Cáp dự ứng lực là gì? Được ứng dụng như thế nào?

Cáp dự ứng lực là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng. Nếu bạn muốn tìm hiểu chi tiết loại cáp này là gì? Ứng dụng như thế nào? Hãy xem ngay bài viết dưới đây của VRO Group.

Cáp dự ứng lực

Cáp dự lực là những dây cáp bằng thép được bó lại nhằm dùng là dây trợ lực

Cáp dự ứng lực là gì?

Cáp dự ứng lực là những dây cáp bằng thép được bó lại nhằm dùng là dây trợ lực, dây kéo các khối bê tông liên kết chắc chắn với nhau. Loại cáp này có độ bền cao, không bị ảnh hưởng bởi các tác động xấu từ môi trường bên ngoài, cho tuổi thọ lâu dài. Với những ưu điểm đó, cáp dự lực được ứng dụng sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng.

Cáp dự ứng lực được phân thành 3 loại chính, tùy theo mục đích sử dụng như:

  • Thi công cầu đường: Dùng loại cáp có đường kính 12,7 hoặc 15,24mm.
  • Xây dựng các tòa nhà cao tầng: Sử dụng các loại cáp bện không có vỏ bọc ở bên ngoài.
  • Thi công đường hầm, dầm sàn dự ứng lực: Sử dụng loại cáp có vỏ bọc ở bên ngoài nhằm giúp cho việc giảm thời lượng và tiền bạc khi thi công.

Cấu tạo của cáp dự ứng lực

Cáp dự lực được cấu tạo bởi 2 bộ phận chính, gồm:

Sợi ứng suất trước

Là dạng cáp dự lực có hình dạng tròn, được dùng trong thi công bằng phương pháp tuốt bê tông, cốt thép hoặc sợi máy cáp thép. Sợi này được phân thành 2 loại dựa trên hàm lượng cacbon như:

  • FMP 62 có hàm lượng cacbon C từ 0.62 – 0.65%.
  • FMP 80 có hàm lượng cacbon C từ 0.78 – 0.83%.

Cấu tạo của cáp dự ứng lực

Sợi ứng suất trước là dạng cáp dự lực có hình dạng tròn

Bó sợi ứng suất

Bó sợi ứng suất là tập hơn các sợi được cuộn với nhau thành các đường xoắn ốc nhất định. Một bó sợi 3 dây sẽ được bó mà không có sợi trung tâm. Trong khi đó, các bó sợi khác có 7 dây trong đó có 6 dây bao quanh, 1 sợi dây là trung tâm.

Đặc điểm cáp dự ứng lực

Cáp dự ứng lực được cấu  tạo từ những sợi thép cao cấp, cho độ dẻo dai và bền bỉ hơn mang lại những ưu điểm vượt trội so với các loại thép thông thường. Một trong số đó có thể kể đến đặc điểm của sản phẩm như:

  • Khả năng chịu lực cao, có thể kéo và liên kết chắc chắn các khối bê tông.
  • Cáp DƯL kết hợp với bê tông thành bê tông cốt thép dự ứng lực, ứng dụng cho các công trình xây dựng có vượt nhịp lớn.
  • Giảm giá thành vật liệu, tiết kiệm chi phí số lượng thanh gia cố, lớp bọc bảo vệ, nêm và nhân công. Từ đó, chi phí công trình được tối ưu.
  • Giảm khối lượng bê tông, mang đến kết cấu nhẹ, độ tự chùng thấp.
  • Sự kéo căng nóng trong quá trình sản xuất cáp DƯL tạo thành dây gần như thẳng nên không cần phải gia công kéo thẳng về sau.
  • Đặc biệt loại cáp này có khả năng kháng giảm tải cao, chịu nhiệt tốt.

Đặc điểm cáp dự ứng lực

Cáp DƯL được cấu  tạo từ những sợi thép cao cấp

Phân loại cáp dự ứng lực

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều các loại cáp dự ứng lực khác nhau. Dựa vào đặc điểm, cấu tạo của các sản phẩm, chúng được phân loại thành các loại như:

#1. Cáp dự ứng lực trần

Loại cáp này được cấu tạo gồm các  sợi cáp các sợi có lõi ở giữa và các sợi xoắn xung quanh tạo thành các bước xoắn đồng đều. Bước xoắn này đảm bảo không nhỏ hơn 12 lần và không lớn hơn 16 lần đường kính danh định của cáp.

Trong đó, kích thước các sợi là 9.53; 12.7; 12.9; 15,24; 15,7 (cho loại 7 sợi) và một số loại khác theo yêu cầu. Sản phẩm phù hợp các tiêu chuẩn: BS 5896; ASTM A416; AS 1311; GB/T 5224 và JIS 3536 và các tiêu chuẩn quốc tế.

Loại cáp này được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các công trình giao thông, dân dụng, thủy lợi với các kết cấu như: Dầm bê tông dự ứng lực, hệ thống sàn dự ứng lực, dầm hộp, kết cấu tường chắn, kết cấu cửa đập,…

#2. Cáp dự ứng lực có vỏ bọc PE

Đây là loại cáp dự ứng lực được cấu tạo gồm tao cáp trần được bao bọc xung quanh bởi lớp bôi trơn chống gỉ. Bên ngoài loại cáp này được bao quanh bởi vỏ bọc nhựa nguyên sinh HDPE với chiều dày từ 1mm đến 2mm.

Về tao cáp, bộ phận này được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A416, lớp vỏ và lớp mỡ tiêu chuẩn sản xuất FIB-30. Với những tiêu chuẩn sản xuất đã đạt được, sản phẩm đảm bảo an toàn sử dụng cho các công trình sửa chữa.

Cáp dự ứng lực có vỏ bọc PE

Cáp dự ứng lực có vỏ bọc PE

#3. Cáp mạ kẽm có vỏ bọc PE

Cáp mạ kẽm có vỏ bọc bên ngoài được làm bằng nhựa PE độ dày 1mm – 2mm, xung quanh bôi chống gỉ, đảm bảo đạt tiêu chuẩn. FIB-30. Bên cạnh đó, tao cáp cửa loại cáp này cũng được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A416. Loại cáp này ứng dụng cho hệ cáp dự ứng lực ngoài, cấu tạo gồm các  tao song song PSS cho cầu dây văng, cầu Extradosed.

#4. Cáp phủ Epoxy từng sợi đơn

Cáp phủ Epoxy từng sợi đơn sử dụng tao cáp cường độ cao, loại 7 sợi. Mỗi sợi cáp đều được phủ một lớp sơn epoxy bằng phương pháp sơn tĩnh điện để làm vỏ bọc nhằm chống gỉ sét, cho độ bền cao. Độ dày của lớp vỏ bọc bằng sơn epoxy dao động trong khoảng 120 – 280 micromet. Loại cáp này được sản xuất theo tiêu chuẩn TCVN 10952:2015, cho chất lượng vượt trội.

Cáp phủ Epoxy từng sợi đơn

Cáp phủ Epoxy từng sợi đơn

Cáp dự lực này áp dụng cho:

  • Hệ cáp dự ứng lực ngoài.
  • Hệ cáp giằng cho cầu vòm ống thép nhồi bê tông.
  • Hệ bó cáp gồm các tao song song PSS cho cầu dây văng, cầu Extradosed.

#5. Cáp phủ Epoxy điền đầy

Tao cáp 7 sợi với lớp phủ epoxy nóng chảy bằng phương pháp tĩnh điện. Giữa các sợi cáp được điền đầy hoàn toàn bằng lớp phủ epoxy. Điều này giúp ngăn cản sự dịch chuyển các chất ăn mòn bằng tác động mao dẫn hoặc các áp lực thủy tĩnh khác, cho khả năng chống gỉ sét vượt trội.

Chiều dày lớp vỏ bọc epoxy thường từ 380 – 1140 micromet, đảm bảo chắc chắn, độ bám cao và không bị bong tróc. Tao cáp được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A882, ISO 14655 nên đảm bảo chất lượng.

Loại cáp này được ứng dụng cho:

  • Hệ cáp DƯL ngoài.
  • Hệ cáp giằng cho cầu vòm ống thép nhồi bê tông.
  • Hệ bó cáp gồm các tao song song PSS cho cầu dây văng, cầu Extradosed.

Quy trình thi công cáp dự ứng lực

Để đảm quá cáp DƯL phát  huy được hiệu quả, cho độ chắc chắn thì khi thi công cần tuân thủ đúng kỹ thuật cũng như quy trình thi công. Cụ thể các bước trong quy trình thi công cáp này như sau:

Quy trình thi công cáp dự ứng lực

Để đảm quá cáp DƯL phát  huy được hiệu quả cần tuân thủ đúng kỹ thuật

Lắp dựng cốp pha và đà giáo

  • Để thi công cáp DƯL thì cần kéo dài thêm 1.2m cốp pha đáy dầm, kể từ mép ngoài của sàn thao tác. Lan can phía ngoài được bảo vệ bằng thép lắp xung quanh sàn thao tác.
  • Xác định điểm đặt neo, cáp DƯL và các con kê thép dự ứng lực.
  • Dùng thước dây để đo và xác định vị trí đặt con kê. Sau đó, dùng màu sơn của con kê để đánh dấu vị trí.

Lắp đặt thép lớp dưới của sàn

Lắp đặt thép lớp dưới của sàn đúng theo tiêu chuẩn TCVN4453-1995. Điều này sẽ giúp đảm sàn được chắc chắn, có thể chịu được trọng tải lớn.

Lắp đặt neo và cáp dự ứng lực

Cần lắp đặt neo và cáp đúng vị trí được đánh dấu, đảm bảo liên kết chặt chẽ với cốp pha theo đúng thiết kế. Sau khi lắp đặt xong thì tiến hành lắp đặt thép gia cường cho đầu neo để tăng độ chắc.

Lắp đặt neo và cáp dự ứng lực

Lắp đặt neo và cáp dự ứng lực

  • Gia công cáp dưới mặt đất, sử dụng máy cắt chuyên dụng để cắt cáp theo kích thước:

Chiều dài cắt cáp = chiều dài thiết kế giữa 2 đầu neo + 0.8m x số đầu neo kéo.

  • Chế tạo đầu neo chết bằng máy ép thủy lực, yêu cầu: Chiều dài đế trần của cáp >= 1m và kích thước khi ép phing hai của đầu neo chết >= 10cm.
  • Sau khi đã gia công hoàn thiện dưới mặt đất, bắt đầu vận chuyển cáp DƯL lên mặt sàn. Tiến hàng lắp đặt đúng vị trí đánh dấu trên cốp pha sàn. Bố trí cáp thành từng cặp hai sợi một đi liền nhau, đến vị trí đầu neo kéo thì đầu hai sợi được tách ra và cách nhau 20cm.
  • Thứ tự rải cáp chính xác được xác định dựa vào thiết kế lưới cáp.

Lưu ý: Sai số cho phép về vị trí cáp dự ứng lực là ± 10mm theo phương ngang và ± 5mm theo phương đứng.

Lắp dựng cốt thép lớp trên của sàn và thép đai

Tiêu chuẩn lắp đặt cốt thép lớp trên và thép đai của dầm cọc được lắp đặt là TCVN4453-1995. Khi thi công, nếu vị trí cốt thép trên hoặc thép đai cắt qua cáp này thì được phép dịch cốt thép ra khỏi vị trí đó. Yêu cầu khi dịch chuyển là vừa đủ để không thể làm thay đổi vị trí của cáp. Sau đó, sử dụng con kê để liên kết lớp thép dưới của sàn làm cho các thép này không dịch chuyển trong quá trình thi công đổ bê tông sàn.

Lắp dựng cốt thép lớp trên của sàn và thép đai

Lắp dựng cốt thép lớp trên của sàn và thép đai giúp thi công nhanh chóng

Lắp dựng con kê tạo profile cáp và các chi tiết đặt sẵn

Các con kê sau khi được đánh dấu bằng màu sơn tương ứng với màu đã đánh dấu vị trí cần đặt cốp pha sàn thì tiến hành lắp đặt như sau:

  • Con kê có khoảng cách 1m, được liên kết bằng dây thép 1mm, thép sàn và cáp dự ứng lực.
  • Thực hiện lắp đặt các chi tiết đặt sẵn, cáp điện, các ống kỹ thuật, cứu hỏa, thông tin,… bám sát thiết kế.

Đổ bê tông sàn

Trước khi đổ bê tông sàn, nên tiến hành kiểm tra tổng thể mặt bằng. Điều này giúp đảm bảo cốp pha, thếp thường, đào giáo, thép dự ứng lực, các bộ phận neo dự ứng lực, các chi tiết sắn được lắp chính xác. Cùng với đó là xác định lại vị trí đường dây kỹ thuật, đường ống khác đã được lắp đặt đúng theo thiết kế.

Cần khắc phục ngay nếu các các bộ phận trên gặp lỗi. Chỉ tiến hành đổ bê tông khi đã sẵn sàng. Cách thức đổ bê tông là đổ liên tục từng khối sàn theo thiết kế tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 4453-1995. Chú ý, trong quá trình sử dụng máy đầm và các phương tiện vận chuyển bê tông không được làm thay đổi vị trí cáp dự ứng lực và như cáp thường.

Tháo cốp pha thành, khuôn neo

Có thể tiến hành tháo cốp pha thành và khuôn neo sau khoảng 24 giờ đổ bê tông.  Cần thực hiện cẩn thận để không bị vỡ bê tông tại khu vực đầu neo. Đồng thời, quá trình tháo dỡ nếu phát hiện ra xê dịch vị trí các bộ phận neo, thép dự ứng lực hoặc nứt vỡ bê tông thì báo ngay bộ phận kỹ thuật.

Kéo căng cáp dự ứng lực

Khi sàn đạt cường độ được khoảng 80% cường độ thì có thể tiến hành kéo căng dự ứng lực hoặc theo chỉ dẫn của thiết kế.

Kéo căng cáp dự ứng lực

Kéo căng cáp dự ứng lực bằng thiết bị chuyên dụng

Công tác kéo căng sợi cáp DƯL được tiến hành như sau:

Bước 1: Kéo theo các cấp lực: 0 Pk => 0.1 Pk => 0.5 Pk (lực kéo Pk được xác định căn cứ vào ứng suất kéo thiết kế, ma sát của hệ thống thiết bị, ma sát của sợi cáp phụ thuộc chủng loại, chiều dài và profile của cáp). Đo và ghi chép độ dãn dài tương ứng với mỗi cấp lực.

Bước 2: Kéo theo các cấp lực: 0 Pk => 0.1 Pk => 0.5 Pk. Đo và ghi chép độ dãn dài tương ứng với mỗi cấp lực. Kéo căng cho toàn sàn thực hiện:

  • Kéo theo hướng từ giữa sàn ra hai biên.
  • Kéo các bó tại vị trí chân cột trước, sau đó đến các bó giữa nhịp sàn.
  • Sau khi kết thúc bước 1 cho toàn sàn thì mới tiến hành bước 2.
  • Công tác kiểm tra độ tụt neo được thực hiện với tần suất 3 sợi/ 1 sàn.

Chú ý: Trong quá trình thi công cáp dự ứng lực, nếu gặp sự cố thì nên dừng thi công ngay và thông báo với các bên để giải quyết. Công tác kéo căng được hoàn thành khi tất cả các sợi cáp được kéo đến lực kéo yêu cầu, độ dãn dài và độ tụt neo nằm trong giới hạn cho phép.

Cắt đầu cáp thừa

Công việc cắt cáp thừa chỉ được thực hiện khi công việc kéo căng thép cho mỗi sàn đã được hoàn thành. Để cắt phần cáp thừa, thợ thi công cần sử dụng dụng cụ cắt chuyên dụng. Khi cắt cần chú ý độ tụt vào phía trong mép sàn của cáp còn lại nằm trong khoảng từ 15-20mm.

Bảo vệ đầu neo

Sau khi cắt cáp thừa cần tiến hành công việc bảo vệ đầu neo, đảm bảo thép DƯL không bị ăn mòn dưới tác động của môi trường.

Bảo vệ đầu neo

Bảo vệ đầu neo, đảm bảo thép DƯL không bị ăn mòn

  • Vệ sinh lỗ neo để tăng độ bám chắc chắn.
  • Neo và các đầu thép nên bôi mỡ để chống gỉ sét, để tránh sản phẩm bị đứt gãy (mỡ trung tính).
  • Tại các hốc neo, ta sẽ sử dụng vữa không co ngót, chắc đặc để đổ vào nhằm tránh sự xâm thực của môi trường.

Nghiệm thu công tác thi công cáp dự ứng lực

Sau khi thi công hoàn thiện, cần tiến hành nghiệm thu sản phẩm để kiểm tra lại chất lượng công trình đã đạt được chất lượng theo tiêu chuẩn quy định. Việc làm này sẽ giúp hạn chế được sai sót của công trình, đảm bảo an toàn khi đưa vào sử dụng. Quy trình kiểm tra lần lượt như sau:

  • Kiểm tra vật tư, thiết bị.
  • Kiểm tra chứng chỉ kiểm định thiết bị, chứng chỉ xuất xưởng và kết quả thí nghiệm vật tư.
  • Nghiệm thu công tác gia công, lắp đặt cáp
  • Kiểm tra vị trí, profile sợi cáp; kiểm tra vị trí, kích thước, độ nghiêng mặt neo kéo, kiểm tra kích thước đầu neo chết.
  • Nghiệm thu công tác kéo căng.
  • Kiểm tra và phê duyệt trình tự kéo căng, các dung sai độ dãn dài, độ tụt neo, các phương án xử lý đối với các sự cố thông thường.
  • Kiểm tra quá trình kéo căng, đánh giá kết quả kéo căng (báo cáo kết quả kéo căng; độ dãn dài, độ tụt neo) và nghiệm thu công tác kéo căng.
  • Nghiệm thu công tác cắt đầu cáp, bịt đầu neo
  • Kiểm tra công tác cắt đầu cáp thừa.
  • Phê duyệt cấp phối vữa chèn hốc neo.
  • Kiểm tra thi công chèn vữa và nghiệm thu.

Tháo dỡ ván khuôn

Quá trình thi công cáp dự ứng lực đã được hoàn thành và nghiệm thu sẽ tiến hành tháo dỡ các ván khuôn. Khi tháo dỡ cần tuân thủ đúng các kỹ thuật để tránh các nguy hiểm cũng như rủi ro xảy ra.

Tháo dỡ ván khuôn

Quá trình thi công cáp dự ứng lực đã được hoàn thành và nghiệm thu sẽ tiến hành

Ứng dụng của cáp dự ứng lực

Loại cáp được ứng dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng khác nhau. Một trong số đó có thể kể đến như:

  • Ứng dụng trong các công trình đường cao tốc, cầu , hầm mỏ, đường ống áp lực, kho chứa , tòa nhà cao tầng, các kết cấu và cấu kiện bê tông.
  • Được sử dụng rộng rãi trong kết cấu cao, nhịp rộng, tải nặng và chống động đất, công trình dân dụng, nhà máy điện hạt nhân, bảo tồn nước và thủy điện.
  • Ứng dụng trong các nhà cao tầng với kết cấu: dầm, sàn bê tông dự ứng lực trong các công trình xây dựng, tòa nhà.
  • Ứng dụng trong các công trình thủy lợi, cáp thép dự ứng lực được sử dụng làm bê tông cho đập bê tông cốt thép, kết cấu tường chắn, kết cấu cửa đập.

Tìm hiểu thêm: Sàn phẳng lõi xốp VRO – Vượt nhịp lớn tới 20m – Giải pháp an toàn đối với chung cư, Trường học, bệnh viện…

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *