GIA cố và sửa CHỮA kết cấu BTCT

BÀI GIẢNG MÔN HỌC: GIA CỐ VÀ SỬA CHỮA KẾT CẤU BTCT (15 tiết) CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG (2 tiết) 1.1 Các dạng hư hỏng kết cấu BTCT Hư hỏng thấy Thể sút khả chịu lực kết cấu giảm tính sử dụng so với ban đầu, biểu bên ngồi cơng trình: xuất vết nứt biến dạng vượt giới hạn cho phép kết cấu chịu lực, cốt thép bị han gỉ lộ ngồi, bê tơng bị xốp, rỗng, mái bị dột, khu WC bị thấm nước, lớp ốp, lát bị bong, rộp… Hư hỏng không thấy - Mức độ suy giảm khả chịu lực kết cấu BTCT trạng ( 2mm/tháng tháng liên tục  Lún kèm theo trôi trượt - Chuyển vị ngang > 10 mm  Lún lệch giới hạn tiêu chuẩn thiết kế gây nứt tường có bề rộng > 10mm độ nghiêng cục nhà > 1% Tình trạng móng nguy hiểm:  Khả chịu lực 2mm/tháng tháng liên tục Tình trạng nguy hiểm kết cấu BTCT Về khả chịu lực: Khả chịu lực < 85% so với hiệu ứng tác dụng Tình trạng võng: Võng lớn; độ võng dầm sàn > 1/150 L0 Vết nứt:  Dầm: Nứt thẳng đứng nhịp dầm chạy dài lên 2/3 chiều cao dầm, bề rộng vết nứt > 0,5mm Hoặc gối tựa xuất nứt xiên bề rộng >0.4mm vị trí cốt thép chịu lực có vết nứt ngang xiên bề rộng >1mm  Bản sàn: nứt chịu kéo có bề rộng > 0.4mm Đáy đổ chỗ có vết nứt đan xiên  Dầm sàn có nứt dọc theo chiều cốt thép chịu lực (do ăn mòn) bề rộng >1mm  Cột: có vết nứt thẳng đứng, lớp bê tơng bảo vệ bong tróc Hoặc có vết nứt ngang bên có bề rộng >1mm Độ nghiêng: Độ nghiêng cột, tường >1% Các hư hỏng khác:  Lớp BT bảo vệ cấu kiện chịu nén, uốn bị bong rộp, nhiều chỗ cốt thép chịu lực bị ăn mòn lộ ngồi  Chiều dài đoạn gối dầm, sàn < 70% giá trị quy định Trong biểu nguy hiểm nói trên, ngồi biểu rõ rệt mặt võng, nứt có biểu tiềm ẩn bên là: Khả chịu lực Cần gia cường thêm cốt thép bên ngồi phun vữa bê tơng lên - Mặt khe nứt cần gia công để chống thấm nước cốt thép gia cường không bị xâm thực 4.2.2.2 Phương pháp liên kết khe nứt đơn cách kéo áp phía ngoài: - Dùng giằng kéo áp hai phần khe nứt lại với Phương pháp có lợi đinh giằng đinh giằng cho phép khe nứt toác rộng thêm chút - Nếu bên mặt kết cấu khơng cản trở, bố trí giằng kéo áp hai mặt, cặp liên kết với neo đặt xuyên kết cấu bê tơng cốt thép - Nếu có bề mặt không bị cản trở, dùng bu lông neo giằng thép góc neo giằng - Chiều dài giằng nên khác khơng nên vng góc với hướng chủ yếu khe nứt Tránh làm tăng cường độ kéo kết cấu trước xử lý xong 4.3 Sửa chữa rò rỉ, thấm nước qua bê tơng (nước thấm khỏi bể chứa) - Các nguyên nhân gây rò rỉ: Hư hỏng lớp trát Vữa mạch xây khơng kín khít Do co ngót gây nứt Thành phần vật liệu Do đầm không kỹ - Tùy theo tình trạng hư hỏng tốc độ rò rỉ để sử dụng biện pháp sửa chữa khác + Làm lớp trát láng phụ thêm bên bể chứa để thay phần toàn lớp trát cũ + Phun vữa mặt tường bể + Đắp tường đất sét không thấm nước chung quanh bể + Làm lớp vỏ bê tông không chống thấm liên kết liền với tường bê tông cũ - Đánh giá hiệu phương pháp trên: + Dùng lớp trát hiệu nhất, cần đảm bảo thành phần vữa đặc bảo dưỡng tốt để tránh nứt + Biện pháp phun vữa tốt đòi hỏi kỹ thuật thi cơng cao + Biện pháp đắp đất sét kết hợp với phương án có hiệu tốt + Biện pháp làm vỏ bê tông cốt thép dùng biện pháp tường đất sét không thực 4.4 Sửa chữa bê tơng chất lượng xấu Có thể sửa chữa bê tông vữa xi măng - Các bước tiến hành: + Trên mặt tường đục lỗ sâu 10 – 15 cm + Gắn ống sắt vữa xi măng mau ninh kết Các ống cách khoảng 60cm đặt dốc 10-15 độ để sau khỏi bị vữa lấp kín + Phụt vữa làm nhiều đợt giảm lượng vữa tiêu hao, chảy phòi ngồi Chờ vữa lắng đọng bịt lỗ rỗng lớn, tiếp tục vữa lần - Thời gian ngừng đợt – tiếng - Sau xong khoảng 1-2 ngày, nên lại lần thứ hai để kiểm tra 23 - Phụt vữa từ dần lên trên, thấy vữa xuất ống tạm ngừng bơm, bịt ống nút gỗ chuyển sang ống thứ hai - Nếu bê tông bị nứt sợi tóc lan tràn vữa độ – 10cm, áp lực lớn - Nếu bề rộng khe nứt khoảng 2-3cm, vữa xi măng lỏng với áp lực 4-5atm ăn sâu vào kết cấu - Nếu khe nẻ đường thông lớn 3mm, vữa thấm qua kết cấu dễ dàng với áp lực nhỏ, bán kính lan tràn tới 30-40cm 24 CHƯƠNG CHỐNG ĂN MÒN CHO KẾT CẤU (1 tiết) 5.1 Tác động mơi trường ăn mòn lên kết cấu xây dựng Mơi trường ăn mòn kết cấu xây dựng chia thành nhóm: - Mơi trường khí: Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào loại khí, nồng độ, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, lượng khí tiếp xúc, độ hồ tan khí nước… - Mơi trường lỏng: Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào đặc tính mơi trường (dung dịch axit, kiềm, muối, dung môi hữu cơ…), độ pH, nồng độ nhiệt độ, lượng cặn lắng đọng, tốc độ dòng chảy… dung dịch, dầu động - thực vật, dầu mỏ… - Mơi trường rắn (đất, muối, bụi có chứa chất ăn mòn): Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào đặc tính vật liệu, độ hồ tan, độ khuếch tán vật liệu, độ ẩm khơng khí, độ ẩm vật liệu, lưu lượng khơng khí thay đổi… Nói chung có chất rắn ăn mòn trực tiếp mà phải thơng qua độ ẩm khơng khí Mức độ ăn mòn cho tiêu chuẩn chung tiêu chuẩn ngành 5.2 Các giải pháp bảo vệ - Với kết cấu BTCT có dạng ăn mòn bê tơng chủ yếu: + Do tác dụng nước mềm thấm vào bê tơng, hồ tan số thành phần cốt liệu, làm tăng độ rỗng bê tông, dẫn đến giảm cường độ bê tông Đồng thời độ kiềm bê tông giảm đi, kéo theo việc giảm hiệu ứng bảo vệ cốt thép dẫn đến cốt thép bị ăn mòn + Do tác dụng axit, kiềm, muối Dạng ăn mòn tiến dần lớp từ ngồi vào + Do muối sinh phản ứng chất ăn mòn với thành phần bê tơng, dung dịch muối từ ngồi thấm vào bê tơng tạo tinh thể nở thể tích, gây nội lực phá vỡ cấu trúc bê tông - Hiện tượng ăn mòn cốt thép dạng đặc biệt tượng ăn mòn kim loại tác dụng mơi trường ăn mòn ảnh hưởng qua lại bê tông thép Khi lớp bê tông bảo vệ không đủ dầy, bê tông không đặc xuất phát triển vết nứt với độ ẩm cao tạo điều kiện đẩy nhanh tốc độ ăn mòn cốt thép - Với khối xây, tượng ăn mòn xẩy gạch đá vữa Vữa dùng khối xây thường vữa vôi, vữa bata vữa xi măng Vữa vôi không dùng môi trường axit Vữa xi măng có tượng ăn mòn tương tự với bê tơng Đất sét làm gạch có hàm lượng oxit sắt oxit nhôm cao nung tốt làm tăng khả chống ăn mòn Gạch sét thơng thường có độ rỗng lớn, axit ngấm vào phản ứng với oxit nhơm tạo loại muối hồ tan, muối kết tinh làm nở thể tích phá vỡ cấu trúc gạch Khối xây bê tông chịu ăn mòn bê tơng * Xử lý chống ăn mòn: - Cần đảm bảo thời gian hoạt động liên tục cơng trình ngừng với thời gian tối thiểu dẫn đến khó khăn thực - Tẩy rửa, làm bề mặt kết cấu khỏi chất ăn mòn Có thể áp dụng phương pháp học (dùng bàn chải sắt cọ sạch, đục phá lớp…), hố học (áp dụng phản ứng trung hồ), nhiệt (áp dụng cho cấu kiện mỏng tấm, sàn: cho nước phía hun nóng phía để nước nóng lên đến nhiệt độ 60 oC, nước bê tơng có mang theo chất ăn mòn thoát bề mặt) * Các giải pháp chống ăn mòn: + Giảm tác dụng mơi trường ăn mòn + Tăng cường khả chống ăn mòn thân kết cấu (chọn thành phần tối ưu, cấp phối hợp lý, phụ gia phù hợp, tăng độ đặc thi công) + Dùng lớp phủ bảo vệ theo yêu cầu phù hợp (có tiêu chuẩn ngành) + Loại trừ dòng điện ăn mòn 25 BM KCBTCT-GĐ Cán biên soạn THS Đỗ Trường Giang Tài liệu tham khảo TCVN 5574: 2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9381: 2012 Hướng dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà Nguyễn Xuân Bích Sửa chữa gia cố kết cấu bê tông cốt thép NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2005 Nguyễn Xn Bích Sửa chữa gia cố cơng trình xây dựng NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 1995 26 ... sau gia cố cần phải xử lý chống ăn mòn cho kết cấu - Kết cấu BTCT gia cố theo cách bản: + Gia cố điều kiện giữ nguyên sơ đồ kết cấu trạng thái ứng suất Để giữ nguyên sơ đồ kết cấu, việc gia cố. .. thời kết cấu gia cố kết cấu gia cố Đối với kết cấu siêu tĩnh, tính tốn cần đề cập đến phân phối lại nội lực kết cấu - Đối với kết cấu bị ăn mòn, trước hết cần loại trừ tác nhân gây ăn mòn kết cấu. .. gian hạn chế Nên ưu tiên sử dụng cấu kiện lắp ghép BTCT thép để làm kết cấu gia cố Những kết cấu gia cố cần có cấu tạo đơn giản, nhẹ nhàng, dễ thực Để tăng khả chịu tải giảm nhẹ kết cấu gia cố