← PracticeThực tiễn thi công

Dầm, sàn chuyển và bê tông khối lớn: đổ một lần hay chia đợt?Transfer beams, transfer slabs and mass concrete: one pour or several?

Vì sao bê tông khối lớn nứt, cách khống chế nhiệt, các phương án đổ và hệ chống cho kết cấu chuyển — đúc kết từ 5 dự án thực tế.Why mass concrete cracks, how to control heat, and the pouring and shoring options for transfer structures — distilled from five real projects.

Trong nhà cao tầng, kết cấu chuyển là tầng “gánh” toàn bộ hệ cột, vách phía trên để chuyển xuống một lưới cột thưa hơn bên dưới (thường để mở không gian sảnh, trung tâm thương mại). Dầm chuyển cao 1,5–2,5 m, hàng nghìn m³ bê tông và hàng nghìn tấn thép trong một sàn — đây vừa là bài toán kết cấu tạm (hệ chống phải đỡ được khối bê tông tươi khổng lồ), vừa là bài toán bê tông khối lớn (nhiệt thủy hóa gây nứt).

Bài này đúc kết kinh nghiệm từ 5 sàn chuyển đã thi công, kèm góc nhìn của tôi.

1. Quy mô thực tế: 5 sàn chuyển đã thi công

Dự án Diện tích sàn Khối lượng bê tông Chiều cao dầm Phương án đổ
A 1.800 m² 1.870 m³ 2,2–2,3 m Toàn khối
B 2.500 m² 2.400 m³ 2,5 m 2 đợt
C 1.500 m² 2.000 m³ 2,0 m 2 đợt
D 4.550 m² 3.500 m³ 1,5–1,7 m 1 đợt
E 1.850 m² 1.800 m³ 1,9 m 1 đợt

Cả 5 dự án đều dùng giàn giáo Ringlock làm hệ chống. Dầm càng cao (≥ 2 m) thì càng có xu hướng chia đợt đổ.

2. Vì sao bê tông khối lớn nứt?

Theo TCXDVN 305:2004, kết cấu được coi là khối lớn khi đủ lớn để ứng suất kéo do nhiệt thủy hóa xi măng vượt khả năng chịu kéo của bê tông — thường là khi cạnh nhỏ nhất và chiều cao đều lớn hơn 2 m. Nhưng kích thước chỉ là một yếu tố; điều quan trọng là nhận diện và định lượng được nguy cơ nứt.

Nguyên lý rất đơn giản: vật liệu nóng thì nở, nguội thì co. Co nở tự nó không gây ứng suất — ứng suất chỉ sinh ra khi sự co nở bị cản trở.

Nứt do cản trở bên ngoài
Cản trở bên ngoài (khối đổ mới bị bê tông cũ hoặc nền giữ lại): vết nứt thường xuyên suốt tiết diện, vuông góc với mặt cản trở — nguy hiểm hơn nhiều.

Nhiệt độ khối đổ phụ thuộc vào: loại và lượng xi măng · nhiệt độ ban đầu của vật liệu · kích thước khối đổ · thời tiết · vật liệu và thời điểm tháo cốp pha · cách bảo dưỡng. Các tiêu chuẩn (ACI 207, BS 8110, TCXDVN 305) đều khống chế chênh lệch nhiệt độ giữa lõi và bề mặt khoảng 20°C, đồng thời giới hạn nhiệt độ lớn nhất trong khối đổ (khoảng 70–75°C tùy tiêu chuẩn).

3. Bốn hướng giảm nứt

  1. Giảm biến đổi thể tích — hạ nhiệt: ít xi măng hơn, dùng phụ gia khoáng, làm mát vật liệu.
  2. Giảm cản trở — chia khối, chia đợt hợp lý.
  3. Tăng khả năng kháng nứt của bê tông.
  4. Phân tán vết nứt — cốt thép chống nứt để vết nứt nhỏ và đều thay vì ít mà to.

Về vật liệu: nhiệt độ hỗn hợp bê tông trước khi đổ không quá 25°C, tốt nhất ≤ 20°C — dùng nước lạnh hoặc nước đá, che nắng và tưới mát cốt liệu, giảm lượng xi măng bằng phụ gia.

Về thi công: đổ ban đêm, bọc cách nhiệt xe bồn và ống bơm, dùng giàn ống tản nhiệt trong khối đổ, và bọc xốp cách nhiệt quanh khối đổ để bề mặt không nguội quá nhanh.

Khi nào cần thép chống nứt? Cạnh và chiều cao ≤ 1 m: không cần. 1–2 m: nên bố trí thép cấu tạo. Trên 2 m: phải thiết kế thép chống nứt và có biện pháp phòng nứt khi thi công.

Theo dõi nhiệt độ: đo 2 giờ/lần trong 48 giờ đầu, 6 giờ/lần từ 48 đến 120 giờ, sau đó mỗi sáng một lần cho đến khi nhiệt độ lõi dưới 45°C.

Biểu đồ nhiệt độ
Nhiệt độ thực đo tại lõi, mặt trên, mặt dưới và góc khối đổ: tăng nhanh trong 1–2 ngày đầu, đạt đỉnh khoảng 65°C rồi giảm chậm.

4. Đổ toàn khối hay chia đợt?

  Đổ toàn khối Chia nhiều đợt
Tiến độ Nhanh (ví dụ dự án A: 42 ngày) Dài hơn (dự án A nếu chia 2 đợt: 47 ngày)
Chất lượng Bê tông liền khối Phải xử lý mạch ngừng, đục nhám
Hệ chống Nhiều thiết bị, tải rất lớn Tối ưu được hệ chống
Bê tông khối lớn Phải xử lý nhiệt (phụ gia, đo nhiệt, bảo dưỡng) Hạn chế được rủi ro nứt nhiệt
Cung cấp bê tông Phụ thuộc lớn vào năng lực trạm trộn Ít phụ thuộc hơn
Rủi ro an toàn Cao Thấp hơn

Theo TCXDVN 305, mỗi đợt đổ liên tục không cao quá 1,5 m và đợt sau đổ cách đợt trước ít nhất 4 ngày. Khi chia đợt có 3 cách phân chia tải:

  1. Hệ chống gánh cả hai đợt — đợt 1 chỉ chịu trọng lượng bản thân khi đủ cường độ.
  2. Hệ chống gánh đợt 1 và một phần đợt 2 — đợt 1 chịu thêm một phần; khó đánh giá sự làm việc đồng thời giữa cây chống và bê tông, rủi ro nứt đợt 1 cao.
  3. Hệ chống chỉ gánh đợt 1 — đợt 1 phải gánh toàn bộ đợt 2; tốn thêm thép chịu lực, chịu cắt và rủi ro nứt do nhận tải sớm.
Đục nhám mạch ngừng
Đục nhám mạch ngừng giữa hai đợt đổ — phải tính thêm thép chống cắt qua mạch ngừng.

5. Hệ chống cho kết cấu chuyển

Quy trình thiết kế: đưa ra giải pháp → thiết kế sơ bộ → phân tích (kỹ thuật, chi phí, tiến độ, năng lực thầu phụ, yêu cầu chủ đầu tư) → tính toán chi tiết → bản vẽ → kiểm tra, thẩm tra. Hệ chống thường phải truyền tải qua nhiều tầng chống xuống sàn bên dưới, nên số tầng chống cũng là một biến thiết kế.

6. Cốt thép: bài toán hậu cần

Dự án A có khoảng 1.200 tấn thép cho sàn chuyển, lắp trong khoảng 26 ngày. Mật độ thép dày đặc khiến thứ tự lắp đặt phải được vẽ 3D và tập huấn cho từng tổ đội trước khi làm.

Rủi ro lớn nhất về chất lượng là bê tông bị rỗ vì thép quá dày. Giải pháp: ghép thép thành cặp để tạo khe hở cho bê tông lọt xuống, chia mẻ và đợt đổ hợp lý, và kiểm tra trạm trộn trước ngày đổ.

Với giám sát: nắm rõ biện pháp, tuân thủ và kiểm soát đúng quy trình đã được hướng dẫn — kết cấu chuyển không có chỗ cho “ứng biến” ngoài hiện trường.

Góc nghiên cứu

Bản sao số nhiệt cho khối đổ

Các cảm biến nhiệt đặt sẵn trong khối đổ tạo ra đúng loại dữ liệu mà một mô hình phần tử hữu hạn nhiệt cần. Hiệu chỉnh mô hình nhiệt (nhiệt thủy hóa, hệ số trao đổi nhiệt bề mặt) theo số đo trong 24–48 giờ đầu sẽ cho phép dự báo đỉnh nhiệt và chênh lệch nhiệt cho những ngày tiếp theo — từ đó quyết định khi nào tăng lưu lượng nước làm mát hay khi nào được tháo lớp xốp, thay vì chỉ đo và ghi sổ.

Tương tự, gắn cảm biến tải lên một số cây chống đại diện sẽ cho biết hệ chống thực sự chịu bao nhiêu trong lúc đổ — dữ liệu hiếm hoi để kiểm chứng giả thiết thiết kế kết cấu tạm.

In high-rise buildings, a transfer structure is the storey that “carries” all the columns and walls above and redirects their loads onto a sparser column grid below (often to open up lobbies or retail podiums). Transfer beams 1.5–2.5 m deep, thousands of cubic metres of concrete and over a thousand tonnes of steel in one slab make this both a temporary-works problem (the shoring must carry a huge mass of fresh concrete) and a mass-concrete problem (heat of hydration causes cracking).

This article distils lessons from five transfer slabs built in practice, with my own perspective added.

1. Real scale: five transfer slabs we have built

Project Slab area Concrete volume Beam depth Pouring strategy
A 1,800 m² 1,870 m³ 2.2–2.3 m Single monolithic pour
B 2,500 m² 2,400 m³ 2.5 m 2 pours
C 1,500 m² 2,000 m³ 2.0 m 2 pours
D 4,550 m² 3,500 m³ 1.5–1.7 m 1 pour
E 1,850 m² 1,800 m³ 1.9 m 1 pour

All five used Ringlock scaffolding for shoring. The deeper the beams (≥ 2 m), the more likely the pour was split.

2. Why does mass concrete crack?

Under the Vietnamese standard TCXDVN 305:2004, an element counts as mass concrete when it is large enough for thermal tensile stresses from cement hydration to exceed the concrete’s tensile strength — typically when both the smallest side and the height exceed 2 m. But size is only one factor; what matters is recognising and quantifying the cracking risk.

The principle is simple: materials expand when hot and contract when cool. Volume change alone causes no stress — stress only appears when that movement is restrained.

External restraint cracking
External restraint (new concrete held by older concrete or the base): cracks often run through the full section, perpendicular to the restraint — far more serious.

Pour temperature depends on cement type and content · initial material temperatures · pour size · weather · formwork material and striking time · curing method. Standards (ACI 207, BS 8110, TCXDVN 305) all limit the core-to-surface temperature difference to about 20°C, and cap the peak temperature in the pour (around 70–75°C depending on the standard).

3. Four ways to reduce cracking

  1. Reduce volume change — lower the heat: less cement, mineral admixtures, cooled materials.
  2. Reduce restraint — sensible pour sizes and sequencing.
  3. Increase the concrete’s crack resistance.
  4. Distribute cracking — anti-crack reinforcement so cracks are many and fine rather than few and wide.

Materials: fresh-concrete temperature at placement no more than 25°C, ideally ≤ 20°C — chilled water or ice, shaded and sprinkled aggregates, less cement through admixtures.

Construction: pour at night, insulate truck mixers and pump lines, embed cooling pipes, and wrap the pour in insulation so the surface doesn’t cool too fast.

When is anti-crack steel needed? Side and height ≤ 1 m: not required. 1–2 m: nominal steel recommended. Over 2 m: anti-crack reinforcement must be designed, with crack-prevention measures during construction.

Temperature monitoring: every 2 hours for the first 48 hours, every 6 hours from 48 to 120 hours, then once each morning until the core drops below 45°C.

Temperature chart
Measured temperatures at the core, top, bottom and corner of a pour: a sharp rise in the first one to two days, a peak of about 65°C, then slow cooling.

4. One pour or several?

  Single pour Multiple pours
Programme Fast (Project A: 42 days) Longer (Project A with 2 pours: 47 days)
Quality Monolithic concrete Construction joints to treat and scabble
Shoring More equipment, very high loads Shoring can be optimised
Mass concrete Thermal control required (admixtures, monitoring, curing) Thermal-cracking risk reduced
Concrete supply Highly dependent on plant capacity Less dependent
Safety risk High Lower

TCXDVN 305 limits each continuous lift to 1.5 m and requires at least 4 days between lifts. With split pours there are three ways to share the load:

  1. Shoring carries both pours — the first pour only carries its own weight once it has gained strength.
  2. Shoring carries the first pour and part of the second — hard to assess how props and first-pour concrete share load; higher cracking risk in pour 1.
  3. Shoring carries only the first pour — pour 1 must carry all of pour 2; extra flexural and shear steel, and cracking risk from early loading.
Scabbling a construction joint
Scabbling the construction joint between pours — shear reinforcement across the joint must also be checked.

5. Shoring for transfer structures

Design workflow: propose options → preliminary design → evaluate (technical, cost, programme, subcontractor capability, client requirements) → detailed calculation → drawings → internal check and independent review. Loads usually have to be carried down through several levels of back-propping, so the number of propped floors is itself a design variable.

6. Reinforcement: a logistics problem

Project A needed about 1,200 tonnes of steel for the transfer slab, fixed in roughly 26 days. With such congestion, the fixing sequence was modelled in 3D and taught to every gang before work started.

The biggest quality risk is honeycombing because the steel is so dense. Remedies: bundle bars in pairs to leave gaps for concrete to pass, plan batches and pours carefully, and inspect the batching plant the day before the pour.

For supervisors: know the method, follow it and control every step exactly as briefed — a transfer structure leaves no room for improvising on site.

Research angle

A thermal digital twin of the pour

Temperature sensors cast into the pour produce exactly the data a thermal finite-element model needs. Calibrating that model (heat of hydration, surface heat-transfer coefficients) against the first 24–48 hours of readings would let us forecast peak temperature and gradients for the following days — and decide when to increase cooling-water flow or remove insulation, rather than simply logging numbers.

Likewise, load cells on a few representative props would reveal what the shoring actually carries during the pour — rare data for validating temporary-works design assumptions.

Nội dung thể hiện kinh nghiệm và quan điểm cá nhân, được khái quát hóa và không đại diện cho bất kỳ công ty, chủ đầu tư hay dự án cụ thể nào. This article reflects personal experience and opinion, generalised for sharing; it does not represent any specific company, client or project.