Công nghệ thi công Top-down (Top-down construction method) là công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà, theo phương pháp từ trên xuống, khác với phương pháp truyền thống - thi công từ dưới lên.
Hiểu một cách đơn giản, nếu với phương pháp truyền thống đào mở thông thường, nhà thầu thi công sẽ phải hoàn thành đào hố móng đủ độ rộng và sâu theo thiết kế, rồi từ đáy hố móng thi công BTCT (bê tông cốt thép) các tầng hầm. Trong khi đó, phương pháp Top-down được thực hiện theo quy trình ngược lại.
Bắt đầu từ “cốt không” của công trình (tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt công trình nhà), nhà thầu thi công BTCT trần của tầng hầm thứ nhất đồng thời là sàn của tầng nổi (tầng trệt). Trên sàn của tầng này, nhà thầu chừa lại một khoảng để từ đây, thiết bị chuyên dụng bắt đầu đào sâu xuống lòng đất, đến hết cao độ của tầng hầm thứ nhất. Thiết bị đào tiếp tục được đưa xuống hố móng, đào tiếp khu vực bao quanh hố móng trước. Đào đến đâu, đưa lồng thép xuống rồi tiến hành đổ bê tông tường vây. Tường này có tác dụng bảo vệ hố móng không bị sạt trượt bùn đất bởi lực tác động ngang, giảm nguy cơ gây sụt lún đối với các công trình xung quanh và chống nước ngấm thấm ngang trong quá trình thi công, đồng thời chính là tường bao của tầng hầm sau này.
Sau khi có tường vây vững chắc, hố móng tiếp tục được đào rộng ra hết diện tích thiết kế, sau đó mới tiến hành thi công bê tông sàn của tầng hầm thứ nhất (trần của tầng hầm thứ hai). Quy trình được lặp lại tương tự ở tầng hầm thứ hai, tầng thứ ba,... Trong công nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới cốt không) và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần thân (bên trên cốt không - trên mặt đất).
Như vậy, phương pháp Top-down có quy trình xây dựng như sau:
-
Xây dựng tường vây - để chống đỡ bên hông của tầng hầm, ngăn sạt lở đất, chống thấm nước;
-
Khoan cọc nhồi - khoan cọc đến độ sâu thiết kế, đổ BTCT cọc đến cao độ đáy tầng hầm;
-
Lắp đặt Kingpost - thanh thép chịu lực tạm thời trong quá trình thi công tầng hầm;
-
Đổ BTCT sàn tầng trệt dựa trên hệ thống Kingpost chịu lực;
-
Đào đất để tiếp tục làm tầng hầm B1, sau đó là những tầng hầm tiếp theo và móng nhà, song song đó là xây từ tầng trệt lên các tầng lầu trên cao. Các thanh Kingpost được đổ BTCT bọc xung quanh trở thành cột chống đỡ cho tòa nhà.
Đối với nhà ở cao tầng, theo công nghệ Top-down, tầng hầm được thi công bằng cách thi công phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây dùng làm tường bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi BTCT tới cốt mặt đất tự nhiên hoặc cốt tầng trệt (cốt không). Trong trường hợp hệ tường vây được thi công tới mặt đất tự nhiên thấp hơn cốt nền tầng trệt thì, thay vì thi công Top-down ngay từ tầng trệt, có thể bắt đầu thi công Top-down từ mặt nền tầng hầm thứ nhất (sàn tầng hầm đầu tiên), bên dưới mặt đất. Khi đó, tầng hầm thứ nhất được thi công bằng phương pháp từ dưới lên (bottom-up) truyền thống, phần tường vây trên đỉnh có nhiệm vụ như hệ tường cừ giữ thành hố đào. Trường hợp này cũng có thể gọi là bán Top-down hay “Sơ mi” Top-down (Semi-top-down).
Một số ưu và nhược điểm của phương pháp thi công tầng hầm theo công nghệ Top-down:
(1) Ưu điểm:
-
Các vấn đề về mặt bằng và tiến độ thi công - không cần diện tích đào móng lớn hoặc đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập;
-
Tiến độ thi công nhanh - khi đang làm móng và tầng hầm vẫn có thể đồng thời làm phần trên được để tiết kiệm thời gian;
-
Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing system) để chống đỡ vách tường tầng hầm trong quá trình đào đất và thi công các tầng hầm, không phải chi phí cho hệ thống phụ. Hệ thanh chống tạm này thường rất phức tạp, vướng không gian thi công và rất tốn kém.
-
Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ ổn định cao.
-
Không tốn hệ thống giáo chống, cốp pha cho kết cấu dầm sàn vì thi công trên “mặt đất”;
-
Các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm,...) - trong đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut) có tường vây, móng sâu và phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều này dẫn đến việc thường không đảm bảo cho các công trình cao tầng kề bên (dễ xảy ra hiện tượng trượt mái đào, lún nứt,...), phương án thi công Top-down giải quyết được vấn đề này;
-
Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt nên giảm ảnh hưởng của thời tiết.
(2) Nhược điểm:
-
Kết cấu cột tầng hầm phức tạp;
-
Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công;
-
Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm;
-
Thi công đất trong không gian kín khó cho cơ giới hóa;
-
Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động;
-
Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo.
Công nghệ Top-down được ứng dụng cho các nhà ở thường có một vài tầng hầm để làm tầng kỹ thuật, chứa đựng máy móc thiết bị, hệ thống kỹ thuật và xử lý (bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể nước sạch, hệ thống bể chứa phế thải và xử lý, hệ thống biến áp và tủ điều khiển, tủ phân phối điện,...), làm kho chứa hàng hóa, vật liệu và garage ô tô,... Về góc độ chịu lực, tầng hầm giúp công trình đỡ bớt tải nền đất phía trên, đưa trọng tâm công trình thấp xuống, giúp công trình chịu lực ngang của gió, bão, động đất tốt hơn.
Nguồn: Kiến trúc nhà ở - Hiểu biết & Thiết kế qua minh họa - KTS. Trần Minh Tùng
Trân trọng cảm ơn quý anh chị đã xem bài.
KIẾN HƯNG GIA - THÀNH THỊNH VƯỢNG
Liên hệ để được tư vấn miễn phí:
