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.
Trang 1S¬ 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
Trang 2138T„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
Trang 3S¬ 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
Trang 4140T„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).
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