Giải pháp công nghệ thi công bê tông tòa nhà Keangnam Hà Nội Landmark Tower

70 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG 71 S¬ 26 - 2017 KHOA H“C & C«NG NGHª Tóm tắt Công nghệ thi công bê tông nhà siêu cao tầng, mà cụ thể là bê tông cường độ cao đã được nghiên cứu và áp dụng rất phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Những kết quả nghiên cứu cho thấy đây là công nghệ thi công mang lại hiệu quả rất lớn. Tuy nhiên công nghệ thi công bê tông này vẫn còn tương đối mới và chỉ áp dụng cho một vài công trình siêu cao tầng ở nước ta. Do vậy thông qua việc nghiên cứu giải pháp công nghệ thi công bê tông cho tòa nhà cao nhất Việt Nam Keangnam Hà Nội Landmark Tower sẽ giúp mọi người có cái nhìn tổng quát và hoàn chỉnh về công nghệ thi công này. Abstract The concrete construction technology of super-high- rise buildings, especially high-strength concrete, has been studied and applied widely in many countries around the world. The research results show that this is a very effective construction technology. However, this technology is still relatively new and only applied to some super-high-rise projects in Vietnam. So researching the technology in the tallest building in Vietnam, Keangnam Hanoi Landmark Tower, will help people have the overview and comprehensive understanding about this technology. ThS.Võ Văn Dần Bộ môn Công nghệ và tổ chức thi công, Khoa Xây dựng ĐT: 0987999739 Email: vovandan.vn@gmail.com ThS.Trần Trọng Tuấn Bộ môn Công nghệ và tổ chức thi công, Khoa Xây dựng ĐT: 0948877187 Email: tuan87kta@gmail.com 1. Đặt vấn đề Lựa chọn giải pháp công nghệ thi công bê tông luôn là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến việc thực hiện thành công 1 dự án xây dựng công trình. Bài báo này phân tích, giới thiệu công nghệ thi công bê tông cho tòa nhà Keangnam Hà Nội Landmark Tower theo các bước: - Xây dựng trạm cung ứng bê tông. - Lựa chọn thiết bị thi công chính. - Lắp dựng cốt thép, cốp pha. - Đổ và bảo dưỡng bê tông - Đánh giá và xử lý khuyết tật. 2. Nội dung 2.1. Giới thiệu về công trình Keangnam Hà Nội Landmark Tower Keangnam Hà Nội Landmark Tower là dự án siêu cao tầng đầu tiên, và cho đến nay vẫn giữ kỷ lục: Tòa nhà cao nhất Việt Nam. Dự án gồm 02 tòa tháp cao 48 tầng và 01 tòa tháp 72 tầng nổi và 03 tầng hầm. Chiều cao của tòa Landmark 72 là 336m. Bê tông cột, vách lõi các tầng dưới tầng khóa cứng (outtriger) sử dụng mác C70 theo tiêu chuẩn ACI (mác 900#) và giảm dần C60, C50 theo sự giảm tiết diện cột ở các tầng trên. Được áp dụng những công nghệ thi công tiên tiến nhất, Keangnam Hà Nội Landmark Tower thực sự gây được ấn tượng và không ít sự ngạc nhiên cho giới chuyên môn trong nước về tính khả thi và hợp lý của tiến độ thi công dự án mà nhà thầu chính Keangnam Enterprise đã đặt ra. 2.2. Giải pháp công nghệ thi công tòa nhà Keangnam Hà Nội Landmark Tower 2.2.1. Xây dựng trạm cung ứng bê tông - Khối lượng bê tông móng tòa Hotel là 24.868m3, để cung ứng bê tông, nhà thầu chính sử dụng trạm trộn tại công trường với khoảng cách vận chuyển ngắn, huy động 26 xe vận chuyển. Ưu điểm của việc xây dựng trạm trộn tại công trường là chủ động cung cấp bê tông, chất lượng tốt, cự ly vận chuyển ngắn, tính kinh tế cao Xây dựng trạm trộn bê tông gồm các nội dung sau: + Lựa chọn dây chuyền và trang thiết bị phục vụ sản xuất + Lựa chọn các nguồn cung cấp nguyên vật liệu + Xây dựng cấp phối trong phòng thí nghiệm: Sử dụng phụ gia Sicila Fume khi sản xuất bê tông cường độ cao. Độ mịn của Silica Fume nhỏ hơn so với xi măng nên Silica Fume sẽ lấp đầy các lỗ hổng, 1% Silica Fuma Giải pháp công nghệ thi công bê tông tòa nhà Keangnam Hà Nội Landmark Tower Solutions of concrete construction technology in Keangnam Hanoi Landmark Tower Võ Văn Dần Trần Trọng Tuấn * Bước 4: Tương tự bước 3, thay thế modun (2) bằng modun (3) * Bước 5: Cân chỉnh và hàn nối cấu kiện - Sau khi 3 modun (1), (2) & (3) được gá tổ hợp tại vị trí lắp đặt. Tiến hành: Hàn đính, gông, nêm, căn chỉnh các vị trí chân, bụng - Tiến hành hàn tại các vị trí mối nối công trường (chỉ hàn được một mặt của các mối nối) - Sau khi kết thúc phần hàn (hàn một nửa). Sử dụng cẩu (I) và cẩu (II) để giữu tháo gông, nêm với mục đích tách rời các modun liên kết ra khỏi vị trí lắp đặt. - Dùng đồng thời 2 cẩu nhấc lớp modun liên kết ra khỏi vị trí lớp trước một khoảng cách 500-1000mm. - Giữ cẩu để tiến hành hàn đính cố định ướp modun liên kết. - Tháo cẩu ra và hoàn thiện các mối nối công trường. - Sau khi hoàn thiện phần hàn nối các mối nối công trường tiến hành kiểm tra NDT. Kiểm tra không phá huỷ (Non-Destructive Testing-NDT) bao gồm các phương pháp dùng để thử nghiệm, kiểm tra, đánh giá và chẩn đoán kỹ thuật các sản phẩm, công trình công nghiệp mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng (TCVN 7508-2005 và TCVN 7507-2005). - Khi có kết quả kiểm tra đạt NDT: Sử dụng 2 cẩu giữ tại các modun liên kết, tách rời các vị trí đính, hàn, gông. Đồng thời dùng 2 cẩu nâng các modun liên kết (modun(1,2&3)) đưa vào vị trí lắp dầm. - Dùng thước lá 0.2mm đo khe chân và gối, nếu phần diện tích tiếp xúc gối của lớp lẻ >=50% thì được phép chuyển bước, nếu <50% thì tiếp tục nhấc cẩu lên và mài chân cho đến khi >=50%. - Tiếp tục căn chỉnh ép và hàn đính các modun liên kết vào vị trí các lớp liền kề. * Bước 6: Lắp phần liên kết dầm Các chi tiết liên kết dầm được chế tạo sẵn thành các cụm liên kết. Sau khi kết thúc lắp đặt phần thân dầm chính E16, E17, E18, E19. Dùng cần cẩu lắp phần liên kết giữa dầm theo đúng thiết kế. 4. Kết luận Công nghệ thi công kết cấu thép nhịp lớn trong xây dựng công trình dân dụng rất phức tạp. Giải pháp thi công phù hợp phải thỏa mãn được đồng thời các yếu tố sau: - Kết cấu đảm bảo điều kiện về khả năng chịu lực; - Kết cấu đảm bảo điều kiện về độ cứng (chuyển vị nằm trong giới hạn cho phép); - Đẩy nhanh tiến độ thi công, sớm đưa công trình vào khai thác sử dụng; - Sử dụng tối đa các máy móc phục vụ thi công; - Hạn chế tối đa lao động thi công trên cao; - Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh môi trường trong quá trình thi công. Công nghệ thi công giới thiệu ở trên có thể áp dụng để triển khai cho các công trình tương tự tại các khu đô thị lớn ở nước ta, nơi mà dân cư sinh sống đông đúc, mặt bằng thi công chật hẹp, ở các công trình giao thông, sân vận động, triến lãm, nhà hát, bể bơi.../. T¿i lièu tham khÀo 1. Phạm Văn Hội(1998): Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. 2. Biện pháp thi công do công ty Cổ phần LILAMA Hà Nội - Tổng công ty lắp máy Việt Nam., LTD lập. 3. Nguyễn Tiến Thụ (2010): Sổ tay chọn máy thi công xây dựng. Nhã xuất bản xây dựng, (tái bản năm 2010). 4. TCVN 170:2007: Kết cấu thép gia công, lắp ráp và nghiệm thu yêu cầu kỹ thuật. 72 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG 73 S¬ 26 - 2017 KHOA H“C & C«NG NGHª Bảng 1. Thông số các loại cốt thép Loại Mác Giới hạn chảy, Mpa D22 và dưới D22 SD390 390 D25 và trên D25 SD490 490 Thép buộc SD295 295 Toàn bộ mối nối thép cột, vách và phần lớn mối nối thép dầm, công xôn đều sử dụng mối nối ren coupler. Loại mối nối này bộc lộ rất nhiều ưu điểm: tiết kiệm thép do không mất chiều dài nối, thanh thép làm việc đúng tâm, gia công lắp dựng nhanh chóng thuận lợi,... b. Cốp pha - Sử dụng hệ thống cốp pha bàn, lợi dụng đặc điểm phần lớn các sàn đều là sàn điển hình: tổ hợp hệ thống chân giáo, giằng chống, ván sàn,... thành những hệ lớn cố định tại những vị trí nhất định gọi là cốp pha bàn, khi vận chuyển chỉ cần tháo dỡ tấm cốp pha bàn ở tầng dưới và vận chuyển bằng cẩu tháp lên sàn thi công, lắp dựng đúng vào vị trí tương ứng của nó. - Với dự án Hanoi Landmark Tower, nhà thầu chính đã sử dụng hệ thống cốp pha hợp kim nhôm aluminum với lõi tòa nhà Hotel và sử dụng hệ thống cốp pha định hình tổ hợp với lõi của tòa Ressident. Đây là hệ thống cốp pha hiện đại được tính toán và thiết kế hợp lý, kết hợp với hệ thống cây chống thân và chống chân làm việc 2 phương nên việc lắp dựng, điều chỉnh hệ thống cốp pha lõi, cốp pha cột hết sức nhanh chóng, thuận tiện và hiệu quả. Ngoài ra hệ thống cốp pha cột định hình đã được tính toán trước việc co ngắn tiết diện cột nên nhà thầu chính tổ hợp phần dài hơn của cột gắn với phần thân chính bằng hệ bu lông. Khi đến tầng co tiết diện cột chỉ cần tháo bỏ phần mở rộng là có thể tiếp tục sử dụng hệ thống cốp pha này, góp phần đẩy nhanh tiến độ và hết sức tiết kiệm, đem lại hiệu quả lớn về kinh tế.. Hình 3. Cần phân phối bê tông dự án Keangnam Hanoi Landmark Tower Hình 4. Cần phân phối bê tông dự án Keangnam Hanoi Landmark Tower Hình 5. Mối nối ren Coupler tương đương với 3% xi măng nên nó giúp làm giảm nhiệt hydrat hóa. 2.2.2. Lựa chọn thiết bị vận chuyển bê tông theo phương ngang và đứng a) Thiết bị vận chuyển Thiết bị vận chuyển bê tông cho công trình Keangnam HaNoi Landmark Tower dùng các xe bồn có chất lượng cao Huyndai, Deawo, Hino,... với dung tích bồn chứa từ 7 - 9 m3 đảm bảo chất lượng của bê tông rất tốt, trong điều kiện giao thông phức tạp và điều kiện thời tiết khắc nghiệt ở Việt Nam. b) Thiết bị bơm bê tông và phân phối bê tông - Công trình Keangnam HaNoi Landmark Tower gồm 72 tầng, cao 336m, sử dụng máy bơm cao áp BSA 14000 HP-D : 4ea và cần JB29H-125, JB33H-125 với áp lực bơm >200bar, số lần đẩy phít tông >17lần/phút, đường kính xi lanh bơm 200mm, công suất bơm bê tông tới >100m3/h đều có thể đáp ứng được yêu cầu cùng với hệ thống vòi voi nối dài hỗ trợ 2.2.3. Lắp đặt cốt thép và cốp pha a. Cốt thép Cốt thép sử dụng tại dự án là những thanh có gờ với thông số như sau: Hình 1. Công trình Keangnam Hà Nội Landmark Tower Hình 2. Quy trình xây dựng cấp phối trong phòng thí nghiệm 74 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG 75 S¬ 26 - 2017 KHOA H“C & C«NG NGHª - Trong quá trình thi công công trình Keangnam Hanoi Landmark Tower đã xảy ra một vài sự cố nứt bê tông dầm sàn tại một số vị trí (Hình 13, 14). a. Đánh giá - Các vết nứt xảy ra chủ yếu không phải là vết nứt kết cấu. Nguyên nhân chính gây ra phần lớn các vết nứt là do co ngót bê tông. Đối với các sàn có hệ thống cáp dự ứng lực, tại khu vực mà đường cáp được lắp đặt theo hai phương, các vết nứt co ngót không xảy ra do ứng suất nén theo hai chiều gần bằng nhau. Tuy nhiên đối với khu vực cáp dự ứng lực lắp đặt theo một phương, các vết nứt co ngót xuất hiện dọc theo đường cáp. Theo quan trắc, sau 6 tháng thì các vết nứt hầu như không phát triển thêm, nên đây cũng là thời điểm phù hợp để chúng ta sửa chữa các vết nứt. (Hình 15, 16) b. Xử lý Dựa trên kết quả đánh giá vết nứt ở trên, biện pháp bơm epoxy được xem là một biện pháp thích hợp với trường hợp vết nứt tại công trình Keangnam Landmark Tower Biện pháp thi công keo Epoxy: - Vệ sinh vết nứt: bước đầu tiên là vệ sinh làm sách vết nứt. Các chất gây ô nhiễm như: dầu mỡ, bụi bẩn, hoặc các hạt trong thành phần bê tông sẽ ngăn epoxy chảy vào vết nứt làm giảm hiệu quả của việc sửa chữa. Có thể sử dụng máy nén khí hoặc bàn chải để vệ sinh vết nứt. - Lắp đặt các xi lanh bơm Epoxy: Dọc theo vết nứt cần xác định các vị trí đặt xi lanh để bơm keo Epoxy. Khoảng cách giữa các xi lanh tùy thuộc vào bề rộng hoặc chiều dài vết nứt, thông thường là từ 20-25 cm. - Sơn phủ bề mặt: Có thể sử dụng sơn hoặc các vật liệu khác tương đương để phủ một lớp dọc theo bề mặt vết nứt để ngăn sự thất thoát epoxy trong quá trình bơm. - Trộn hỗn hợp keo: trộn hỗn hợp keo từ hai thành phần theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. - Bơm keo Epoxy vào vết nứt: hỗn hợp keo đã trộn xong được cho vào các xi lanh và bơm vào khe nứt dưới áp lực nhỏ. Do đặc tính tự chảy và độ nhớt thấp nên epoxy có thể thẩm thấu vào sâu bên trong các khe nứt nhỏ. Vị trí tốt nhất để bắt đầu bơm thường là tại những vị trí có bề rộng vết nứt lớn nhất hoặc tại vị trí giao giữa các vết nứt. Đối với các vết nứt theo phương đứng nên bắt đầu bơm từ vị trí thấp nhất rồi tăng dần lên các vị trí trên cao. Khi keo ở xi lanh ít hơn 20-25CC nên thay thế bằng một xi lanh khác tại cùng vị trí. Quá trình bơm kết thúc khi keo Hình 10. Chia vùng đổ tòa nhà khách sạn 70 tầng Hình 11. Chia vùng đổ tòa nhà chung cư A&B Hình 13. Vết nứt tại tầng kỹ thuật tòa tháp A Hình 6. Hệ thống cốp pha bàn (Table Form) Hình 7. Mặt bằng bố trí bơm tĩnh và cần phân phối bê tông Hình 8. Sơ đồ thiết bị hệ thống bơm Hình 9. Hệ thống bơm và phân phối bê tông tại công trường 2.2.4. Thi công và bảo dưỡng bê tông a. Thi công bê tông - Mặt bằng bố trí hệ thống bơm tĩnh, ống dẫn, phân phối bê tông (Hình 7, 8, 9). - Chia vùng đổ bê tông (Hình 10, 11). b) Bảo dưỡng bê tông Phủ film PE trong suốt quá trình ninh kết của bê tông, liên tục bơm nước để giải nhiệt cho quá trình nhiệt thủy hóa,... (Hình 12) 2.2.5. Đánh giá và xử lý khuyết tật Hình 12. Phủ film PE và phun nước sau khi đổ bê tông