Khe co giãn là gì? Phân loại, cấu tạo và tác dụng của khe co giãn

Để ngăn chặn các vấn đề nứt gãy làm suy yếu kết cấu, giảm tính thẩm mỹ và gây nguy hiểm cho giao thông, việc sử dụng khe co giãn bê tông trở thành một giải pháp quan trọng.Cùng ATN khám phá chi tiết các loại khe co giãn cùng cấu tạo và tác dụng của chúng trong công tác thi công cầu đường. Xem ngay!

1 Khái niệm về khe co giãn

1.1 Khe co giãn là gì?

Khe co giãn (hay còn gọi là khe biến dạng, khe nứt) là một thành phần không thể thiếu trong thi công xây dựng, được thiết kế như các khoảng hở hẹp để chia nhỏ công trình thành các khối riêng biệt. Nhờ đó, chúng giúp giảm thiểu nứt vỡ hoặc phá hủy cấu trúc do các tác động từ thời tiết khắc nghiệt hoặc áp lực ngoại lực.

Trong thực tế, khe co giãn được ứng dụng phổ biến ở các công trình có chiều dài mặt sàn vượt 40m, những khu vực có nền đất yếu hoặc địa chất phức tạp. Kích thước của khe co giãn sẽ được điều chỉnh linh hoạt dựa trên nhiều yếu tố như:

• Quy mô và loại hình công trình.
• Điều kiện thời tiết, khí hậu.
• Chênh lệch về trọng lượng và khả năng chịu tải của kết cấu.

Giảm thiểu nứt vỡ hoặc phá hủy cấu trúc 

Sản xuất khe co giãn thường dao động từ 15 – 500mm, đảm bảo khả năng giãn nở hoặc co rút vật liệu mà không ảnh hưởng đến độ bền. Sử dụng đúng kích thước và vị trí của khe co giãn giúp gia tăng tuổi thọ cho các công trình lớn như cầu đường, tòa nhà cao tầng.

1.2 Khe co giãn tiếng anh là gì?

Trong xây dựng, “khe co giãn” có hai thuật ngữ tiếng Anh là Contraction joint (co) và Expansion joint (giãn), dùng trong tài liệu chuyên ngành.

2 Tác dụng của khe co giãn là gì?

Mọi loại vật liệu đều có khả năng giãn nở hoặc co ngót khi chịu tác động của nhiệt độ. Các công trình cầu cống, đường xá thường tiếp xúc trực tiếp, thay đổi nhiệt độ đột ngột, cùng với áp lực từ các phương tiện giao thông. Do đó, nếu không thi công khe co giãn, công trình dễ nứt gãy, biến dạng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ và tính an toàn.

Hậu quả khi thiếu khe co giãn trong hệ thống cầu đường:

• Mặt đường xuất hiện các vết nứt, nứt vỡ nghiêm trọng
• Giảm tính thẩm mỹ của công trình
• Giảm tuổi thọ và khả năng chịu lực
• Gia tăng chi phí bảo trì và sửa chữa
• Nguy cơ mất an toàn giao thông

Tăng tính thẩm mỹ của công trình

3 Phân loại khe co giãn

3.1 Khe co giãn nhiệt

Khe co giãn nhiệt là loại khe phổ biến nhất, thường được áp dụng cho các công trình có chiều dài từ 50–60 mét. Khe này tạo một khoảng hở hẹp, chia công trình thành hai khối nhằm giảm tác động từ sự giãn nở hoặc co ngót của vật liệu.

Nhờ đó, kết cấu công trình được bảo vệ, tránh nguy cơ nứt vỡ, kéo dài tuổi thọ và duy trì tính an toàn. Sản xuất khe co giãn nhiệt thường dao động từ 1,5–5 cm, phù hợp với từng điều kiện thiết kế và thi công. Đặc biệt, khe chỉ cắt qua phần thân mà không cắt qua móng, với điểm bắt đầu linh hoạt và thường kết thúc tại mái công trình.

3.2 Khe kháng chấn

Khe kháng chấn là một dạng khe tương tự khe nhiệt, được thiết kế để phân tách công trình thành hai phần riêng biệt. Loại khe này có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ kết cấu khỏi các rung chấn địa chất, chẳng hạn như động đất hoặc tác động từ các công trình xây dựng lân cận. 

Nhờ khe kháng chấn, các công trình dân dụng như nhà ở, cao ốc, hay cầu đường có thể tránh được nguy cơ nứt gãy, hư hại khi chịu rung chấn do hoạt động xây dựng hoặc thay đổi địa chất xung quanh. Đây là yếu tố cần thiết để đảm bảo sự an toàn và bền vững cho các công trình trong điều kiện môi trường phức tạp.

3.3 Khe lún

Khe lún là một dạng khe co giãn đặc biệt, có cấu tạo tương tự khe nhiệt và khe kháng chấn. Tuy nhiên, nó được thiết kế để cắt đôi công trình từ phần móng đến mái, chia công trình thành hai phần hoàn toàn tách biệt. Sự phân tách này cho phép các phần của công trình chuyển vị độc lập, giảm nguy cơ hư hại do sụt lún nền móng.

Loại khe này thường được áp dụng ở các công trình có sự chênh lệch lớn về kết cấu, chẳng hạn như khi một dự án kết hợp cả khối nhà thấp tầng và cao tầng. Nhờ vào khe lún, các công trình xây dựng đảm bảo được tính an toàn, giảm thiểu tác động từ yếu tố địa chất và duy trì tính ổn định lâu dài.

4 Cấu tạo khe co giãn đường bê tông

4.1 Cấu tạo khe co bê tông – Contraction joint/Control joint

Khe co, hay còn gọi là Control joint hoặc Contraction joint, được thiết kế để kiểm soát các vết nứt ngẫu nhiên trên bề mặt bê tông. Tác dụng chính của loại khe này là cho phép bề mặt bê tông nứt ở một vị trí được xác định trước, giúp hạn chế hư hại lan rộng do hiện tượng co ngót vì nhiệt. Theo tiêu chuẩn TCVN 9345:2012, khe co bê tông cần tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn.

• Cách 1: Tạo khe trước khi đổ bê tông:
  Chèn vật liệu như gỗ hoặc xốp vào vị trí cần tạo khe trước khi đổ bê tông. Đây là cách phổ biến nhất nhờ tính đơn giản và hiệu quả.
• Cách 2: Tạo khe ngay sau khi đổ bê tông:
  Sử dụng dụng cụ chuyên dụng như bay để tạo khe khi bề mặt còn ướt. Tuy nhiên, phương pháp này ít được sử dụng hơn.
• Cách 3:Cắt khe bằng máy cắt:
  Tiến hành cắt bề mặt khi bê tông đã đạt độ cứng tối thiểu (từ 6–18 giờ, không quá 24 giờ). Sau khi cắt, khe được trám bằng matit hoặc nhựa đường để đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền.

3 cách thi công khe co giãn bê tông

4.2 Cấu tạo khe giãn bê tông – Expansion joint

Khe giãn bê tông, hay expansion joint, có nhiệm vụ phân tách các tấm sàn bê tông và kết cấu khác như cột, trụ, hay tường. Mục đích chính là cho phép các thành phần kết cấu chuyển động độc lập, hạn chế tối đa nguy cơ nứt gãy khi có sự chuyển động xảy ra. Việc thiết kế và thi công khe giãn bê tông phải tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 9345:2012 để đảm bảo tính an toàn và độ bền.

Điểm khác biệt giữa khe giãn và khe co:

• Khe giãn cắt suốt chiều dày của bản bê tông, tách hẳn kết cấu thành hai phần riêng biệt. Khe giãn thường được đặt cách nhau từ 35–40m.
• Khe co chỉ cắt một phần bề dày, giữ nguyên tính liền mạch cơ bản của bề mặt bê tông. Khe co có khoảng cách gần hơn, chỉ từ 5–6m, tùy thuộc vào đặc tính công trình.

Điểm khác biệt giữa khe co và khe giãn

5 Những lưu ý cần nhớ khi cắt khe co giãn đường bê tông

Trong quá trình thi công khe co giãn cho đường bê tông, việc tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật là yếu tố quyết định để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình. Dưới đây là những điểm cần lưu ý:

• Khoảng cách giữa các khe co: Khe co nên được đặt cách nhau khoảng 24–36 lần chiều dày bê tông, thông thường là 30 lần. Ví dụ với mặt sàn bê tông dày 10cm, khoảng cách giữa các khe co sẽ là 3m.
• Độ sâu tiêu chuẩn của khe co: Độ sâu tối thiểu phải đạt ¼ chiều dày bê tông. Ví dụ, đối với tấm bê tông dày 10cm, khe co phải có độ sâu ít nhất 2,5cm.
• Thời điểm tạo khe co: Khe cần được tạo sớm, trước khi bê tông bắt đầu co ngót, tức là trong vòng 12 tiếng sau khi đổ bê tông. Nếu làm chậm, các vết nứt không kiểm soát có thể xuất hiện.
• Đảm bảo thông thoáng khe giãn: Khe giãn không được chứa vật thể lạ như đá, vụn bê tông, đất cát, hay gạch vỡ. Những vật cản này có thể ảnh hưởng đến chuyển động của đầu mút bê tông khi biến dạng.
• Cấu tạo khe giãn: Lớp bê tông tại khe giãn cần bị cắt đứt hoàn toàn. Bề rộng khe tối thiểu là 20mm để đảm bảo khả năng co giãn.
• Sử dụng thanh truyền lực: Thanh truyền lực nên được áp dụng trong các công trình chịu tải trọng lớn để đảm bảo độ bền.
• Vật liệu chèn khe: Sử dụng matit hoặc nhựa đường có tính đàn hồi cao. Vật liệu cần hấp thụ lực tốt và có khả năng trở lại trạng thái ban đầu sau khi biến dạng.

Thi công khe co giãn cho đường bê tông

6. Những câu hỏi thường gặp 

1. Khe co giãn được sử dụng trong các công trình dân dụng nào?
   Khe co giãn không chỉ được áp dụng trong các công trình lớn như cầu đường mà còn phổ biến ở nhà cao tầng, nhà xưởng và thậm chí ở sàn bê tông trong nhà ở nhằm giảm thiểu nguy cơ nứt gãy do biến đổi nhiệt độ hoặc tải trọng.
2. Vì sao khe co giãn quan trọng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới?
   Ở các khu vực nhiệt đới, nhiệt độ thay đổi lớn giữa ngày và đêm hoặc giữa các mùa làm vật liệu giãn nở mạnh. Khe co giãn giúp hấp thụ các biến dạng này, bảo vệ công trình khỏi nứt vỡ không mong muốn.
3. Khe co giãn có cần bảo trì định kỳ không?
   Có, việc kiểm tra định kỳ các khe này là cần thiết để đảm bảo không có vật liệu lạ gây cản trở chuyển động và lớp vật liệu chèn (như nhựa đường hoặc matit) vẫn duy trì được độ đàn hồi cần thiết.

Kiểm tra định kì khe co giãn

4. Làm thế nào để xác định kích thước khe co giãn phù hợp?
   Kích thước khe co giãn được xác định dựa trên chiều dày của kết cấu, tải trọng, và điều kiện khí hậu cụ thể. Thông thường, các tiêu chuẩn kỹ thuật hoặc tư vấn từ kỹ sư xây dựng sẽ giúp đưa ra thông số chính xác.
5. Có giải pháp nào thay thế khe co giãn không?
   Trong một số trường hợp đặc biệt, các giải pháp kỹ thuật như việc sử dụng vật liệu bê tông đặc biệt hoặc công nghệ kết cấu tiên tiến. Phương pháp này có thể hạn chế nhu cầu về khe co giãn, nhưng vẫn cần sự tư vấn từ các chuyên gia xây dựng.

Bài viết trên đã tổng hợp những kiến thức quan trọng về khe co giãn bê tông, một yếu tố không thể thiếu trong lĩnh vực thi công xây dựng, đặc biệt là các công trình cầu đường. Việc lắp đặt khe co giãn không chỉ giúp đảm bảo khả năng chịu lực, tính thẩm mỹ, và tuổi thọ của công trình, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho người sử dụng. Qua bài viết này, ATN hy vọng sẽ đem đến cho bạn những kiến thức bổ ích, giúp bạn hiểu hơn về khe co giãn.