Khe co giãn đường bê tông là gì? Cấu tạo, phân loại và tác dụng chi tiết

Ngày đăng: 18 Tháng 3, 2022

Khe co giãn đường bê tông là một bộ phận kỹ thuật được bố trí trong các kết cấu bê tông nhằm tạo khoảng chuyển vị phù hợp khi vật liệu co ngót, giãn nở do nhiệt độ, độ ẩm hoặc tác động tải trọng. Việc bố trí khe co giãn phù hợp có thể hỗ trợ kiểm soát tình trạng nứt, biến dạng và nâng cao độ ổn định của công trình trong quá trình sử dụng. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ khe co giãn là gì, cấu tạo, các loại phổ biến, tiêu chuẩn bố trí và quy trình thi công khe co giãn đường bê tông.

Khe co giãn đường bê tông ứng dụng thực tế

Khe co giãn đường bê tông ứng dụng thực tế

Mục lục

1 Khái niệm về khe co giãn đường bê tông
- 1.1 Khe co giãn đường bê tông là gì?
- 1.2 Khe co giãn tiếng Anh là gì?
2 Tác dụng của khe co giãn đường bê tông trong công trình
3 Khi nào cần bố trí khe co giãn đường bê tông?
4 Phân loại khe co giãn đường bê tông phổ biến
5 Tiêu chuẩn cấu tạo khe co giãn đường bê tông
6 Khoảng cách bố trí khe co giãn đường bê tông theo TCVN 9345:2012
7 Quy trình thi công khe co giãn đường bê tông
- 7.1 Thi công khe co
- 7.2 Thi công khe giãn
8 Những điều cần lưu ý khi bố trí khe co giãn đường bê tông
9 Câu hỏi thường gặp về khe co giãn đường bê tông

Khái niệm về khe co giãn đường bê tông

Trước khi tìm hiểu về cấu tạo và cách bố trí, cần nắm rõ khái niệm cơ bản của khe co giãn trong kết cấu bê tông. Đây là yếu tố được xem xét trong quá trình thiết kế nhằm phù hợp với đặc điểm chuyển vị của từng công trình.

Khe co giãn đường bê tông là gì?

Khe co giãn (còn gọi là khe biến dạng, khe nhiệt) là khoảng hở kỹ thuật được tạo ra hoặc đặt sẵn, cắt dọc theo kết cấu bê tông nhằm chia công trình thành các khối riêng biệt, cho phép các khối này giãn nở hoặc co lại một cách độc lập khi nhiệt độ, độ ẩm hay tải trọng thay đổi. Nhờ có khoảng trống này, ứng suất tích tụ trong bê tông được giải phóng đúng vị trí thiết kế thay vì gây nứt vỡ ngẫu nhiên trên toàn bộ bề mặt.

Khe co giãn thường được bố trí ở những công trình có mặt bằng lớn, chiều dài đáng kể hoặc thi công trên nền đất yếu, địa chất phức tạp. Với các công trình có nền đất không ổn định, cần kết hợp các giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp để hạn chế ảnh hưởng đến khả năng làm việc của kết cấu bê tông. Tùy vào quy mô công trình, điều kiện khí hậu và mức chênh lệch tải trọng, kích thước khe co giãn có thể dao động khá rộng, từ vài milimet đến vài trăm milimet.

Khe co giãn tiếng Anh là gì?

Trong tài liệu kỹ thuật xây dựng, khe co giãn được chia thành hai thuật ngữ tiếng Anh tương ứng với hai cách cắt khác nhau: Contraction joint (hay Control joint) chỉ khe co – loại khe chỉ cắt một phần chiều dày bê tông để chủ động dẫn hướng vết nứt; và Expansion joint chỉ khe giãn – loại khe cắt xuyên suốt chiều dày, tách bê tông thành hai phần độc lập hoàn toàn. Việc phân biệt đúng hai thuật ngữ này khá quan trọng vì tiêu chuẩn cấu tạo và khoảng cách bố trí của chúng khác nhau khá nhiều.

Tác dụng của khe co giãn đường bê tông trong công trình

Bê tông là vật liệu luôn giãn nở khi nhiệt độ tăng và co lại khi nhiệt độ giảm hoặc mất nước. Nếu không có khoảng trống để “nhường” cho sự chuyển động này, ứng suất nội tại sẽ tích lũy dần và gây nứt bề mặt một cách ngẫu nhiên, không kiểm soát. Khe co giãn chính là giải pháp chủ động dẫn hướng vết nứt xảy ra đúng vị trí đã tính toán, thay vì để công trình tự nứt lung tung.

Nếu một công trình đường bê tông, sân bãi hay sàn nhà xưởng không được bố trí khe co giãn đúng kỹ thuật, những hậu quả thường gặp gồm:

Mặt bê tông xuất hiện nhiều vết nứt tự do, khó dự đoán vị trí và hướng nứt.
Giảm tính thẩm mỹ tổng thể của công trình.
Nước và bụi bẩn len vào vết nứt, làm ăn mòn cốt thép bên trong, giảm khả năng chịu lực. Vì vậy, ngoài việc bố trí khe co giãn đúng kỹ thuật, việc kiểm soát cường độ chịu nén của bê tông cũng là yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo độ bền của kết cấu.
Tuổi thọ công trình giảm đáng kể so với thiết kế ban đầu.
Phát sinh chi phí sửa chữa, xử lý vết nứt bằng keo epoxy hoặc PU về sau, tốn kém hơn nhiều so với thi công khe co giãn ngay từ đầu.
Với công trình cầu đường, nứt vỡ mặt đường còn ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của phương tiện lưu thông.

Mặt đường bê tông nứt vỡ do không bố trí khe co giãn đúng cách

Mặt đường bê tông nứt vỡ do không bố trí khe co giãn đúng cách

Khi nào cần bố trí khe co giãn đường bê tông?

Không phải công trình bê tông nào cũng bắt buộc phải có khe co giãn, nhưng phần lớn các trường hợp sau đây đều cần tính toán bố trí ngay từ khâu thiết kế:

Mặt bằng đường bê tông, sân bãi có chiều dài lớn, thường trên 40m.
Diện tích một tấm bê tông vượt quá khoảng 6m², đặc biệt với sàn nhà xưởng, kho bãi.
Bê tông tiếp xúc trực tiếp với nắng, mưa, chênh lệch nhiệt độ ngày – đêm lớn.
Công trình thi công trên nền đất yếu hoặc địa chất có sự thay đổi phức tạp, đặc biệt với các tuyến đường bê tông có sử dụng lớp đá cấp phối nền đường cần được kiểm tra và xử lý nền trước khi thi công lớp bê tông mặt.
Vị trí tiếp giáp giữa hai khối công trình có chiều cao, tải trọng hoặc kết cấu chênh lệch nhau.
Vị trí tiếp giáp giữa bê tông với các kết cấu khác như cột, tường, móng, bó vỉa.

Đối với các công trình có quy mô lớn như nhà xưởng, khu vực sản xuất hoặc kết cấu móng bê tông diện tích lớn, việc tính toán chuyển vị và bố trí khe co giãn ngay từ đầu giúp hạn chế các vấn đề phát sinh trong quá trình sử dụng.

Phân loại khe co giãn đường bê tông phổ biến

Xét theo công dụng và vị trí bố trí trên công trình, khe co giãn ở Việt Nam hiện được chia thành 3 loại phổ biến sau.

Khe co giãn nhiệt

Đây là loại khe co giãn phổ biến, thường được ứng dụng cho các công trình có chiều dài tương đối lớn, phổ biến từ 50 – 60m trở lên. Khe nhiệt tạo một khoảng hở hẹp để phân tách công trình thành 2 khối riêng biệt, giúp hạn chế ảnh hưởng của lực co giãn do thay đổi nhiệt độ, thời tiết đến kết cấu. Kích thước khe nhiệt thường dao động trong khoảng 1,5 – 5cm, cắt qua phần thân công trình nhưng không cắt qua móng, và có thể bắt đầu từ một điểm bất kỳ rồi kết thúc ở phần mái.

Khe kháng chấn

Khe kháng chấn có cấu tạo tương tự khe nhiệt, cũng phân tách công trình thành 2 phần riêng biệt, nhưng nhiệm vụ chính là bảo vệ công trình khỏi các rung chấn địa chất như động đất hoặc rung chấn do hoạt động thi công của các công trình lân cận. Ngay cả những công trình dân dụng nằm gần khu vực xây dựng cao ốc, cầu đường cũng cần tính đến loại khe này để tránh nứt gãy, hư hại kết cấu.

Khe lún

Khác với hai loại trên, Khe lún cắt xuyên suốt công trình từ phần móng cho đến mái, giúp các phần kết cấu có khả năng chuyển vị độc lập với nhau. Loại khe này được thiết kế để hạn chế tình trạng lún lệch, thường gặp ở những công trình có sự chênh lệch lớn giữa các khối, chẳng hạn một công trình vừa có khối nhà thấp tầng vừa có khối nhà cao tầng.

Tiêu chuẩn cấu tạo khe co giãn đường bê tông

Bên cạnh việc phân loại theo công dụng, khe co giãn đường bê tông còn được xem xét dựa trên đặc điểm cấu tạo. Hai dạng phổ biến gồm khe co và khe giãn. Bên cạnh việc phân loại theo công dụng, khe co giãn đường bê tông còn được xem xét dựa trên đặc điểm cấu tạo. Hai dạng phổ biến gồm khe co và khe giãn. Việc lựa chọn cấp phối bê tông phù hợp cũng góp phần đảm bảo khả năng làm việc ổn định của kết cấu trong quá trình sử dụng.

Cấu tạo khe co và khe giãn có sự khác biệt về độ sâu cắt, khoảng hở và khả năng chuyển vị trong kết cấu bê tông

Cấu tạo khe co và khe giãn có sự khác biệt về độ sâu cắt, khoảng hở và khả năng chuyển vị trong kết cấu bê tông

Cấu tạo khe co bê tông

Khe co, tiếng Anh là Contraction joint hoặc Control joint, là loại khe kiểm soát vết nứt. Đây không phải là một đường cắt xuyên suốt mà chỉ tạo ra một đường yếu có độ sâu nhất định, để bê tông “chủ động nứt” tại đúng vị trí đó khi co ngót, thay vì nứt lan man trên toàn bộ bề mặt.

Chỉ cắt một phần chiều dày tấm bê tông, không cắt xuyên suốt.
Độ sâu cắt tối thiểu bằng 1/4 chiều dày mặt bê tông; ví dụ tấm dày 10cm thì cắt sâu tối thiểu 2,5cm.
Bề rộng khe co thông thường khoảng 10mm.
Cốt thép vẫn có thể đi xuyên qua vị trí khe co.

Cấu tạo khe giãn bê tông

Khe giãn, tiếng Anh là Expansion joint, có công dụng phân tách hoàn toàn các tấm bê tông với nhau, hoặc phân tách giữa bê tông với các kết cấu khác như cột, trụ, tường. Mục đích là để các thành phần kết cấu chuyển động độc lập, hạn chế nứt gãy khi có chuyển vị lớn xảy ra.

Cắt xuyên suốt chiều dày tấm bê tông, tạo sự phân tách giữa hai phần kết cấu tại vị trí khe.
Bề rộng khe giãn tối thiểu 20mm.
Có thể sử dụng thanh truyền lực (dowel bar) để truyền tải trọng qua khe với những kết cấu chịu tải lớn.
Khe giãn cần được bố trí thông thoáng, không để lẫn đá, vụn bê tông hay vật thể lạ gây cản trở chuyển vị.

Bảng so sánh khe co và khe giãn

Tiêu chí	Khe co (Contraction joint)	Khe giãn (Expansion joint)
Độ sâu cắt	1/4 chiều dày tấm bê tông	Cắt suốt toàn bộ chiều dày
Cốt thép	Có thể đi xuyên qua khe	Được ngắt tại vị trí khe
Bề rộng khe	Khoảng 10mm	Tối thiểu 20mm
Khoảng cách bố trí phổ biến	5 – 9m	35 – 50m
Chức năng chính	Chủ động dẫn hướng vết nứt do co ngót	Tách biệt kết cấu, hấp thụ chuyển vị lớn do giãn nở nhiệt

Khoảng cách bố trí khe co giãn đường bê tông theo TCVN 9345:2012

Khoảng cách giữa các khe co thường được tính theo công thức đơn giản: khoảng cách khe co bằng 24 – 36 lần chiều dày tấm bê tông, trong thực tế phổ biến lấy hệ số 30 lần. Ví dụ với tấm bê tông dày 10cm, khoảng cách giữa các khe co vào khoảng 3m; nếu tấm dày 25cm thì khoảng cách khe co rơi vào khoảng 7,5m.

Với khe giãn, khoảng cách bố trí (Lmax) theo TCVN 9345:2012 phụ thuộc vào việc kết cấu có cốt thép hay không và có chịu tác động trực tiếp của nắng, mưa hay được che chắn:

Loại kết cấu	Lmax khe co	Lmax khe giãn
Bê tông cốt thép, chịu tác động trực tiếp của khí hậu	6 – 9m	35m
Bê tông cốt thép, được che chắn nắng	6 – 9m	50m
Bê tông không cốt thép, chịu tác động trực tiếp của khí hậu	6 – 9m	6 – 9m
Bê tông không cốt thép, được che chắn nắng	6 – 9m	18m

Ngoài khoảng cách, tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của mỗi ô bê tông giữa các khe co cũng cần được tính toán, thường được khuyến nghị duy trì ở mức 1:1 và không vượt quá 1:1,5 để tránh nứt chéo góc.

Quy trình thi công khe co giãn đường bê tông

Việc thi công khe co và khe giãn có cách làm khác nhau do đặc điểm cấu tạo không giống nhau. Trước khi thi công, cần kiểm tra các thông số của hỗn hợp bê tông như độ sụt bê tông và các tiêu chuẩn liên quan để đảm bảo bê tông đạt yêu cầu kỹ thuật.

Thi công khe co

Khe co được thi công theo 3 cách phổ biến sau:

Cách 1: Trước khi đổ bê tông mặt đường, chèn một loại vật liệu như gỗ hoặc xốp vào vị trí cần tạo khe.
Cách 2: Ngay sau khi đổ bê tông, dùng dụng cụ chuyên dụng như bay tạo khe để tạo đường khe khi bê tông còn chưa đông cứng hoàn toàn. Cách này ít phổ biến hơn và đường khe thường không thẳng đều bằng cắt máy.
Cách 3: Dùng máy cắt bê tông chuyên dụng cắt bề mặt sau khi bê tông đã đạt độ cứng nhất định, thường trong khoảng 6 – 18 giờ sau khi đổ, không để quá 24 giờ vì bê tông có thể đã tự nứt trước khi cắt. Sau khi cắt, khe được trám bằng matit hoặc vật liệu chèn khe có tính đàn hồi để đảm bảo tính thẩm mỹ và ngăn nước, bụi bẩn xâm nhập.

Thi công khe giãn

Vì khe giãn cắt xuyên suốt chiều dày bê tông và tách hoàn toàn hai khối kết cấu, khe này thường được tạo bằng cách đặt sẵn vật liệu chèn khe (gỗ, xốp, hoặc nẹp khe co giãn chuyên dụng) đúng vị trí và cao độ thiết kế trước khi đổ bê tông, thay vì cắt sau như khe co. Sau khi bê tông đông cứng, vật liệu chèn khe đóng vai trò vừa tạo khoảng hở cho phép hai khối bê tông chuyển vị độc lập, vừa ngăn đất đá, tạp chất lọt vào làm mất tác dụng của khe. Với những vị trí chịu tải trọng lớn như mặt cầu, có thể bố trí thêm thanh truyền lực để hỗ trợ truyền tải giữa hai tấm bê tông qua khe giãn.

Sau khi hoàn tất thi công, khe co giãn cần được trám kín bằng vật liệu đàn hồi (matit, sealant gốc polyurethane…) để chống thấm nước và ngăn dị vật lọt vào làm cản trở chuyển vị của bê tông. Đối với các công trình có yêu cầu cao về khả năng chống thấm và bảo vệ kết cấu, có thể kết hợp thêm màng chống thấm HDPE trong các hạng mục phù hợp.

Cắt khe co giãn bằng máy chuyên dụng

Cắt khe co giãn bằng máy chuyên dụng

Những điều cần lưu ý khi bố trí khe co giãn đường bê tông

Khe co nên được đặt cách nhau với khoảng cách bằng 24 – 36 lần chiều dày bê tông, thông thường lấy hệ số 30 lần.
Độ sâu khe co phải đạt tối thiểu 1/4 chiều dày mặt đường bê tông.
Cần tạo khe co giãn sớm, trước khi bê tông bắt đầu co ngót; nếu cắt chậm hơn 12 tiếng sau khi đổ bê tông, vết nứt tự do rất dễ xuất hiện trước khi kịp cắt khe.
Khe giãn cần được bố trí thông thoáng, không để đá, vụn bê tông, đất cát hay gạch vỡ lọt vào làm cản trở chuyển dịch của bê tông.
Bề rộng khe giãn tối thiểu 20mm, lớp bê tông tại vị trí này phải được cắt đứt hoàn toàn.
Vật liệu trám khe co giãn nên có tính đàn hồi, hấp thụ lực tốt và có thể trở lại trạng thái ban đầu sau khi biến dạng.
Nên bố trí khe co giãn dọc theo trục cột, vị trí tiếp giáp giữa các kết cấu khác nhau để hạn chế ứng suất tập trung.

Câu hỏi thường gặp về khe co giãn đường bê tông

Khe co giãn cách nhau bao nhiêu mét là hợp lý?

Với khe co, khoảng cách phổ biến từ 5 – 9m tùy chiều dày bê tông, tính theo công thức 24 – 36 lần chiều dày tấm. Với khe giãn, khoảng cách thường rộng hơn nhiều, dao động 35 – 50m tùy công trình có cốt thép hay được che chắn nắng hay không.

Khe co và khe giãn khác nhau như thế nào?

Điểm khác biệt chính nằm ở độ sâu cắt: khe co chỉ cắt một phần chiều dày bê tông (khoảng 1/4) để chủ động dẫn hướng vết nứt, còn khe giãn cắt xuyên suốt toàn bộ chiều dày, tách hoàn toàn hai khối bê tông để chúng chuyển vị độc lập.

Không bố trí khe co giãn có sao không?

Có, nếu không bố trí khe co giãn, bê tông có thể phát sinh vết nứt tại các vị trí yếu theo cách khó kiểm soát , không kiểm soát được hướng và vị trí nứt, ảnh hưởng đến thẩm mỹ, khả năng chịu lực và tuổi thọ công trình.

Vật liệu nào thường dùng để trám khe co giãn?

Phổ biến là matit, nhựa đường có tính đàn hồi, hoặc các loại sealant gốc polyurethane, polysulfide. Vật liệu trám cần có khả năng đàn hồi tốt, chịu được nhiệt độ cao và trở lại trạng thái ban đầu sau khi bê tông giãn nở hoặc co lại.

Khe kháng chấn và khe lún có phải là khe co giãn không?

Đúng, đây đều là các dạng khe co giãn xét theo công dụng, bên cạnh khe nhiệt. Khe kháng chấn bảo vệ công trình khỏi rung chấn địa chất, còn khe lún cắt từ móng đến mái để hai khối công trình chuyển vị độc lập, hạn chế lún lệch.

Khe co giãn đường bê tông tuy là một chi tiết nhỏ trong tổng thể công trình nhưng có vai trò quan trọng đối với độ bền, tính an toàn và thẩm mỹ của đường bê tông, sân bãi hay sàn nhà xưởng. Nắm rõ khe co giãn là gì, phân biệt đúng khe co và khe giãn, đồng thời bố trí theo tiêu chuẩn cấu tạo phù hợp có thể hỗ trợ kiểm soát tình trạng nứt vỡ, biến dạng do nhiệt độ và tải trọng trong quá trình sử dụng.

Để lựa chọn vật tư và giải pháp thi công phù hợp cho các hạng mục bê tông, Phú An Nam cung cấp các sản phẩm và giải pháp vật liệu xây dựng phục vụ nhiều công trình thực tế, hỗ trợ khách hàng lựa chọn phương án phù hợp với nhu cầu thi công.

Nguồn ảnh: Tham khảo từ các website chuyên ngành và YouTube nước ngoài.