Nghiên cứu tính khả thi của công nghệ sàn Bubbledeck trong xây dựng

Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

113(13): 67 - 72

NGHIÊN CỨU TÍNH KHẢ THI CỦA CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLEDECK
TRONG XÂY DỰNG
Nguyễn Thị Thúy Hiên*, Nguyễn Hoàng Sơn, Nguyễn Văn Tình
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT
Công nghệ kết cấu sàn Bubble deck là loại sàn rỗng chịu lực hai phương, là một hệ sàn phẳng có
thể đáp ứng nhu cầu của ngành xây dựng về tính linh hoạt, độ bền vững và tiết kiệm vật liệu, làm
giảm chi phí và thời gian xây dựng đáng kể nhờ loại bỏ hoàn toàn việc phải sử dụng dầm trong kết
cấu bê tông, cũng như giảm được số lượng kết cấu tường và cột dẫn đến tiết kiệm rất nhiều bê
tông, điều này đồng nghĩa với việc tiết kiệm được kích thước, kết cấu móng đồng thời giúp gia
tăng tỷ số giữa cường độ và trọng lượng so với các kiểu sàn truyền thống.
Từ khóa: Công nghệ thi công, sàn bóng, sàn bê tông cốt thép, thời gian, chi phí, chất lượng.

TỔNG QUAN*
Sàn BubbleDeck (BD) được Jorgen Breuning
một kỹ sư người Đan Mạch sáng chế ra từ năm
1997 sau khi lấy cảm hứng sáng tạo từ cuộc thi
thiết kế các kết cấu bền vững và linh hoạt do
Bộ Nhà ở Đan Mạch tổ chức. Công nghệ này
được du nhập vào Việt Nam từ những năm 90
của thế kỷ trước và tới nay nó được áp dụng
trong nhiều công trình ở Việt Nam.
Hệ sàn Bubbledeck có thể sử dụng như công
nghệ thi công lắp ghép nên giảm đáng kể thời

gian thi công, quá trình thi công chủ yếu vận
chuyển cấu kiện chế tạo sẵn từ nhà máy đến
công trình và tiến hành lắp ghép, có thể không
dùng ván khuôn, có ván khuôn và ván khuôn
tự mang tùy loại sàn ứng dụng loại A, B hay
loại C. Các chi tiết được đúc sẵn này đã có
thép gia cường, do đó giảm được công việc
đặt và buộc thép tại công trường. Tất cả
những đặc điểm trên khiến cho sàn bubbldeck
trở nên đặc biệt thân thiện với hệ sinh thái địa
phương, nhất là khi xem xét lượng CO2 thải
ra từ quá trình sản xuất bê tông. Mặt khác bởi
hệ sàn rỗng nên tăng khả năng cách âm cách
nhiệt trong nhà, giảm tiếng ồn ngoài trời và ô
nhiễm không khí do việc sản xuất được tiến
hành tại nhà máy, quá trình vận chuyển bằng
xe tải ít vì thời gian thi công ngắn.
Tại Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói
riêng, quá trính đô thị hóa đang diễn ra mạnh
*

mẽ đặt ra nhu cầu cấp thiết về sử dụng những
công trình có không gian kiến trúc rộng rãi
với hiệu quả kinh tế cao, yêu cầu kĩ thuật và
tính thẩm mỹ cao. Nhận thức được tầm quan
trọng, đề tài “Nghiên cứu tính khả thi của
công nghệ sàn BubbleDeck trong xây dựng”
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN SÀN
BUBBLEDECK
Sàn Bubbledeck là loại sàn rỗng chịu lực hai

phương đầu tiên được thiết kế, công nghệ này
có thể được mô tả một cách đơn giản là một
hệ sàn phẳng cực kỳ hiệu quả, có thể đáp ứng
nhu cầu của ngành xây dựng. Sàn Bubbledeck
3 lớp chính: lưới thép trên, quả bóng rỗng làm
từ nhựa tái chế và lưới thép dưới (Hình 1).

Hình 1. Cấu tạo sàn Bubbledeck

Sàn Bubbledeck được sản xuất theo 5 dạng
tiêu chuẩn theo độ dày tấm sàn theo bảng 1.
Sàn bóng Bubbledeck được chia ra làm 3 loại:
sàn A, sàn B và sàn C.
+ Sàn BubbleDeck loại A. Module cốt thép,
dạng cấu kiện “lưới bóng” chế tạo sẵn được
đặt trên ván khuôn truyền thống và đổ bêtông
trực tiếp tại công trường.

Tel: 0982994286;

67


Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

Hình 2. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại A

+ Sàn BubbleDeck loại B. Cấu kiện bán toàn

khối, đáy của lưới bóng được cấu tạo một lớp
bê tông đúc sẵn, dày 60mm thay cho ván
khuôn tại công trường.

Hình 3. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại B

+ Sàn BD loại C. Tấm sàn thành phẩm, sản
phẩm phân phối tới chân công trình dưới dạng
tấm bê tông hoàn chỉnh.

Hình 4. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại C

113(13): 67 - 72

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA SÀN
BUBBLEDECK
- Khả năng chịu lực: Sàn BD đã giảm 35%
lượng bê tông trong tấm sàn nhưng vẫn đảm
bảo khả năng chịu lực tương ứng. Do đó với
một khoảng cách lưới cột, sàn BubbleDeck
chỉ cần sử dụng khoảng 50% lượng bê tông so
với tấm sàn đặc không dầm. So sánh khả năng
chịu uốn và chịu cắt của sàn Bubbledeck và
sàn thông thường khác cho kết quả ở bảng 1
và hình 4.
Khả năng chịu cắt được xác định theo tỷ số
a/d (a là khoảng cách từ vị trí đặt lực đến gối
đỡ, d là chiều cao tính toán của bản sàn). Kết
quả thử nghiệm được tóm tắt trong đồ thị trên
hình 5.

Sàn BubbleDeck có khả năng chịu lực cắt xấp
xỉ 65% khả năng của sàn đặc với cùng chiều
cao. Trong những vùng chịu lực phức tạp
(khu vực quanh cột, vách, lõi), có thể bỏ bớt
các quả bóng để tăng khả năng chịu lực cắt
cho bản sàn.

Hình 5 So sánh khả năng chịu cắt của sàn bóng
và sàn thường

Bảng 1. Tiêu chuẩn bóng sàn Bubbledeck
Độ dày
(mm)
230
280
340
390
450

Loại
BD230
BD280
BD340
BD390
BD450

Bóng
(mm)
Ø 180
Ø 225

Ø 270
Ø 315
Ø 360

Nhịp
(m)
7-10
8-12
9-14
10-16
11-18

Trọng lượng
(Kg/m2)
370
460
550
640
730

Thể tích
bê tông (m3/m2)
0,1
0,14
0,18
0,21
0,25

Bảng 2. So sánh khả năng chịu uốn của Bubbledeck và sàn thường
Theo % sàn đặc

Khả năng chịu lực
Độ cứng chống uốn
Thể tích bê tông

68

Khi cùng khả năng
chịu lực
100
87
66

Khi cùng độ cứng
chống uốn
105
100
69

Khi cùng lượng
bê tông
150
300
100


Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

- Khả năng chịu động đất: Lực động đất tác

dụng lên công trình có giá trị tỷ lệ với khối
lượng toàn công trình và khối lượng tương
ứng ở từng cao độ sàn.
- Khả năng vượt nhịp: Quá trình xác định
nhịp lớn nhất mà tấm sàn BubbleDeck có
thể vượt qua dựa trên tiêu chuẩn British
Standard 8110 và Eurocode2, có bổ sung hệ
số 1,5 để kể đến việc giảm nhẹ trọng lượng
bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống.

Hình 6. Khả năng vượt nhịp – dày sàn

Đồ thị mô tả mối quan hệ khả năng vượt nhịp
- chiều dày sàn tương ứng với khả năng chịu
mômen cho từng dạng tấm sàn.
- Kết hợp giải pháp căng sau: Khi cần vượt
nhịp lớn (trên 15m) có thể dùng giải pháp sàn
BubbleDeck kết hợp ứng lực trước, thực hiện
căng sau. Khi vượt nhịp lớn, sàn BubbleDeck
thông thường sẽ không gặp khó khăn về khả
năng chịu lực nhưng cần hạn chế độ võng lớn,
vì vậy phải kết hợp với giải pháp căng sau.
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA SÀN
BUBBLEDECK
- Khả năng chịu lửa: Sàn BD là sản phẩm
không bắt cháy, có khả năng ngăn khói cao và
không chứa khí độc hại. Khả năng chịu lửa
phụ thuộc vào lớp bê tông bảo vệ lưới thép
gia cường dưới (bảng 3).
- Khả năng cách âm: Thử nghiệm trên tấm

sàn BD280 cấu tạo cùng với lớp cách âm
Ethafoam 222E dày 5mm, lớp láng bề mặt
dày 85mm và tấm trần rỗng Casoline MF tiêu
chuẩn với chiều dày khoảng rỗng 230mm đã
khẳng định sàn BubbleDeck vượt tiêu chuẩn
về khả năng cách âm vì phần bê tông đổ tại
công trường sẽ lấp đầy các mối nối giữa các
cấu kiện.

113(13): 67 - 72

Bảng 3. Khả năng chịu lửa của sàn bóng
Độ dày lớp bảo
15
vệ (mm)
Thời gian chịu
30
lửa phút)

20

25

30

35

60

90

120

180

- An toàn cháy nổ: Sàn BubbleDeck là hệ
sàn phẳng chịu lực theo hai phương, có khả
năng chống cháy nổ rất hiệu quả. Sàn
BubbleDeck tránh được dạng kết cấu nặng
nề, loại bỏ các tấm tường đặc, tránh được
ảnh hưởng của áp suất không khí. Đó đều là
những nguyên nhân bất lợi nhất dẫn đến tình
trạng phá hủy công trình.
- Đặc tính cách nhiệt: Kết quả nghiên cứu
cho thấy sàn BubbleDeck có thể chịu nhiệt
cao hơn 39% so với tấm sàn đặc tương đương
có cùng độ dày.
- Hệ thống sưởi/làm mát: Sàn bóng là một
giải pháp tiết kiệm năng lượng để sưởi ấm
hoặc thông gió cho ngôi nhà. Các ống thông
khí được đặt trong các phần cấu kiện của sàn
và có thể được đúc sẵn hoặc lắp trực tiếp tại
công trường.
- Bảo vệ môi trường: Việc loại bỏ lượng bê
tông ở thớ giữa bản sàn, sàn BubbleDeck đã
góp phần lớn vào việc hạn chế các tác động
không có lợi tới môi trường.
SO SÁNH HIỆU QUẢ GIỮA SÀN
BUBBLEDECK VỚI SÀN TRUYỀN THỐNG
Hiệu quả giảm trọng lượng của bê tông và

cốt thép
Tiến hành so sánh trọng lượng của 2 phương
án được xét trên một ô sàn điển hình với nhịp
điển hình 9x9m. Tải trọng được lấy giống
nhau cho cả 2 phương án. Phân tích một ô sàn
có kích thước lưới cột 9x9 m thiết kế theo
phương án sàn bóng và sàn dầm truyền thống.
Theo sàn dầm truyền thống thì ô sàn điển
hình được thiết kế gồm dầm chính có kích
thước tiết diện 0,3x0,65m, dầm phụ
0,3x0,45m, bản sàn dày 0,15m. Theo phương
án sàn bóng,với nhịp điển hình 9x9m ô sàn
được thiết kế với bóng sàn có đường kính
Ø270, bản sàn dày 340mm.
69


Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

- Trọng lượng của bê tông: Khối lượng bê tông
của ô sàn được tính trên cơ sở bê tông sàn
phẳng dày 340mm và sàn bê tong dầm chính,
bê tông dầm phụ và bê tông sàn bóng theo ba
phương án. Kết quả tính toán ở bảng 4 và hình
7 thể hiện khối lượng của hệ sàn nhẹ thấp hơn
so với sàn phẳng thường là 35%.
Bảng 4. So sánh trọng lượng bê tông giữa sàn
bóng và sàn khác

Trọng
lượng
(kg/m2)
Tỷ lệ %

Sàn đặc
không dầm

Sàn truyền
thống
D150

Sàn BD
D340

850

666,67

550

100%

78%

65%

113(13): 67 - 72

Bảng 5. So sánh hàm lượng cốt thép giữa
sàn bóng và sàn khác

Khối
lượng sử
dụng bê
tông
(m3/m2)
Tỷ lệ %

Sàn bê tông
đặc không
dầm

Sàn bê tông
truyền
thống 150

Sàn
BD
340

0,34

0,267

0,18

100%

79%

53%

Hình 8. Biểu đồ so sánh hàm lượng cốt thép giữa
sàn bóng và sàn khác

Hình 7. So sánh trọng lượng bê tông giữa sàn
bóng và sàn khác

- So sánh hàm lượng cốt thép: Với mặt bằng
và tải trọng đã cho, đề tài chiết tính hàm lượng
thép để làm cơ sở so sánh với giải pháp kết cấu
mới. Kết quả cho thấy, phương án đưa ra nhờ
ưu thế về giảm trọng lượng bê tông và tăng
chiều dày sàn so với phương án sàn bê tông cốt
thép thường nên hàm lượng thép thấp hơn
nhiều. Lợi thế của một sàn BubbleDeck là sử
dụng ít hơn 30-50% so với bê tông so với sàn
dầm truyền thống tấm rắn thông thường.
Các quả bóng HDPE thay thế bê tông không
hiệu quả trong các trung tâm của phần này, do
đó làm giảm tĩnh tải của kết cấu bằng cách
loại bỏ không sử dụng vật liệu nặng. Vật liệu
bê tông giảm và trọng lượng cũng dẫn đến
cấu trúc thép ít từ sự cần thiết phải tăng
cường độ bê tông cho sàn. Nhìn chung, do các
tấm sàn nhẹ hơn, một số thành phần hạ lưu có
thể được thiết kế cho tải thấp hơn và vì thế sẽ
rất tiết kiệm.

70

Ưu thế chính của các quả bóng là giảm trọng
lượng của tấm sàn. Tải trọng bản thân của sàn
BD chỉ bằng 1/3 lần tấm sàn đặc có cùng độ
dày và không có ảnh hưởng cường độ uốn và
độ võng của tấm sàn. So với tấm sàn đặc, một
tấm sàn BubbleDeck có khả năng chịu lực
gấp đôi với 65% lượng bêtông và có cùng khả
năng chịu lực với 50% lượng bêtông.
Hiệu quả kinh tế
Sàn BubbleDeck khi được sử dụng cho công
trình sẽ đem lại nhiều hiệu quả kinh tế ( kể cả
tối ưu chi phí bảo trì), như: tạo tính linh hoạt
cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với
nhiều loại mặt bằng; tiết kiệm khối lượng bê
tông 2,3kg nhựa tái chế thay thế 230kg bê
tông/m3 (BD280); giảm trọng lượng bản thân
kết cấu tới 35%, từ đó giảm kích thước hệ kết
cấu móng; tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ
tường, vách chịu lực; giảm thời gian thi công
và các chi phí dịch vụ kèm theo; thân thiện
với môi trường khi giảm lượng phát thải năng
lượng và CO2. Việc loại bỏ được dầm trong
kết cấu đã giảm được đáng kể chiều cao tầng
đồng thời mở rộng không gian sử dụng cho
công trình.


Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

Hiệu quả của công tác thi công
Ưu điểm thi công của sàn bóng so với sàn bê
tông truyền thống: giảm toàn bộ hệ thống
coppha dầm chính và dầm phụ; thi công đơn
giản hơn, nhanh hơn do chỉ phải lắp dựng
coppha cho sàn phẳng; việc giảm được lượng
thép dùng trong sàn nhờ vào việc giảm tải
trọng bản thân của sàn nên công tác gia công
lắp dựng cốt thép cũng sẽ tiết kiệm được thời
gian và nhân lực; tạo tính linh hoạt cao trong
thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại
mặt bằng; việc loại bỏ được dầm trong kết
cấu đã giảm được đáng kể chiều cao tầng
đồng thời mở rộng thêm không gian sử dụng.
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU CHO
THẤY NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG
NGHỆ BUBBLEDECK
Công trình tòa nhà Le Coie (Anh): Giải
thưởng Xây dựng Jersey 2005 (tiết kiệm được
hơn 400,000 bảng Anh khi sử dụng 7.800m2
sàn BubbleDeck); Chung cư LICOGI 13
(Đường Khuất Duy Tiến - Thanh Xuân - Hà
Nội). Công trình tăng thêm 3 tầng nổi (từ 25
lên 27 tầng). Do không thể thay đổi được kết
cấu móng nên phải tính đến bài toán giảm tải
trọng của công trình. Công trình đã sử dụng
những quả bóng nhựa tái chế thay thế phần bê

tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của
bản sàn, cho phép tiết kiệm từ 30-40% lượng
bê tông so với sàn truyền thống, giảm 25-30%
trọng lượng kết cấu và tăng khả năng vượt
khẩu độ nhịp lên khoảng 2 lần so với sàn

113(13): 67 - 72

truyền thống và giảm thời gian thi công mỗi
sàn xuống 5-7 ngày.
Nhờ áp dụng các giải pháp công nghệ mới,
LICOGI 13 không chỉ nâng tầng thành công,
có thêm lợi nhuận mà chủ đầu tư còn được
ghi nhận là có tư tưởng tiên phong ứng dụng
các công nghệ mới thân thiện với môi trường;
Giảng đường chùa Lân - Thiền viện trúc lâm
Yên Tử - Quảng Ninh. Đây là một dự án lớn
với ưu điểm giá thành rẻ, thời gian thi công
nhanh gấp 2 lần so với phương pháp thông
thường, trung bình đạt 1000m2/7 ngày trong
điều kiện thi công tốt và được đánh giá là dễ
thi công. Khả năng vượt nhịp lớn đó là
khoảng cách giữa hai cột lớn nhất hiện nay là
21,6m do đơn vị VITEC thiết kế và thi công.
KẾT LUẬN
Việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ sàn
BubbleDeck sẽ mang lại hiệu quả kinh tế, chất
lượng cao cho công trình. Đây là một yêu cầu
quan trọng luôn được đặt ra trong lĩnh vực xây
dựng, đặc biệt đối với công trình nhà cao tầng.

Việc rút ngắn được thời gian thi công sẽ mang
lại nhiều lợi ích đáng kể cho dự án. Vì vậy
công nghệ sàn BubbleDeck cần được sử dụng
rộng rãi trong toàn ngành xây dựng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].
[2].t
[3].
[4].
[5].lib.lhu.edu.vn

71


Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

113(13): 67 - 72

SUMMARY
STUDY FEASIBILITY OF A BUBBLEDECK TECHNOLOGY
IN CONSTRUCTION
Nguyen Thi Thuy Hien*, Nguyen Hoang Son, Nguyen Van Tinh
College of Technology – TNU
Bubbledeck floor Technology is hollow floor, bearing two modes. Bubbledeck a flat floor system can
meet the needs of the construction industry in terms of flexibility, durability and material savings,
reduce costs and construction time dramatically by eliminating entirely the need beams used in
concrete structures, as well as reduce the number of structural walls and column structures lead to
saving a lot of concrete, this means saving size , foundation structure. At the same time helps to

increase significantly the ratio of the intensity and weight compared to traditional flooring types.
Keywords: Modern construction technology, floor ball, concrete floor, time, cost, quality.

Ngày nhận bài:04/10/2013; Ngày phản biện: 20/10/2013; Ngày duyệt đăng: 18/11/2013
Phản biện khoa học: ThS. Hàn Thị Thúy Hằng – Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN

*

Tel: 0982994286;

72