Đánh giá hiệu quả sử dụng cốp pha nhôm định hình trong thi công nhà cao tầng hiện nay

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: ĐẶNG HOÀNG GIANG

Sinh ngày: 04/01/1991Quê quán: Nam Trực – Nam ĐịnhNơi công tác: Công ty cổ phần Huyndai Aluminum Vina.Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp cao học ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân

dụng và công nghiệp với đề tài: “Đánh giá hiệu quả sử dụng cốp pha nhôm địnhhình trong thi công nhà cao tầng hiện nay” là luận văn do cá nhân tôi thực hiện Các

kết quả nghiên cứu tuân thủ theo tiêu chuẩn Việt Nam và các văn bản pháp luật hiệnhành Kết quả nghiên cứu không sao chép bất kì tài liệu nào khác

Hà Nội, ngày … tháng 3 năm 2018

Tác giả luận văn

Đặng Hoàng Giang

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp thuộc lớp cao học23XDDD21 đã giúp tôi tìm kiếm, cung cấp tài liệu tham khảo, số liệu tính toán đểhoàn thành luận văn này

Mặc dù tôi đã rất cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực củamình, tuy nhiên do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót hoặc cónhững phần nghiên cứu chưa sâu Rất mong nhận được sự chỉ bảo và thông cảm củacác Thầy cô

Tôi xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày … tháng 3 năm 2018

Tác giả luận văn

Đặng Hoàng Giang

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

MỞ ĐẦU v

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 1

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1

4 Kết quả dự kiến đạt được 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG CỐP PHA THI CÔNG NHÀNHIỀU TẦNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 3

1.1 Tình hình sử dụng cốp pha trong thi công nhà nhiều tầng hiện nay .3

1.1.1 Tổng quan về việc thi công ván khuôn nhà cao tầng trên thế giới 3

1.1.2 Tổng quan về việc thi công ván khuôn nhà cao tầng tại Việt Nam .8

1.2 Giới thiệu về ván khuôn nhôm 15

1.2.1 Vật liệu làm ván khuôn-Hợp kim nhôm đúc 15

1.2.2 Đặc tính của hợp kim nhôm .16

1.2.3 Cấu tạo các bộ phận làm ván khuôn 17

1.3 Nhận xét tình hình sử dụng ván khuôn trên Thế Giới và Việt Nam: 20

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ CỐP PHA NHÔM ĐỊNH HÌNH 21

2.1 Lý thuyết tính toán ván khuôn .21

2.3 Quy trình, yêu cầu tháo lắp của các loại ván khuôn trong quá trình thi công 30

2.3.1 Yêu cầu đối với ván khuôn 30

2.3.2 Yêu cầu đối với công tác lắp dựng ván khuôn .31

2.3.3 Yêu cầu đối với công tác tháo ván khuôn 35

2.4 Tiêu chuẩn đánh giá việc áp dụng ván khuôn trong thi công nhà cao tầng .37

2.4.1 Tiêu chí về chất lượng 37

2.4.2 Tiêu chí về an toàn lao động trên công trình 37

2.4.3 Thời gian tháo lắp ván khuôn 38

2.4.4.Độ luân chuyển của ván khuôn 38

2.4.5 Thời gian vận chuyển ván khuôn lên cao theo công trình 40

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỐP PHA NHÔM ĐỊNHHÌNH TRONG THI CÔNG NHÀ NHIỀU TẦNG HIỆN NAY 41

3.1 Thực trạng sử dụng cốp pha nhôm định hình trong thi công nhà nhiều tầng hiệnnay 41

3.2 Tính toán và so sánh hiệu quả khi sử dụng cốp pha nhôm so với sử dụng cốppha truyền thống 45

3.2.1 So sánh tổng quan giữa 2 loại cốp pha 45

3.2.2 Quy trình thi công 48

3.2.3 Chi phí đầu tư cho ván khuôn nhôm 59

3.2.4 Năng suất thi công của công nhân: 61

3.3 Nhận xét và đề xuất việc sử dụng cốp pha nhôm định hình trong thi công nhànhiều tầng hiện nay 64

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1.Hình ảnh ván khuôn trượt 4

Hình 1.2 Hình ảnh ván khuôn tấm mảng lớn 5

Hình 1.3 Hình ảnh ván khuôn bay 6

Hình 1.4 Hình ảnh ván khuôn nhôm của hãng HUYNDAI ALUMINUM VINA 7

Hình 1.5 Cấu tạo một tấm ván khuôn vách thang máy 10

Hình 1.6 Công trình sử dụng gỗ dàn làm ván khuôn dầm, sàn tại dự án Star City 15

Hình 2.1 Sơ đồ tính cốp pha nằm 25

Hình 2.2 Sơ đồ tính cốp pha đứng 28

Hình 2.3 Sơ đồ quan hệ giữa sử dụng và chi phí ván khuôn 39

Hình 3.1 Công trường đang thi công 42

Hình 3.2 Hệ cột chống của cốp pha nhôm 43

Hình 3.3 Cốp pha nhôm - Công nghệ cho xây dựng phát triển 44

Hình 3.9 Đổ và bảo dưỡng bê tông .52

Hình 3.10 Ảnh dự án Mỹ Đình Plaza 2 thi công đến tầng 25 .58

Hình 3.11 Thao tác tháo lắp dễ dàng bằng tay .66

Hình 3.12 Cốp pha nhôm được tháo ra và chuyển lên tầng kế tiếp bằng tay 66

Hình 3.13 Bề mặt bê tông 68

Hình 3.14 Hê cột chống sàn .69

66

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 So sánh tổng chi phí của 2 loại cốp pha 60

Biểu đồ 3.2 So sánh chi phí của 2 loại cốp pha 61

Biểu đồ 3.3 Năng suất công nhân của H18 .63

Biểu đồ 3.4 Năng suất công nhân của SUNRISE CITY .64

MỞ ĐẦUa Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây chính sách mở cửa thu hút đầu tư của nhà nước, hàng loạtnhững công trình nhà nhiều tầng đã được đầu tư và xây dựng ở khắp các đô thị lớn củađất nước, đặc biệt là thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Trong xây dựng nhànhiều tầng bằng kết cấu bê tông cốt thép tại chỗ có 3 dây chuyền chính quyết định đếntiến độ, chất lượng, an toàn và hiệu quả kinh tế là: Dây chuyền thi công cốt thép, thicông ván khuôn và thi công bê tông Trong đó dây chuyền thi công ván khuôn đóngvai trò quan trọng bởi nó đẩy nhanh tiến độ thi công làm giảm giá thành công trình vàtạo ra chất lượng sản phẩm cao, đồng thời nó thể hiện trình độ xây lắp của nhà thầu.Để đáp ứng được yêu cầu đó chúng ta cần phải cải tiến, ứng dụng công nghệ vánkhuôn mới như cốp pha nhôm định hình vào thi công nhà nhiều tầng tại Việt Nam.Lựa chọn, thiết kế và thi công ván khuôn đáp ứng được các yêu cầu về tiến độ nhanh,chất lượng tốt, hiệu quả cao đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao, khắt khe của người sử

dụng và xã hội là cần thiết Trên cở sở này tôi chọn đề tài là “Đánh giá hiệu quả sửdụng cốp pha nhôm định hình trong thi công nhà nhiều tầng hiện nay” nhằm

nghiên cứu và đẩy mạnh ứng dụng công nghệ các loại ván khuôn mới này vào công tácthi công nhà nhiều tầng ở Việt Nam hiện nay

2 Mục đích của đề tài

Đề tài góp phần giúp nhà thầu xây lắp lựa chọn giải pháp ván khuôn áp dụng trong thicông nhà nhiều tầng và nhà siêu cao tầng, đáp ứng các yêu cầu về chất lượng, tiến độthi công và hiệu quả thi công công trình thỏa mãn các mục tiêu chí sau:

- Thi công phải thuận lợi nhất tức là công tác tháo lắp, vận chuyển phải dễ dàng.- Đảm bảo chất lượng công trình, chính xác về kích thước, mỹ quan

- Giảm chi phí xây lắp, thi công nhanh, chi phí cho một sản phẩm là ít nhất

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu ứng dụng cốp pha nhôm định hình qua các tài liệu liên quan

22- Nêu, so sánh ưu, nhược điểm của công nghệ cốp pha nhôm định hình với các loại cốppha thông thường khác.

- Kiến nghị ứng dụng công nghệ ván khuôn mới trong thi công xây dựng nhà nhiềutầng tại Việt Nam

4 Kết quả dự kiến đạt được

Trên cở sở tìm hiểu các tài liệu có liên quan đến ván khuôn nhà nhiều tầng và các côngtrình đã và đang thi công để có cái nhìn tổng quát để phân tích và đánh giá đưa raphương pháp lựa chọn ván khuôn thi công nhà nhiều tầng một cách tối ưu nhất

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG CỐP PHA THI CÔNGNHÀ NHIỀU TẦNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI.

1.1 Tình hình sử dụng cốp pha trong thi công nhà nhiều tầng hiện nay.

1.1.1 Tổng quan về việc thi công ván khuôn nhà cao tầng trên thế giới.

Theo tác giả luận văn, việc lựa chọn công nghệ ván khuôn là sau khi tính toán thiết kếphải đạt được hiệu quả cao về kỹ thuật như: tốc độ thi công, độ chính xác cho cấu kiệnđúc, tăng độ an toàn trong thi công,… đồng thời cũng phải đạt được hiệu quả cao vềmặt kinh tế

Trên thế giới, công nghệ xây dựng nói chung và công nghệ ván khuôn nói riêng đã rấtphát triển Những năm đầu thế kỷ XX, nước Mỹ đã xây dựng được các tòa nhà siêucao tầng như: Empire State Building hoàn thành năm 1931, 102 tầng cao 318m tạiNewYork, GE Building hoàn thành năm 1933, 69 tầng cao 250m tại NewYork,Strump Building hoàn thành năm 1930, 70 tầng cao 283m

Trong những thập niên gần đây, nhà cao tầng và siêu cao tầng đã phát triển rộng khắptừ châu Âu đến châu Á, châu Phi với các tòa nhà nổi tiếng như: Burj Dubai 160 tầngcao 828m ở Các Tiểu Vương Quốc Ả rập Thống nhất; Tháp International CommerceCenter, Hồng Kông, Trung Quốc, cao 90 tầng, 409,6m; tháp Nebenazhnaya cao 59tầng cao 268m ở châu Âu,…điều đó chứng tỏ công nghệ thi công đã được ứng dụng vàphát triển rất nhanh trên thế giới đặc biệt trong thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng.Hiện nay công nghệ ván khuôn rất phong phú cả về chủng loại và vật liệu chế tạo đặcbiệt là công nghệ ván khuôn sử dụng vật liệu nhẹ Đây là các công nghệ ván khuônđược phát triển cùng với cơ giới hóa cùng kỹ thuật thao tác mang những đặc thù riêng.Chúng bao gồm các loại sau:

+ Ván khuôn trượt: là loại ván khuôn dịch chuyển theo phương thẳng đứng một cáchliên tục.Cấu tạo của ván khuôn bằng thép hình, bề mặt bằng gỗ dán hoặc thép đượcliên kết thành mảng lớn, toàn bộ ván khuôn liên kết với hệ thống khung trượt và kíchthủy lực

44Đặc điểm của loại ván khuôn này là dịch chuyển liên tục nên công tác bê tông, cốtthép cũng đòi hỏi phải thi công cùng tiến độ Loại ván khuôn này dùng thi công trượtcác cấu kiện đứngnhư vách, tường bê tông có kích thước, tiết diện điển hình.

- Thi công bê tông theo công nghệ này phải chia ra đổ bê tông cột, vách, tường trướcsau đó mới ghép đổ bê tông dầm sàn

Hình 1.1.Hình ảnh ván khuôn trượt+ Ván khuôn tấm mảng lớn:

- Là loại ván khuôn tấm lớn phục vụ các cấu kiện đứng Cấu tạo của ván khuôn bằnghệ khung xương thép hình, bề mặt ván khuôn bằng gỗ dán hoặc bằng thép được liênkết với nhau thành từng mảng lớn cho từng bề mặt cấu kiện Loại ván khuôn này đượcvận hành thi công tháo lắp bằng cẩu tháp Hiện nay ván khuôn tấm lớn này thườngđược áp dụng thi công những vách tường, cột lớn có cấu tạo đơn giản

- Thi công bê tông theo công nghệ này phải chia ra đổ bê tông cột, vách, tường trướcsau đó mới ghép đổ bê tông dầm sàn

55Hình 1.2 Hình ảnh ván khuôn tấm mảng lớn+ Ván khuôn bay:

- Là loại ván khuôn tấm lớn dùng cho đúc các cấu kiện dạng nằm ngang Cấu tạo vánkhuôn bay gồm: khung xương cấu tạo bằng các dầm hợp kim nhôm, các dầm liên kếtvới nhau thông qua các giằng, bề mặt ván bằng gỗ dán Đặc điểm của ván khuôn nàylà nhẹ, bề mặt ván khuôn rộng, thi công dễ dàng bằng cẩu lắp Hiện nay trên thế giớiđang áp dụng ván khuôn này thi công cho hiệu quả về kinh tế cao

- Thi công bê tông theo công nghệ này phải chia ra đổ bê tông cột, vách, tường trướcsau đó mới ghép đổ bê tông dầm sàn

Hình 1.3 Hình ảnh ván khuôn bay

6

77+ Ván khuôn nhôm định hình:

- Là loại ván khuôn định hình được cấu tạo từ những tấm ván khuôn có mô đun sẵntrong nhà máy ghép lại Vật liệu làm ván khuôn bằng hợp kim nhôm, đặc điểm của vánkhuôn này là nhẹ, dễ dàng thi công vận chuyển tháo lắp không phụ thuộc nhiều vào cơgiới Hiện nay công nghệ ván khuôn này đang được các công ty xây dựng của HànQuốc ứng dụng rộng rãi trong thi công nhà cao tầng và cho hiệu quả rất cao

- Thi công bê tông theo công nghệ này chỉ cần 1 lần đổ bê tông dầm sàn Do toàn bộván khuôn cột, vách, dầm sàn, thang bộ được ghép đồng thời, không phải phân ra cáccấu kiện đổ bê tông trước sau

Hình 1.4 Hình ảnh ván khuôn nhôm của hãng HUYNDAI ALUMINUM VINA Hiện nay trên thế giới có rất nhều công ty nổi tiếng chuyên về sản xuất vánkhuôn tấm lớn như OURINORD, ALUMA, DOKA,…Hãng OURINORD là nhà sảnxuất chuyên về ván khuôn tấm lớn với hơn 50 năm kinh nghiệm phát triển, theo nghiêncứu khi sử dụng các sản phẩm ván khuôn tấm lớn của họ sẽ giảm được khoảng 15%

88giá thành sản phẩm, 25% về thời gian thi công Với một năng lực sản xuất từ2.000.000ft2/ năm (tương đương với 1.000 nhà ở/ngày), hãng ALUMA trải qua hơn 4thập kỷ kinh nghiệm và phát triển với hơn 50 quốc gia Sản phẩm của hãng tăng độluân chuyển lên 40% và chất lượng sản phẩm cải thiện lên con số 35% Sản phẩm củahãng này nhẹ hơn bất kỳ sản phẩm so sánh trong ngành công nghiệp, thời gian lắpghép nhanh, giảm chi phí lao động trực tiếp rất nhiều Công ty DOKA có một thươnghiệu sản xuất ván khuôn nổi tiếng trên thế giới, với hơn 10 năm kinh nghiệm xong họđã làm hàng ngàn dự án nổi tiếng trên thế giới và thương hiệu của họ đã được khẳngđịnh qua các công trình như tòa nhà cao nhất thế giới Buri Khalifa tại Ả Rập, nhà máyđiện Bauma tại Trung Quốc,…Thế mạnh của hãng chính là ván khuôn leo.

1.1.2 Tổng quan về việc thi công ván khuôn nhà cao tầng tại Việt Nam.

Công nghiệp hóa trong ngành xây dựng là quá trình chuyển đổi từ việc sản xuất xâydựng bằng phương pháp thủ công sang quá trình sản xuất bằng phương pháp đại côngnghiệp Chúng ta cần phải hiện đại hóa các công nghệ thi công trong dây chuyền thicông xây dựng như dây chuyền ván khuôn, gia công lắp dựng cốt thép, đổ bê tông…Công nghệ thi công tại Việt Nam cũng đã có những bước chuyển biến nhanh chóngvới công nghệ thi công lắp ghép và đổ bê tông toàn khối tại chỗ cho kết cấu khung bêtông chịu lực Công nghệ lắp ghép này đã được Công ty Vinaconex phát triển mạnhtrong thập niên qua với các khu đô thị Trung Hòa Nhân Chính (Cầu Giấy-Hà Nội),Văn Khê, khu nhà thu nhập thấp Ngô Thì Nhậm- Hà Đông, tòa nhà 34 Láng Hạ Đốivới nững nhà cao tầng và siêu cao tầng chúng ta chủ yếu đang dùng công nghệ thicông bê tông toàn khối đổ tại chỗ như: Khu tổ hợp Keangnam là Chủ đầu tư trênđường Phạm Hùng, tòa nhà Bitexco Finacial Tower, dự án Huyndai hillstate,…

Trong công nghệ thi công bê tông tại chỗ thì công nghệ ván khuôn chiếm vai trò và cóý nghĩa quan trọng, quyết định đến chất lượng, tiến độ và giá thành của công trình.Trong thời gian gần đây, công nghệ ván khuôn ở nước ta đã có những bước phát triểnmạnh mẽ Trước năm 1990, ván khuôn ở Việt Nam chủ yếu dùng ván khuôn gỗ truyềnthống để thi công nhà thấp tầng Ván khuôn gỗ có nhược điểm là cách lắp ghép manh

99mún tốn vật tư và công lao động Chính vì vậy, ván khuôn thép định hình với các kíchthước và chủng loại khác nhau xuất hiện thay cho các tấm gỗ ván Ưu điểm của ván

1010khuôn thép là rất bền, có khả năng luân chuyển nhiều lần, chỉ cần đầu tư 1 lần có thểsử dụng được lâu dài, các tấm ván khuôn đã được định hình sẵn nên việc lắp dựngcũng như tháo dỡ thuận tiện hơn ván khuôn gỗ Để xây dựng những ngôi nhà cao tầngvà siêu cao tầng thì công nghệ ván khuôn ở Việt Nam khá lạc hậu so với thế giới Vìvậy việc ứng dụng công nghệ ván khuôn hiện đại trên thế giới là rất cần thiết Trongxây dựng nhà cao tầng thời gian qua của các nhà thầu xây dựng Việt Nam phải kể đếnnhư: Công ty CP xây dựng Cotec-Coteccons, Công ty CP xây dựng Hòa Bình, Công tyCổ phần XD Sông đà Thăng Long (với dự án Usilk city), Công ty THHH một thànhviên Keangnam-Vina (dự án Hà Nội Landmark Tower), Công ty Huyndai (dự ánHuyndai Hillstate),…là hướng phát triển rất phù hợp hiện nay.

Một số loại ván khuôn đang được áp dụng phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay.a) Ván khuôn tấm lớn tại dự án Golden Palace- Hà Đông

Cấu kiện: Dùng thi công vách thang máy, tường bê tông.Cấu tạo: Vật liệu làm ván khuôn bằng khung xương thép hộp 50x50mm, 40x80mm bềmặt ván bằng ván tre ép (đầu tư 1 lần cho 1 dự án) Tấm mảng được gia công tại hiệntrường theo kích thước của từng cấu kiện đứng, ghép lại với nhau bằng các bu lông vàcác ty xuyên tâm

Thi công: Tấm ván khuôn được vận hành tháo lắp bằng cẩu tháp, sau mỗi lần thi côngđược chuyển đến bãi tập kết bằng cẩu tháp

Kết quả: Tiến độ thi công đạt được 10 ngày /1 sàn 1600m2 Sau khi thi công luân lưukết thúc thi công vách 31 tầng của tòa nhà, hệ khung còn nguyên vẹn để luân lưu, vántre đã hỏng phải tháo rời bỏ đi Thi công bê tông theo công nghệ này phải chia ra đổ bêtông cột, vách, tường trước sau đó mới ghép đổ bê tông dầm sàn

1111Hình 1.5 Cấu tạo một tấm ván khuôn vách thang máy

b) Ván khuôn trượt dùng cho tổ hợp dự án tại Trung Hòa Nhân Chính do Công tyVinaconex thi công

Cấu kiện: dùng thi công trượt cấu kiện đứng.Cấu tạo: ván khuôn trượt gồm ba bộ phận chủ yếu:- Các tấm ván khuôn trượt trong, ngoài

- Hệ thống sàn nâng.- Hệ thống nâng trượt: khung kích, ty kích và kích.- Hệ thống khống chế chính xác thi công…

1212Hình 1.6 Cấu tạo ván khuôn trượtThi công ván khuôn trượt như sau:

- Dựng sàn lắp ghép tạm thời, lắp ghép cẩu tháp, máy tời cùng các công cụ vậnchuyển thẳng đứng khác Nếu xác định lợi dụng sàn thao tác để lắp đặt thiết bị vậnchuyển thẳng đứng, thì phải tiến hành sau khi đã lắp ghép xong sàn thao tác

- Lắp ráp giá nâng;- Lắp ráp khuôn vây (trước tiên lắp khuôn vây trong, sau đó lắp khuôn vây ngoài)cùng ván khuôn một bên phía trong

- Buộc cốt thép một đoạn thân tường, lắp ghép phía còn lại của ván khuôn trong cùng với ván khuôn ngoài

- Lắp ghép giàn mắt cáo (dầm), hệ thanh chống, tấm lát của sàn thao tác.- Lắp ghép giàn giáo tam giác đua ra ngoài, lan can và rải tấm lát

1313- Lắp ráp kích và thiết bị thủy lực, tiến hành chạy thử máy không tải cùng việc gia ápđổi đường dầu để trục xuất không khí.

- Lắp ráp hệ thống chống.- Khi ván khuôn trượt đến một độ cao thích hợp (khoảng 3m) lắp ghép giàn giáo treotrong và treo ngoài (nếu là giàn giáo kiểu dây xích có thể lắp ráp trước lúc trượt).- Sau khi trượt hết chiều cao của công trình người ta cho hệ ván khuôn trượt cao hơncủa công trình độ 0,5 – 0,6m, sau đó thì tháo dần các bộ phận ra nhờ một cần cẩu.Kết quả đạt được: Đặc điểm kết cấu của dự án là sử dụng cấu kiện lắp ghép, lõi sửdụng bê tông toàn khối do đó việc sử dụng ván khuôn trượt là rất hợp lý Tiến độ trungbình 2,5-3m/1ngày cho trượt lõi, đạt 8-10 ngày/1 tầng thi công

- Thi công bê tông theo công nghệ này phải chia ra đổ bê tông cột, vách, tường trướcsau đó mới các cấu kiện dầm sàn

c) Ván khuôn nhôm trong thi công dự án Huyndai Hill State- Hà Đông.Cấu kiện áp dụng: Ghép cho các cấu kiện, cột, vách, dầm sàn

Cấu tạo ván khuôn nhôm: Ván khuôn nhôm được cấu tạo từ các tấm ván khuôn địnhhình sản xuất trong nhà máy ghép lại bằng thủ công thành các tấm mảng lớn Các tấmván khuôn được liên kết với nhau bằng các chốt, thanh nối giữa, thanh nối biên vàphần đầu cột chống Các liên kết của ván khuôn với cây chống bằng các chốt liên kếtnên có thể tháo ván khuôn mà không cần tháo cây chống nhờ đó mà tăng rất nhanh khảnăng luân lưu ván khuôn Đặc điểm nổi bật của ván khuôn nhôm là được cấu tạo từhợp kim nhôm nên rất nhẹ thuận tiện cho việc tháo lắp, vận chuyển, bảo dưỡng Thiếtkế định hình từ trong nhà máy nên công tác sản xuất, lắp dựng cần phải rất chính xácđến từng tấm ván khuôn, đặc biệt là các tấm nối

Vận hành ván khuôn nhôm: Ván khuôn được sản xuất trong nhà máy và vận chuyểnđến công trường Ván khuôn được lắp ghép và tháo dỡ vận chuyển bằng thủ công

1414Kết quả đạt được: Tại dự án Huyndai Hill State sử dụng ván khuôn nhôm thi công đãđạt được tiến độ 5 ngày /1 sàn 1500m2 Đây là tiến độ thi công mà rất nhiều nhà thầu

1515mong muốn Với tiến độ này chủ đầu tư đã đưa dự án vào khai thác sớm hơn dự kiếnđem lại hiệu quả kinh tế rất cao Kết thúc công trình ván khuôn hầu như không bị biếndạng nên công tác bảo trì rất thuận lợi dễ dàng Thi công bê tông theo công nghệ nàychỉ cần 1 lần đổ bê tông dầm sàn Do toàn bộ ván khuôn cột, vách, dầm sàn, thang bộđược ghép đồng thời, không phải phân ra các cấu kiện đổ bê tông trước sau.

Hình 1.7 Hình ảnh thi công ván khuôn nhôm tại dự án Huyndai Hill Stated) Ván khuôn gỗ dán trong thi công dự án Star City- Lê Văn Lương

Cấu kiện áp dụng: ghép ván khuôn Dầm, sàn.Cấu tạo ván khuôn: Ván khuôn được cấu tạo bằng hệ khung xương thép hộp 50x50,100x100 với giáo PAL, bề mặt ván khuôn sử dụng tấm ván gỗ dán phủ phim kíchthước 1,2x2,4m

Vận hành ván khuôn: Ván khuôn được lắp ghép và tháo dỡ bằng thủ công, vận chuyểnlên cao bằng cẩu tháp

Trình tự lắp ghép: 1 Lắp dựng giáo PAL 2 Lắp dựng thép hộ 50x50, thép hộp100x100 3.Ghép ván gỗ dán làm bề mặt ván khuôn

Kết quả đạt được: Tại dự án Star City tiến độ khi sử dụng ván khuôn gỗ dán đạt 8ngày/1 sàn 1400m2 Khả năng luân lưu của gỗ dán phủ phim trung bình khoảng 6 sànlà phải thay tấm mới, với dự án này 27 tầng phải thay trung bình 5 lần Kết thúc côngtrình ván khuôn gỗ dán sinh ra một lượng rác thải rất lớn Hiện nay ván khuôn gỗ dán

1616đáp ứng được tiến độ (tại một số dự án), chất lượng, thẩm mỹ, hiệu quả nên được cáccông ty như Cotec, Hòa Bình áp dụng thi công rất nhiều Thi công bê tông theo côngnghệ này phải chia ra đổ bê tông cột, vách, tường trước sau đó mới các cấu kiện dầmsàn.

Hình 1.6 Công trình sử dụng gỗ dàn làm ván khuôn dầm, sàn tại dự án Star City

1.2 Giới thiệu về ván khuôn nhôm.

1.2.1 Vật liệu làm ván khuôn-Hợp kim nhôm đúc.

Vật liệu làm ván khuôn nhôm được sản xuất từ hợp kim nhôm Hợp kim nhôm tuân thủ theo tiêu chuẩn của Quốc tế AA6061-T6; 6061T6 có các chỉ tiêu hóa học như sau:

Thàn

%Thà

%Thà

%

A 95

FeMax

Một

MaxC 0

M0 Tổ MaC 0

.1

MMax

0.4M

ax

Max

2.2 Đặc tính của hợp kim nhôm.

Độ bền cao, có tính gia công cao, tính hàn tốt, khả năng định hình tốt Dùng cho linhkiện tự động hoá và cơ khí, khuôn gia công thực phẩm, khuôn gia công chế tạo, 6061là loại nhôm tấm hợp kim được dùng phổ biến và rộng rãi nhất

- Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng bằng 1/3thép, đó là tính chất đặc biệt được chú trọng khi nghiên cứu đưa vào ứng dụng làm vánkhuôn

- Tính chống ăn mòn nhất định trong khí quyển nhờ luôn luôn có lớp màng ôxyt(Al2O3), xít chặt bám chắc vào bề mặt Đây là ưu điểm vượt trội đánh giá độ bền củahợp kim nhôm trong điền kiện tự nhiên, nhờ đó nhôm và các hợp kim nhôm có thểdùng trong xây dựng, trang trí nội thất mà không cần bảo vệ

- Tính dẻo: Rất dẻo, nên rất thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng,khuôn, ép chảy thành các thanh có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các loạitản nhiệt rất thuận tiện khi sản xuất)

- Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy khi đúc, nhưngcũng làm nhôm và hợp kim nhôm không sử dụng được ở nhiệt độ cao hơn 300-400 độC

- Khả năng chống dính của vật liệu nhôm tốt hơn các vật liệu khác cùng làm vánkhuôn bê tông

1.2.3 Cấu tạo các bộ phận làm ván khuôn

1.2.3.1 Tổng quan quá trình sản xuất ván khuôn nhôm định hình.

1.N 2.Đ 3.Đ

4.Cắt

5.Gia 6.T

7.H 8.S 9.Đ

1.2.3.2 Cấu tạo các bộ phận làm ván khuôn nhôm

1 Cấu Vật liệu: ALUMI

NUM - EXTRUSION : A6061 - T6Cấu tạo tấm cơ bản:1 WALL PANEL :600(W)×2300/2450(H)

500

hình

2

Thanh nốigóc

3

ấmdầmnối

5

Thanh điềuchỉnhthúc tấm tường

6 Thanh kết thúc (cột,

9.Thanh kết

10 Tấmnốigó11.Giằng nốicác

12 Đầu cột chốn13.Thanh n

14 Thanh n15.Thanh

16 Thanh

Một số các thiết bị khácChốt liên kết ngắn Chốt liên kết dài Ti liên kết và đai ốc

1.3 Nhận xét tình hình sử dụng ván khuôn trên Thế Giới và Việt Nam:

- Qua nghiên cứu, tìm hiểu tình hình thi công ván khuôn trên thế giới và ở Việt Nam tathấy công nghệ ván khuôn áp dụng trong thi công nhà cao tầng rất phát triển Trên thếgiới đã và đang áp dụng công nghệ ván khuôn nhẹ ván khuôn sử dụng vật liệu nhôm).Tại Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại ván khuôn thép, nhựa, gỗ dán, nhôm,…) đangđược áp dụng trong các công trình cao tầng, công nghệ sử dụng ván khuôn nhôm cũngmới được áp dụng vào thi công nhưng chỉ có công trình cao tầng do nước ngoài đầu tư,đây cũng là công nghệ còn rất mới với thị trường xây dựng trong nước

- Công nghệ ván khuôn truyền thống của Việt Nam như ván khuôn thép, ván khuôn gỗdán, tấm mảng lớn, một số công nghệ như ván khuôn trượt, bay… hay sự kết hợp củacác loại ván khuôn này, thì quy trình thi công vẫn chia đợt đổ bê tông, cấu kiện đứngcột, vách, lõi) đổ trước và cấu kiện nằm ngang đổ sau Với các công nghệ này thì côngtác tháo ván khuôn cấu kiện đứng phải thực hiện ngay sau khi đổ bê tông để tiến hànhghép ván khuôn nằm ngang Ván khuôn nằm ngang phải đầu tư khoảng 03 bộ/03 sàn)rất cồng kềnh và tốn thời gian cho công tác vận chuyển nâng tầng Bên cạnh đó côngnghệ này cho sản phẩm bê tông chưa đáp ứng được các yêu cầu mới của một số Chủđầu tư như bề mặt bê tông sau khi đổ không cần trát, các gờ chỉ bằng bê tông,… việchạn chế không cần trát cũng có ảnh hưởng đến tiến độ công tác hoàn thiện đáng kể.- Ván khuôn nhôm định hình là loại ván khuôn còn mới mẻ ở Việt Nam ván khuôn nàychỉ cần đầu tư cho 1 sàn và nâng tầng nhanh chóng, cho tiến độ nhanh, bề mặt bê tôngđẹp, chính xác Loại ván khuôn này hiện nay tuy đã có một số công trình đã nghiêncứu, nhưng không giống hoàn toàn về mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu,do đó cần thiết phải nghiên cứu, tìm hiểu đánh giá và đưa ra ứng dụng rộng rãi vánkhuôn nhôm vào thi công ở Việt Nam

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ CỐP PHA NHÔM ĐỊNH HÌNH

2.1 Lý thuyết tính toán ván khuôn.

2.1.1 Xác định tải trọng (theo TCVN 4453-95).

2.1.1.1 Tải trọng đứng:

• Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên)Tải trọng bản thân ván khuôn, phụ thuộc vào vật liệu làm ván khuôn Tra bảng :- Đối với gỗ (khối lượng thể tích gỗ theo phân loại theo TCVN 1072-71) ta có:+ Gỗ nhóm III có trọng lượng từ 600kg/m3-730kg/m3

+ Gỗ nhóm IV có trọng lượng từ 550kg/m3-610kg/m3.+ Gỗ nhóm V có trọng lượng từ 500kg/m3-540kg/m3.+ Gỗ nhóm VI có trọng lượng từ 490kg/m3-trở xuống.

- Đối với ván khuôn thép thì trung bình 31kg/m2 sàn.- Đối với ván khuôn nhôm thì trung bình 20kg/m2 sàn.- Đối với ván khuôn nhựa thì trung bình 7kg/m2 sàn.- Trọng lượng riêng của bê tông nặng là : γb =2500kg/m3.- Trọng lượng của cốt thép được xác định dựa vào hàm lượng cốt thép trong bê tông theo thiết kế, không có khối lượng cụ thể thì thường lấy bằng 100kg/m3

- Tất cả hệ số vượt tải lấy bằng nt=1,2 lấy ở bảng 2.1• Hoạt tải (tải trọng thi công)

- Tải trọng người làm việc 50-60kg/m2, trọng lượng của thiết bị thi công (tùy theo loạithiết bị và phương tiện vận chuyển ví dụ chở bằng xe cải tiến (150-240kg/m2) hoặc lấychung người đi lại và xe là:

+ 250kg/m2 khi tính toán với ván khuôn sàn, vòm

+ 150kg/m2 khi tính toán với gia cường nẹp ván khuôn.+ 100kg/m2 khi tính toán với cột chống đỡ các kết cấu.- Tải trọng do trút hoặc đầm rung bê tông: 200kg/m2.- Tất cả hệ số vượt tải lấy bằng nd= 1,3 lấy ở bảng 2.1

2.1.1.2 Tải trọng ngang (Giáo trình Kỹ thuật thi công):

Tải trọng phát sinh khi đổ vữa bê tông, tác dụng vào ván khuôn.- Đổ bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp bằng đường ống từ máy bơm bê tông:pd= 200kg/m2

- Đổ từ thiết bị vận chuyển có dung tích<0,2m3: Pd=400kg/m2.- Đổ từ thiết bị vận chuyển có dung tích từ 0,2-0,8m3: Pd=400kg/m2.- Đổ từ thiết bị vận chuyển có dung tích >0,8m3: Pd=600kg/m2.Tải trọng do đầm lấy bằng: 200kg/m2 lấy bằng bề mặt đứng của ván khuôn.Áp lực ngang của bê tông mới đổ tác dụng vào thành ván khuôn:

- Đầm dùi: P= γH khi H≤R.- Đầm dùi: P= γ(0,27V+0,78)k1k2 ,khi V ≥ 0,5; H ≥4m.- Đầm ngoài: P= γH khi H≤2R1, V≥4,5

- Đầm ngoài: P= γ(0,27V+0,78)k1k2 ,khi V≥4,5, H≤2m

Trong đó:P- áp lực tối đa của hỗn hợp bê tông, kg/m2.γ- khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông đã đầm chặt, kg/m2.H- chiều cao của mỗi lớp hỗn hợp bê tông tính bằng m.V- vận tốc hỗn hợp bê tông, m/h

R và R1- bán kính tác dụng của đàm dùi và đầm ngoài Đối với đầm dùi nên lấyR= 0,7m và đầm ngoài R1= 1,0.

k1- hệ số ảnh hường độ sụt của hỗn hợp bê tông.- Đối với bê tông cứng và ít linh động với độ sụt 0,2 cm- 0,4 cm thì k1= 0,8.- Đối với bê tông có độ sụt (4-6) cm, thì k1= 1,2

k2- hệ số ảnh hưởng nhiệt độ của hỗn hợp bê tông

- Với nhiệt độ dưới 8oC, k2= 1,15.- Với nhiệt độ 8o -11oC, k2= 1,1.-Với nhiệt độ 12o -17oC, k2= 1,0.- Với nhiệt độ 18o -27oC, k2= 0,95.- Với nhiệt độ 28o -32oC, k2= 0,9.- Với nhiệt độ trên 33o , k2= 0,85.

2.1.13.Tải trọng gió (theo TCVN 2737- 1995).

- Nếu công trình có chiều cao h<6m, thì thiết kế ván khuôn có thể bỏ qua tải trọng gió.- Nếu công trình có chiều cao h>6m, thì tính theo quy phạm thiết kế lấy bằng 50% tải trọng gió tiêu chuẩn)

2.1.2 Độ cho phép của các bộ phận cốp pha do tác động của tải trọng.

- Đối với cốp pha của bề mặt lộ ra ngoài kết cấu nhỏ hơn 1/400 nhịp cốp pha.- Độ võng đàn hồi hoặc lún của gỗ chống cốp pha nhỏ hơn 1/1000 nhịp tự do của các kết cấu bê tông cốt thép tương ứng

Bảng 2.1 Hệ số vượt tải.

CáctiêuHệ

- Kh- Kh- Tải- Tải- Áp- Tải

2.2 Tính toán ván khuôn, cột chống.

2.2.1 Tính toán ván khuôn nằm ngang.

Ván đáy chịu tải trọng thẳng đứng do trọng lượng bản thân của bê tông và cốt thép,của ván khuôn (tải trọng tĩnh), trọng lượng của người và xe máy (tải trọng động) gâyra

Để tính toán, ta coi ván đáy như một dầm liên tục có lực phân bố đều là q và tính toán như sau:

- Xác định tải trọng:Tải trọng tiêu chuẩn: Qtc= Ʃqbt + Ʃqd Trong đó:Ʃqbt gồm: - Trọng lượng bản thân cốp pha

- Trọng lượng bê tông cốt thép.Ʃqd gồm: - Tải trọng do để bê tông

- Tải trọng do người và dụng cụ thi công.Tải trọng tính toán:

qtt= Ʃn.qbt + Ʃnd.qd (kg/m2)Trong đó: n, nd là hệ số vượt tải cho ở bảng 2.1

Tải trọng phân bố đều trên bề mặt cốp pha:

qtt=(Σn.qbt+Σnd.qd).b (kg/m2)Trong đó: b là chiều rộng một dải tính toán

Với bài toán ván khuôn định hình tính toán khoảng cách cột chống: Ta sẽ tính khoảng cách các gối tựa

- Sơ đồ tính toán:- Coi đà đỡ lớp trên (sát tầm cốp pha) như các gối tựa, ván làm việc như một dầm liên tục hình 2.1

v¸n sµn(a)

(a) Sơ đồ thực; (b) Sơ đồ tính; (c) Biểu đồ mô men

Hình 2.1 Sơ đồ tính cốp pha nằm- Xác định mô men uốn do tải trọng q gây ra ở ván đáy dầm Vì ván đáy dầm như một dầm liên tục chịu tải trọng q phân bố đều nên ta có: M=

- Mặt khác ta có: Mv=w.[σ]

Trong đó: W- mô men kháng uốn, tính theo công thức: w=

M- là khả năng chịu uốn của ván đáy.[σ]- là ứng suất cho phép của ván khuôn định hình.- Để cho hệ ván khuôn chịu được lực tác dụng, ta phải có M=Mv nghĩa là:

w.[σ] do đó ta có: l=- Thử lại khoảng cách giữa các cột chống (l) như đã tính toán ở trên theo độ võng cho phép bằng công thức: f ≤ [f]

- Khi vật liệu đã cố định thì ta sẽ tính chiều cao (bề dày) h của ván theo công thức:

h ≥- Khi bề dày của ván h được khống chế thì ta sẽ tính [σ] để chọn loại vật liệu phù hợp với [σ] ≥

2727Sau đó ta thử lại các thông số vừa tính được trong công thức tính toán ở trên theo độ võng cho phép bằng công thức:

f ≤ [f]

Tương đương: f= l = [f]

2.2.2 Tính toán ván khuôn đứng

• Tải trọng:- Tải trọng tiêu chuẩn: qtc= γ.H+

Trong đó: γ.H tra theo bảng

= qd1 + qd2qd1 :tải trọng do đổ bê tông gây nên.qd2 : tải trọng do đầm rung

Tuy nhiên với cốp pha đứng do thực tế khi đổ bê tông thì không đầm và ngược lại đo đó khi tính toán lấy giá trị nào lớn hơn

Mc = Trong đó: qtt : tải trọng tính toán.

l : khoảng cách các gông sườn.Mc : trị số mô men chọn để tính toán

->Từ đó ta có: l = (*)Mặt khác: Mc=[σ].w thay vào (*) -> tính được l

Trong đó:

[σ] : ứng suất cho phép của vật liệu làm cốp pha

W : mô men kháng uốn, w=

b : chiều rộng dải tính toán.h : chiều dảy của cốp pha gỗ Khi tính toán cốp pha định hình thì W được tra bảng.

• Kiểm tra độ võng của cốp pha.Độ võng của cốp pha đứng phải thỏa mãn điều kiện sau:f ≤ [f]

δ = ≤ RnTrong đó:

Rn : là cường độ chịu nén của vật liệu làm cột chống.N : là tải trọng tác dụng lên cột

F : là diện tích mặt cắt ngang

như sau:

ϕ : là hệ số uốn dọc, phụ thuộc và độ mảnh λ của cột, được lấy

ϕ = khi λ> 75

ϕ = 1-0,8 ( )2khi λ ≤75

Với λ =

Trong đó:

l0 :làchiều dài tính toán của cột chống: l0 = µ.l (l là chiều cao cột).µ:là hệ số phụ thuộc vào sự liên kết của hai đầu cột Vì hai đầu cột chốngcó các giằng ngang nên coi như hai đầu ngàm do đó: µ = 0,65

rmin : là bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện nguyên của cột

rmin=Với cột tròn rmin = 0,25d, cột tiết diện chữ nhật rmin= 0,289bd : đường kính cột

b : là cạnh ngắn của tiết diện

2.3 Quy trình, yêu cầu tháo lắp của các loại ván khuôn trong quá trình thi công.

2.3.1 Yêu cầu đối với ván khuôn.

Ván khuôn phải đảm bảo độ ổn định, độ cứng, độ bền, hình dạng kích thước theo đúngbản vẽ thiết kế, kín và bằng phẳng, lắp nhanh, tháo dễ, không làm hư hại ván khuôn vàkhông tác động đến bê tông, không gây khó khăn khi lắp cốt thép, khi đổ và đầm bêtông Ngoài ra, cần đảm bảo sử dụng được nhiều lần

- Gia công ván khuôn nên tiến hành theo dây chuyền và chuyên môn hóa Trước khichế tạo phải có kế hoạch dùng vật liệu một cách hợp lý (các loại xà gồ thép, gỗ đàgiáo,…)

- Tùy theo từng bộ phận và vị trí công trình, kết cấu ván khuôn phải đảm bảo các yêucầu; kết cấu ván khuôn ở những bộ phận thẳng đứng (như các mặt trên của dầm,

tường, cột) và ở tấm sàn phải đảm bảo tháo ra được mà không bị phụ thuộc vào việctháo các ván khuôn còn lưu lại để chống đỡ (như ván khuôn đáy dầm).

- Mặt ván khuôn phải được tạo được bề mặt bê tông theo thiết kế yêu cầu Với vánkhuôn sử dụng luân lưu, mặt ván khuôn tiếp giáp với mặt bê tông phải được bào nhẵnvà bôi chất chống dính Cạnh ván khuôn phải nhẵn, phẳng, bảo đảm ghép kín khít,nước xi măng không thể chảy ra ngoài khi đổ và đầm bê tông

- Ván ghép thành tấm mảng định hình (dùng để luân lưu) Nếu lắp dựng ván khuônbằng thủ công, chiều dài mỗi tấm khuôn nên tối thiểu 3m và tăng lên theo bội số 0,5m.Còn chiều rộng tấm ván khuôn, đối với công trình bê tông khối lớn nên lấy là 1m, đốivới công trình nhỏ thì tùy theo từng công trình

- Trường hợp dùng ván khuôn kim loại, ván khuôn bê tông cốt thép, các kiểu vánkhuôn trượt, phải có cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật bảo đảm và được người có thẩmquyển chấp nhận

- Khi làm ván khuôn kim loại, cần phải tuân thủ theo những quy định dưới đây:+ Ván khuôn bằng thép và những bộ phận khác của nó phải làm từ những vật liệu đãuốn, nắn, gò phẳng cẩn thận

+ Liên kết các bộ phận của ván khuôn kim loại phải đảm bảo hình dạng, kích thướchình học của nó, cũng như độ chính xác của vị trí các lỗ

- Ván khuôn dùng lại, trước mỗi khi dùng phải cọ sạch bê tông cũ, đất bám, ; mặt vàcạnh ván khuôn phải được sửa chữa lại cho phẳng, nhẵn

- Ván khuôn, khi đã gia công cần phải được phân loại, đánh dấu và bảo quản cẩn thậnđể tránh nứt nẻ, cong vênh, mối, mọt,…

2.3.2 Yêu cầu đối với công tác lắp dựng ván khuôn.

Đa số các công trình ở Việt Nam hiện nay sử dụng ván khuôn luân lưu là chủ yếu Đólà loại ván khuôn được chế tạo định hình thành từng bộ, từng tấm tiêu chuẩn trong cácnhà máy hoặc công trường Vật liệu thường dùng bằng gỗ, thép, thép gỗ kết hợp, tre,nhựa, hợp kim nhôm,…Khi đưa ra thi công ở công trường, công nhân liên kết các tấm