3 phương pháp thi công cống bê tông thoát nước dân sinh

Cống bê tông thoát nước dân sinh, đặc biệt loại chịu tải thấp dùng cho các tuyến đường nội bộ, kênh mương và hệ thống thoát nước khu dân cư, là hạng mục tưởng đơn giản nhưng có nhiều biến số kỹ thuật cần kiểm soát. Trong đó, phương pháp thi công là yếu tố tác động trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu quả vận hành của cả tuyến cống.

Đặc điểm và phạm vi ứng dụng cống bê tông thoát nước dân sinh

Trước khi đi vào phương pháp thi công, cần hiểu rõ sản phẩm đang làm việc với nó là gì. Cống bi bê tông loại chịu tải thấp (thường ký hiệu là loại A hoặc loại I theo TCVN 9113:2012) được thiết kế chịu tải trọng ngoài không quá 60kN/m, phù hợp với các vị trí không có xe tải nặng đi qua thường xuyên.

Phạm vi ứng dụng điển hình bao gồm hệ thống thoát nước mặt trong khu dân cư, thoát nước mương ruộng và kênh thủy lợi nội đồng, cống qua đường nội bộ hoặc đường nông thôn, và thoát nước sân vườn, khuôn viên công trình dân dụng. Đây là những vị trí mà việc chọn đúng loại cống chịu tải phù hợp vừa đảm bảo kỹ thuật vừa tránh lãng phí ngân sách vào cống loại nặng không cần thiết.

Các kích thước phổ biến trên thị trường

Cống bê tông thoát nước dân sinh thường có đường kính trong từ D300mm đến D800mm. Với các tuyến thoát nước nội khu, D400mm và D500mm là hai kích thước được dùng nhiều nhất vì cân bằng giữa lưu lượng thoát nước và chi phí. Chiều dài mỗi đốt cống tiêu chuẩn là 1000mm, một số nhà sản xuất có loại 500mm để dùng ở đoạn cong hoặc chuyển tiếp.

Đầu cống có dạng lồng ghép: một đầu mở rộng (đầu bát) và một đầu thẳng (đầu đực), lắp khít vào nhau tạo thành khớp nối liên tục. Vòng gioăng cao su được lắp vào rãnh của đầu bát trước khi kết nối để đảm bảo kín nước tại khớp nối.

Phương pháp 1: Lắp đặt cống hở trên nền đào tự nhiên

Đây là phương pháp đơn giản nhất và được dùng rộng rãi nhất trong các công trình thoát nước dân sinh quy mô nhỏ. Toàn bộ quy trình xoay quanh việc đào rãnh, chuẩn bị nền, đặt cống và lấp đất mà không cần cốp pha hay đổ bê tông gia cố thêm.

Quy trình thực hiện

Rãnh đào có chiều rộng bằng đường kính ngoài cống cộng thêm tối thiểu 300mm mỗi bên để có không gian thao tác và lấp đất hai bên thân cống. Độ sâu đào tính từ mặt đất tự nhiên đến đáy rãnh phải đủ để đảm bảo độ phủ đất trên đỉnh cống không nhỏ hơn 500mm, tránh tải trọng bề mặt tác động trực tiếp lên cống.

Đáy rãnh sau khi đào được lu lèn kỹ, sau đó rải lớp cát đệm dày 100 đến 150mm và san phẳng theo đúng cao độ thiết kế. Lớp cát này có hai vai trò: phân phối đều tải trọng từ cống xuống nền đất và tạo điều kiện thoát nước quanh thân cống, giảm áp lực thủy tĩnh trong mùa mưa.

Cống bê tông thoát nước dân sinh được hạ xuống bằng cần cẩu nhỏ hoặc palang tay với dây cáp đặt cân đối hai đầu. Sau khi định vị, kiểm tra cao độ và độ dốc dọc tuyến trước khi lắp khớp nối. Lấp đất hai bên thân cống theo từng lớp 200mm, mỗi lớp được đầm chặt trước khi lấp tiếp, cho đến khi đất lấp cao hơn đỉnh cống ít nhất 300mm.

Phù hợp với điều kiện nào

Phương pháp này hoạt động tốt trên nền đất ổn định, không có nước ngầm cao, và tuyến cống nằm ở khu vực không có tải trọng xe cộ nặng. Ưu điểm chính là thi công nhanh, không cần thiết bị phức tạp và chi phí nhân công thấp.

Hạn chế lớn nhất là không kiểm soát được chất lượng nền một cách chủ động. Nếu nền đất yếu hoặc không đồng đều, cống có thể bị lún lệch không đều giữa các đốt, dẫn đến hở khớp nối hoặc cống bị vỡ theo thời gian. Vì vậy, trước khi quyết định dùng phương pháp này, đánh giá địa chất tuyến cống là bước không thể bỏ qua.

Phương pháp 2: Lắp cống trên nền bê tông gia cố (bệ đỡ đúc sẵn hoặc đổ tại chỗ)

Khi nền đất không đủ khả năng chịu tải hoặc khi yêu cầu kỹ thuật cao hơn về độ ổn định và độ dốc tuyến cống, người thiết kế sẽ chỉ định gia cố nền bằng bê tông. Đây là phương pháp phổ biến thứ hai trong hệ thống cống thoát nước dân sinh và được áp dụng rộng hơn trong các dự án do nhà nước đầu tư.

Hai hình thức gia cố nền

Hình thức thứ nhất là đổ bê tông lót trực tiếp xuống đáy rãnh. Sau khi đào và lu lèn đáy, đổ một lớp bê tông lót mác M150 đến M200, dày 100mm, phủ toàn bộ chiều rộng đáy rãnh. Để lớp bê tông đạt đủ cường độ (thường 24 đến 48 giờ tùy thời tiết) rồi mới tiến hành đặt cống.

Hình thức thứ hai là dùng gối bê tông đúc sẵn (gối đỡ ống cống) đặt theo từng vị trí cố định. Gối đỡ có rãnh cong tương ứng bán kính ống, tiếp xúc đều trên góc ôm 120 độ, phân phối tải trọng xuống nền tốt hơn so với tiếp xúc đường thẳng. Khoảng cách giữa các gối đỡ thường bằng 1/3 đến 1/2 chiều dài đốt cống.

Kiểm soát độ dốc trong phương pháp này

Ưu điểm quan trọng nhất của phương pháp gia cố nền là khả năng kiểm soát độ dốc tuyến cống chính xác hơn. Lớp bê tông lót hoặc gối đỡ tạo ra mặt phẳng chuẩn để đặt cống, giúp điều chỉnh cao độ theo từng điểm thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào mặt cát đệm không ổn định.

Độ dốc tối thiểu của tuyến Cống bê tông thoát nước dân sinh thường quy định từ 0.3% đến 0.5% tùy đường kính. Với hệ thống lắp trên bê tông lót, sai số có thể kiểm soát trong khoảng ±5mm trên mỗi 10m chiều dài, đáp ứng yêu cầu nghiệm thu nghiêm ngặt hơn so với phương pháp đặt trên cát đệm thông thường.

Chi phí và thời gian so sánh với phương pháp 1

Chi phí thi công tăng thêm khoảng 15 đến 25% so với phương pháp đặt trên nền tự nhiên, chủ yếu do vật liệu bê tông lót và thời gian chờ đông kết. Tuy nhiên, đây là chi phí hợp lý khi xét đến tuổi thọ công trình và chi phí sửa chữa tiềm ẩn nếu tuyến cống bị lún lệch. Nhiều nhà thầu kinh nghiệm cho rằng với công trình dân sinh có yêu cầu vận hành ổn định 20 năm trở lên, phương pháp gia cố nền luôn là lựa chọn đáng đầu tư.

Phương pháp 3: Lắp cống có bọc bê tông toàn bộ (bê tông bao quanh)

Phương pháp này ít được dùng trong các dự án dân sinh thông thường nhưng lại là yêu cầu bắt buộc trong một số tình huống đặc thù mà kỹ sư thiết kế phải nhận biết để chỉ định đúng.

Bê tông bao quanh toàn bộ ống cống (concrete encasement) nghĩa là sau khi đặt cống vào đúng vị trí, bê tông được đổ bao kín thân cống từ đáy lên đến đỉnh, tạo thành lớp áo bê tông liên tục. Lớp bê tông này thường dày 150 đến 200mm tính từ mặt ngoài ống.

Khi nào phải dùng phương pháp bọc bê tông

• Cống bê tông thoát nước dân sinh đặt dưới đường có xe tải nặng đi qua thường xuyên, dù bản thân ống thuộc loại chịu tải thấp
• Tuyến cống đi qua khu vực nền đất yếu hoặc nền lấp chưa ổn định, cần bê tông bao quanh giữ ổn định hình học
• Chiều phủ đất trên đỉnh cống không đủ độ sâu tối thiểu do giới hạn mặt cắt ngang đường
• Cống đặt gần móng công trình xây dựng, cần hạn chế tuyệt đối biến dạng của tuyến cống
• Yêu cầu của hồ sơ thiết kế hoặc tư vấn giám sát bắt buộc theo tiêu chuẩn áp dụng

Quy trình đổ bê tông bao quanh

Sau khi đặt cống bê tông thoát nước dân sinh đúng cao độ và định vị ổn định, cốp pha hai bên thân cống được dựng lên. Bê tông được đổ theo từng lớp từ hai bên đối xứng nhau để tránh lực ngang đẩy lệch ống trong quá trình đổ. Đây là điểm mà nhiều tổ thợ thường mắc lỗi: đổ bê tông toàn bộ một bên trước, ống bị đẩy sang bên kia và không thể điều chỉnh lại sau khi bê tông đông kết.

Việc đầm bê tông cũng cần cẩn thận hơn so với đổ thông thường. Đầm quá mạnh gần thành ống có thể gây chấn động làm dịch chuyển ống hoặc làm nứt vi mô tại khớp nối. Nên dùng đầm dùi cỡ nhỏ (phi 30 đến phi 38) và di chuyển đầm đều theo chiều dài, không cắm đầm sát thành ống.

Ưu và hạn chế của phương pháp này

Ưu điểm rõ nhất là khả năng chịu tải tổng thể của tuyến cống tăng lên đáng kể dù bản thân ống vẫn là loại chịu tải thấp. Bê tông bao quanh tiếp nhận phần lớn tải trọng bên ngoài, ống bê tông chủ yếu đóng vai trò định hình khoang thoát nước bên trong.

Hạn chế là chi phí thi công cao nhất trong 3 phương pháp, thời gian thi công dài hơn do phải chờ bê tông đạt cường độ mới được lấp đất và khôi phục mặt đường. Ngoài ra, nếu sau này cần sửa chữa hoặc thay thế đốt cống bị hư hỏng, việc phá dỡ lớp bê tông bao quanh rất tốn công và có nguy cơ ảnh hưởng đến các đốt cống lân cận.

So sánh 3 phương pháp: chọn đúng theo điều kiện thực tế

Không có phương pháp nào tốt nhất theo nghĩa tuyệt đối. Mỗi phương pháp phù hợp với một tập hợp điều kiện nhất định, và việc lựa chọn sai không chỉ ảnh hưởng đến chi phí mà còn tác động trực tiếp đến tuổi thọ công trình.

Dưới đây là khung tham chiếu để ra quyết định:

• Nền đất tốt, không có tải trọng đặc biệt, yêu cầu tiến độ nhanh: dùng phương pháp 1 (nền tự nhiên có cát đệm)
• Nền đất trung bình hoặc cần kiểm soát độ dốc chặt chẽ, dự án có hồ sơ nghiệm thu bài bản: dùng phương pháp 2 (bê tông lót hoặc gối đỡ đúc sẵn)
• Chiều phủ đất không đủ, gần móng công trình hoặc tải trọng bề mặt lớn hơn thiết kế ống: bắt buộc dùng phương pháp 3 (bọc bê tông toàn bộ)

Trong thực tế, nhiều tuyến cống bê tông thoát nước dân sinh dài kết hợp cả 2 trong 3 phương pháp trên cùng một tuyến. Đoạn qua khu đất trống dùng phương pháp 1, đoạn qua mặt đường hoặc gần móng nhà chuyển sang phương pháp 2 hoặc 3. Việc xác định vị trí chuyển đổi phương pháp phải được thể hiện rõ trong bản vẽ thi công và được tư vấn giám sát phê duyệt trước khi thi công.

Những lỗi thi công cống bê tông thoát nước dân sinh thường gặp 

Dù dùng phương pháp nào, một số lỗi kỹ thuật xuất hiện lặp đi lặp lại trên công trường và dẫn đến hư hỏng sớm. Nhận biết những lỗi này là bước thiết thực nhất để nâng cao chất lượng thi công.

Không kiểm tra độ dốc sau từng đốt cống

Độ dốc của tuyến cống thoát nước không thể kiểm tra một lần ở cuối tuyến. Phải đo và ghi nhận sau mỗi 3 đến 5 đốt cống trong quá trình thi công. Sai lệch nhỏ tích lũy qua nhiều đốt có thể tạo ra đoạn ngược dốc hoặc bẫy nước cục bộ, nơi cặn lắng tích tụ và lâu ngày gây tắc.

Lấp đất hai bên thân cống không đúng kỹ thuật

Nhiều công trình dân sinh bị sụt lún mặt đường không phải vì cống bê tông thoát nước dân sinh kém chất lượng mà vì đất lấp hai bên thân cống không được đầm đúng cách. Lớp đất lấp dày quá 200mm mà không đầm từng lớp sẽ tạo ra vùng đất xốp rỗng. Khi mưa lớn, nước thấm xuống cuốn theo đất hạt mịn, hình thành hốc rỗng dưới mặt đường gây sụt lún bất ngờ.

Bỏ qua vòng gioăng cao su tại khớp nối

Gioăng cao su không phải phụ kiện trang trí. Đây là chi tiết kỹ thuật ngăn nước thấm ra ngoài tại khớp nối, bảo vệ nền đất xung quanh khỏi bị xói mòn từ bên trong. Không ít công trình bị tổ thợ bỏ qua bước lắp gioăng vì lý do tiết kiệm thời gian hoặc đơn giản là không biết. Hậu quả là khớp nối bị hở sau vài mùa mưa, đất xung quanh bị rửa trôi và cả đốt cống bị nghiêng lún.

Thi công trong mùa mưa không có biện pháp hút nước

Rãnh đào bị ngập nước trong quá trình thi công là tình huống thường xảy ra ở miền Nam. Đặt cống xuống khi đáy rãnh còn đọng nước sẽ làm xáo trộn lớp cát đệm và không thể kiểm soát cao độ thực tế. Cần có máy bơm hút nước liên tục trong suốt quá trình đặt cống và chỉ ngưng bơm sau khi đất lấp đã đạt đến chiều cao an toàn.

Tiêu chuẩn áp dụng cho cống bê tông thoát nước dân sinh

Việc thi công đúng phương pháp cần đi kèm với việc dùng đúng cống bê tông thoát nước dân sinh đáp ứng tiêu chuẩn. Tại Việt Nam, cống bi bê tông cốt thép được sản xuất và kiểm tra theo TCVN 9113:2012, trong đó quy định chi tiết về kích thước, cường độ chịu nén, độ thấm nước và tải trọng ngoài theo từng cấp loại.

Khi mua vật tư, chủ đầu tư và nhà thầu cần yêu cầu nhà cung cấp xuất trình phiếu kiểm tra chất lượng từ phòng thí nghiệm được công nhận LAS, không chỉ dựa vào cam kết miệng. Đối với các công trình sử dụng ngân sách nhà nước, chứng nhận hợp quy sản phẩm là điều kiện bắt buộc để đưa vào nghiệm thu.

Ngoài TCVN 9113:2012, các tiêu chuẩn liên quan bao gồm TCVN 4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, và QCVN 07-2:2016/BXD là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình hạ tầng kỹ thuật thoát nước.

Một vài điều trước khi bắt đầu thi công cống bê tông thoát nước dân sinh

Cống bê tông thoát nước dân sinh không phải hạng mục đắt tiền nhất trong một dự án nhưng lại là hạng mục mà sai lầm khó sửa nhất. Khi tuyến cống đã được lấp đất và mặt đường đã hoàn thiện, bất kỳ vấn đề nào phát sinh cũng đều kéo theo chi phí đào lên sửa chữa cao gấp nhiều lần chi phí làm đúng ngay từ đầu.

Ba phương pháp thi công được trình bày trong bài không phải để chọn cái nào rẻ nhất hay nhanh nhất. Chúng là ba hướng tiếp cận kỹ thuật cho ba nhóm điều kiện khác nhau. Người làm đúng là người nhìn vào điều kiện thực tế của công trình mình đang thi công rồi chọn phương pháp phù hợp, không phải người áp dụng một phương pháp cho tất cả mọi tình huống.

Nếu bạn đang ở giai đoạn lập kế hoạch thi công và chưa xác định được phương pháp nào phù hợp với tuyến cống của mình, bước tiếp theo nên làm là khảo sát địa chất dọc tuyến và tham khảo ý kiến kỹ sư thiết kế. Đó là cách tiết kiệm chi phí thực sự, không phải chọn vật liệu rẻ hơn hay rút ngắn quy trình.

Thông tin liên hệ

02862 789 955 – Máy Bàn

0906 39 18 63 – Zalo hỗ Trợ Mua Hàng

0929 239 929 – Tư Vấn Kỹ Thuật

Website: www.betongmqb.com – www.vlxdminhquan.com 

Email: minhquanmqb2015@gmail.com