Chân cột là nơi toàn bộ tải trọng của khung thép dồn xuống móng bê tông. Nếu bản đế đặt lệch hay bu lông neo sai vị trí, cả cấu kiện phía trên sẽ bị vênh, khó lắp và mất an toàn. Bài viết này giúp bạn hiểu cấu tạo liên kết chân cột, cách định vị bu lông neo chính xác, và cách căn chỉnh cao độ bằng vữa grout để chân cột đứng chắc ngay từ đầu.
Vai trò của bản đế và bu lông neo
Bản đế là tấm thép hàn dưới chân cột, có nhiệm vụ trải lực nén từ cột ra một diện tích đủ lớn để bê tông móng không bị ép vỡ. Bu lông neo chôn trong móng giữ chân cột cố định, chịu lực nhổ và lực ngang, đồng thời định vị cột trong lúc lắp dựng khi khung chưa ổn định. Hai bộ phận này làm việc cùng nhau: bản đế truyền nén, bu lông neo giữ và chống lật.
Cấu tạo một liên kết chân cột điển hình
Một chân cột thường gồm các thành phần sau, và mỗi thành phần đều có lý do tồn tại.
Bản đế và sườn gia cường
Bản đế dày lên khi lực lớn hoặc khi cột chịu mô men. Với chân cột ngàm, người ta thêm sườn gia cường để bản đế không bị uốn cong dưới lực kéo của bu lông một bên.
Bu lông neo và chiều sâu chôn
Bu lông neo phải chôn đủ sâu để lực kéo truyền vào bê tông mà không kéo bật khối bê tông ra. Đầu neo thường có đai, móc hoặc bản neo để bám vào bê tông.
Lớp vữa grout không co ngót
Khe hở giữa bản đế và mặt móng được lấp bằng vữa grout. Lớp này truyền lực nén xuống móng đều khắp và cho phép căn chỉnh cao độ chính xác trước khi bơm vữa.
Cách định vị bu lông neo chính xác
Sai số bu lông neo là nguyên nhân số một khiến cột không lắp được. Có hai cách phổ biến.
| Cách làm | Ưu điểm | Nhược điểm |
| Dùng dưỡng thép định vị | Giữ cụm bu lông đúng khoảng cách và thẳng đứng khi đổ bê tông | Tốn công gia công dưỡng |
| Đặt ống chờ rồi luồn bu lông sau | Cho phép chỉnh vị trí nhỏ sau khi đổ | Cần bơm vữa lấp ống, kiểm soát kỹ hơn |
Kinh nghiệm thực tế: với cụm nhiều bu lông của một chân cột, dùng dưỡng thép định vị gần như bắt buộc. Dưỡng giữ cả cụm đúng tương quan với nhau, nên dù cả cụm có xê dịch chút ít thì các bu lông vẫn khớp với lỗ bản đế. Cái chết người là khoảng cách giữa các bu lông sai, chứ không phải cả cụm lệch đều.
Căn chỉnh cao độ và bơm vữa grout
Không nên đặt bản đế nằm trực tiếp lên mặt bê tông thô. Mặt móng khó phẳng và đúng cao độ tuyệt đối. Cách làm đúng là chừa khe hở, dùng đệm chỉnh cao độ hoặc bu lông chỉnh để đưa bản đế về đúng cốt và thăng bằng, siết tạm, rồi bơm vữa grout không co ngót lấp kín khe. Vữa này phải chảy đều dưới toàn bộ bản đế, không được để lỗ rỗng vì chỗ rỗng sẽ không truyền được lực nén.
Ví dụ thực tế từ công trường
Ở một công trình nhà xưởng, tổ móng đổ bê tông chân cột mà không dùng dưỡng, chỉ buộc bu lông vào thép chờ. Khi cẩu cột lên lắp, hai trong bốn bu lông không lọt vào lỗ bản đế vì khoảng cách bị hẹp hơn thiết kế khoảng một đốt ngón tay. Đội phải khoan cấy bu lông hóa chất bổ sung và làm hồ sơ xử lý, mất gần một ngày cho một chân cột. Nếu ban đầu bỏ ra ít thời gian làm một bộ dưỡng thép dùng cho tất cả chân cột, sự cố này đã không xảy ra.
Lỗi thường gặp và cách khắc phục
Bu lông neo sai vị trí hoặc nghiêng
Do không dùng dưỡng, hoặc dưỡng bị xê dịch khi đổ bê tông. Khắc phục: cố định dưỡng chắc chắn, kiểm tra lại tọa độ và độ thẳng đứng ngay trước khi đổ, đầm bê tông cẩn thận quanh cụm bu lông.
Ren bu lông hỏng sau khi đổ bê tông
Vữa bám vào ren làm không vặn được đai ốc. Khắc phục: bọc bảo vệ phần ren nhô lên bằng băng keo hoặc ống nhựa trước khi đổ, và vặn thử đai ốc trước khi lắp cột.
Không bơm grout hoặc grout bị rỗng
Bản đế kê trên vài điểm đệm, phần dưới rỗng, lực nén dồn vào điểm kê gây nứt. Khắc phục: bơm grout không co ngót lấp kín, tạo lỗ thoát khí để vữa chảy đều hết dưới bản đế.
Siết bu lông khi chưa căn chỉnh xong
Siết chặt sớm làm cột kẹt lệch, khó chỉnh lại. Khắc phục: siết tạm để giữ, chỉ siết đủ lực sau khi cột đã thẳng đứng và đúng cao độ.
Các bước hành động khi thi công chân cột
- Gia công dưỡng thép định vị theo đúng bố trí lỗ của bản đế.
- Kiểm tra tọa độ, cao độ và độ thẳng đứng cụm bu lông trước khi đổ bê tông.
- Bọc bảo vệ ren bu lông nhô lên trước khi đổ.
- Sau khi tháo cốp pha, làm sạch mặt móng và kiểm tra lại vị trí bu lông.
- Cẩu cột, căn chỉnh thăng bằng và cao độ bằng đệm hoặc bu lông chỉnh.
- Kiểm tra độ thẳng đứng của cột theo hai phương rồi mới siết đủ lực.
- Bơm vữa grout không co ngót, đảm bảo không rỗng dưới bản đế.
Kết luận
Chân cột đứng chắc hay không được định đoạt ngay ở khâu đặt bu lông neo, tức là trước khi cột được cẩu lên. Bước tiếp theo bạn nên làm: yêu cầu đội thi công dùng dưỡng định vị và nghiệm thu tọa độ bu lông trước mỗi lần đổ bê tông chân cột. Cần bản vẽ chi tiết bản đế và phương án grout phù hợp tải trọng, hãy liên hệ Cơ Khí Xây Dựng Quang Minh để được tư vấn.
Câu hỏi thường gặp
Bản đế nên dày bao nhiêu?
Không có con số chung. Chiều dày phụ thuộc lực nén, mô men chân cột và khoảng cách bu lông. Chân cột chịu mô men lớn cần bản đế dày và có sườn gia cường. Con số cụ thể phải do người thiết kế tính theo tải trọng thực tế.
Có nhất thiết phải dùng vữa grout không co ngót không?
Với chân cột chịu lực, nên dùng. Vữa thường có thể co ngót để lại khe hở, làm lực nén không truyền đều. Grout chuyên dụng giữ tiếp xúc kín và ổn định cao độ đã căn chỉnh.
Bu lông neo bị lệch nhiều thì xử lý thế nào?
Tùy mức độ. Lệch nhỏ có thể khoét rộng lỗ bản đế trong giới hạn cho phép. Lệch lớn thường phải khoan cấy bu lông hóa chất bổ sung và lập hồ sơ xử lý có xác nhận của đơn vị thiết kế, không tự ý làm.
Chân cột ngàm và chân cột khớp khác nhau ra sao?
Chân ngàm chịu được mô men, giữ cột không xoay, nên bản đế lớn và nhiều bu lông bố trí xa tâm. Chân khớp chủ yếu truyền lực nén và cắt, cấu tạo đơn giản hơn. Chọn loại nào là do sơ đồ kết cấu quyết định.
Nguồn tham khảo
- TCVN 5575 – Kết cấu thép, tiêu chuẩn thiết kế.
- AISC Steel Construction Manual – liên kết chân cột và bản đế.
- ASTM F1554 – Tiêu chuẩn vật liệu bu lông neo.