo trạng thái giới hạn thiết kế (BS-EN 1992-1-1-2004) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Bài báo giới thiệu biện pháp xử lý cố trình thi công cáp DƯL cho hai trường hợp hy hữu tắc đường cáp tụt đầu neo chết cáp Cả hai trường hợp có sai số độ giãn dài sau căng kéo cáp vượt sai số độ giãn dài cho phép theo khuyến cáo FIP từ 1.36~2.2 lần Biện pháp xử lý hai trường hợp đề xuất dựa việc phân tích nguyên nhân gây cố điều kiện thực tế thi công công trường Biện pháp xử lý cố tụt đầu neo chết cáp trường hợp đơn giản: tiến hành giữ lực cho cáp để đảm bảo đường cáp neo vào vùng bê tông chất lượng tốt, kiểm tra lại thiết kế dầm bỏ qua tác dụng đường cáp bị cố, không cần tiến hành đục bê tông để neo lại đầu chết cho cáp dầm đảm bảo khả chịu lực theo tiêu chuẩn thiết kế Trong trường hợp dầm không đảm bảo điều kiện tiêu chuẩn thiết kế, biện pháp xử lý cố tụt đầu neo chết cáp bắt buộc phải đề xuất phương án KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 62 (9/2018) đục bê tông để neo lại đầu neo chết Biện pháp đục bê tông nhằm xử lý cố đường cáp biện pháp tương đối phức tạp ảnh hưởng nhiều đến tiến độ thi cơng cơng trình Biện pháp đề xuất áp dụng trường hợp tắc đường cáp nêu trên: dò vị trí tắc cáp, đục bê tơng, loại bỏ dị vật gây tắc, căng kéo lại đường cáp, đổ bù sika grout Từ phân tích nguyên nhân gây cố đường cáp cho hai trường hợp trên, ta thấy cơng tác thi cơng bê tơng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lượng thi công cáp DƯL TÀI LIỆU THAM KHẢO BS-EN 1992-1-1-2004, Design of concrete structure - Part 1-1: General rules and rules for building FIP (1975), Guide to good practice- Practical construction, Slough (Wexham Springs, Slough SL3 6PL) DSI - DYWIDAG, Strand Calculation of Elongation: https://www.dywidag-systems.com/emea/ fileadmin/downloads/dywidag-emea/dsi-dywidag-strand-elongation-en.pdf Abstract: TREATMENT METHOD FOR PROBLEMS IN STRESSING POST-TENSION TENDON Problems in stressing post-tension tendon can be occured in any civil projects using post-tension structures The problems can be: broken concrete at stressing end or dead end after stressing, stripped stressing end in concrete, broken strand of tendon, blocked in duct of tendon, etc.Those problems always require punctual treatment and prevention methods to ensure timely construction schedule and quality of post-tesion structures as per code requirment This paper presents treatment method of problems with two seldom cases: blocked in duct of tendon and stripped stressing end in concrete to illustrate for important play of stressing post-tension tendon Keywords: problems in stressing tendon, theoritical elongation, actual elongation Ngày nhận bài: 07/6/2018 Ngày chấp nhận đăng: 04/8/2018 KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR NG - S 62 (9/2018) 31 ... tác căng kéo đường cáp sau: + Lắp kích vào đầu neo, luồn cáp vào kích Sau đó, căng kéo cáp với 25% lực căng kéo yêu cầu để khử độ trùng cáp + Đánh dấu điểm dừng cáp Sau căng kéo đến 100% lực kéo. .. thực tế cáp > 17% khả đường cáp bị đứt tụt đầu neo chết; trường hợp sai số độ giãn dài thực tế < -17% khả đường cáp bị tắc, kẹt XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH CĂNG KÉO CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO CÁC DỰ ÁN... 3.1 Xử lý cố tắc đường cáp dự án Hải Phòng Dự án nhà để xe Hải Phòng có tầng sử dụng kết cấu sàn dầm dự ứng lực Trong q trình thi cơng dự án, kết căng kéo cáp sàn tầng có trường hợp đường cáp