Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết giới thiệu các phương pháp đánh giá chất lượng công trình sử dụng trong công tác kiểm định. Dựa trên những phân tích, so sánh và ví dụ áp dụng các phương pháp, rút ra phạm vi áp dụng phương pháp đánh giá để kiểm định công trình bê tông cốt thép.
KHOA HC & CôNG NGHê Phõn tớch cỏc phng phỏp đánh giá chất lượng kiểm định cơng trình bê tông cốt thép Analysis of quality assessment methods in reinforced concrete building inspection Vũ Hồng Hiệp Tóm tắt Bài báo giới thiệu phương pháp đánh giá chất lượng công trình sử dụng cơng tác kiểm định Dựa phân tích, so sánh ví dụ áp dụng phương pháp, rút phạm vi áp dụng phương pháp đánh giá để kiểm định cơng trình bê tơng cốt thép Từ khóa: Kiểm định cơng trình, phương pháp tổng hợp, kiểm tra khả chịu lực Abstract This article introduces quality assessment methods of buildings using in inspection work Based on analyses, comparisons and examples of application methods, the scope of application is concluded for the reinforced concrete structure inspection Keywords: Building inspection, synthesis method, check load capacity TS Vũ Hoàng Hiệp Khoa Xây dựng Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Email: vhhiep91@gmail.com Đặt vấn đề Kiểm định cơng trình xây dựng hoạt động khảo sát, kiểm tra, đo đạc, thí nghiệm, định lượng hay nhiều tính chất sản phẩm kết cấu cơng trình Trên sở vào mục tiêu kiểm định, tiến hành phân tích, so sánh, tổng hợp, đánh giá rút nhứng kết luận cơng trình theo quy định thiết kế tiêu chuẩn xây dựng hành áp dụng Hiện nay, cơng trình xây dựng chuyển đổi mục đích sử dụng, cơng trình gặp cố cơng trình xuống cấp có nhu cầu cải tạo nâng cấp chiếm số lượng không nhỏ Việc kiểm định đánh giá chất lượng cơng trình cũ sở để chủ đầu tư định phương án sửa chữa, cải tạo hay phải tháo dỡ cơng trình nhằm đảm bảo an toàn sử dụng Kết đánh giá phục vụ cho cơng tác thiết kế cải tạo cơng trình Vì vậy, cơng tác kiểm định đánh giá chất lượng cơng trình khơng cơng việc quan kiểm định, giám định chất lượng mà kể chủ đầu tư tư vấn thiết kế cần hiểu với mức độ phù hợp Bài báo đề cập đến bước quan trọng quy trình kiểm định bước đánh giá chất lượng kết cấu cơng trình Giới thiệu phương pháp đánh giá chất lượng kết cấu cơng trình theo quy trình kiểm định 2.1 Đánh giá theo số độ tin cậy Trong học cơng trình, chẩn đốn kỹ thuật cơng trình hay đánh giá cơng trình hữu lĩnh vực quan trọng Bài tốn chẩn đốn kỹ thuật cơng trình toán dự báo, đánh giá khả chịu lực, mức độ an tồn cơng trình hữu theo số liệu đo đạc trường ý kiến chuyên gia Về chất tốn tính tốn độ tin cậy cơng trình hữu Khi có đủ số liệu vật lý, hình học tải trọng, tìm kỳ vọng phương sai tham số chẩn đốn áp dụng phương pháp chẩn đốn cách tính tốn lại điều kiện thông tin ngẫu nhiên Từ giá trị số độ tin cậy cơng trình (β) xếp hạng an tồn cơng trình vào loại [1]: - Chất lượng tốt; - Đủ an toàn; - Cần gia cố sửa chữa, cho sử dụng; - Cần đình để sửa chữa; - Đình sử dụng, phá bỏ Trên giới có tiêu chuẩn quy định phân loại an toàn theo số độ tin cậy cơng trình β [3, 5] 2.2 Đánh giá theo phương pháp tổng hợp Trình tự tiến hành kiểm định chất lượng, xác định mức độ nguy hiểm cơng trình theo Tiêu chuẩn TCVN 9381:2012 [2] gồm bước: Khảo sát sơ bộ, khảo sát chi tiết, phân tích đánh giá lập báo cáo Phương pháp đánh giá tổng hợp tiến hành theo bước sau: - Bước 1: Xác định tổng số cấu kiện nguy hiểm (Theo quy định tiêu chuẩn đánh giá tiêu chuẩn thiết kế liên quan) - Bước 2: Tính tỷ số phần trăm cấu kiện nguy hiểm phận cơng trình (nền móng, kết cấu chịu lực, kết cấu bao che) - ký hiệu ρ - Bước 3: Xác định hàm phụ thuộc phận nhà theo cấp a, b, c, d - ký hiệu µa, µb, µc, µd - Bước 4: Xác định hàm phụ thuộc nhà theo cấp A, B, C, D - ký hiệu µA, µB, µC, µD - Bước 5: Tuỳ vào trị số hàm phụ thuộc, đánh giá mức độ nguy hiểm nhà 94 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG theo cấp quy định: cơng trình bê tơng cốt thép Cấp A (khả chịu lực kết cấu thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường, kết cấu nhà an tồn); Đánh giá theo phương pháp tổng hợp có ưu điểm lớn hoàn toàn sử dụng hàm phụ thuộc đơn giản có thơng số đầu vào tình trạng nguy hiểm cấu kiện - vốn dễ dàng xác định dựa theo quan sát, đo đạc đặc trưng hình học, độ nghiêng, võng, lún, vết nứt… so sánh với quy định tiêu chuẩn kiểm định TCVN 9381:2012 Các chủng loại cấu kiện khác có trọng số thay đổi hàm phụ thuộc Ví dụ: Trọng số 2,4 cho cột vách; 1,9 cho dầm kèo; 1,4 cho dầm phụ; cho sàn Cấp B (cá biệt có cấu kiện nguy hiểm, khả chịu lực kết cấu đáp ứng yêu cầu sử dụng); Cấp C (xuất tình trạng nguy hiểm cục bộ) Cấp D (nhà xuất tình trạng nguy hiểm tổng thể) 2.3 Đánh giá theo tính tốn kiểm tra kết cấu Phương pháp đánh giá dựa theo tính tốn, kiểm tra khả chịu lực kết cấu, cấu kiện quy định tiêu chuẩn Liên bang Nga SP 13-102 [7] Theo tiêu chuẩn này, sau bước khảo sát bước đánh giá chất lượng cơng trình tiến hành dựa q trình tính tốn kiểm tra kết cấu cấu kiện, quy định sau: - Việc tính tốn cơng trình xác định nội lực cấu kiện tải trọng sử dụng tiến hành sở phương pháp học kết cấu sức bền vật liệu Các tính tốn thực phương pháp kỹ thuật máy tính với phần mềm chuyên dụng Đồng thời tính tốn tiến hành sở có kể đến thơng số khảo sát thực tế được: + Các thơng số hình học nhà phận nó: nhịp, chiều cao, kích thước tiết diện tính tốn kết cấu chịu lực; + Các gối tựa liên kết thực tế kết cấu chịu lực, sơ đồ tính tốn thực tế chúng; + Cường độ tính tốn vật liệu làm kết cấu; + Các khuyết tật hư hỏng ảnh hưởng đến khả chịu lực kết cấu; + Tải trọng tác động thực tế điều kiện sử dụng nhà cơng trình - Sơ đồ tính tốn thực tế xác định theo kết khảo sát Khi xác định sơ đồ tính tốn thực tế làm việc kết cấu BTCT, với thơng số hình học chúng, phải kể đến cách đặt cốt thép thực tế cách liên kết chúng với - Tính tốn khả chịu lực kết cấu bê tông cốt thép tiến hành phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế tương ứng Việc so sánh đại lượng mức độ chịu tải thực tế kết cấu so với khả chịu lực - Trên sở khảo sát kết cấu chịu lực, tính tốn kiểm tra phân tích kết chúng, đưa kết luận tình trạng kỹ thuật kết cấu đưa định việc sử dụng hay không Trong trường hợp nội lực kết cấu vượt khả chịu lực nó, tình trạng kết cấu xếp vào loại tình trạng khơng chấp nhận tình trạng nguy hiểm Phân tích phương pháp đánh giá chất lượng cơng trình bê tơng cốt thép kiểm định Phương pháp đánh giá chất lượng cơng trình theo số độ tin cậy khó khăn cho thực hành, lý khó có đầy đủ số liệu mà tốn tính tốn độ tin cậy yêu cầu Do vậy, phương pháp thích hợp nghiên cứu trường hợp điển hình Hai phương pháp đánh giá theo tiêu chuẩn kiểm định hành Việt Nam Liên bang Nga, rõ ràng có tính thực hành cao hơn, áp dụng thực tế Do phần phân tích tập trung so sánh ưu, nhược điểm tính hiệu áp dụng đánh giá chất lượng kết cấu Nhược điểm phương pháp đánh giá tổng hợp nhóm cấu kiện dùng chung trọng số, ảnh hưởng cấu kiện đến khả chịu lực hệ kết cấu khác Ví dụ : Cột khung vai trò chịu lực khác cột hành lang trang trí, cột tầng vai trò chịu lực khác cột tầng mái… Đặc điểm hệ kết cấu không xem xét theo phương pháp Phương pháp đánh giá dựa tính toán kiểm tra khả chịu lực kết cấu khắc phục nhược điểm phương pháp tổng hợp Nếu hiểu cơng trình thiết kế có khả chịu lực tính tốn dựa thơng số giả định, cơng trình hữu đánh giá chất lượng việc tính tốn khả chịu lực dựa vào thông số thu thập từ trường so sánh với nội lực thực tế tính tốn Tuy vậy, việc khảo sát, thu thập đầy đủ số liệu phục vụ tính tốn kiểm tra kết cấu không đơn giản Với công trình bê tơng cốt thép, cấu kiện bị che khuất, ngầm khó khảo sát Ngay thân cấu kiện lộ thiên mà kích thước lớn, đặt nhiều lớp cốt thép kỹ thuật đại thí nghiệm phá hủy khơng phá hủy khó xác minh Độ xác kết thí nghiệm khơng phá hủy ngồi trường làm cho thơng số đầu vào tính tốn gặp sai số Chưa cần so sánh kết đánh giá, so sánh kết khảo sát cấu kiện phục vụ q trình đánh giá thấy khó khăn phương pháp tính tốn: Một đài móng cọc, đánh giá theo phương pháp tổng hợp cần đánh giá tính ngun vẹn mặt ngồi, đài không bị trôi trượt, nghiêng lệch vượt giới hạn quy định tiêu chuẩn kiểm định kết luận cấu kiện không nguy hiểm; đài cọc muốn tính tốn kiểm tra cần phải xác định loại cọc, đặc trưng vật liệu, chiều dài cọc, tính chất đất nền, tính chất học vật liệu bê tông cọc, đài, chủng loại cấu tạo, bố trí cốt thép… khơng dễ dàng xác định Để so sánh cụ thể phương pháp đánh giá theo kết tổng hợp kết tính tốn, mục trình bày ví dụ số Ví dụ áp dụng Ví dụ 1: Cho cơng trình nhà ống BTCT có khung nhịp, bước khung Giả định chất lượng bê tông xốp rỗng, nứt chân cột A tầng (Hình 1) Yêu cầu đánh giá chất lượng kết cấu theo phương pháp tổng hợp theo tính tốn kiểm tra kết cấu - Đánh giá theo phương pháp tổng hợp: Tỷ số phần trăm cấu kiện nguy hiểm kết cấu chịu lực: ρ sdm = 5,83% Sau xác định hàm phụ thuộc phận nhà, hàm phụ thuộc nhà, đánh giá cấp nguy hiểm cơng trình Cấp B (Cơng trình có cấu kiện nguy hiểm) S¬ 27 - 2017 95 KHOA HC & CôNG NGHê Chuyn v ngang nh khung vượt giới hạn tiêu chuẩn thiết kế cho phép, khung không đảm bảo yêu cầu sử dụng 1.2T/m 1.2T/m 4000 C25x25 C25x25 D20x30 Nhận xét thấy, đối tượng kiểm định sử dụng phương pháp đánh giá cho kết chất lượng cơng trình khác Để đạt hiệu cao công tác kiểm định, mang lại kết luận xác chất lượng cơng trình, kiến nghị đánh giá song song phương pháp, chọn mức thấp kết để kết luận tình trạng kỹ thuật cơng trình Tùy thực tế đặc điểm cơng trình kết hợp phương pháp đánh giá cho phận kết cấu Đối với phần ngầm, khơng có đủ số liệu tính tốn kiểm tra dùng cách đánh giá tổng hợp để kết luận tình trạng kỹ thuật Nếu phần thân kết cấu có đủ số liệu, giả định phần móng đạt yêu cầu an tồn, tính tốn kiểm tra hệ kết cấu 1.2T/m 4000 C25x25 C25x25 D20x30 1.2T/m 4000 C25x25 C25x25 D20x30 C25x25 4000 C25x25 2000 C25x25 D20x30 C25x25 D20x30 4000 Kết luận B A Hình Sơ đồ khung ngang Hình Biến dạng khung ngang Khả chịu lực kết cấu đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường, cá biệt có cấu kiện trạng thái nguy hiểm không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực, cơng trình đáp ứng u cầu sử dụng bình thường - Đánh giá theo tính toán kiểm tra kết cấu: Nội lực cột tầng không bị hư hỏng bê tông: Bảng So sánh nội lực cột B tầng Nội lực (kN, kNm) Trước hư hỏng cột A Sau hư hỏng cột A Mô men 46,0 63,0 Lực dọc 206,3 202,6 Lực cắt 21,0 33,5 Đối với cơng trình bê tông cốt thép, không dễ khảo sát đầy đủ số liệu để tính tốn kiểm tra kết cấu, nên kết hợp với phương pháp tổng hợp để đánh giá chất lượng cơng trình Đánh giá theo phương pháp tổng hợp có nhiều ý nghĩa triển khai hoạt động kiểm định, nhiên, cần cẩn trọng áp dụng có phân tích khoa học tùy đặc điểm cơng trình thực tế, tránh máy móc, làm sai lệch kết luận kiểm định Trường hợp số lượng cấu kiện nguy hiểm nhóm có trọng số cao chiếm tỷ lệ lớn, thiết phải phân tích, kiểm tra so sánh thêm với kết theo phương pháp tổng hợp./ Khả chịu lực cột B không đảm bảo nội lực tăng, cấu tiếp tục thay đổi dẫn đến kết cấu bị phá hoại, tình trạng nguy hiểm tồn hệ Ví dụ 2: Cho cơng trình Giả định tồn cột nghiêng 1% u cầu đánh giá chất lượng kết cấu theo phương pháp tổng hợp theo tính tốn kiểm tra kết cấu - Đánh giá theo phương pháp tổng hợp: Tỷ số phần trăm cấu kiện nguy hiểm kết cấu chịu lực: ρ sdm = 58,2% Cấp nguy hiểm công trình: Cấp C (Cơng trình có phận nguy hiểm) Khả chịu lực số phận kết cấu đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường, xuất tình trạng nguy hiểm cục - Đánh giá theo tính tốn kiểm tra kết cấu: 96 Việc lựa chọn phương pháp đánh giá định nhiều đến kết luận tình trạng kỹ thuật, chất lượng cơng trình kiểm định T„P CHŠ KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG Ti liu tham kho Nguyễn Văn Phó, Lê Ngọc Thạch, Trần Văn Liên, Bài tốn chẩn đốn kỹ thuật cơng trình điều kiện thơng tin mờ, Tuyển tập cơng trình Hội nghị khoa học Toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ 8, tr 618-627, 2006 Tiêu chuẩn Việt Nam, Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà, TCVN 9381:2012, 2012 Tiêu chuẩn Nhà nước CHND Trung Hoa, Tiêu chuẩn thống để thiết kế cơng trình theo độ tin cậy, JB 50153-12, 2012 Trung tâm Thí nghiệm Kiểm định chất lượng cơng trình, Báo cáo kiểm định chất lượng cơng trình, Đại học Kiến trúc Hà Nội, 2008 - 2014 ISO, General principles on reliability for structures, ISO 2394, 1998 СП 13-102-2003, Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений, Своды правил по проектированию и строительству, 2003 ... khơng chấp nhận tình trạng nguy hiểm Phân tích phương pháp đánh giá chất lượng cơng trình bê tông cốt thép kiểm định Phương pháp đánh giá chất lượng cơng trình theo số độ tin cậy khó khăn cho... tượng kiểm định sử dụng phương pháp đánh giá cho kết chất lượng cơng trình khác Để đạt hiệu cao công tác kiểm định, mang lại kết luận xác chất lượng cơng trình, kiến nghị đánh giá song song phương. .. cơng trình bê tơng cốt thép, khơng dễ khảo sát đầy đủ số liệu để tính toán kiểm tra kết cấu, nên kết hợp với phương pháp tổng hợp để đánh giá chất lượng cơng trình Đánh giá theo phương pháp tổng