Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Công tác khảo sát, thiết kế; Gia cố kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu gạch đá; Kỹ thuật sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép; Chống ăn mòn cho kết cấu gia cố. Mời các bạn cùng tham khảo!
BÀI GIẢNG MƠN HỌC: Sưa ch÷a, gia cè kÕt cÊu công trình (15 TIT) Chng Khỏi nim chung (3 tiết) 1.1 Các ngun nhân gây hư hỏng cơng trình Bao gồm yếu tố tác động học, lý học hóa học diễn q trình xây dựng sử dụng cơng trình; sai sót công tác khảo sát, thiết kế thi công khơng kịp thời tu q trình vận hành cơng trình - Các tác động học bao gồm: Các loại tải trọng tác dụng lên cơng trình - Các tác động lý hoá học bao gồm: Tác dụng nhiệt độ, độ ẩm, lún không đều, chấn động, mơi trường ăn mịn hố học, điện hố… + Ở nhiệt độ âm ( -150C), lượng nước dư BT bị đóng băng, thể tích tăng lên, chèn ép vào BT, gây nứt vỡ BT Nhiệt độ tăng cao (4000C-12000C), cường độ BT giảm xuống, thể tích tăng lên Sự chênh lệch nhiệt độ phía bị đốt nóng làm cho kết cấu bị biến dạng, gây nứt, vỡ bề mặt + ăn mòn: Do CO2 thấm vào BT, muối có nước mềm hịa tan Ca(OH)2 làm giảm độ kiềm BT, BT khả bảo vệ cốt thép Do muối sinh phản ứng ăn mòn với thành phần xi măng tạo thành chất kết tinh tích tăng lên hai lần, chèn ép làm vỡ BT + ăn mịn cốt thép - Các sai sót cơng tác khảo sát thiết kế: + Khảo sát: Số liệu thiếu xác thực tình hình địa hình, địa chất, thuỷ văn; số liệu khí hậu, qui mơ tính chất cơng trình lân cận… Các số liệu khơng xác tiêu lý đất Chiều sâu khảo sát chưa đủ (thông thường quy định chiều sâu khảo sát 1.5Hcông trình; gặp đất yếu cần tăng thêm chiều sâu khảo sát) Những sai sót dẫn đến giải pháp móng cơng trình khơng đảm bảo + Trong thiết kế: Việc áp dụng giải pháp kết cấu móng khơng phù hợp, chưa đề cập đầy đủ dạng tải trọng xảy ra, chưa đủ tổ hợp tải trọng; tính tốn sai, xác định sơ đồ tính sai; sử dụng vật liệu không thoả đáng, cấu tạo chi tiết không phù hợp (quá nhiều thép, không đủ khoảng hở, không đủ neo, cấu tạo liên kết sai) ….Lựa chọn giải pháp kết cấu cho phận không phù hợp (BTCT toàn khối, BTCT lắp ghép, BTCT ứng lực trước), cụ thể: * BTCT tồn khối: Có độ cứng, bậc siêu tĩnh cao lại nhạy cảm với lún lệch thay đổi nhiệt độ, tính tốn không kể đến tác động gây cố cho cơng trình * BTCT lắp ghép: nhạy cảm với lún lệch nhiệt độ, lại chịu xâm thực môi trường mạnh vị trí mối nối, làm cơng trình nhanh chóng hư hỏng * BTCT ứng lực trước: Cần ý bảo vệ chống ăn mòn cho CT ứng lực trước, đặc biệt cơng trình ven biển, cơng trình điều kiện ăn mịn cao Ngồi đầu neo lực căng lớn gây nứt vỡ cục - Các sai sót q trình thi cơng: Là ngun nhân quan trọng làm giảm chất lượng cơng trình (rất nhiều: trộn sai cấp bền bê tông, sử dụng xi măng chất lượng, cốt liệu không sạch, không qui cách, chất lượng vật liệu không đạt yêu cầu, sử dụng phụ gia khơng thích hợp, lớp bảo vệ khơng đúng, đặt sai không yêu cầu cấu tạo cốt thép, sai tim, trục định vị phải nắn chỉnh, copha không đảm bảo yêu cầu, đầm bê tông không đảm bảo, bảo dưỡng không tốt …) - Chế độ bảo dưỡng cơng trình q trình vận hành ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ cơng trình, đặc biệt cơng trình cơng nghiệp (Sử dụng cơng trình khơng với chức ban đầu, sửa chữa cải tạo tùy tiện, làm thay đổi sơ đồ chịu lực ban đầu, bảo trì hạn, khơng qui trình …) 1.2 Đối tượng sửa chữa , gia cố cải tạo cơng trình - Những cơng trình sử dụng lâu năm bị xuống cấp tác động nhiều nguyên nhân khác tải trọng, khí hậu, hố chất ăn mịn, cố… gây nên - Những cơng trình bị hư hỏng sai sót khâu khảo sát, thiết kế thi cơng - Những cơng trình nhu cầu thay đổi sử dụng cải tiến công nghệ, đổi thiết bị, thay đổi công năng,… dẫn đến thay đổi sơ đồ kết cấu, thay đổi tải trọng - Những cơng trình có nhu cầu mở rộng mở rộng mặt bằng, nâng thêm chiều cao, nâng thêm tầng… → Như vậy, việc gia cố, sửa chữa cải tạo đề cập đến cơng trình có nhu cầu cải thiện mặt chịu tải trọng cơng nhằm đảm bảo an tồn, tăng tuổi thọ tăng hiệu sử dụng cơng trình * Cũng xây mới, việc gia cố, sửa chữa cải tạo cơng trình có sẵn phải qua khâu khảo sát thiết kế, sau tiến hành thi công Tuy nhiên công tác khảo sát, thiết kế có đặc điểm khác so với việc làm xây cơng trình Do vậy, cần đánh giá tính chất, nguyên nhân mức độ hư hỏng cơng trình, xác định mục đích yêu cầu công tác sửa chữa, gia cố định tính đắn cho giải pháp lựa chọn 1.3 Đánh giá tính chất mức độ hư hỏng cơng trình Có dạng hư hỏng: a Hư hỏng thấy được: Thể sút khả chịu tải kết cấu giảm tính sử dụng so với ban đầu, chẳng hạn kết cấu xuất vết nứt biến dạng vượt giới hạn cho phép, mái bị dột, khu WC bị thấm nước, lớp ốp, lát bị bong, rộp… gọi H - mức độ hư hỏng cơng trình (%), ei - mức độ hư hỏng cấu kiện thành phần i (%), ti - tỉ lệ giá thành cấu kiện i so với giá thành tồn cơng trình, n ta có: H t e i 1 i i (%) 100 Khi H > 80% coi cơng trình hồn tồn bị phá huỷ b Hư hỏng không thấy được: Việc đánh giá dựa sở: - Mức độ giảm giá cơng trình tiến khoa học kỹ thuật giá xây dựng hạ xuống đánh giá hiệu số vốn đầu tư thời điểm xây dựng cơng trình thời điểm khảo sát để sửa chữa, gia cố - Mức độ bất hợp lý mặt sử dụng đánh giá phụ phí để dỡ bỏ phần bất hợp lý cơng trình → Kết hợp dạng hư hỏng để đánh giá toàn diện mức độ hư hỏng cơng trình * Cơ sở đánh giá theo TCXDVN 373-2006 – “Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà” Việc đánh giá theo phương pháp đánh giá tổng hợp, dựa mức độ nguy hiểm cấu kiện, đánh giá mức độ nguy hiểm phận từ đánh giá mức độ nguy hiểm cơng trình Các cơng thức tiêu chuẩn dài tham khảo tiêu chuẩn Theo tiêu chuẩn, để đánh giá tình trạng nguy hiểm cơng trình, độ nguy hiểm phân chia thành cấp sau đây: Cấp A: Kết cấu an tồn Chưa có nguy hiểm Khả chịu lực kết cấu thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường Cấp B: Cá biệt có cấu kiện trạng thái nguy hiểm cục bộ, kết cấu chịu lực chưa bị ảnh hưởng Khả chịu lực kết cấu đạt u cầu Cơng trình đáp ứng u cầu sử dụng bình thường Cấp C: Khả chịu lực phận kết cấu không đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường Xuất tình trạng nguy hiểm cục Cấp D: Khả chịu lực kết cấu chịu lực không đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường Nhà xuất tình trạng nguy hiểm tổng thể từ đó, kiến nghị hướng xử lý, tham khảo theo bảng sau Mức độ nguy hiểm Cấp A Cấp B Cấp C Cấp D Biểu nguy hiểm Kết cấu an tồn, chưa có nguy hiểm, khả chịu lực kết cấu thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường Cá biệt có cấu kiện trạng thái nguy hiểm cục bộ, kết cấu chịu lực chưa bị ảnh hưởng, khả chịu lực kết cấu đạt u cầu, cơng trình đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường Khả chịu lực phận kết cấu không đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường, xuất tình trạng nguy hiểm cục Khả chịu lực kết cấu chịu lực không đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường, Nhà xuất tình trạng nguy hiểm tổng thể Phương hướng xử lý Bảo trì định kỳ Sửa chữa nhỏ Sửa chữa lớn Sửa chữa toàn diện, kèm theo gia cường lại hệ kết cấu, kiến nghị dỡ bỏ nhằm đảm bảo an tồn cho cơng trình lân cận Chương Cơng tác khảo sát, thiết kế (2 tiết) 2.1 Mục đích - Khảo sát cơng trình cần gia cố, sửa chữa gần giống khám bệnh cho người ốm, nên gần người ta đưa thuật ngữ “Bệnh học công trình” Mục đích xác định trạng thái, mức độ hư hỏng tìm nguyên nhân chúng - Công tác khảo sát nhằm mô tả đánh giá trạng kết cấu Phân tích kết khảo sát kết hợp với lập luận hợp qui luật để tìm nguyên nhân hư hỏng làm tiền đề cho việc thiết kế, sửa chữa Tiêu chuẩn hành (TCXDVN 373-2006) 2.2 Nội dung Nội dung công tác khảo sát bao gồm: - Hiện trạng khả chịu tải kết cấu (kết cấu chịu lực bao che) - Khảo sát móng - Mức độ bất hợp lý phương diện sử dụng - Mơi trường làm việc cơng trình ảnh hưởng cơng trình lân cận (Tham khảo thêm tài liệu khảo sát, kiểm định chất lượng cơng trình) 2.2.1 Khảo sát kết cấu - u cầu: + Các vẽ kết cấu cơng trình có đánh dấu chỗ, phận bị hư hỏng tình trạng hư hỏng + Tình trạng khả chịu tải kết cấu bản, cụ thể: Mức độ biến dạng, vết nứt, mức độ tính chất ăn mịn… - Các cơng việc cần tiến hành: Đo, vẽ kết cấu cơng trình trường hợp cơng trình khơng cịn vẽ thiết kế cũ Đối với kết cấu BTCT: Số liệu kích thước tiết diện, số lượng tiết diện cốt thép, loại cốt thép sử dụng Đối với kết cấu BTCT lắp ghép phải xác định chi tiết liên kết sơ đồ kết cấu - Đánh giá khả chịu tải kết cấu bản: + Tính toán lại theo qui phạm hành với giả thiết cơng trình cịn ngun vẹn với tải trọng thực tế tác dụng + Xác định số lượng, vị trí, bề rộng độ sâu vết nứt Vết nứt M,Q,N xoắn gây Vết nứt ổn định hay phát triển theo thời gian + Kiểm tra cường độ bê tơng phương pháp thích hợp tuỳ theo mức độ quan trọng cần thiết + Kiểm tra khuyết tật bê tông thấy cần thiết + Kiểm tra chi tiết liên kết kết cấu BTCT lắp ghép + Nếu kết cấu làm việc mơi trường ăn mịn, cần kiểm tra tình trạng ăn mịn, chiều sâu thâm nhập, tượng ăn mịn cốt thép, cường độ bê tơng miền bị chất ăn mịn thâm nhập + Tính lại khả chịu tải thực tế kết cấu theo số liệu thu - Kiểm tra vết nứt, biến dạng có dụng cụ, thiết bị chuyên dụng (theo giáo trình mơn thí nghiệm kiểm định chất lượng cơng trình) - Kiểm tra độ bền vật liệu: + Trong phịng thí nghiệm: Các mẫu cắt từ kết cấu thử tới tải trọng phá huỷ + Tại trường: Xác định phương pháp không phá hoại mẫu: sai số từ 10% đến 15%, nhiên ưu điểm nên sử dụng rộng rãi hơn; ví dụ súng bật nẩy, siêu âm, thiết bị phóng xạ, thiết bị từ,… 2.2.2 Khảo sát móng - Yêu cầu: Các số liệu khảo sát móng cơng trình cần nêu đặc điểm khu đất, cấu tạo móng cơng trình cơng trình có liên quan, trạng khả chịu tải biến dạng móng - Các cơng việc cần tiến hành: + Tìm hiểu cấu tạo kết cấu móng cơng trình (căn vẽ, cấu trúc bên trong) + Tình hình cấu tạo địa chất cơng trình trạng cơng trình lân cận + Tìm hiểu độ lún cơng trình → Đối với cơng trình có khung chịu lực: Vị trí khảo sát cần chọn phạm vi chân cột, chân tường để biết tường xây trực tiếp lên móng hay dầm móng Chọn vị trí điển móng cột trục giữa, biên, đầu hồi → Đối với cơng trình có tường chịu lực: Móng thường móng băng bè BTCT, vị trí khảo sát nên chọn cạnh tường biên, tường ngang tường hồi → Xác định kích thước bề rộng, độ sâu móng, kiểm tra cốt thép móng đánh giá lại khả chịu tải móng - Khảo sát đất phương pháp khoan, xuyên kết hợp (phương pháp xuyên tĩnh sử dụng nhiều) 2.3 Thiết kế sửa chữa, cải tạo gia cố 2.3.1 Nội dung - Xác định cần thiết phải sửa chữa, gia cố cải tạo cơng trình - Thiết kế sửa chữa, gia cố bao gồm: + Phân tích kết khảo sát, xác định nguyên nhân gây hư hỏng + Các giải pháp để sửa chữa, gia cố + Các giải pháp bảo vệ kết cấu + Vật liệu sử dụng + Biện pháp thi cơng + Dự tốn thiết kế 2.3.2 Đặc điểm khác so với thiết kế - Quan trọng việc sửa chữa, gia cố, cải tạo cần thực điều kiện vận hành liên tục công trình có dừng dừng thời 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 dùng kết cấu ứng lực trước Dùng BTCT đổ chỗ khó khăn - Đưa kết cấu gia cố tham gia làm việc với kết cấu gia cố Để thực hiện: + Cắt bỏ hết phần tải trọng cắt bỏ trước gia cố + Có thể dùng kích để trả lại trạng thái “nghỉ tương đối” kết cấu gia cố, (ví dụ kích trả lại độ võng = cho kết cấu chịu uốn) + Dùng kết cấu ứng lực trước dây căng ƯLT, ống lồng ƯLT, đạp ƯLT,… - Đối với cơng trình bị ăn mịn, việc sửa chữa, gia cố phải tiến hành đồng thời với việc xử lý chống ăn mòn Trước sửa chữa, gia cố cần phải làm kết cấu cũ khỏi tác nhân ăn mịn - Biện pháp thi cơng phải thuận tiện, phù hợp, dễ thực hiệu - Do tính linh hoạt cơng việc sửa chữa, gia cố địi hỏi người thiết kế ln có mặt trường q trình thi cơng để kịp giải yêu cầu đột xuất xảy Chương Gia cố kết cấu BTCT kết cấu gạch đá (7 tiết) 3.1 Nguyên tắc chung - Các giải pháp gia cố phải phù hợp với u cầu sử dụng cơng trình, điều kiện phương tiện, vật liệu khả thi công - Sau gia cố, kết cấu phải đảm bảo khả chịu tải, đảm bảo làm việc đồng 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 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 thực cách tăng tiết diện + Gia cố cách thay đổi sơ đồ trạng thái ứng suất kết cấu Để gia cố cách áp dụng phương pháp đặt thêm gối tựa, dây căng ƯLT, kết cấu hỗ trợ thay thế,… - Vật liệu sử dụng để gia cố kết cấu BTCT: Bê tơng có B ≥ B12,5 Các loại thép bon thông dụng, không nên dùng loại có cường độ đặc biệt cao Vữa chèn vữa xi măng mác ≥ mác 100 Nói chung, vật liệu sử dụng công tác sửa chữa gia cố cần đáp ứng yêu cầu sau: + Về tính co ngót: Sử dụng vật liệu sửa chữa có độ co ngót tối thiểu, chí khơng co, trương nở yêu cầu bắt buộc để đảm bảo chất lượng công tác sửa chữa Lý do: Với kết cấu cũ ổn định, vật liệu sửa chữa bị co ngót gây ứng suất kéo lớp vật liệu đó, đồng thời mặt tiếp xúc hai lớp vật liệu xuất ứng lực cắt làm hai lớp vật liệu trượt lên nhau, phá vỡ lực dính hai lớp vật liệu cũ Những khe nứt tách sinh trình tạo điều kiện cho tác nhân ăn mòn môi trường xâm nhập vào gây tượng ăn mòn cho kết cấu + Từ biến: Trong từ biến xảy với kết cấu cũ mức ổn định (giá trị biến dạng nhỏ) với vật liệu sửa chữa gia cường vừa thi cơng từ biến cịn lớn, điều gây ứng lực trượt mặt tiếp xúc làm cho liên kết hai loại vật liệu cũ, giảm yếu đi, làm suy giảm khả chịu tải vật liệu Vì cần chọn loại vật liệu có biến dạng từ biến nhỏ + Cường độ phải đảm bảo không nhỏ cường độ kết cấu cấu cũ + Khi kết cấu làm việc mơi trường ăn mịn cao, vật liệu sửa chữa phải đáp ứng yêu cầu chống ăn mịn + Phù hợp với điều kiện thi cơng 3.2 Các giải pháp gia cố kết cấu BTCT 3.2.1 Gia cố kết cấu BTCT cách tăng tiết diện - Phương pháp sử dụng rộng rãi - Ưu điểm: + Tính tốn đơn giản + Dễ thực loại kết cấu khác chịu uốn, chịu nén tâm, lệch tâm + Đối với kết cấu không lớn, phương pháp hiệu mặt nâng cao khả chịu tải - Các dạng tăng tiết diện (hình 3.1): - Có thể tăng tiết diện cách ốp tiết diện loại thép hình (thường dùng cho cấu kiện chịu nén tâm, lệch tâm) - Để đảm bảo làm việc chung phần ốp thêm tiết diện cũ cần có độ bám dính bê tông cũ Cần đục nhám làm mặt bê tơng cũ Độ bám dính cịn phụ thuộc vào chất kết dính, điều kiện đổ bê tơng, độ Hình 3.1 Các dạng tăng tiết diện dẻo hỗn hợp bê tông cấp độ bền bê tông Theo kinh nghiệm, độ sụt bê tông khoảng 10 cm Sử dụng xi măng Pooc lăng, không nên dùng xi măng đông cứng nhanh - Chiều dầy lớp bê tông ốp ≥ cm đổ bê tông thông thường ≥ cm dùng máy bê tông a Tăng chiều cao tiết diện Thực tế cho thấy tăng khả chịu tải kết cấu lên 1,5 lần tiết kiệm vật liệu Thường áp dụng cho cấu kiện chịu uốn dầm, sàn cấu kiện chịu nén cột - Đối với sàn: + Khi cốt thép cịn ngun lành mặt khơng bị vướng, cần đổ thêm bê tơng mặt sàn dầy từ cm tuỳ theo yêu cầu tải trọng Mặt sàn phải đục nhám làm Để tăng độ bám dính lớp sàn, đục thủng lỗ xuống sàn cũ với kích thước 20x20 cm, có thép móc vào lớp thép chịu lực sàn (hình 3.2a) Mặt tuỳ theo yêu cầu bố trí thêm lớp thép cấu tạo (≥ Ø4 a300) Hình 3.2 Tăng chiều dầy sàn BTCT + Trường hợp mặt bị vướng thiết bị điều kiện không cho phép nâng độ cao mặt sàn tăng chiều dầy phía mặt sàn (hình 3.2b) Trường hợp cần đặt thêm cốt thép phụ phải liên kết với cốt thép có sàn Đổ bê tông trường hợp phải dùng máy bê tông - Đối với dầm: + Tăng miền bê tơng chịu nén (khá khó khăn khơng cho phép).(hình 3.3a) a) b) Hình 3.3 Tăng tiết diện dầm + Tăng chiều cao phía mặt dầm: Đặt cốt thép chịu kéo bổ sung → Khi cần tăng cường cốt thép chịu kéo bổ sung, hàn cốt thép bổ sung với cốt thép chịu lực có đoạn thép trung gian liên kết Chiều dầy lớp bê tông thêm vào cần vừa đủ để bao kín cốt thép, đảm bảo làm việc bê tông cốt thép đảm bảo lớp bê tông bảo vệ ≥ 3cm nên dùng máy bê tơng để thi cơng (hình 3.3b) → Khi cần tăng cao hơn, cốt dọc hàn với cốt thép dầm, đường kính thép dọc từ Ø12 Ø30; đường kính cốt đai từ Ø8 Ø12 - Đối với cột: Tăng phía phía tuỳ theo yêu cầu Chiều cao tăng phụ thuộc kết tính tốn Đường kính cốt dọc từ Ø14 Ø25 (hình 3.4) Hình 3.4 Tăng chiều cao tiết diện cột b Tăng bề rộng chiều cao tiết diện - Phương pháp dùng để gia cố dầm bề rộng tiết diện dầm bé - Cốt dọc bố trí với việc tăng chiều cao tiết diện (hình 3.5) - Cốt đai bố trí theo dạng: + Đai hở: móc vào thép cấu tạo sát đáy sàn Cũng gắn với cặp thép góc (thép chữ L) bắt với sàn bu lông với khoảng cách từ 1,5m + Đai kín: xuyên qua sàn Khoảng cách lỗ xuyên khoảng 50cm, lỗ có tác dụng để đổ bê tơng Hình 3.5 Tăng bề rộng chiều cao tiết diện c Tăng tiết diện cách ốp bốn phía - Phương pháp thích hợp với cột Đối với dầm khơng có sàn áp dụng tốt có sàn phức tạp nên dùng - Cốt thép chiều dầy bê tơng ốp xác định theo tính tốn.(hình 3.6) - Ưu điểm: Phần bê tơng bê tơng cũ gắn chặt vào tính co ngót bê tơng tạo nên làm việc đồng thời Hình 3.6 Tăng tiết ốp bốn phía a) cột; b) dầm d Đặc điểm tính tốn gia cố cách tăng cường tiết diện - Do khơng thay đổi sơ đồ tính tốn ban đầu nên việc tính tốn kiểm tra khả chịu tải tiết diện sau gia cố - Các giả thiết để tính tốn: + Tiết diện sau gia cố coi thể thống + Cốt thép phần tiết diện cũ cho phép làm việc với cường độ tính tốn (0,75 0,8)Rs + Cường độ bê tông lấy sau: → Khi tăng tiết diện miền bê tông chịu nén: lấy cường độ bê tông gia cố → Khi tăng tiết diện miền bê tông chịu kéo: lấy cường độ kết cấu cũ 3.2.2 Gia cố kết cấu BTCT cách đặt thêm gối tựa phụ Phương pháp áp dụng cho kết cấu chịu uốn điều kiện không gian cho phép Khi đặt thêm gối tựa, sơ đồ tính tốn hệ thống thay đổi, xuất mơmen âm vị trí gối tựa phụ nói chung nội lực giảm tăng đáng kể khả chịu tải kết cấu (khoảng lần) Gối tựa phụ gối tựa cứng tựa đàn hồi a Gối tựa cứng: - Đặt thêm trụ đỡ nhịp dầm, hệ giằng dây treo (hình 3.7) - Để đảm bảo làm việc đồng thời trước định vị gối tựa phụ cần dỡ tải cho kết cấu cách cắt bỏ khỏi kết cấu tải trọng cắt bỏ - Khi lượng tải trọng cắt bỏ khơng đáng kể so với tồn tải trọng tác dụng lên kết cấu (chẳng hạn kết cấu đỡ mái nhà cơng nghiệp, dỡ khó khăn) dùng kích vị trí thích hợp để giảm bớt chuyển vị kết cấu Hình 3.7.Sơ đồ gia cố kết cấu cách đặt thêm gối tựa cứng b Gối tựa đàn hồi: - Dùng dầm thép BTCT đúc sẵn gắn chặt đầu với dầm cần gia cố, chèn gối tựa vào khoảng nhịp dầm (hình 3.8) - Phương pháp đơn giản, dễ thực không giảm lực cắt lại gối tựa dầm cần gia cố, cần cấu tạo thêm gối tựa phụ - Có thể dùng dầm thép đỡ đặt vng góc với dầm cần gia cố Hình 3.8.Các dạng gối tựa phụ đàn hồi 3.2.3 Gia cố kết cấu BTCT dây căng ứng lực trước a Nguyên tắc ưu điểm: - Việc áp dụng hệ thống dây căng ứng lực trước để tạo tác động ngược lại với tác động ban đầu ngoại lực nhằm nâng cao khả chịu tải kết cấu - Phương pháp áp dụng để gia cố cấu kiện chịu uốn dầm, dàn BTCT - Ưu điểm: + Tiêu hao lượng vật liệu mà nâng cao khả chịu tải từ 2,5 lần + Không chiếm không gian sử dụng công trình + Thi cơng tương đối đơn giản, dễ thực hiện, nhanh đưa cơng trình vào sử dụng, khơng ảnh hưởng nhiều đến điều kiện làm việc liên tục cơng trình b Hình thức thực hiện: Có hình thức - Khi yêu cầu mức độ gia tăng khả chống uốn lớn so với mức độ gia tăng khả chống cắt sau gia cố, áp dụng hệ thống dây căng nằm ngang (2 dây) (hình 3.9a) - Khi yêu cầu mức độ gia tăng khả chống cắt lớn, nên áp dụng hệ thống dây võng (hình 3.9b) - Khi yêu cầu mức độ gia tăng khả chống uốn chống cắt lớn, áp dụng hệ thống dây căng tổ hợp hệ (hình 3.9c) Các phận hệ thống dây căng ứng lực trước: + Dây căng: Có thể thép thường nhóm AI,AII,AIII; thép hình + Neo đầu dây căng: Thép hình hàn với thép chịu lực dầm chơn BT + Thanh tựa: Đặt phía vị trí uốn hệ dây võng Cơ cấu gây ứng lực: Dùng phương pháp học nhiệt điện + Cơ học: Có thể sử dụng tăng cấu “níu chập” làm dây dãn dài Cơ cấu “níu chập” cấu tạo bulơng có hình móc câu có hình chữ U với khoảng ren linh hoạt (hình 3.9, chi tiết A) + Nhiệt điện: Đốt nóng dây căng làm dây dãn tương ứng với ứng suất cần có c Đặc điểm tính tốn: - Xác định lượng cần bổ sung khả chịu tải kết cấu (ΔM, ΔQ) - Sơ chọn tiết diện dây căng, đối M với kết cấu dầm: A0 m0 Rs z Với Rs cường độ tính tốn cốt thép, m0 hệ số điều kiện làm việc dây căng = 0,8 0,85 z h0 với h0 - chiều cao từ biên chịu nén tiết diện dầm tới trọng tâm dây căng phần nằm ngang, - hệ số = 0,6 0,8 phụ thuộc hàm lượng thép - Xác định ứng lực dây căng tác dụng tải trọng thêm (X) Hình 3.9 Các hình thức gia cố dầm dây theo phương pháp lực, từ xác định X căng ứng lực trước ứng suất dây căng A0 - Xác định ứng lực trước cần thiết dây căng: m0 Rs - Kiểm tra khả chịu tải kết cấu sau gia cố theo qui định tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT cấu kiện chịu nén lệch tâm 3.2.4 Gia cố kết cấu BTCT cách dùng kết cấu hỗ trợ thay - Kết cấu hỗ trợ có dạng: Một phần toàn phần + Kết cấu hỗ trợ phần: tham gia làm việc đồng thời với kết cấu cũ + Kết cấu hỗ trợ tồn phần: cịn gọi kết cấu thay nhận toàn tải trọng tác dụng, kết cấu cũ chịu riêng trọng lượng thân - Ưu điểm: Đơn giản, dễ thi công - Nhược điểm: Giảm không gian sử dụng giảm chiều cao phịng Khi thi cơng bắt buộc phải ngừng hoạt động bình thường cơng trình có phần không kinh tế dùng loại kết cấu thay 3.2.5 Gia cố cột BTCT thép hình - Phương pháp áp dụng để gia cố cột chịu tải tâm lệch tâm - Ưu điểm: Thi cơng đơn giản, nhanh chóng, khơng ảnh hưởng nhiều đến tính chất làm việc liên tục cơng trình Có khả nâng cao đáng kể khả chịu tải cột (có thể lên tới 100 200 Tấn) Vẫn giữ ngun kích thước tiết diện cột, không ảnh hưởng đến yêu cầu thẩm mỹ cơng trình.(hình 3.10) Cột gia cố Thanh ốp Bản giằng Hình 3.10 Gia cố cột BTCT cách ốp thép hình 10 - Nhược điểm: Tiêu hao lượng thép tương đối lớn so với phương pháp khác - Vật liệu: + Thanh ốp thường thép góc giằng với qua giằng; + Bản giằng thép dẹt, khoảng cách ≤ 40r (r – bán kính quán tính nhỏ ốp) 3.2.6 Một số gia cố khác a Gia cố khả chống cắt Trong nhiều trường hợp, phá hoại kết cấu BTCT lực cắt gây Trên kết cấu xuất vết nứt xiên tác dụng ứng suất Để đảm bảo khả chịu tải kết cấu áp dụng giải pháp sau: - Giảm lực cắt cách thay đổi sơ đồ kết cấu đặt thêm gối tựa phụ… - Ốp tăng cường tiết diện cấu kiện - Gia cố phương pháp dây căng ứng lực trước - Gia cố cách tăng cường cốt đai cốt xiên phạm vi cần thiết Cốt đai tăng cường thép trịn Ø ≥ 10 mm thép dẹt dầy ≥ mm bu lơng hình chữ [ neo lên mặt dầm.(hình 3.11) Hình 3.11 Các hình thức gia cố cốt đai b Gia cố kết cấu conson - Gia cố conson ngắn: Conson ngắn làm việc cấu kiện chịu cắt Conson ngắn thường loại vai cột đỡ dầm cầu trục, dầm sàn, dầm tường dầm mái Gia cố loại conson tức tìm cách nâng cao khả chống cắt chúng Đối với loại vai cột gia cố cách tăng cường chiều cao Cốt đai cốt xiên bổ sung ốp chặt vào mặt kết cấu đục bỏ lớp bảo vệ, sau ốp phủ kín bê tơng sỏi nhỏ có cấp độ bền B ≥ B15 Khi tính tốn coi thép gia cố làm việc với thép có sẵn tiết diện đồng Cũng gia cố thép xiên ứng lực trước.(hình 3.12) Hình 3.13 Gia cố conson dài - Gia cố conson dài: Conson dài làm việc cấu kiện chịu uốn Conson dài có đặc điểm M Q lớn ngàm Như mục đích gia cố làm tăng khả chịu cắt chịu M conson Có thể gia cố cách tăng cường tiết diện conson tăng cường cốt thép Phương pháp hiệu loại dùng hệ thống dây căng ứng lực trước xuất phát từ phía đầu mút conson neo lên mặt đầu ngàm conson (hình 3.13) Hình 3.12 Gia cố conson ngắn 11 3.3 Gia cố kết cấu gạch đá 3.3.1 Tình trạng hư hỏng nguyên tắc gia cố Tính chất mức độ hư hỏng kết cấu gạch đá phụ thuộc vào yếu tố tác động lên công trình Những hư hỏng loại kết cấu gồm: a Sự xuất vết nứt - Do tượng lún khơng móng, có dạng lún bản: + Lún võng: Các vết nứt thường xuất phát từ phần cơng trình thường tập trung vào khoảng (hình 4.1a) Hình 4.1 Các dạng lún phân bố Hình 4.2 Các dạng vết nứt vết nứt + Lún vồng: Các vết nứt thường xuất phát từ phần (mái) cơng trình phân bố tương đối đặn theo chiều dài cơng trình, đầu thường xuất vết nứt xiên (hình 4.1b) + Lún trượt: Các vết nứt thường tập trung phạm vi cơng trình bị trượt (hình 4.1c) - Do biến dạng lớn kết cấu đỡ tường: Các dầm tường, lanh tô cửa…không đảm bảo khả chịu tải vượt biến dạng cho phép Các vết nứt thường xuất phát từ mặt dầm tường (hình 4.2a) - Do tải trọng tập trung lớn: Lực tập trung có xu hướng xé rách trụ, mảng tường tiếp giáp Các vết nứt xiên tập trung vào điểm tác dụng tải trọng (hình 4.2b) Mảng tường lỗ cửa chịu nén mức, không đủ khả chịu tải, vết nứt xuất thẳng đứng (hình 4.2c) - Do vượt giới hạn chịu kéo kết cấu xuất ứng suất kéo tải trọng động đất, gió bão, bom đạn cố công nghệ Các vết nứt thể mặt vữa trát ngồi có vết nứt nhỏ, lớp vữa lại có độ co giãn tốt nên không thấy vết nứt lớp vữa cần phải khảo sát thêm phạm vi tiếp nối với vết nứt thấy rõ b Tường bị nghiêng Có thể thiếu giằng ngang, lực đẩy kết cấu đỡ mái, đất bị lún lệch thi công sai từ đầu c Tường bị ẩm ướt thường xuyên Xảy cơng trình nằm vùng có mực nước ngầm cao Do cơng trình bị lún, lớp vữa chống thấm mặt móng chìm mặt tạo điều kiện cho nước ngầm thẩm thấu lên phía tường cơng trình khơng ốp, lát tốt làm cho nước thấm vào chân tường mao dẫn lên Khi tường bị ẩm ướt, gạch vữa bị mủn theo thời gian nên khả chịu tải bị giảm 12 d Do chất lượng vật liệu không đảm bảo: Gạch vữa khơng đủ cường độ khối xây không đảm bảo khả chịu tải làm việc lâu dài e Do cơng trình làm việc mơi trường ăn mịn Trong mơi trường ăn mịn, tính chất lý vật liệu giảm nhanh chóng, nhiều lớp trát bị bong, gạch đá bị mủn, thường xuyên ẩm ướt khả chịu tải bị giảm Ngồi hư hỏng cịn có hư hỏng bất hợp lý sử dụng * Nguyên tắc chung: - Loại trừ nguyên nhân gây hư hỏng loại trừ tác nhân gây ăn mòn, xử lý vết nứt sau loại trừ tượng lún không - Tận dụng khả chịu nén khối xây, tránh để xẩy dạng ứng suất khác ứng suất kéo - Liên kết chặt chẽ kết cấu gia cố với kết cấu gia cố, đảm bảo làm việc đồng thời - Vật liệu để gia cố gạch đá, BTCT thép 3.3.2 Gia cố tường gạch - Gia cố vết nứt: Phân biệt rõ nguyên nhân gây nứt, mức độ trầm trọng vết nứt, vết nứt ổn định hay cịn phát triển.Nếu ổn định gia cố phương pháp: + Dùng thép tròn Ø6 Ø12 có dạng U, đầu nhọn đóng vào tường vắt qua thẳng góc với vết nứt, khoảng cách từ 300 500 mm (hình 4.3a) + Trường hợp cần chống trượt mảng tường bên vết nứt nên gia cố chốt BTCT đặt vng góc với vết nứt Bề dầy chốt bề dầy tường Bê tơng chốt có B ≥ B12,5; thép Ø6 Ø8 - loại AI; khoảng cách chốt từ 500 700 mm (hình 4.3b) Trường hợp vết nứt hoạt động, cần tiến hành xử lý nguyên nhân gây nứt trước gia cố Hình 4.3 Gia cố vết nứt tường gạch - Đối với tường bị ẩm tượng thẩm thấu: Để cách ly nguồn nước thẩm thấu lên trên, cách tốt tạo hệ giằng BTCT chân tường nơi tiếp xúc với độ ẩm Trước đổ bê tông giằng cần trát lớp vữa chống thấm xi măng cát mác 100 dày 15 20 mm - Trường hợp khối xây bị mủn: Nếu nặng, nên phá bỏ làm lại gia cố phức tạp, tốn mà hiệu khơng cao Trường hợp bị nhẹ xử lý theo nguyên tắc chung - Trường hợp tường bị nứt ứng suất kéo: (kết cấu tường chắn bể chứa) gia cố vách chống Nếu bị nghiêng, cần có biện pháp để trở lại cân gia cố cục - Gia cố tường cách xây ốp: để tăng cường khả chịu tải Để đảm bảo tham gia làm việc phần ốp thêm cần có liên kết vững phần tường cũ-mới đục lỗ tường cũ để xây câu tường vào, chèn lỗ bê tông Số lượng lỗ tuỳ theo chiều dầy tường (1,2 lỗ/m2) Lớp trát tường cũ phải cạo bỏ Lưu ý ốp thêm phần móng để có chỗ tựa tường hạn chế làm việc lệch tâm móng 13 Hình 4.4 Gia cố tường ốp BTCT Khi cần tăng đáng kể tải trọng tác dụng lên tường (đặt thêm thiết bị có tải trọng lớn, chồng thêm tầng nhà), ốp BTCT vào tường cũ từ phía: Chiều dầy lớp ốp ≥ 40 mm; B ≥ B12,5; lưới thép Ø6 khoảng cách 150 200 mm có thép ngang Ø14 Ø18 xuyên qua tường nối lớp ốp Hình 4.5 Cấu tạo đố tường BTCT bên cách ≤ 750 mm (hình 4.4) - Gia cố tường đố BTCT: tường tăng thêm độ cứng khả chịu tải, đặc biệt có lợi chịu tải trọng ngang Kích thước khoảng cách đố phụ thuộc vào yêu cầu chịu tải tường Đố cấu tạo từ phía mặt tường, tạo thành trụ nhánh nhánh nối với thông qua ngang xuyên qua tường Cốt thép dọc đố có d ≥ 12 mm, đai Ø6a150 (hình 4.5) 3.3.3 Gia cố trụ gạch - Có loại trụ gạch: Trụ độc lập trụ liền tường - Có thể gia cố cách xây ốp thêm gạch tăng cường tiết diện trụ thường người ta ốp kết cấu BTCT thép hình Có thể ốp phía, phía, phía phía Các nhánh cột gia cố có chiều dầy ≥ 100 mm Cốt thép dọc đặt lớp lớp phụ thuộc chiều dầy tính tốn; đường kính ≥ 10 mm, đai thường dùng Ø6a150 (hình 4.6) Hình 4.6 Gia cố trụ tường cách ốp BTCT 14 - Có thể gia cố trụ gạch vành đai: thường áp dụng cho trụ độc lập tiết diện vng chữ nhật có tỉ lệ cạnh ≥ 2,5 Kết cấu vành đai có tác dụng hạn chế nở hông nên làm tăng cường độ khối xây; thân kết cấu vành đai gồm thép dọc, bê tông vữa tham gia chịu lực với trụ Có loại kết cấu vành đai thường dùng: Vành đai thép hình, vành đai BTCT vành đai vữa lưới thép (đã nêu môn học kết cấu gạch đá gạch đá có cốt thép) * Tính tốn kết cấu gia cố theo tiêu chuẩn thiết kế hành kết cấu BTCT, kết cấu thép, kết cấu gạch đá gạch đá có cốt thép, chủ yếu tính với cấu kiện chịu nén tâm lệch tâm Chương Kỹ thuật sửa chữa kết cấu BTCT (2 tiết) 4.1 Sửa chữa bề mặt 4.1.1 Các dạng hư hỏng bề mặt bê tông - Những bề mặt bị nứt co ngót mềm BT: Cách phòng tránh chủ động che phủ bề mặt sau đổ bê tông Trường hợp xuất nứt cần xử lý thực đầm lại quét phủ sữa xi măng polyme có độ nhớt bé - Bề mặt nứt co ngót khơ: Sinh q trình thủy hóa xi măng, nhiệt độ tăng thêm 20-300C, bê tông bị nở ra, nguội, bê tông co lại, bê tông xuất ứng suất kéo, gây nứt cho bê tơng Ngồi ra, tốc độ co ngót mặt ngồi lớn bên nhiều, làm cho mặt chịu sức căng lớn, gây vết nứt mặt 4.1.2 Kỹ thuật sửa chữa bề mặt 4.1.2.1 Làm màng bảo vệ: - Phương pháp quét sữa xi măng lỏng hay vữa xi măng cát lên bề mặt bê tông tạo thành lớp màng bảo vệ chống tác dụng khí trời - Nhược điểm: Không chống xâm thực tác dụng nhiệt độ, độ ẩm cho bê tông - Các yêu cầu cho lớp màng bảo vệ: Nếu bê tông vừa đổ nên làm màng bảo vệ Nếu làm bề mặt bê tơng cũ có u cầu riêng sau: + Mặt bê tông phải sạch, không rêu mốc, bụi Mặt bê tông phải nháp, không cần đẽo sờm Mặt bê tông phải tưới rửa nước + Phải bảo dưỡng tuần, không để khô, che đậy cẩn thận - Thành phần lớp màng bảo vệ gồm lớp: + Lớp đầu tiên: Một phần cát trộn với phần xi măng đến chảy dẻo trát lên bề mặt bê tông + Lớp thứ 2: 1,5 phần cát trộn với phần xi măng nước (khô lớp 1) trát thành lớp mỏng + Lớp thứ 3: Xi măng trộn với nước (Không bắt buộc) - Chiều dày lớp không nên 3mm Khoảng cách trát lớp từ đến - Vữa trộn không nên dùng mà chứa thùng khoảng 1h Sau mang trộn lại trước dùng 4.1.2.2 Phun vữa: - Tạo nên lớp vỏ bảo vệ chống tác dụng khí trời chống thấm bề mặt bê tông - Chiều dày lớp vữa không 7,5mm nên đánh sờm bề mặt trước phun để tăng độ bám dính - Có loại: + Phun khơ: Trộn khô cát xi măng trước, phun lên bề mặt bê tơng nhờ khí nén trộn lẫn với nước phun + Phun ướt: Trộn cát, xi măng nước trước bơm vữa lỏng đầu vịi phun dùng khí nén để phun lên bê tông - Trước phun cần làm sạch, đánh sờm rửa mặt Để tăng cường độ bọc thêm lưới thép phun vữa phủ lên - Thường áp dụng cho sửa chữa xilô, cầu cảng, sàn trụ có diện tích lớn 15 4.1.2.3 Tơ trát vữa: - Ưu điểm: + Có thể áp dụng vào sửa chữa mặt phẳng cạnh góc xác tinh xảo cao, vừa bảo tồn, vừa nâng cao đường nét kiến trúc nhà + Chất lượng đồng nên dùng yêu cầu lớp vữa bảo vệ chống xâm thực hóa chất nước - Nhược điểm: Chiều dày vữa bị giới hạn 3mm Cần thợ chuyên nghiệp theo dõi chất lượng thường xuyên Dễ bị nứt nẻ vỡ lở theo thời gian Giá thành cao tốn cơng chuẩn bị bề mặt - Q trình thi công tô trát vữa: + Trước tiên phải phá bỏ phần bê tông yếu bong Đánh sờm bề mặt sâu khoảng - 6mm đục búa tay, phát chỗ yếu, hư hỏng cơng trình, cần bỏ gia cường thêm + Trát lớp vữa xi măng – cát thứ dày từ – 9mm với tỷ lệ 1/1 để khô khoảng (mùa hè) (mùa đông) + Trát lớp vữa xi măng – cát thứ hai dày 6mm với tỷ lệ 1/2, trát tay + Trát lớp vữa thứ ba dày 9mm với tỷ lệ 1/3, trát tay sau bàn xoa gỗ - Để tăng chất lượng nên dùng thêm chất phụ gia làm chậm đông kết làm vữa có tính chống thấm cao 4.2 Sửa chữa vết nứt bê tông 4.2.1 Các loại vết nứt bê tông: a) Vết nứt đơn: Phát sinh kết cấu bị tải, tải trọng co ngót Vết nứt tải giống với vết nứt thí nghiệm chất tải Vết nứt khác thường biến dạng bị ngăn cản Vết nứt xuất tuần đầu thường co ngót b) Vết nứt nhóm: Thường vết nứt chạy lung tung, khơng có phương hướng định hình thành lúc Xuất kết cấu chịu nén chịu xoắn mức Kích thước vết nứt tùy thuộc vào độ sâu thành phần vữa bê tơng Thường xuất vịm cầu, vỏ tuynen, bê tông kết cấu bê tơng nhiều lớp Có loại nhóm vết nứt nhóm bê tông nhiều lớp: + Những vết nứt bao trùm diện tích khoảng 10cm2 xuất ta đổ nước cho ướt mặt bê tông ăn xuyên qua lớp bê tơng ngồi + Những vết nứt chiếm lớn diện tích khoảng 70cm2 ăn xuyên qua lớp bê tơng ngồi lớp + Những vết nứt lớn nằm bán kính khoảng 1,5 đến 1,7 (m) ăn xuyên đến lớp c) Vết nứt tự khép kín: Trong điều kiện định, khe nứt tự khép kín vững mà sửa chữa - Hiện tượng khe nứt tự khép kín vững xảy khi: Bê tông ngâm thường xuyên nước Không chịu tải trọng động Sự co ngót ngừng hẳn Khơng có thấm nước qua lỗ rỗng qua khe nứt - Hiện tượng khe nứt tự khép kín vững xảy khi: Bê tông bị khô ngắn hạn thường xuyên Chịu ứng suất kéo tĩnh động hay ứng suất co ngót Vơi kết tủa thường xuyên bị trôi bị phá hoại axit hòa tan nước, thấm vào bê tông theo đường mao dẫn 4.2.2 Các phương pháp sửa chữa vết nứt 4.2.2.1 Phương pháp liên kết khe nứt đinh giằng: - Hai phần bê tông bị nứt đơi liên kết lại đinh giằng thép liên kết kết cấu gỗ (hình 4.1) - Khơng nên bố trí đinh giằng vng góc khe nứt Nên bố trí đinh giằng theo hướng hỗn loạn tránh hình thành tiết diện suy yếu Số lượng đinh giằng phải đủ để làm cho cường độ chịu kéo khe nứt cường độ cốt thép Số lượng 16 đường kính đinh giằng đầu cần lớn Chiều dài đinh giằng phải khác để tránh tập trung ứng suất Hình 4.1 Liên kết khe nứt đinh giằng - Khe nứt liên kết đinh giằng mở rộng thêm => 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 ngồi: - 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 không cản trở, bố trí giằng kéo áp hai mặt, cặp liên kết với neo đặt xuyên kết cấu bê tông cốt thép - Nếu có bề mặt khơng bị cản trở, dùng bu lơng 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 tông (nước thấm khỏi bể chứa) - Các ngun nhân gây rị rỉ: Hư hỏng lớp trát Vữa mạch xây khơng kín khít Do co ngót gây nứt Thành phần vật liệu Do đầm khơng 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 công 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 tông chất lượng xấu Có thể sửa chữa bê tơng 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 17 + Phụt vữa làm nhiều đợt giảm lượng vữa tiêu hao, chảy phòi 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 - 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 Chương Chống ăn mòn cho kết cấu gia cố (1 tiết) 5.1 Tác động mơi trường ăn mịn lên kết cấu xây dựng Mơi trường ăn mịn kết cấu xây dựng chia thành nhóm: - Mơi trường khí: Mức độ ăn mịn 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 mịn 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 mịn): Mức độ ăn mịn phụ thuộc vào đặc tính vật liệu, độ hoà 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 mịn trực tiếp mà phải thơng qua độ ẩm khơng khí Mức độ ăn mịn cho tiêu chuẩn chung tiêu chuẩn ngành 5.2 Các giải pháp bảo vệ - Với kết cấu BTCT có dạng ăn mịn bê tơng chủ yếu: + Do tác dụng nước mềm thấm vào bê tông, hoà 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 mịn tiến dần lớp từ ngồi vào + Do muối sinh phản ứng chất ăn mịn với thành phần bê tơng, dung dịch muối từ 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 mịn 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 mịn tương tự với bê tơng Đất sét làm gạch có hàm lượng oxit sắt oxit nhôm cao nung tốt làm tăng khả chống ăn mịn 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 mịn bê tơng 18 * 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 mịn 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 60oC, nước bê tơng có mang theo chất ăn mịn bề mặt) * Các giải pháp chống ăn mòn: + Giảm tác dụng mơi trường ăn mịn + 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 BM KCBTCT-GĐ Cán biên soạn TS Nguyễn Ngọc Phương Tài liệu tham khảo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 356: 2005 Thiết kế kết cấu BTCT Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574: 1991 Thiết kế kết cấu gạch đá gạch đá có cốt thép Tiêu chuẩn TCXDVN 373-2006 Nguyễn Xn Bích Sửa chữa gia cố cơng trình xây dựng NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 1997 Vương Hách Sổ tay xử lý cơng trình tập 1.2.3 Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, Lý Trần Cường Các giáo trình Kết cấu Bê tông cốt thép phần Cấu kiện (2011) phần Kết cấu nhà cửa (2009) Lý Trần Cường Giáo trình Kết cấu gạch đá gạch đá có cốt thép Hà Nội 2010 Cấu tạo bê tông cốt thép BXD 2009 19 ... cố, kết cấu phải đảm bảo khả chịu tải, đảm bảo làm việc đồng 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. .. mòn kết cấu 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, ... xuyên kết hợp (phương pháp xuyên tĩnh sử dụng nhiều) 2.3 Thiết kế sửa chữa, cải tạo gia cố 2.3.1 Nội dung - Xác định cần thiết phải sửa chữa, gia cố cải tạo công trình - Thiết kế sửa chữa, gia cố