Tài liệu Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------------- LÊ THANH HÙNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp Mã số : 85.80.201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2020 Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------------- Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Mỹ Phản biện 1: TS. Lê Khánh Toàn Phản biện 2: TS. Đặng Khánh An C C R UT.L D Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 24 tháng 1 năm 2021. Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu và Truyền thông - Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN  Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN 1 MỞ ĐẦU 1. Tên đề tài “GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN”. 2. Tính cấp thiết của đề tài Với chiều cao lớn của mình, ống khói bê tông cốt thép (BTCT) vẫn luôn được xem là kết cấu phức tạp và đặc biệt nhạy cảm với tải trọng gió và tải trọng động đất. Do vậy, ở một số nước như Mỹ, Trung Quốc có tiêu chuẩn riêng về thiết kế ống khói BTCT, đặc biệt là ống khói cao. Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn chuyên dùng cho việc thiết kế ống khói BTCT. Việc tính toán thiết kế chỉ theo Tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 và TCVN 5574:2018 và các tiêu chuẩn liên quan khác. Vì vậy, trong các dự án nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) trong nước, để có thể thiết kế và thi công các kết cấu ống khói BTCT đều phải sử dụng tiêu chuẩn nước ngoài và cũng do các nhà thầu nước ngoài thực hiện. Việc nghiên cứu, nhận xét, đánh giá phương án thiết kế và biện pháp thi công cho kết cấu ống khói BTCT từ cơ sở dữ liệu là các dự án đã và đang thi công là một vấn đề đáng được quan tâm và tìm hiểu. Từ thực tế đó, trong khuôn khổ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, học viên lựa chọn đề tài “Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện” với mong muốn có được những kiến thức sát thực hơn về giải pháp kỹ thuật cho công tác thiết kế và thi công cho loại kết cấu này. 3. Mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở dữ liệu là tài liệu thiết kế, các tài liệu hướng dẫn và các tiêu chuẩn quốc tế (ACI 307-08, ACI 318-14, ASCE 7-05…) đề tài tập trung nghiên cứu và trình bày giải pháp tính toán thiết kế và biện pháp thi công của kết cấu ống khói BTCT NMNĐ. D C C R UT.L 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Hạng mục ống khói BTCT của NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng. - Phạm vi nghiên cứu: Giải pháp thiết kế và biện pháp thi công kết cấu vỏ ống khói BTCT theo Tiêu chuẩn Mỹ ACI 307-08 và các tiêu chuẩn liên quan. 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu như sau: - Thu thập, tổng hợp các số liệu về các yêu cầu kỹ thuật, các thống số công nghệ của kết cấu ống khói. - Xác định tải trọng tác động lên ống khói. Tính toán kết cấu và kiểm tra các điều kiện ổn định. - Tính toán, lập biện pháp thi công ống khói BTCT. - Dựa vào kết quả nghiên cứu thực tiễn và lý thuyết, tổng hợp lại các kết quả và đưa ra các đánh giá phương thiết kế và thi công ống khói BTCT. - Từ các đánh giá đó, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thực hiện. Dựa vào kết quả nghiên cứu, phân tích, so sánh các vấn đề tồn tại trong tính toán để có đề xuất hợp lý. 6. Kết cấu của luận văn Chương 1. Tổng quan về công trình nhà máy nhiệt điện và kết cấu ống khói. Chương 2. Trình bày giải pháp thiết kế kết cấu ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. Chương 3. Trình bày biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. Chương 4. Đánh giá giải pháp thiết kế và biện pháp thi công. Kết luận và kiến nghị. Tài liệu tham khảo D C C R UT.L 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ KẾT CẤU ỐNG KHÓI Tổng quan về công trình nhà máy nhiệt điện Công trình nhà máy nhiệt điện là công trình năng lượng, có quy mô xây dựng lớn, sử dụng nguyên lý đốt nhiên liệu tạo ra nhiệt lượng làm quay tua-bin máy phát điện, sản sinh ra điện năng. Giới thiệu về kết cấu ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện Ống khói NMNĐ có chức năng dẫn khói, khí nóng từ nhà máy ra bầu không khí bên ngoài. Để đảm bảo các yêu cầu về môi trường, ống khói của các NMNĐ có công suất lớn thường có chiều cao từ 200 m đến 250 m. Ống khói NMNĐ thường có kết cấu gồm 2 phần: phần ống dẫn khói và phần kết cấu đỡ: - Phần ống dẫn khói chính; - Phần kết cấu đỡ. Giới thiệu về biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện Có hai công nghệ thi công ống khói bê tông cốt thép phổ biến trên thế giới và trong nước hiện hay là công nghệ ván khuôn trượt và công nghệ ván khuôn leo. Trong số đó, công nghệ ván khuôn trượt có nhiều ưu điểm về thời gian thi công và tính liền khối của của kết cấu. 1.4. Kết luận Chương 1 Thông qua các nội dung nghiên cứu trên, trong Chương 1, tác giả đã khái quát về công trình nhà máy nhiệt điện, đặc điểm của kết cấu ống khói và phân loại các loại kết cấu ống khói. Ngoài ra, tác giả cũng đã nêu tổng quan về các công nghệ thi công ống khói bê tông cốt thép. D C C R UT.L 4 Chương 2 sẽ trình bày về giải pháp thiết kế ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. CHƯƠNG 2. TRÌNH BÀY GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 2.1. Tổng quan 2.1.1. Tổng quan về giải pháp thiết kế Hệ kết cấu ống khói BTCT hoàn chỉnh bao gồm các kết cấu chính sau: - Hệ kết cấu cấu đài móng BTCT và cọc; - Hệ kết cấu vỏ ống khói bê tông cốt thép; - Hệ kết cấu ống dẫn khói kết cấu thép; - Các sàn thao tác, lối đi, cầu thang kết cấu thép; Cường độ và sự ổn định của hệ kết cấu ống khói BTCT được tính toàn và kiểm tra cho cả hai giai đoạn sau: - Giai đoạn thi công: Hệ kết cấu được thể hiện trong giai đoạn thi công kết cấu ống khói, bao gồm kết cấu ống khói, các kết cấu tạm (như hệ ván khuôn...) và hệ kết cấu đài móng và cọc; các tải trọng tạm thời như (tải trọng thi công) cũng được áp dụng. - Giai đoạn vận hành: Hệ kết cấu hoàn chỉnh được thể hiện trong giai đoạn vận hành nhà máy, bao gồm toàn bộ các hệ kết cấu đài móng và cọc, hệ kết cấu vỏ ống khói, hệ kết cấu ống dẫn khói, các sàn thảo tác, lối đi, cầu thang phục vụ vận hành; các tải trọng vận hành dự kiến sẽ được áp dụng. Các bước thiết kế kêt cấu ống khói bê tông cốt thép bao gồm: - Khảo sát các số liệu đầu vào như: số liệu địa hình, địa chất, thủy văn; các yêu cầu về kỹ thuật, công nghệ; thông số của vật liệu xây dựng; ... D C C R UT.L 5 - Tính toán các loại tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm: tĩnh tải (D), hoạt tải (L), tải trọng động đất (E), tải trọng gió (W) và ứng suất do nhiệt độ (T); - Mô phỏng kết cấu bằng phần mềm; gán các loại tải trọng lên mô hình; xác định các tần số dao động riêng và kiểm tra chuyển vị công trình; - Tính toàn kiểm tra cường độ của kết cấu vỏ ống khói BTCT; 2.1.2. Mô tả về ống khói Ống khói Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng nằm ở xã Vĩnh Tân, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận. Đây là loại ống khói có kết cấu chính làm bằng bê tông cốt thép và có 1 ống dẫn khói ở bên trong. Chiều cao ống khói là 213,50 m. Kết cấu ống khói bao gồm vỏ bằng bê tông cốt thép có bề dày và đường kính thay đổi theo bảng sau: 2.1.3. Vật liệu C C R UT.L D Sử dụng bê tông C30/37 cho cọc khoan nhồi, đài móng và vỏ ống khói có: - Cường độ chịu nén đặc trưng (mẫu lăng trụ 150x300): f’c=30 N/mm2 - Mô-đun đàn hồi: Ec=4700√𝑓′𝑐 =25743 N/mm2 - Sử dụng cốt thép CB400-V theo TCVN 1651-2:2008 có: - Giới hạn chảy: fy=400 N/mm2. - Mô-đun đàn hồi: Es=200000 N/mm2 Lớp bê tông bảo vệ đối với cọc khoan nhồi là 120 mm, đối với đài cọc là 100 mm (mặt dưới) và 75 mm (mặt bên và mặt trên), đối với vỏ ống khói là 50 mm. 2.1.4. Điều kiện tự nhiên Các số liệu điều kiện khí tượng như nhiệt độ, gió sử dụng thiết kế tuân theo QCVN 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia – Số 6 liệu điều kiện tự nhiên dung trong xây dựng. Các số liệu địa hình, địa chất lấy theo báo cáo khảo sát địa chất của công trình. 2.2. Tải trọng tác dụng lên công trình 2.2.1. Tĩnh tải (D) Tĩnh tải tác dụng lên công trình bao gồm: - Tải trọng bản thân của vỏ ống khói BTCT và ống dẫn khói; - Ván khuôn; - Tải trọng bản thân của các sàn thao tác và đầu vào ống dẫn khói; - Kết cấu phụ trợ; - Lớp cách nhiệt; - Các tấm thép gia cường C C R UT.L 2.2.2. Hoạt tải (L) D Theo Tiêu chuẩn ACI 307-08, hoạt tải do sự vận hành của con người sẽ không được tính đến khi thiết kế kết cấu BTCT cho vỏ ống khói, bởi vì con người không làm việc dài lâu trong ống khói và hoạt động vận hành tại mỗi sàn thao tác tại các cai độ khác nhau gần như không xảy ra cùng lúc, mà các tải này sẽ được đưa vào tính toán để thiết kế tại mỗi sàn thao tác riêng. 2.2.3. Tải trọng động đất (E) Vỏ ống khói BTCT sẽ được thiết kế chịu tải trọng động đất bằng phương pháp phổ phản ứng theo Tiêu chuẩn UBC-97. 7 0.50 0.45 0.40 ULS - elastic 0.35 ULS - design Sa [g] 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 C C R UT.L 0.00 0.0 0.5 1.0 D 1.5 2.0 2.5 3.0 Tần số T [s] 3.5 4.0 4.5 5.0 Hình 2.1. Phổ gia tốc nền đàn hồi và phổ gia tốc nền thiết kế Lực cắt thiết kế tại chân công trình được xác định theo công thức: 𝑉𝑠,𝑖 = 2.2.4. Tải trọng gió (W) 𝐶𝑉 𝐼 𝑊 𝑅 𝑇𝑖 𝑖 Kết cấu vỏ ống khói BTCT được thiết kế để chống lại tải trọng gió theo cả hướng gió dọc và gió ngang. Ngoài ra, tiết diện tròn rỗng phải được thiết kế để chống lại tải trọng gây ra bởi sự phân bố áp suất theo chu vi. Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu ống khói được tính toán và kiểm tra theo Tiêu chuẩn ACI 307-08 và ASCE 7-05. a. Gió dọc: 8 Gió dọc w(z) trên mỗi đơn vị dài tại độ cao z bất kỳ là tổng của tải gió trung bình 𝑤 ̅(z) và tải gió biến động w'(z): 𝑤(𝑧) = w ̅ (z) + 𝑤′(𝑧) Tải gió trung bình 𝑤 ̅(z) sẽ được tính theo công thức sau: 𝑤 ̅(𝑧) = 𝐶𝑑𝑟 (𝑧) ∙ 𝑑(𝑧) ∙ 𝑝̅ (𝑧) Tải trọng gió biến động w'(z) sẽ được tính theo công thức sau: 3,0 ∙ 𝑧 ∙ 𝐺𝑤′ ∙ 𝑀𝑤̅ (𝑏) 𝑤′(𝑧) = ℎ3 b. Gió ngang: Ứng xử của công trình do sự biến đổi xoáy của gió sẽ được kiểm tra tại các dạng giao động thứ nhất và thứ hai. Theo mục 4.2.3.1 Tiêu chuẩn ACI 307-08, tải trọng gió ngang do gió xoáy sẽ được xem xét C C R UT.L tính toán cho ống khói nếu tốc độ gió giới hạn Vcr nằm trong khoảng từ 0,50 · 𝑉(𝑧𝑐𝑟 ) đến 1,30 · 𝑉(𝑧𝑐𝑟 ) . D Đối với đối tượng là ống khói NMNĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng, kết quả kiểm tra vận tốc gió giới hạn Vcr đều nằm ngoài khoảng giá trị cần xét tới, do đó tải trọng gió ngang cho cả hai giai đoạn đều không cần xét tới. 2.2.5. Ứng suất nhiệt (T) Ứng suất nhiệt gây ra “T”, được tạo ra từ sự chênh lệch giữa nhiệt độ không khí bên trong và bên ngoài vỏ ống khói bê tông cốt thép, làm giảm cường độ tính toán của bê tông và cốt thép, được xác định theo Chương 6 của Tiêu chuẩn ACI 307-08. 2.3. Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng để kiểm tra vỏ ống khói sẽ theo các Tiêu chuẩn ACI 307-08 và ASCE 7-05. Kiểm tra về cường độ vỏ ống khói sẽ được thực hiện theo các tổ hợp tải trọng giới hạn (ULS). 9 Tổ hợp tải trọng dài hạn (SLS) sẽ được sử dụng để kiểm tra chuyển vị tối đa của đỉnh vỏ ống khói. 2.3.1. Giai đoạn thi công 2.3.2. Giai đoạn vận hành 2.4. Mô phỏng kết cấu bằng phần mềm Một mô hình kết cấu tổng thể, được xây dựng đầy đủ trong cả hai giai đoạn là giai đoạn thi công và giai đoạn vận hành, có thể cho phép phân tích tổng thể cả phản ứng tĩnh và động của toàn bộ kết cấu. Mô hình được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng các yếu tố cụ thể để thể hiện ứng xử của hệ cọc, đài móng, vỏ ống khói, ống dẫn khói và các phản lực liên kết giữa mỗi thành phần. C C R UT.L Tải trọng tĩnh và các tải trọng động được quy về tải trọng tĩnh D (tải trọng gió) sẽ được phân bố cụ thể tại vị trí mà các tải trọng này tác dụng. Tải trọng động đất sẽ được phân tích bằng phương pháp phổ phản ứng. Sử dụng phần mềm Sap2000 để mô hình kết cấu tổng thể ống khói, bao gồm các bước thực hiện sau: 2.4.1. Thuộc tính chung 2.4.2. Khai báo tải trọng 2.4.3. Phân tích mô hình 2.5. Kiểm tra chuyển vị ngang của đỉnh ống khói Chuyển vị ngang lớn nhất của đỉnh ống khói được tính toán và kiểm tra theo mục 4.5 của Tiêu chuẩn ACI 307-08. Chuyển vị ngang 10 của đỉnh ống khói phải được kiểm tra trong cả giai đoạn thi công và giai đoạn vận hành. 0.04 ℎ𝑠ℎ𝑒𝑙𝑙 208800 𝑚𝑚 𝑑𝑎𝑙𝑙 = ℎ𝑠ℎ𝑒𝑙𝑙 = = = 696 𝑚𝑚 12 300 300 Kết quả chuyển vị ngang lớn nhất được tính toán theo các tổ hợp tải trọng dài hạn (SLS) cho cả hai giai đoạn: 𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑚𝑎𝑥{𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑜,𝑥 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑜,𝑦 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑐,𝑥 ; 𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑐,𝑦 } = = 𝑚𝑎𝑥{68,8 𝑐𝑚; 67,8 𝑐𝑚; 66,0 𝑐𝑚; 65,0 𝑐𝑚} = 68,8 𝑐𝑚 ≤ 69,6 𝑐𝑚 = 𝑑𝑎𝑙𝑙 2.6. Kiểm tra cường độ của ống khói 2.6.1. Cường độ theo phương đứng Tính toán chi tiết cường độ thiết kế và hàm lượng cốt thép tối C C R UT.L thiểu theo Tiêu chuẩn ACI 307-08 dựa trên phương pháp thử và kiểm tra. Phương pháp này dựa trên các bước sau: D - Xác định và lựa chọn các thông số đầu vào như kích thước tiết diện, tải trọng yêu cầu,... - Giả sử giá trị tổng hàm lượng cốt thép dọc “t” - Bằng phương pháp thử và kiểm tra, tìm giá trị của góc trục trung hòa so với trục ngang “” - Dùng giá trị góc  ở trên để tính toán khả năng chịu moment “Mn” - Nếu MnMu tối ưu nhất (với hàm lượng thép tối thiểu t(min)=0,0025) 2.6.2. Cường độ tính toán theo phương ngang Cốt thép theo phương ngang của ống khói được tính toán và kiểm dưới tác dụng của tải trọng gió phân bố theo chu vi ống khói. 11 Cường độ kháng uốn vòng Uc để chống lại tải trọng gió Wc(z) và nhiệt độ tác dụng lên vỏ bê tông T(z) được tính toán theo trạng thái giới hạn tới hạn theo mục 5.3.2 của Tiêu chuẩn ACI 307-08: 𝑈𝑐 (𝑧) = 1.2 𝑇(𝑧) + 1.4 𝑊(𝑧) 2.7. Kết luận Chương 2 Với mỗi công trình cụ thể sẽ có các thông số đầu vào cụ thể, công việc lựa chọn thiết kế cần phải xem xét đến toàn bộ thông số đó để đưa ta được giải pháp tối ưu nhất về kỹ thuật và kinh tế. Chương 3 sẽ tiếp tục trình bày về biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép nhà máy nhiệt điện. C C R UT.L CHƯƠNG 3. TRÌNH BÀY BIỆN PHÁP THI CÔNG ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN D 3.1. Tổng quan về các biện pháp thi công ống khói bê tông cốt thép Đối với kết cấu ống khói bê tông cốt thép, hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công đó là công nghệ ván khuôn leo và công nghệ ván khuôn trượt. 3.1.1. Giới thiệu công nghệ ván khuôn leo Ván khuôn leo là hệ ván khuôn bám vào công trình để di chuyển lên cao theo chu kỳ. Khi đạt cường độ cho phép, ván khuôn sẽ được tháo và di chuyển mảng ván khuôn lên một đoạn khác. 3.1.2. Giới thiệu về công nghệ ván khuôn trượt Ván khuôn trượt cũng loại công nghệ ván khuôn di động tương tự như ván khuôn leo, nhưng có một số điểm khác biệt sau: 12 - Ván khuôn trượt được nâng liên tục nhờ kích thủy lực bám vào thanh thép có cường độ cao được chôn trước trong bê tông; - Thi công ván khuôn trượt là phương pháp thi công có tính liền khối, tính liên tục và tính kỹ thuật rất cao, do đó công tác quản lý tổ chức phải chặt chẽ và có hiệu quả; - Từ vị trí đáy ống khói lên đỉnh ống khói chỉ cần 1 lần lắp dựng ván khuôn, một lần tháo dỡ, do đó tiết kiệm rất nhiều ván khuôn, giảm chi phí nhân công cho lắp đặt, tháo dỡ… - Tốc độ thi công nhanh; 3.2. Mô tả hệ thống ván khuôn trượt Giá nâng là kết cấu chịu lực chính của hệ thống ván khuôn trượt C C R UT.L bao gồm 24 dầm thép hướng tâm (cấu kiện số 2, ở Hình 3.3), một đầu được kết nối với dầm tròn trung tâm (cấu kiện số 1) và đầu còn lại D được đỡ bởi vành gông (cấu kiện số 3). Hình 3.3. Hình vẽ mô phỏng cấu tạo hệ thống ván khuôn trượt 13 3.3. Kiểm tra kết cấu hệ thống ván khuôn trượt 3.3.1. Vật liệu sử dụng Vật liệu sử dụng cho hệ kết cấu ván khuôn trượt là thép hình và gỗ. 3.3.2. Mô phòng kết cấu bằng phần mềm Việc phân tích và kiểm tra cường độ của các bộ phận chịu lực chính của hệ thống ván khuôn trượt được thực hiện thông qua phần mềm Sap2000. 3.3.3. Phân tích tải trọng a. Trọng lượng bản thân “D1” C C R UT.L b. Các tĩnh tải do các bộ phận khác gắn trên vành gông “D2” D c. Tải trọng từ sàn thi công chính “D3” d. Tải trọng do khung treo ống dẫn khói “D4,i” e. Hoạt tải thi công trên sàn thi công chính “L1” f. Hoạt tải vật liệu trên sàn thi công chính “L2” g. Tải trọng do lực ma sát của tấm ván khuôn trượt “L3” h. Tải trọng do giá treo ròng rọc của tời 30kN “F1,i” i. Tải trọng do tời phụ 5kN “F2” 3.3.4. Kết quả tính toán Mô hình kết cấu giá nâng sẽ được tính toán và kiểm tra theo các tiêu chuẩn ASCE 7-10 và AISC 360-10 tự động bằng phần mềm Sap2000. Kết quả tính toán như sau: a. Kiểm tra cường độ của các thanh trong giá nâng 14 b. Kiểm tra chuyển vị của các thanh trong giá nâng c. Kiểm tra hệ thống kích thủy lực 3.4. Quy trình thi công hệ thống ván khuôn trượt Quy trình thi công hệ thống ván khuôn trượt bao gồm các công tác chính sau: 3.4.1. Lắp dựng hệ thống ván khuôn trượt Công tác lắp dựng hệ thống ván khuôn trượt được chia thành các công việc sau: - Đánh dấu trên đài móng các được tâm, các đường chu vi trong và chu vi ngoài, các vị trí mở cửa; C C R UT.L - Lắp ráp các bộ phận của hệ thống ván khuôn trượt bằng cần trục tự hành. D - Lắp đặt cốt thép dọc của vỏ ống khói, nối với cốt thép chờ đã được đặt sẵn lúc thi công đài móng và cốt thép ngang cho khoảng 1m đầu tiên; - Lắp đặt các thành phần nhúng và các ống bọc dây dẫn điện, tín hiệu ở mặt đất; - Lắp đặt hệ thống điện và chiếu sáng phục vụ thi công, bố trí số lượng 1 máy phát điện dự phòng công suất 300kVA; - Lắp đặt hệ thống điều khiển công tác trượt (thiết bị laser) để phục vụ công tác kiểm tra độ thẳng đứng và độ vặn xoắn của hệ thống ván khuôn trượt; - Sử dụng hóa chất tháo ván khuôn cho ván khuôn thép trước khi bắt đầu đổ bê tông. Bề mặt bên trong ván khuôn phải được làm sạch kỹ lưỡng để loại bỏ bất kỳ mảnh vụn hoặc vật liệu rời khác. 3.4.2. Công tác trượt hệ thống ván khuôn 15 Công tác trượt hệ thống ván khuôn chủ yếu được thực hiện trên 3 khu vực sàn thao tác đã được liệt kê ở trên. Độ thang bằng của hệ thống ván khuôn trượt và độ thẳng đứng của bê tông vỏ ống khói được kiểm soát bằng 3 thiết bị laser đặt tại mặt đất và 3 bảng mục tiêu gắn cố định trên hệ thống ván khuôn. Độ dày vỏ ống khói, độ côn của ống khói (sự thay đổi đường kính ống khói) được kiểm soát và điều chỉnh bằng hệ thống bu-lông cơ khí nằm ở các tấm ván khuôn. 3.4.3. Công tác bê tông cốt thép Quá trình đổ bê tông phải đảm bảo lớp bê tông trước đó mới chỉ đạt được thời gian đông kết ban đầu, để đảm bảo lớp bê tông này không C C R UT.L dính vào ván khuôn. Hóa chất tháo ván khuôn phải được bôi thường xuyên lên bề mặt ván khuôn trước khi đông bê tông vào ván khuôn. D Bê tông sẽ được vận chuyển và đổ như sau: - Từ mặt đất lên đến cao trình EL. +20,00 m, bê tông sẽ được vận chuyển trong các gầu được nâng lên bằng cần cẩu. - Sau đó, cho tới khi lên tới cao trình đỉnh ống khói, bê tông sẽ được chuyển từ xe bồn bê tông và một thùng có thể tích khoảng 0,8m3 được nâng lên bằng tời đến sàn thao tác chính. - Bê tông được đổ thành từng lớp dày khoảng 25cm; - Thời gian ninh kết của bê tông phải được xác định sao cho lớp đổ đầu tiên phải đạt đổ cứng yêu cầu. - Đối với các đợt trượt đầu tiên thì phải được thực hiện sau khi lớp bê tông đầu tiên đông kết hoàn toàn. - Sau mỗi 2 lượt trượt, tất cả các kích thủy lực phải được căn chỉnh cho đúng thông số làm việc. 16 - Sau quá trình cân bằng hệ thống ván khuôn trượt, phải kiểm tra thường xuyên. - Bê tông phải được đầm chặt bằng đầm rung đường kính 50~60mm để đảm bảo chất lượng bê tông và trạch bọt khí, lỗ rỗng. - Các lỗ mở trên ván khuôn phải được gia công trước bằng các khung gỗ thích hợp được chuẩn bị thành nhiều thành phần và được đánh dấu để thuẩn tiện cho việc lắp đặt. - Cốt thép ở mặt đất được bảo quản trên các giá hoặc gối kê và được phần loại theo đường kính. Cốt thép sau đó được cắt và gia công ở mặt đất và được vận chuyển lên bằng tời 5kN. - Cốt thép dọc và cốt thép vòng được cắt và uốn theo thiết kế, C C R UT.L quá trình cắt và uốn phải được tiến hành nguội, không sử dụng nhiệt. - Tất cả các tấm nhúng, ống chờ hoặc các bộ phần chờ khác nằm D trong bê tông vỏ ống khói phải được lắp đặt tại vị trí thiết kế trước khi đổ bê tông. - Các khung gỗ của lỗ mở, tấm nhung kể trên phải được cố định chắc chắn. - Khi đạt đến độ cao đỉnh ống khói và đợt bê tông cuối cùng đã được đổ, ván khuôn phải trượt đến khi mép trên của ván khuôn phải cao hơn hơn mức bê tông khoảng 10~15cm. 3.4.4. Tháo dỡ hệ thống ván khuôn trượt Khi kết cấu thép sàn thào tác mái được lắp đặt, toàn bộ hệ thống ván khuôn trượt sẽ được tháo dỡ. a. Công tác chuẩn bị - Chuẩn bị mặt bằng đủ rộng để đảm bảo thi công thuận lợi và an toàn; 17 - Lắp đặt hàng rào tạm và biển cảnh báo xung quanh; - Kiểm tra các thiết bị cẩu; - Chuẩn bị công cụ, thiết bị, máy móc cần thiết cho quá trình tháo dỡ; b. Quy trình tháo dỡ hệ thống ván khuôn trượt - Tháo dỡ thiết bị thi công trên sàn thao tác; - Tháo dỡ hệ thống ống dẫn dầu; - Tháo dỡ kích thủy lực và trạm bơm dầu; - Tháo dỡ sàn thao tác chính; - Tháo dỡ sàn thao tác treo và sàn thao tác trong, ngoài; - Tháo dỡ giá treo và vành gông; C C R UT.L - Tháo dỡ các tấm ván khuôn. 3.5. Xử lý bề mặt bê tông D Bề mặt bê tông ống khói được thiết kế cần được xoa phẳng và quét bằng nước xi măng hoặc phụ gia xử lý bề mặt phù hợp. Trong trường hợp có khuyết tật bề mặt, các phương pháp sửa chữa bề mặt bê tông phù hợp sẽ được áp dụng. 3.6. Công tác vận chuyển vật liệu xây dựng và nhân sự Trong giai đoạn mới bắt đầu trượt, bê tông sẽ được nâng lên bằng cần cẩu đặt bên ngoài ống khói. Sau khi thi công đến cao độ 20m so với mặt đất, tời điện có tải trọng 3 tấn sẽ được lắp đặt ở mặt đất bên ngoài ống khói và cách mép vỏ ống khói 18m. Bê tông và nhân sự sẽ di chuyển bằng tời điện này. Một tời điện nhỏ hơn có công suất 500kg sẽ được lắp đặt để nâng cốt thép và các vật tư khác như tấm nhung, cầu thang... 3.7. Các yếu tố bất lợi của thời tiết 18 Hệ thống ván khuôn trượt được thiết kế và lắp đặt đảm bảo có thể thi công trọng mọi điều kiện thời tiết. Trong trường hợp có mưa lớn, cần phải có biển pháp che chắn, đảm bảo chất lượng bê tông trong lúc vận chuyển và lúc đổ. Nếu mưa kéo lớn trong thời gian kéo dài, cần cân nhắc phương án tạm dừng thi công ván khuôn trượt. 3.8. Sai số cho phép khi thi công ván khuôn trượt Dung sai xây dựng cho phép của kết cấu ống khói bê tông cốt thép được quy định trong Tiêu chuẩn ACI 307-08 và được tóm tắt sau đây: 3.8.1. Đường kính ngoài C C R UT.L 3.8.2. Chiều dày vỏ ống khói 3.8.3. Lỗ mở và tấm nhúng D 3.8.4. Sai số cho phép theo phương đứng của tâm vỏ ống khói 3.8.5. Chiều dày bê tông bảo vệ 3.8.6. Chiều cao tổng thể 3.9. Kết luận Chương 3 Chương 3 của Đề tài đã trình bày một biện pháp thi công cụ thể, được tham khảo từ việc thi công thực tế của một nhà thầu quốc tế. Việc lựa chọn biện pháp thi công phù hợp yêu cầu phải có đánh giá tổng quát các yếu tố của công trình và có sự đối chiếu của các tài liệu, tiêu chuẩn về thi công công trình xây dựng liên quan. Chương 4 sẽ đưa ra các đánh giá về giải pháp thiết kế và biện pháp thi công, cũng như đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thực hiện.