Bài viết Ứng dụng cốp pha nhôm trong thi công xây dựng đưa ra các đánh giá tình hình sử dụng cốp pha nhôm và đề xuất quy trình phù hợp cho việc ứng dụng cốp pha nhôm trong thi công các công trình tại Việt Nam.
KHOA HC & CôNG NGHê ng dng cp pha nhụm thi công xây dựng Application of aluminum formwork in construction execution Đào Minh Hiếu(1), Võ Văn Dần(2) Tóm tắt Cốp pha đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo kích thước hình học phát triển cường độ bê tơng kết cấu cơng trình xây dựng Đồng thời chi phí cốp pha chiếm phần lớn ảnh hưởng đến giá thành xây dựng cơng trình Việc sử dụng cốp pha trải qua trình lâu dài với hình thành phát triển ngành cơng nghiệp xây dựng, có nhiều loại cốp pha thay đổi áp dụng cơng trình xây dựng khác Việc thiết kế, lựa chọn cốp pha cho cơng trình cần đảm bảo u cầu an tồn, chi phí, kích thước hình học, thời gian lắp dựngtháo dỡ chất lượng bề mặt kết cấu bê tông Hiện nay, cốp pha nhôm số loại cốp pha sử dụng phổ biến thi cơng cơng trình cao tầng Việt Nam đáp ứng yêu cầu Tuy nhiên, việc thiết kế sử dụng cốp pha nhơm cịn số bất cập nghiên cứu đưa đánh giá tình hình sử dụng cốp pha nhơm đề xuất quy trình phù hợp cho việc ứng dụng cốp pha nhơm thi cơng cơng trình Việt Nam Từ khóa: Cốp pha nhơm, cột chống, quy trình Abstract Concrete is a principal construction material in the building industry Formwork plays an important role in assisting geometry realization and strength development of concrete elements It is also one of the major costs in the construction of concrete structures The use of formwork has a long history, and various formwork systems have been used in different projects In the design and selection of the formwork system, the requirements, such as safety, cost, structural geometry, construction time, and surface quality need to be taken into account Recently, aluminum formwork is one of the types of formwork used commonly in building construction in Vietnam and meets the above requirements However, the design and construction of aluminum formwork still have some shortcomings In this study, a situational assessment of the use of aluminum formwork will be shown and a suitable process is proposed for the application of aluminum formwork in the construction industry in Vietnam Key words: aluminum formwork, prop, process (1) TS, Giảng viên, khoa Xây dựng, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Email: (2) ThS, Giảng viên, khoa Xây dựng, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Email: Ngày nhận bài: 15/4/2022 Ngày sửa bài: 6/5/2022 Ngày duyệt đăng: 5/7/2022 112 Giới thiệu cốp pha nhôm Hiện nay, dự án nhà cao tầng xuất ngày nhiều khắp đô thị lớn đất nước, đặc biệt thủ đô Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh như: Dự án Keangnam Landmark Tower, Lotte, Landmark 81… Trong xây dựng nhà nhiều tầng kết cấu bê tông cốt thép chỗ, dây chuyền thi cơng cốp pha đóng vai trị quan trọng định đến tiến độ thi công, làm giảm giá thành cơng trình tạo chất lượng sản phẩm cao, đồng thời thể trình độ xây lắp nhà thầu Cốp pha nhôm ứng dụng thi công xây dựng để đáp ứng u cầu Trong q trình phát triển, ván khn nhơm - ván khn định hình dần cải tiến phổ biến toàn giới Đặc biệt, Châu Á nơi để ván khuôn nhôm - ván khuôn định hình khẳng định vị Tại số nước Hàn Quốc, Nhật Bản, Việt Nam, Singapore,Trung quốc,… cốp pha nhôm sử dụng chủ yếu việc thi công nhà cao tầng, kết hợp với loại ván khuôn cho tường bao che hay hệ sàn thao tác thi cơng cơng trình Tại Việt Nam, cốp pha nhôm du nhập nước ta từ năm 2008 với có mặt cơng ty Hàn Quốc Cốp pha nhôm dần khẳng định vị Trở thành giải pháp tin cậy cho cơng trình cao tầng Nắm bắt xu hướng phát triển loại hình ván khn này, hàng loạt cơng ty nước tham gia vào việc đầu tư nhà máy để sản xuất cốp pha nhôm từ năm 2016 Sự cạnh tranh khốc liệt đơn vị cung cấp cốp pha nhôm giúp cho dự án tiếp cận với loại hình ván khuôn nhôm ngày phổ biến Các công ty chấp nhận giảm giá tăng cường dịch vụ kèm theo Có thể liệt kê số thương hiệu tiếng Kumkang, Sammok, Hyundai, Saki, BM Window, Seobo, SFK, Star IMC, Để đáp ứng nhu cầu xây dựng Việt Nam “đòi hỏi” từ đơn vị thi công Các công ty sản xuất không ngừng cải tiến từ thơng số, kích thước đến tính tốn, từ phụ kiện đến vẽ, tài liệu thi công cốp pha nhơm Một số cơng trình nhà cao tầng siêu cao tầng áp dụng công nghệ cốp pha nhôm thi công kết cấu bê tông như: Khu tổ hợp Keangnam đường Phạm Hùng, tòa nhà Usilk city, dự án Huyndai hillstate, Landmark 81, Cơng trình tổ hợp Ánh Dương Soleil… Cấu tạo cốp pha nhôm 2.1 Vật liệu tạo thành cốp pha nhôm Vật liệu làm ván khuôn nhôm sản xuất từ hợp kim nhôm Các hợp nhôm kim dùng chế tạo ván khn có dịng phổ biến AA 6061 AA 6063 Trong hợp kim 6061 đánh giá cao sử dụng cho ván khuôn nhơm độ bền cao, chống ăn mịn có tính hàn tốt Bên cạnh người ta cịn phân loại 6061 thành nhiều nhóm nhỏ dựa đặc tính chế độ nhiệt luyện Ván khn nhơm phổ biến Việt Nam chủ yếu sản xuất từ loại hợp kim Hợp kim nhôm tuân thủ theo tiêu chuẩn Quốc tế AA6061-T6 Hợp kim nhôm 6061 có Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhơm hợp kim nhơm nặng 1/3 thép, tính chất đặc biệt trọng nghiên cứu đưa vào ứng dụng làm ván khn Tính chống ăn mịn định khí nhờ ln ln có lớp màng ôxyt (Al2O3), bám vào bề mặt Đây ưu điểm vượt trội đánh giá độ bền hợp kim nhơm điền T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG kiện tự nhiên, nhờ nhơm hợp kim nhơm dùng xây dựng, trang trí nội thất mà khơng cần bảo vệ Hợp kim nhơm có độ dẻo cao, nên tḥn lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng, khn, ép chảy thành có biên dạng đặc biệt Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy đúc, hợp kim nhôm không sử dụng nhiệt độ cao 300400 độ C Khả chống dính vật liệu nhơm tốt vật liệu khác làm ván khuôn bê tông 2.2 Cấu tạo phận ván khn nhơm Hình 1.1 Hình ảnh thi cơng ván khuôn nhôm dự án Huyndai HillState Cốp pha nhôm cấu tạo từ ván khuôn định hình sản xuất nhà máy sau vận chuyển ghép lại thủ công công trường thành mảng lớn phù hợp với hình dạng kết cấu theo thiết kế Việc tính tốn lắp dựng cốp pha nhơm ngồi việc tn thủ theo tiêu chuẩn nhà sản xuất đồng thời phải đảm bảo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453:1995, TCVN 9342: 2012 Các ván khuôn liên kết với chốt, nối giữa, nối biên phần đầu cột chống Liên kết ván khuôn với chống phận đầu cột nên tháo ván khn mà khơng cần tháo chống nhờ mà tăng nhanh khả luân lưu ván khuôn Dưới số phận cốp pha nhôm: - Tấm vách (Wall panel): Cốp pha tường ghép từ vách nhôm, vách ghép đứng hay ghép nằm Chân cốp pha phải cố định xuống bê tơng lót hay sàn bê tơng Liên kết vách chốt (pin) la (flat tie) Hình 2.1 Hình vách (wall panel) - Tấm sàn (Slab panel) Cốp pha sàn đươc lắp ghép sàn chịu áp lực trực tiếp q trình đổ bê tơng Các sàn ghép lại với chốt liên kết, dầm nối đỡ hệ chống đơn với đầu chống riêng cho cốp pha nhơm - Tấm góc sàn với dầm (Slab corner) Tấm góc có tác dụng liên kết sàn dầm theo hai phương vng góc chốt liên kết - Dầm xương (Middle beam): Dầm xương sử dụng nhằm liên kết tăng cứng cho ván sàn đồng thời điểm chống cho cốp pha sàn - Đầu chống (Prop head) Đầu chống có tác dụng liên kết dầm xương làm điểm tỳ cho cột chống đơn đỡ cốp pha dầm, sàn, thể hình 2.5 - Cột chống (Pipe support): Cột chống có chức chống đỡ ván khn, chịu tải trọng ván khuôn, bê tông cốt thép, tải trọng thi công từ đổ bê tông đến bê tông đạt cường độ Cột chống chống trực tiếp vào đầu chống lắp dựng trước với dầm xương Chiều dài cột chống thay đổi để phù hợp với chiều cao tầng khác - Thanh la (Flat tie) Hình 2.2 Hình sàn (slab panel) S¬ 45 - 2022 113 KHOA HC & CôNG NGHê Hỡnh 2.3 Hình góc sàn dầm (slab coner) Hình 2.4 Hình Dầm xương (Middle beam) Hình 2.5 Hình đầu chống Hình 2.6 Hình Cột chống Hình 2.7 Hình Thanh la (Flat tie) Thanh la có chức liên kết các ván tường đối diện đảm bảo chiều dày độ ổn định cho cốp pha tường Mật độ la phụ thuộc vào chiều cao chiều dày tường cần thi công Đánh giá tình hình sử dụng ván khn nhơm 3.1 Đánh giá tình hình sử dụng ván khn nhơm giới Jignesh Chotaliya and Hiren Rathod (2016) thực việc so sánh hệ cốp pha nhôm cốp pha thông thường Việc so sánh khác biệt thời gian chi phí hai dạng cốp pha Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng cốp pha nhôm đem lại chất lượng cho cơng trình, rút ngắn thời gian thi cơng với chi phí phù hợp Himanshu Rivankar and Akshay Chordiya (2017) nghiên cứu so sánh cốp pha gỗ cốp pha nhôm dựa ba yếu tố chi phí, thời gian chất lượng cốp pha Nghiên cứu thể thời gian thi công cho tầng cốp pha nhôm thông thường 10 ngày thời gian 114 thi cơng cốp pha gỗ khoảng 21 ngày Ngoài ra, tổng chi phí cho việc sử dụng cốp pha nhơm thấp so với cốp pha thông thường khối lượng thi công xây dựng lớn Nagi Reddy Sattigari, Ashwin Mahalingam and George Thomas (2017) áp dụng phần mềm Visual basic 6.0 việc tự động hoá việc lập sơ đồ tính tốn khối lượng cốp pha nhơm Ứng dụng sử dụng chi tiết vẽ thể phần mềm AutoCad kết hợp với thuật toán tối ưu để phân chia cốp pha đưa bảng tính khối lượng tổng thể Ứng dụng giúp giảm chi phí chế tạo, giảm thời gian điều chỉnh vẽ có thay đổi hạn chế lỗi việc tính tốn khối lượng cốp pha Rabi Das, Indranail Bhattacharya and Raja Saha (2016) so sánh kiểu cốp pha khác trong ngành công nghiệp xây dựng Trên sở đánh giá cốp pha sử dụng từ vật liệu khác gỗ, ván gỗ ép, thép, nhôm, nhựa hay ván khuôn sợi tổng hợp, nghiên cứu việc sử dụng ván khuôn nhôm cho chi phí ban đầu cao lại kinh tế sử dụng lặp lại nhiều lần Renuka Hangarge, Ashish Waghmare And Shridhar Patil (2017) ván khuôn nhôm chất thải tới môi trường so với ván khn thơng thường Chi phí giảm khoảng 40% so với cốp pha thơng thường Ngồi việc áp dụng cốp pha nhôm giảm thời gian thi công xây dựng khoảng 50% so với cốp pha khác Số lần sử dụng lại cốp pha nhôm khoảng 200-250 lần giúp tạo hiệu kinh tế sử dụng cốp pha R Thiyagarajan, V Panneerselvam and K Nagamani (2017) dạng ván khuôn khác ảnh hưởng đến thời gian, chi phí chất lượng thi cơng Trong q trình so sánh ván khn nhơm với dạng ván khuôn thông thường khác nghiên cứu chu kỳ thi công ván khuôn nhôm cho tầng khoảng đến 10 ngày Cốp pha nhôm tái chế lại 100% khơng ảnh hưởng đến môi trường số loại cốp pha thông thường khác Ninjal M Parekh, Bhupendra M Marvadi and Umang Patel (2015) việc so sánh chi phí sử dụng cốp pha tiến hành cho hai cơng trình độc lập, từ kết so sánh cho thấy T„P CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG cp pha nhơm sử dụng 50 lần chi phí xây dựng tăng 2% so với cốp pha thông thường sử dụng cốp pha nhơm 160 lần chi phí xây dựng giảm 20% Giá trị phế liêu cốp pha nhôm 50%, cao cốp pha thép thông thường Shankar Bimal Banerjee, Pawan Dilip Barhate and Vipul Pradip Jaiswal (2015) đưa thơng tin cốp pha nhôm Trong nghiên cứu thể khẳ chịu tải khoảng tử đến mét vuông trọng lượng cốp pha khoảng 18 đến 20 kilogam mét vuông Chu kỳ thi công ván khuôn nhôm thông thường khoảng ngày sàn Sản phẩm kết cấu bê tông tạo từ ván khuôn cho chất lượng cao, thời gian thi công rút ngắn Dr M.N Bajad, Rohan P Shah and Harsh Kumar C Ughareja (2016) rằng, việc lựa chọn sử dụng cốp pha nhơm cho cơng trình phụ thuộc vào loại cơng trình u cầu dự án Cốp pha nhơm cho chất lượng cơng trình cao hiệu đầu tư phụ thuộc vào khối lượng xây dựng Cốp pha nhôm giúp giảm thời gian thi cơng cơng trình 3.2 Thực trạng sử dụng ván khuôn nhôm xây dựng Việt Nam Ván khuôn nhôm thi công dự án Huyndai HillStateHà Đông:Cấu kiện áp dụng: Ghép cho cấu kiện, cột, vách, dầm sàn Ván khuôn sản xuất nhà máy vận chuyển đến công trường Ván khuôn lắp ghép tháo dỡ vận chuyển thủ công Kết đạt được: Tại dự án Huyndai HillState sử dụng ván khuôn nhôm thi công đạt tiến độ ngày /1 sàn 1500m2 Đây tiến độ thi công mà nhiều nhà thầu mong muốn Với tiến độ Chủ đầu tư đưa dự án vào khai thác sớm dự kiến đem lại hiệu kinh tế cao Kết thúc cơng trình ván khn khơng bị biến dạng nên cơng tác bảo trì thuận lợi dễ dàng Thi công bê tông theo công nghệ cần lần đổ bê tông dầm sàn Do tồn ván khn cột, vách, dầm sàn, thang ghép đồng thời, phân cấu kiện đổ bê tông trước sau Dự án Landmark 81, hệ cột vách dầm sàn phần lõi – kết cấu chịu lực cơng trình sử dụng ván khn nhơm để định hình bê tơng Ván khn nhơm bắt đầu sử dụng tầng Hệ thép I thép chịu lực chằng chịt bên kết cấu nguyên nhân khiến cho hệ ván khn nhơm khơng thể tự liên kết la thường lệ, dẫn đến phải sử dụng ty giằng gông để giữ ván khuôn Dự án khu nhà hộ gia đình Formosa Hà Tĩnh, dự án nhà sử dụng cốp pha nhôm nước ta Với quy mô 40 block, block 10 giống Việc lên phương án sử dụng coppha nhơm để phát huy tính trùng lặp nhà thầu lựa chọn Mỗi tầng, block khoảng 10 liền kề Khi sử dụng coppha nhôm, block đổ nguyên khối Nếu phương án ván khuôn truyền thống, phần thô bao gồm cột dầm sàn đổ bê tơng với cốp pha nhơm vách ngăn, o văng, lam cửa sổ mái đổ tồn khối Vì vậy sau tháo coppha cơng tác hồn thiện cịn lại sơn trang trí Như cốp nhơm đánh dấu bước tiến công nghệ ván khuôn Việt Nam Không thể phủ nhận ưu điểm vượt trội ván khuôn nhôm mang lại để tối ưu tiến độ thi cơng, chất lượng cơng trình chi phí thấp với cơng trình có tính trùng lặp khối lượng bê tông lớn Tuy nhiên việc sử dụng cốp pha nhơm cần phải có quy Hình 3.1 Sơ đồ tiến độ thi cơng coppha nhơm S¬ 45 - 2022 115 KHOA HC & CôNG NGHê trỡnh thi cụng phù hợp để đảm bảo vấn đề chất lượng an tồn thi cơng 4.2 Quy trình tháo dỡ cốp pha nhơm Quy trình lắp dựng, tháo dỡ cốp pha nhôm Sau đổ bê tông đảm bảo cường độ đủ điều kiện tháo, tiến hành tháo chống, chốt liên kết thu hồi, tiến hành tháo ván vị trí góc trước tiến dần đến Ván khuôn sau tháo vận chuyển lên tầng phục vụ cho công tác ghép cột Đặc điểm ván khuôn nhôm nhẹ nên việc vận chuyển lên tầng hồn tồn thủ cơng thơng qua lỗ kĩ thuật thang công trình Các la đặt chết bê tơng khơng thể thu hồi được, sau tháo ván khuôn phải tiến hành cắt để đảm bao an toàn thi công cho công nhân Căn vào hồ sơ thiết kế kết cấu cơng trình chuẩn bị thi cơng, tiến hành thiết kế ván khuôn cho cấu kiện, trình thiết kế bên cạnh việc đảm bảo hình dạng kích thước kết cấu khả chịu lực phải đáp ứng yêu cầu việc tái sử dụng ván khuôn nhiều chi phí đầu tư Sau sản xuất xong ván khuôn phải tiến hành nghiệm thu gia công lắp đặt thử 4.1 Quy trình lắp dựng cốp pha nhơm 4.1.1 Cơng tác chuẩn bị Tập kết tồn ván khuôn, phụ kiện công trường, ván khuôn đánh dấu thứ tự cho cấu kiện, tập bố trí dễ nhìn thấy theo thứ tự lắp ghép cấu kiện, bôi trơn ván khn chất chống dính 4.1.2 Cơng tác lắp dựng - Ván khuôn cột, tường Bước 1: Nghiệm thu cốt thép, lắp đặt chấn công tác bật mực trắc đạc bao quang chân cột, vách Bước 2: Lắp đặt ván khuôn, liên kết lại chốt, cấu kiện cột nhỏ, tường vách lắp đặt ty lập với chốt liên kết Bước 3: Sau lắp dựng xong ván khuôn ty, tiến hành lăp ghép nối để liên kết với ván khuôn dầm, sàn Bước 4: Điều chỉnh thang đứng ván khuôn cột cột chống, thực trình lắp dựng ván khuôn dầm sàn Do cấu kiện sản xuất cách xác nên cơng tác chỉnh ván khuôn phải tỉ mỉ cẩn thận - Ván khuôn dầm, sàn Bước 1: Sau có ván khn cột, vách xong, tiến hành lắp ghép ván khuôn dầm, sàn Đầu tiên ghép dầm nối, dầm giữa, đáy dầm vào đầu cột chống Bước 2: Gá vào ván khuôn cột, liên kết lại lắp dựng thân cột chống vào đầu cột Bước 3: Sau tạo hệ khung bao gồm ván khuôn cột, vách cột chống, tiến hành lắp ghép ván khuôn thành dầm ván khuôn sàn Bước 4: Căn chỉnh ván khuôn dầm sàn, cột vách thành hệ cứng, tăng cường ổn định theo phương ngang chống chéo, cột có kích thước >1m, vách có chiều dài lơn phải tăng cường thêm hệ giằng ngang ống théo hộp D48 ty ren xuyên tâm Kiểm tra độ phang ván khuôn dầm sàn điều chỉnh thơng qua kích chống Bước 5: Nghiệm thu tổng thể đổ bê tông Bước 1: Tháo dỡ ván khuôn cột, tường Bước 2: Tháo dỡ ván khuôn dầm, sàn: Ván khuôn dầm sàn tháo rời tầng, ván đứng tháo trước Trìnht tự tháo dỡ bắt đầu vị trí liên kết với cột, tường tháo dần đến vị trí cột chống Sau đổ bê tông đạt tỷ lệ cường độ theo u cầu tháo tồn ván khuôn dầm sàn để lại cột chống tăng cường cho kết cấu Việc tháo dỡ ván khuôn dầm, sàn không ảnh hường đến cột chống đầu cột cấu tạo đặc biệt, độc lập với ván dầm, sàn Tương tự ván khuôn cột, tường ván khuôn dầm sàn luân chuyển lên tầng thủ công thông qua lỗ kỹ thuật vàn thang cơng trình 4.3 Tiến độ thi cơng cho tầng sử dụng cốp pha nhôm Việc sử dụng cốp pha nhôm giúp rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình Tiến độ thi cơng cho tầng điển hình sử dụng cốp pha nhơm thơng thường ngày, công việc cần thực tương ứng với ngày sau: Kết luận Việc áp dụng cốp pha nhôm thi công xây dựng cần thiết giúp nâng cao chất lượng, an toàn thời gian thi công giảm 20-30% so với việc thi công cốp pha thông thường khác Cốp pha nhôm ngày sử dụng nhiều để thi cơng cơng trình Việt Nam Cốp pha nhơm giảm chi phí thi cơng nhiên việc tuỳ thuộc vào khối lượng trùng lặp kết cấu bê tơng Ngồi sử dụng cốp pha nhơm cơng trình xây dựng giúp giảm ảnh hưởng đến mơi trường gần 100% phế liệu từ cốp pha nhôm tái sử dụng Việc đề xuất quy trình thi cơng lắp dựng tháo dỡ ván khuôn nhôm cần thiết Giúp cho việc lắp dựng tháo dỡ nhanh, thuận tiện mà không cần tập trung nhiều nhân công cốp pha thông thường khác, nhiên cần quản lý chặt chẽ quy trình thi cơng nhằm đảm bảo chất lượng theo yêu cầu./ T¿i lièu tham khÀo Rabi Das, Indranail Bhattacharya and Raja Saha, “Comperative Study Between Different Types of Formwork”, International Journal of Advanced Research in Engineering and Science, Volume 1,Issue 4, PP 173-175, 2016 Renuka Hangarge, Ashish Waghmare And Shridhar Patil,“Comparison of Conventional, Aluminium and Tunnel Formwork”, International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 7, Issue 1, PP 176-181, 2017 116 T„P CHŠ KHOA H“C KIƯN TRC - XY DẳNG ỡnh c, Lờ Kiều, Kỹ thuật thi công, Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2004 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 18:2021/BXD An tồn thi cơng xây dựng, 2021 Bùi Mạnh Hùng, Công nghệ ván khuôn giàn giáo xây dựng, Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2009 ... sử dụng cốp pha nhôm thông thường ngày, công việc cần thực tương ứng với ngày sau: Kết luận Việc áp dụng cốp pha nhôm thi công xây dựng cần thi? ??t giúp nâng cao chất lượng, an toàn thời gian thi. .. phí giảm khoảng 40% so với cốp pha thơng thường Ngồi việc áp dụng cốp pha nhơm giảm thời gian thi công xây dựng khoảng 50% so với cốp pha khác Số lần sử dụng lại cốp pha nhôm khoảng 200-250 lần... thể thời gian thi công cho tầng cốp pha nhơm thơng thường 10 ngày thời gian 114 thi công cốp pha gỗ khoảng 21 ngày Ngồi ra, tổng chi phí cho việc sử dụng cốp pha nhôm thấp so với cốp pha thông thường