Xem phần 2: – Công nghệ thi công cốp pha trượt trong thi công thân tháp nước

4. Lựa chọn các phương án kỹ thuật thi công bầu đài tháp nước

Với hình dạng kết cấu đặt trưng của bầu đài tháp nước hình chóp ở trên cao độ +50.0m, sẽ gây khó khăn trong công tác thi công. Vì vậy, trước khi thi công cần phải thiết kế, tính toán và lựa chọn các phương án thi công nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng và tiến độ thời gian thi công. Dưới đây là các phương án kỹ thuật trong thi công bầu đài tháp nước khẩn cấp đã được áp dụng thành công.

4.1. Phương án 1: Sử dụng hệ cốp pha, giáo chống từ dưới mặt đất lên đến cao độ bầu đài

Đây là một phương án, giải pháp truyền thống, không quá phức tạp và không yêu cầu nhiều đến các yếu tố kỹ thuật trong thi công. Khối BTCT bầu đài được thi công trực tiếp tại cao độ thiết kế phía trên thân tháp nước bằng cách sử dụng hệ cốp pha, giáo chống biện pháp từ dưới mặt đất lên. Tuy nhiên, với chiều cao và số lượng tầng giáo lớn cho nên cần phải tính toán thiết kế dựa trên các tải trọng của toàn bộ kết cấu bầu đài, tải trọng gió để bố trí, lựa chọn số lượng, chủng loại và kích thước giáo chống, cốp pha hợp lý.

               a, hệ giáo chống thi công đáy                               b, hệ giáo chống thi nắp

Hình 5: Bố tri hệ giáo chống thi công bầu đài

Trình tự thi công:

  • Sau khi tháo dỡ hệ cốp pha trượt xong tiến hành lắp dựng hệ giáo thép chống từ mặt đất tự nhiên đến cao độ dầm vòng, đáy bầu đài. Hệ giáo chống bố trí xung quanh tháp nước theo chu vi bầu đài, liên kết với nhau bằng tuýp giằng và liên kết với thân tháp nước.
  • Thi công kết cấu BTCT dầm vòng liên kết đáy bầu đài với thân tháp nước.
  • Thi công cốp pha cốt thép và đổ bê tông đáy bầu đài.
  • Lắp dựng cốp pha cốt thép, thi công kết cấu phần lõi và nắp trên bầu đài.
  • Hoàn thiện, chống thấm bầu tháp nước và tháo dỡ hệ giáo chống.

4.2. Phương án 2: Sử dụng các mô-đun thép tấm làm cốp pha mặt đáy bầu đài

Kết cấu cốp pha bầu Tháp nước hình nón cụt ngược là sử dụng hệ cốp pha  bằng thép tấm dày 3mm, được tổ hợp từ 12 tấm thép liên kết với nhau. Các tấm thép này bố trí dưới mặt đáy chu vi đáy bầu đài và được neo giữ định hình vị trí bởi các cáp sợi cáp neo vào hệ kết cấu khung thép hình lắp dựng phía trên dầm vòng thân tháp nước. Hệ kết cấu cốp pha này sẽ thay thế hệ giáo chống từ dưới mặt đất sử dụng trong phương án 1 và được giữ lại chôn trong BTCT sau khi đổ bê tông đáy bầu đài.

Hình 6: Lắp dựng các mô-đun thép tấm trước khi kéo lên cao độ đáy bầu đài tháp nước

Liên kết giữa các tấm thép sử dụng hệ bu lông M14 bố trí với khoảng cách 100mm theo phương đường sinh các tấm. Kết cấu cốp pha được gia cường bằng các gân thép tấm dày 4mm cao 50mm chạy theo đường kính hình nón, khoảng cách bố trí giữa các gân thép tấm là 1000mm. Đường hàn liên kết sử dụng cao h = 4mm, hàn hết toàn bộ chiều dài tiếp xúc.

Hình 7: Trình tự thi công kết cấu bầu đài

Tính toán kiểm tra khả năng chịu lực cốp pha bầu Tháp nước an toàn 500m3 sử dụng phần mềm Sap2000 V15. Trong đó, các tấm thép bản làm cốp pha được mô tả bằng phương pháp phần tử Slab. Liên kết giữa cốp pha với chân đế là liên kết khớp cố định. Dựa trên phần mềm tính toán sẽ xuất các kết quả để kiểm tra chuyển vị cốp pha và kiểm tra bu lông liên kết giữa các tấm kết cấu cốp pha bao gồm kiểm tra khả năng chịu kéo, khả năng chịu cắt.

Hình 8: Sơ đồ tính toán khả năng chịu lực của hệ cốp pha thép tấm

Trình tự thi công kết cấu bầu đài Tháp nước:

  • Sau khi thi công xong kết cấu BTCT dầm vòng trên đỉnh thân tháp nước, tháo dỡ hệ cốp pha trượt thân thì tiến hành lắp dựng hệ sàn thao tác lan can an toàn phía trên dầm vòng.
  • Lắp dựng hệ kết cấu khung thép hình, cáp tời neo phía trên đỉnh dầm vòng.
  • Lắp dựng các tấm mô đun thép tấm đã được gia công chế tạo sẵn tại chân tháp nước theo hình dạng kết cấu bầu đài. Bố trí các liên kết, mối hàn, bu long, gân thép liên kết khung cốp pha.
  • Tiến hành kéo cốp pha thép tấm lên cao độ thiết kế của bầu đài. Neo giữ cố định hệ cốp pha.
  • Thi công cốt thép, cốp pha mặt trên và đổ bê tông đáy bầu đài.
  • Tháo dỡ kết cấu khung thép hình.
  • Thi công kết cấu BTCT vách lõi và nắp trên bầu đài.
  • Hoàn thiện, chống thấm bầu tháp nước và tháo dỡ hệ giáo chống nắp.

4.3. Phương án 3: Sử dụng kích thủy lực kéo kết cấu BTCT toàn khối bầu đài Tháp nước

Kết cấu BTCT toàn khối của bầu đài tháp nước bao gồm phần đáy và nắm trên sẽ được thi công đổ bê tông dưới mắt đất. Sau khi bê tông đạt cường độ sẽ tiến hành kéo lên trên theo cao độ thiết kế bằng kích kéo thủy lực, các bó cáp kéo dự ứng lực và hệ kết cấu khung thép hình được lắp dựng phía trên đỉnh thân bầu đài.

Hình 9: Thi công và kéo bầu đài tháp nước

Do đặc thù của phương án này là sử dụng phương pháp kéo thủy lực nên cần phải tính toán hệ kết cấu dùng để kích, kéo bầu đài bằng phần mềm SAP 2000 dựa trên các tải trọng bản thân bầu đài, tải trọng khung kết cấu thép, hoạt tải và tải trọng gió liên quan.

  • Tính toán bố trí kích kéo thủy lực: Bố trí 6 kích thủy lực loại YCW250B, tải nâng thiết kế 250 tấn/kích. Mỗi kích bố trí 12 sợi cáp kéo bằng thép dự ứng lực cường độ cao D15.24, có khả năng chịu lực kéo đứt nhỏ nhất Sđ = 26 tấn.
  • Tính toán, thiết kế khung kết cấu thép đặt kích kéo: Khung kết cấu thép đặt kích kéo có cấu tạo bao gồm: 6 cột thép H250x250x9x14, cao h= 10m; 6 dầm chính trên đỉnh cột đặt kích H500x300x10x16; hệ giằng ngang H150x75x5x7, U140;hệ giằng chéo 2L75x75x6. Toàn bộ liên kết cột, dầm, giằng là liên kết hàn.
  • Tính toán khả năng chịu lực của bầu đài, dầm vách đỉnh thân tháp nước khi kéo cáp: Kiểm tra khả năng chịu phá hoại của dầm vách BTCT phía trên đỉnh thân tháp nước và chi tiết bu-lông liên trong bê tông.

     a, Bố trí hệ kết cấu khung thép                                      b, mô hình phân tích tải trọng

Hình 9: Khung kết cấu thép đặt kích kéo

Trình tự thi công và lắp dựng kết cấu bầu đài Tháp nước:

  • Chuẩn bị mặt bằng. Thi công bầu đài bê tông cốt thép tại cao độ mặt đất tự nhiên cote 0.00m.
  • Lắp đặt khung kết cấu thép trên đỉnh trụ tháp, sàn cos +48.3m.
  • Lắp đặt thiết bị kích kéo thủy lực, cáp ứng lực.
  • Kéo bầu đài lên vị trí lắp cos +49.3m.
  • Thi công dầm vòng liên kết và đỡ bầu đài BTCT.
  • Tháo dỡ kết cấu thép kéo rút, thi công vách lõi phía trong và sàn mái đậy bầu đài.
  • Hoàn thiện và chống thấm bầu đài.

Các yêu cầu kỹ thuật của quá trình kéo bầu đài Tháp nước:

  • Tim lỗ, tim kích và tim neo khi bắt đầu căng kéo được điều chỉnh cho nằm trên một đường thẳng.
  • Để tránh khi ép nêm neo và làm xây sát hay đứt cáp, khi lắp nêm neo cần lưu ý không để các sợi cáp xoắn nhau.
  • Không cho phép tụt neo đối với bất cứ vị trí nào và đảm bảo không có tác dụng lực phụ nào vào kích.
  • Kiểm tra lực căng kéo của kích bằng đồng hồ với độ chính xác 5%. Độ dài cáp kéo lên được đo với độ chính xác 1mm.

Xem tiếp phần 4: – So sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật giữa các phương án thi công bầu đài Tháp nước

Noi Nguyen