Bài viết Phân tích kết cấu & đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án sàn bóng nhựa so với sàn bê tông cốt thép thông thường cho các công trình dân dụng trình bày tổng quan về sàn bóng nhựa; Tính toán kết cấu và so sánh chi phí xây dựng của sàn bóng nhựa so với kết cấu sàn truyền thống.
ỨNG DỤNG NAY NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ HÔM PHÂN TÍCH KẾT CẤU & ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA PHƯƠNG ÁN SÀN BÓNG NHỰA SO VỚI SÀN BÊ TƠNG CỐT THÉP THƠNG THƯỜNG CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG Structural analysis and economic evaluation of the bubble deck slab floors compared to conventional reinforced concrete floors in civil buildings Ths Vũ Thị Khánh Chi* Tóm tắt: Sàn bóng nhựa công nghệ thi công sàn bê tông cốt thép mang tính cách mạng xây dựng sử dụng bóng nhựa tái chế để thay phần bê tông không tham gia chịu lực thớ sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng thân kết cấu tăng khả vượt nhịp sàn Việc đánh giá hiệu kinh tế kết cấu sàn bóng nhựa so với phương án sàn truyền thống theo kích thước sàn cần thiết, làm sở giúp chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế có để lựa chọn phương án sàn thích hợp nhất, mang lại hiệu kinh tế cao Từ khóa: Sàn bóng nhựa, bóng nhựa tái chế, bê tơng Abstract: BubbleDeck is a revolutionary technology of reinforced concrete floor in construction using recycled plastic balls to replace non-reinforced concrete in the middle of the plate, leading to a significant reduction in the weight of the structure itself and an increase in structural capacity to overcome the span of the floor The evaluation of the economic efficiency of BubbleDeck compared to the traditional floor based on the size of the floor is very necessary, as a basis for investors, consulting units to choose the most suitable floor plan, bringing the highest economic efficiency Key words: BubbleDeck, recycled plastic balls, concrete Nhận ngày 16/01/2023; chỉnh sửa ngày 03/2/2023; chấp nhận đăng ngày 20/3/2023 Tổng quan sàn bóng nhựa 1.1 Khái niệm Sàn bóng nhựa kết cấu sàn phẳng khơng dầm, kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối tạo rỗng cách sử dụng hệ thống bóng nhựa tái chế nhằm mục đích thay cho phần bê tông không tham gia chịu lực chịu lực không đáng kể sàn, nhờ làm giảm trọng lượng thân kết cấu thỏa mãn yêu cầu chịu lực làm tăng khả vượt nhịp cho kết cấu sàn Cấu tạo sàn bóng nhựa (bubble deck) gồm phận sau: Lưới thép dưới, sàn bê tông lớp lớp dưới, hệ thống sườn gia cường bóng nhựa Các lưới thép (trên dưới) chịu tác dụng mômen đồng thời cố định vị trí bóng nhựa Bóng nhựa tái chế có nhiệm vụ tạo lỗ rỗng sàn giữ cho lưới thép cố định, không bị xô lệch, biến dạng thi công Hệ thống sườn gia cường có vai trị giữ cho bóng nhựa khơng bị đẩy * Khoa Cơng trình, Trường ĐH Hàng Hải Việt Nam (Vietnam Maritime University) Email: khanhchi.ctt@vimaru.edu.vn Số 88.2023 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 87 ỨNG DỤNG NAY NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ HƠM đổ bê tơng Hệ thống sườn gia cường hàn trực tiếp với lưới thép lớp lớp Ngoài ra, sườn gia cường nhiệm vụ ngăn cản trượt lớp thành phần sàn Hình 2: Các ưu điểm bật sàn bóng nhựa Hình 1: Mơ tả trình tự thi cơng sàn bóng nhựa 1.2 Phân loại Căn theo biện pháp thi cơng, sàn bóng nhựa (bubble deck) chia làm ba loại: - Loại 1: Thi cơng chỗ, tồn hệ thống lưới thép, bóng nhựa, sườn gia cường lắp đặt hệ thống ván khn cơng trường, sau tiến hành đổ bê tông sàng chỗ - Loại 2: Bán lắp ghép, bê tông sàn lớp đúc sẵn lắp dựng đóng vai trị thay cho hệ thống ván khuôn truyền thống - Loại 3: Lắp ghép, sàn chia làm cấu kiện lắp ghép sản xuất hoàn toàn nhà máy tiến hành lắp dựng trường 1.3 Ưu điểm - Tiết kiệm chi phí rút ngắn thời gian thi công - Trọng lượng thân sàn giảm đáng kể so với kết cấu sàn truyền thống có khả chịu lực lớn - Có tính linh hoạt cao thiết kế thi công, thỏa mãn tốt u cầu mỹ quan cơng trình - Chiều cao thơng thủy cơng trình lớn - Có khả cách âm, cách nhiệt tốt - Thích hợp với việc áp dụng cơng nghiệp hóa vào cơng tác gia công cốt thép - Phạm vi ứng dụng sàn bóng nhựa khơng bị giới hạn, cơng nghệ phù hợp với loại cơng trình - Kết cấu sàn bóng nhựa có tính thân thiện với mơi trường, tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng cơng trình 88 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐƠ THỊ 1.4 Nhược điểm Trong q trình thi cơng bê tơng, khơng kiểm sốt tốt cơng tác ván khn, hệ thống ty neo dẫn đến tượng đẩy (bóng nhựa bị xơ lệch sàn bị đẩy nổi), dẫn đến chiều dày sàn tăng so với thiết kế, chiều dày lớp bê tông bảo vệ đỉnh bóng mỏng, điều ảnh hưởng nhiều đến làm việc cơng trình Để hạn chế xảy tượng cần kiểm soát kỹ công tác ván khuôn số lượng chất lượng ty neo Trường hợp xảy tượng này, khắc phục cách chọc thủng bóng nhồi bê tông vào đầm chặt Ở số cơng trình sử dụng kết cấu sàn bóng nhựa, sau tháo dỡ ván khn có số vị trí nhìn thấy đáy bóng, gọi rỗ đáy Hiện tượng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sàn tính thẩm mỹ cơng trình Để hạn chế tượng xảy ra, nên chọn bê tơng có độ sụt khoảng 16±2 q trình thi cơng cần giám sát kĩ công tác đầm bê tông Trường hợp sau tháo ván khuôn, đáy sàn xuất vết rỗ, lỗ hổng phải đục hết phần bê tông chất lượng thấp, loại bỏ hạt cốt liệu cá biệt nhơ lên Sau tẩy rửa bề mặt vết rỗ, lỗ hổng nước áp lực, cuối lấp vữa bê tơng (có mác với vữa bê tông cũ sử dụng cốt liệu nhỏ hơn) vào thay Vữa bê tông thay phải đầm chặt, miết cẩn thận Trường hợp xuất đáy sàn vết rỗ, lỗ hổng lớn bê tông sàn không đông đặc, ảnh hưởng đến khả chịu lực khả chống thấm sàn cần xử lý phương pháp phun vữa Nứt bê tông đáy sàn: Là tượng thường gặp cơng trình xây dựng Các vết nứt bê tơng có nguồn gốc từ nhiều nguyên nhân khác nhau, tạm chia làm ỨNG DỤNG NAY NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ HÔM hai loại Các vết nứt xảy trước bê tơng chưa đạt cường độ (chưa đóng rắn), tượng xảy hoạt động thi cơng, bay nước Hiện tượng hạn chế thông qua cách tập trung vào công tác thiết kế cấp phối bê tông q trình thi cơng bê tơng, bảo dưỡng Loại thứ hai vết nứt xuất sau bê tơng đạt cường độ (đã đóng rắn), tượng nhiều nguyên nhân tác động học, chênh lệch nhiệt độ độ ẩm, hay tác động khác môi trường Khi nghiên cứu tượng nứt cấu trúc bê tông cần phải xác định rằng, vết nứt nguyên nhân khác có ảnh hưởng khác đến tính bền vững cơng trình Nói chung, tượng xuất vết nứt kết cấu bê tơng khó tránh khỏi Điều quan trọng độ mở rộng vết nứt phải nằm giới hạn cho phép Tính tốn kết cấu so sánh chi phí xây dựng sàn bóng nhựa so với kết cấu sàn truyền thống Phương pháp sử dụng để đánh giá hiệu giải pháp sàn bóng nhựa tiến hành thiết kế cốt thép tính tốn chi phí xây dựng cho kết cấu sàn theo hai phương án sàn bóng nhựa (bubble deck) sàn bê tơng cốt thép thơng thường Sau đó, dựa vào kết lập biểu đồ quan hệ kích thước sàn chi phí xây dựng hai phương án sàn kể trên, từ xác định kích thước phù hợp mà sử dụng kết cấu sàn bóng nhựa (bubble deck) mang lại hiệu kinh tế cao so với kết cấu sàn bê tơng cốt thép thơng thường Sàn bóng nhựa (bubble deck) làm việc đẳng hướng, phân tích tính tốn kết cấu sử dụng phương pháp tính tốn dành cho sàn đặc làm việc theo hai phương Khi tính tốn cốt thép cho sàn bóng nhựa, ta cắt dải rộng 1m để tính toán Như vậy, khoảng dải rộng 1m có tất tiết diện tương đương hình chữ T Do đó, ta tiến hành tính tốn cốt thép cho tiết diện chữ T, tiết diện chịu 1/4 lực tác dụng lên dài Ở đây, sau có kết tính tốn nội lực cho tiết diện chữ T, ta dùng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép để tính tốn bố trí cốt thép sàn Sau đó, chi phí xây dựng lập cho 1m2 sàn Dưới bảng so sánh chi phí xây dựng cho 1m2 sàn bóng nhựa với sàn bê tơng cốt thép truyền thống có kích thước sàn Kết luận Đơn giá xây dựng cho kết cấu sàn bóng nhựa (bubble deck) khơng phụ thuộc nhiều vào kích thước ô sàn Đơn giá xây dựng cho kết cấu sàn bê tơng cốt thép tồn khối tỉ lệ thuận với kích thước sàn Với kích thước sàn nhỏ, việc sử dụng kết cấu sàn bóng nhựa (bubble deck) khơng mang lại hiệu kinh tế (chi phí xây dựng lớn so với việc sử dụng sàn bê tơng cốt thép tồn khối) Trong đó, kích thước sàn lớn, việc áp dụng cơng nghệ sàn bóng nhựa (bubble deck) mang lại hiệu kinh tế rõ rệt (tiết kiệm từ 10% chi phí trở lên) Căn vào biểu đồ quan hệ kích thước ô sàn với đơn giá xây dựng cho 1m2 sàn cho thấy, với kích thước sàn từ 6m trở lên, nên áp dụng kết cấu sàn bóng nhựa, điều mang lại hiệu kinh tế so với sàn bê tơng cốt thép tồn khối theo truyền thống Hình 3: Tiết diện tương đương tính thép sàn bóng nhựa Tài liệu tham khảo: [1] Phan Quang Minh, Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống “Kết cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện bản)” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2008 [2] Công ty Cổ phần Xây dựng Công nghệ Việt Nam “Giới thiệu ưu nhược điểm cơng nghệ sàn rỗng BubbleDeck” [3] GS.TS Nguyễn Đình Cống “Sàn sườn bê tơng tồn khối” Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2008 Bảng Đơn giá cho 1m2 sàn theo kích thước sàn Hình 4: Biểu đồ so sánh đơn giá xây dựng cho hai loại ô sàn Số 88.2023 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 89