Kết cấu khung nhà 9 tầng

Phần này trình bày các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối phổ biến trong nhà cao tầng theo TCXD 198:1997, 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. Việc lựa chọn hệ thống nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là điều kiện làm việc cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao công trình và cường độ tải trọng ngang (gió, động đất). Độ cứng theo phương ngang của vách cứng rất hiệu quả ở những độ cao nhất định, nhưng khi chiều cao công trình lớn, kích thước vách phải rất lớn, điều này khó thực hiện. Hệ kết cấu vách cứng hiệu quả cho nhà dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất cấp 7, độ cao giới hạn giảm nếu cấp chống động đất cao hơn. Đối với công trình 9 tầng, hệ kết cấu tường chịu lực có ưu điểm là bố trí không gian linh hoạt, phù hợp nhà ở, nhưng nhược điểm là độ cứng không gian kém, cần hệ giằng tường để tăng cường độ cứng, dẫn đến chi phí cao và giảm diện tích sử dụng. Các nhược điểm khác bao gồm chiều cao dầm và độ võng sàn lớn khi khẩu độ lớn, hệ dầm phụ bố trí rải rác gây chiều cao thông thủy mỗi tầng thấp, khó tận dụng không gian, và chi phí lắp dựng ván khuôn cao.

Văn bản đề cập đến hai phương án sàn chính: sàn sườn toàn khối BTCT và sàn ứng lực trước hai phương trên dầm. Sàn sườn toàn khối BTCT có cấu tạo gồm hệ dầm chính phụ và bản sàn. Ưu điểm là lý thuyết và kinh nghiệm tính toán hoàn thiện, thi công đơn giản, phổ biến ở Việt Nam với nhiều công nghệ thi công phong phú, đảm bảo chất lượng nhờ kinh nghiệm thiết kế và thi công. Phương án sàn ứng lực trước có cấu tạo tương tự sàn phẳng nhưng có thêm hệ dầm giữa các đầu cột tăng độ ổn định. Phương án này có ưu điểm là rút ngắn thời gian tháo dỡ cốt pha do thép ứng lực trước chịu tải trọng ngay khi đạt cường độ nhất định, không cần chờ bê tông 28 ngày. Tuy nhiên, phương án này có nhược điểm là tính toán phức tạp, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm, thi công phức tạp, cần giám sát nghiêm ngặt, thiết bị chuyên dùng, giá thành cao và có những bất ổn khó lường trước.

Công trình được xây dựng tại Ngã 5 sân bay Cát Bi, Quận Ngô Quyền, Hải Phòng, gần cảng hàng không quốc tế Cát Bi. Đây là công trình công cộng quy mô lớn, vị trí giao thông thuận lợi, nằm trên trục đường chính rộng rãi, thuận tiện cung cấp vật tư và nhân lực. Mặt bằng thi công rộng, nhưng cần tổ chức chặt chẽ để đảm bảo giao thông, sinh hoạt bình thường cho khu vực xung quanh và bảo vệ môi trường. Nguyên vật liệu được vận chuyển đến tận chân công trình. Đơn vị thi công có đội ngũ kỹ thuật giỏi, tay nghề cao, giàu kinh nghiệm, và đủ năng lực máy móc để đáp ứng yêu cầu tiến độ. Hệ thống điện được cung cấp từ lưới điện thành phố và máy phát dự phòng. Văn bản cũng nhắc đến việc đơn vị thi công có đủ năng lực máy móc và nhân lực, nguồn nhân lực địa phương cũng được sử dụng cho những công việc không đòi hỏi kỹ thuật cao.

Một trong những phương án thi công móng được đề cập là ép cọc. Phương án này yêu cầu san mặt bằng phẳng để thuận tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển cọc. Để đạt được cao trình đỉnh cọc thiết kế, cần phải ép âm và chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc BTCT. Quá trình ép cọc phải được giám sát chặt chẽ bởi cán bộ kỹ thuật. Vận tốc xuyên cọc không được vượt quá 1m/s. Hai máy kinh vĩ được sử dụng để kiểm tra độ thẳng đứng của cọc. Mỗi tổ máy ép phải có sổ nhật ký ghi đầy đủ thông tin chi tiết về quá trình ép, làm cơ sở cho việc nghiệm thu và lưu trữ hồ sơ. Việc nghiệm thu phải được thực hiện ngay sau khi ép xong một cọc và được ký xác nhận bởi đại diện các bên liên quan. Sổ nhật ký phải ghi đầy đủ thông tin về chất lượng mối nối, lý do và thời gian cọc dừng lại, và lực bắt đầu ép lại. Nhật ký thi công cần ghi theo cụm cọc hoặc dãy cọc, số hiệu cọc ghi theo chiều kim đồng hồ hoặc từ trái sang phải. Điều này đảm bảo tính chính xác và minh bạch trong quá trình thi công.

Văn bản đề cập đến phương án đào đất, loại trừ phương pháp đào thủ công do tốn nhiều nhân lực, ảnh hưởng an toàn lao động và kéo dài thời gian thi công. Hai phương án đào cơ giới được xem xét: đào bằng máy đào gầu thuận và phương pháp giảm lực dính. Phương án sử dụng máy đào gầu thuận cần đảm bảo mặt bằng khô ráo và có kế hoạch thoát nước hiệu quả. Năng suất cao của máy đào gầu thuận đòi hỏi phải tính toán hợp lý việc di chuyển máy và phương tiện vận chuyển đất. Về nhân lực, đội kỹ thuật và thợ chính do công ty cung cấp, còn thợ phụ có thể thuê từ địa phương để tiết kiệm chi phí. Nguồn nguyên vật liệu được đảm bảo thông qua hợp đồng với các nhà cung cấp lớn. Phương pháp giảm lực dính được mô tả là quấn lớp màng nilông mỏng hoặc cố định ống nhựa vào cọc trước khi đổ bê tông, sau đó khoan hoặc cắt lỗ ở mé ngoài phía trên cao độ thiết kế để tách khối bê tông khỏi cốt thép. Sau khi đào đất đến cốt yêu cầu, cần tiến hành đập đầu cọc, đảm bảo phần đầu cọc bê tông còn lại ngàm vào đầu cọc 100mm, thép râu ngàm vào đài 650mm>30d. Bê tông lót móng mác 100, dày 10cm được trộn bằng máy trộn tại công trường và vận chuyển bằng xe cải tiến, san phẳng và đầm chặt bằng máy đầm bàn.

Cốp pha đài móng được cấu tạo từ các tấm ván khuôn định hình ghép lại, khung cốp pha có cường độ chịu lực cao. Nguyên tắc làm việc của ván khuôn là áp lực từ bê tông truyền qua ván ép, thanh nẹp ngang, thanh đỡ phía sau, và cuối cùng là thanh chống xiên. Các tấm cốp pha ghép theo phương thẳng đứng, nẹp đứng phân chia áp lực, và thanh chống xiên đỡ các mảng ván. Hiện nay có nhiều loại ván khuôn trên thị trường, để thuận tiện thi công, lắp dựng và tháo dỡ, đảm bảo chất lượng và luân chuyển tối đa, phần thân công trình cũng sử dụng hệ ván khuôn định hình 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 để đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế.

Phần thân công trình được thi công theo công nghệ bê tông cốt thép toàn khối, bao gồm 3 công tác chính: ván khuôn, cốt thép và bê tông. Quá trình thi công được tính toán kỹ lưỡng về kỹ thuật và tổ chức quản lý, đảm bảo thực hiện tuần tự, nhịp nhàng với chất lượng tốt và tiến độ hợp lý. Dầm và sàn toàn khối sử dụng bê tông thương phẩm, được vận chuyển đến chân công trình bằng xe chuyên dụng và kiểm tra chất lượng kỹ trước khi thi công. Do diện tích đổ bê tông lớn, cần trục tháp được sử dụng để đưa bê tông lên vị trí thi công, kết hợp với máy bơm bê tông. Công tác thi công phần thân bắt đầu ngay sau khi lấp đất móng, được tổ chức chặt chẽ, hợp lý và đảm bảo an toàn. Về lý thuyết, tải trọng tác dụng lên thành dầm nhỏ hơn đáy dầm trong quá trình thi công. Ván khuôn thành được giữ bởi hệ thanh nẹp đứng và chống xiên, đảm bảo cường độ và độ võng. Việc lựa chọn cần trục phụ thuộc vào mặt bằng thi công, kích thước công trình, khối lượng vận chuyển và giá thành thuê máy. Công trình có mặt bằng thuận lợi, nên có thể sử dụng cần trục tháp cố định, đầu tháp quay, thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con. Quá trình chuyển trục và tính toán phải chính xác, cột mốc được ghi chú và bảo vệ cẩn thận.

Thị trường hiện nay cung cấp nhiều loại ván khuôn phục vụ đa dạng công trình. Để thuận tiện thi công, lắp dựng, tháo dỡ, đảm bảo chất lượng và luân chuyển tối đa, phần thân công trình sử dụng hệ ván khuôn định hình bằng thép, kết hợp hệ đà giáo bằng giáo pal, hệ thanh chống đơn kim loại, và hệ giáo thao tác đồng bộ. Hệ thống ván khuôn và cột chống được kiểm tra chất lượng trước khi thi công và được luân chuyển liên tục để đạt hiệu quả kinh tế. Vận chuyển ván khuôn và cây chống lên sàn tầng bằng cần trục tháp, sau đó vận chuyển ngang đến vị trí các cột. Lắp ghép các tấm ván thành với nhau qua tấm góc ngoài, dùng chốt nêm đảm bảo chắc chắn. Ván khuôn cột được gia công ghép thành hộp 3 mặt, lắp dựng vào khung cốt thép, dùng dây dọi điều chỉnh vị trí và độ thẳng đứng, dùng cây chống chống đỡ ván khuôn rồi lắp ván khuôn mặt còn lại. Gông thép được dùng để cố định hộp ván khuôn theo khoảng cách thiết kế.

Công tác bê tông cột, vách thang dùng bê tông thương phẩm M300, vận chuyển bằng xe chuyên dụng. Bê tông được vận chuyển lên sàn các tầng trong các thùng khoảng 1m³ nhờ cần trục tháp, đảm bảo thời gian, chất lượng và độ sụt. Trước khi thi công, bê tông được kiểm tra chất lượng, độ sụt, cấp phối. Cột vách chiều cao khoảng 3m, đổ liên tục bằng cần trục, hoàn thành trong 1 ca. Đổ bê tông từ đầu cột nhờ ống đổ mềm, từng lớp dày 30-40cm, đầm kỹ bằng đầm dùi, tránh đầm quá lâu tại một vị trí gây phân tầng. Thời gian đầm mỗi vị trí khoảng 30s, đến khi thấy bê tông không còn tụt xuống. Tránh để quả đầm chạm vào cốt thép. Cốt thép dầm đặt trước, rồi đặt cốt thép sàn. Dùng con kê bê tông có gắn râu thép để giữ cốt thép sàn. Lắp dựng cốt thép ứng lực trước cho sàn theo đúng thiết kế, đảm bảo ổn định, không võng hay xê dịch. Cốt thép được nghiệm thu kỹ trước khi đổ bê tông, bảo quản tránh biến hình, han gỉ. Kiểm tra hàm lượng nước trong bê tông bằng phương pháp hình chóp cụt. Phương tiện vận chuyển phải kín, không rò rỉ, thùng trộn quay đúng tốc độ. Thời gian vận chuyển phụ thuộc nhiệt độ, có thể thêm phụ gia dẻo để tăng thời gian ninh kết. Đổ bê tông từ xa về gần, tránh dồn bê tông một chỗ. Các lỗi thường gặp như rỗ mặt, rỗ sâu, rỗ thấu suốt và nguyên nhân của chúng được đề cập.

Tiến độ thi công là tài liệu quan trọng được lập dựa trên biện pháp kỹ thuật đã nghiên cứu kỹ lưỡng. Nó xác định trình tự các công tác, mối quan hệ ràng buộc giữa các công tác, thời gian hoàn thành công trình, và nhu cầu nhân lực, vật lực cần thiết cho từng thời điểm. Tiến độ được thể hiện bằng biểu đồ, bao gồm các số liệu tính toán, giải pháp áp dụng trong thi công về công nghệ, thời gian, địa điểm, vị trí và khối lượng công việc. Có hai loại tiến độ: tiến độ tổ chức xây dựng (do cơ quan tư vấn thiết kế lập) và tiến độ thi công (do đơn vị nhà thầu lập). Trong trường hợp này, tiến độ được lập là tiến độ thi công, phản ánh kế hoạch sản xuất cụ thể.

Tiến độ phụ thuộc vào ba thông số cơ bản: công nghệ, không gian và thời gian. Thông số công nghệ bao gồm số tổ đội, khối lượng công việc, thành phần tổ đội (biên chế), và năng suất. Thông số không gian gồm vị trí làm việc, tuyến công tác và phân đoạn. Thông số thời gian gồm thời gian thi công công việc và thời gian đưa công trình vào hoạt động. Các thông số này liên quan chặt chẽ với nhau, sự thay đổi một thông số sẽ ảnh hưởng đến các thông số khác và tiến độ tổng thể. Vì vậy, việc lựa chọn và cân bằng các thông số này là rất quan trọng để đảm bảo tiến độ dự án được thực hiện hiệu quả.

Việc lựa chọn biện pháp thi công dựa trên khối lượng công việc và điều kiện làm việc. Ưu tiên sử dụng cơ giới hóa để rút ngắn thời gian, tăng năng suất lao động và giảm giá thành, tuân theo nguyên tắc cơ giới hóa đồng bộ. Biện pháp thi công thủ công chỉ được sử dụng khi điều kiện không cho phép cơ giới hóa, khối lượng nhỏ hoặc chi phí cơ giới hóa quá cao. Bảng tính toán tiến độ bao gồm danh sách các công việc cụ thể, khối lượng công việc, hao phí lao động, thời gian thi công và nhân lực cần thiết cho từng công việc. Khối lượng công việc được tính toán chi tiết, hao phí lao động dựa trên Định mức dự toán xây dựng cơ bản (quyết định 24 năm 2005 của Bộ Xây dựng). Thời gian thi công và nhân công được chọn lựa trong mối quan hệ tỉ lệ nghịch, đảm bảo thời gian hợp lý và nhân lực được điều hòa trên công trường. Khối lượng công tác đất, bê tông, cốt thép và ván khuôn được tính toán chi tiết dựa trên thiết kế.