Coi quy phạm thiết kế cấp phối hỗn hợp bê tông dùng cho các công trình lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng cũng giống như các công trình khác là việc làm không đúng. Các yếu tố nhất định phải được tính đến một cách thận trọng khi thiết kế hỗn hợp bê tông dùng cho các công trình lắp ghép tấm lớn ngày càng phức tạp và có yêu cầu trang trí kiến trúc cao hiện nay. Cường độ là một chỉ tiêu quan trọng nhất có liên quan tới lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng. Nhưng cường độ uốn ở tuổi sớm là rất quan trọng, nếu không muốn nói là còn hơn cả cường độ nén 28 ngày. Sự thay đổi độ sụt, khả năng bơm và hoàn thiện cũng như tỷ lệ cân bằng giữa cốt liệu và các phụ gia cũng đóng vai trò quan trọng. Rõ ràng là, chìa khóa dẫn đến thành công là có sự hợp tác sớm với các nhà sản xuất bê tông và hạn chế sự suy nghĩ phiến diện.
Thi công lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng Tilt-Up panel
Quy phạm tiêu chuẩn
Bước thứ nhất để giải quyết vấn đề thiết kế hỗn hợp bê tông lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng hiện nay đó là phải hiểu được rằng bê tông được quy phạm như thế nào. Quy phạm bê tông dùng cho thi công lắp ghép tấm lớn là quá trình gồm 2 bước. Thường thường, kiến trúc sư và kỹ sư, những người có trách nhiệm về thiết kế kiến trúc và kết cấu của ngôi nhà phải nắm được các tính chất của bê tông rắn chắcnhư cường độ nén 28 ngày, lượng không khí lôi cuốn, hoàn thiện và màu sắc. Ngược lại, nhà thầu có trách nhiệm thi công ngôi nhà lắp ghép tấm lớn phải nắm được các tính chất của bê tông dẻo như độ sụt, và chỉ ra cách đổ bê tông như thế nào bơm, băng tải, và nắm được cường độ bê tông nén và uốn yêu cầu đối với nâng các tấm. Cả kỹ sư dự án và nhà thầu cần phải sử dụng các chỉ tiêu trên cơ sở quy phạm và tránh đưa ra các tỷ lệ cấp phối hỗn hợp hoặc khối lượng vật liệu theo lệnh.
Đối với những ứng dụng chung, như các nhà kho lớncửa hàng, thì các tính chất của bê tông rắn chắc điển hình gồm có cường độ nén 28 ngày dao động từ 3000 đến 5000 psi, với kích thước lớn nhất của cốt liệu từ 0,75 đến 1,5 inch, phụ thuộc vào độ dày của panel và bước rầm. Không khí lôi cuốn vào bê tông để chống đóng băng/tan băng thường không yêu cầu đối với các panel lắp ghép tấm lớn do bề mặt các panel luôn theo phương thẳng đứng và được bảo vệ bằng sơn và chất trét bít. Tuy nhiên, nếu các panel tiếp xúc trực tiếp với đất hoặc vẫn chưa được xử lý, thì quy định lượng không khí lôi cuốn theo tiêu chuẩn ACI 318 Chương 4 Những yêu cầu về độ bền vững.
Theo ACI 551-05 Hướng dẫn thi công bê tông tấm lớn nâng nghiêng, bê tông sử dụng cho các panel tấm lớn nâng nghiêng phải có cường độ phù hợp đối với đổ tại chỗ và những yêu cầu lắp ghép panel. Cường độ 28 ngày tối thiểu bằng 3500 psi là điển hình đối với những yêu cầu thiết kế đổ bê tông tại chỗ. Tuy nhiên, nâng panel trong khoảng từ 3 đến 7 ngày sau khi đổ có thể đòi hỏi cường độ 28 ngày phải quy định cao hơn nhằm đạt được cường độ nâng cẩu theo yêu cầu. Khi phải quy định cường độ nâng, nhà thầu thường dựa vào nhà sản xuất thép đặt chờ để nâng. Các nhà sản xuất thép chờ thường yêu cầu cường độ nén thấp nhất bằng 2500 psi tại thời điểm nâng, nhằm đảm bảo rằng các sản phẩm của họ có thể đạt được khả năng chịu tải hoàn toàn. Ngoài ra, nhà sản xuất thép chờ có thể yêu cầu cường độ uốn xác định theo mô đun gãy phải đạt 400-500 psi, nhằm khắc phục nứt panel trong thời gian nâng. Thường thường, cường độ nâng quan trọng hơn đối với các mục tiêu thiết kế hỗn hợp. Các chất kết dính bổ sungSCM như tro bay và xỉ, thường được sử dụng trong các hỗn hợp. Các sản phẩm này có thể ảnh hưởng tới phát triển cường độ ban đầu và những đặc tính hoàn thiện, khiến cho các nhà sản xuất và nhà thầu cần phải làm việc kết hợp với nhau để tạo ra hỗn hợp đúng, đặc biệt khi sử dụng tỷ lệ lớn các chất kết dính bổ sung SCM.
Nhà thầu thường quy định độ sụt bằng 6 – 9 inch và nêu rõ bê tông được đổ bằng máy bơm. Những quy định này do kỹ sư và nhà thầu dự án đưa ra, nhà sản xuất bê tông có thể sau đó cung cấp hỗn hợp bê tông đáp ứng các tính chất theo yêu cầu của cả bê tông rắn chắc lẫn bê tông dẻo.
Thử cường độ thử uốn và nén cần thực hiện theo những yêu cầu của các quy phạm do ACI và ASTM đưa ra trước khi lắp ghép, nhằm khẳng định được rằng cường độ bê tông đáp ứng được những yêu cầu của thi công lắp ghép. Những thử nghiệm này gồm cả phá gãy rầm và các mẫu trụ được đúc bằng cùng một hỗn hợp bê tông dùng cho các panel và được bảo dưỡng trong điều kiện trên công trường cũng giống như bảo dưỡng các panel. Các phương pháp thử độ chín cũng được áp dụng để xác định cường độ bê tông tại chỗ. Cơ quan thử nghiệm cần phải chú ý khi các panel chuẩn bị đúc, sao cho họ có thể chuẩn bị các mẫu này và tiến hành những thử nghiệm khác tại chỗ đối với bê tông tươi như độ sụt và hàm lượng không khí.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.3475.417' /> |
| Đổ bê tông bằng phương pháp bơm |
Công tác nghiên cứu khảo sát
Công việc nghiên cứu khảo sát các nhà thầu vừa qua đã được Hiệp hội Bê tông tấm lớnTCA tiến hành, gần một nửa là tập trung vào cường độ chịu uốn như một chỉ tiêu quan trọng nhất của công trình được hoàn thành. Không chỉ làm ra các panel có độ bền mà chúng còn phải đạt được cường độ trong thời gian ngắn so với bình thường, nhằm cho phép các panel nâng lên an toàn và đúng tiến độ.
Ngoài ra, các hỗn hợp phải có khả năng bơm được, vì bơm là phương pháp đổ bê tông các panel tấm lớn nâng nghiêng được ưa chuộng hiện nay. Gần 43% các nhà thầu đều quan tâm tới khả năng bơm bê tông khi họ tiến hành đổ bê tông cho công trình bê tông tấm lớn.
Khác với các tấm nâng ngang, bề mặt các panel nâng nghiêng Tilt-Up đòi hỏi tiêu chuẩn hoàn thiện cao hơn, vì trong vị trí thẳng đứng cuối cùng của nó, sản phẩm trông lộ rõ hơn. Có 33% các nhà thầu được khảo sát quan tâm tới khả năng hoàn thiện, như một vấn đề quan trọng thứ hai trong công trình. Những yêu cầu cao đối với độ phẳng hoàn thiện khiến cho các nhà thầu thường không đưa không khí lôi cuốn vào hỗn hợp bê tông khi thiết kế. Nhà thầu Ray Grosshans thuộc Công ty Panel Masters Inc. cho rằng, khi đưa các phụ gia lôi cuốn không khí vào bê tông sẽ làm chi phí tăng gần gấp đôi, mặt khác do xuất hiện nhiều lỗ rỗng trên mặt bê tông nên cần phải sử dụng các chất trét bít để lấp đầy các hốc rỗng sai sót kỹ thuật khi hoàn thiện.
Mỗi công trình đều có những yêu cầu khác nhau, do đó không thể đạt được một công thức quy định chung về thiết kế cấp phối hỗn hợp bê tông đối với các công trình lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng. Phần lớn các nhà thầu đều thống nhất sự cân đối giữa các phụ gia, cốt liệu và lượng xi măng. Các nhà sản xuất bê tông cần phải tối ưu hóa tỷ lệ cấp phối hỗn hợp sao cho đảm bảo yêu cầu có cường độ sớm đủ để nâng tấm, hoặc những yêu cầu về cường độ nén 28 ngày theo quy định của thiết kế. Các kỹ sư và nhà thầu cần tránh quy định lượng xi măng tối thiểu hoặc tỷ lệ nước/xi măng tối đa, vì có thể dẫn đến thừa xi măng trong hỗn hợp và chi phí cao hơn.
Phương pháp đội thi công kết hợp
Nhà thầu khi tiến hành thi công bê tông tấm lớn nâng nghiêng cần phải biết làm gì khi thiết kế cấp phối hỗn hợp. Gần một nửa các nhà thầu cho rằng họ tự đưa ra quy định thiết kế hỗn hợp cho các công trình lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng của mình. Ngoài ra còn bởi vì nhiều chi tiết để tạo ra hỗn hợp bê tông hoàn hảo mà nhiều nhà thầu đã nhận thấy tầm quan trọng của việc tham gia của nhà sản xuất bê tông trộn sẵn vào những giai đoạn đầu của dự án. Trên thực tế, 86% các nhà thầu được khảo sát cho rằng họ thống nhất với nhà sản xuất bê tông trộn sẵn trong bước lập kế hoạch, hoặc trước bước này nhằm đảm bảo rằng những yêu cầu của họ được đáp ứng. Không chỉ một hoặc hai yếu tố là quan trọng, mà tất cả các thành phần đều cùng tạo ra chất lượng tốt cho thiết kế hỗn hợp. Ngoài ra hỗn hợp bê tông còn phải đạt được hiệu quả kinh tế.
Thi công bê tông lắp ghép tấm lớn nâng nghiêng là một sự kết hợp cân bằng giữa khả năng hoàn thiện phẳng với đầm bê tông đổ tại chỗ và động lực đầm phẳng bê tông trong thời gian 2-3 ngày, tất cả được kết hợp với các chi tiết thiết kế kết cấu. Những trở ngại chủ yếu là sự kết hợp chặt chẽ trí tưởng tượng của nhà thiết kế với ý chí của nhà thầu và nhà sản xuất bê tông khi đưa ra những giải pháp tối ưu, nhằm đạt được thành công cho dự án.
Đinh Bá Lô
Nguồn tin : T/C Concrete Construction Mỹ, N1/2006