Thiết kế nhà ở cán bộ biên phòng

Phần lớn diện tích tỉnh Bắc Ninh là đồng bằng, chỉ khoảng 0.53% là đồi núi, tập trung chủ yếu ở hai huyện Quế Võ và Tiên Du. Địa hình nhìn chung bằng phẳng, tuy nhiên có xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, thể hiện qua dòng chảy đổ về sông Đuống và sông Thái Bình. Độ cao phổ biến ở vùng đồng bằng từ 3-7m, trong khi vùng đồi núi trung du có độ cao khoảng 300-400m. Một số khu vực thấp trũng ven đê nằm ở các huyện Gia Bình, Lương Tài, Quế Võ và Yên Phong. Sự đa dạng địa hình này, từ đồng bằng đến đồi núi, và sự hiện diện của các vùng trũng cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế móng và hệ thống thoát nước cho khu nhà ở cán bộ biên phòng, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình. Việc lựa chọn vị trí xây dựng cũng cần tính đến yếu tố địa hình để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất và giảm thiểu rủi ro thiên tai.

Tỉnh Bắc Ninh có khí hậu nhiệt đới gió mùa, đặc trưng bởi mùa hè nóng, nhiệt độ trung bình từ 30-36°C và mùa đông lạnh, nhiệt độ từ 15-20°C. Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1800mm, với số giờ nắng khoảng 1700 giờ/năm, điều kiện thuận lợi cho nông nghiệp. Hai mùa gió chính là gió mùa Đông Bắc (tháng 10 đến tháng 3) và gió mùa Đông Nam (tháng 4 đến tháng 9). Gió mùa Đông Nam mang theo hơi ẩm gây mưa rào. Những đặc điểm khí hậu này cần được xem xét trong thiết kế kiến trúc của khu nhà ở cán bộ biên phòng, đặc biệt là hệ thống thông gió, chiếu sáng và vật liệu xây dựng. Việc thiết kế cần đảm bảo công trình có khả năng chống chịu tốt với nắng nóng, mưa lớn và gió mạnh, tạo môi trường sống thoải mái và bền vững cho người dân. Thêm vào đó, sự ảnh hưởng của gió cần được tính toán để tối ưu hóa hướng nhà và thiết kế cửa sổ, nhằm tận dụng gió tự nhiên và giảm thiểu tác động tiêu cực.

Tầng 1 của khu nhà ở cán bộ biên phòng được thiết kế là tầng dịch vụ công cộng, bao gồm khu vực để xe máy và các khu kỹ thuật điện nước. Các lối vào tầng 1 được thiết kế biệt lập để đảm bảo hoạt động độc lập của các chức năng, hướng tới sự thuận tiện, an toàn và hiệu quả cho người ở và nhân viên. Các khối dịch vụ công cộng được bố trí giáp các trục đường chính và đường nội bộ, thuận lợi cho người sử dụng. Mặt bằng tầng 1 được bố trí hợp lý, từ lối lên xuống, chỗ để xe, khu kỹ thuật, vệ sinh công cộng đến bể nước ngầm, đều được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo diện tích và sự thuận tiện. Vị trí các điểm thu gom rác thải, sảnh tầng và phòng trực bảo vệ được bố trí hợp lý để tạo cảm giác thoải mái và thuận tiện cho việc kiểm soát an ninh.

Khu nhà ở cao 14 tầng được thiết kế với sự kết hợp giữa dịch vụ công cộng tại tầng 1 và tiện ích kỹ thuật ở tầng áp mái. Mặt bằng tầng điển hình (tầng căn hộ) được tính toán kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư và đảm bảo sự hợp lý, an toàn cho cư dân. Không gian sinh hoạt chung như sảnh, phòng khách, bếp ăn được thiết kế mở, rộng rãi, tạo cảm giác gần gũi và có các góc nhìn đẹp. Các không gian riêng tư như phòng ngủ, phòng làm việc có diện tích hợp lý, kín đáo nhưng vẫn được tiếp cận với thiên nhiên. Khu vệ sinh được bố trí thuận lợi, đảm bảo diện tích mà không ảnh hưởng đến nội thất chung. Mỗi căn hộ có khe thoáng riêng để giặt đồ, phơi quần áo và đặt cục nóng điều hòa, tiện lợi mà không ảnh hưởng đến mỹ quan công trình.

Mặt đứng công trình thể hiện sự đơn giản, hài hòa và khỏe khoắn với những đường nét khúc triết. Việc sử dụng phân vị đứng tại các vách giúp phân chia diện rộng của khối nhà, kết hợp với các nét ngang của ban công, logia, gờ phân tầng và mái tạo nên ý đồ thiết kế rõ ràng. Tỷ lệ giữa các mảng đặc, ô cửa sổ, vách kính và tường được nghiên cứu kỹ lưỡng để tạo ra nhịp điệu nhẹ nhàng, thanh thoát và gần gũi với con người. Mặt đứng được chia làm 3 phần chính: phần chân đế (tầng dịch vụ công cộng), phần thân nhà và phần mái. Phần chân đế được thiết kế chi tiết hơn với vật liệu sang trọng, màu sắc sẫm để tạo sự vững chắc cho toàn bộ công trình. Sự cân bằng giữa các yếu tố kiến trúc, từ vật liệu đến tỷ lệ, tạo nên một tổng thể hài hòa và ấn tượng.

Đồ án xem xét bốn dạng kết cấu khung chính: hệ tường chịu lực, hệ khung chịu lực, hệ lõi chịu lực và hệ kết cấu hỗn hợp. Hệ tường chịu lực sử dụng tường chịu lực thẳng đứng, truyền tải trọng ngang qua sàn cứng. Hệ khung chịu lực được tạo bởi cột và dầm liên kết cứng, tạo không gian kiến trúc linh hoạt nhưng kém hiệu quả với tải trọng ngang lớn. Hệ lõi chịu lực, dạng vỏ hộp, hiệu quả với công trình cao tầng nhưng cần kết hợp với giải pháp kiến trúc. Hệ kết cấu hỗn hợp, sử dụng sơ đồ giằng, phân chia tải trọng thẳng đứng cho khung và tải trọng ngang cho lõi và tường, giúp tối ưu hóa kích thước cột và dầm. Sự lựa chọn phương án kết cấu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tải trọng công trình, yêu cầu kiến trúc và điều kiện địa chất. Trong trường hợp này, với chiều cao công trình không quá lớn, hệ khung chịu lực được xem xét khả thi.

Đồ án so sánh hai phương án kết cấu sàn: sàn không dầm (sàn nấm) và sàn dầm. Sàn nấm có ưu điểm là chiều dày nhỏ, tăng chiều cao sử dụng và thuận tiện thi công, nhưng không kinh tế. Sàn dầm tăng độ cứng ngang công trình, giảm chuyển vị ngang và khối lượng bê tông, nhưng lại chiếm nhiều không gian phòng. Với chiều cao thiết kế 3.3m, kết cấu sàn dầm được xem là phù hợp hơn cho công trình này. Sự lựa chọn này đảm bảo tính kinh tế và đáp ứng yêu cầu về không gian sử dụng của một chung cư cao tầng.

Với đặc điểm là công trình chung cư cao tầng, phục vụ nhu cầu ăn ở và cần không gian linh hoạt, phương án kết cấu được lựa chọn là kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, hệ chịu lực chính là khung – vách. Đây là giải pháp đảm bảo khả năng chịu lực, độ bền và tính thẩm mỹ cho công trình. Việc tính toán cốt thép được thực hiện theo quy định về chiều dày lớp bảo vệ và khoảng cách giữa các thanh cốt thép, đảm bảo tính an toàn. Các trường hợp tính toán đặc biệt, như trường hợp A_st < 0 (kích thước tiết diện quá lớn), được đề cập và hướng dẫn giải quyết. Việc bố trí cốt thép đai cũng được chú trọng để đảm bảo cốt thép dọc chịu nén không bị phình ra.

Do điều kiện địa chất công trình phức tạp, với nhiều lớp đất yếu, chỉ có lớp đất cuối cùng (cát hạt thô lẫn cuội sỏi) đủ khả năng chịu tải cho móng nhà cao tầng. Móng cọc được lựa chọn để đảm bảo sự ổn định của công trình. Vì cọc được ngàm chặt vào lớp cuội sỏi, nên việc tính toán móng theo tiêu chuẩn TCVN 205-1998 có thể được đơn giản hóa. Phương pháp thi công móng kết hợp giữa sử dụng máy móc và thủ công để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả, khắc phục khó khăn trong việc đào móng ở các vị trí vách cứng.

Kết quả khảo sát địa chất cho thấy nền đất công trình gồm nhiều lớp đất khác nhau. Độ dốc các lớp đất nhỏ, do đó có thể xem nền đất tại mọi điểm có chiều dày và cấu tạo tương tự như mặt cắt địa chất đã khảo sát. Phương pháp khảo sát sử dụng là khoan và xuyên tiêu chuẩn SPT. Các lớp đất được phân chia theo thứ tự từ trên xuống dưới. Chỉ có lớp đất cuối cùng, là lớp cát hạt thô lẫn cuội sỏi, có khả năng chịu tải cho móng nhà cao tầng. Điều kiện địa chất này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn loại móng và phương pháp thi công. Do các lớp đất trên đều yếu, việc đặt móng nhà cao tầng trực tiếp lên các lớp đất này là không khả thi. Vì vậy, việc lựa chọn lớp đất cuối cùng làm lớp đặt móng là tối ưu nhất. Lớp đất này đủ khả năng chịu tải trọng lớn và đảm bảo tính ổn định cho toàn bộ công trình.

Có hai phương án thi công đào đất: đào thủ công và đào bằng máy. Đào bằng máy có ưu điểm là rút ngắn thời gian và đảm bảo kỹ thuật, nhưng lại có thể làm phá vỡ cấu trúc đất, giảm khả năng chịu tải và khó tạo độ bằng phẳng cho đài móng. Đào thủ công dễ tổ chức nhưng cần nhiều nhân công, có thể gây khó khăn nếu tổ chức không tốt. Vì vậy, phương án kết hợp cả hai được đề xuất: sử dụng máy đào đến một cao trình nhất định rồi chuyển sang đào thủ công để đảm bảo chất lượng và độ chính xác. Phương pháp này đặc biệt cần thiết ở những vị trí vách cứng, nơi máy đào khó tiếp cận. Việc lựa chọn phương pháp thi công cần cân nhắc giữa hiệu quả kinh tế, thời gian thi công và chất lượng công trình.

Cọc khoan nhồi được lựa chọn là giải pháp móng phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp của công trình. Các bước thi công bao gồm: đào hố mồi để tạo điều kiện thuận lợi cho việc hạ ống vách, rung hạ ống vách đúng tâm và thẳng đứng, khoan tạo lỗ, hạ cốt thép, và đổ bê tông. Trong quá trình khoan, nếu gặp vật cản như đá, cần sử dụng mũi khoan đặc dụng. Quá trình khoan cần kiểm tra, đo đạc thường xuyên để đảm bảo độ chính xác. Dung dịch bentonite được sử dụng để giữ ổn định thành hố khoan và cần được thu hồi, xử lý lại để tái sử dụng. Quá trình đổ bê tông cần được thực hiện cẩn thận để tránh phân tầng và đảm bảo chất lượng bê tông. Hai xe cần được phối hợp để vận chuyển đất trong quá trình thi công. Tóm lại, quá trình thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi sự chính xác cao, tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kỹ thuật để đảm bảo chất lượng và an toàn công trình.

Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi là công tác quan trọng để phát hiện thiếu sót và ngăn chặn sự cố nghiêm trọng. Hai phương pháp kiểm tra được đề cập là tải trọng không đổi và siêu âm. Phương pháp tải trọng không đổi đánh giá sức chịu tải và độ lún của cọc theo thời gian, đòi hỏi thời gian thử nghiệm lâu. Phương pháp siêu âm đánh giá chất lượng bê tông và khuyết tật của cọc qua tốc độ truyền sóng siêu âm, được sử dụng rộng rãi nhưng có chi phí cao. Việc lựa chọn phương pháp kiểm tra phụ thuộc vào yêu cầu về độ chính xác và kinh phí. Tuy nhiên, bất kể phương pháp nào, việc kiểm tra chất lượng cọc là rất cần thiết để đảm bảo sự an toàn và bền vững của công trình.

Với công trình quy mô lớn, việc lựa chọn ván khuôn phù hợp là rất quan trọng. Ván khuôn thép định hình được lựa chọn vì độ bền, độ ổn định, kín khít, khả năng tái sử dụng cao, và thuận lợi trong thi công lắp đặt, tháo dỡ. Việc lựa chọn này đáp ứng yêu cầu về tốc độ thi công và chất lượng công trình. Sự lựa chọn này cũng phụ thuộc vào yêu cầu của chủ đầu tư và năng lực của đơn vị thi công. Các tấm ván khuôn thép được liên kết với nhau bằng chốt, dùng thanh chống xiên tựa lên mái dốc của hố móng và các thanh nẹp đứng của ván khuôn để đảm bảo sự chắc chắn và an toàn trong quá trình đổ bê tông.