GIÁO TRÌNH KHAI THÁC, KIỂM ĐỊNH, SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG CẦU - CHƯƠNG 2 pot

Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 8/72 CHNG 2: KIM TRA VÀ ÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG K THUT CÔNG TRÌNH 2.1. KHÁI NIM CHUNG * Mc ích: ánh giá hin trng ca công trình ang c khai thác. Trên c só xây dng các khuyn cáo ( ngh) v vic tip tc s dng công trình. * Yêu cu: - Cn phi nghiên cu k tt c các h s k thut ca công trình còn c lu tr trc khi tin hành kim tra. - Vic kim tra cn c tin hành i vi tt c các b phn công trình nhm thu thp các s liu tin cy v s làm vic ca công trình. * Tác dung ca công tác kim tra: Trên c s các s liu kim tra (chn oán k thut công trình) ngi ta có thánh giá c hin trng cht lng công trình, xác nh c nng lc chu ti, kh nng tip tc s dng ng nh xut các gii pháp k thut nhm nâng cao  tin cy và tui th hoc a ra nhng ch thay i vic khai thác công trình. 2.2. NGUYÊN TC CHUNG TRONG VIC KIM TRA, ÁNH GIÁ CHT LNG  THUT CÔNG TRÌNH. 2.2.1. KHÁI NIM. t c các công trình nói chung là khác nhau v: S kt cu, s nhp, vt liu, u kin c th nh thi tit, khí hu , Thi gian thi công, ch khai thác, s tn ti các loi h hng Các dng tn ti này ph thuc rt nhiu vào các yu t khác nhau.  thun tin cho vic qun lý và khai thác, xu th chung ca tt c các nc trên th gii hin nay (c bit là các nc ang phát trin) là xây dng hoàn chnh mt h thng tiêu chun  phân loi cht lng k thut ca công trình, nhm qun lý và ánh giá công trình t cách thng nht. 2.2.2. NHNG TIÊU CHUN VÀ TRÌNH TÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG  THUT CÔNG TRÌNH: a. Trình tánh giá và phân loi cht lng k thut công trình: trên hình II-1 là trình t chính  phân loi, ánh giá cht lng k thut công trình Giỏo trỡnh Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 9/72 Thực hiện việc kiểm tra H- hỏng? KhôngCó Nhẹ ảnh h-ởng đến khả năng công trình Mức độ diễn biến Chức năng bị xuống cấp ? Không, hiện tại không Không, hiện tại không Không, hiện tại không ảnh h-ởng bất lợi chức năng của công trình có thể bị suy yếy do hoạt không bình th-ờng bất lợi trong ảnh h-ởng tải có thể bị Hiện tại ảnh h-ởng bị không h-ởng bị ảnh Không h-ởng bị ảnh Không Mức độ diễn biến ? đ-ợc xác định Không rõ ràng Không ảnh h-ởng vận tải bị An toàn nào đó phải pháp sửa chữa Một số biện yêu cầu Không yêu cầu Không yêu cầu Không sửa chữa khi có yếu cầu) những biện Tiến hành ở thời điểm thích hợp ngay lập tức thực hiện sớm cần tiến hành Những biện pháp sửa chữa AA A1 A2 B C S bị xuống cấp Chức năng chủ yếu độ Mức h- hỏng đến an Mức độ ảnh h-ởng toàn vận tải sửa chữa Thời điểm tiến hành Loại Có Hỡnh II-1: Trỡnh tỏnh giỏ phõn loi cht lng k thut cụng trỡnh b. Tiờu chun ỏnh giỏ phõn loi cht lng k thut: - Tu theo mc h hng v tỡnh trng suy gim cỏc chc nng lm vic ca cụng trỡnh m cht lng k thut cụng trỡnh c sp xp vo mt trong cỏc loi c bn nh sau: + Loi A: cỏc cụng trỡnh bnh hng bt li do nhng h hng v khuyt tt gõy ra. + Loi C: cỏc cụng trỡnh khụng b suy yu v chc nng lm vic nhng cú cỏc h hi nh. + Loi B: cỏc cụng trỡnh cú cỏc h hng v khuyt tt m mc suy gim chc nng ca nú m gia A v C. + Loi S: cỏc cụng trỡnh thuc loi S núi chung khụng cú h hng cú h hng hoc khuyt t, khụng lm nh hng ti chc nng lm vic ca kt cu. Mc h hng v khuyt tt khụng ỏng k. n quan trng t ra l phi phõn loi nhng cụng trỡnh thuc loi A. Cụng trỡnh loi ny chia thnh 3 loi: AA, A1, A2 nhm xem xột k s suy yu chc nng lm vic v thi m tin hnh bin phỏp sa cha ca kt cu mt cỏch phự hp. + AA: Cụng trỡnh khụng cú kh nng s dng bỡnh thng v phi tin hnh khụng chm tr cỏc bin phỏp sa cha hoc tng cng. + A1: L cụng trỡnh hin ti cha cú vn gỡ v an ton nhng i hi mt s bin phỏp nht nh thc hin sa cha sm. Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 10/72 + A2: Là công trình hin ti không có vn  gì v an toàn, nó có th bnh hng nhng cha cp thit, chc nng an toàn vn ti có th bnh hng trong tng lai. òi hi phi có  kin các bin pháp sa cha  nhng thi m thích hp. 2.2.3. PHÂN LOI CÔNG TÁC KIM TRA. a. Công tác kim tra công trình c chia thành 3 loi Công tác kim tra tng quát ( kim tra nh k):  cp n toàn b công trình, thng tin hành khong 2 nm mt ln Công tác kim tra chi tit (không nh k): c tin hành khi có nhng du hiu không bình thng hoc tu theo u kin thc t ca công trình. Công tác kim tra toàn din: Xem xt c công trình và môi trng xung quanh b. Mc ích và loi kim tra: Loi kim tra c ích kim tra ng quát Chi tit Toàn din 1.  xác nh các công trình thuc loi A bng nhng chn oán kt cu s b. * * 2. Thc hin vic chn oán công trình mt cách chi tit vi  chính xác cao hn * 3.  chn la v phng pháp, thi gian tin hành a cha * 4. u tra nhm phát hin nhng thay i ch yu  nn t và  xác nhn công trình thuc loi A. * * 5.  u tra nhm phát hin nhng u kin môi trng ch yu bng vic kho sát trên không và  xác nhn công trình thuc loi A. * * * 6. Hp tác vi nhng t chc bên ngoài * c. Trình t tin hành công tác kim tra Giỏo trỡnh Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 11/72 kiểm tra thời giansửa chữa Lập kế hoạch thi công sửa chữa bảo d-ỡng tới tổ chức Thông báo B.C.S Kiểm tra tổng các công trình Tổ chức thi công theo ph-ơng pháp Lập biên bản và hồ thông th-ờng sơ kết quả kiểm tra Đánh giá, phân loaị Thông báo tới trung tâm Tất cả Xác định sửa chữa sửa chữa-yêu cầu Lập ph-ơng pháp ph-ơng pháp Lập hồ sơ về h- hỏng của công trình Kiểm tra chi tiết A d. Nhng loi hỡnh ca ca trỡnh phỏt trin bin dng 1 2 4 5 3 6 Mức độ phát triển của biến dạng Thời gian + Dng 1: Bin dng hu nh khụng phỏt trin nh vt liu phỏ hu, mi ni suy yu. Khụng ũi hi kim tra 2 nm 1 ln, nu cú thỡ ụi khi mi cn tin hnh. + Dng 2: Tc phỏt trin ca bin dng l hng s. Chu k kim tra tng quỏt ti a 2 nm 1 ln (cú th 3 nm 2 ln). Tn sut kim tra ch yu ph thuc vo tc bin dng. ng Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 12/72  th càng dc chu k phát trin càng nhanh. + Dng 3: Tc  bin dng tng dn. Không nên quy nh cng nhc quãng thi gian gia các ln kim tra. Thông thng các ln kim tra không nh hn 1-:-2 ln/nm. Khong cách gia 2 ln kim tra ph thuc vào tc  phát trin bin dng, ng thi tham kho các ln kim tra trc. + Dng 4: Tc  phát trin ca bin dng chm dn (lún m tr, lún nn ng, vt nt xut hin do co ngót và t bin ). Khi tc  hoc bin dng ang gim dn thì thi gian kim tra n sau giãn dài hn ln trc. + Dng 5 : Bin dng hoc h hi do nhng nguyên nhân bt thng b ngoài gây ra nh: S xói mòn ca dòng chy do ma l Cn tin hành kim tra ngay sau khi xy ra s c. + Dng 6: Xu hng tin trin ca h hng và bin dng không rõ ràng. Loi này nên tham kho nhng công trình tng t xung quanh và tn sut kim tra tu thuc vào các phán oán  xác nh các tr s tng t nh các dng 1-:-5 2.3. KIM TRA DÒNG NC CHY VÀ CÁC CÔNG TRÌNH U CHNH DÒNG. u kin làm vic ca dòng chy di công trình có nh hng ht sc quan trng n tính n nh và bn vng ca công trình, cng nh ti các u kin làm vic ca kt cu u, c bit là kt cu phn di. Vì vy cn phi c bit lu ý úng mc n vic kim tra dòng chy. Trong u kin làm vic bình thng thì v trí và hình dng dòng chy ít thay i. Trong trng hp ngc li ta gi dòng chy làm vic bt thng do: khu  cu không , công trình u chnh t ra không phù hp. Xu hng chung hin nay là tôn trng mt ct ngang t nhiên ca dòng sông, hn ch vic thu hp khu .thoát nc t nhiên  làm sáng t nguyên nhân bt thng nh hng n dòng chy cn phi tin hành thu thp các tài liu thng kê ch thu vn khu vc cu: tc  dòng chy, các mc nc c trng, hng dòng chy chính, dch chuyn dòng chy theo chiu ngang, tình trng xói l, ng thu trc. Thng thng khi o các c trng dòng chy  tin i chiu qua các s liu thng kê, nên tin hành o chiu sâu dòng chy  nhng m cnh. Các s liu tp hp c và các kt lun v tình trng dòng chy, xu th bin i ca nó, nh hng bt li ca nó cn c ghi chép t m và ghi vào h s công trình 2.4. O C KIM TRA BIN DNG VÀ MT BNG KT CU NHP CU. Công tác o c  kim tra bin dng và mt ct kt cu nhp c tin hành sau khi thi công xong (làm h s hoàn công) và c lp li nhiu ln trong sut quá trình khai thác công trình. Thông qua s liu thu thp c sau khi o c ngi k s cn phi tp hp, phân tích và ánh giá c mc  chun xác ca v trí mi mt b phn ca công trình trong không gian và kt lun c cht lng công trình. Khi nghiên cu k khuynh hng phát trin bin dng s có th lý gii c các nguyên nhân làm vic không bình thng ca kt cu. Trong trng hp bin dng hay nghiêng lch nghiêm trng thì cn phi  ra các bin pháp x lý. Thông thng tin hành o c bng các máy trc c. m bo chính xác khi o Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 13/72 n o 2 ln c lp nhm loi tr các sai s ngu nhiên và tng  chính xác. Ghi chú u kin khi tin hành o (thi tit, ma, nng, nhit , tm nhìn) - i vi cu ô tô ch cn kim tra áy dm, không kim tra  mt trên - i vi cu ng st: + Kim ta nh ray + Lp biu  bin dng ti các tit m + o ti các mt ct c trng (mt ct gi, 0.25 L, 0.5 L, 0.75 L ) - C s phân tích kt quo bin dng + Bin dng u n khi có  vng xây dng chng t cht lng ca công tác ch o, gia công lp rp là m bo. Ngc li thì không m bo. + Nguyên nhân ca bin dng không u, gy khúc, không m bo yu t vng là: Do sai s thi công Cht lng ca công tác ch to và lp ráp thp n ti s bin dng quá mc trong quá trình khai thác. - Ngoài vic o c kim tra bin dng thng ng còn tin hành kim tra v trí mt bng a kt cu nhp, c bit vi kt cu giàn. - Khi phân tích ta bit c nhng giá tr sai lch ln v v trí ca các tit m, các thnah  phan, u có nh hng n u kin làm vic ca các thanh. Trong mt s trng hp có th là nh hng n kh gii hn (kh thông xe) trong cu 2.5. CÁC DNG H HNG VÀ NGUYÊN NHÂN XUT HIN TRONG CÁC B PHN KT CU CU (CU THÉP, CU BTCT, M, TR, GI…) 2.5.1. I VI KT CU NHP CU THÉP a. Phân loi các dng h hng Trong cu thép thng phân loi theo các tiêu chun và du hiu sau ây: - Theo loi h hng:  rão ca inh tán n hi do mi: vt nt do mi, t thanh trong giàn…  r t n nh cc b, mt n nh chung ca các b phn riêng bit Các vt nt khác Phá hoi c hc - Theo tc  phát trin n giai n nguy him: Tc thi: S nguy him xy ra bt thng, lp tc Nhanh chóng Xut hin t t (rão inh tán, r) Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 14/72 - Theo mc  nguy him: Tu theo mc nh hng n an toàn vn ti và s suy gim chc nng làm vic ca kt cu chia ra các dng sau ây: t nguy him (AA): Xác sut nh hng n an toàn vn ti ln, bt c lúc nào có th xy ra tn tht hoc s c, nhanh chóng dn n vic phá hoi công trình hoc ngng khai thác công trình. Nguy him (A1): Tn hi có th dn n nh hng nghiêm trng n khai thác bình thng ca công trình. Ít nguy him (A2): Các h hng ch làm xu i u kin làm vic ca kt u và nh hng bt li n các h hi khác. Không nguy him (B, C): Các h hng nh, không làm nh hng n s làm vic bình thng ca công trình. - Theo v trí xut hin h hng: Các h hng xut hin  các v trí t cu m ch, giàn ch, thanh trong giàn ch  liên k dc, ngang (trên và di). - Theo tn sut xut hin h hng t ph bin: Rão inh tán. Thng gp: R, vt nt mi. Ít gp: Các vt nt khác. Nhn xét: Các h hng trong kt cu nhp cu thép do nhiu nguyên nhân gây ra, c th: Cht lng vt liu Cht lng ch to và lp ráp thp Nhc m ca kt cu không phù hp vi các tác ng ca ngoi cnh và môi trng làm cho u kin làm vic thc t khác vi các gi thit tính toán. Vic duy tu bo dng kém. Do tác ng bt li ca khí hu, thi tit và mi trng. b. Phân tích mt s dng h hng ch yu -  rão ca liên kt bng inh tán. - n hi do mi -  hng do r - Các h hng do nhng nguyên nhân c hc khác. 2.5.2. I VI KT CU NHP CU BÊ TÔNG CT THÉP VÀ BÊ TÔNG 2.5.2.1. Khái quát v các loi h hng ca kt cu nhp BTCT và BTCT DL. - c m cu BTCT + Nói chung cu BTCT có  bn và tui th cao, không òi hi phi duy tu và bo ng tn kém vi u kin nó c thit k hp lý, thi công, ch to, lp ráp m bo cht ng. Trái li, chính vì th mnh này ca nó mà  nc ta hu nh vic duy tu bo dng Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 15/72 còn quá l là, do ó sinh ra nhng h hng tng i nng. + Trong s tính toán nhiu khi không phn ánh úng s làm vic ca kt cu, hoc có th cha hoàn thin ca phng pháp tính. ng thi tn ti nhng sai sót không kim soát c trong quá trình thi công. Tó xut hin và phát trin các dng h hng khá nghiêm trng. + Ngoài ra trong quá trình khai thác còn mt s nguyên nhân (bt kh kháng) nh: i, suy gim cht lng do phong hoá, s xâm nhp hi m gây r ct thép phá hoi s dính bám ca ct thép và bê tông Tó các dng h hng khác xut hin và phát trin trong kt u bê tông ct thép DL. - Nhng h hng xut hin do sai sót trong quá trình thi công s xut hin rt sm  giai n u ca quá trình s dng, d phát hin, d gii quyt, x lý kp thi (r t ong, lp bê tông o h mng, b tróc mng bê tông). - Bê tông là vt liu chu nén tt, chu kéo kém. i vi dm bê tông ct thép thng v nguyên tc thì ng sut kéo s gây nt trong bê tông. i vi kt cu BTCT DL cn phi c ng trit tiêu các ng sut kéo trong tt c các giai n. - Do nhiu nguyên nhân vt nt u có th hình thành. + Vi BTCT thng nói cung vt nt không th tránh khi,  m rng vt nt a n ≤ 0.2mm thì không gây nguy him gì i vi kt cu, a n ≥ 0.2 mm có th dn n tróc mng, phá v bê tông bo v do ó suy gim nng lc chu ti và dn n phá hoi kt cu. Vi BTCT DL vic tn ti các vt nt là du hiu tn ti nhng h hng nghiêm trng khác: Các c trng v cng  ca bê tông, kh nng chu nén, mc  dính bám ca bê tông vi t thép suy gim, cho nên bê tông s gim sút cht lng. Tóm li: Vn áng quan tâm nht là vt nt trong kt cu bê tông,BTCT và BTCT d ng lc 2.5.2.2. Các dng vt nt ph bin trong dm BTCT, BTCT DL - Nguyên nhân xut hin ng 1 : Vt nt do co ngót: V trí bt k trên b mt bê tông, có  m rng nh, chiu dài vt nt ngn, không theo quy lut. Nó sm xut hin và ngng không phát trin na. Loi vt nt này thng không nguy him lm. Nguyên nhân do s co dãn không u ca lp bê tông. ng 2 : Vt nt nghiêng: Thng xut hin  nhng ni có ng sut kéo ch tng i ln. Xut phát t mép di dm hng nghiêng lên khu vc chu nén, xu hng tách dm thành tng phn riêng bit. Mc nh hng làm gim nng lc chu ti a dm rt ln, c bit nguy him. ng 3 : Vt nt dc  bng dm: Xut hin  khu vc tip xúc gia cánh dm và n dm. Nguyên nhân xut hin là do khi thi công ch to kt cu nhp ng 4 : Vt nt ngang  khu vc bn cánh.: Xut hin khi ng sut kéo trong bê tông quá ln khi ch to, cu lp hoc do cng kéo dng lc quá ln. Vt nt không nh hng n nng lc chu ti do ó không nguy him. ng 5: Vt nt ngang áy dm: Do ng sut kéo trong bê tông ln hn kh nng chu kéo ca bê tông (R k ). i vi kt cu BTCT DL thì do ng sut trc không  hoc mt mát ng sut quá nhiu. V phng din chu lc thì kt cu không b nh hng, nhng vt nt to tin  cho r trong ct thép. Tó din tích tit din t thép b gim, c bit là ct thép cng trc, bó si nh là rt nguy him Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 16/72 ng 6: Vt nt dc áy dm: Do DL quá ln hoc do co ngót. Loi vt nt này ng nguy him vì: Bê tông ch có tác dng bo v ct thép nhng khi bê tông s gây n mòn ct thép. ng7 : Vt nt  khu vc kê gi: Nguyên nhân ch yu là do lc ép cc b quá n. ng 8: Vt nt u dm: Do u dm b nén tr quá ln ng 9 : Vt nt  v trí ni các dm ngang hoc bn: Do x lý mi ni. Vt nt này không nh hng n nng lc chu ti ca dm nhng ti trng tng lên trong dm ch vì h s phân b ngang tng lên. Do ó nh hng n s làm vic bình thng a kt cu. Tóm li: Nhng nguyên nhân ch yu dn n h hng trong cu bê tông ct thép là: Cht lng ct liu, cht lng xi mng và nc kém, vic tính cp phi không chun xác, thi công nhào trn, m,  không m bo.  thiu ht v kích thc mt ct ngang, v ct thép nên làm tng ng sut và bin ng trong kt cu bê tông ct thép. Vic thi công không m bo cht lng Thit k có sai sót, không phn ánh úng mc  d kin trong khai thác. Do s gia tng không lng c trc ca ti trng. 2.5.2.3. Các phng pháp kim tra, phân loi h hng - Phng pháp kim tra tng quát (2 nm/ ln): Phng tin kim tra ch yu bng mt thng, vì vy càng bao quát và bám sát (tip cn) kt cu càng tt + Yêu cu: Phi phát hin c  các dng h hng nhìn thy c. Phi phán oán c xu hng phát trin ca các loi h hng. + th: Tin hành kim tra v các vt nt. Kim tra s tróc mng, r bê tông. Kim tra v tình trng lp bê tông bo v Kim tra v mc  trung tính ca lp bê tông. Kim tra cht lng ca h phòng nc và h thng thoát nc. + Mc ích: Phi phân loi c cht lng, bit c công trình xp vào dng nào (A, B, C, S). - Phng pháp kim tra chi tit: Sau khi có các kt lun ca kim tra tng quát, tin hành các bin pháp ca kim tra chi tit, b sung ánh giá chính xác cp hng công trình, tó có các chnh và sa cha tng cng kp thi. + Kim tra ng sut cng kéo ct thép. + Kim tra cng  ca bê tông. + o c và xác nh tình trng ng sut, bin dng ca toàn b công trình (cn phi th ti). Giáo trình Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/12/07 Page 17/72 + Nên tin hành vic kim tra chi tit vào thi m thích hp (lúc mc  vn ti cao nht). Ni dung cn kim tra: Nt do un, ng sut, dao ng, cng  vt liu, o c mt t hiu qu còn li sau khi b tróc mng 2.5.3. I VI M TR CU VÀ GI: i vi m tr: - Các dng h hng chính là các vt nt, h hng mch xây, chuyn v quá ln, hoc có du hiu trt, hoc b nghiêng lch, rn mòn, làm gim yu tit din chu lc ca cc. - Nguyên nhân xut hin: + Do lún không u và c bn là nn yu. + Áp lc ca t (tnh ti và hot ti) t thêm lên lng th trt quá ln. + Lc hãm quá ln trên gi cnh ti m. i vi gi: Các h hng ch yu: Tình trng r, bo dng kém gây ra kt gi. Con ln b nghiêng lch không m bo c các u kin chuyn v ca gi ta nh gi thit tính toán làm xut hin ng lc ph bt li. . công trình Tổ chức thi công theo ph-ơng pháp Lập biên bản và hồ thông th-ờng sơ kết quả kiểm tra Đánh giá, phân loaị Thông báo tới trung tâm Tất cả Xác định sửa chữa sửa chữa-yêu cầu Lập ph-ơng. k thut ca công trình, nhm qun lý và ánh giá công trình t cách thng nht. 2. 2 .2. NHNG TIÊU CHUN VÀ TRÌNH TÁNH GIÁ PHÂN LOI CHT LNG  THUT CÔNG TRÌNH: a. Trình tánh giá và. thut công trình: trên hình II-1 là trình t chính  phân loi, ánh giá cht lng k thut công trình Giỏo trỡnh Kim nh cu Printed: 5:16 PM 8/ 12/ 07 Page 9/ 72 Thực hiện việc kiểm tra H- hỏng? KhôngCó Nhẹ ảnh