Nhu cầu xây dựng nhà ở cao tầng và siêu cao tầng đang bùng nổ mạnh mẽ ở Việt Nam, đặc biệt ở các KĐT lớn như Hà Nội và TP.HCM. Với nhu cầu rất lớn về nhà ở như hiện nay, khi sử dụng các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép thông thường, công trình nhà cao tầng đòi hỏi kích thước các cấu kiện có thể rất lớn, nặng nề, tốn kém, giảm không gian sử dụng và giảm tính thấm mỹ, thời gian thi công rất lâu không thể đáp ứng được nhu cầu nhà ở như hiện nay.
Để khắc phục nhược điểm kể trên, Cty CP Lắp máy điện nước và Xây dựng COWAELMIC (TCty Xây dựng Hà Nội) đã mạnh dạn nghiên cứu áp dụng giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp vào các dự án nhà ở, văn phòng do COWAELMIC làm chủ đầu tư. Được sự hỗ trợ của Bộ Xây dựng cùng các cơ quan nghiên cứu khoa học, năm 2008 Cty CP Lắp máy điện nước và Xây dựng bắt đầu tiếp cận triển khai việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại Việt Nam. Hiện nay COWAELMIC đang triển khai áp dụng công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại hai dự án của Cty.
Qua nghiên cứu thiết kế, sản xuất, lắp đặt cho thấy, nhà cao tầng sử dụng kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp là loại nhà mà cốt chịu lực của các cấu kiện là thép hình cán nóng hoặc tổ hợp thép hình kết hợp với bê tông. Với phát triển xây dựng hiện nay, loại kết cấu này chắc chắn sẽ được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam bởi một số ưu điểm:
Khả năng chịu lực và độ tin cậy cao: Kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp đã tận dụng được các ưu điểm riêng về các đặc trưng cơ lý của hai vật liệu thép và bê tông vật liệu thép có cường độ chịu kéo cao, khả năng cho phép biến dạng dẻo lớn, độ tin cậy, độ an toàn chịu lực cao nhưng khả năng chịu lửa kém, giá thành cao. Trong khi đó vật liệu bê tông mặc dù có cường độ chịu nén tương đối nhưng lại có tính chịu lửa tốt giá thành rẻ và được sử dụng phổ biến. Như vậy so với trường hợp sử dụng kết cấu bê tông cốt thép truyền thống thì việc sử dụng kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp sẽ bảo đảm tăng khả năng chịu lực và nâng cao độ tin cậy của kết cấu. Hơn nữa nếu so sánh với giải pháp kết cấu thép thuần túy thì việc kết hợp giữa thép hình và bê tông còn làm tăng độ cứng ngang, tăng khả năng ổn định và nâng cao tính chịu lửa. Giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp cũng đã được ứng dụng khá hiệu quả đối với các công trình nằm trong vùng có động đất, do chúng có mức độ ổn định và độ tin cậy cao khi chịu tải động đất. Điều này đã được kiểm nghiệm qua thực tế tại nhiều trận động đất lớn như trận động đất tại Kobe (Nhật Bản).
Công năng sử dụng hiệu quả: Đối với các công trình nhà nhiều tầng, khi chiều cao nhà càng tăng và nhịp khung càng lớn thì nội lực dọc trục trong cột và mô men trong dầm càng lớn. Như vậy nếu sử dụng giải pháp kết cấu bê tông cốt thép thông thường thì kích thước tiết diện yêu cầu của cột rất lớn, diện tích chiếm chỗ lớn. Khi sử dụng giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp thì tiết diện của cột giảm đi đáng kể, diện tích chiếm chỗ chỉ khoảng 25 - 30% so với cột kết cấu truyền thống, tăng diện tích sử dụng.
Hiệu quả kinh tế: Khi sử dụng giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp sẽ giảm được trọng lượng công trình khoảng 20 - 30% dẫn đến giảm nhẹ được kết cấu móng. So với kết cấu bê tông cốt thép truyền thống thì lượng thép dùng trong trong kết cấu liên hợp không lớn hơn. Nếu đánh giá hiệu quả kinh tế một cách toàn diện, có thể chi phí vật liệu cao hơn nhưng bù lại bởi tốc độ thi công nhanh hơn, hiệu quả sử dụng vật liệu cao hơn, quay vòng vốn nhanh hơn và giá thành công trình sẽ rẻ hơn. Có thể dễ dàng dùng phương pháp thi công hiện đại (phương pháp thi công ván khuôn trượt, thi công lắp ghép) làm tăng tốc độ thi công, sớm đưa công trình vào sử dụng và quay vòng vốn .
Những khó khăn mà ban lãnh đạo COWAELMIC nhận định: Là đơn vị đầu tiên ứng dụng công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại Việt Nam do người Việt Nam thiết kế, chế tạo và thi công; Công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại Việt Nam còn triển khai phạm vi hẹp; yêu cầu độ gia công chính xác cao; chưa được tin tưởng lắm về giá thành, khả năng liên kết giữa phần bê tông và kết cấu thép, kết cấu thép và vách kính thép; Trình độ sản xuất kết cấu thép của các nhà máy chưa cao... Do đây là giải pháp công nghệ xây dựng mới nên cần có thời gian để khách hàng kiểm chứng chất lượng sản phẩm (hiện nay khách hàng có thói quen xây dựng nhà theo phương pháp thông thường sử dụng bê tông cốt thép toàn khối để xây dựng). Đây chính là hạn chế về việc triển khai thi công thí điểm và nhân rộng mô hình thí điểm.
Các tiêu chuẩn áp dụng trong nước chưa đầy đủ. Hệ thống tiêu chuẩn quy phạm thiết kế hiện hành của Việt Nam hiện nay, ngoài tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép 338-TCVNXD, do chưa có tiêu chuẩn thiết kế cho các dạng kết cấu thép nhà cao tầng mà COWAELMIC nghiên cứu. Hiện tại đang phải sử dụng tiêu chuẩn của nước ngoài. Nhà nước Việt Nam cho phép sử dụng các tiêu chuẩn quy phạm của các nước sau để thiết kế: Nga, Anh, Pháp, Đức, Nhật... Đây là việc làm mang tính chất tình thế trong giai đoạn quá độ của việc hội nhập. Về gia công và nghiệm thu kết cấu thép, ngành Xây dựng mới có một tiêu chuẩn TCXD 180-87, chung cho kết cấu thép phổ thông, chưa đầy đủ để áp dụng cho công nghệ đang nghiên cứu.
Việc áp dụng giải pháp công nghệ xây dựng mới để thi công nhà ở lần đầu tiên được triển khai trong nước chưa có trong hệ thống định mức đơn giá xây dựng Việt Nam nên trong quá trình triển khai vào thực tế gặp nhiều khó khăn, hạn chế về thủ tục pháp lý đặc biệt là dự án, chương trình nhà ở sử dụng vốn ngân sách.
Từ thực tiễn nghiên cứu và ứng dụng, COWAELMIC kiến nghị các cơ quan chức năng: Cho phép triển khai áp dụng thí diểm giải pháp công nghệ xây dựng mới vào các dự án xây dựng khu chung cư. Về đơn giá định mức thanh toán tổng mức đầu tư/m2 đối với dự án áp dụng thí điểm được thanh toán ngang bằng như với phương án sử dụng giải pháp bê tông cốt thép truyền thống. Trên cơ sở thực tế của dự án thí điểm, Viện Kinh tế xây dựng phối hợp cùng đơn vị thi công xây dựng các định mức đơn giá thanh toán tiêu chuẩn cho các công trình triển khai tiếp trong tương lai. Các cơ quan quản lý nhà nước Bộ Xây dựng phối hợp hỗ trợ hoàn thiện các tiêu chuẩn thiết kế, nghiệm thu các công tác thi công theo giải pháp công nghệ xây dựng mới đảm bảo các thủ tục pháp lý xác nhận chất lượng công trình. Hỗ trợ kinh phí triển khai các dự án mô hình mẫu hoặc Bộ Xây dựng đề xuất cho phép việc nghiên cứu, triển khai thi công thực tế bằng kinh phí từ các nguồn vốn ngân sách được hỗ trợ về lãi suất vay vốn.
Qua nghiên cứu thiết kế, sản xuất, lắp đặt cho thấy, nhà cao tầng sử dụng kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp là loại nhà mà cốt chịu lực của các cấu kiện là thép hình cán nóng hoặc tổ hợp thép hình kết hợp với bê tông. Với phát triển xây dựng hiện nay, loại kết cấu này chắc chắn sẽ được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam bởi một số ưu điểm:
Khả năng chịu lực và độ tin cậy cao: Kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp đã tận dụng được các ưu điểm riêng về các đặc trưng cơ lý của hai vật liệu thép và bê tông vật liệu thép có cường độ chịu kéo cao, khả năng cho phép biến dạng dẻo lớn, độ tin cậy, độ an toàn chịu lực cao nhưng khả năng chịu lửa kém, giá thành cao. Trong khi đó vật liệu bê tông mặc dù có cường độ chịu nén tương đối nhưng lại có tính chịu lửa tốt giá thành rẻ và được sử dụng phổ biến. Như vậy so với trường hợp sử dụng kết cấu bê tông cốt thép truyền thống thì việc sử dụng kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp sẽ bảo đảm tăng khả năng chịu lực và nâng cao độ tin cậy của kết cấu. Hơn nữa nếu so sánh với giải pháp kết cấu thép thuần túy thì việc kết hợp giữa thép hình và bê tông còn làm tăng độ cứng ngang, tăng khả năng ổn định và nâng cao tính chịu lửa. Giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp cũng đã được ứng dụng khá hiệu quả đối với các công trình nằm trong vùng có động đất, do chúng có mức độ ổn định và độ tin cậy cao khi chịu tải động đất. Điều này đã được kiểm nghiệm qua thực tế tại nhiều trận động đất lớn như trận động đất tại Kobe (Nhật Bản).
Công năng sử dụng hiệu quả: Đối với các công trình nhà nhiều tầng, khi chiều cao nhà càng tăng và nhịp khung càng lớn thì nội lực dọc trục trong cột và mô men trong dầm càng lớn. Như vậy nếu sử dụng giải pháp kết cấu bê tông cốt thép thông thường thì kích thước tiết diện yêu cầu của cột rất lớn, diện tích chiếm chỗ lớn. Khi sử dụng giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp thì tiết diện của cột giảm đi đáng kể, diện tích chiếm chỗ chỉ khoảng 25 - 30% so với cột kết cấu truyền thống, tăng diện tích sử dụng.
Hiệu quả kinh tế: Khi sử dụng giải pháp kết cấu thép hình bê tông hỗn hợp sẽ giảm được trọng lượng công trình khoảng 20 - 30% dẫn đến giảm nhẹ được kết cấu móng. So với kết cấu bê tông cốt thép truyền thống thì lượng thép dùng trong trong kết cấu liên hợp không lớn hơn. Nếu đánh giá hiệu quả kinh tế một cách toàn diện, có thể chi phí vật liệu cao hơn nhưng bù lại bởi tốc độ thi công nhanh hơn, hiệu quả sử dụng vật liệu cao hơn, quay vòng vốn nhanh hơn và giá thành công trình sẽ rẻ hơn. Có thể dễ dàng dùng phương pháp thi công hiện đại (phương pháp thi công ván khuôn trượt, thi công lắp ghép) làm tăng tốc độ thi công, sớm đưa công trình vào sử dụng và quay vòng vốn .
Những khó khăn mà ban lãnh đạo COWAELMIC nhận định: Là đơn vị đầu tiên ứng dụng công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại Việt Nam do người Việt Nam thiết kế, chế tạo và thi công; Công nghệ kết cấu thép hình, bê tông hỗn hợp cho nhà cao tầng tại Việt Nam còn triển khai phạm vi hẹp; yêu cầu độ gia công chính xác cao; chưa được tin tưởng lắm về giá thành, khả năng liên kết giữa phần bê tông và kết cấu thép, kết cấu thép và vách kính thép; Trình độ sản xuất kết cấu thép của các nhà máy chưa cao... Do đây là giải pháp công nghệ xây dựng mới nên cần có thời gian để khách hàng kiểm chứng chất lượng sản phẩm (hiện nay khách hàng có thói quen xây dựng nhà theo phương pháp thông thường sử dụng bê tông cốt thép toàn khối để xây dựng). Đây chính là hạn chế về việc triển khai thi công thí điểm và nhân rộng mô hình thí điểm.
Các tiêu chuẩn áp dụng trong nước chưa đầy đủ. Hệ thống tiêu chuẩn quy phạm thiết kế hiện hành của Việt Nam hiện nay, ngoài tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép 338-TCVNXD, do chưa có tiêu chuẩn thiết kế cho các dạng kết cấu thép nhà cao tầng mà COWAELMIC nghiên cứu. Hiện tại đang phải sử dụng tiêu chuẩn của nước ngoài. Nhà nước Việt Nam cho phép sử dụng các tiêu chuẩn quy phạm của các nước sau để thiết kế: Nga, Anh, Pháp, Đức, Nhật... Đây là việc làm mang tính chất tình thế trong giai đoạn quá độ của việc hội nhập. Về gia công và nghiệm thu kết cấu thép, ngành Xây dựng mới có một tiêu chuẩn TCXD 180-87, chung cho kết cấu thép phổ thông, chưa đầy đủ để áp dụng cho công nghệ đang nghiên cứu.
Việc áp dụng giải pháp công nghệ xây dựng mới để thi công nhà ở lần đầu tiên được triển khai trong nước chưa có trong hệ thống định mức đơn giá xây dựng Việt Nam nên trong quá trình triển khai vào thực tế gặp nhiều khó khăn, hạn chế về thủ tục pháp lý đặc biệt là dự án, chương trình nhà ở sử dụng vốn ngân sách.
Từ thực tiễn nghiên cứu và ứng dụng, COWAELMIC kiến nghị các cơ quan chức năng: Cho phép triển khai áp dụng thí diểm giải pháp công nghệ xây dựng mới vào các dự án xây dựng khu chung cư. Về đơn giá định mức thanh toán tổng mức đầu tư/m2 đối với dự án áp dụng thí điểm được thanh toán ngang bằng như với phương án sử dụng giải pháp bê tông cốt thép truyền thống. Trên cơ sở thực tế của dự án thí điểm, Viện Kinh tế xây dựng phối hợp cùng đơn vị thi công xây dựng các định mức đơn giá thanh toán tiêu chuẩn cho các công trình triển khai tiếp trong tương lai. Các cơ quan quản lý nhà nước Bộ Xây dựng phối hợp hỗ trợ hoàn thiện các tiêu chuẩn thiết kế, nghiệm thu các công tác thi công theo giải pháp công nghệ xây dựng mới đảm bảo các thủ tục pháp lý xác nhận chất lượng công trình. Hỗ trợ kinh phí triển khai các dự án mô hình mẫu hoặc Bộ Xây dựng đề xuất cho phép việc nghiên cứu, triển khai thi công thực tế bằng kinh phí từ các nguồn vốn ngân sách được hỗ trợ về lãi suất vay vốn.
Theo baoxaydung
