Sàn bê tông ứng lực trước: Nhiều ưu thế vượt trội

Sàn nhà có ảnh hưởng không nhỏ đến chiều cao tầng, khối lượng trát, ốp lát… Trong thi công xây dựng hiện đại, việc nghiên cứu để giảm nhẹ trọng lượng sàn có ý nghĩa rất quan trọng. Do vậy, ở các nước phát triển như Việt Nam đã sử dụng sàn bê tông cốt thép ứng lực trước vì nó có những ưu điểm mà sàn bê tông cốt thép thường không có được.

Ứng dụng rộng rãi

Tại Hà Nội, TP.HCM và các TP khác của nước ta trong những năm qua đã có những bước đột phá trong việc xây dựng các khu chung cư cao tầng, nhà làm việc, văn phòng cho thuê hay các khu tổ hợp đa chức năng. Trong 10 năm vừa qua (tính đến thời điểm Tổng điều tra dân số và nhà ở năm 2009) tổng diện tích nhà ở tăng thêm 706 triệu m2, tăng gần gấp đôi so với năm 1999. Chất lượng nhà ở ngày được nâng cao, tỷ lệ nhà ở kiên cố tăng từ 12,8% (năm 1999) lên 46,77% (năm 2009).

Trong công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, sàn nhà là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn, chịu lực phức tạp và có cấu tạo rất đa dạng. Đối với công trình ít tầng thì giá thành chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn, còn với nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng dẫn đến chi phí cho sàn chiếm tỷ lệ cao. Theo tính toán thì với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình. Như vậy, để tiết kiệm chi phí cho công trình xây dựng dân dụng, giảm thời gian thi công… thì một trong những giải pháp kết cấu được các nhà thiết kế và chủ đầu tư quan tâm là ứng dụng sàn phẳng ứng lực trước trong kết cấu của tòa nhà.

Sàn bê tông ứng lực trước hay còn gọi là sàn không dầm (sàn phẳng) được sử dụng rộng rãi tại các nước trong khu vực như Hongkong, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Singapore... Ở Việt Nam, đối với những công trình nhà dân thì sàn phẳng vẫn được coi là phương pháp thi công mới lạ. Tuy nhiên, tại các công trình lớn thì việc thi công sàn nhà này được sử dụng khá phổ biến. Việc ứng dụng sàn phẳng trong các công trình cao tầng hiện nay phát huy nhiều ưu điểm như: Tăng tương đối chiều cao thông tầng, tạo được độ phẳng không gian trần đẹp; độ bền công trình cao; thi công nhanh; sử dụng không gian linh hoạt… Theo các chuyên gia trong ngành Xây dựng, thì so với bê tông cốt thép thông thường, sàn phẳng ứng lực trước cho phép có tỷ lệ chiều cao lớn hơn. Thường thì chiều cao của tầng nhà phụ thuộc vào hệ kết cấu có dầm hay không có dầm. Nếu hệ kết cấu sàn không có dầm với bước cột lớn thì chiều cao tầng có thể giảm (hay cùng với một chiều cao nhà và cùng số tầng thì chiều cao thông tầng tăng) và tính linh hoạt của không gian ở trong các tòa nhà sẽ cao hơn nhiều so với nhà có bước cột bé hoặc nhà có bước cột lớn nhưng lại có dầm. Đặc biệt là những nhà có sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm thì giải pháp sàn không dầm lại rất tiện lợi. Việc tổ chức không gian ở và làm việc linh hoạt vì có thể thay đổi trong tương lai. Chính vì thế, tại các trung tâm thương mại, hay các tòa nhà đã thi công sàn bê tông ứng lực trước, thì việc bố trí không gian cũng tương đối thoải mái và thích hợp do không vướng nhiều dầm và cũng không tốn kém trong việc làm trần nhà.

Tiết giảm thời gian thi công

Trong thi công, với 1 nhịp lớn, sàn bê tông ứng lực trước cần ít bê tông hơn, cho phép tháo cốppha sớm hơn. Sàn nhà xây dựng nhanh thì việc hoàn thiện có thể kết thúc sớm, đưa công trình vào khai thác sớm. Theo tính toán thực tế, với dự án KĐT Trung Hòa - Nhân Chính (Hà Nội), tốc độ thi công trung bình là 1 tuần cho 1 tầng sàn 1 nghìn m² trong khi đổ tại chỗ phải mất 10 ngày cho 1 tầng. Qua kinh nghiệm và tính toán của nhiều nước thì giá thành phần kết cấu nhà cao tầng thường chiếm tới 28 - 32% giá thành xây dựng, mà trong phần kết cấu, riêng lõi và sàn nhà đã chiếm tới gần 80% giá thành. Các tính toán cho thấy sử dụng sàn tiền chế ứng lực trước là biện pháp tối ưu để giảm thời gian thi công và tiết kiệm cốppha dàn giáo dẫn đến giảm đáng kể giá thành xây dựng.

Sàn ứng lực trước có khả năng vượt nhịp lên tới 20m, nhưng chỉ hiệu quả trong nhịp từ 8 - 12m, kinh tế nhất là nhịp 9m. Các chuyên gia xây dựng cũng nhận định, đối với kết cấu nhịp không lớn, thì thi công bê tông cốt thép thường là rẻ nhất. Nhưng với các kết cấu đòi hỏi vượt khẩu độ (nhịp lớn) thì việc ứng dụng công nghệ sàn ứng lực trước hiệu quả hơn, rẻ hơn. So với thi công bê tông cốt thép thông thường, phương pháp thi công sàn phẳng tiết kiệm vật liệu hơn, tạo được không gian sử dụng nhiều hơn, rộng hơn; đồng thời, giảm thiểu việc sử dụng vật liệu xây truyền thống mà thay vào đó là sử dụng vật liệu xanh, tạo nên môi trường sống bền vững, thân thiện với môi trường. Việc ngày càng nhiều công trình dân dụng ứng dụng sàn phẳng đã tạo cơ hội cho gạch không nung hay công nghệ sản xuất các tấm vách ngăn phát triển về chủng loại, mẫu mã, kết cấu và chất lượng.

Có một thực tế cũng cần phải nhìn nhận, mặc dù đã khá phổ biến tại các công trình xây dựng dân dụng nhà cao tầng nhưng phương pháp thi công sàn phẳng vẫn còn những hạn chế trong ứng dụng thi công phổ thông, đặc biệt là công trình yêu cầu cao về kỹ thuật, quản lý và kinh nghiệm thi công. Chính vì thế, cho đến nay, các tòa nhà ứng dụng công nghệ này phần lớn vẫn là các dự án đầu tư nước ngoài liên doanh hay các tòa nhà cao tầng do tư vấn nước ngoài thiết kế.