Tối ưu hóa mô hình quản lý thi công nhà siêu cao tầng

Bài viết Tối ưu hóa mô hình quản lý thi công nhà siêu cao tầng trình bày việc đầu tư nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ thi công, mô hình quản lý thi công nhà siêu cao tầng 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.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 TỐI ƯU HĨA MƠ HÌNH QUẢN LÝ THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Tạ Văn Phấn Trường Đại học Thủy lợi, email: phantv@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Nhà siêu cao tầng, cơng trình kiến trúc cao tầng, gọi nhà chọc trời (skycraper), thể loại cơng trình đặc biệt, có đặc trưng riêng, thiết kế thi công đặt yêu cầu mặt kiến trúc, kết cấu, phòng cháy chữa cháy, thiết bị mà ta phải nghiên cứu giải cách thấu đáo nghiêm túc Việc thiết kế thi công nhà chọc trời xếp vào hàng phức tạp kỹ thuật xây dựng, đòi hỏi kết hợp cân yếu tố kinh tế, kỹ thuật quản lý xây dựng Hình The Landmark 81, tịa nhà cao Việt Nam Ở Việt Nam, số cơng trình chọc trời hồn thành cơng trình tháp Bitexco khởi cơng năm 2005 Thành phố Hồ Chí Minh với 68 tầng chiều cao tổng cộng 262 m, tháp Lotte Center Hà Nội Hà Nội có 65 tầng với chiều cao 281 m, tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower Hà Nội với chiều cao 336 m 72 tầng Gần tòa nhà The Landmark 81 Thành phố Hồ Chí Minh với chiều cao 469,5 m 81 tầng dẫn đầu tòa nhà cao Việt Nam thời điểm Có thể nói cơng trình cao tầng, siêu cao tầng Việt Nam phát triển chậm nước khác giới Công nghệ thi công nhà cao tầng, siêu cao tầng chủ yếu công nghệ ván khuôn, công nghệ cốt thép, công nghệ bê tông Tuy nhiên thực tế triển khai vấp phải khơng khó khăn chưa có tiêu chuẩn, quy phạm tảng thiết kế thi cơng, trình độ thiết kế, cơng nghệ thi cơng cịn non kém, thiếu kinh nghiệm Vì vậy, việc đầu tư nghiên cứu, phát triển ứng dụng cơng nghệ thi cơng, mơ hình quản lý thi cơng nhà siêu cao tầng điều kiện Việt Nam vấn đề cấp thiết, mang tính thực tiễn cao, cần thực cách tồn diện có chiều sâu CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG 2.1 Công nghệ vật liệu bê tông Bê tông cho xây dựng nhà cao tầng phải bê tông chất lượng cao Theo kinh nghiệm xây dựng giới, bê tông xây dựng nhà nhiều tầng phải có cường độ theo cấp độ bền từ B40, tương đương M550 Trong năm gần xu hướng sử dụng bê tơng với cường độ cao hơn, đến B70÷B90 (tương đương mác 1000) Với vai trò kết cấu chịu lực nhà nhiều tầng, bê tơng tồn khối phải đạt yêu cầu nghiêm ngặt kỹ thuật cơng nghệ, bê tơng chất lượng cao hay gọi bê tơng cơng nghệ cao (High Performance Concrete, HPC), bê tông kết hợp nhiều tính chất vượt trội: tính thi cơng, cường độ, độ bền sử dụng cao, số mài mòi thẩm thấu thấp, tính chất bảo vệ an tồn cốt thép, vững bền trước ăn mịn hóa học, vi sinh ổn định thể tích 2.2 Cơng nghệ vận chuyển, phân phối rót vữa bê tông Trong thi công nhà nhiều tầng vữa bê tông phải chế trộn liên tục với khối lượng 148 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 lớn, vận chuyển, phân phối đổ vào ván khn vị trí xa theo phương ngang cao theo phương đứng, phải giữ ổn định độ linh động vữa Bê tơng từ xe bồn vận chuyển đến vị trí đổ máy bơm ô tô máy bơm tĩnh thủy lực công suất cao Máy bơm ô tô với hệ thống ống phân phối thủy lực kèm sử dụng đổ bê tông phần ngầm tầng Máy bơm tĩnh với hệ thống ống bơm lắp đặt sẵn, dùng để vận chuyển vữa bê tơng dọc suốt chiều cao cơng trình Phân phối rót vữa vào ván khn thực hệ thống cần phân phối thủy lực, lắp đặt lõi cứng cơng trình dịch chuyển theo chiều cao thi công Để đảm bảo ổn định liên tục công tác vận chuyển, vữa bê tông phải có độ chảy cao (thường mức 600mm) công suất bơm phải đủ lớn 2.3 Công nghệ thiết bị vận chuyển lên cao Cần trục tháp tự nâng, liên kết với cơng trình từ phía ngồi, sử dụng hiệu xây dựng cơng trình 40 tầng với chiều cao không 110 - 120m Khi vượt độ cao trên, tính đến yếu tố: an toàn, độ cao sức nâng, tầm với, giá thành, việc sử dụng cần trục tháp tự nâng khơng khả thi Vì vậy, xây dựng nhà nhiều tầng phải sử dụng cần trục tự leo, khơng có giới hạn độ cao nâng vật cẩu Cần trục tự leo lắp dựng lõi cứng - vách thang máy thi công, tầm cao hoạt động cần trục vị trí neo đạt tới 30 - 40m với bán kính phục vụ 50 - 55m Hình Cần trục tự leo Vận chuyển vật liệu rời lên cao, vận chuyển người, công nhân lên xuống mặt thi công sử dụng loại vận thăng đặc biệt có sức nâng đến - tấn, vận tốc nâng 100m/phút, kích thước lồng 1,54,52,5m, sức chứa đến 20 người 2.4 Công nghệ ván khuôn, cốt thép Công tác ván khuôn xây dựng bê tông toàn khối đặc biệt quan trọng, ảnh hưởng định đến công nghệ, tiến độ giá thành xây dựng Đối với cơng trình cao 20 - 30 tầng sử dụng cơng nghệ ván khn định hình luân chuyển Tuy nhiên sử dụng hệ ván khuôn truyền thống không cho phép đẩy nhanh tiến độ thi công vượt - tầng / tháng Do đó, cơng trình siêu cao tầng, địi hỏi phải áp dụng giải pháp cơng nghệ đặc thù phải tính đến vấn đề an tồn lao động thi cơng liên quan đến cơng tác ván khuôn Sử dụng hệ ván khuôn trượt thi cơng kết cấu lõi vách bê tơng tồn khối nhà cao tầng mang lại nhiều ưu hiệu quả: tiến độ nhanh; chất lượng đảm bảo; giảm công lao động lắp dựng, tháo dỡ; độ an toàn cao giảm phụ thuộc tác động gió Các ván khuôn chịu áp lực bê tông đến 120 kN/m2, hệ số luân chuyển cao, có loại đạt đến 1000 lần Công tác thi công cốt thép xây dựng nhà siêu cao tầng phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao Theo quy định, không thi công nối cốt thép phương pháp hàn kết cấu nhà cao tầng Cốt thép kết cấu chịu lực, nút khung có mật độ cốt thép cao nên áp dụng phương pháp nối ống ren tiện trước phương pháp nối ống dập thủy lực Cũng áp dụng cơng nghệ nối buộc cốt thép súng chuyên dụng đẩy nhanh tiến độ thi công giảm công lao động, đặc biệt cốt thép vách, sàn TỐI ƯU HĨA MƠ HÌNH QUẢN LÝ THI CƠNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG 3.1 Tối ưu hoá thiết kế chiến lược dự án Thiết kế chiến lược ứng dụng nguyên tắc thiết kế định hướng tương lai để nâng cao chất lượng đổi cạnh tranh tổ chức Nền tảng nằm việc phân tích xu hướng liệu bên ngồi bên trong, cho phép định thiết kế đưa sở thực tế thẩm mỹ trực giác Kỹ thuật chủ yếu thực hành quan thiết kế phận phát triển nội Những yếu tố để xác định thiết kế chiến lược dự án là: - Nhận thức vấn đề kinh tế tổng thể cho bước đầu lập chiến lược thiết kế; 149 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 - Sự phối hợp; - Tổ chức liên lạc; - Chi tiết hóa; - Triển khai; - Soát xét, kiểm tra; - Phát triển 3.2 Tối ưu hóa cơng nghệ, biện pháp thi cơng Đối với nhà siêu cao tầng, công nghệ, biện pháp kỹ thuật thi công biện pháp tổ chức thi công gắn liền với giải pháp cơng nghệ tồn nhà từ nghiên cứu ý tưởng, thiết kế nhà Khi nghiên cứu ý tưởng kiến trúc, công năng, giải pháp kết cấu đồng thời phải nghĩ đến giải pháp thực theo cách Đó q trình hình thành giải pháp thi cơng từ thiết kế kiến trúc kết cấu Kinh nghiệm Australia qua phân tích định tính giai đoạn nghiên cứu công nghệ/mua sắm xây dựng, chi phí phân bố bảng sau: Bảng Phân tích định tính cho nhà cao tầng Australia Chi phí Chi phí đất đai, phát triển khu đất Phần kiến trúc Phần kết cấu Trang bị điện Các dịch vụ khác Quản lý Nhà nước Chi phí nghề nghiệp Lợi nhuận Tỷ phần (theo tổng mức đầu tư) 30% 17% 12% 4% 8% 1% 3% 25% trước,… giảm chi phí nhân cơng việc lắp dựng, tháo dỡ cốp pha, lắp dựng cốt thép, đổ bê tơng cơng tác hồn thiện sau 3.4 Tối ưu hóa thời gian xây dựng Để giảm thời gian xây dựng cơng trình, cần phải giảm thời gian tất đường găng Biểu đồ sau tổng kết q trình chi phí thời gian cho xây dựng: Hình Phân bố thời gian cho cơng tác xây dựng nhà cao tầng KẾT LUẬN Xây dựng nhà cao tầng siêu cao tầng trình phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác Quản lý thi cơng đóng vai trị thiết yếu thành công dự án xây dựng Thiết kế, tổ chức mặt thi công, phân chia khu vực hợp lý, bố trí phương tiện thi cơng khơng chồng chéo cản trở q trình thi cơng (đặc biệt phương tiện vận chuyển lên cao), sử dụng phần mềm quản lý hệ thống liên lạc trao đổi thành viên dự án Thực tế cho thấy cơng trình có tổ chức khoa học, rút ngắn thời gian thi công hạ giá thành sản phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Qua phân tích cho thấy, ngồi yếu tố sử dụng vật tư hợp lý, vấn đề tối ưu thời hạn thi cơng có ý nghĩa 3.3 Tối ưu hóa việc sử dụng lao động Để tiến hành cơng tác xây dựng có chất lượng cao, chi phí cho lao động chiếm khơng 50% tổng chi phí cho xây dựng Chi phí cho cơng tác bê tơng giảm cách sử dụng rộng rãi sản phẩm chế tạo sẵn nhà máy Cấu kiện chế tạo sẵn kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép ứng lực [1] Trần Hồng Hải, Hồ Ngọc Khoa (2012), Công nghệ thi công nhà siêu cao tầng bê tơng tồn khối, Số 11/2-2012, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [2] Nguyễn Văn Quang (2010), Mơ hình tổ chức thi cơng hệ kết cấu bê tông cốt thép nhà siêu cao tầng, Luận văn cao học, Đại học Kiến trúc Hà Nội [3] Lê Kiều (2002), Giáo trình thi cơng nhà cao tầng bê tông cốt thép, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [4] Ngô Tuấn (2010), Kỹ thuật thi công nhà cao tầng đại - Các xu hướng gần đây, Bài 150 ... dụng đẩy nhanh tiến độ thi công giảm công lao động, đặc biệt cốt thép vách, sàn TỐI ƯU HĨA MƠ HÌNH QUẢN LÝ THI CƠNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG 3.1 Tối ưu hoá thi? ??t kế chiến lược dự án Thi? ??t kế chiến lược... xây dựng nhà cao tầng KẾT LUẬN Xây dựng nhà cao tầng siêu cao tầng trình phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khác Quản lý thi cơng đóng vai trị thi? ??t yếu thành công dự án xây dựng Thi? ??t kế,... tiết hóa; - Triển khai; - Soát xét, kiểm tra; - Phát triển 3.2 Tối ưu hóa cơng nghệ, biện pháp thi cơng Đối với nhà siêu cao tầng, công nghệ, biện pháp kỹ thuật thi công biện pháp tổ chức thi công