Bạn là chủ đầu tư lần đầu tiếp cận với thi công kết cấu thép và chưa biết bắt đầu từ đâu? Với sự phát triển của vật liệu và công nghệ xây dựng, kết cấu thép ngày càng được ưa chuộng bởi tính linh hoạt, bền vững và tiết kiệm. Nhưng để triển khai đúng cách, bạn cần hiểu rõ quy trình, tiêu chuẩn và lưu ý quan trọng. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện và dễ hiểu nhất – đúng nghĩa “tất tần tật” – về thi công kết cấu thép.
MỤC LỤC
- 1 Giới thiệu về thi công kết cấu thép
- 2 Biện pháp thi công kết cấu thép
- 3 Quy trình thi công và nghiệm thu kết cấu thép
- 3.1 Đánh giá vật liệu đầu vào – nền tảng của chất lượng
- 3.2 Gia công thô: cắt/ xả vật liệu theo thiết kế
- 3.3 Tổ hợp, gá lắp và gia công bản mã
- 3.4 Hàn tổ hợp tự động – tạo liên kết chắc chắn
- 3.5 Hiệu chỉnh hình dạng – nắn chỉnh sau hàn
- 3.6 Hàn bản mã, gia cường cục bộ
- 3.7 Làm sạch bề mặt – chuẩn bị cho sơn phủ
- 3.8 Sơn hoàn thiện và kiểm tra cuối cùng
- 4 Lưu ý khi thi công kết cấu thép
Giới thiệu về thi công kết cấu thép
Thi công kết cấu thép là quá trình chế tạo, lắp dựng hệ khung chịu lực bằng thép cho các công trình dân dụng và công nghiệp. Đây là giải pháp xây dựng hiện đại nhờ khả năng thi công nhanh, linh hoạt trong thiết kế và hiệu quả chi phí lâu dài. Các thành phần như cột, dầm, giàn thép được sản xuất sẵn trong nhà máy, sau đó vận chuyển đến công trường và lắp ghép theo bản vẽ kỹ thuật.
So với bê tông cốt thép, kết cấu thép có ưu thế về trọng lượng nhẹ, độ bền cao, dễ mở rộng quy mô. Thi công nhà thép tiền chế, nhà xưởng, nhà cao tầng, nhà kho hay showroom đều ứng dụng công nghệ này. Đặc biệt, quá trình thi công kết cấu thép đòi hỏi độ chính xác cao trong gia công và kiểm soát chất lượng chặt chẽ trong từng khâu: từ thiết kế kết cấu, gia công thép, đến lắp dựng tại công trình.
Biện pháp thi công kết cấu thép
Lắp dựng kết cấu thép là một trong những giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình thi công nhà thép tiền chế. Công đoạn này yêu cầu kỹ thuật chính xác, thiết bị nâng hạ chuyên dụng và tuân thủ quy trình lắp đặt hợp lý để đảm bảo độ bền kết cấu và an toàn trong vận hành.
Bắt đầu từ gian khóa cứng
Thi công kết cấu thép nhà xưởng khởi đầu bằng việc lắp dựng gian khóa cứng – bộ khung đầu tiên tạo điểm tựa và định hình cho toàn bộ hệ kết cấu. Các cột biên được cẩu lắp bằng thiết bị nâng hạ chuyên dụng, thường là xe cẩu bánh lốp có tải trọng lớn. Trước đó, hệ giàn giáo và chân cột phải được kiểm tra, gia cố chắc chắn bằng bu-lông neo. Tại vị trí mỗi cột, cần định vị chính xác và dùng chốt liên kết để giữ ổn định trong quá trình cẩu lắp.
Lắp dựng hệ khung kèo chính
Sau khi hoàn tất gian khóa cứng, tiến hành lắp dựng khung kèo thép theo trình tự từ giữa ra hai bên. Nên bắt đầu từ các gian có hệ giằng mái hoặc giằng cột để tạo độ ổn định cho hệ kết cấu. Cấu kiện thép được cố định bằng bu-lông cường độ cao tại các điểm liên kết, đặc biệt là nút giao giữa cột và dầm kèo. Dây đai hoặc cáp treo cần được sử dụng đúng kỹ thuật nhằm tránh va chạm, trượt xoay khi nâng.
Lắp dựng xà gồ mái và xà gồ tường
Tiếp theo là giai đoạn lắp dựng hệ xà gồ – bộ phận chịu tải mái tôn và truyền lực về khung chính. Xà gồ thép hình C/Z được nâng lên mái bằng cẩu hoặc dây kéo thủ công, sau đó gắn kết bằng bu-lông tự khoan hoặc bulong liên kết. Cần kiểm tra độ thẳng, độ võng và cao độ tại từng điểm để đảm bảo đúng theo thiết kế.
Hoàn thiện giằng chéo và kèo đầu hồi
Hệ giằng chéo vĩnh cửu – bao gồm cáp giằng mái và giằng cột – được lắp đặt sau khi khung chính ổn định, có tác dụng chống xô lệch, tăng cứng cho toàn bộ hệ khung. Kèo đầu hồi – bộ phận cuối cùng của kết cấu mái – cũng được cẩu lên và gắn cố định vào hệ xà gồ bằng bu-lông liên kết. Việc này hoàn thiện hình khối không gian cho toàn bộ nhà thép tiền chế.
Lưu ý: Trong toàn bộ quá trình thi công, yếu tố an toàn lao động, đặc biệt là chống rơi ngã khi làm việc trên cao và kiểm soát chuyển động của cấu kiện trong không gian 3D là cực kỳ quan trọng. Thi công kết cấu thép hiệu quả không chỉ đòi hỏi kỹ thuật, mà còn là sự phối hợp nhịp nhàng giữa đội thi công, kỹ sư giám sát và thiết bị thi công.
Quy trình thi công và nghiệm thu kết cấu thép
Thi công kết cấu thép là một chuỗi các bước kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao và sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận. Để đảm bảo chất lượng, độ bền và tiến độ dự án, quy trình này thường trải qua 8 giai đoạn chính từ kiểm tra vật liệu đến nghiệm thu cuối cùng.
Đánh giá vật liệu đầu vào – nền tảng của chất lượng
Trước khi tiến hành gia công kết cấu thép, tất cả vật tư đầu vào phải được kiểm định theo quy chuẩn. Bao gồm:
- Đối chiếu hồ sơ CO, CQ của vật liệu thép.
- Kiểm tra mức độ phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu thiết kế dự án.
- Lấy mẫu thép tấm, thép hình, bu lông liên kết,… gửi đến phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng.
- Kiểm tra thiết bị thi công, hệ thống máy móc phục vụ chế tạo và lắp dựng.
Giai đoạn này đặc biệt quan trọng, đảm bảo nền tảng chất lượng cho toàn bộ công trình kết cấu thép sau này.
Gia công thô: cắt/ xả vật liệu theo thiết kế
Dựa trên bản vẽ chi tiết, các vật liệu được chia thành hai loại:
- Thép định hình (H, I, U, V): Chỉ cần cắt bỏ phần thừa để đạt chiều dài yêu cầu.
- Thép tổ hợp: Từ các tấm cuộn hoặc thép tấm lớn, sử dụng máy CNC cắt thành từng phần nhỏ để tổ hợp thành cấu kiện.
Kỹ thuật cắt sử dụng máy oxy-gas, plasma hoặc laser CNC nhằm đảm bảo độ chính xác và hạn chế biến dạng nhiệt.
Tổ hợp, gá lắp và gia công bản mã
Tại công đoạn này, các tấm thép sau khi cắt sẽ được định vị đúng vị trí, dùng bu lông tạm và mối hàn điểm để cố định:
- Khoan lỗ bản mã, gắn bu lông neo.
- Định vị chính xác bản cánh, bản bụng theo bản vẽ chế tạo kết cấu thép.
- Sử dụng gá lắp, kích nâng để căn chỉnh đảm bảo độ chính xác hình học trước khi hàn chính.
Đây là giai đoạn quyết định tính đồng bộ và khả năng lắp ráp nhanh tại công trường.
Hàn tổ hợp tự động – tạo liên kết chắc chắn
Sử dụng máy hàn hồ quang chìm (SAW) hoặc hàn CO2 bán tự động:
- Các mối hàn được kiểm tra bằng mắt thường, máy siêu âm hoặc từ tính (NDT – kiểm tra không phá hủy).
- Đảm bảo mối hàn có độ bền cơ học, không rỗ khí, nứt hay ngậm xỉ.
Quy trình hàn phải tuân thủ quy định thi công kết cấu thép, đồng thời có hồ sơ lưu lại để phục vụ nghiệm thu.
Hiệu chỉnh hình dạng – nắn chỉnh sau hàn
Sau khi hàn, một số cấu kiện có thể bị cong vênh, kênh lệch do ảnh hưởng nhiệt:
- Dùng hệ thống thủy lực để hiệu chỉnh về đúng kích thước thiết kế.
- Kiểm tra độ phẳng, độ vuông góc bằng thước thép, ni-vô và máy laser kiểm tra độ chính xác.
Cấu kiện chỉ được chuyển tiếp sang công đoạn tiếp theo nếu đạt yêu cầu hình học.
Hàn bản mã, gia cường cục bộ
Bước này nhằm tăng khả năng chịu lực tại các điểm tiếp giáp hoặc đầu nối:
- Gắn bản mã chân cột, bản nối dầm, sườn gia cường ở các khu vực chịu ứng suất lớn.
- Thi công bởi thợ hàn có chứng chỉ kỹ thuật, đảm bảo đường hàn đạt yêu cầu cơ lý.
Đây là phần quan trọng trong quy trình thi công khung thép tiền chế, đặc biệt với các nhà xưởng công nghiệp có tải trọng lớn.
Làm sạch bề mặt – chuẩn bị cho sơn phủ
Trước khi sơn chống gỉ, bề mặt cấu kiện được làm sạch bằng phương pháp phun bi hoặc phun cát:
- Loại bỏ lớp rỉ sét, tạp chất, dầu mỡ.
- Tạo nhám bề mặt giúp lớp sơn bám dính tốt hơn.
Tiêu chuẩn làm sạch thường đạt mức Sa2.5 theo ISO 8501-1.
Sơn hoàn thiện và kiểm tra cuối cùng
Sơn chống gỉ là lớp bảo vệ quan trọng của kết cấu thép, nhất là trong môi trường khắc nghiệt như nhà xưởng công nghiệp hay công trình ngoài trời:
- Sơn epoxy, PU, alkyd hoặc sơn mạ kẽm tùy mục đích sử dụng.
- Độ dày lớp sơn từ 80–100 micron, có thể nhiều lớp tùy yêu cầu kỹ thuật.
- Kiểm tra bằng máy đo độ dày sơn, kiểm tra bề mặt chống bong tróc, nứt nẻ.
Nghiệm thu cuối cùng bao gồm:
- Đánh giá khuyết tật bề mặt, lớp sơn và độ thẳng cấu kiện.
- Đối chiếu hồ sơ chất lượng và báo cáo thí nghiệm.
- Bàn giao cho bộ phận lắp dựng tại công trường
Lưu ý khi thi công kết cấu thép
Thi công kết cấu thép đòi hỏi độ chính xác kỹ thuật cao và đảm bảo an toàn tuyệt đối trong mọi khâu. Dù bạn là chủ đầu tư mới hay đã có kinh nghiệm, những lưu ý dưới đây sẽ giúp dự án vận hành ổn định, giảm thiểu rủi ro và chi phí phát sinh.
- Đầy đủ đồ bảo hộ lao động: Trang bị nón bảo hộ, dây an toàn, giày chống trượt, găng tay cách nhiệt và áo phản quang là yêu cầu bắt buộc trên công trường thép. Đây là tuyến phòng thủ đầu tiên bảo vệ tính mạng người lao động.
- Theo dõi điều kiện thời tiết: Không thi công trong mưa lớn, gió mạnh hoặc sấm sét – đặc biệt là khi lắp dựng kết cấu thép ở độ cao. Nền ẩm cũng có thể làm trượt chân, giảm hiệu quả thiết bị nâng.
- Kiểm tra thiết bị hỗ trợ: Cần kiểm định máy hàn, thiết bị nâng, bu lông, ròng rọc và giàn giáo trước khi vận hành. Một sai sót nhỏ trong thiết bị có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng trong kết cấu chịu lực.
- Đánh giá không gian thi công: Bản vẽ mặt bằng cần được so sánh thực địa. Kiểm tra giới hạn chiều cao, khoảng cách an toàn với công trình lân cận và hành lang vận chuyển vật tư.
>>> Xem thêm: Cột thép nhà công nghiệp – Giải pháp kết cấu bền vững nhà xưởng
Thi công kết cấu thép là một hành trình vừa kỹ thuật, vừa chiến lược – nơi mỗi quyết định đều ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượng công trình. Nếu bạn đang chuẩn bị cho dự án đầu tiên hoặc muốn nâng cao hiệu quả đầu tư, hãy bắt đầu bằng việc trang bị kiến thức đúng và đủ. Sự chủ động hôm nay chính là nền tảng vững chắc cho những công trình thành công ngày mai.
