Khi hàng loạt dự án hạ tầng cùng được triển khai trong một giai đoạn, ngành Xây dựng đối mặt đồng thời với nhiều áp lực: tiến độ ngày càng gấp, thiếu hụt lao động, chi phí đầu vào tăng, yêu cầu kiểm soát chất lượng và giảm phát thải ngày càng cao. 
Trong bối cảnh đó, nhiều doanh nghiệp bắt đầu nhìn lại mô hình thi công truyền thống vốn phụ thuộc lớn vào lao động thủ công tại công trường.
Lãng phí nằm ở cách tổ chức thi công
Tại hội thảo về công nghệ bê tông đúc sẵn (precast) tổ chức sáng 26/5, tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, điều được nhắc nhiều không chỉ là một loại cấu kiện hay vật liệu mới, mà là khả năng tổ chức lại toàn bộ quá trình xây dựng theo hướng công nghiệp hóa.
Ông Timo Välttilä - Giám đốc Kinh doanh Cấp cao của Elematic cho rằng, phần lớn sự lãng phí trong xây dựng hiện nay không nằm ở vật liệu, mà nằm ở cách tổ chức thi công. Có khoảng 70% dự án xây dựng truyền thống bị chậm tiến độ và 73% vượt ngân sách; khoảng 10% vật liệu bị lãng phí; 30% công việc tại công trường là làm lại; trong khi tới 70% thời gian của công nhân không trực tiếp dành cho hoạt động thi công mà cho các công việc chờ đợi, di chuyển và phối hợp giữa các công đoạn.
Đây cũng chính là lý do khiến nhiều quốc gia chuyển dần sang mô hình sản xuất cấu kiện tại nhà máy rồi vận chuyển tới công trường để lắp dựng, thay vì thực hiện hầu hết công việc trực tiếp ngoài hiện trường.
Theo ông Timo Välttilä, bản chất của xu hướng này không phải là việc thay đổi một loại vật liệu, mà là thay đổi phương thức tổ chức xây dựng. Khi cấu kiện được chuẩn hóa và sản xuất trong môi trường kiểm soát, công trường sẽ không còn là nơi gia công tại chỗ, mà là nơi lắp ráp và điều phối các cấu kiện. Với mô hình đúc sẵn, một đội gồm 6 công nhân cùng 1 cần cẩu có thể lắp dựng tới 2 tầng công trình mỗi tuần.
Theo đại diện Elematic, công nghệ precast giúp giảm khoảng 50% thời gian thi công; giảm 30-40% chi phí phần khung; giảm khoảng 30% tổng chi phí xây dựng nhờ giảm vật liệu, giảm lao động tay nghề cao và giảm khối lượng công việc tại công trường.
Tại Phần Lan, từ những năm 1960, Chính phủ đã thúc đẩy tiêu chuẩn hóa cấu kiện đúc sẵn, giúp thiết kế, thi công và sản xuất trở nên đồng bộ hơn. Hiện nay, hơn 95% các tòa nhà dân dụng và văn phòng cao tầng tại Phần Lan sử dụng các giải pháp bê tông đúc sẵn.
Kiểm soát cấu kiện không nặng quá 25 tấn
Chia sẻ kinh nghiệm triển khai tại Ấn Độ, ông MK Ravi Sai - Giám đốc Dự án của Tập đoàn My Home Group cho biết, doanh nghiệp này từng phải phân tích nhiều hệ thống xây dựng khác nhau trước khi lựa chọn giải pháp bê tông đúc sẵn cho tổ hợp quy mô lớn tại Hyderabad có quy mô khoảng 40 triệu ft2, gồm 8 tòa tháp với tổng thời gian triển khai khoảng 5-6 năm.
Ông MK Ravi Sai cho rằng, quá trình triển khai dự án, thách thức lớn nhất không nằm ở bản thân cấu kiện, mà nằm ở khả năng tổ chức đồng bộ toàn bộ quá trình thiết kế, sản xuất, vận chuyển và lắp dựng. Dự án đạt tỷ lệ khoảng 87% cấu kiện đúc sẵn; quá trình sản xuất và lắp dựng được tổ chức theo nguyên tắc “just in time”, hạn chế tối đa lưu kho kéo dài.
Dự án áp dụng BIM ngay từ giai đoạn ý tưởng; toàn bộ lỗ kỹ thuật cơ điện được phối hợp đồng bộ trước khi sản xuất cấu kiện. Các cấu kiện được kiểm soát để không vượt quá 25 tấn nhằm phù hợp vận chuyển và lắp dựng tại công trường.
Đáng chú ý, công trường được chia thành 8 vùng thi công độc lập với hệ thống cần cẩu, logistics và hướng di chuyển cấu kiện được lập kế hoạch chi tiết nhằm tránh xung đột vận hành. Sản lượng lắp dựng tại dự án đạt khoảng 266 cấu kiện mỗi ngày.
“Điều quan trọng không phải chỉ là cấu kiện đúc sẵn, mà là khả năng quản lý đồng bộ dữ liệu, logistics, BIM và sản xuất”, ông MK Ravi Sai nhấn mạnh.
Không chỉ tập trung vào tốc độ thi công, dự án còn hướng tới mục tiêu giảm phát thải carbon. My Home Group đã loại bỏ khoảng 165.000 m2 tường gạch truyền thống bằng tấm Acotec; dự án đạt mức phát thải khoảng 489 kg CO2/m2 sàn, thấp hơn đáng kể so với mức khoảng 797 kg CO2/m2 của nhiều dự án thông thường tại Ấn Độ.
Ở góc độ doanh nghiệp trong nước, ông Nguyễn Cao Thắng - Phó Tổng Giám đốc Công ty CP Đầu tư và xây dựng Xuân Mai cho rằng, áp lực tiến độ và thiếu hụt nhân lực đang buộc ngành Xây dựng phải tìm kiếm các giải pháp công nghiệp hóa mạnh hơn trong thời gian tới.
Theo ông Nguyễn Cao Thắng, khi nhiều dự án lớn như: metro, đường sắt tốc độ cao, khu công nghiệp và nhà ở cùng triển khai, mô hình thi công phụ thuộc nhiều vào lao động thủ công sẽ chịu áp lực rất lớn về năng suất.
Đại diện Xuân Mai cho biết doanh nghiệp này đã có hơn 43 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cấu kiện bê tông đúc sẵn, hiện sở hữu 3 nhà máy với tổng diện tích khoảng 10-13 ha và công suất khoảng 60.000 m3 sản phẩm/năm.
Theo ông Nguyễn Cao Thắng, lợi thế lớn nhất của mô hình precast không chỉ nằm ở cấu kiện, mà ở khả năng giảm phụ thuộc vào lao động thủ công tại công trường, giảm thiết bị thi công, giảm vật liệu và rút ngắn tiến độ.
“Precast cạnh tranh được là do năng suất lao động rất cao”, ông Nguyễn Cao Thắng nói.
Ông Nguyễn Cao Thắng dẫn ví dụ một dự án nhà công nghiệp khoảng 130.000 m2 sàn được Xuân Mai triển khai trong khoảng 4 tháng với sự tham gia đồng thời của 4 nhà máy precast. Trung bình mỗi tháng hoàn thành khoảng 30.000 m2 sàn.
Không chỉ nhà công nghiệp, Xuân Mai đã triển khai nhiều công trình cao tầng sử dụng cấu kiện đúc sẵn như: các tòa nhà tại khu Trung Hòa - Nhân Chính, Kim Văn - Kim Lũ hay dự án T2 Nội Bài.
Theo ông Thắng, với các công trình yêu cầu kiểm soát chất lượng cao như Taisei Square - công trình văn phòng hạng A tại Hà Nội, trong đó Xuân Mai tham gia triển khai các hạng mục cấu kiện bê tông đúc sẵn, vấn đề khó nhất không còn là thi công kết cấu thông thường, mà là kiểm soát sai số, mối nối và độ chính xác trong toàn bộ quá trình lắp dựng.
Công nghiệp hóa xây dựng không chỉ là câu chuyện cấu kiện
Một trong những nội dung được các chuyên gia nhắc nhiều tại hội thảo là bê tông đúc sẵn chỉ phát huy hiệu quả khi toàn bộ chuỗi xây dựng được tổ chức đồng bộ, với sự kết hợp của các yếu tố như: BIM; logistics; tiêu chuẩn hóa thiết kế; kiểm soát sai số; quản lý mối nối; SOP; tự động hóa sản xuất; điều phối công trường; phối hợp thiết kế cơ điện; đồng bộ sản xuất và lắp dựng…
Ở góc độ công nghệ, Giám đốc phụ trách công nghệ sàn rỗng lõi của Elematic cho biết, xu hướng phát triển hiện nay không chỉ dừng ở tốc độ thi công, mà còn liên quan tới hiệu quả sử dụng vật liệu và giảm phát thải carbon.
Theo chuyên gia này, công nghệ sàn rỗng lõi hiện có thể đạt nhịp từ 3-20 m, sử dụng bê tông cường độ C40/50 đến C50/60, khả năng chống cháy từ 30-120 phút và có thể lên tới 240 phút nếu có lớp bảo vệ chống cháy bổ sung.
Việc sử dụng cấu trúc rỗng kết hợp dự ứng lực giúp giảm khoảng 20-30% lượng thép, xi măng và bê tông; đồng thời giảm tải trọng bản thân công trình, qua đó giảm yêu cầu đối với hệ khung và móng.
Giám đốc phụ trách công nghệ sàn rỗng lõi của Elematic cho biết, mỗi năm châu Âu sử dụng khoảng 50 triệu m2 sàn rỗng lõi. Trong khi đó, Việt Nam vẫn thuộc nhóm thị trường có mức độ sử dụng thấp, đồng nghĩa dư địa phát triển còn lớn.
Tuy nhiên, precast không phải mô hình có thể áp dụng hiệu quả theo cách “nửa vời”. Bởi khi chuyển sang mô hình thi công công nghiệp hóa, yêu cầu đặt ra không chỉ là đầu tư dây chuyền cấu kiện, mà còn là năng lực tiêu chuẩn hóa thiết kế, tổ chức logistics, quản trị dữ liệu, kiểm soát chất lượng và phối hợp đồng bộ toàn bộ chuỗi triển khai dự án.
Có thể nói, trong bối cảnh ngành Xây dựng đang chịu áp lực ngày càng lớn về tiến độ, nhân lực và năng suất, mô hình xây dựng công nghiệp hóa sẽ buộc nhiều doanh nghiệp phải thay đổi cách tổ chức thi công truyền thống.
