Thiết kế kết cấu công trình Viettel

Kết quả khảo sát địa chất cho thấy nền đất công trình gồm nhiều lớp đất khác nhau. Các lớp đất có độ dốc nhỏ và chiều dày khá đồng đều, cho phép xem xét nền đất tại mọi điểm có cấu tạo tương tự mặt cắt địa chất điển hình. Một số lớp đất được mô tả chi tiết, bao gồm: lớp sét pha có dăm sạn (màu xám trắng, xám ghi, nâu hồng, nâu tím, trạng thái cứng, dày 6.3m, trị số xuyên tiêu chuẩn SPT N=100, φ = 28°33’); lớp cát sạn (màu nâu gụ, nâu hồng, xám ghi, đốm trắng, phong hóa mạnh); và lớp đá cát kết (màu xám ghi, xám xanh, nâu gụ, phong hóa nứt nẻ mạnh thành dăm tảng cứng, trị số xuyên tiêu chuẩn SPT N>100). Nhận xét ban đầu cho thấy lớp đất thứ nhất và thứ hai tương đối mỏng, không thích hợp làm móng cho công trình có tải trọng lớn. Mực nước ngầm nằm ở độ sâu chưa được nêu cụ thể trong phần trích dẫn này.

Việc lựa chọn phương án móng được nhấn mạnh là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực, khả năng thi công, giá thành và điều kiện sử dụng của công trình. Do lớp đất yếu tồn tại, phương án móng cọc được xem xét kỹ lưỡng. Đồ án đề cập đến hai phương án chính: móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi. Móng cọc ép được đánh giá là có ưu điểm là không gây ồn và rung chấn cho công trình lân cận, dễ thi công và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, chiều dài cọc bị hạn chế. Móng cọc khoan nhồi đòi hỏi máy móc thiết bị hiện đại và chuyên gia kinh nghiệm, khó kiểm tra chất lượng, và có thể gặp vấn đề về sự tiếp xúc giữa mũi cọc và lớp đất chịu lực. Ngoài ra, việc lựa chọn phương án móng cũng liên quan đến chi phí thi công và thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc, cũng như việc xử lý bùn và bentonite trên công trường.

Đồ án đề cập đến việc tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng và tiết diện thẳng đứng của đài móng để đảm bảo điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng. Đài móng được xem xét như bản cứng, chịu lực tác dụng từ cột và phản lực từ đầu cọc. Quá trình xác định tim móng và cao trình móng được thực hiện cẩn thận bằng dây dọi và các thiết bị đo đạc để đảm bảo sai số trong giới hạn cho phép. Trước khi đổ bê tông, việc kiểm tra chất lượng và ổn định của ván khuôn là rất quan trọng, bao gồm việc kiểm tra bề mặt, kín khít để tránh chảy mất nước bê tông, và quét lớp dầu chống dính. Việc sử dụng ván khuôn định hình bằng thép và giằng bằng thép kết hợp với các thanh xà gỗ được đề cập đến như một giải pháp thi công tối ưu, đặc biệt trong điều kiện mặt bằng hạn chế và yêu cầu về vệ sinh môi trường cao.

Đồ án xem xét các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối thường được sử dụng trong nhà cao tầng, bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung-vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005, việc lựa chọn hệ kết cấu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao công trình và độ lớn của tải trọng ngang (gió, động đất). Mỗi hệ thống có những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt cần được đánh giá kỹ lưỡng trước khi đưa ra quyết định cuối cùng. Ví dụ, hệ khung chịu tải trọng ngang kém hơn các hệ khác, tính liên tục của khung phụ thuộc vào độ bền và độ cứng của các liên kết nút.

Hệ khung thông thường gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng đứng bằng các nút cứng. Hệ khung có thể bao gồm cả tường trong và tường ngoài của nhà. Tuy nhiên, hệ khung chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục phụ thuộc vào độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này không được phép có biến dạng góc. Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chịu lực của các liên kết nút.

Với công trình này, đồ án lựa chọn hệ kết cấu khung – lõi chịu lực với sơ đồ giằng. Hệ thống lõi và vách cứng được bố trí đối xứng ở giữa nhà, chịu phần lớn tải trọng ngang và phần tải trọng đứng tương ứng với diện tích chịu tải của vách. Hệ thống khung được tạo bởi các cột và dầm đổ liền khối. Hệ thống này phân chia rõ chức năng: lõi vách chịu tải trọng ngang chính, khung chịu tải trọng đứng chính. Sự phân chia này giúp tối ưu hóa cấu kiện, giảm kích thước cột dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc. Trong thực tế, hệ kết cấu khung – giằng là hệ tối ưu cho nhiều loại công trình cao tầng, hiệu quả cho các nhà đến 40 tầng. Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí lớn, thi công phức tạp, và cần bố trí thêm dầm chính khi mặt bằng sàn quá rộng.

Đồ án đề cập đến phương án sàn ô cờ BTCT. Cấu tạo hệ kết cấu sàn bao gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé (khoảng cách giữa các dầm khoảng 3m). Các dầm chính có thể làm dạng dầm bẹt để tiết kiệm không gian sử dụng. Ưu điểm của phương án này là giảm số lượng cột bên trong, tiết kiệm không gian và tạo kiến trúc đẹp, phù hợp với công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn. Nhược điểm là chiều cao dầm và độ võng của bản sàn lớn khi vượt khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ gây khó khăn trong việc tận dụng không gian và tăng chi phí thi công.

Phần thân công trình sử dụng công nghệ bê tông cốt thép toàn khối. Quá trình thi công bao gồm ba công tác chính: ván khuôn, cốt thép và bê tông. Việc quản lý thi công cần được tính toán toàn diện cả về mặt kỹ thuật và tổ chức, đảm bảo các công tác được thực hiện tuần tự, nhịp nhàng với chất lượng tốt và tiến độ hợp lý. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các khâu, từ việc lắp đặt ván khuôn chính xác đến việc đổ bê tông đúng kỹ thuật và đảm bảo chất lượng bê tông theo thiết kế. Đặc biệt chú trọng đến việc xử lý mạch ngừng thi công để đảm bảo tính liên khối của kết cấu.

Công tác ván khuôn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng kết cấu bê tông. Đồ án đề cập đến việc sử dụng ván khuôn định hình bằng thép, kết hợp với hệ đà giáo bằng giáo Pal, hệ thanh chống đơn kim loại, và hệ giáo thao tác đồng bộ. Trước khi lắp dựng, hệ thống ván khuôn và cột chống cần được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo độ thẳng đứng, vững chắc. Việc điều chỉnh vị trí và độ thẳng đứng của cột, sử dụng giằng chống xiên, và tăng đơ để giữ ổn định cho ván khuôn được nhấn mạnh. Đối với các vị trí thiếu hụt do mô đun khác nhau, cần chèn bằng ván gỗ có độ dày tối thiểu 30mm. Bề mặt ván khuôn phải kín khít, được quét lớp dầu chống dính trước khi đổ bê tông. Sau khi tháo dỡ, ván khuôn cần được vệ sinh sạch sẽ và xếp vào kho.

Bê tông dùng cho cột và vách thang là bê tông thương phẩm, vận chuyển đến công trình bằng xe chuyên dụng và được vận chuyển lên sàn các tầng bằng ống đổ. Quá trình vận chuyển cần đảm bảo thời gian giới hạn, chất lượng và độ sệt của bê tông. Trước khi thi công, bê tông phải được kiểm tra về chất lượng, độ sệt, cấp phối để đảm bảo đúng thiết kế và chất lượng cam kết. Độ dày mỗi lớp đổ bê tông phụ thuộc vào năng lực cẩu ly vận chuyển, khả năng đầm, tính chất kết và điều kiện thời tiết, nhưng phải theo quy phạm. Đặc biệt chú trọng việc xử lý mạch ngừng thi công nằm ngang, đặt ở vị trí bằng chiều cao cốp pha, và đảm bảo bề mặt bê tông cũ được xử lý sạch sẽ trước khi đổ lớp mới, tạo sự bám dính tốt.

Để đảm bảo tiến độ thi công, đồ án đề cập đến việc lập bảng tính toán tiến độ. Bảng này bao gồm danh sách các công việc cụ thể, khối lượng công việc, hao phí lao động cần thiết, thời gian thi công và nhân lực cần thiết cho từng công việc. Khối lượng công việc được tính toán dựa trên hồ sơ thiết kế kiến trúc và kết cấu. Thời gian thi công và nhân công được lựa chọn sao cho hợp lý và cân bằng, sử dụng phần mềm Microsoft Project để thể hiện trực quan tiến độ thi công theo sơ đồ mạng – ngang.

Định vị công trình là công việc hết sức quan trọng, quyết định đến sự chính xác vị trí của công trình và các cấu kiện. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải có lưới ô đo đạc, xác định đầy đủ từng hạng mục công trình ở góc công trình, ghi rõ cách xác định lưới tọa độ dựa vào mốc chuẩn có sẵn hoặc dẫn mốc từ mốc chuẩn quốc gia. Hệ tọa độ định vị công trình có thể là hệ tọa độ tự xây dựng hoặc hệ tọa độ chung quốc gia. Các cán bộ trắc địa phải định vị các trục, cốt, mốc dẫn, tim cốt, cao độ của các vị trí như tim cột, tim cọc trong móng… rồi bàn giao cho đơn vị thi công. Việc gửi mốc, giữ gìn và bảo quản tốt các mốc gửi rất quan trọng để tránh sai sót trong quá trình thi công.

Sau khi tháo dỡ ván khuôn móng, tiến hành đánh dấu lại tim cột rồi xây dựng đài móng và các bể chứa đến độ cao thiết kế. Đổ bê tông các tấm đan làm nắp các bể phốt theo thiết kế. Các chi tiết được xây bằng gạch đặc giã lửa, mác 150. Công tác ván khuôn sử dụng ván khuôn định hình bằng thép và giằng bằng thép, kết hợp với hệ đà giáo bằng giáo Pal, hệ thanh chống đơn kim loại, hệ giáo thao tác đồng bộ. Hệ thống ván khuôn và cột chống được kiểm tra chất lượng trước khi thi công. Việc sử dụng các loại ván khuôn khác nhau cho các phần khác nhau của móng cũng được đề cập, bao gồm kích thước và phương pháp liên kết giữa các tấm ván để đảm bảo độ chắc chắn.

Bê tông bơm cần được vận chuyển bằng xe tải chuyên dụng từ nơi sản xuất đến vị trí bơm, điều chỉnh tốc độ quay của thùng xe cho phù hợp với tính năng kỹ thuật. Độ dày bê tông đổ vào cốp pha phải phù hợp với số liệu tính toán độ cứng chịu áp lực ngang của cốp pha do hỗn hợp bê tông mới đổ gây ra. Khi trời mưa phải có biện pháp che chắn để không cho nước mưa rơi vào bê tông. Chiều dày mỗi lớp đổ bê tông phải căn cứ vào năng lực cẩu ly vận chuyển, khả năng đầm, tính chất kết và điều kiện thời tiết, nhưng phải theo quy phạm. Việc đảm bảo sai số định lượng cho phép về vật liệu, nước và chất phụ gia cũng được lưu ý.