Tổng quan về giáo trình

Giáo Trình Kỹ Thuật Thi Công Xây Dựng (Mã môn học: MH11) do nhóm tác giả gồm kỹ sư Nguyễn Thành Văn (Chủ biên) và Ngô Thanh biên soạn tại Cần Thơ (năm 2021). Tài liệu được biên soạn phục vụ công tác đào tạo chuyên ngành xây dựng, định hướng trang bị hệ thống kiến thức kỹ thuật và kỹ năng thực hành cho học viên và sinh viên ngành kỹ thuật công trình.

Về vị trí trong chương trình đào tạo, môn học MH11 là học phần chuyên ngành bắt buộc, được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học chung và các môn kỹ thuật cơ sở nền tảng, cụ thể là Vật liệu xây dựng và Vẽ kỹ thuật. Tổng thời lượng thực hiện môn học là 60 tiết, phân bổ theo cơ cấu: 48 tiết lý thuyết; 8 tiết thí nghiệm, thảo luận, bài tập; và 4 tiết kiểm tra định kỳ.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức: Trang bị các nguyên lý, quy trình kỹ thuật thi công xây lắp từ giai đoạn thi công đất, cọc móng, kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, lắp ghép cho đến giai đoạn hoàn thiện; cung cấp phương pháp lập biện pháp kỹ thuật thi công hợp lý, bảo đảm tiến độ, chất lượng và an toàn lao động.
  • Kỹ năng: Người học vận dụng lý thuyết để tính toán khối lượng công tác đất, thiết kế ván khuôn, lựa chọn thiết bị thi công, đồng thời thực hiện kiểm tra, đánh giá chất lượng và nghiệm thu các hạng mục thi công trên hiện trường.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành tính tự giác, nghiêm túc trong học tập, khả năng nghiên cứu thực địa và khảo sát điều kiện kỹ thuật phù hợp với thực tế vùng miền.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận tuần tự theo quy trình triển khai công trình ngoài thực tế: từ công tác nền móng, kết cấu chịu lực chính đến hoàn thiện bề mặt kiến trúc và tích hợp các quy trình kỹ thuật chuyên sâu tại phần phụ lục.

Nội dung kiến thức cốt lõi

                             TIẾN TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH
                               (Logic phân bổ 7 chương)

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được cấu trúc thành 7 chương chuyên đề, câu hỏi ôn tập môn học và 3 phụ lục quy trình kỹ thuật chuyên sâu:

  1. Chương 1: Thi công đất (trang 4 – 20): Phân loại công trình đất (vĩnh cửu, tạm thời; chạy dài, tập trung); các dạng thi công (đào, đắp, san, lấp, đầm); phân cấp đất thủ công (9 nhóm) và cơ giới (4 cấp đất, 7 cấp đá). Trình bày các tính chất cơ lý của đất: độ tơi ban đầu ($K$), độ tơi cuối cùng ($K_0$), quan hệ thể tích $V_1 < V_3 < V_2$; độ ẩm $W$, khả năng chống xói lở và góc dốc tự nhiên của mái đất. Hướng dẫn phương pháp tính toán khối lượng đào đắp và biện pháp kỹ thuật đào đất (thủ công, máy đào gầu thuận, gầu nghịch, gầu quăng), thi công đắp và đầm nén đất (đầm tay, đầm chày, đầm rung, đầm lăn mặt nhẵn, đầm chân cừu, đầm bánh hơi).
  2. Chương 2: Giác móng công trình (trang 21 – 25): Phương pháp xác định tim trục, cao độ móng từ bản vẽ ra thực địa bằng máy trắc đạc hoặc thủ công (dùng thước thép, quả dọi, ni vô, ống cân mực). Quy trình tịnh tiến cọc mốc ra ngoài phạm vi đào đất và kỹ thuật truyền cao độ, nghiệm thu sai số tim trục theo chiều dài công trình.
  3. Chương 3: Công tác đóng cọc và cừ (trang 26 – 32): Kỹ thuật thi công các loại cọc: cọc tre (đường kính $d > 6\text{ cm}$, dài $2 \div 3\text{ m}$, mật độ $25 \div 35\text{ cây/m}^2$), cừ tràm ($\varnothing_{\text{ngọn}} \ge 4.5\text{ cm}$, dài $\ge 5\text{ m}$), cọc gỗ, cọc ống thép, cọc bê tông cốt thép đúc sẵn. Phân loại theo cơ chế làm việc (cọc chống, cọc ma sát); phân tích các thiết bị đóng cọc (búa treo, búa hơi đơn động, búa hơi song động, búa diesel) và biện pháp xử lý sự cố (độ chối giả tạo, cọc bị đẩy nổi, cọc lệch vị trí).
  4. Chương 4: Thi công bê tông và bê tông cốt thép (trang 33 – 49): Trình bày kỹ thuật thi công bê tông toàn khối: thiết kế, dựng lắp, nghiệm thu và tháo dỡ ván khuôn (gỗ, thép, bê tông cốt thép); gia công cốt thép; chế tạo, vận chuyển, đổ và đầm bê tông (đầm dùi, đầm bàn, đầm cạnh). Quy định vị trí mạch ngừng thi công; chế độ bảo dưỡng nhiệt ẩm và các phương pháp xử lý khuyết tật bê tông (rỗ tổ ong, rỗ sâu, rỗ thấu suốt, nứt co ngót, hiện tượng trắng mặt).
  5. Chương 5: Công tác lắp ghép (trang 50 – 62): Giới thiệu thiết bị treo buộc, cẩu lắp (phân loại cáp thép: $1 + 6 \times 19$ dùng làm dây chằng; $1 + 6 \times 37$ dùng làm dây tời; $1 + 6 \times 61$ dùng làm cáp lụa neo buộc). Trình tự lắp ghép móng đúc sẵn, cột thép, dầm cầu chạy, vì kèo và tấm lợp panel.
  6. Chương 6: Khối xây bằng gạch đá (trang 63 – 70): Quy tắc và kỹ thuật xây khối gạch đá, bảo đảm mạch vữa no, thẳng đứng, so le mạch.
  7. Chương 7: Công tác hoàn thiện (trang 71 – 76): Kỹ thuật trát, láng, ốp lát, sơn vôi và hoàn thiện bề mặt công trình.
  8. Phụ lục kỹ thuật chuyên sâu (trang 79 – 103):
    • Phụ lục 1: Quy trình thi công ép cọc bê tông cốt thép.
    • Phụ lục 2: Quy trình thi công cọc khoan nhồi.
    • Phụ lục 3: Quy trình thi công trần thạch cao.

Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật cốt lõi trong giáo trình

Hạng mục kỹ thuật Thông số / Quy định tiêu chuẩn trích xuất từ giáo trình Nguồn dẫn trong tài liệu
Độ tơi xốp của đất Đất cát sỏi: $K = 8 \div 15%$, $K_0 = 1 \div 2.5%$
Đất dính: $K = 20 \div 30%$, $K_0 = 3 \div 4%$
Đất đá: $K = 35 \div 45%$, $K_0 = 10 \div 30%$		 Bảng phân chia độ tơi xốp (tr. 5)
Độ ẩm đầm đất tối ưu Đất cát hạt to: $W = 8 \div 10%$
Cát hạt nhỏ, cát pha sét: $W = 12 \div 15%$
Sét pha cát xốp: $W = 15 \div 18%$
Sét pha cát chắc: $W = 18 \div 25%$		 Mục III.1 - Yêu cầu kỹ thuật đắp đất (tr. 16)
Dung sai giác móng Sai lệch kích thước dài/rộng $\le 10\text{ mm}$ khi $L < 10\text{ m}$
Sai lệch $\le 30\text{ mm}$ khi $L \ge 100\text{ m}$ (trung gian nội suy)		 Mục IV - Kiểm tra và nghiệm thu (tr. 24)
Quy cách cọc đóng Cọc tre: dày $10 \div 15\text{ mm}$, dài $2 \div 3\text{ m}$, $d > 6\text{ cm}$
Cừ tràm: $\varnothing_{\text{ngọn}} \ge 4.5\text{ cm}$, dài $\ge 5\text{ m}$		 Chương 3 - Phân loại cọc (tr. 26)
Vận chuyển bê tông Nhiệt độ $20 \div 30^\circ\text{C}$: thời gian cho phép $\le 45\text{ phút}$
Nhiệt độ $10 \div 20^\circ\text{C}$: thời gian cho phép $\le 60\text{ phút}$
Nhiệt độ $5 \div 10^\circ\text{C}$: thời gian cho phép $\le 90\text{ phút}$		 Bảng thời gian vận chuyển vữa bê tông (tr. 43)
Độ cao rơi tự do bê tông Bê tông thường: rơi tự do $\le 3\text{ m}$
Bê tông có độ rỗng lớn: rơi tự do $\le 1\text{ m}$
Độ cao trút vữa $> 2\text{ m}$: dùng máng nghiêng; $5 \div 10\text{ m}$: dùng ống vòi voi		 Mục III.5 - Kỹ thuật đổ bê tông (tr. 44)

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống kiến thức cơ sở dựa trên các công thức tính toán và nguyên lý kỹ thuật:

  • Công thức xác định độ ẩm tự nhiên của đất: $$W = \frac{G_n}{G_{kh}} \times 100% = \frac{G_u - G_{kh}}{G_{kh}} \times 100%$$ (Trong đó: $G_n$ là trọng lượng nước, $G_u$ là trọng lượng mẫu đất tự nhiên, $G_{kh}$ là trọng lượng mẫu sau khi sấy khô).

  • Hệ số mái dốc hố đào: $$m = \cot \alpha = \frac{B}{H}$$

  • Công thức tính thể tích hố móng hình lăng trụ chóp cụt: $$V = \frac{H}{6} \left[ ab + (a + c)(b + d) + cd \right]$$ (Trong đó: $a, b$ là kích thước đáy móng; $c, d$ là kích thước miệng hố đào; $H$ là chiều sâu hố móng).

  • Công thức tính khối lượng công trình đất chạy dài (đường, đê, mương): $$V = L \times \frac{F_1 + F_2}{2}$$ (Tiết diện ngang đối với mặt đất nằm ngang bằng phẳng: $F = h(b + mh)$).

  • Nguyên lý thủy hóa và phát triển cường độ bê tông: Cơ chế bảo dưỡng giữ ẩm ngăn ngừa co ngót nứt nẻ; kiểm soát nhiệt độ ninh kết (dưới $10^\circ\text{C}$ ninh kết chậm, dưới $0^\circ\text{C}$ ngừng phản ứng); yêu cầu không tác động va chạm trước khi bê tông đạt cường độ $R = 2.5\text{ kg/cm}^2$ (mùa hè cần 1.5 ngày, mùa đông 3 ngày).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Xác định chính xác khối lượng đào đắp đất, cát tôn nền có xét đến hệ số hao hụt, hệ số thất thoát và độ tơi xốp của đất; tính toán cự ly vận chuyển và công suất máy đào.
  • Kỹ năng thao tác và định vị trắc địa: Sử dụng máy trắc đạc, cọc mốc, ni vô, ống cân mực để truyền tim trục, mốc cao độ và tịnh tiến mốc phục vụ thi công móng.
  • Kỹ năng kiểm soát quy trình và nghiệm thu: Kiểm tra dung sai lắp dựng ván khuôn, mật độ và vị trí liên kết cốt thép, giám sát thời gian vận chuyển vữa bê tông, thao tác đầm dùi/đầm bàn và xử lý các khuyết tật bề mặt kết cấu.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tài liệu được thiết kế theo cấu trúc bài giảng tích hợp 60 tiết, kết hợp chặt chẽ giữa thuyết giảng lý thuyết quy chuẩn và bài tập tính toán thực tế.

                  CƠ CẤU PHÂN BỔ THỜI LƯỢNG MÔN HỌC (MH11)
                                Tổng: 60 tiết

Bài tập định lượng và tình huống thực hành

Hệ thống bài tập cuối mỗi chương tập trung vào giải quyết các bài toán định lượng trên công trường:

  • Bài toán san lấp và nâng nền: Tính toán khối lượng vật liệu cần thiết dựa trên kích thước hình học và hệ số hao hụt. Ví dụ: Bài tập số 15 yêu cầu tính toán khối lượng cát cần nâng nền với diện tích mặt bằng $4.2\text{ m} \times 20\text{ m}$, chiều cao nâng $0.7\text{ m}$, hệ số thất thoát $1.1$; Bài tập số 16 với diện tích $20\text{ m} \times 84\text{ m}$, cao trình nâng $+1.4\text{ m}$, hệ số hao hụt $n = 1.15$.
  • Bài toán bố trí máy và sơ đồ thi công: So sánh phương án sử dụng máy đào gầu thuận (đào dọc đổ bên, đào dọc đổ sau, đào ngang) với máy đào gầu nghịch (đào đối đỉnh, đào bên) và máy đào gầu quăng khi thi công hố móng có mạch nước ngầm.

Phương pháp đánh giá và tự học

  • Đánh giá kết quả học tập: Thực hiện thông qua 4 tiết kiểm tra định kỳ kết hợp phần đánh giá kỹ năng giải quyết 77 câu hỏi ôn tập môn học (trang 77).
  • Hướng dẫn tự học: Người học cần chủ động quan sát hiện trường thi công, đối chiếu lý thuyết với thực tế về phương pháp lót vải địa kỹ thuật, bố trí thép đà kiềng, thép vĩ đài móng, dầm sàn và kỹ thuật dựng lắp hệ ván khuôn gỗ, ván khuôn thép.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Gắn liền thực tế địa chất và giải pháp xử lý nền đất yếu: Giáo trình phản ánh các biện pháp thi công đặc thù phù hợp với điều kiện địa chất khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (Cần Thơ) qua việc trình bày chi tiết công tác gia cố nền bằng cọc tre, cừ tràm (quy định rõ yêu cầu đất nền phải luôn ẩm ướt, kỹ thuật vát nhọn 3 cạnh, đóng đai sắt bảo vệ đầu cọc và sơ đồ đóng ép từ ngoài vào trong theo đường xoáy ốc).
  • Phân định rõ ràng giữa phương pháp thủ công và cơ giới: Tài liệu cung cấp đầy đủ thông số cho cả hai phương thức thi công, giúp người học linh hoạt lập biện pháp kỹ thuật phù hợp với quy mô công trình và điều kiện trang thiết bị sẵn có.
  • Tích hợp các quy trình thi công chuyên sâu qua phụ lục: Cung cấp quy trình hoàn chỉnh về ép cọc bê tông cốt thép, thi công cọc khoan nhồi và hoàn thiện trần thạch cao, đáp ứng trực tiếp nhu cầu tiếp cận công nghệ xây dựng thực tế.

Đối tượng sử dụng giáo trình

                       ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH
  1. Sinh viên, học sinh chuyên ngành kỹ thuật xây dựng: Sử dụng làm tài liệu học tập chính thức cho mô đun Kỹ thuật thi công (MH11). Điều kiện tiên quyết: đã học xong các môn cơ sở ngành như Vật liệu xây dựng, Vẽ kỹ thuật.
  2. Giảng viên chuyên ngành xây dựng: Sử dụng làm khung tài liệu chuẩn để biên soạn giáo án lý thuyết, tổ chức thảo luận chuyên đề và thiết kế đề thi, bài tập tính toán.
  3. Cán bộ kỹ thuật, kỹ sư giám sát và chỉ huy trưởng công trường: Sử dụng làm tài liệu tham khảo tra cứu các thông số kỹ thuật thi công thực tế (độ ẩm đầm đất, sai số cho phép khi giác móng, cự ly vận chuyển bê tông, vị trí mạch ngừng và phương pháp xử lý khuyết tật kết cấu).

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ học sinh, sinh viên các hệ đào tạo chuyên ngành kỹ thuật xây dựng, xây dựng dân dụng và công nghiệp đang theo học mô đun Kỹ thuật thi công. Ngoài ra, kỹ thuật viên công trường có thể sử dụng làm tài liệu tra cứu quy trình kỹ thuật.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học giáo trình này?

Theo khung chương trình môn học (trang 3), người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học chung và môn kỹ thuật cơ sở bao gồm Vật liệu xây dựng và Vẽ kỹ thuật để có khả năng đọc bản vẽ thiết kế và hiểu rõ tính chất cơ lý của vật liệu xây lắp.

3. Giáo trình có điểm gì đặc thù so với các tài liệu kỹ thuật thi công chung?

Giáo trình tích hợp các nội dung kỹ thuật thi công sát với thực tế địa bàn vùng miền (như các biện pháp xử lý nền móng bằng cọc tre, cừ tràm trong điều kiện đất yếu và ngập nước) bên cạnh các kỹ thuật cơ giới hóa hiện đại và hệ thống phụ lục hướng dẫn thi công cọc khoan nhồi, trần thạch cao.

4. Làm thế nào để tự học và nắm vững kiến thức trong giáo trình hiệu quả?

Người học cần bám sát chuẩn đầu ra (Kiến thức – Kỹ năng – Năng lực tự chủ) tại đầu mỗi chương, giải toàn bộ các bài tập định lượng tính toán khối lượng đào đắp (chương 1) và trả lời hệ thống 77 câu hỏi ôn tập môn học (trang 77).

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ và phụ lục kỹ thuật nào?

Giáo trình bao gồm 3 phụ lục kỹ thuật chi tiết: Phụ lục 1 (Quy trình thi công ép cọc BTCT, tr. 79), Phụ lục 2 (Quy trình thi công cọc khoan nhồi, tr. 86), Phụ lục 3 (Quy trình thi công trần thạch cao, tr. 97) và danh mục Tài liệu tham khảo chuyên ngành tại trang 104.

Kết luận

Giáo Trình Kỹ Thuật Thi Công Xây Dựng (Mã MH11) do Nguyễn Thành Văn và Ngô Thanh biên soạn là tài liệu học thuật có cấu trúc hoàn chỉnh, phân bổ 60 tiết học rõ ràng giữa lý thuyết, bài tập và kiểm tra. Tài liệu đã hệ thống hóa toàn diện các nguyên lý kỹ thuật từ giai đoạn trắc địa, công tác đất, nền móng, thi công bê tông toàn khối đến lắp ghép và hoàn thiện. Lộ trình kiến thức đi từ cơ sở tính toán lý thuyết đến quy trình kiểm tra, nghiệm thu và khắc phục sai hỏng thực tế, kết hợp danh mục phụ lục hướng dẫn quy trình thi công hiện đại, đáp ứng yêu cầu đào tạo chuyên môn trong lĩnh vực xây dựng công trình.