Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình: Chương 1 - TS. Vũ Hoàng Hiệp

Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Những hư hỏng của kết cấu kết cấu công trình; Những nguyên nhân gây hư hỏng kết cấu kết cấu công trình; Đánh giá tính chất, mức độ hư hỏng công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Học phần: SỬA CHỮA, GIA CỐ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH GV: Ts Vũ Hoàng Hiệp Nội dung Học phần: Khái niệm chung Công tác khảo sát, thiết kế Gia cố kết cấu bê tông cốt thép Kỹ thuật sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép Chống ăn mòn cho kết cấu gia cố Tài liệu tham khảo: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông BTCT - Tiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5573:1991 Kết cấu gạch đá gạch đá có cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn TCXDVN 373-2006 Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà 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 cố cơng trình tập 1.2.3 NXB Xây dựng - 2011 Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT a) Bê tông bị rỗ: Phân loại đặc điểm: - Rỗ mặt (tổ ong): Sâu khoảng 12cm thành mảng bề mặt - Rỗ sâu: Hình thành lỗ sâu bê tơng, làm lộ cốt thép - Rỗ thấu suốt: Lỗ rỗng ăn thông qua hai mặt kết cấu bê tông cốt thép 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT b) Bê tông bị nứt nẻ: Phân loại: • Theo hình thức vết nứt (hình dáng, bề rộng, chiều sâu, chiều dài) • Theo nguyên nhân (Tải trọng, co ngót, nhiệt độ, lún lệch, thi cơng, vật liệu ) 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT c) Bê tông bị vỡ lở: - Là tượng bê tông bị vỡ thành mảng rộng - Hiện tượng thường xảy góc, mép cạnh kết cấu mặt bê tông 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT d) Bê tông bị trắng mặt (quá khô): - Những cấu kiện làm ximăng pooclang bảo dưỡng cẩn thận mặt bê tơng có màu sắc xám xanh - Tuy nhiên có kết cấu bê tơng sau dỡ cốp pha mặt ngồi bạc trắng, có lớp bột mịn bên mặt 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT e) Bê tông bị phồng rộp: - Dưới lớp phồng bê tông chứa nước lẫn khí 1.1 Những hư hỏng kết cấu BTCT g) Bê tông bị xâm thực: - Là tượng thành phần hóa chất xi măng cốt liệu bị hủy hoại, đá xi măng biến đổi, suy giảm cường độ 1.2 Những nguyên nhân gây hư hỏng kết cấu BTCT 1.2.1 Tác động mơi trường khí hậu thời tiết a Tác động thay đổi nhiệt độ khơng khí b Ảnh hưởng độ ẩm Co ngót bê tơng nặng chuyển từ trạng thái ẩm sang khơ (khi BT đóng rắn) khoảng 400800microstrains (x10-6mm/m) c Bê tông chịu tác động băng giá - Các cơng trình vùng lạnh (Sa Pa; Lạng Sơn) - Các cơng trình đơng lạnh nhiệt độ yêu cầu 150C, cho dù có lớp bảo ôn kết cấu BTCT chịu nhiệt độ 00C Ở nhiệt độ âm này, lượng nước dư BT bị đóng băng, thể tích tăng lên, chèn ép vào BT, gây nứt vỡ BT 1.2.2 Tác động nhiệt độ cao (4000C-12000C) Các nghiên cứu cho thấy nhiệt độ tăng cao 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 Nhiệt độ (0C) 100 200 300 400 500 600 Giảm (%) 10 20 30 40 50 60 1.2.3 Tác động ăn mịn hóa học a Ăn mịn bê tơng - Hòa tan Ca(OH)2 CO2 thấm vào BT, muối có nước mềm hịa tan Ca(OH)2 làm giảm độ kiềm BT, BT khả bảo vệ cốt thép - Ăn mòn axit, bazơ, muối với chất dễ hòa tan Ca(OH)2 nCaOmSiO2 thành phần đá xi măng Dạng ăn mòn tiến từ vào làm giảm kiềm BT: Ca(OH)2+HCl=CaCl2 + 2H2O - 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 3CaSO4+3CaOAl2O3+31H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O tăng thể tích lên 2.27 lần chèn ép vào cấu trúc BT b Ăn mòn cốt thép BT Đây q trình điện hóa Nó phụ thuộc vào độ pH BT 1.2.4 Sự hư hỏng, phá hoại chịu lực Mỗi cấu kiện chịu nội lực khác có dạng thức phá hoại khác Ví dụ cho cấu kiện cụ thể Biến dạng cực hạn BT vùng kéo 2.10-4; biến dạng cực hạn BT vùng nén chịu nén tâm 2.10-3; nén lệch tâm, uốn 3.5x10-3 1.2.5 Những sai sót cơng tác khảo sát, thiết kế, thi công Theo thống kê nước sai phạm công tác sau: * Do sai phạm công tác khảo sát: 22% * Do sai phạm công tác thiết kế: 42.9% * Do sai phạm công tác thi công: 32.3% * Do sai phạm khác: 2.8% Theo thông kê số nước Âu – Mỹ *Do sai phạm công tác thiết kế: 51% * Do sai phạm công tác thi công: 40% * Do sử dụng, bảo trì: 9% a Những sai sót khâu khảo sát - Cung cấp 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.) - Các số liệu nước ngầm, động thái tính chất hóa học nước ngầm ảnh hưởng đến việc ăn mòn BT cốt thép Những sai sót dẫn đến giải pháp móng cơng trình khơng đảm bảo (KNCL, chống ăn mịn, ) b Những sai sót cơng tác thiết kế - Những số liệu ban đầu - Giải pháp kết cấu vật liệu sử dụng - Tính tốn cấu tạo c Những sai sót thi cơng - Chất lượng vật liệu, kỹ thuật thi công không tốt: Chất lượng tỷ lệ thành phần không thỏa đáng, xi măng phẩm chất, cốt liệu không sạch, đầm không kỹ , bảo dưỡng không tốt - Quy trình thi cơng sai sót - Cơng tác ván khuôn chưa tốt: nước XM, võng kết cấu - Cốt thép bẩn, han gỉ, sai vị trí, thiếu, nhầm lẫn chủng loại - Chất lượng thi công lớp phủ không đảm bảo với kết cấu MT ăn mịn mạnh 1.2.6 Tình trạng khai thác cơng trình, cơng tác bảo trì - Sử dụng cơng trình khơng với chức ban đầu - Sử dụng cơng trình thiếu ý thức: gây va chạm mạnh gây sứt vỡ BT, làm đổ vương vãi hóa chất gây ăn mịn - Sửa chữa cải tạo tùy tiện, làm thay đổi sơ đồ chịu lực ban đầu - Khơng có kế hoạch bảo trì hạn 1.3 Đánh giá tính chất, mức độ hư hỏng cơng trình 1.3.1 Bằng phương pháp thí nghiệm phá hủy khơng phá hủy (NDT): đánh giá tính chất học vật liệu, kết cấu 1.3.2 Trên sở tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu, dung sai cho phép: đối chiếu, kết luận 1.3.3 Theo TCXDVN 373-2006 - Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà: tính tốn, kết luận 1.3.4 Dựa phân tích, tính tốn kiểm tra chuyên gia TCXDVN 373:2006: Độ nguy hiểm cơng trình phân chia thành cấp Mức độ nguy hiểm Cấp A Cấp B Biểu nguy hiểm Phương hướng xử lý Kết cấu an tồn, chưa có nguy hiểm, khả Bảo trì định kỳ chịu lực kết cấu thoả mãn yêu cầu sử dụng bình thường Cá biệt có cấu kiện trạng thái nguy hiểm Sửa chữa nhỏ cục bộ, kết cấu chịu lực chưa bị ảnh hưởng, khả chịu lực kết cấu đạt yêu cầu, công trình đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường Cấp C Khả chịu lực phận kết Sửa chữa lớn 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 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 1.4 Đối tượng gia cố, sửa chữa, cải tạo ● Cơng trình bị hư hỏng sai sót khảo sát, thiết kế, thi cơng ● Cơng trình lâu năm bị xuống cấp ● Cơng trình thay đổi cơng năng, thiết bị ● Cơng trình cải tạo quy mơ Ôn tập Chương 1: Các hình thức hư hỏng BTCT? Các nguyên nhân gây hư hỏng? Đánh giá mức độ hư hỏng nguyên tắc nào? Các đối tượng cần sửa chữa, gia cố? ... Công tác khảo sát, thiết kế Gia cố kết cấu bê tông cốt thép Kỹ thuật sửa chữa kết cấu bê tơng cốt thép Chống ăn mịn cho kết cấu gia cố Tài liệu tham khảo: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2 012 Kết. .. nguy hiểm kết cấu nhà Nguyễn Xuân Bích Sửa chữa gia cố cơng trình xây dựng NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 19 97 Vương Hách Sổ tay xử lý cố cơng trình tập 1. 2.3 NXB Xây dựng - 2 011 Chương 1: KHÁI... công, vật liệu ) 1. 1 Những hư hỏng kết cấu BTCT c) Bê tông bị vỡ lở: - Là tượng bê tông bị vỡ thành mảng rộng - Hiện tượng thường xảy góc, mép cạnh kết cấu mặt bê tông 1. 1 Những hư hỏng kết cấu