Kỹ thuật thi công cột vách chịu lực lớn trong nhà cao tầng

Thi công cột vách chịu lực lớn là cuộc đua giữa chất lượng và tiến độ trong xây dựng nhà cao tầng bởi mọi sai số đều bắt buộc phải đưa về 0. Kết cấu càng lớn, thép càng dày, vị trí càng phức tạp thì yêu cầu kỹ thuật càng khắt khe. Hãy cùng Xây dựng Khải Minh tìm hiểu quy trình và công nghệ để đảm bảo an toàn kết cấu ở những tòa tháp hiện đại trong bài viết dưới đây.

Cột vách chịu lực lớn là gì? Vai trò trong công trình cao tầng

Trong kết cấu nhà cao tầng, cột vách chịu lực lớn là hệ kết cấu chịu lực chính, đảm nhiệm hai nhiệm vụ trọng yếu:

• Chịu tải trọng đứng từ các sàn phía trên truyền xuống móng
• Kháng tải trọng ngang do gió lớn, lực động đất và dao động công trình

Khác với cột thông thường, cột vách có kích thước lớn, tỷ lệ cạnh dài theo dạng bản, giúp tối ưu khả năng chống uốn cắt và kiểm soát dao động cho công trình trên 20 tầng.

Cột vách chịu lực lớn chịu tải đứng và tải ngang, chống dao động cao tầng

Ứng dụng của cột vách trong thi công nhà cao tầng

Hệ cột vách thường được bố trí ở các vị trí:

• Lõi cứng bao quanh thang máy và buồng thang bộ giúp tăng khả năng chống xoắn
• Khu vực tầng hầm nơi tải trọng tập trung lớn từ công trình phía trên
• Vùng biên và góc tòa nhà để tăng mô men chống lật
• Các mặt đứng chịu tải gió chủ đạo của công trình

Nhờ đó, công trình đảm bảo được độ vững chắc, an toàn kết cấu và giảm chuyển vị đỉnh trong điều kiện gió lớn hoặc động đất.

Xu hướng thiết kế, thi công cột vách hiện đại

Các dự án hiện nay đang áp dụng các phương pháp thi công cột vách chịu lực lớn để đáp ứng yêu cầu chiều cao lớn và tải trọng tăng như:

• Bê tông cường độ siêu cao (UHPC) và bê t///ông mác ≥ 50MPa
• Thép cường độ cao D36–D41 tăng khả năng chịu uốn và chống cắt
• Mô hình BIM và phần mềm mô phỏng động đất phục vụ thiết kế tối ưu
• Cốp pha trượt tăng tốc độ thi công theo chu kỳ
• Cảm biến giám sát biến dạng thời gian thực đảm bảo an toàn

Những thách thức kỹ thuật khi thi công cột vách cao tầng

Những thách thức kỹ thuật nào khi thi công cột vách cao tầng? Đây là câu hỏi luôn được đặt ra tại các dự án hiện đại khi yêu cầu về chất lượng, độ chính xác cùng tiến độ phải được đảm bảo đồng thời. Cột vách chịu lực lớn thường nằm ở lõi cứng, khu vực hẹp và có mật độ cốt thép cao khiến quá trình thi công phức tạp hơn nhiều so với hệ cột dầm thông thường.

Tổng hợp những thách thức thường gặp khi thi công cột vách chịu lực lớn nhà cao tầng

Không gian thi công hạn chế trong lõi cột vách

Cột vách chịu lực thường nằm trong lõi cứng tập trung thang máy, buồng kỹ thuật và tường bao kết cấu. Đây là khu vực hẹp, ít lối tiếp cận nên công nhân và thiết bị khó thao tác đồng thời. Độ dày cột vách thường từ 400–1200 mm khiến hoạt động lắp dựng cốt thép, cốp pha và kéo bê tông càng trở nên khó khăn hơn. 

Vì vậy, ngay từ giai đoạn lập biện pháp, đơn vị thi công cột vách chịu lực lớn phải tính toán đường di chuyển vật liệu, bố trí sàn thao tác và tối ưu thứ tự thi công theo chuỗi. Bước này sẽ giúp đảm bảo công việc trôi chảy và không chồng chéo với các bộ môn khác như MEP hay thang máy.

Khối lượng thép dày, lắp dựng và đầm bê tông phức tạp

Do phải chịu tải trọng đứng và tải ngang lớn nên cột vách tại các toà tháp cao thường có mật độ thép rất dày, khiến thao tác buộc nối, căn chỉnh và đặt lớp bảo vệ cực kỳ tốn thời gian. Khoảng trống giữa thép nhỏ luôn tiềm ẩn rủi ro bê tông không thể len vào hết, dẫn đến rỗ tổ ong và suy giảm cường độ. 

Vì vậy, các nhà thầu chuyên nghiệp thường tối ưu hóa chi tiết thép bằng BIM, đặt hàng thép uốn sẵn từ xưởng. Ngoài ra có thể sử dụng đầm dùi tần số cao loại nhỏ nhằm đảm bảo bê tông được nén chặt đến lõi kết cấu. Công tác nghiệm thu lưới thép phải thực hiện nghiêm ngặt bằng thước đo và thiết bị kiểm tra cover block trước khi đổ bê tông.

Kiểm soát biến dạng và chống phình cốp pha

Áp lực bê tông tươi trong cột vách cao tầng rất lớn, đặc biệt tại các độ cao > 4 m, khiến cốp pha dễ bị phình hoặc xô lệch, dẫn đến mất hình dạng và độ thẳng đứng của kết cấu. Khi đó, toàn bộ sàn và vách các tầng trên sẽ bị kéo theo sai số, gây thiệt hại lớn trong thi công hoàn thiện. 

Kiểm soát biến dạng cột vách bằng cốp pha cứng, giằng neo chắc và giám sát áp lực bê tông

Giải pháp thi công cột vách chịu lực lớn bắt buộc là sử dụng cốp pha thép hoặc nhôm cường độ cao, khóa panel từng điểm và bố trí hệ giằng neo liên tục từ đáy lên đỉnh. Trong quá trình đổ bê tông, cần giám sát biến dạng bằng thước đo chuyên dụng hoặc cảm biến để điều chỉnh tốc độ đổ và lực đầm, tránh gây áp lực cục bộ dẫn đến sự cố.

Giải pháp thi công tối ưu cho cột vách chịu lực lớn trong các dự án cao tầng

Cột vách chịu lực lớn là bộ phận truyền tải trọng chủ đạo trong các tòa tháp cao. Vì vậy, để đảm bảo an toàn kết cấu và tiến độ dự án, các giải pháp thi công cột vách chịu lực lớn cần được tối ưu đồng bộ từ giai đoạn thiết kế cho đến hoàn thiện bê tông. Dưới đây là 4 hướng tiếp cận hiệu quả nhất được nhiều tổng thầu cao tầng hiện nay áp dụng.

Tối ưu giải pháp kết cấu cột vách chịu lực lớn ngay từ thiết kế

Thiết kế là chính chìa khóa để giảm thiểu thách thức thi công cột vách chịu lực lớn về sau. Một giải pháp kết cấu hợp lý sẽ giúp:

• Tăng độ cứng tổng thể, hạn chế chuyển vị ngang do gió/động đất
• Giảm mật độ và giao cắt cốt thép tại nút giao dầm vách
• Tối ưu chiều dày vách để tiết kiệm vật liệu mà vẫn đảm bảo an toàn

Một số xu hướng thiết kế kết cấu cột vách hiện đại phổ biến như:

Thi công cốp pha và cốt thép cho cột vách cao tầng với kiểm soát biến dạng nghiêm ngặt

Do khối lượng thép lớn và độ dày vách cao, công tác lắp dựng cần tuân thủ các yêu cầu sau:

• Cốp pha vách chịu lực lớn cần: Dùng hệ cốp pha thép/nhôm + thanh giằng tie-rod tăng cường. Kiểm soát khe hở ≤ 2 mm để tránh rò rỉ vữa và lắp đặt sensor theo dõi phình cốp pha trong quá trình đổ bê tông
• Cấu tạo và lắp đặt cốt thép: Tách lớp bố trí thép để giảm giao cắt, thuận tiện đầm rung. Bên cạnh đó sử dụng con kê bê tông chuẩn nhằm đảm bảo lớp bảo vệ ≥ 40 mm. Mối nối so le theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018.

Các giải pháp thi công cột vách chịu lực lớn nhà cao tầng chắc chắn, hiệu quả, đảm bảo tiến độ

Tối ưu biện pháp đổ bê tông cột vách khối lượng lớn để chống rỗ, chống nứt nhiệt

Đổ bê tông là giai đoạn tỷ lệ rủi ro cao nhất, dễ gặp phải tình trạng rỗ, tách nước, co ngót nhiệt. Vì vậy, đơn vị thi công cột vách chịu lực lớn cần áp dụng thêm các biện pháp phòng tránh như:

• Bê tông độ linh động cao (slump 18–21 cm).
• Phụ gia giảm nhiệt thủy hóa cho bê tông dày > 400 mm.
• Đổ liên tục để tránh mạch ngừng lạnh.
• Ống đầm rung nội bộ + camera/borescope kiểm tra các điểm khuất.
• Che phủ và dưỡng hộ giữ ẩm ≥ 7 ngày.
• Kiểm soát nhiệt độ khác biệt trong bê tông ≤ 20°C giúp giảm nứt nhiệt ở lõi cột vách.

Ứng dụng công nghệ & thiết bị hiện đại giúp thi công chính xác và rút ngắn tiến độ

Chủ đầu tư lẫn nhà thầu có thể tham khảo thêm một vài giải pháp thi công cột vách chịu lực lớn tiên tiến cho dự án cao tầng bao gồm:

Nhờ đó, công trình hoàn toàn có thể duy trì tiến độ nhanh nhưng không cần phải đánh đổi chất lượng.

Mỗi quyết định thi công đều sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn công trình cao tầng. Liên hệ ngay để được hỗ trợ đưa ra giải pháp kiểm soát tiến độ, chất lượng cùng chi phí tốt nhất khi thi công cột vách chịu lực lớn.

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG KHẢI MINH JSC

- Website: https://xaydungkhaiminh.vn/ 

- Fanpage: https://www.facebook.com/xaydungkhaiminh 

- Tiktok: https://www.tiktok.com/@xd_khaiminh.jsc 

- Youtube: https://www.youtube.com/@xaydungkhaiminh2157 

- HOTLINE: 0901 999 998

- Email: hungthinhkhaiminhgroup@gmail.com