Cách thi công thép cột bê tông: Cốt dọc, đai và nối chồng theo TCVN
Cột bê tông cốt thép là cấu kiện chịu lực nén dọc trục kết hợp mô men uốn, đòi hỏi bố trí cốt dọc đủ hàm lượng và cốt đai đủ dày để ngăn mất ổn định cột. Bài này hướng dẫn riêng thi công thép cột — thi công thép sàn và móng được trình bày ở các bài riêng biệt.
1. Thành phần cốt thép trong cột
| Thành phần | Chức năng | Thép thường dùng | Yêu cầu tối thiểu |
|---|---|---|---|
| Cốt dọc (cốt chịu lực) | Chịu nén và mô men uốn | CB400V φ14-φ25 | Hàm lượng 0.5-5% (TCVN 5574-2018) |
| Cốt đai (cốt ngang) | Ngăn mất ổn định cục bộ cốt dọc; chịu lực cắt | CB240T-CB300T φ6-φ10 | Khoảng cách ≤ 400mm và ≤ 20d (d=đường kính cốt dọc) |
| Cốt đai gia cường vùng nút | Tăng khả năng chịu lực tại vùng nút cột-dầm | CB240T-CB300T φ8 | Dày hơn: khoảng cách giảm còn 100mm trong đoạn 1.5-2 lần cạnh cột |
2. Hàm lượng cốt dọc trong cột
Theo TCVN 5574-2018, hàm lượng cốt thép dọc trong cột không nhỏ hơn 0.5% và không lớn hơn 5% diện tích tiết diện ngang bê tông. Cả hai giới hạn đều quan trọng: dưới 0.5% không đủ chịu lực; trên 5% khó đầm bê tông và tốn kém.
Ví dụ kiểm tra: Cột 250×250mm. Diện tích tiết diện = 62,500mm². Hàm lượng tối thiểu 0.5% → As tối thiểu = 313mm². 4 thanh φ12 → As = 4×113 = 452mm² (đạt 0.72%). 4 thanh φ14 → As = 4×154 = 616mm² (đạt 0.99%) — phù hợp cho nhà dân 2-3 tầng.
3. Lớp bê tông bảo vệ cột
Theo TCVN 9346:2012, chiều dày lớp bê tông bảo vệ (từ mặt ngoài đai thép đến mặt bê tông) đối với cột phụ thuộc vị trí và môi trường:
- Cột trong nhà, không tiếp xúc trực tiếp với thời tiết: ≥ 20mm
- Cột ngoài trời, tiếp xúc thời tiết: ≥ 30mm
- Cột trong môi trường xâm thực (ven biển, hóa chất): ≥ 40-50mm
- Lưu ý: Lớp bảo vệ tính từ mặt ngoài đai (cốt ngang), không tính từ cốt dọc
4. Khoảng cách cốt đai trong cột
Khoảng cách cốt đai là yếu tố then chốt quyết định khả năng chống mất ổn định và chịu lực cắt của cột. TCVN 5574-2018 quy định:
- Vùng giữa cột (đoạn thông thường): ≤ min(400mm; 20×đường kính cốt dọc nhỏ nhất; cạnh nhỏ nhất của cột)
- Vùng đầu và chân cột (đoạn gia cường): ≤ min(200mm; 10×đường kính cốt dọc) — kéo dài đoạn gia cường 1.5-2 lần cạnh lớn của cột
- Vùng nút khung: Theo thiết kế, thường ≤ 100mm
Ví dụ thực tế: Cột 300×300mm, cốt dọc φ16. Vùng giữa: s ≤ min(400; 20×16=320; 300) = 300mm → chọn s=200mm. Vùng đầu chân: s ≤ min(200; 10×16=160) = 160mm → chọn s=150mm.
5. Nối chồng cốt thép cột
Vị trí nối thép cột quan trọng: chỉ nối tại vị trí có lực thấp, không nối tại vùng nút khung và vùng chịu lực lớn. Chiều dài nối chồng theo TCVN 5574-2018:
| Mác thép | Đường kính | Chiều dài nối chồng tối thiểu | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| CB300T | φ12 | 40d = 480mm | Bê tông M200 trở lên |
| CB400V | φ14 | 45d = 630mm | Thường dùng cột 1-3 tầng |
| CB400V | φ16 | 45d = 720mm | Cột nhà 3-5 tầng |
| CB400V | φ20 | 45d = 900mm | Cột chính nhà nhiều tầng |
| CB500V | φ22 | 50d = 1100mm | Cột công trình lớn |
- Không được nối quá 50% tổng số thanh cùng một vị trí mặt cắt
- Hai nối gần nhau phải cách tối thiểu 1.3 lần chiều dài nối chồng
- Vị trí nối: tại vùng giữa tầng (không phải chân, đầu cột)
6. Quy trình lắp dựng khung thép cột
- Kiểm tra thép chờ: Đo chiều dài thép chờ từ móng/sàn tầng dưới; đảm bảo đủ chiều dài nối chồng.
- Dựng cốt dọc: Lắp cốt dọc thẳng đứng quanh nhóm thép chờ; kiểm tra tim cột bằng dây căng.
- Xâu cốt đai: Xâu đai từ dưới lên; bắt đầu từ đai gia cường đầu cột (khoảng cách 100-150mm), rồi chuyển sang đai thông thường (200mm) ở giữa cột.
- Buộc đai: Buộc chắc tại mỗi giao điểm đai-cốt dọc; đầu móc dây buộc quay vào trong, không chìa ra ngoài gây hở bê tông.
- Gắn con kê: Gắn con kê bê tông hoặc nhựa vào cốt đai tại nhiều điểm để đảm bảo lớp bảo vệ khi đổ ván khuôn.
- Kiểm tra trước nghiệm thu: Đo kích thước tiết diện khung thép, kiểm tra đường kính, khoảng cách, chiều dài nối chồng.
7. Kiểm tra nghiệm thu cốt thép cột
- Số lượng, đường kính cốt dọc đúng bản vẽ
- Hàm lượng cốt thép ≥ 0.5% tiết diện
- Khoảng cách đai đúng theo vùng (gia cường / thông thường)
- Chiều dài nối chồng đủ và đúng vị trí
- Con kê đảm bảo lớp bảo vệ ≥ 30mm (cột ngoài trời)
- Khung thép thẳng đứng, không nghiêng — dùng dây dọi kiểm tra
- Ghi biên bản nghiệm thu ẩn trước khi lắp ván khuôn