Hiện tượng hư hỏng do nứt, rỗ bê tông dẫn đến thấm nước tại các công trình ngầm xây dựng bê tông và bê tông cốt thép thường xẩy ra rất phổ biến. Sửa chữa xử lý các hiện tượng hư hỏng này chính là xử lý chống thấm ngược. Xử lý chống thấm ngược cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép các công trình ngầm đã và đang được phát triển không ngừng cùng với sự phát triển của ngành hoá chất, vật liệu xây dựng và kỹ thuật thi công sửa chữa các công trình. Giải pháp sửa chữa chống thấm cho các công trình ngầm là giải pháp chống thấm ngược và được xem như một giải pháp giải quyết tương đối tổng thể nhất hiện nay. Tuy nhiên với công nghệ sửa chữa chống thấm và bê tồng cốt thép lại cần phải có các loại vật liệu đặc biệt phù hợp cho từng công nghệ.
2.2.2.1 Vật liệu có thể sử dụng để sửa chữa các hư hỏng bê tông hiện nay.
Có rất nhiều loại vật liệu xây dựng được sử dụng cho bề mặt bê tông hoặc để chống thấm nước bề mặt hoặc làm cho nó khả năng chống tấn công của các cơ quan hóa học. Đôi khi, những vật liệu này được thêm vào để cung cấp cho một hiệu ứng nhanh chóng để làm cứng bê tông nhanh hơn trong một đoạn ngắn thời gian để bê tông có thể chịu được sức phá hoại từ bên ngoài. Một số vật liệu sử dụng cho phương pháp điều trị bề mặt bê tông được liệt kê dưới đây:
Dung dịch chứa nước của các silicas natri. Magie hoặc kẽm silic florua.
Dầu hạt lanh khô hoặc dầu tung Các loại sơn cao su Clo.
Sơn Neoprene
Sơn epoxy hoặc sơn epoxy hắc ín than Sửa chữa Silicon fluoride (SiF4)
a. Màng liên kết:
Xi măng nguyên chất trộn với dung dịch Emulsion AC hãng MBT mỗi thứ 1/2. Trộn thật đều cho đến khi dẻo dính. có thể trộn thêm với nước nếu khu vực xử lý bị khô.
Trộn xi măng tỷ lệ như trên nhưng với Emulsion 57D của hãng MBT.
Trộn 1/2nước và 1/2 dung dịch Emulsion 57D sau đó trộn thêm xi măng cho đến khi thành một dung dịch sệt và dẻo dính.
Trộn xi măng + 3% phụ gia chống thấm CTN I của Phòng NCVL - Viện KH Thủy lợi và nước, trộn đều cho đến khi thành hỗn hợp dẻo và dính.
Học viên: Vũ Xuân Thành Trang 60 Lớp: XD Cầu hầm K20-1
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật: ”Đánh giá độ bền bê tông và chiến lược sửa chữa…”
Bột Barrarustarr L của hãng MBT trộn đều với nước cho đến khi dẻo dính.
b. Chất lấp bít
Sika 102: Trộn với nước cho đến khi đủ độ dẻo để dễ dàng thi công lấp bít.
Trộn dung dịch Barra Rapit 410T hãng MBT với nước sạch mỗi thứ 1/2. Sau đó trộn với xi măng cho đến khi dẻo dính. Trộn nhanh, vo tròn lại thành bánh rồi nhanh chóng láp vào khe nứt cần bịt, ấn mạnh vào để lấp đến đầy hố bịt, rồi cốđịnh 1 phút là được. Liều lượng có thểđiều chỉnh được để phù hợp cả về kỹ thuật và kinh tế.
c. Lớp bảo dưỡng:
Lớp bảo dưỡng chính là lớp màng liên kết nhưng loãng hơn.
d. Vữa chống thấm:
Loại vữa có sợi: Sika Monotop R, đây là loại vữa có sợi với thành phầm gồm muội silic, polymer biến tính, cốt liệu cao cấp, sợi, có tính kết dính cao, chịu hoá học và môi trường nước lau dài. Vữa này có thành phần vì sợi nên có khả năng chống co ngót tốt.
Vữa xi măng có chứa thành phần Emulsion AC Pha trong nước với 20 đến 50% Emulsion AC.
Cũng loại vữa như trên nhưng dùng Emulsion 57D.
Vữa khô trộn sẵn gốc xi măng có cường độ cao không co ngót của Phòng Nghiê cứu vật liệu Viện khoa học thuỷ lợi.
Vữa được được đóng thành bao như xi măng, mỗi bao nặng 15 ± 0,5kg.
e. Chất bịt nước P.U.
Là vật liệu bịt nước chủ yếu khi sửa chữa các công trình bê tông cốt thép nằmg trong nước và đất công trình ngầm được bơm vào các khe nưtá ướt bằng các loại bơm áp lực cao. P.U. khi vào các khe nứt có nước rò, tương tác với nước trong bê tông, sau 2 đến 3 phút thì tạo thành hệ keo bọt rỗng khép kín và có độ cứng đàn hồi và có đặc tính bám dính tốt vào các thành vác vết nứt và ngăn nước hoàn toàn.
Quá trình nối phần bê tông mới vào bê tông cũ tại nơi xây dựng chung đã được mô tả trong cách đổ bê tông. Mối nối xây dựng nói chung nên được che phủ khi hoàn thành cấu trúc. Thực hiện không cẩn thận và không che phủ các mối nối sẽ khiến bên ngoài của bê tông không có tính thẩm mỹ. Đường rãnh này có thểđược kết hợp với mối nối để che phủ.
Học viên: Vũ Xuân Thành Trang 61 Lớp: XD Cầu hầm K20-1
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật: ”Đánh giá độ bền bê tông và chiến lược sửa chữa…” f. Vật liệu để bơm vào các lỗ rỗng:
Để bơm vài các khe nứt, lỗ rỗng ẩm ướt trong bê tông, khi đông cứng sẽ cho cường độ cao và bám dính tốt.
Injection Resin LPL của hãng MBT: là loại nhựa bơm gốc Epoxy không dung môi có độ lỏng cao.
Nếu khe nứt tương đối lớn thì phải dùng Injection Resin TL. Sikadur 732.
2.2.2.2 Một số công nghệ sửa chữa bê tông các công trình ngầm hiện nay
Trong quá trình vận hành của các công trình ngầm thường hay xảy ra các hiện tượng hư hỏng như nứt, thấm nước,.. Chính vì vậy các công trình xây dựng, nhất là công trình ngầm cần phải được sửa chữa các hư hỏng càng sớm càng tốt
Sửa chữa là một hoạt động với mục đích khối phục lại một cấu trúc bị hư hỏng như tình trang ban đầu hoặc nâng cấp một cấu trúc bị hư hỏng lên tình trạng có thể chấp nhận được. Mục đích của các phương pháp sửa chữa là mô tả cơ chế phá hoại cùng phương pháp sửa chữa như thế nào để giải quyết các hư hỏng đó.
a. Vùng bê tông bị thấm nhẹ, có hiện tượng ẩm bề mặt.
Đục bỏ vùng bê tông thấm ẩm sâu khoảng 20-30mm và mở rộng vượt quá phạm vi thấm 100mm.
Làm vệ sinh thổi rửa sạch dùng vải trắng lau thấy không có màu, thấm toàn bộ bề mặt bê tông đã đục bằng vải ẩm sạch.
Quét lớp màng liên kết Sika Primer 3 để liên kết giữa bê tông cũ và mới. Trát lớp vữa chống thấm Sika Primer R ngay khi lớp màng liên kết chưa khô. Hoàn thiện bề mặt và quét lớp bảo dưỡng bằng chất ngăn nước Sika Primer S.
b. Xử lý vị trí bê tông bị rò nước nhỏ.
Đục sâu 10mm theo vị trí nứt rò nước và mở loe hình phễu. Làm vệ sinh, thổi rửa sạch dùng vải trắng lau không thấy màu.
Khoan xiên 45o từ hai bên vào vết nứt rò nước cự li khoảng 20cm/1 lỗ và so le nhau, làm vệ sinh thổi rửa sạch các lỗ khoan.
Dùng vữa đông cứng nhanh Sika 102 bịt tạm toàn bộ vết nứt đã đục.
Lắp các van một chiều Packer vào lỗ khoan và xiết chặt đầu van để phần cao su của van phình ra giữ chặt van vào bê tông.
Học viên: Vũ Xuân Thành Trang 62 Lớp: XD Cầu hầm K20-1
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật: ”Đánh giá độ bền bê tông và chiến lược sửa chữa…”
nhằm làm ướt tất cả các khe nứt và thử áp lực các lỗ khoan.
Bơm chất P.U polyurethane vào các lỗ khoan. Trình tự bơm từ hai bên vào giữa nếu vế nứt nằm ngang và bơm từ dưới lên nếu theo chiều thẳng đứng hoặc xiên. Chất P.U. có hai thành phần P.U. trương nở khi gặp nước và chất catalizator xúc tác làm nhiệm vụđiều chỉnh thời gian động cứng của hỗn hợp P.U. Bơm đến khi không còn nước chảy ra vết nứt nữa thì ngừng. Lúc này nước thấm đã bị P.U háo nước kết hợp thành chất keo có cường độ và rất cứng, bịt chặt toàn bộ các vết nứt có thấm ẩm. Chờ 24 giờ sau tháo van một chiều Packer và vệ sinh vết nứt đã đục từ trước quét lớp màng liên kết Sika Primer 3 để liên kết giữa bê tông cũ và mới.
Trát lớp vữa chống thấm Sika Monotop R ngay khi lớp màng liên kết chưa khô. Hoàn thiện bề mặt và quét lớp bảo dưỡng bằng chất ngăn nước Sika Aquastop S.
c. Xử lý các vết nứt lớn có lượng rò nước lớn
Đục phá sâu 20 ÷ 30mm và mở rộng sang hai bên vết nứt, mỗi bên 25cm; tiếp tục đục sâu 5cm vào vết nứt và mở rộng hình phếu Chữ X.
Làm vệ sinh, thổi rửa sạch vết nứt tại những chỗ đã đục phá dùng vải trắng lau không thấy có mầu; khoan xiên 45o từ hai bên vào vết nứt rò nước cự ly khoảng 20cm/1 lỗ và so le nhau.
Làm vệ sinh thổi rửa sạch các lỗ khoan.
Dùng vữa đông cứng nhanh Sika 102 bịt tạm toàn bộ vết nứt đã đục chừa lại một lỗ để dẫn dòng để nước chảy vào một ống nhựa ra ngoài.
Lắp các van một chiều Packer vào lỗ khoan và xiết chặt đầu van để phần cao su của van phình ra giữ chặt van vào bê tông.
Bơm nước vào các lỗ khoan qua van một chiều Packer bằng bơm tay hoặc máy, nhằm làm ướt tất cả các khe nứt và thử áp lực các lỗ khoan.
Bơm chất P.U polyurethane vào các lỗ khoan. Trình tự bơm từ hai bên vào giữa nếu vết nứt nằm ngang và bơm từ dưới klên nếu theo chiều thẳng đứng hoặc xiên; tiếp theo cũng làm trình tự như trên với loại hoá phẩm Sika Primer và Sika Monotop-R và cũng phải quét lớp bảo dưỡng Sika Aquastop S.
d. Xử lý các vị trí lỗ rỗng bên trong khối bê tông.
Đục phá bề mặt bê tông- làm vệ sinh- quét lớp liên kết. Trát thay vào bằng bê tông hạt mịn có mác cao hơn mác bê tông của công trình.
Học viên: Vũ Xuân Thành Trang 63 Lớp: XD Cầu hầm K20-1
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật: ”Đánh giá độ bền bê tông và chiến lược sửa chữa…”
để tạo lớp kết nối trong các lỗ rỗng. Khi đông cứng loại vật liệu này có cường độ kéo cao hơn rất nhiều so với bê tông truyền thống.
Sau đó bề mặt bê tông được tráy bằng vữa có sợi Sika Monotop R và cuối cùng là lớp bảo dưỡng bảo vệ bề mặt bê tông mới sửa chữa Sika Aquastop S.
Các lý thuyết trình bày ở trên là cơ sở khoa học đểứng dụng trong việc bảo trì và sửa chữa các hầm bị thấm, nứt và dò nước trong Dự án đầu tư xây dựng mở rộng và hoàn thiện đường Láng - Hòa Lạc (nay là Đại Lộ Thăng Long)
Học viên: Vũ Xuân Thành Trang 64 Lớp: XD Cầu hầm K20-1
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật: ”Đánh giá độ bền bê tông và chiến lược sửa chữa…”
CHƯƠNG 3
TÌNH TRẠNG THẤM, NỨT BÊ TÔNG, GIẢI PHÁP SỬA CHỮA HẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ÁN ĐTXD MỞ
RỘNG VÀ HOÀN THIỆN ĐƯỜNG LÁNG – HOÀ LẠC