Công nghệ thích hợp đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công kết cấu nhà cao tầng tại Việt Nam

137 S¬ 28 - 2017 Công nghệ thích hợp đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công kết cấu nhà cao tầng tại Việt Nam Appropriate technology and quality assurance structure and progress for high-rise building in Vietnam Vũ Hải Nam Tóm tắt Mỗi hình thức kết cấu sẽ có công nghệ thi công tương ứng thích hợp. Trình tự thi công, đặc điểm công nghệ và những điều cần chú ý trong từng công nghệ khác nhau. Tác giả kiến nghị 6 biện pháp công nghệ thi công kết cấu phần thân nhà cao tầng để giúp các doanh nghiệp xây lắp có thể tự lựa chọn công nghệ thích hợp với khả năng của từng đơn vị nhằm mục đích đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công xây dựng công trình. Từ khóa: Công nghệ thi công, công nghệ thích hợp, nhà cao tầng Abstract Each structural form will have the corresponding construction technology appropriate. The order of construction, technological characteristics and attention in different technologies. The author proposes 6 technological measures to construct the structure of the high-rise building to enable construction enterprises to choose their own technology that suits their ability to ensure quality and advance construction level. Keywords: Construction technology, appropriate technology, construction progress Vũ Hải Nam TCT Đầu tư và phát triển nhà Hà Nội ĐT: 0913559760 Đặt vấn đề Đảm bảo chất lượng và tiến độ liên quan đến quá trình quản lý ở tất cả các cấp và trong tất cả các bộ phận của tổ chức dự án nói chung và với kết cấu của công trình xây dựng nói riêng. Mối quan tâm hàng đầu của chủ đầu tư và nhà thầu xây dựng là đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công. Bài viết đề xuất một số dạng công nghệ thích hợp cho việc thi công kết cấu phần thân nhà cao tầng ứng với từng biện pháp công nghệ đã đúc kết từ các tài liệu khoa học [2], [3], [8], [9] và thực tế áp dụng tại các công trình mà tác giả trực tiếp tham gia và chỉ đạo thi công. Tác giả đề xuất 6 biện pháp công nghệ thích hợp thi công kết cấu phần thân. 1. Biện pháp công nghệ thi công kết cấu cột, dầm, vách và sàn, lắp dựng ván khuôn một lần và đổ bê tông một lần 1.1. Trình tự thi công: Thể hiện trên sơ đồ 1.2. Đặc điểm công nghệ thi công: Bê tông (BT) đổ liên tục một lần, không có mạch ngừng thi công dầm và cột, dầm và vách, tính liền khối của kết cấu (KC) tốt. Về phương diện công nghệ thi công: dùng công nghệ lắp dựng (LD) ván khuôn một lần, đổ BT một lần, đơn giản hoá trình tự thi công, tăng nhanh tốc độ thi công, rút ngắn chu kỳ thi công. 1.3. Những điểm chính của công nghệ thi công và những điều chú ý: - Sau mỗi lần lắp dựng ván khuôn (VK) lại đổ BT một lần liên tục, cho nên phải chú ý dùng các biện pháp tăng tính ổn định tổng thể của hệ thống VK. Đổ BT cột và vách trước, đổ BT dầm, sàn sau, để tránh cho hệ thống VK bị nghiêng và VK cột, vách bị biến dạng. - Nếu cốt thép ở nút dầm và cột, dầm và vách tương đối dày đặc thì đổ và đầm BT cột vách từ trên xuống rất khó. Nên phải bố trí thêm cửa đổ và đầm BT để tránh phân tầng BT và bị rỗ ở cột và vách. - Khi đổ BT cột, vách phải kịp thời xử lý cốt thép bị xô lệch và BT thừa ở dầm, sàn. 2. Biện pháp công nghệ thi công lắp dựng ván khuôn một lần, đổ bê tông hai lần cho cột, vách, dầm, sàn 2.1. Trình tự thi công: Thể hiện trên sơ đồ 2.2. Đặc điểm công nghệ thi công: Lắp dựng xong VK sàn, đổ BT vách, cột trước, sau đó buộc cốt thép dầm, sàn. Như vậy, thi công đổ BT cột, vách tương đối thuận lợi, dễ đảm bảo chất lượng. Khi VK sàn chịu tải trọng thi công BT, BT của cột, vách đã đạt đến một cường độ nhất định, nên tăng rất nhiều tính ổn định toàn khối của hệ thống VK, nhưng hai lần đổ BT phải có mạch ngừng thi công ở đỉnh cột, vách, tính toàn khối của KC không tốt bằng đổ BT một lần. 2.3. Các điểm chính công nghệ thi công và các vấn đề chú ý: - Do cột và vách, dầm và sàn tách làm hai lần đổ BT (trước và sau), nên việc xử lý mạch ngừng của BT dầm với cột, vách phải chừa chỗ dọn vệ sinh tại khe thi công ở đỉnh VK cột, vách. Trước khi đổ BT, phải đổ lớp vữa xi măng cát dày 3-5cm có cùng mác hoặc cao hơn một cấp so với mác BT tại vị trí đó. - Mạch ngừng tại đỉnh cột, vách phải để theo yêu cầu của quy phạm hoặc thiết kế và phải chú ý để đủ chiều sâu chôn cốt thép neo của dầm khung. 3. Biện pháp công nghệ thi công tách rời cột, vách với dầm, sàn 3.1. Trình tự thi công: Thể hiện trên sơ đồ 3.2. Đặc điểm công nghệ thi công: Nếu dùng công nghệ truyền thống cùng lắp dựng VK cột, vách, dầm, sàn và gần 138T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG KHOA H“C & C«NG NGHª như đồng thời tháo dỡ VK chịu tải cùng VK không chịu tải. Như vậy sẽ ảnh hưởng đến độ luân lưu của VK không chịu tải vì chúng không được tháo dỡ sớm nên làm tăng khối lượng VK. Công nghệ này thích hợp khi cột, vách, dầm dùng VK tổ hợp khối lớn kiểu tháo lắp; cốt thép cột, dầm lắp đặt tổng thể, trình độ cơ giới hoá thi công tương đối cao. Sàn thao tác buộc cốt thép và đổ BT cột và dầm nên tổ hợp thành kiểu định hình liền khối để thuận lợi cho cẩu chuyển và dùng luân lưu. 3.3. Những điểm chính của công nghệ thi công và các vấn đề chú ý: - Do dầm, cột đều sử dụng các tấm đơn lần lượt thi công lắp dựng, độ cứng của hệ thống VK này kém hơn độ cứng tổng thể của hệ thống VK mà cột, dầm, sàn lắp dựng một lần. Vì vậy, giữa các VK cột cũng như VK dầm phải dùng các biện pháp ổn định theo phương ngang và tránh dịch chuyển nghiêng để hạn chế chuyển vị và biến dạng. - Khi thi công trong điều kiện nhiệt độ bình thường, cường độ BT khi tháo dỡ VK của cột, dầm không được thấp hơn 30kG/cm2. - Về mặt cấu tạo, VK cột phải gia công thành hai bộ phận: phần dưới của cột và đầu cột (phía sát đáy dầm) sau đó tổ hợp một lần. Khi đổ BT cột xong, lúc BT đạt tới cường độ tháo VK thì tháo dỡ VK phần dưới, để lại VK đầu cột. 4. Biện pháp công nghệ thi công ván khuôn bay đổ tại chỗ cột, dầm, vách và sàn VK bay là một loại VK sàn được chế tạo, gia công và lắp dựng ở trình độ cao. Công nghệ thi công VK bay là một loại công nghệ thi công mà hệ thống VK sàn gồm một hoặc hai mảng, VK tổ hợp cho một gian KC tiến hành lắp đặt, tháo dỡ, vận chuyển tổng thể [4]. Có hai loại VK bay: Dạng chống (dùng tương đối rộng rãi) và dạng treo. Tải trọng thi công của sàn tầng trên mà mặt VK tiếp xúc được truyền tới sàn tầng dưới, thông qua hệ thống chống đỡ của chính bản thân nó. Trình tự thi công, đặc điểm và các điều chú ý của công nghệ thi công như sau: 4.1. Trình tự thi công: Trên sơ đồ 4.2. Đặc điểm công nghệ thi công ván khuôn bay: Cấu tạo của VK bay tương đối linh hoạt, mặt VK có thể dùng tấm thép định hình, tấm gỗ nhiều lớp, tấm chất dẻo ép. Hệ thống chống đỡ có thể dùng ống thép có khoá, giá đỡ nhiều công năng bằng hợp kim nhôm. VK bay dùng phương pháp (PP) lắp đặt, tháo dỡ, di chuyển tổng thể, nên năng suất lao động cao, tốc độ thi công nhanh, giảm nhiều thao tác LD và cải thiện điều kiện lắp dựng, giảm hao phí linh kiện cho tháo dỡ, lắp rời của VK. Trong quá trình thi công không chiếm nhiều mặt trận công tác, có lợi cho việc quản lý thi công tại hiện trường. Nếu xử lý phẳng bề mặt VK thì sau khi tháo VK, mặt đáy sàn bằng phẳng nên không cần trát vữa. 4.3. Những điểm chủ yếu và những điều chú ý trong công nghệ thi công ván khuôn bay: a) Các điều chú ý khi lắp đặt, tháo dỡ ván khuôn bay: - Lúc nâng, hạ VK cần nhiều người cùng xoay, thao tác thiết bị điều chỉnh, tránh lên xuống không đều làm biến dạng VK. Khi nâng VK, điều chỉnh đồng bộ các chân vít ở 4 góc, sau đó đến các chân vít giữa để tránh VK bị xoắn. - Khi VK bay chịu tải của BT đổ, các chi tiết của VK bay do chịu nén và chuyển vị của các điểm nút mà sinh ra lún. Vì vậy mặt VK bay sau khi nâng VK phải cao hơn cao độ thiết kế 3-5mm. - Khi hạ VK: hạ các chân chống giữa trước, sau đó hạ chân chống bốn góc để mặt VK tách rời khỏi BT. Nếu mặt VK chưa tách rời khỏi BT, nên hạ 2-3cm, sau rung động một Hình 1. Trình tự thi công cột, dầm, sàn lắp dựng ván khuôn một lần và đổ bê tông một lần Hình 2. Trình tự thi công cột, dầm, sàn lắp dựng ván khuôn một lần và đổ bê tông hai lần Hình 3. Trình tự thi công ván khuôn tách rời cột, vách với ván khuôn dầm sàn 139 S¬ 28 - 2017 chút, mặt VK sẽ tách rời khỏi mặt BT. b) Các điều chú ý khi cẩu chuyển ván khuôn bay: Có ba PP dùng cẩu tháp chuyển ra: - Một là PP chuyển nghiêng cáp trước, cáp sau không bằng nhau, khi đẩy được 1/3 VK bay ra thì móc cáp vào đầu trước VK, tiếp tục đẩy cáp treo ra 2/3, móc cáp vào điểm treo đầu sau của VK, sau đó chuyển toàn bộ VK bay rời khỏi công trình. Lúc rời khỏi công trình VK bị chao đảo mạnh, cạnh của VK dễ đập vào cạnh sàn. PP này thao tác đơn giản, nhưng an toàn không cao. - Hai là PP điều chỉnh cáp đưa ngang ra: nghĩa là cáp cẩu sau khi nối với ròng rọc kéo tay, khi đẩy VK bay ra ngoài 1/3, cáp ngắn của cẩu tháp móc vào điểm treo đầu trước của VK bay đồng thời nhích móc cẩu để trọng lượng đầu trước VK bay do cẩu tháp cẩu giữ. VK bay ở trạng thái ngang bằng, tiếp tục đẩy ngang VK bay ra ngoài. VK bay rời công trình ổn định. - Ba là PP chuyển nghiêng ra (cáp trước và cáp sau bằng nhau): Khi đẩy VK bay ra ngoài 1/3, điểm cẩu trước của VK bay móc vào cáp trước của cẩu tháp, sau đó với sự phối hợp của cẩu tháp tiếp tục đẩy ra 2/3 đến lúc thấy điểm treo thì dừng, móc đầu trước của VK vào móc giữ cẩu tháp, từ từ hạ cáp trước để đầu VK nghiêng về phía trước và phần sau vồng lên đội chặt vào đáy sàn. Lúc này móc ngay cáp sau, móc cáp của cẩu tháp nhích lên trên, làm cho VK bay ở trạng thái thăng bằng, trọng lượng VK bay do bốn sợi cáp treo chịu đều. [4] Lưu ý: Cả ba PP chuyển VK bay trên, trong suốt quá trình dịch chuyển VK từ bắt đầu đẩy ra đến lúc kết thúc đều phải dùng dây neo giữ (thường dùng cáp ni lông) buộc chắc phần khung đoạn sau của VK vào cột của KC công trình. Cùng với việc đẩy chuyển VK ra ngoài, đặc biệt là khi đẩy ra 2/3, từ từ nới cáp để tránh trượt VK bay ra, gây ra sự cố. [10] 5. Biện pháp công nghệ thi công kết cấu cột, vách, dầm đổ tại chỗ; tấm sàn đúc sẵn có lớp chồng Thi công KC cột, vách, dầm đổ tại chỗ, tấm sàn đúc sẵn có lớp chồng gồm hai PP thi công chính: - Lắp đặt tấm sàn đúc sẵn trước đổ BT dầm sau; - Đổ BT dầm trước, lắp đặt tấm sàn đúc sẵn sau. Công nghệ thi công của từng biện pháp như sau: 5.1. Biện pháp công nghệ thi công kết cấu cột, vách, dầm đổ tại chỗ; lắp đặt tấm sàn đúc sẵn trước, đổ bê tông dầm (và bê tông lớp chồng) sau: a. Trình tự thi công: Thể hiện trên sơ đồ b. Đặc điểm công nghệ thi công: PP này do đổ BT một lần cho lớp chồng, nút sàn đúc sẵn và dầm đổ tại chỗ, vì vậy tính liền khối của cấu kiện ngang tốt. Về trình tự thi công, lắp đặt một lần VK dầm và hệ đỡ tấm sàn đúc sẵn, tiến hành đổ BT một lần. Theo PP này các công đoạn lắp dựng, tháo dỡ sàn thao tác đơn giản hơn PP truyền thống, rút ngắn thời gian thi công. Sàn đúc sẵn và các tải trọng thi công ở trên nó do hệ thống chống đỡ dầm chịu, vì vậy cường độ BT dầm cột đạt 25-30kg/cm2 có thể tháo dỡ VK cột và VK thành dầm, tăng chu kỳ luân chuyển VK. c. Các điểm chính của công nghệ thi công và các điều chú ý: - Do sàn đúc sẵn đặt trực tiếp lên VK thành của dầm (hoặc trên giá đỡ của dầm), vì vậy khi tính khả năng chịu tải của hệ thống đỡ dầm, ngoài việc cần xem xét tải trọng thi công của bản thân tầng đó và gia cường tính ổn định tổng thể thì đồng thời phải xem xét tác động và ảnh hưởng của tải trọng thi công truyền đến do KC các tầng trên liên tục thi công lên cao. - Các cột chống của hệ thống chống đỡ các tầng phải thẳng đứng trên cùng một trục, đồng thời cần đặt tấm đệm chân các cột chống để tránh sàn chịu cắt lớn mà phá hoại. - Sau khi lắp tấm sàn đúc sẵn và trước khi chịu tải trọng thi công, phải gia cố tốt thanh chống đứng tạm thời của sàn để tránh tấm sàn đúc sẵn có độ võng lớn sinh ra vết nứt ở nút sàn và sàn, sàn và dầm khi cường độ BT nút còn chưa cao, hoặc dầm sàn đúc sẵn bị nứt do chịu tải trọng vượt quá thiết kế. 5.2. Biện pháp công nghệ thi công kết cấu cột, vách, dầm đổ Hình 4. Trình tự thi công ván khuôn bay đổ bê tông tại chỗ cột, dầm, vách và sàn Hình 5. Trình tự thi công cột, vách, dầm đổ bê tông tại chỗ; tấm sàn đúc sẵn có lớp chồng 140T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG KHOA H“C & C«NG NGHª tại chỗ; đổ bê tông dầm trước, lắp đặt tấm sàn đúc sẵn (và bê tông lớp chồng) sau: a. Trình tự thi công: Thể hiện trên sơ đồ b. Đặc điểm công nghệ thi công: Cột, vách, dầm thi công trước nên VK cột, vách và VK thành dầm có thể tháo dỡ trước, khi cường độ BT đạt 25- 30kg/cm2. Thuận lợi cho việc tăng nhanh luân chuyển, tiết kiệm đầu tư VK. Khi lắp đặt tấm sàn: BT cột dầm đã đạt cường độ nhất định, so với công nghệ lắp dựng trước, đổ BT sau, hệ thống VK có tính ổn định lớn, có thể tiết kiệm vật liệu gia cố chống đỡ ổn định bộ phận. Thi công cột, dầm, vách riêng rẽ làm cho thao tác thi công đổ BT đơn giản, dễ đảm bảo chất lượng. Nhưng vì lớp chồng và dầm chính, dầm phụ chia làm hai lần đổ BT nên tính liền khối cấu kiện ngang của KC không tốt bằng đổ BT một lần. c. Các điểm chính của công nghệ thi công và các điều chú ý: - Do KC liên tục thi công lên cao nên tải trọng thi công của sàn và tải trọng thi công của tầng trên thông qua dầm đổ tại chỗ và sàn đúc sẵn truyền đều vào giá đỡ cột chống của dầm và tấm sàn đúc sẵn. Vì vậy, việc tính toán sức chịu tải của giá đỡ dầm và các cột chống gia cố sàn phải xem xét đầy đủ tải trọng này để tránh xảy ra sự cố nứt dầm sàn do sức chịu tải của giá đỡ và cột chống không đủ. - Giá đỡ dầm hoặc cột chống, cột chống gia cố đỡ tạm thời của sàn đúc sẵn thì dưới chân phải có bản đệm liền, để sàn đúc sẵn cùng đồng thời chịu tác động của tải trọng. Kết luận Mỗi hình thức kết cấu đòi hỏi có một công nghệ thi công tương ứng phù hợp, đồng thời trình tự thi công, đặc điểm công nghệ và những điều cần chú ý trong từng công nghệ khác nhau. Bằng kinh nghiệm trực tiếp thi công các công trình cao tầng và kinh nghiệm quản lý đã được đúc kết, tác giả đề xuất một số dạng công nghệ thích hợp cho việc thi công kết cấu phần thân nhà cao tầng ứng với từng biện pháp công nghệ cụ thể./. Tài liệu tham khảo 1. Võ Quốc Bảo (2003), “Tổ chức thi công kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng nhà cao tầng”, Tuyển tập hội thảo Chất lượng và công nghệ xây dựng nhà cao tầng QTCB ‘03. 2. Nguyễn Tiến Chương (2004), “Tổng quan về kết cấu và công nghệ xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam”, Hội thảo về Công nghệ và vật liệu mới trong thi công nhà cao tầng. 3. Lê Thanh Huấn (2007), Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép, NXB Xây dựng. 4. Bùi Mạnh Hùng (2007), Công nghệ ván khuôn và giàn giáo xây dựng, NXB Xây dựng. 5. Lê Kiều (2003), “Những vấn đề lưu ý khi thi công nhà cao tầng”, Tuyển tập hội thảo Chất lượng và công nghệ xây dựng nhà cao tầng QTCB ‘03. 6. Nguyễn Đăng Sơn (2007), Hỏi đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng, NXB Xây dựng. 7. Trường Đại học Đồng Tế (Trung Quốc) (1999), Thiết kế tổ chức thi công xây dựng. 8. Triệu Tây An và nhóm tác giả (1996), Hỏi - Đáp thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng (Tập 1, 2), NXB Xây dựng. 9. Anil Hira & Tuan Ngo (2002), “Giới thiệu kết cấu nhà cao tầng hiện đại”, Công nghệ tiên tiến trong thiết kế và thi công nhà cao tầng hiện đại, (1). 10. Anil Hira (2002), “Kỹ thuật thi công nhà cao tầng hiện đại - Các xu hướng gần đây”, Công nghệ tiên tiến trong thiết kế và thi công nhà cao tầng hiện đại, (1). 11. (2001), ,北京. Hình 6: Trình tự thi công cột, vách, dầm đổ bê tông tại chỗ; đổ bê tông dầm trước, lắp đặt tấm sàn đúc sẵn và đổ bê tông lớp chồng sau