Trong thi công xây dựng, giàn giáo là kết cấu tạm thời nhưng lại đóng vai trò quyết định đến an toàn của toàn bộ công trình và tính mạng người lao động. Một trong những nguyên nhân hàng đầu dẫn đến sự cố sập giàn giáo là việc tính toán sai tải trọng và bố trí giằng chéo không đúng khoảng cách. Theo thống kê từ các vụ tai nạn lao động trong ngành xây dựng, phần lớn các sự cố liên quan đến giàn giáo đều xuất phát từ việc không tuân thủ đúng yêu cầu kỹ thuật về tải trọng gió, tải trọng thi công và hệ giằng.
Tại Công ty TNHH Giàn Giáo Việt Xô, chúng tôi nhận thấy nhiều nhà thầu vẫn còn lúng túng trong việc xác định khoảng cách giằng chéo hợp lý dựa trên tải trọng thực tế. Bài viết này Việt Xô sẽ phân tích chi tiết phương pháp tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn hiện hành, cách xác định tải trọng thi công, và mối liên hệ giữa các thông số này với việc bố trí hệ giằng chéo – từ đó giúp quý khách đưa ra quyết định kỹ thuật chính xác cho từng công trình.
Tĩnh tải là trọng lượng của các bộ phận cấu thành hệ thống, bao gồm:
Cây đứng, khung giàn giáo và thanh ngang.
Thanh giằng chéo, giằng ngang và các phụ kiện liên kết.
Mâm sàn, thang và bộ phận bảo vệ.
Lưới hoặc bạt bao che nếu được lắp đặt thường xuyên.
Trọng lượng bản thân cần được xác định dựa trên khối lượng thực tế của từng cấu kiện và số lượng sử dụng. Với hệ thống lớn, việc tổng hợp khối lượng theo danh mục vật tư giúp kiểm soát tải trọng và chuẩn bị phương án vận chuyển, lắp dựng.
Hoạt tải thi công là tải trọng phát sinh trong quá trình làm việc trên giàn giáo. Những thành phần thường gặp gồm:
Trọng lượng công nhân làm việc trên sàn.
Vật liệu xây dựng như gạch, vữa, sơn và các vật tư hoàn thiện.
Dụng cụ, thiết bị thi công.
Tải trọng phát sinh do vận chuyển và thao tác vật liệu.
Không nên mặc định toàn bộ tải trọng được phân bố đều trên sàn. Trong thực tế, vật liệu có thể tập trung tại một khu vực, công nhân làm việc gần nhau hoặc thiết bị tạo tải cục bộ. Vì vậy, phương án tính toán cần xem xét cả tải trọng phân bố và tải trọng tập trung khi có liên quan.
Theo QCVN 18:2021/BXD, tải trọng và tác động trên giàn giáo phải được bố trí sao cho phân bố đều nhất có thể; trong quá trình sử dụng, cần thường xuyên kiểm tra để tránh quá tải hoặc sử dụng sai mục đích.
Gió tạo áp lực lên bề mặt giàn giáo và có thể gây lực ngang, mô men lật hoặc làm tăng nội lực tại các liên kết.
Tác động của gió phụ thuộc vào:
Tốc độ gió thiết kế tại địa điểm xây dựng.
Chiều cao và hình dạng hệ giàn giáo.
Địa hình, mức độ trống trải và công trình xung quanh.
Diện tích bề mặt chắn gió.
Lưới bao che, bạt hoặc vật liệu được treo trên giàn giáo.
Hệ số khí động và điều kiện tác động theo tiêu chuẩn áp dụng.
Giàn giáo có lưới hoặc bạt bao che có thể chịu lực gió lớn hơn đáng kể so với hệ để hở, tùy độ rỗng và đặc tính vật liệu. Do đó, việc bổ sung bạt che cần được đánh giá về tác động kết cấu trước khi thực hiện.
Tùy công trình, kỹ sư có thể cần xem xét thêm tác động do rung động, va chạm, vận chuyển vật liệu, điều kiện nền đỡ và các tình huống bất lợi trong quá trình lắp dựng hoặc tháo dỡ.
Không phải mọi tác động đều xuất hiện đồng thời hoặc được cộng trực tiếp với nhau. Việc lựa chọn tổ hợp tải trọng phải dựa trên trạng thái thiết kế, tình huống sử dụng và tiêu chuẩn áp dụng.
Để phân tích tải trọng thi công, nhà thầu cần lập danh mục các thành phần tải trọng và xác định phạm vi chịu tải của từng bộ phận.
Với trường hợp tải trọng phân bố đều, có thể biểu diễn tổng tải trọng sử dụng theo công thức sơ bộ:
Tải trọng tổng = Tĩnh tải + Hoạt tải thi công
Nếu tải trọng được biểu diễn theo đơn vị diện tích, tổng tải trọng trên một sàn có diện tích (A) có thể ước tính theo:
[ W = (g + q)A ]
Trong đó:
(W): Tổng tải trọng tương ứng với diện tích đang xét.
(g): Tĩnh tải phân bố trên một đơn vị diện tích.
(q): Hoạt tải thi công phân bố trên một đơn vị diện tích.
(A): Diện tích chịu tải.
Đây là biểu thức tổng hợp tải trọng cơ bản, không phải công thức hoàn chỉnh để xác định khả năng chịu lực của giàn giáo. Khi thiết kế, cần sử dụng đúng giá trị tải trọng, hệ số và tổ hợp theo tiêu chuẩn áp dụng.
Sau khi xác định tải trọng trên sàn, kỹ sư cần xem xét đường truyền lực từ mâm sàn đến thanh ngang, cây đứng, chân đế và nền đỡ.
Tải trọng không nhất thiết chia đều cho tất cả cây đứng. Sự phân bố phụ thuộc vào kích thước ô giàn giáo, độ cứng của cấu kiện, vị trí tải trọng, cách liên kết và điều kiện gối đỡ.
Nếu vật liệu tập trung tại một vị trí, một số cấu kiện có thể chịu lực lớn hơn so với trường hợp tải phân bố đều. Vì vậy, nhà thầu không nên chỉ lấy tổng tải trọng rồi chia đều cho số lượng cây chống để kết luận hệ thống an toàn.
Giả sử một khu vực sàn công tác có diện tích 12 m². Để minh họa cách tổng hợp tải trọng, giả định tĩnh tải quy đổi là 0,25 kN/m² và hoạt tải thi công dự kiến là 1,50 kN/m².
Tải trọng tổng theo giả định:
[ W = (0,25 + 1,50)\times12 = 21\text{ kN} ]
Kết quả 21 kN chỉ là tổng tải trọng sơ bộ trên diện tích giả định. Con số này không cho biết mỗi cây đứng phải chịu bao nhiêu lực và cũng không xác nhận giàn giáo có đủ khả năng chịu tải hay không.
Muốn kiểm tra an toàn, cần xác định đường truyền lực, phân bố tải lên từng cấu kiện, độ ổn định tổng thể, sức chịu tải của nền và các yêu cầu thiết kế liên quan. Các giá trị trong ví dụ không phải tải trọng khuyến nghị cho mọi loại giàn giáo.
Ở mức giải thích vật lý cơ bản, áp lực động của gió có thể được biểu diễn bằng công thức:
[ q=\frac{1}{2}\rho v^2 ]
Trong đó:
(q): Áp lực động lý tưởng của dòng khí, đơn vị Pa.
(\rho): Khối lượng riêng của không khí, đơn vị kg/m³.
(v): Tốc độ gió, đơn vị m/s.
Công thức này giúp minh họa mối quan hệ giữa tốc độ gió và áp lực: khi tốc độ gió tăng, áp lực động tăng theo bình phương tốc độ.
Tuy nhiên, không nên sử dụng riêng công thức này để xác định tải trọng gió thiết kế cho giàn giáo. Tính toán thực tế phải xét đến các hệ số, điều kiện địa hình, độ cao, đặc điểm khí động và quy định của tiêu chuẩn liên quan.
Tại Việt Nam, TCVN 2737:2023 – Tải trọng và tác động là tài liệu cần tham khảo khi xác định tải trọng và tổ hợp tải trọng cho kết cấu trong phạm vi áp dụng. Tiêu chuẩn này thay thế TCVN 2737:1995. Xem cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn quốc gia.
Diện tích chắn gió là một yếu tố quan trọng khi đánh giá tác động gió lên giàn giáo.
Với hệ giàn giáo để hở, lực gió tác dụng lên các thanh thép và cấu kiện riêng lẻ. Khi có lưới hoặc bạt che, bề mặt tiếp xúc với gió có thể tăng lên đáng kể.
Khi lập phương án, cần xác định:
Diện tích hình chiếu của hệ giàn giáo theo hướng gió.
Mức độ che kín của lưới hoặc bạt.
Các bề mặt vật liệu được lưu trữ trên sàn.
Khả năng gió tác động từ những hướng khác nhau.
Vị trí và khả năng chịu lực của các điểm neo giữ.
Không nên mặc định lưới bao che luôn làm giảm lực gió. Lưới có độ rỗng khác nhau sẽ có đặc tính cản gió khác nhau, và mức độ tác động cần được xác định theo dữ liệu phù hợp.
Ở mức khái quát, lực gió có thể được mô tả theo dạng:
[ F_w \approx p_d A_e ]
Trong đó:
(F_w): Lực gió tổng hợp theo phương đang xét.
(p_d): Áp lực gió thiết kế tương ứng sau khi xét các hệ số cần thiết.
(A_e): Diện tích chịu gió hữu hiệu.
Công thức trên chỉ thể hiện nguyên lý lực bằng áp lực nhân diện tích. Giá trị (p_d) và (A_e) phải được xác định theo phương pháp thiết kế phù hợp, không thể lấy tốc độ gió bất kỳ rồi áp dụng trực tiếp cho mọi công trình.
Lực gió sau đó cần được truyền qua các cấu kiện, liên kết và hệ neo giữ. Kỹ sư phải kiểm tra khả năng chịu lực của toàn hệ, bao gồm nguy cơ trượt, lật, mất ổn định và quá tải cục bộ.
Giằng chéo có nhiệm vụ truyền lực ngang từ mặt sàn công tác xuống các điểm neo và chân giàn giáo. Khoảng cách giằng chéo càng lớn thì khả năng chống xô ngang càng giảm, đồng thời độ võng của thanh giằng càng tăng. Ngược lại, khoảng cách nhỏ hơn yêu cầu sẽ làm tăng số lượng vật tư và thời gian lắp dựng mà không mang lại lợi ích kinh tế.
Dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và kinh nghiệm thi công, có thể phân loại khoảng cách giằng chéo theo chiều cao giàn giáo và mức tải trọng như sau:
Với giàn giáo có chiều cao dưới 24 mét:
Giằng chéo phải được bố trí ở hai đầu và các góc của hệ giàn giáo
Khoảng cách dọc theo chiều dài không quá 15 mét giữa các bộ giằng liên tiếp
Giằng phải kéo dài liên tục từ chân đế lên đỉnh
Với giàn giáo có chiều cao từ 24 mét trở lên:
Giằng chéo liên tục phải được lắp đặt trên toàn bộ mặt ngoài từ chân đế đến đỉnh
Không được ngắt quãng giằng ở bất kỳ tầng nào
Về góc nghiêng của thanh giằng:
Góc giữa thanh giằng chéo và mặt phẳng ngang phải nằm trong khoảng 45° đến 60°. Góc 45° là tối ưu về mặt truyền lực, trong khi góc lớn hơn 60° làm giảm hiệu quả chống xô ngang.
Khi tải trọng gió tính toán tăng lên (do công trình ở vùng gió mạnh, hoặc giàn giáo có bao che), cần giảm khoảng cách giằng chéo so với tiêu chuẩn cơ bản. Cụ thể:
Nếu áp lực gió thiết kế vượt quá giá trị tiêu chuẩn 20%, nên giảm khoảng cách giằng dọc xuống còn 10-12 mét thay vì 15 mét.
Đối với giàn giáo có lưới bao che toàn bộ, nên bố trí giằng chéo ở mỗi bước 3-4 vịnh thay vì 4-6 vịnh như thông thường.
Khoảng cách giằng chéo không thể tách rời khỏi hệ neo. QCVN 18:2021/BXD yêu cầu giàn giáo phải được liên kết chắc chắn với công trình theo cả phương dọc và ngang, và không được neo vào các kết cấu yếu như tường gạch rỗng, ống thoát nước . Khoảng cách neo cũng cần được tính toán song song với khoảng cách giằng chéo để đảm bảo lực được truyền liên tục từ giàn giáo vào kết cấu chính.
Công ty TNHH Giàn Giáo Việt Xô là đơn vị chuyên sản xuất và cung cấp giàn giáo, cốp pha thép cùng nhiều thiết bị xây dựng chất lượng cao cho các công trình trên toàn quốc.
Sản phẩm chính
Giàn giáo khung.
Giàn giáo nêm.
Cốp pha thép.
Kích tăng.
Xà gồ thép.
Mâm thao tác.
Phụ kiện giàn giáo.
Gia công cơ khí theo yêu cầu.
Lợi thế khi hợp tác với Việt Xô
Chủ động sản xuất tại nhà máy.
Sử dụng thép đạt tiêu chuẩn.
Gia công bằng máy móc hiện đại.
Mối hàn chắc chắn.
Kiểm tra chất lượng trước khi xuất xưởng.
Đa dạng lựa chọn bề mặt: sơn dầu hoặc mạ kẽm theo yêu cầu.
Hỗ trợ tư vấn giải pháp phù hợp với từng loại công trình và ngân sách.
Đội ngũ kỹ thuật của Việt Xô luôn sẵn sàng hỗ trợ khách hàng lựa chọn loại giàn giáo phù hợp nhất, đảm bảo hiệu quả đầu tư và an toàn trong quá trình thi công.
Tính toán tải trọng gió và tải trọng thi công là bước không thể bỏ qua để xác định khoảng cách giằng chéo hợp lý cho giàn giáo. Việc áp dụng đúng công thức theo tiêu chuẩn, kể đến hệ số an toàn 4, yếu tố thời gian, ảnh hưởng của bao che, và tuân thủ các quy định về khoảng cách giằng (≤ 15m cho giàn giáo dưới 24m, liên tục cho giàn giáo trên 24m, góc nghiêng 45°-60°) sẽ giúp nhà thầu đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình.
Đừng để những rủi ro về kết cấu giàn giáo ảnh hưởng đến tiến độ và uy tín của quý khách. Hãy liên hệ ngay với Công ty TNHH Giàn Giáo Việt Xô để được tư vấn kỹ thuật miễn phí và nhận báo giá chi tiết cho dự án của quý khách.
Nếu bạn đang cần sản xuất và thuê giàn giáo chất lượng cao, giá tốt, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn chi tiết.
Website: www.giangiaovietxo.com
Liên hệ tư vấn:
0919.333.888 (Mr. Tuấn)
0979.28.1313 (Mrs. Huệ)
0813.111.234 (Mr Tiến)
Email: giangiaoxaydungvietxo@gmail.com
