Kết cấu xây dựng hiện đại và xu thế phát triển. Giải pháp kỹ thuật, công nghệ thi công nhà siêu cao tầng toàn khối hay còn gọi là “HỆ KẾT CẤU SHEAR WALL”.Bê tông từ xe bồn được vận chuyển đến vị trí đổ bởi các máy bơm ô tô và máy bơm tĩnh thủy lực công suất cao. Máy bơm ô tô cùng với hệ thống ống phân phối thủy lực đi kèm được sử dụng đổ bê tông phần ngầm và các tầng dưới. Máy bơm tĩnh cùng với hệ thống ống bơm lắp đặt sẵn, dùng để vận chuyển vữa bê tông dọc suốt chiều cao công trình. Phân phối và rót vữa vào ván khuôn được thực hiện bởi hệ thống cần phân phối thủy lực, lắp đặt trong lõi cứng của công trình và dịch chuyển theo chiều cao thi công (hình 3). Cần trục tháp có thể hỗ trợ công tác vận chuyển bê tông lên cao bằng thùng đựng vữa. Để đảm bảo sự ổn định và liên tục của công tác vận chuyển, vữa bê tông phải có độ chảy cao (thường ở mức trên 600mm) và công suất bơm phải đủ lớn.
Trang 1KHOA SAU ĐẠI HỌC
TIỂU LUẬN
MÔN HỌC
KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ XU THẾ
PHÁT TRIỂN
HÀ NỘI 05/2020
Trang 2TIỂU LUẬN KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ XU THẾ PHÁT
TRIỂN
GVHD : PGS.TS PHẠM THANH TÙNG
Học viên : Vũ Hùng Cường
MSHV : 1911.024
Lớp : DAHN1911
Chuyên ngành: QLXD - QL dự án XD
ĐỀ BÀI : Trình bày cụ thể về giải pháp kỹ thuật, công nghệ thi công nhà siêu
cao tầng toàn khối hay còn gọi là “HỆ KẾT CẤU SHEAR WALL”
BÀI LÀM
Trang 3MỤC LỤC:
*MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ HỆ KẾT CẤU SHEAR WALL 5
1 GIỚI THỆU CÔNG NGHỆ THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG TOÀN KHỐI 5
2 LÝ DO CHỌN CÔNG NGHỆ NHÀ SIÊU CAO TẦNG TOÀN KHỐI 6
3 CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BÊ TÔNG 8
CHƯƠNG II: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ……… 11
1.GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ VẬN CHUYỂN, PHÂN PHỐI BÊ TÔNG 11
2.GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ VÁN KHUÔN, CỐT THÉP 13
3 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN LÊN CAO 15
* KẾT LUẬN 17
* LỜI CẢM ƠN 18
* TÀI LIỆU THAM KHẢO………… ……… 18
Trang 4MỞ ĐẦU:
Quá trình phát triển mạnh mẽ về mọi mặt, đặc biệt là trong lĩnh vực kinh
tế, thương mại, đầu tư của đất nước trong xu thế hội nhập, toàn cầu hóa dẫn đến
sự hình thành các tập đoàn kinh tế đa ngành trong nước và sự đầu tư ngày càng tăng, toàn diện của các tập đoàn đa quốc gia nước ngoài Sự phát triển trong lĩnh vực đầu tư xây dựng cơ bản cũng không nằm ngoài dòng chảy đó và tất yếu là nhu cầu về diện tích xây dựng cho mục đích ở, cho thuê, văn phòng, thương mại
và dịch vụ tăng cả về số lượng lẫn chất lượng Kinh nghiệm xây dựng của các quốc gia trên thế giới đã chứng tỏ rằng với việc gia tăng nhanh chóng của giá trị đất xây dựng thì phương án hiệu quả nhất dưới góc độ kinh tế của đầu tư xây dựng là chiều cao công trình phải lớn hơn 30÷50 tầng Ý tưởng xây dựng nhà siêu cao tầng xuất phát từ tư duy về một siêu đô thị phát triển với những định hướng giá trị và đẳng cấp về kiến trúc – xây dựng, trong đó có lợi ích rõ ràng của nhà đầu tư hoặc từ nguyên nhân liên quan đến giá trị quá cao của khu đất xây dựng
Những năm gần đây với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, sự bùng
nổ của các công trình xây dựng các công trình cao tầng gồm các chung cư, căn
hộ cho thuê, văn phòng cho thuê cao cấp Các loại công trình mới được nêu ra thường được gọi là một tòa nhà siêu cao tầng Nhưng thực tế đến nay vẫn chưa
có một định nghĩa hoặc một tiêu chí cụ thể, rõ ràng về nhà siêu cao tầng là như thế nào Theo hội thảo Quốc tế lần thứ IV về nhà cao tầng do Hội nhà cao tầng của Liên hợp quốc tổ chức tại Hồng Công năm 1990, nhà cao tầng được chia ra làm 4 loại: loại 1 từ 9 – 16 tầng; loại 2 tùa 17 – 25 tầng; loại 3 từ 26 đến 40 tầng
và loại 4 trên 40 tầng Cách phân loại này cũng hợp với quan niệm về nhà cao tầng của Việt Nam
Nói tổng quan hơn về nhà “Siêu Cao Tầng”, vật liệu cơ bản được sử dụng
để xây dựng khung chịu lực của nhà siêu cao tầng là bê tông toàn khối Chí ít cho đến nay, rất nhiều nhà chọc trời trên thế giới đã được xây dựng trên nền tảng kết cấu khung chịu lực bê tông toàn khối, trong đó có các tòa nhà như: Burj-Dubai Tower (Burj-Dubai - Ả Rập, 828m, 164 tầng); Petronas Twin Tower (Mãlaixia, 432m, 88 tầng); Bank of China Tower (Hồng Kông, 369m, 70 tầng); Jin Mao Building (Thượng Hải, 421m, 88 tầng); Texas Commerce Tower (Mỹ, 305m, 75 tầng); Federasia Tower – Moscow City (LB Nga, 506m, 94 tầng) và nhiều công trình khác…
Trang 5Cần nhận thấy rằng với sự phát triển nhanh chóng các tòa nhà cao tầng được mọc lên, sản lượng bê tông toàn khối hàng năm sử dụng cho các kết cấu nhà và công trình là một khối lượng rất lớn, bê tông toàn khối chiếm trên 70-75% khối lượng bê tông sử dụng cho xây dựng
Trong thời điểm khoảng 10 năm trở lại đây, ở Việt Nam đã có những công trình siêu cao tầng xây dựng xong và đi vào sử dụng, đó là Bitexco Financial Tower tại TP Hồ Chí Minh (262m, 68 tầng), Keangnam HaNoi Landmark Tower (336m, 48 và 70 tầng), công trình Lotte Center HaNoi (68 tầng), ), Petro VietNam Twin Tower (110 tầng), Posco Vinatex Tower(68 tầng), SaiGon Centre Tower (88 tầng), Vietinbank Tower (68 tầng) đang trong quá trình xây dựng & còn nhiều hơn nữa các dự án nhà siêu cao tầng đang trong giai đoạn thiết kế, lập dự án và nghiên cứu đầu tư …
Những sự kiện trên cho thấy việc đầu tư xây dựng nhà siêu cao tầng ở nước ta là một xu hướng tất yếu và đã có những bước phát triển ban đầu rất khả quan, nếu xét đến khoảng trên chục năm về trước, vấn đề xây dựng nhà cao tầng, nhà siêu cao tầng ở Việt Nam mới chỉ dừng lại ở mức các hội thảo khoa học, nhưng giờ đã thành hiện thực và đang trên đà hội nhập cũng như phát triển mạnh mẽ bởi khoa học công nghệ đang phát triển mạnh mẽ không ngừng với nhiều bước đột phá về công nghệ trong mọi lĩnh vực Ngành Xây dựng là một trong những lĩnh vực có sự áp dụng rất lớn các tiến bộ khoa học kỹ thuật, đã và đang mang lại nhiều hiệu quả đặc biệt là hiệu quả kinh tế và hiệu quả xã hội Khoa học kỹ thuật đã giải quyết nhiều vấn đề cho ngành Xây dựng về chất lượng, chi phí, thời gian; giúp tăng mức độ cơ giới hóa, tăng năng suất lao động,
… ngành Xây dựng của Việt Nam cũng đã và đang đón đầu các công nghệ xây dựng hiện đại và xu thế phát triển của thế giới Đã có các công ty xây dựng Việt Nam triển khai ứng dụng mô hình thông tin công trình BIM (Building Information Modeling); đặc biệt Chính phủ Việt Nam đang rất chú trong phát triển ngành Xây dựng theo hướng Xây dựng bền vững (Sustainable Construction) và Xây dựng tinh gọn (Lean Construction) với mục đích hướng tới phát triển bền vững, ứng phó với biến đổi khí hậu
Sau khi học xong môn học “Kết cấu xây dựng và xu thế phát triển” do
PGS.TS Phạm Thanh Tùng giảng dạy, cùng với những kiến thức tích lũy
được của bản thân Học viên đã có thêm những kiến thức phong phú để vận
dụng vào công việc thực tế của học viên với những kiến thức đã được PGS.TS Phạm Thanh Tùng chia sẻ trong các tiết học, học viên đã và đang nắm bắt lồng
Trang 6ghép các công nghệ mới và xu thế phát triển của ngành xây dựng giúp học viên hiểu biết và có thêm những kiến thức bổ ích mới Cụ thể, học viên được học và tìm hiểu về các công nghệ xây dựng hiện đại như: Công nghệ thi công Top – down, Semi – Topdown; Công nghệ thi công cọc khoan nhồi; cọc Barrette; Công nghệ thi công sàn bóng, sàn dự ứng lực; top base, sàn deck, kết cấu bao che như một số dạng façade, đá, kính, chớp nhôm; xu hướng vật liệu xanh; các
xu thế về phát triển bền vững theo hướng xanh hóa;…
Tuy nhiên trong thực tế triển khai thực hiện áp dụng công nghệ trong quá trình đầu tư đã vấp phải không ít khó khăn do chúng ta chưa có các bộ tiêu chuẩn, qui phạm nền tảng về thiết kế và thi công, trình độ thiết kế, công nghệ và thi công còn non kém, thiếu kinh nghiệm Vì vậy, học viên đề cập tới việc đầu
tư nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ thi công nhà siêu cao tầng hay còn gọi là “HỆ KẾT CẤU SHEAR WALL” ở điều kiện Việt Nam là một vấn đề cấp thiết, mang tính thực tiễn cao, cần thực hiện một cách toàn diện và có chiều sâu hơn nữa
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ HỆ KẾT CẤU
SHEAR WALL.
1 Giới thiệu công nghệ thi công nhà cao tầng toàn khối.
Chính chính sách mở cửa hợp tác đối với các nước trong khu vực cũng như thế giới nên việc các ngành kinh tế có những thay đổi tích cực là một điều chúng ta trông thấy Và tất nhiên ngành xây dựng cũng là một trong những ngành có sự thay đổi chóng mặt về chất cũng như về lượng Cùng với sự xuất hiện đó chính là việc những ngôi nhà cao tầng được mọc lên nhanh chóng
Thông qua chuyên đề về Công nghệ thi công nhà cao tầng bê tông toàn khối thì điều trước tiên bạn sẽ thấy được đó là sự cần thiết xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam và phạm vi áp dụng của nó cụ thể như thế nào Việc thi công nhà cao tầng là một vấn đề khó cần học hỏi và đòi hỏi phải có sự chuyên môn về
kỹ thuật cao và nắm bắt được tất cả những vấn đề có thể gặp phải các yếu tố như: địa chất đất, trạng thái đất, mạch nước gầm, độ lún…
Trang 7Qua đây chúng ta sẽ có cái nhìn thực tiễn của các nguyên tắc thi công cơ
sở sẽ được thể hiển thông qua những chỉ dẫn công nghệ để ta có thể nắm bắt được công nghệ thi công nhà cao tầng bê tông toàn khối dễ dàng nhất
2 Lý do chọn công nghệ nhà cao tầng toàn khối.
Với những giá trị vượt trội về tính bền vững của công trình cũng như lợi ích mang lại trong quá trình thi công, giải pháp tường bê tông liền khối hệ kết cấu Shear Wall đang ngày càng được các chủ đầu tư áp dụng và trở thành xu hướng phổ biến trong ngành xây dựng Việt Nam
Một trong những lợi ích dễ nhận thấy nhất của công nghệ tường bê tông liền khối là chất lượng tòa nhà vững chắc, bền bỉ, căn hộ tiết kiệm được diện tích không gian sử dụng, bức tường bê tông liền khối được nâng lên vững chắc
rõ rệt, đồng thời, giúp cho tiến độ công trình được đẩy lên gấp nhiều lần so với phương pháp xây tường gạch chèn Công nghệ này cũng tiết kiệm được tối đa diện tích xây dựng, qua đó tăng diện tích sử dụng của căn hộ tại các dự án nhà ở cao tầng
Nhiều năm trước, tại các dự án chung cư cao tầng, không ít các chủ đầu tư vẫn áp dụng phương pháp xây tường gạch chèn cùng hệ kết cấu khung dầm chịu lực theo phương ngang Đây là những giải pháp, công nghệ truyền thống, bọc lộ khá nhiều những hạn chế trong quá trình thi công cũng như khi đưa vào sử dụng
Những thế mạnh của công nghệ tường bê tông liền khối và hệ kết cấu Shear wall đã được giới chuyên gia xây dựng trên thế giới kiểm chứng Tuy nhiên, công nghệ tường bê tông liên khối cũng có những hạn chế, nhược điểm nhất định như cách nhiệt kém, tường bê tông liền khối nên có thể sẽ xảy ra những sự cố nhỏ như nứt bê tông sau khi thi công một thời gian do tác động của nhiệt độ, môi trường tự nhiên Bởi nứt do co ngót vốn là đặc tính rất bình thường của bê tông Việc bố trí hệ thống lưới thép đảm bảo ở bên trong có thể hạn chế được đặc tính này
Tuy nhiên, những nhược điểm nhỏ này không quá lo ngại và chúng ta hoàn toàn có thể kiểm soát, khắc phục được Tại các quốc gia phát triển, giải pháp này khá phổ biến và rất nhiều nhà thầu lớn trên thế giới đều áp dụng công nghệ này
Trang 8“Những hạn chế của công nghệ này hiện đâu đó vẫn có thể xảy ra nhưng đều là những hạn chế chấp nhập được Nó là do tác động của nhiệt độ môi trường, co ngót bình thường Nó giống như một cơ thể con người bị sốt, chỉ là phản ứng bình thường với môi trường”, ông Chủng nói
Ở góc độ người sử dụng, công nghệ này mang lại cho họ một không gian
ở thích hợp Đó chính là chất lượng căn hộ, tuổi thọ công trình cũng tăng lên so với tường gạch Hơn nữa, giải pháp này cũng giúp công tác bảo trì tòa nhà tốt hơn, giúp tiết kiệm được diên tích xây dựng, qua đó làm tăng diện tích căn hộ lên đáng kể
“Chính vì những hạn chế không đáng kể và không quá lo ngại nói trên nên vẫn mong và khuyên các chủ đầu tư chủ đầu tư hãy nhìn vì lợi ích lâu dài, những giá trị mang lại cho chính mình và khách hàng, hãy sử dụng ngày càng nhiều công nghệ này Nó tốt, nó hay, nó có thể khiến giá thành xây dựng ban đầu cao hơn chút ít nhưng nó mang lại giá trị lâu dài cho các bên”, để lại cho tầm vóc đô thị có một góc nhìn đẹp
3 Công nghệ vật liệu bê tông.
Cùng với thời gian, bê tông toàn khối đã chứng tỏ là một loại vật liệu xây dựng ưu việt, cho phép xây dựng những công trình nổi bật và đặc sắc, và cho đến nay, tiềm năng ứng dụng của bê tông toàn khối còn rất lớn Rõ ràng, sự mở rộng lĩnh vực sử dụng bê tông toàn khối trong xây dựng nhà siêu cao tầng tạo tiền đề cho việc đổi mới công nghệ xây dựng, sản xuất và sử dụng các hệ ván khuôn hiện đại, cơ giới hóa quá trình công nghệ sản xuất, vận chuyển, phân phối
và đổ vữa bê tông, sử dụng phụ gia cho bê tông
Đáp ứng với những đòi hỏi đặc biệt về kết cấu, khả năng chịu lực và điều kiện thi công, bê tông cho xây dựng nhà cao tầng phải là bê tông chất lượng cao Theo kinh nghiệm xây dựng thế giới, bê tông xây dựng nhà siêu cao tầng phải
có cường độ theo cấp độ bền từ B40, tương đương M550 Trong những năm gần đây xu hướng sử dụng bê tông với cường độ cao hơn, đến B70÷B90, như lõi khung chịu lực Petronas Twin Tower, HaNoi Landmark Tower sử dụng bê tông C70 theo tiêu chuẩn ACI, tương đương M900; Federasia Tower – Moscow City
sử dụng bê tông B80÷90, trên M1000 Khi thiết kế và thi công phần lõi khung chịu lực của nhà siêu cao tầng, cường độ bê tông giảm dần tương ứng với chiều cao của công trình Ví dụ công trình Jin Mao Building cường độ bê tông của các kết cấu siêu cột (megacolumn) và tường vách ở các tầng dưới tương ứng là C80
Trang 9và C60, giảm đến các tầng trên cùng là C40.Công trình HaNoi Landmark Tower cường độ bê tông lõi vách cứng, cột giảm từ C70 đến C50; kết cấu sàn giảm từ C50 đến C35 theo chiều cao công trình
Với vai trò là kết cấu chịu lực nhà siêu cao tầng, bê tông toàn khối phải đạt được các yêu cầu rất nghiêm ngặt về kỹ thuật và công nghệ, đó là bê tông chất lượng cao hay có thể gọi là bê tông công nghệ cao (High Performance Concrete, HPC) Bê tông chất lượng cao là bê tông kết hợp nhiều tính chất vượt trội: tính thi công, cường độ, độ bền sử dụng cao, chỉ số mài mòi và thẩm thấu thấp, các tính chất bảo vệ an toàn đối với cốt thép, vững bền trước ăn mòn hóa học, vi sinh và ổn định về thể tích
Công nghệ bê tông chất lượng cao phải dựa trên sự điều chỉnh cấu trúc tạo thành của bê tông ở tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất Phục vụ quá trình
đó phải sử dụng xi măng pooclăng cường độ cao hoặc chất kết dích hỗn hợp, tổ hợp các chất biến tính hóa học (modification) làm biến thể cấu trúc và tính chất
bê tông, các thành phần và chất độn khoáng hoạt tính và các loại phụ gia Trong quá trình sản xuất áp dụng những công nghệ tiên tiến, đảm bảo sự chính xác và khoa học công tác cấp liệu, trộn, sự đồng nhất hỗn hợp vữa, sự lèn chặt và đóng rắn bê tông
Khi thi công phần kết cấu chịu lực trên các tầng cao, với yêu cầu về cường độ cao, thi công đổ bê tông ở độ cao lớn, cấu kiện với mật độ cốt thép dày đặc, ngoài yêu cầu về cường độ, vữa bê tông phải đảm bảo tính thi công, tự đầm và có độ chảy thích hợp (độ xòe côn trên 600mm) Vấn đề được giải quyết bằng cách sử dụng tổ hợp chất biến tính, phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia siêu hóa dẻo
Trang 101 Giải pháp công nghệ vận chuyển, phân phối và rót vữa bê tông.
Ngoài các yêu cầu kỹ thuật về bê tông chất lượng và công nghệ cao, trong thi công nhà cao tầng, nhà siêu cao tầng vữa bê tông phải được chế trộn liên tục với khối lượng lớn, vận chuyển, phân phối và đổ vào ván khuôn ở những vị trí
xa theo phương ngang và rất cao theo phương đứng, trong khi đó phải giữ ổn định độ linh động của vữa Tất cả các các qui trình công nghệ từ khi chế tạo vữa đến lúc đổ vào ván khuôn phải đặt dưới một qui trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ Hai sơ đồ công nghệ cung cấp vữa bê tông đến công trường thường được sử dụng là:
Phương án 1: Vận chuyển vữa bê tông bằng xe bồn từ các trạm trộn cố định Phương án 2: Sử dụng trạm trộn lắp đặt trong mặt bằng công trường
Phương án 2 rõ ràng là có nhiều ưu thế và hiệu quả hơn, cho phép quản lý chặt chẽ chất lượng và điều chỉnh linh hoạt cấp phối vữa, hạn chế tối đa sự sụt giảm độ linh động của vữa do rút ngắn được thời gian vận chuyển, giảm số lượng xe vận chuyển, chủ động trong khâu tổ chức, tránh được các gián đoạn thi công do điều kiện giao thông
Để so sánh giữa 2 phương ns trên chúng ta lấy ví dụ cụ thể như sau: Khi
đổ đài móng công trình HaNoi Landmark Tower sử dụng trạm trộn tại công trường với khoảng cách vận chuyển ngắn, huy động 26 xe vận chuyển Trong khi đó theo phương án thi công bê tông đài móng công trình Lotte Center HaNoi, vữa bê tông được cấp từ 5 trạm trộn ngoài công trường, số lượng xe bồn vận chuyển dự tính là 288 xe
Bê tông từ xe bồn được vận chuyển đến vị trí đổ bởi các máy bơm ô tô và máy bơm tĩnh thủy lực công suất cao Máy bơm ô tô cùng với hệ thống ống phân phối thủy lực đi kèm được sử dụng đổ bê tông phần ngầm và các tầng dưới Máy bơm tĩnh cùng với hệ thống ống bơm lắp đặt sẵn, dùng để vận chuyển vữa bê tông dọc suốt chiều cao công trình Phân phối và rót vữa vào ván khuôn được thực hiện bởi hệ thống cần phân phối thủy lực, lắp đặt trong lõi cứng của công trình và dịch chuyển theo chiều cao thi công (hình 3) Cần trục tháp có thể
hỗ trợ công tác vận chuyển bê tông lên cao bằng thùng đựng vữa Để đảm bảo
sự ổn định và liên tục của công tác vận chuyển, vữa bê tông phải có độ chảy cao (thường ở mức trên 600mm) và công suất bơm phải đủ lớn
2 Giải pháp công nghệ ván khuôn, cốt thép.