Xuất phât từ những điều níu trín đơn vị chúng tôi xin gởi đến câc bạn một quan điểm, một phương ân chọn lựa giải phâp chống thấm mới, dănh cho hạng mục: XỬ LÝ CHỐNG THẤM CÂC LOẠI BỂ NGẦM
Trang 1TĂI LIÍU KỸ THUẬT THAM KHẢO CÂC PHƯƠNG ÂN XỬ LÝ CHỐNG THẤM BỂ NGẦM
I- ĐẶT VẤN ĐỀ:
Cùng với sự phât triển bùng nổ của câc ngănh khoa học cơ bản nói chung, ngănh xử lý chống thấm nói riíng đều, có những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực chuyín môn của mình Chính vì sự phât triển đó đê mang lại cho chúng ta có thím nhiều sự lựa chọn mới, những giâ trị mới, từng bước thay thế những giâ trị
cũ Đđy cũng lă xu thế phât triển chung của nhđn loại, điều năy đòi hỏi mỗi chúng ta cũng cần thay đổi, mă tính trọng yếu của của việc thay đổi năy lă thay đổi quan điểm đối với lĩnh vực mă chúng ta đang quan tđm, căn cứ trín yíu cầu của thực tế của một cấu trúc mă chúng ta đang xđy dựng, nhằm mang lại chất lượng cao nhất, hiệu quả cao nhất
Xuất phât từ những điều níu trín đơn vị chúng tôi xin gởi đến câc bạn một quan điểm, một phương ân chọn lựa giải phâp chống thấm mới, dănh cho hạng mục:
XỬ LÝ CHỐNG THẤM CÂC LOẠI BỂ NGẦM HOẶC BÂN NGẦM (nửa ngầm)
II- PHĐN TÍCH KHÂI QUÂT NGUYÍN NHĐN
Sau văi thập kỷ tranh cêi về cđu hỏi tại sao bí tông lúc đầu không thấm, nhưng sau một thời gian thì
bị thấm, cuối cùng mọi sự tranh cêi về vấn đề năy mới thật sự chấm dứt khi văo thế kỷ 20 người ta mới có được những hình ảnh mao dẫn trong cấu trúc bí tông được chụp bằng phương phâp cắt lớp tế băo Chúng ta quan sât 2 hình ảnh được phóng 4000 lần dưới đđy :
Hai bức ảnh trín đê cho chúng ta thấy rằng trong bí tông có không khí chứa trong câc mao dẫn,điều năy chứng tỏ câc túi khí trong bí tông cũng chịu tâc động của môi trường bín ngoăi bình thường như quâ trình sốc nhiệt …v/v vă sự dên nở tự nhiín của không khí vă sự hút nước cũng như việc nước thđm nhập văo câc mao dẫn năy Tiến trình thấm nước của mao dẫn trong bí tông sẽ tăng dần theo thời gian cùng với tiến trình lêo hóa (vôi hóa) của bí tông ,điều năy khẳng định rằng bí tông không phải lă vật liệu chống thấm Chính
vì lý do năy mă khi chọn lựa câc phương ân chúng ta nín có quan niệm mới về câch xử lý chống thấm cho câc hạng mục xđy dựng ngầm nói chung vă câc bể ngầm nói riíng Chúng tôi xin tóm lược câc phương ân
cơ bản của việc xử lý chống thấm câc công trình ngầm như sau:
1- Dùng phụ gia chống thấm trộn trong bí tông
2- Dùng câc loại măng bitum, polyme keo, câc dung dịch tạo măng chống thấm
3- Dùng câc dạng dung dịch thẩm thấu tạo măng silicat biến tính chông thấm
4- Dùng câc loại vật liệu gốc xi măng, thẩm thấu kết tinh trong bí tông chống thấm
CẤU TRÚC MAO DẪN TRONG BÊ TÔNG CHƯA XỬ LÝ CHỐNG THẤM
ĐỘ RỖNG CỦA MAO DẪN LÀ NGUYÊN NHÂN THẤM NƯỚC
CẤU TRÚC MAO DẪN TRONG BÊ TÔNG CHƯA XỬ LÝ CHỐNG THẤM NHƯ NHỮNG” TÚI KHÍ “TRONG KẾT CẤU BÊ TÔNG
Trang 2Chúng ta cùng phân tích từng mặt ưu điểm, nhược điểm của từng phương án chống thấm nêu trên, để chọn lựa một phương án tốt nhất, hiệu quả nhất cho hạng mục “bể chứa nước ngầm, bán ngầm”
Phương án 1: Dùng phụ gia chống thấm trộn vào trong bê tông khi thi công
Phương án này xét về mặt lý thuyết là ổn, nhưng trên thực tế bê tông luôn phát sinh các vết rạn chân chim
do bị ứng xuất nhiệt co ngót, do bị chi phối vào các yếu tố tự nhiên của môi trường khi đổ bê tông, như trời nắng , mưa…khô hanh v/v, điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến độ sụt của mỗi mẻ bê tông khi đổ, làm cho mỗi mẻ bê tông không thể đồng đều, vì vậy, các phản ứng thủy hóa của cùng với sự kích hoạt của phụ gia hòa trong mỗi mẻ bê tông không đồng nhất trong một khối cấu trúc Cho nên tuy đủ ngày tháo ván khuôn, vẫn có những vị trí cục bộ, không đạt 100% cường độ bê tông Trong trường hợp này thường phát sinh các vết nứt Tế Vi (các vết nứt siêu nhỏ trong bê tông) các vết nứt này không thể nhìn được bằng mắt thường trong một hai năm đầu khi hoàn thiện, nhưng chúng sẽ xuất hiện sau từ 2-3 năm sau khi công trình đưa vào gia tải hoặc sử dụng, thì các vết nứt này mới lộ diện, và nó là nguyên nhân của một chuỗi các vấn
đề về thấm dột, sửa chữa… vì vậy phương án này tỏ ra không hữu hiệu bởi số tiền dùng mua phụ gia cho mỗi khối bê tông rất nhiều, mà kết quả là may rủi, vì chỉ cấn rải rác một số vết nứt, nước thấm qua là “núi tiền đổ sông hết” Xin xem bức ảnh dưới chụp thực tế tại một công trình ngầm hình 1
Ngày nay phương án này chỉ còn sử dụng duy nhất cho các hạng mục bê tông khối lớn, như các móng cầu, nền ở môi trường đặc biệt, như trên biển, hay cửa sông biển, các vùng sình lầy…mà không thể áp dụng các phương án khác
Phương án 2: Dùng các loại màng bitum, polyme keo, các dung dịch tạo màng chống thấm
Phương án này chỉ gọi là hợp lý khi và chỉ khi dùng chống thấm theo chiều thuận cho các cấu trúc
bể chứa nước trên cao, nơi không chịu áp lực nước từ chiều ngược lại Còn với các cấu trúc ngầm việc dùng các vật liệu tạo màng nói chung chỉ là bỏ tiền mua “sự yên tâm” mà thôi, bởi tên thực tế các loại vật liệu dạng màng chống thấm chỉ che đậy sự việc chứ không giải quyết sự việc mà yêu cầu thực tế đặt ra cho chúng ta, mặt khác giá thành của phương án này khá cao, do năng suất lao động thấp, bởi các thao tác kỹ thuật đòi hỏi chi ly, như mài mặt bê tông…vệ sinh…chỉnh mặt phẳng nhằm hạn chế hiện tượng túi khí giữa màng và bề mặt, tạo góc tránh gấp gẫy màng…v/v Chúng ta xem qua hình vẽ minh họa áp dụng hợp lý phương án chống thấm này (hình 2)
Hình 1: Nứt là hiện tượng thường gặp ở bê tông, điều này chứng tỏ giải pháp trộn phụ gia trong bê tông không phải là giải pháp hữu hiệu
Trang 3Xong việc dùng màng chống thấm thuận cũng không thể gọi là thành công, khi cho đến nay không ai có thể kiểm soát được các đường nối giữa mỗi cuộn với nhau , cũng không có cơ sở nào có thể khẳng định hàng ngàn mét mối nối đều kín, không có 1mm nào là bị rò nước trong khi điều kiện thi công thực tế không thể đảm bảo các vị trị nối sạch sẽ 100% không có 1 tí cát đất bẩn bụi nào, để khẳng định các mí nối này đạt độ sạch để dính bám tuyệt đối, hoặc khi lấp đất không có cục đá nào làm rách màng…v/v, có quá nhiều khe hở
kỹ thuật về lớp màng này cho việc chống thấm các cấu trúc chứa nước ngầm Xem hình 3
Hình 2: Dùng màng chống thấm thuận như trên được coi là hợp lý
Hình 3: Minh họa sự nghịch lý khi áp dụng màng chống thấm các cấu trúc chứa nước ngầm
Ta thấy rằng lớp màng không thể bảo vệ được bê tông trước sự thâm nhập của mạnh nước ngầm
Trang 4Có một số quan niệm cũ cho rằng xử lý chống thấm lên bề mặt vữa hoàn thiện như hình 3 Chúng ta có thể khẳng định đây là quan điểm không có căn cứ khoa học, mà đơn giản là căn cứ theo quan niệm giống như
áp dụng chống thấm cho các vị trí trên cao mà thôi, bởi chúng ta biết rằng vữa và bê tông có hai tính chất khác nhau hoàn toàn, bê tông có cường độ cao hơn, độ chặt cũng cao hơn, từ đó dẫn độ thấm, co ngót….khác xa với vữa trát hoàn thiện Vữa trát xốp, mền hơn bê tông, nó được trát lên bề mặt bê tông đã ninh kết, nên độ dính bám giữa hai loại này bị hạn chế, đặc biệt là khi chúng ta xử lý cho các cấu trúc bể ngầm thì lớp vữa này chẳng có tác dụng gì, cụ thể chúng sẽ bị nước chiều ngược (nước ngầm) thấm mục, dẫn đến bong rộp do bị ngâm trong nước với thời gian dài, điều này làm cho các loại vật liệu chống thấm cũng sẽ bị rơi theo, tác dụng của việc chống thấm bể trở thành vô nghĩa, nước từ bên ngoài sẽ thấm vào bể, làm ô nhiễm nước trong bể, mặt khác nếu là bể chữa cháy thì khi hút nước có thể sẽ bị kẹt ống do lớp vữa trát bong rơi xuống đáy gây ra Trong thực thế đã có trường hợp nước ngầm đẩy tấm màng chống thấm phình lên ở giữa bể bơi của một khách sạn tại Đà Nẵng Xin xem ảnh thực tế chứng minh sự bong rộp của lớp vữa trát dưới đây
Hình 5: Ảnh thực tế nước vẫn thấm lên mặt nền từ đầu thép của một tầng hầm, thậm chí
còn đọng nước thành vũng, mặc dù đã xử lý chống thấm bằng màng bitum dưới đáy
Hình 5: Đây là hình ảnh thực tế, của lớp vữa trát bị mục, bong tróc, nước từ nền hầm tràn vào, tại một chân hầm nhà máy gạch men
Hình 5: Đây là hình ảnh thực tế, của lớp vữa trát bị mục, bong tróc, nước từ nền hầm tràn vào, tại một chân hầm nhà máy gạch men
Trang 5Phương án 3: Dùng các dạng dung dịch thẩm thấu tạo màng silicat biến tính chống thấm
Đây là một phương án đang gọi là “mới ở Việt Nam”, tính năng của dạng này là dung dịch thẩm thấu tạo màng trong bê tông dùng chống thấm bề mặt thuận, phương án này thi công đơn giản, năng suất lao động cao, giá thành hợp lý Xong sẽ là chuyện khôi hài khi người ta mang nó dùng chống thấm ngược, trên thực
tế tại một công trình trọng điểm quốc gia, đã ghi một câu chuyện “thú vị” trong làng xây dựng về nhà cung cấp và người ứng dụng, khiến chúng ta cười “méo mó” khi họ cho phép ứng dụng phương án này, phun vào phía trong hào tuy nen giao thông Kết quả là bị bung 200 mét đường hầm khi thảm bê tông nhựa, mọi chuyện rơi vào chỗ bi hài câu chuyện xử lý hậu quả Vấn đề của chuyện cười này là ở chỗ nhà cung ứng thì
cố bán hàng mà không rành kỹ thuật, người ứng dụng thị cố làm vì rẻ Chúng ta cùng xem ảnh 6 sau đây minh họa cho việc áp dụng đúng phương án này
Phương án 4: Dùng các loại vật liệu gốc xi măng, thẩm thấu kết tinh trong bê tông chống thấm
Đây là cũng là phương án“mới ở Việt Nam” dùng vật liệu gốc xi măng áp dụng trực tiếp lên bề mặt
bê tông, vật liệu này được chỉ định dùng cho các cấu trúc chứa nước, hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước, hay những vị trí, hạng mục không chịu nắng trực tiếp, có khả năng thẩm thấu kết tinh trong bê tông, điều đặc biệt của công nghệ này là vật liệu có các hoạt chất tác dụng với hơi ẩm trong các mao dẫn của bê tông,
từ đó thẩm thấu vào các mao dẫn này, quá trình tương tác kích hoạt liên tục giữa vật liệu và hơi ẩm trong mao dẫn của bê tông vẫn diễn ra trong vài năm sau khi áp dụng vật liệu, một số loại vật liệu dạng này có khả năng xuyên suốt bản bê tông dầy 25-30cm trong vòng 2-3 năm, vì vậy, chúng ngăn chặn được nước từ hai chiều thuận ngược Thông thường người ta dùng phương án này chống thấm theo chiều thuận của các công trình ngầm, nhưng khi không tiếp xúc được với mặt thuận, thì có thể dùng chống thấm ngược cho các hạng mục đó, nhờ vào tính năng thẩm thấu của vật liệu này Và cũng chính nhờ vào cơ chế thẩm thấu này của vật liệu mà nó có khả năng chèn lấp các vết nứt từ siêu nhỏ cho đến vết nứt 1/8 in Do vật liệu này có gốc là xi măng, nên tương thích tuyệt đối với các loại vữa trát hoàn thiện, trang trí, khi dùng cho các cấu trúc xây dựng tầng hầm để xe…v/v
Chúng ta cùng xem 2 bức ảnh (hình 6) chụp cắt lớp cơ chế thẩm thấu của vật liệu có tên là Greenseal 200, bức ảnh này đã được đăng ký và đóng dấu bảo chứng của cơ quan quản lý chất lượng quốc
tế nó sẽ giúp chúng ta chọn lựa được một phương án tốt nhất cho yêu cầu từ thực tế nêu ra cho chúng ta
Hình 6: Dùng dung dịch chống thấm mặt cầu đường bộ, (bề mặt thuận trên cao.) - phương án hợp lý của dạng công nghệ này
Trang 6Như vậy cơ chế hoạt động của vật liệu níu trín đê rõ, bđy giờ chúng ta âp dụng chúng như thế năo lă hợp lý nhằm phât huy hiệu quả cao nhất
Chúng ta cùng xem hình minh họa phương ân thi công vật liệu năy trong cấu trúc chứa nước ngầm
CẤU TRÚC MAO DẪN TRONG BÊ TÔNG 7 NGÀY SAU KHI XỬ LÝ
CHỐNG THẤM,
VẬT LIỆU ĐÃ THẨM THẤU VÀO MAO DẪN
CẤU TRÚC MAO DẪN TRONG BÊ TÔNG 28 NGÀY SAU KHI XỬ LÝ CHỐNG THẤM, VẬT LIỆU ĐÃ HOÀN TOÀN LẤP ĐẦY MAO DẪN
CẤU TRÚC BÊ TÔNG NÀY ĐÃ ĐƯỢC BẢO VỆ
Hình 6.1: 7 ngăy sau khi âp dụng vật liệu Hình 6.2: 28 ngăy sau khi âp dụng vật liệu
Hình 7: Phương ân năy chứng tỏ được khả năng bảo vệ được bí tông cả
hai chiều thuận ngược, âp dụng trực tiếp lín bề mặt bí tông
Trang 7Chúng ta cùng xem qua những hình ảnh thực tế của loại vật liệu nêu trên có tên GS 200, ứng dụng tại một hạng mục ở một công trình nhà máy nước trọng điểm quốc gia
III-KẾT LUẬN: VỀ PHƯƠNG ÁN CHỐNG THẤM CHO CÁC CẤU TRÚC BỂ NGẦM, BÁN NGẦM
- Căn cứ ưu khuyết của từng phương án đã phân tích
- Căn cứ yêu cầu chống thấm đặc trưng cho từng hạng mục
- Căn cứ tính tương thích của phương từng phương án với yêu cầu đặt ra
Chúng ta có thể đi đến chọn lựa phương án hiệu quả nhất cho việc xử lý chống thấm các hạng mục bể
ngầm hoặc bán ngầm (nửa ngầm) là: Phương án 4
3.1- LƯU Ý ĐỐI VỚI HẠNG MỤC BỂ NỬA NGẦM PHƠI TRẦN
Dạng bể này có chất đặc thù riêng đối với vị trí sàn bê tông nắp, đây là vị trí mà bê tông phải chịu đựng trong môi trường khắc nhiệt hơn tất cả các vị trí khác trong cấu trúc xây dựng, đòi hỏi chúng ta phải có phương án bảo vệ thích hợp, vậy chúng ta phân tích sự khắc nhiệt so với các vị trí khác chỗ nào để có thể chọn phương án bảo vệ tốt nhất
Ảnh 8.1: Thực trạng trước khi xử lý Ảnh 8.1: Và sau khi xử lý
Hình 9.1 và 9.2 dạng cơ bản của bể nửa ngầm phơi trần (bê tông nắp bể chịu nắng trực tiếp)
Trang 8Chúng ta cùng xem qua minh họa vị trí sàn bê tông nắp trong thực tế
Ảnh chụp thực tế
Qua hình minh họa và ảnh chụp thực tế nêu trên, chúng thấy rằng vị trí bê tông nắp bể phải chịu sự
ăn mòn cao gấp nhiều lần so với tất cả các vị trí khác trong các cấu trúc xây dựng, ngay cả khi so với bê tông mặt cầu đường bộ, bởi bê tông cầu tuy chịu độ rung, chịu chu kỳ sốc nhiệt tự nhiên, chịu hơi ẩm xâm thực bên dưới gầm cầu, nhưng vẫn có gió, sự thông thoáng chi phối, khả năng khô sau mưa nhanh, do bê tông mác cao hơn Còn đối với vị trí bê tông nắp bể mà chúng ta đang quan tâm thì, khi trời mưa nước sẽ thấm theo các vết rạn nứt vào bể gây ô nhiễm nước, khi nắng thì bề mặt bê tông phía trên rất háo nước do bị
“sấy” khô bởi nhiệt độ cao, trong trường hợp này bề mặt khô nóng bên trên sẽ tạo lực hút nước ngưng đọng
Hình 10: Minh họa bê tông vị trí này chịu sự “tấn công” của nước từ hai phía, cũng như chịu nắng bên trên, chịu nước bên dưới
Ảnh 11 chụp thực tế hơi nước ngưng đọng thành giọt
ngưng tụ phía dưới bê tông nắp bể
Hình 12 dưới gầm cầu đường
bộ chưa được 20 năm tuổi, đã
bị hơi nước ăn mòn
Trang 9suốt thời gian tồn tại của bể, đặc biệt đối với khí hậu nóng ẩm mưa nhiều của Việt Nam cộng thêm khí hậu ven biển Miền Trung, sẽ tạo điều kiện cho tiến trình ăn mòn cốt thép trong bê tông đến nhanh hơn bất kỳ nơi nào khác, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình Xuất phát từ những phân tích nêu trên, yêu cầu đặt ra cho chúng ta phải xử lý ngăn chặn nước từ hai chiều, mời các bạn xem hình 12 minh họa phương án này:
Phương án chống thấm hai chiều cho bê tông nắp bể nêu trên tỏ ra kín kẽ, đạt đến độ chuẩn mực cho hạng mục này Ngày nay xử dụng các loại vật liệu chống thấm thì cần có những xem xét về tiêu chuẩn của Quốc
tế về vệ sinh an toàn nguồn nước, hay ảnh hưởng của vật liệu được chọn tác động đến sức khỏe con người
IV- CHỌN PHƯƠNG ÁN CHẶN NƯỚC Ở CÁC VỊ TRÍ MẠCH DỪNG
TRONG THI CÔNG CÁC LOẠI BỂ, CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM
Đây là một biện pháp quan trọng trong quá trình thi công các công trình ngầm, gây khó khăn cho các nhà thi công, đôi khi gây ức chế với các cấu trúc phức tạp, làm đau đầu các nhà quản lý dự án, bởi chẳng hiểu làm sao đã tuân thủ đúng quy trình xử lý mạch dừng nhưng vẫn bị rò rỉ nước Chúng ta cùng xem qua một vài nguyên nhân, để hiểu thêm về nguyên lý thi công các loại mạch dừng này, từ đó sẽ có những giải pháp tốt hơn cho mỗi cấu trúc mà chúng ta xây dựng
Chúng ta xét qua các phương án cho hạng mục này:
1- Dùng dải thép lá dầy 3 ly rộng 20-30 cm
2- Dùng dải nhựa chặn nước chuyên dụng Waterstop PVC (hoặc dải cao su)
3- Dùng sợi dừng nước chuyên dùng Waterstop bentonite, hoặc sợi gốc cao su
4- Dùng xi măng hòa nước tưới lên mạch dừng trước khi đổ bê tông
5- Dùng các loại vật liệu kết nối như dạng keo
Chúng ta cùng phân tích sơ lược các phương án trên để xem phương án nào tỏ ra là hợp lý hơn cả
Phương án 1: Dùng thép tấm 3ly dặt ở mạch dừng:
Đây là phương án từ những thập niên 80 của thế kỷ trước, khi đó Việt Nam còn ảnh hưởng từ những tiểu chuẩn liên xô cũ, khi xử lý mạch dừng người ta dùng một lá hợp kim đồng kích thước như trên, dùng chặn nước mạch dừng thi công, đây là vật liệu chặn nước rất tốt, bởi hợp kim này không dễ bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn, chúng bám dính với bê tông tốt nhưng tốn kém, không mấy kinh tế Sau khi Liên
Xô tan rã, chúng ta không còn các loại vật liệu này, chắc trong lúc khó khăn các nhà thiết kế đã dùng tôn 3 ly thay thế Giải pháp này xem ra chẳng dựa trên tiêu chuẩn nào, mà đơn giản chỉ là “sáng kiến” cẩu thả trong cách suy luận, thiếu khoa học, bởi trên thực tế, không có cơ sơ nào chứng minh tính bám dính của 1 tấm tôn trơn tuột với bê tông, hơn nữa tấm tôn lá này bị ăn mòn, rỉ sét nhanh đến không kịp hiểu Nếu cho giả thuyết rằng tấm tôn này không bị rỉ, thì việc chủ đầu tư cũng phải đối mặt với công
Hình 12: phương án chống thấm 2 chiều dành riêng cho bê tông nắp bể
Trang 10trình bị rò rỉ do nước chảy lưng tấm tôn này do quá trình co dãn của bê tông theo thời gian Chúng ta xem hình ảnh và minh họa của “sáng kiến” này trong thực tế
Chẳng hiểu làm sao, vì lý do nào mà kiểu thiết kế này đến ngày nay thỉnh thoảng vẫn còn gặp trong một số bản vẽ thiết kế, dự toán
Chúng ta mong sao trong tương lai gần sẽ không còn có những bản thiết kế như thế này nữa
Phương án 2: Dùng dải nhựa chặn nước chuyên dụng Waterstop PVC
Đây là phương án dùng dải PVC chặn nước mạch dừng chuyên dụng, về mặt lý thuyết dùng những vật liệu này là hoàn toàn chính xác Xong trong thực tế người ta thường sử dụng chúng không đúng, do không nắm bắt được tính chất công dụng của mỗi mẫu, dẫn đến việc áp dụng vật liệu này còn hạn chế, không phát huy được hiệu quả Trong bài viết này, chúng ta cùng xem nguyên nhân vì sao đã dùng vật liệu chặn nước chuyên dụng mà vẫn phải bỏ tiền sửa chữa, “chưa xây xong đã hỏng”
Chúng ta xem qua một số mẫu thông dụng và cách đặt dải chặn nước PVC này trong bê tông
Sau đây là những hình ảnh sửa chữa mạch ngừng thi công và minh họa cho sự rò rỉ nước trên thực tế, mặc
dù các mạch dừng này đã đặt dải chặn nước PVC