Trong thi công xây dựng hiện nay, việc tối ưu tải trọng bản thân sàn để vượt nhịp đang ngày một được chú trọng hơn. Và sàn dự ứng lực cũng là một trong những thiết kế mới được con người áp dụng nhờ những ưu điểm vượt trội so với các loại sàn truyền thống. Để có thêm những kiến thức cần thiết về loại sàn này bạn hãy dành ra ít thời gian để đọc hết bài viết dưới đây nhé!
Công nghệ sàn dự ứng lực là gì?
Công nghệ sàn dự ứng lực là công nghệ sàn mới và hiện đại nhất hiện nay được áp dụng nhiều trong xây dựng. Kết cấu sàn được hầu hết từ bê tông, sử dụng các sợi cáp làm bằng thép có cường độ cao được đặt ở bên trong các kiện bê tông đó với mục đích tạo ra các lực từ sức căng sợi dây, tạo tải trọng cân bằng hướng lên giúp làm giảm tác động tới 80% của trọng lượng bản thân sàn. Nhờ những điều này mà kết cấu của cấu kiện bê tông sẽ trở nên cứng hơn nhưng vẫn tiết kiệm được tối đa lượng cốt thép cần sử dụng.
Cấu tạo của sàn dự ứng lực
Cấu tạo sàn dự ứng lực khá đơn giản nhưng đòi hỏi các nguyên vật liệu phải tốt thì sàn mới đáp ứng được đúng tính năng của nó là dự ứng lực. Cơ bản cấu tạo của sàn gồm:
Bê tông, cốt thép: Đây là nguyên liệu không thể thiếu trong xây dựng nói chung và trong việc làm sàn dự ứng lực nói riêng với ưu điểm là độ bền cao, tạo thành bề mặt và các kích thước như mong muốn tại các công trình xây dựng.
Cáp cường độ cao: đây là thành phần chính để làm nên sàn dự ứng lực bởi nó có khả năng chịu lực cao và dễ dàng kết hợp với bê tông.
Neo công tác: thường được dùng để kéo các bó cáp dự ứng lực hoặc giữ các bó cáp trong dầm bê tông rất được ưa chuộng trong việc làm sàn dự ứng lực.
Đặc tính của sàn dự ứng lực
Sàn dự ứng lực sau nhiều năm được áp dụng tại Việt Nam đã được nhiều gia đình và các đội thi công đánh giá rất cao nhờ những đặc tính nổi bật sau:
Đối với những công trình cao tầng, việc sử dụng sàn dự ứng lực sẽ làm tăng tương đối chiều cao của thông tầng, tạo cho bề mặt trần của tầng dưới phẳng và đẹp hơn.
Sàn dự ứng lực cần ít thời gian thi công và tiết kiệm nguyên vật liệu hơn so với các loại sàn bê tông thông thường giúp các công trình lớn nhanh chóng hoàn thiện.
Nguyên lý làm việc đặc biệt nhờ những nguyên vật liệu đặc biệt cáp cường độ cao với công dụng tạo ra lực cản rất mạnh đối với các vật có trọng lượng cao.
> Xem thêm video giới thiệu cấu tạo ưu nhược điểm của giải pháp sàn phẳng hộp rỗng tương đương
Phân loại sàn dự ứng lực
Sàn dự ứng lực dựa vào nhiều yếu tố khác nhau mà người ta chia ra làm hai loại đó là: sàn dự ứng lực cáp bám dính và sàn dự ứng lực cáp không bám dính
Sàn dự ứng lực cáp bám dính
Đúng như tên gọi sàn dự ứng lực cáp bám dính được làm chủ yếu từ cáp dính bám. Nhờ tính đàn hồi cao của cáp cùng sự bám dính giữ bê tông với cáp, việc này tạo ra một biến dạng ngược vòm lên trên của kết cấu bê tông từ đó một lực cân bằng hướng lên sẽ được sinh ra khi sàn chịu trọng tải. Chính vì vậy những mặt sàn này sẽ có khả năng chịu được trọng tải gấp hai lần so với các sàn nhà làm từ bê tông thông thường.
Sàn dự ứng lực cáp không bám dính
Cũng giống như sàn dự ứng lực cáp bám dính thì loại sàn này với thành phần chính là cáp không bám dính- loại cáp này được bao quanh bởi polyethylene và một lớp bôi trơn. Kết cấu bê tông của loại sàn này cũng được uốn vòm ngược lên khi làm việc, tuy nhiên khi đạt được ứng suất thiết kế thì sàn mới chịu lực
Ưu điểm và nhược điểm của sàn dự ứng lực
Ưu điểm sàn dự ứng lực
Nhờ những đổi mới kỹ thuật trong quá trình tạo ra sàn dự ứng lực vì vậy nó có những ưu điển nổi bật sau
Ứng dụng rộng rãi
Đây được coi là một trong những ưu điểm đầu tiên của công trình xây dựng này. Công nghệ sàn dự ứng căng trước đã được áp dụng trong nhiều công trình khác nhau từ công trình xây dựng dân dựng đến xây dựng công nghiệp. Nhưng chủ yếu loại sàn này được thi công ở các dự án lớn, nhà cao tầng của chủ đầu tư nươc ngoài.
Tiết kiệm thời gian
Mặc dù để thi công được sàn ứng dự lực với chất lượng cao như vậy nhưng lại cần ít bê tông hơn so với các loại sàn truyền thống, dẫn đến việc tháo lắp cốt pha diễn ra nhanh chóng. Điều này cũng phần nào thúc đẩy tiến độ hoàn thành dự án sớm hơn so với dự kiến. Bởi vậy mà công nghệ này đã được đánh giá và coi là tối ưu nhất trong lĩnh vực xây dựng.
Nguyên liệu và chi phí rẻ
Với thành phần chính là bê tông và panel nên chi phí xây dựng sàn ứng dự lực sẽ giảm đáng kể so với sàn bê tông thông thường. Trong thực tế đã chứng minh có rất nhiều công trình xây dựng đã giảm được 40% giá thành so với việc thi công các loại sàn truyền thống.
Chất lượng khung sàn cao
Sàn dự ứng lực có độ cứng khung sàn cao hơn gấp nhiều lần so với các loại sàn thông thường mặc dù việc xây dựng loại sàn này tiết kiệm lên tới 80% khối lượng cốt thép nhưng thay vào đó là tăng các chi phí cho các nguyên liệu ứng dụng cao như: bê tông, neo, cáp có cường độ cao
Nhược điểm sàn dự ứng lực
Với những ưu điểm trên thì sàn dự ứng lực cũng tồn tại một nhược điểm lớn đó là quá trình thi công cần những đơn vị có kinh nghiệm và chuyên môn cao. Việc áp dụng sàn dự ứng lực bắt buộc phải cần những công nhân có kỹ thuật được đào tạo bài bản. Chính vì điều này mà các công trình được ứng dụng công nghệ này hầu như là của các dự án nước ngoài hoặc những tòa nhà cao tầng do người nước ngoài tư vấn thiết kế.
Ứng dụng của sàn dự ứng lực
Sàn dự ứng lực với ưu điểm là tiết kiệm thời gian, chi phí nhưng đem lại tính thẩm mỹ cao đã được ứng dụng vào nhiều công trình khác nhau. Tại các thành phố lớn ở Việt Nam như Hà Nội hay thành phố Hồ Chí Minh trong những năm qua đã áp dụng việc thiết kế sàn dự ứng lực một cách rộng rãi vào các khu trung cư cao tầng hay các công ty, văn phòng làm việc. Các tập đoàn lớn ứng dụng rộng rãi công nghệ này như Vincom, Sungroup, Sunshine Group..
Ngoài áp dụng đối với các tòa nhà cao tầng, loại sàn này cũng được áp dụng thành công cho các dự án công nghiệp và dân dụng như:
Công trình công nghiệp: nhà máy may công nghiệp ở Thái Bình, nhà máy ốp lát VINASTONE tại Phú Cát Hà Tây
Công trình dân dụng: Trường đại học Y Thái Nguyên, sân vận động Việt Trì-Phú Thọ
Quy trình thi công sàn dự ứng lực
Quy trình thi công sàn dự ứng lực để đảm bảo an toàn sẽ thường được thực hiện qua các bước sau
- Bước 1: Lắp dụng cốt pha, giàn giáo
Cốt pha đáy dầm nên được kéo dài 1,2m tính từ mép ngoài của sàn để làm sàn thao tác trong quá trình thi công, các lan can bảo vệ được lắp xung quanh sàn thao tác
- Bước 2: Lắp đặt thép lớp dưới sàn
Thao tác lắp đặt này bạn nên thực hiện theo đúng thiết kế và tuân theo tiêu chuẩn
- Bước 3: Lắp đặt neo và thép DƯL
Dựa vào vị trí được đánh dấu trên cốp pha thành để đặt đế neo và cốc nhựa tạo hốc neo. Sau khi đã hoàn thành việc lắp đặt xong phần đế neo và cáp thì chúng ta sẽ tiến hành lắp đặt thép gia cường cho đầu neo.
Bạn có thể dựa vào thiết kế lưới cáp xác định thứ tự rải cáp chính xác, điều này sẽ đảm bảo cho việc lên profile sau này.
Sai số cho phép về vị trí cáp dự ứng lực được quy định là ± 10mm theo phương ngang, ± 5mm theo phương đứng.
- Bước 4: Lắp dựng cốt thép phía trên của sàn và thép đai
Cốt thép lớp trên của sàn và thép đai cũng được lắp đặt theo đúng thiết kế và tuân thủ đúng tiêu chuẩn đặt ra cốt thép lớp trên của sàn và thép đai
- Bước 5: Lắp dựng con kê tạo profile cáp dự ứng lực và chi tiết có sẵn
Vị trí cần đặt cốp pha sẽ tương ứng với màu sơn đánh dấu con kê
Các chi tiết có sẵn được lắp đặt theo đúng thiết kế.
- Bước 6: Đổ bê tông
Cần kiểm tra lại tổng thể mặt bằng để khẳng định các chi tiết, bộ phận đã lắp đặt chính xác và cố định theo thiết kế.
Khi đổ bê tông cần đổ liên tục theo từng khối sàn như thiết kế.
- Bước 7: Tiến hành tháo cốp pha thành, khuôn neo
Cốp pha thành và khuôn neo sẽ được tháo sau 24h kể từ khi đổ bê tông. Bạn cần hết sức cẩn thận, tránh làm vỡ bê tông ở khu vực đầu neo.
Bước 8: Kéo căng cáp
Sau khi đổ bê tông sàn đã đạt 80% cường độ chúng ta sẽ tiến hành kéo căng cáp
Sau khi đổ bê tông sàn đã đạt 80% cường độ chúng ta sẽ tiến hành kéo căng cáp. Cường độ này được xác định qua việc thử mẫu với bê tông thương phẩm trong khoảng 7 ngày.
Khi các sự cố đã được khắc phục và độ dãn, độ tụt neo nằm trong giới hạn cho phép thì việc kéo căng cáp mới được cho là hoàn thành.
- Bước 9: cắt đầu cáp thừa
Sau khi hoàn thành việc kéo căng dây cáp thì có thể bắt đầu tiến hành cắt đầu cáp thừa. Cắt cáp thừa thường được thực hiện bằng máy cắt cáp cầm tay.
- Bước 10: Bảo vệ đầu neo
Cần nhanh chóng bảo vệ đầu neo sao khi công việc cắt cáp thừa hoàn thành nhằm đảm bảo thép dự ứng lực không bị ăn mòn.
Bước 11: tháo dỡ ván khuôn và đà giáo
Đây là công việc cuối cùng trong quá trình thi công và được tiến hành sau khi việc thi công sàn dự ứng lực được hoàn thành và nghiệm thu.
Hướng dẫn thiết kế sàn dự ứng lực
Trong quá trình thiết kế sàn dự ứng lực chúng ta phải đảm bảo những yếu tố sau:
- Thiết kế sàn dự ứng lực cho dự án
Sàn dự ứng lực được đánh giá là có hiệu qủa kinh tế với nhịp từ 6m đến 20m, tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào dạng và phương án kết cấu và tải trọng tác dụng
- Tính toán thiết kế
Lựa chọn cách bố trí mặt bằng: Bởi việc tổn hao trên chiều dài cáp là khác nhau nên ứng suất trước giảm dần từ phía đầu kéo cáp về đầu neo cáp. Nếu được cho phép thì có thể giảm chiều dài nhịp cuối cùng giúp đạt được sự cân bằng momen như ý đồ thiết kế. Sau khi đã bố trí vị trí của các cột và vách, bạn hãy dựa vào chiều dài nhịp, hình thức kiến trúc hay các chức năng sử dụng dịch vụ và chi phí nguyên vật liệu có sẵn để lựa chọn loại loại sàn được sử dụng. Tuy nhiên, sàn phải được đáp ứng về độ bền và độ võng.
Lực ứng suất trước: được định nghĩa là lực kéo cáp tạo độ căng cho cáp. Thường thì đối với sàn sẽ được thiết kế lực kéo đạt