Trong bài báo này, trình bày giải pháp kết hợp các loại ván khuôn lại với nhau và sử dụng một cách hợp lý nhằm giảm khuyết tật bê tông và giá thành xây dựng. Hơn nữa, giải pháp này sẽ đẩy nhanh tiến độ thi công công trình. Dựa trên định mức, đơn giá, kết quả tính toán thực tế và điều kiện thi công chúng ta sẽ so sánh được các loại ván khuôn, từ đó, lựa chọn ván khuôn phù hợp để thi công, mang lại hiệu quả kinh tế trong xây dựng.
Trang 1GIÂI PHÁP NÅNG CAO HIỆU QUÂ INH TẾ - THI CƠNG BẰNG CÁCH ẾT HỢP NHIỀU LỘI VÁN HUƠN
CHO CƠNG TRÌNH XÅY DỰNG DÅN DỤNG
Bùi Việt Thi 1 , Đỗ Thị Ngọc T m 1
1.Trường Đại học Thủ Dầu Một
Tĩm tắt
Hiện nay tại các cơng trình xây dựng, ván khuơn là một thiết bị khơng thể thiếu Sử dụng ván khuơn khơng hợp lý sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt kết cấu của bê tơng, đồng thời tiến độ thi cơng cũng sẽ bị ảnh hưởng, gây thiệt hại đến lợi ích của nhà thầu và chủ đầu tư Trong bài báo này, chúng tơi trình bày giải pháp kết hợp các loại ván khuơn lại với nhau và
sử dụng một cách hợp lý nhằm giảm khuyết tật bê tơng và giá thành xây dựng Hơn nữa, giải pháp này sẽ đẩy nhanh tiến độ thi cơng cơng trình Dựa trên định mức, đơn giá, kết quả tính tốn thực tế và điều kiện thi cơng chúng ta sẽ so sánh được các loại ván khuơn, từ
đĩ, lựa chọn ván khuơn phù hợp để thi cơng, mang lại hiệu quả kinh tế trong xây dựng
1 Giới thiệu
Ván khuơn là một khuơn hoặc hộp mở chứa bê tơng tươi được đổ và nén Khi bê tơng được thi cơng xong, ván khuơn được tháo dỡ và một khối rắn được tạo ra theo hình dạng của mặt trong của ván khuơn Việc lựa chọn ván khuơn phù hợp để thi cơng rất quan trọng vì nĩ khơng chỉ ảnh hưởng đến kỹ thuật mà cịn ảnh hưởng đến giá thành thi cơng Để giảm chi phí ván khuơn cho các kết cấu bê tơng, kỹ sư cần xem xét rất nhiều yếu tố khi thiết kế, chế tạo như: chế tạo các kích thước mơ-đun thơng dụng để cĩ sử dụng nhiều lần, sử dụng vật liệu ván khuơn tiết kiệm nhất để giảm chi phí ban đầu và mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà thầu,… Trong thực tế, cĩ nhiều loại vật liệu được sử dụng làm ván khuơn như gỗ, thép, nhựa,… mỗi loại vật liệu cĩ ưu và nhược điểm riêng Ở đây, bài báo sẽ đưa ra giải pháp là kết hợp các loại vật liệu này để làm ván khuơn cho các
bộ phận cơng trình và đánh giá mức độ hiệu quả kinh tế của nĩ
2 Một số loại ván khuơn đ ng được áp dụng ph biến ở Việt N m hiện n y
2.1 Ván khuơn thép định hình
Ván khuơn thép định hình được chế tạo gia cơng cơ khí từ những khung thép định hình như thép hộp, thép u… và căng bề mặt bằng tấm thép mỏng Do đĩ, điều đầu tiên cần quan tâm là loại vật liệu chế tạo và giá thành chế tạo ra sản phẩm này Theo thống kê, giá thành chế tạo ván khuơn loại này dao động từ 1,5-2,0 triệu/m2 tùy chiều dày lớp tơn căng mặt và mật độ lớp xương chịu lực
Phương pháp thi cơng: Do bị giới hạn về trọng lượng (khá nặng) nên ván khuơn thép thường được chế tạo các với diện tích nhỏ cĩ kích thước 1500mm×300mm, 2000mm×400mm
Trang 2Trong quá trình thi công sẽ cần nhiều nhân công để ghép những tấm nhỏ thành một diện tích lớn
và đòi hỏi phải có hệ thống giàn giáo dày, chắc chắn để đảm bảo khả năng chịu tải của công trình Với những tấm có kích thước lớn đòi hỏi phải có cẩu phục vụ thì cần tính thêm chi phí cẩu vào đơn giá
Vận chuyển và bảo quản: Do có trọng lượng lớn nên việc vận chuyển, bốc dỡ loại ván khuôn này thường nặng nhọc và tốn kém hơn Hơn nữa, do vật liệu là sắt có khả năng dính bám bê tông, vữa xây dựng rất cao nên khi lắp đặt cần phải xử lý bề mặt, đồng thời tồn tại những biến dạng móp méo, vênh, cong… do quá trình tháo dỡ, vận chuyển và việc phải gia công xử lý lại cũng rất tốn kém
Mỹ quan khối đổ: Do những hạn chế về độ phẳng của bề mặt từng tấm và khi tổ hợp nhiều tấm nhỏ, khả năng bám dính bề mặt giữa bê tông và ván khuôn thép cao hơn so với những thể loại ván khuôn khác nên nhìn chung mỹ quan khối đổ không được đảm bảo và cần thêm nhân công sửa chữa mài, đục, chát bù Mặt khác còn phát sinh thêm vật tư và nhân công trát trần để tạo mặt phẳng trước khi bả matiz hoặc sơn
Lắp đặt và tháo dỡ: Việc lắp đặt, tháo dỡ trở nên khó khăn hơn vì bề mặt bám dính sắt
và bê tông và hệ thống chốt khóa, nối cũng phức tạp Với một diện tích sàn lớn thì việc sử dụng ván khuôn sắt dường như bất khả thi và không hiệu quả
Hình 1 Ván khuôn thép (Phước Anh Minh, 2020)
(Nguồn: https://phuocanhminh.com/uu-diem-nhuoc-diem-cac-loai-cop-pha/)
2.2 Ván khuôn gỗ ván ép
Ván khuôn gỗ ván ép được sản xuất từ nguyên liệu gỗ tự nhiên qua quá trình chế biến tạo nên những tấm có kích thước định hình và tính chất cơ lý, bề mặt được đảm bảo Theo đó, nhà sản xuất có thể tạo ra những tấm gỗ kích thước lớn như 2400mm × 1200mm với các tính chất cơ lý, hóa học đồng đều hơn; bề mặt phẳng hơn và được phủ lớp chống dính, lớp film cứng và bóng tốt hơn Theo thống kê giá thành chế tạo 1m2 ván khuôn loại này dao động từ 125.000-175.000 đồng/m2 tùy chiều dài
Phương pháp thi công: Do có thể chế tạo được loại ván khuôn này với kích thước lớn,
độ đồng đều cao và đặc biệt tạo ra được cạnh thẳng nên việc thi công lắp ghép cực kỳ dễ dàng
và nhanh chóng Đồng thời, với bề mặt đã được phủ lớp phim cứng và bóng nên khả năng chống bám dính tốt, mặt bê tông sau khi tháo ván khuôn phẳng, đẹp, không tốn thêm chi phí trát trần Ngoài ra, do có thể sử dụng được nhiều hình thức liên kết như đóng đinh, khoan bắt vít, cưa tay,… nên việc tổ hợp các tấm ván khuôn này sẽ đơn giản và thực hiện dễ dàng
Trang 3Vận chuyển và bảo quản: Các lớp gỗ trong một tấm được liên kết bằng lớp keo có khả năng dính bám tốt, không bị biến dạng trong nước nên với điều kiện độ ẩm cao, chịu nước thì việc bảo quản loại ván khuôn này không quá khó khăn và tốn kém như các loại ván khuôn khác
Mỹ quan khối đổ: Bề mặt phẳng, lớp phủ chống dính tốt và kích thước lớn, đồng đều là những điểm nổi bật nhất ở loại ván khuôn này Do đó, việc sử dụng ván khuôn gỗ ép công nghiệp trong thi công xây dựng cho phép tạo ra bề mặt phẳng, đảm bảo mỹ quan
Lắp đặt và tháo dỡ: Việc lắp đặt, tháo dỡ trở nên dễ dàng hơn vì bề mặt có độ phẳng tốt, đặc biệt là diện tích mỗi tấm lớn, độ đồng đều cao do đó khi thi công diện tích sàn lớn đã tạo nên những ưu thế vượt trội Ngoài việc thi công nhanh, việc tổ hợp xà gồ, giàn giáo cũng đơn giản hơn, đồng thời việc lắp đặt và tháo dỡ cũng thuận lợi hơn rất nhiều
Hình 2 Ván khuôn gỗ ván ép phim (Phước Anh Minh, 2020)
(Nguồn: https://phuocanhminh.com/uu-diem-nhuoc-diem-cac-loai-cop-pha/)
2.3 Ván khuôn nhựa tổng hợp
Đây là loại ván khuôn sản xuất công nghiệp với độ chuẩn kích thước rất cao, đa dạng về kích thước, hình dạng và đang được sử dụng phổ biến ở các nước phương Tây Nhìn chung, loại ván khuôn này có đặc điểm giống với ván khuôn gỗ công nghiệp nhưng có ưu điểm vượt trội hơn do trọng lượng nhẹ hơn, khả năng luân chuyển tái sử dụng lâu hơn và hiện cũng đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam Tuy nhiên, khi lắp dựng hệ cột và dầm thì hệ thống chốt
khóa, nối cũng tương đối phức tạp
Hình 3 Ván khuôn nhựa (Phước Anh Minh, 2020)
(Nguồn: https://phuocanhminh.com/uu-diem-nhuoc-diem-cac-loai-cop-pha/)
Trang 4Bảng 1 đưa ra so sánh về ưu, nhược điểm của từng loại ván khuôn (theo La Đại Triều (2017), kết quả này được tổng hợp qua quá trình thi công thực tế và tham khảo từ nhà sản xuất):
Bảng 1 Bảng so sánh tổng hợp các loại ván khuôn
Chất lượng bề mặt Tốt nhưng giảm nhanh theo số
lần sử dụng
Tốt nhưng giảm do bị gỉ
và biến dạng
Tốt Trọng lượng Trung bình (5-10kg/m2) Nặng (+/- 31kg/ m2) Nặng (+/- 21kg/ m2)
Khả năng tái chế Không có khả năng tái chế,
thành chất thải phải xử lý
Ít có khả năng tái chế Thu hồi ít nhất 20%
giá trị Lưu giữ Cần nhà kho tránh mưa, nắng Cần nhà kho tránh mưa,
nắng
Có thể để ngoài trời, không cần nhà kho Mỗi loại ván khuôn có ưu và nhược điểm riêng, ta dựa vào đặc tính kỹ thuật và mức độ hao phí của từng loại mà kết hợp chúng lại với nhau để ra lời giải tối ưu nhất về kinh tế
3 Ví dụ áp dụng
Tính toán hệ khung xương chịu lực khi lắp đặt ván khuôn để đảm bảo độ bền và độ võng cho công tác thi công, sau đó tính toán đơn giá lắp đặt cho các trường hợp sau:
– Sàn dày 130mm, kích thước 4.5m×6m
– Dầm 600mm×800mm, 300mm×400mm
– Cột 900mm×900mm, 300mm×300mm
Xét bài toán trên khi sử dụng các loại ván khuôn gỗ, thép Hòa Phát và ván khuôn nhựa Fuvi để thi công
3.1 Kết cấu hệ khung chịu lực ván khuôn
Căn cứ vào cường độ vật liệu, trọng lượng bản thân vật liệu, tải trọng thi công, chúng tôi tính toán và chọn hệ khung xương chịu lực theo điều kiện bền, cứng và ổn định như hình
4, 5 và theo bảng 2, 3, 4, 5, 6
Hình 4 Cấu tạo hệ khung chịu lực của ván khuôn sàn và dầm
Trang 5Hình 5 Cấu tạo hệ khung chịu lực của ván khuôn cột Bảng 2 Cấu tạo hệ chịu lực cho ván khuôn sàn
2 Xà gồ 50×100×1.8 a1200 Xà gồ 50×100×1.8 a1200 Xà gồ 50×100×1.8 a1200
3 Cây chống đứng d49×2 a1200 Cây chống đứng d49×2 a1200 Cây chống đứng d49×2 a1200
4 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000
Bảng 3 Cấu tạo hệ chịu lực cho dầm 600mm×800mm
1 Xà gồ 60×60×1.8 a300 xương dọc
đáy dầm
Không cần xương dọc đáy dầm
Xà gồ 50×50×1.8 a200 xương dọc đáy dầm
2 Xà gồ 50×100×2 a1200 phương
ngang đáy dầm
Xà gồ 50×100×2 a1200 phương ngang đáy dầm
Xà gồ 50×100×2 a1200 phương ngang đáy dầm
3 Xà gồ 50×50×1.8 a400 phương dọc
cạnh bên dầm
Xà gồ 50×100×2,5 a800 phương dọc cạnh bên dầm
Xà gồ 50×100×1.8 a200 phương dọc cạnh bên dầm
4 Cây chống đứng d49×2 a1200 Cây chống đứng d49x2 a1200 Cây chống đứng d49×2 a1200 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000
Bảng 4 Cấu tạo hệ chịu lực cho dầm 300mm×400mm
1 Không cần xương dọc đáy dầm Không cần xương dọc đáy
dầm
Xà gồ 50×50×1.2 a150 xương dọc đáy dầm
2 Xà gồ 50×100×1,8 a1200 phương
ngang đáy dầm
Xà gồ 50×100×1,8 a1200 phương ngang đáy dầm
Xà gồ 50×100×1,2 a1200 phương ngang đáy dầm
3 Xà gồ 50×50×1.8 a400 phương dọc
cạnh bên dầm
Xà gồ 50×50×1.8 a400 phương dọc cạnh bên dầm
Xà gồ 50×50×1.2 a200 phương dọc cạnh bên dầm
4 Cây chống đứng d49×2 a1200 Cây chống đứng d49×2a1200 Cây chống đứng d49×2 a1200
5 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000 Giằng ngang d42×2 a1000
Trang 6Bảng 5 Cấu tạo hệ chịu lực cho cột 900mmx900mm
STT Ván khuôn gỗ phủ phim dày
18mm
1 Xà gồ 50×50×1.8 a300 xương dọc
cột
Xà gồ 50×100×1.8 a900 xương dọc cột
Xà gồ 40×40×1.8 a200 xương dọc cột
2 Xà gồ 50×100×1,5 a1000 phương
ngang cột
Xà gồ 50×100×1,5 a1000 phương ngang cột
Xà gồ 50×100×1,5 a1000 phương ngang cột
Bảng 6 Cấu tạo hệ chịu lực cho cột 300mmx300mm
1 Xà gồ 40×40×1.4 a300 xương dọc
cột
Xà gồ 50×50×1.5 a300 xương dọc cột
Xà gồ 40×40×1.4 a150 xương dọc cột
2 Xà gồ 40×40×1,4 a1000 phương
ngang cột
Xà gồ 40×40×1,4 a1000 phương ngang cột
Xà gồ 40×40×1,4 a1000 phương ngang cột
3.2 Chi phí sử dụng các loại ván khuôn
3.2.1 Hệ số luân chuyển và hao hụt ván khuôn và cây chống (K)
Theo Định mức 1784 (Bộ Xây dựng, 2007) thì:
– Thép dùng làm ván khuôn đúc bê tông tại chỗ cho các loại kết cấu phải luân chuyển
80 lần, không bù hao hụt (h = 0%);
– Hao hụt thép tấm trong khâu thi công: 5%;
– Hao hụt thép hình trong khâu thi công: 2.5%
Hệ số luân chuyển và hao hụt trong thi công (theo Thông tư 04/2010/TT-BXD) (Bộ Xây dựng, 2010) như sau:
– Đối với vật liệu thép tấm:
Hệ số luân chuyển: Klc= (hx(n-1)+2)/2n =( 0%x(80-1)+2)/2x80=0.0125
Trong đó:
h: tỷ lệ được bù hao hụt từ lần thứ hai trở đi;
n: số lần sử dụng vật liệu luân chuyển (n > 1);
Khh: định mức tỷ lệ hao hụt vật liệu được phép trong thi công:
Khh = 1 + Ktc = 1 + 5% = 1.05
Vậy hệ số luân chuyển và hao hụt của thép là: K=K lc *K hh =0.0125*1.05=0.013125
– Đối với ván khuôn nhựa và ván khuôn gỗ:
Tính toán tương tự, hệ số luân chuyển cho ván khuôn nhựa K=0.021 và ván khuôn gỗ là K=0.21
3.2.2 Tính toán chi phí sử dụng ván khuôn
Căn cứ theo định mức của Nhà nước (Bộ Xây dựng, 2007) và đơn giá công bố của Sở Xây dựng Bình Dương về vật tư và nhân công (Bùi Mạnh Hùng, 2013; Quyết định số 3736/QĐ-UBND ngày 27/12/2018 UBND tỉnh Bình Dương; Ủy ban Nhân dân tỉnh Bình Dương, 2017) chúng tôi đã tính ra đơn giá cho các trường hợp thi công ván khuôn như sau:
Trang 7Bảng 7.1 Bảng tính giá trị vật tư khi lắp đặt ván khuôn gỗ cho sàn (4.5m×6m)
vị
Khối lượng
Hệ số luân chuyển và hao phí
Khối lượng một lần sử dụng
Đơn giá (VNĐ)
Thành tiền (VNĐ)
5 Giằng ngang d42×2 a1000 kg 348,0372 0,013125 4,56798825 14.280 65.231
Bảng 7.2 Bảng tính giá trị vật tư khi lắp đặt ván khuôn gỗ cho sàn (4.5m×6m)
– chi phí đầu tư ban đầu
Hệ số hao
Thành tiền (đ)
4
Cây chống đứng
Tương tự ta sẽ tính được giá trị vật tư khi lắp đặt ván khuôn xây dựng như bảng 8.1, 8.2
Bảng 8.1 Bảng tính giá trị vật tư khi lắp đặt ván khuôn
chú
Bảng 8.2 Bảng tính giá trị vật tư khi lắp đặt ván khuôn – Chi phí đầu tư ban đầu
lượng
chú
2
Ván khuôn cột nhỏ
3
Ván khuôn dầm nhỏ
Trang 8Bảng 9 Bảng tính giá trị thi công khi lắp đặt ván khuôn
chú
4 Nhận xét và kết luận
4.1 Nhận xét
Về hệ khung xương chịu lực khi lắp dựng ván khuôn: dữ liệu trong bảng 2, 3, 4, 5 chứng tỏ rằng hệ xương đỡ trực tiếp dưới ván khuôn sẽ bố trí dày đặc dần ứng với ván khuôn thép, gỗ và nhựa Hệ khung xương này càng dày đặc khi cấu kiện thi công có kích thước càng lớn Đặc biệt, với ván khuôn nhựa, khi cấu kiện lớn (áp lực lớn) thì hệ chịu lực trực tiếp dưới ván khuôn sẽ rất dày, điều này sẽ gây khó khăn và có thể sẽ không thực hiện được vì độ võng quá lớn
Về giá thành thi công thì ván khuôn nhựa là nhỏ nhất, kế đến là gỗ và cuối cùng là thép Riêng thi công sàn khi dùng ván khuôn thép có chi phí nhỏ hơn ván khuôn gỗ nhưng sau khi tháo ván khuôn bề mặt rất xấu và phải tốn thêm chi phí trát trần
Đối với cột, dầm có tiết diện vừa và nhỏ, khi xét về mặt giá thành thi công thì chi phí ván khuôn gỗ sẽ lớn hơn ván khuôn nhựa nhưng nếu tính chi phí đầu tư ban đầu thì ván khuôn
gỗ là thấp nhất nên nhà thầu có thể sử dụng ván khuôn gỗ Ngoài ra, khi thi công cột ta sẽ chờ thép râu để tạo liên kết giữa cột và tường Nếu sử dụng ván khuôn gỗ thì thép râu sẽ được đặt một cách dễ dàng bằng cách cấy trên bề mặt ván khuôn và đóng đinh Còn nếu sử dụng khuôn thép và nhựa thì không thể đặt trực tiếp như vậy được mà phải thêm chi phí để khoan cấy thép
và sử dụng phụ gia kết dính giữa thép và bê tông sau khi tháo ván khuôn
Đối với dầm có tiết diện thay đổi thì sử dụng ván khuôn gỗ sẽ dễ dàng hơn so với ván khuôn thép và nhựa vì chúng ta có thể sử dụng cưa để cắt theo đúng tiết diện, kích thước như mong muốn và dùng đinh để đóng, thi công rất nhanh thay vì phải hàn ảnh hưởng đến quá trình thi công tháo dỡ ván khuôn Do đó đối với cột, dầm có tiết diện vừa và nhỏ, ta có thể sử dụng ván khuôn gỗ thi công cột sẽ hiệu quả về kinh tế và đảm bảo về mặt kỹ thuật hơn Khi xét đồng thời về khả năng chịu lực, kỹ thuật thi công, giá thành thi công và chi phí đầu tư ban đầu thì ta thấy rằng ván khuôn nhưạ sẽ phù hợp cấu kiện sàn; ván khuôn gỗ sẽ phù hợp với cấu kiện cột, dầm có tiết diện vừa và nhỏ, hay cấu kiện có hình dạng phức tạp như cầu thang, mái vòm cong… Đặc biệt, ván khuôn thép sẽ rất phù hợp với cấu kiện to, có áp lực lớn, và điều kiện thi công phức tạp dưới nước)
4.2 Kết luận
Trong quá trình thi công, tùy vào điều kiện thực tế chúng ta sẽ kết hợp các loại ván khuôn trên để đạt được hiệu quả thi công là tốt nhất Chúng tôi có đề xuất cụ thể như sau: dùng ván khuôn nhựa cho kết cấu sàn, dùng ván khuôn gỗ cho kết cấu cầu thang, vòm cong, dầm, cột có tiết diện vừa và nhỏ và dùng ván khuôn thép cho kết cấu cột, dầm có tiết diện lớn
Trang 95 Một vài hình ảnh thực tế sử dụng kết hợp nhiều loại ván khuôn tại công trình “Nhà khách, nhà nghỉ sĩ qu n, nhà nghỉ lực lượng Ban Chỉ huy Quân
sự thị xã Thuận An”
Hình 6 Sử dụng kết hợp giữa ván khuôn nhựa và ván khuôn gỗ
Hình 7 Sử dụng ván khuôn gỗ để đóng cầu thang và bậc thang
Trang 10Hình 8 Sử dụng ván khuôn gỗ để thi công vách tầng hầm
Hình 9 Sử dụng ván khuôn gỗ cho cột, không cần phải khoan cấy râu thép và sử dụng
phụ gia liên kết