Các câu hỏi về lắp đặt đầu nối cốt thép

Các đầu nối thép cây (rebar couplers) thường được sử dụng trong các dự án xây dựng, nhưng nhiều vấn đề khác nhau có thể phát sinh trong quá trình lắp đặt thực tế.

Trong bài viết này, các chuyên gia của Cheeron sẽ thảo luận về vị trí lắp đặt đầu nối thép cây, tiêu chuẩn gia công ren, tầm quan trọng của mô-men xoắn (torque) và độ dày lớp bê tông bảo vệ, giúp bạn giải quyết các thách thức trong lắp đặt và sử dụng đầu nối thép cây.

Có thể lắp đặt đầu nối thép cây ở bất kỳ vị trí nào cho cột và dầm không?

Việc chọn vị trí tối ưu cho đầu nối thép cây là rất quan trọng đối với tính toàn vẹn của kết cấu. Vị trí đặt mối nối thép cây phụ thuộc vào tình huống xây dựng cụ thể và không thể khái quát hóa.

Vùng gia cố lõi của cột-dầm là gì?

Đó là khu vực lấy nút giao giữa cột và dầm (giao điểm của trục dầm và trục cột) làm trung tâm và mở rộng ra ngoài đến vùng có đai cốt thép dày đặc.

Lý tưởng nhất là đầu nối thép cây nên tránh khu vực gia cố lõi

Hầu hết các chuyên gia đồng ý: Chỉ lắp đặt đầu nối ở những khu vực có mô-men uốn thấp và tránh xa các vùng ứng suất cao như nút cột-dầm hoặc giữa nhịp sàn. 

Tuy nhiên, điều này không phải là tuyệt đối.

Nếu không thể tránh khu vực lõi, hãy sử dụng đầu nối thép cây Loại 2

Trong các dự án xây dựng, nhiều công trình lớn có cột với chiều cao tầng vượt quá 10 mét và dầm dài hàng chục mét. Kích thước tiêu chuẩn cho cốt thép đường kính lớn là 9-12 mét. Việc tránh khu vực gia cố dày đặc theo các vị trí kết nối được quy định trong bản vẽ là không thể.

Do đó, khi không thể tránh khu vực gia cố dày đặc, có thể sử dụng mối nối thép cơ khí (steel splices) vì phương pháp kết nối này đáng tin cậy hơn so với mối nối chồng (lap splices) và hàn.

Tất nhiên, để giảm thiểu tác động đến dự án, cần áp dụng một quy cách mối nối thép loại 2 đáng tin cậy, đồng thời giới hạn tỷ lệ diện tích khu vực nối không quá 50%.

Đảm bảo các đầu nối được so le với nhau ít nhất 50% đường kính thanh giữa các thanh liền kề để tránh tình trạng chật chội và duy trì dòng chảy của bê tông.

Vì vậy, việc chọn vị trí đầu nối thép cây phù hợp và liệu có thể sử dụng mối nối ở bất kỳ vị trí nào hay không, đòi hỏi phải đánh giá xem việc tránh khu vực gia cố dày đặc có bất khả thi do điều kiện công trường hay không.

Tóm lại: Lý tưởng nhất là đầu nối thép cây nên tránh khu vực gia cố lõi ở đầu cột và dầm. Nếu không thể tránh khu vực lõi, tốt nhất nên sử dụng đầu nối thép cây Loại 2 và các mối nối đầu nối chiếm ít hơn 50% tổng diện tích.

Mối nối cơ khí (Mechanical splices) phải luôn được lắp đặt theo các vị trí kết nối quy định trong bản vẽ kỹ thuật và quy định địa phương (như ACI 318).

Các yêu cầu đối với gia công ren thép cây là gì?

Việc tạo ren ở đầu thép cây phải chính xác để đảm bảo mối nối cơ khí an toàn. Sử dụng máy cán ren thép cây để tạo ra các ren sạch, đầy đủ chiều dài, phù hợp với thông số kỹ thuật của đầu nối.

1. Loại bỏ tất cả rỉ sét, cáu cặn và mảnh vụn

 Trước khi gia công ren, đầu cắt phải nhẵn và không có ba via.

2. Sử dụng máy cán ren thép cây

Cách sử dụng máy cán ren thép cây?

Sau khi kẹp chặt thép cây, vận hành tay cầm để loại bỏ các gân và hoàn thành việc gia công ren; máy cán ren thép cây sẽ tự động dừng và quay trở lại.

Chiều dài ren phù hợp là bao nhiêu?

Chiều dài ren phải tuân theo dung sai do nhà sản xuất quy định — thường là 1,5 đến 2 lần đường kính thép cây. Ren quá dài hoặc quá ngắn có thể dẫn đến độ bền kết nối không đủ hoặc đầu nối bị trượt.

3. Mài các đầu bằng đá mài để loại bỏ cặn thừa

4. Kiểm tra thép cây bằng mắt thường và dụng cụ đo

Dụng cụ đo chính cho ren thép cây là calip thông / không thông (go/no-go gauge).

Cách sử dụng calip thông/không thông để kiểm tra ren?

Calip thông (go gauge) phải vặn êm suốt toàn bộ chiều dài hiệu dụng, và calip không thông (no-go gauge) không được vặn vào quá ba bước ren.

5. Sử dụng nắp bảo vệ ren

Sau khi vượt qua kiểm tra, đặt nắp bảo vệ lên ren thép cây và xếp chúng theo từng loại.

Thực sự cần thiết phải có mô-men xoắn chính xác cho đầu nối thép cây không?

Vai trò của việc siết chặt/mô-men xoắn chính xác

Việc siết chặt/mô-men xoắn chính xác là rất quan trọng để truyền tải trọng.

Chức năng của đầu nối là truyền toàn bộ lực căng của mối nối thép cây sang phía bên kia; do đó, cần phải siết chặt đúng cách để cung cấp đủ ma sát cho quá trình truyền lực.

Mô-men xoắn không đúng có thể dẫn đến hỏng đầu nối thép cây và giảm hiệu suất.

I. Kết nối đầu nối bị tuột ren và không an toàn?

Nhiều người gặp tình trạng tuột ren trong quá trình thực tế và kết luận rằng kết nối đầu nối thép cây không an toàn. Điều này là do siết quá chặt vì không đặt đúng mô-men xoắn.

Do đó, hãy tránh siết quá chặt. Ngăn chặn các giá trị mô-men xoắn quá mức làm hỏng ren hoặc thép cây, gây ra hiện tượng tuột ren.

II. Vì bê tông sẽ được đổ, tại sao cần phải siết chặt?

Nhiều người cho rằng dù có siết chặt hay không, sau đó sẽ đổ bê tông để lấp đầy khoảng trống giữa thép cây và đầu nối, khiến việc siết chặt trở nên không cần thiết.

Tuy nhiên, thực tế là mặc dù đầu nối thép cây sẽ được bọc trong bê tông sau khi đổ, nhưng điều này không thể bù đắp cho mô-men xoắn không đủ, điều này sẽ tạo ra nguy cơ mất an toàn cho kết cấu công trình. Vì vậy, tránh mô-men xoắn không đủ là một yếu tố quan trọng trong việc tăng cường kết cấu bê tông cốt thép.

Các bước cụ thể để đạt được mô-men xoắn chính xác

1. Đầu tiên, tháo các nắp bảo vệ trên ren thép cây. Khi kết nối, đầu nối phải được căn chỉnh theo chiều ngang với thép cây và siết sơ bộ bằng tay.

2. Sử dụng cờ lê lực (torque wrench) đã được hiệu chuẩn hoặc các dụng cụ thích hợp khác, kết nối chắc chắn thép cây với ống nối (sleeve) và siết chặt hoàn toàn.

Lưu ý rằng việc siết chặt phải được thực hiện theo giá trị mô-men xoắn do nhà sản xuất khuyến nghị (thường là 80–500 Nm, tùy thuộc vào kích thước thép cây và loại đầu nối).