Khớp nối - Mạch ngừng bê tông – Chống thấm mạch ngừng bằng băng cản nước PVC - Waterstop

Khớp nối – Mạch ngừng bê tông

Mạch ngừng thi công bê tông toàn khối là vị trí gián đoạn (phải ngừng) kỹ thuật, tạo nên điểm nối, trong điều kiện bất khả kháng: không thể đảm bảo điều kiện đúc bê tông liên tục, của công tác thi công bê tông toàn khối.

Công tác đúc bê tông do đó thường phải ngừng, đổ bê tông làm nhiều lần. Do đó khái niệm mạch ngừng là tất yếu mang tính phổ thông trong công nghệ thi công bê tông toàn khối. Nhưng cũng không thể dừng thi công một cách tùy tiện, mà phải dừng công tác đổ bê tông làm sao cho đúng khoa học xây dựng, tối ưu hóa điểm ngừng. Không những thế đây là khái niệm cốt lõi của công nghệ thi công bê tông toàn khối.

Các nguyên do của điểm dừng:

Khi phần bê tông đã được đổ trước tại vị trí này của khối bê tông đã chuyển sang giai đoạn ninh kết và đóng rắn, thì không thể được phép đổ bê tông mới vào đó, vì nếu không sẽ làm phá vỡ vĩnh viễn các nối liên kết vừa mới hình thành trong vữa bê tông. Cần phải xử lý Khớp nối bê tông để cho bê tông cũ nằm ổn định trong khuôn đúc bê tông, cho đến khi bê tông cũ ninh kết và đóng rắn xong hoàn toàn, thì mới được đổ tiếp. Từ đó hình thành Khớp nối bê tông tại vị trí tạm ngừng thi công này. Do khớp nối ảnh hưởng đến tính toàn khối của bê tông, nên tốt nhất là thi công liên tục không để hình thành các Khớp nối bê tông. Khi bắt buộc phải để, vị trí của nó phải được khống chế trong miền kết cấu có có nội lực nhỏ hoặc nội lực không gây nguy hiểm cho kết cấu tại tiết diện mạch ngừng. Để khắc phục sự giảm yếu do mạch ngừng gây ra, tại vị trí khớp nối có thể bổ sung thêm cốt thép gia cường Khớp nối bê tông.

Việc thi công bê tông toàn khối trường hợp có để mạch ngừng sẽ tạo ra các đợt thi công bê tông và các phân đoạn thi công bê tông.

Vị trí Khớp nối bê tông là vị trí giảm yếu của kết cấu bê tông cốt thép toàn khối. Do đó kích thước của khớp nối phải cố gắng giảm đến mức tối đa. Chiều dài khớp nối phải ngắn nhất, khớp nối càng thẳng, càng ít gấp khúc càng tốt,  Bề mặt khớp nối phải thẳng góc với trục kết cấu để diện tích bề mặt mạch ngừng là nhỏ nhất.

Bố trí mạch ngừng theo phương đứng trong sàn sườn

Các vùng có thể bố trí mạch ngừng đứng cắt qua dầm chính  và cắt qua dầm phụ .

Nội lực trong kết cấu dầm sàn toàn khối (sàn sườn) gồm lực cắt Q và mô-men uốn M. Đối với mô-men M, tương đương với ngẫu lực gồm hai thành phần lực dọc tác động vào hai nửa tiết diện mạch ngừng: phần lực nén, do bê tông vùng nén chịu, có tác dụng ép chặt bê tông hai bên mạch ngừng, tăng ma sát, hạn chế tác hại của mạch ngừng; phần lực kéo, coi như hoàn toàn do cốt thép chịu, có thể đảm bảo bằng cách tăng cốt thép gia cường mạch ngừng, không ảnh hưởng đến sự làm việc của bê tông tại mạch ngừng. Vậy mô-men uốn dù lớn hay nhỏ ít có tác hại đến vùng kết cấu bê tông giảm yếu tại mạch ngừng. Còn lực cắt , tác dụng dọc theo tiết diện mạch ngừng, làm trượt hai phần kết cấu bê tông cốt thép hai bên mạch ngừng, gây tác hại lớn tới kết cấu tại đây. Do đó, mạch ngừng phải được bố trí căn cứ vào độ lớn của lực cắt.

Đối với khung sàn sườn bình thường, mạch ngừng theo phương đứng được để như sau:

Khi hướng đổ bê tông song song với dầm phụ, tức mạch ngừng cắt qua dầm phụ, thì mạch ngừng có thể bố trí tại bất kỳ tiết diện nào nằm trong đoạn 1/3 chính giữa của nhịp dầm phụ Ldp đồng thời cũng là nhịp bản theo phương dầm phụ Lb1 (nhịp bản chính là nhịp dầm phụ). Ở các vị trí này lực cắt trong cả bản và dầm phụ đều nhỏ.

Khi hướng đổ bê tông song song với dầm chính, tức là mạch ngừng cắt qua dầm chính, thì mạch ngừng có thể bố trí tại bất kỳ tiết diện nào, mà: vừa nằm trong đoạn 1/2 chính giữa nhịp dầm chính Ldc, vừa nằm trong đoạn 1/2 chính giữa nhịp bản theo phương dầm chính Lb2 (nhịp bản có thể không trùng với nhịp dầm chính). Ở các vị trí này lực cắt trong cả bản và dầm chính đều nhỏ. Tuy nhiên, tùy theo mặt bằng kết cấu mà vùng để được mạch ngừng trong trường hợp này có thể không có, và nếu có thì mạch ngừng lại cắt qua nhịp làm việc chính của hê thống kết cấu, cho nên cần hạn chế để mạch ngừng kiểu này, hãy cố gắng đổ bê tông song song dầm phụ để mạch ngừng cắt qua dầm phụ.

Mạch ngừng phải cấu tạo thẳng đứng, vuông góc với trục dầm, và được tạo thành nhờ khuôn mạch ngừng loại thành đứng.

Bố trí khớp nối bê tông nằm ngang trong hệ dầm liền sàn (sàn sườn)

Khi phải bố trí mạch ngừng theo phương ngang, thì mạch ngừng thường được đặt ở dầm tại vị trí dưới nách dầm (nơi tiếp giáp giữa dầm với sàn) khoảng 20 – 30 mm.

Trong trường hợp dầm cao > 800 mm, nếu đúc bê tông liên tục thì để tránh sự co ngót ban đầu của vữa bê tông, khi đổ bê tông tới cách nách dầm 20 – 30 mm, ta cần phải tạm nghỉ để bê tông kịp co ngót rồi mới đổ tiếp tới sàn, nhưng cũng không lâu quá thời điểm bắt đầu ninh kết của bê tông. Do vậy sẽ không hình thành mạch ngừng nằm ngang, việc đúc bê tông không được coi là gián đoạn.

Bố trí mạch ngừng thi công sàn dầm như thế nào là hợp lý ?

Số mạch ngừng cho phép là bao nhiêu ?

Mặt bằng sàn hình chữ nhật dày 150mm,dầm bẹt 700x400mm có diện tích 45 x 18.5m  bố trí 2 mạch ngừng theo phương ngang như vậy có được không?

Trả lời: Mạch ngừng thi công Bê tông thường bố trí trong khoảng 1/4~1/3 nhịp dầm, tương tự như vậy đối với sàn nhưng theo phương cạnh dài của sàn.

Số lượng Khớp nối bê tông thi công phụ thuộc vào những yếu tố sau:

1) Mức độ quan trọng của kết cấu chịu lực (nhịp dài, ngắn, thấm nước…)

2) Khả năng cung cấp BT của trạm trộn

3) Địa điểm công trình ( nếu công trình của bạn ở nơi đông dân cư, thường xuyên ách tắc giao thông…)

4) Kế hoạch nhân lực, thiết bị phù hợp cho 1 đợt đổ bê tông ; lưu ý cả thiết bị dự phòng

5) Lịch cúp điện của Công ty điện lực ( tốt nhất là dự phòng máy phát điện hoặc thiết bị chạy bằng xăng, dầu…)

Nói chung, càng hạn chế số lượng Khớp nối bê tông thi công càng ít càng tốt. Tuy quy phạm kỹ thuật cho phép bố trí mạch ngừng tại những vị trí theo quy định, nhưng kết cấu BT được đổ toàn khối vẫn tốt hơn. Bạn nên lưu ý chất lượng thi công tại mạch ngừng trước khi đổ bê tông đợt tiếp theo, thực tế hay có vết nứt tại những vị trí này.

Chọn phương án chặn nước ở các vị trí mạch dừng trong thi công các loại bể và công trình ngầm là một trong những yếu tố hàng đầu trong chống thấm bể ngầm. Đây là một biện pháp quan trọng trong quá trình thi công các công trình ngầm, gây khó khăn cho các nhà thi công, đôi khi gây ức chế với các cấu trúc phức tạp, làm đau đầu các nhà quản lý dự án, bởi chẳng hiểu làm sao đã tuân thủ đúng quy trình xử lý mạch dừng nhưng vẫn bị rò rỉ nước.

Chúng ta cùng xem qua một vài nguyên nhân, để hiểu thêm về nguyên lý thi công các loại mạch dừng bê tông này, từ đó sẽ có những giải pháp tốt hơn cho mỗi cấu trúc mà chúng ta xây dựng.

Chúng ta xét qua các phương án cho hạng mục Khớp nối bê tông này:

1- Dùng dải thép lá dầy 3 ly rộng 20-30 cm

2- Dùng băng cản nước PVC chuyên dụng PVC Waterstop

3- Dùng sợi dừng nước chuyên dùng Bentonite Waterstop, hoặc ron cao su trương nở Hydrophilic Rubber Water stop

4- Dùng xi măng hòa nước tưới lên mạch dừng trước khi đổ bê tông.

5- Dùng các loại vật liệu kết nối như dạng keo kết dính bê tông ..

Chúng ta cùng phân tích sơ lược các phương án trên để xem phương án nào tỏ ra là hợp lý nhất

Phương án 1:

Dùng thép tấm 3mm đặt ở mạch dừng:

Đây là phương án từ những thập niên 80 của thế kỷ trước, khi đó Việt Nam còn ảnh hưởng từ những tiểu chuẩn Liên Xô cũ, khi xử lý mạch dừng bê tông người ta dùng một lá hợp kim đồng kích thước như trên, dùng làm Khớp nối bê tông, đây là vật liệu chặn nước rất tốt, bởi hợp kim này không dễ bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn, chúng bám dính với bê tông tốt. Sau khi Liên Xô tan rã, chúng ta không còn các loại vật liệu này, chắc trong lúc khó khăn các nhà thiết kế đã dùng tôn 3 ly thay thế. Giải pháp này xem ra chẳng dựa trên tiêu chuẩn nào, mà đơn giản chỉ là “chữa cháy”, bởi trên thực tế, không có cơ sơ nào chứng minh tính bám dính của 1 tấm tôn trơn tuột với bê tông, hơn nữa tấm tôn lá này bị ăn mòn, rỉ sét nhanh. Nếu cho giả thuyết rằng tấm tôn này không bị rỉ, thì việc chủ đầu tư cũng phải đối mặt với công trình bị rò rỉ do nước chảy lưng tấm tôn này do quá trình co dãn của bê tông theo thời gian. Chúng ta xem hình ảnh và minh họa của “sáng kiến” này trong thực tế.

Chẳng hiểu làm sao, vì lý do nào mà kiểu thiết kế này đến ngày nay thỉnh thoảng vẫn còn gặp trong một số bản vẽ thiết kế, dự toán. Chúng ta mong sao trong tương lai gần sẽ không còn có những bản thiết kế như thế này nữa.

Phương án 2:

Dùng băng cản nước chuyên dụng PVC Waterstop Đây là phương án dùng tấm cản nước PVC chặn nước mạch dừng chuyên dụng, về mặt lý thuyết dùng những vật liệu này là hoàn toàn chính xác. Xong trong thực tế người ta thường sử dụng chúng không đúng, do không nắm bắt được tính chất công dụng của mỗi mẫu, dẫn đến việc áp dụng vật liệu này còn hạn chế, không phát huy được hiệu quả. Trong bài viết này, chúng ta cùng xem nguyên nhân vì sao đã dùng vật liệu chặn nước chuyên dụng  băng càn nước PVC water bar mà vẫn gặp sự cố. Chúng ta xem qua một số mẫu thông dụng và cách lắp đặt khớp nối  PVC Waterstop này tại Khớp nối bê tông .

Sau đây là những hình ảnh sửa chữa mạch ngừng thi công và minh họa cho sự rò rỉ nước trên thực tế, mặc dù các mạch ngừng này đã được lắp đặt băng cản nước PVC

Để trả lời cho câu hỏi vì sao nêu trên, chúng ta cùng nhau đi vào một vài nguyên nhân cơ bản của sự việc này như sau:

1- Nguyên nhân đầu tiên là chọn phương án sai: Chúng ta nên hiểu và ghi nhớ rằng các băng chặn nước PVC hoặc cao su nói chung dùng cho các cấu kiện bê tông khối lớn thì sẽ tốt hơn, sẽ ít chịu rủi ro hơn, so với việc dùng chúng vào các cấu trúc bê tông nhỏ, hoặc phức tạp, bởi đối với hạng mục bể nước ngầm mà chúng ta đang quan tâm thì việc dùng dải chặn nước PVC là không mấy hợp lý, do thành bê tông có chiều dầy hạn chế, hơn nữa trong quy trình thi công bể khoảng cách quy định giữa cốt thép và bề mặt ngoài của bê tông là 4cm, khoảng cách còn lại của bê tông thành bể còn bị chi phối bởi cốt thép dầy đặc, dây buộc neo định vị dải chặn nước….v/v. trong lúc cốt thép dầy, thành bê tông hẹp, khi đổ bê tông sẽ là khó khăn để kiểm soát được dải PVC có còn nằm thẳng trong mạch ngừng hay không, có bị bê tông bên nhiều bên ít gây ra việc dải chặn nước bị đổ ngã kết hợp với đá cốt liệu tạo ra những ổ bọng rỗ trong mạch dừng bê tông làm mất tác dụng chặn nước của dải bang can nuoc PVC

2- Nguyên nhân thứ 2 do thi công: Khi ghép cốt pha đổ bê tông thành bể, theo đúng quy trình thì độ cao của ván khuôn là từ 1đến 1.5m, nhưng do tiện lợi và tính kinh tế, hay vì bị ép tiến độ, nhà thi công thường ghép cao hơn quy trình thi công quy định từ 2.5 – đến 4mét, khi đổ bê tông với ván khuôn cao như vậy, thì đá cốt liệu sẽ rơi xuống trước và đọng thành lớp phía dưới, trong khi nước xi măng thì nổi ở trên, điều tất yếu xảy ra là rỗ khoảng 20cm phần chân mạch ngừng là điều dương nhiên, bất chấp những lỗ lực đổ bằng máng, dùng phụ gia siêu hóa dẻo đã trộn trong bê tông, cũng như đầm dùi xa tầm. Xin xem hình thực tế (Hình 2.1 ) ở trên. Đó là còn chưa nói đến việc ghép cốt pha không kín làm mất nước bê tông gây bọng rỗ, trong một số trường hợp còn do các đầu thép thừa không xử lý, hay các loại bao xi măng, nilông..gỗ,ván ép..các loại người ta nhét vào khe giữa bê tông nền và cốt fa để làm kín nhằm tránh mất nước bê tông, nhưng sau khi đổ xong thì tất cả những thứ đó lại là nguyên nhân chung của việc thi công gây rỗ thấm…v/v.

Phương án 3:

Dùng ron trương nở chuyên dùng Waterstop bentonite, hoặc sợi gốc cao su hydrophilic Rubber Waterstop :

Gioăng trương nở Bentonite Waterstop là một hợp chất gốc sodium bentonite linh hoạt, được thiết kế để thay thế cho các sản phẩm dừng nước PVC thụ động, nó đáp ứng được đòi hỏi của mọi bề mặt cũng như các mạch nối phức tạp khác bằng cách dán hoặc đóng đinh. Vật liệu này khá nhẹ, cuộn mềm dẻo thích hợp dùng cho mọi bề mặt, nó được dính chặt lên bề mặt bê tông ống nhựa, ống thép… được dùng làm ron chống thấm cho các Khớp nối bê tông mạch nối cấu trúc bê tông. Vật liệu này liên tục hàn gắn bằng việc trương nở từ 200 – 350 % khi tiếp xúc với nước, nó tạo thành một rào chặn nước. Sự trương nở này cho phép nó trám được hoàn toàn các khe hở cũng như các vết bọng rỗ nhỏ nhỏ thường xuất hiện trong mạch ngừng bê tông. Như vậy nó loại bỏ khả năng nước đi qua hoặc chạy dọc theo cấu trúc. Do có cấu tạo dạng sợi nhỏ nên chúng không làm chật hẹp cho các cấu trúc phúc tạp, với mật độ cốt thép dầy, hạn chế tối đa việc chia ngăn đổ ngã gây bọng rỗ như dải PVC thụ động.

Chú ý: Nhược điểm của loại vật liệu này là thi công trong điều kiện khô ráo, không lắp đặt khi trời mưa, và phải thi công trong phạm vi 3-5 ngày kể từ ngày lắp đặt, nếu không, chúng sẽ giảm tính năng trương nở do tiếp xúc với độ ẩm…v/v.

 Phương án4:

Dùng xi măng hòa nước tưới lên Khớp nối bê tông trước khi đổ bê tông: Đây là phương án của các nhà nhỏ không chuyên nghiệp chuyên dùng cho các mạch dừng thi công, bởi kinh nghiệm cho thấy rằng khi đổ nước xi măng vào mạch dừng thì hạn chế được hiện tượng bộng rỗ chân mạch, như vậy nước sẽ không rò rỉ ngay, nhưng khi họ rửa bay lấy tiền thì chủ đầu tư lãnh đủ vì bị nước rò rỉ toàn bộ mạch dừng đó. Đây là chuyện xảy ra nhiều ở các công trình nhà ở tư nhân là chủ yếu, chúng ta không bàn nhiều về việc này, chỉ lướt qua để hiểu thêm một cách đặt vấn đề mà thôi.

Phương án 5:

Dùng các loại vật liệu kết nối như dạng keo epoxy, polyme: Phương án này khá hiệu quả và chỉ dùng được cho các hạng mục sửa chữa bê tông, liên kết bê tông cũ và mới, hoặc xử lý các dạng mạch dừng có thể tiếp cận trực tiếp như bê tông sàn mái, đầu trụ và sàn, một số loại vật liệu này có thể làm vật liệu liên kết bê tông với các loại vật liệu khác trong cấu trúc xây dựng như ống nhựa, ống thép xuyên sàn, nhằm ngăn chặn việc chảy nước lưng ống…Xong không thể dùng cho Khớp nối bê tông bể ngầm mà chúng ta đang bàn.

Lời kết :

Bài viết này chỉ mang tính tài liệu tham khảo thuần túy cho những người quan tâm, những ai đang phải đối diện với các cấu trúc xây dựng này vì nghề nghiệp, đặc biệt là những người làm công tác quản lý, có thêm những thông tin cần thiết, nắm bắt cốt lõi vấn đề, để có thể đưa ra một phương án đáp ứng đúng yêu cầu thực tế, nhằm giảm bớt những chi phí, những tổn thất kinh tế không đáng có với công trình của mình, mà không cần biết chi tiết của vấn đề làm gì, bởi việc đó là việc các của đơn vị chuyên môn.

Nên ngừng hay tiếp tục? Dĩ nhiên là phải ngừng. Vấn đề xử lý mạch ngừng đơn giản hơn nhiều so với xử lý bê tông không đảm bảo chất lượng do mưa đấy bạn à (có khi phải đập bỏ thi công lại).

Những lưu ý :

1. Quá trình thi công phải đề phòng trời mưa và chuẩn bị phương tiện che chắn.

2. Khi đang thi công mà gặp mưa thì phải dừng. Tuy nhiên không phải ngay khi tạnh mưa là có thể thi công tiếp ngay đựoc mà phải đợi cho cường độ bê tông đạt đến 25 daN/cm2 (nhiệt độ <30oC thì khoảng 1 ngày ) mới được thi công tiếp và coi điểm ngừng do mưa là mạch ngừng thi công và có xử lý thích hợp như xử lý mạch ngừng.

3. Khó khăn nhất đối với tình huống này chính là việc xử lý mạch ngừng thế nào, bạn tham khảo thêm ở các tài liệu về thi công.

4. Chính vì vậy với việc thi công móng bè, sàn lớn (hay kết cấu khối lớn) là nên chia diện tích đổ bê tông thành nhiều phần, lựa chọn trùng với mạch ngừng thi công.

Hưng Phát tổng hợp

nguồn internet