Hiện nay khi các công trình có tầng hầm đang ngày càng phổ biến thì biện pháp thi công top down đã không còn quá xa lạ. Tuy nhiên đối với người ngoài ngành, đây vẫn là một kỹ thuật phức tạp và ẩn chứa nhiều điều khó hiểu. Bởi vậy trong bài viết dưới đây, HTcons xin đưa ra các thông tin cơ bản nhất về công nghệ này để bạn đọc cùng tham khảo.
1. Tổng quan về biện pháp thi công top down
1.1. Biện pháp thi công top down là gì?
Biện pháp thi công top down là phương pháp xây dựng phần ngầm của công trình từ trên xuống, trái ngược với phương pháp truyền thống thi công từ dưới lên.
Với công nghệ top-down, đơn vị thi công có thể đồng thời thực hiện việc xây dựng các tầng ngầm (dưới cốt ± 0,00) và phần móng, cùng lúc xây dựng một số tầng thuộc phần thân công trình, nằm trên cốt không (trên mặt đất).
1.2. Các bước thi công top down chuẩn kỹ thuật
Quy trình triển khai biện pháp thi công top down chuẩn được thực hiện theo các bước sau:
- Các tầng hầm được xây dựng bằng cách thi công tường vây quanh công trình sử dụng hệ cọc barrette và hệ cọc khoan nhồi dưới chân các móng cột bên trong khu vực xây dựng. Sau này phần đỉnh của tường vây sẽ được sử dụng làm tường bao cho toàn bộ các tầng hầm. Tường vây này được thi công dựa trên công nghệ cọc nhồi bê tông đến cốt mặt đất tự nhiên hoặc cốt tầng trệt.
- Nếu hệ tường vây được thi công từ mặt đất tự nhiên thấp hơn cốt nền tầng trệt, thì việc thi công top down có thể bắt đầu từ tầng hầm thứ nhất. Tầng hầm này được xây dựng theo phương pháp từ dưới lên, và tường vây trên đỉnh sẽ đóng vai trò như tường cừ để giữ thành hố đào. Cách thi công này còn được gọi là bán top down hay semi top down.
- Đối với các cọc khoan nhồi bê tông dưới móng cột phía trong khu vực xây dựng, thi công chỉ đến cốt móng mà không tới mặt đất. Các cốt thép hình được bố trí ngay bên dưới móng cọc nhồi, chờ để kéo dài lên tới cốt không (tức cốt nền mặt đất).
- Trong quá trình tạo khuôn dầm, nhà thầu có thể sử dụng đất để làm một phần khuôn cho việc đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không.
- Khi đổ bê tông sàn tại cốt không, không cần để lại phần sàn khu vực cầu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để tạo lối đưa đất lên khi thi công tầng hầm, kết hợp với ô thang máy.
- Sàn này cần được liên kết chắc chắn với các cọc thép hình đã chờ sẵn và hệ tường vây (vì tường vây sẽ chịu lực vĩnh viễn cho sàn bê tông này).
- Sau khi bê tông dầm và sàn tại cốt không đạt đủ cường độ để tháo dỡ khuôn, máy đào sẽ được sử dụng để chui qua các lỗ thang đã chừa sẵn, đào đất cho tầng hầm dưới sàn cốt không.
- Tiếp tục thi công các tầng hầm tiếp theo tương tự như tầng hầm đầu tiên. Tuy nhiên, ở tầng hầm cuối cùng, thay vì đổ bê tông sàn, nhà thầu sẽ thi công kết cấu móng và đài móng. Đồng thời, trong quá trình thi công tầng hầm, công trình phần thân phía trên mặt đất vẫn có thể tiếp tục được xây dựng như bình thường.
2. Đặc điểm của biện pháp thi công top down
2.1. Ưu điểm
- Việc sử dụng tường chắn đất kết hợp với hệ dầm sàn bê tông cốt thép mang lại mức độ an toàn cao cho các công trình lân cận. Hơn nữa, biện pháp thi công top down còn đặc biệt hiệu quả với các dự án có tầng hầm sâu (trên 3 tầng).
- Tiến độ thi công được đẩy nhanh, cho phép bàn giao sớm hơn để đáp ứng nhu cầu bán hàng trong các dự án thương mại.
- Giải pháp này cũng phù hợp với các dự án có mặt bằng hạn chế, tận dụng được sàn kết cấu để lưu trữ vật tư trong quá trình thi công tầng hầm.
2.2. Nhược điểm
- Quá trình thực hiện biện pháp thi công top down có thể gặp nhiều thách thức do việc tiếp cận vật tư bị hạn chế, dẫn đến khó khăn trong việc kiểm soát chất lượng.
- Việc tổ chức thông gió và chiếu sáng tạm thời trong quá trình thi công hầm cũng rất phức tạp.
- Tường tầng hầm được thi công bằng phương pháp tường trong đất, nên chất lượng khó đảm bảo, rủi ro xảy ra nếu có lỗi trong tấm tường. Ngoài ra, chi phí sửa chữa và chống thấm tường vây cũng rất cao.
3. Kỹ thuật điển hình khi triển khai biện pháp thi công top down
3.1. Cốt thép đỡ tạm
Khi thi công tầng hầm bằng biện pháp thi công top down, cần sử dụng các cột thép tạm để đỡ sàn tầng hầm. Nếu quá trình thi công kết cấu phần thân diễn ra đồng thời với tầng hầm, các cột thép tạm này phải chịu thêm tải trọng từ sàn tầng 1 và tầng 2. Số lượng sàn mà cột thép cần đỡ sẽ phụ thuộc vào tiến độ thi công phần thân.
Các cột thép tạm sau này sẽ được đổ bê tông để trở thành cột chịu lực chính của công trình. Việc tính toán cho các cột này được thực hiện theo các phương pháp và quy định cụ thể. Thực tế, người ta thường sử dụng thép I gia cường bằng thép góc hoặc ống thép, với khả năng chịu lực từ 200 đến 1000 tấn. Các cột thép tạm phải được bố trí chính xác tại vị trí cột chịu lực của công trình và thường được cắm vào cọc khoan nhồi ngay từ khi thi công cọc.
3.2. Bê tông
Để đảm bảo tiến độ thi công liên tục, cần tháo ván khuôn sớm để tiếp tục công việc đào đất và thi công phần dưới. Do đó, cần sử dụng phụ gia để bê tông nhanh chóng đạt được cường độ cần thiết trong thời gian ngắn. Có thể áp dụng các phương pháp sau khi triển khai biện pháp thi công top down:
- Sử dụng phụ gia hóa dẻo hoặc siêu dẻo để giảm tỉ lệ nước nhưng vẫn duy trì độ sụt yêu cầu, giúp tăng cường độ bê tông.
- Sử dụng phụ gia tăng cường độ nhanh, giúp bê tông đạt hơn 90% cường độ thiết kế trong vòng 7 ngày.
- Khi thi công cột và vách cứng, cần sử dụng bê tông có phụ gia trương nở để vá các đầu cột và lõi tại vị trí tiếp giáp với dầm sàn. Phụ gia trương nở nên là loại khoáng, khi phản ứng với nước xi măng sẽ tạo ra cấu tử nở CaOAl2O33CaSo4(31-32)H2O. Hàm lượng phụ gia trương nở thường từ 5 – 15% so với lượng xi măng, tránh sử dụng bột nhóm hoặc chất sinh khí vì có thể gây ăn mòn cốt thép.
Phần bê tông sàn tiếp giáp với tường tầng hầm và sàn đáy, nơi có thép chờ, cần được chống thấm hiệu quả vì việc sửa chữa các vị trí rò rỉ hoặc thấm nước sau khi thi công bê tông sẽ rất khó khăn và tốn kém.
3.3. Hạ mực nước ngầm
Khi xây dựng tầng hầm bằng biện pháp thi công top down, nước ngầm thường gây ra nhiều khó khăn. Để khắc phục, người ta thường sử dụng kết hợp hai phương pháp: hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc và hệ thống thoát nước bề mặt bao gồm mương thoát nước, hố thu nước và máy bơm.
Việc thiết kế hệ thống hạ mực nước ngầm và thoát nước này cần được tính toán kỹ lưỡng cho từng độ sâu thi công và từng giai đoạn cụ thể. Trong quá trình thi công, cần tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu thiết kế của công tác này.
Trên đây là một số thông tin cơ bản về biện pháp thi công top down mà quý vị có thể tham khảo. Mong rằng bài viết này sẽ trở thành nguồn tư liệu giúp giải đáp các thắc mắc liên quan của các bạn.
