Kỹ thuật này th−ờng dùng để gia c−ờng các kết cấu chịu nén nh− cột nhà công nghiệp hay dân dụng một hoặc nhiều tầng. Ph−ơng pháp này có 3 loại: (a) gia c−ờng bọc xung quanh (hình 3.1.5 (a)), (b) gia c−ờng 1 hoặc nhiều mặt (hình 3.1.5 (b) và (c)).
Hình 3.1.5: Gia c−ờng bọc ngoài bằng bêtông
(1) Tính toán thiết kế: Giữa bêtông mới đổ và cốt thép mới bố trí với kết cấu cũ, tồn tại vấn đề ứng suất chênh và sự chênh biến dạng (do bêtông cũ đã chịu phần lớn tĩnh tải và có biến dạng tr−ớc khi gia c−ờng), vì vậy khi tính toán khả năng chịu lực của kết cấu, phải xem xét tình hình cụ thể để tính giảm c−ờng độ của bêtông và cốt thép thêm vào.
Khả năng chịu lực cực hạn (tới hạn) của cột chịu nén dọc trục sau khi gia c−ờng có thể đ−ợc kiểm tra theo công thức sau:
( )
(
fcAc fyAs fcmAcm fymAsm)
N ≤ϕ + +α + (3.4) trong đó:
N - giá trị tính toán của lực nén dọc trục tác dụng lên cột sau khi gia c−ờng;
ϕ - hệ số uốn dọc xác định theo độ mảnh của cột sau khi gia c−ờng;
fc, Ac - c−ờng độ tính toán chịu nén và diện tích tiết diện bêtông cũ;
fy, As - c−ờng độ tính toán và diện tích tiết diện cốt thép cũ;
fcm, Acm - c−ờng độ tính toán chịu nén và diện tích tiết diện bêtông mới;
fym, Asm - c−ờng độ tính toán và diện tích tiết diện cốt thép mới (bổ xung);
α - hệ số chiết giảm c−ờng độ của bêtông mới tăng thêm và cốt thép dọc khi bêtông của phần gia c−ờng làm việc với cột cũ.
Giá trị của α đ−ợc lấy nh− sau: (a) α=0,8 khi có biện pháp dỡ tải hoàn toàn cho kết cấu/cấu kiện khi sửa chữa gia c−ờng (cấu kiện cũ và bêtông mới gần nh− cùng chịu một tải trọng), (b) trong tr−ờng hợp chỉ giảm tải một phần nào đó khi thi công gia c−ờng, phải lấy giảm giá trị của α, khi đó α=0,8 ΔN/N (ΔN- phần lực nén tăng lên của phần tải trọng tác dụng lên kết cấu sau khi gia c−ờng).
(2) Yêu cầu cấu tạo và thi công: Cần chú ý các điểm sau khi thiết kế gia c−ờng cột sử dụng kỹ thuật bọc ngoài bằng bêtông:
(a)Chiều dày nhỏ nhất của bêtông mới đổ là 60mm (nếu dùng bêtông phun chiều dày nhỏ nhất là 50mm);
(b)Đ−ờng kính cốt thép không nhỏ hơn 14mm và không lớn hơn 25mm; đ−ờng kính cốt đai khép kín không nhỏ hơn 8mm;
(c)Khi gia c−ờng bọc quanh (4 phía) cần phải đặt cốt đai khép kín. Khi chỉ gia cố một hoặc 2 bên thì dùng cốt đai dạng chữ U hàn vào cốt đai cũ. Độ dài đ−ờng hàn lấy bằng 10d (nếu hàn 1 bên) và bằng 5d (nếu hàn 2 bên), trong đó d là đ−ờng kính cốt đai. Cũng có thể dùng đinh neo chôn vào bê tông cũ của cột rồi hàn liên kết cốt đai chữ U vào các đinh neo này. Đ−ờng kính đinh neo không nhỏ thua 10mm, độ sâu neo giữ không ngắn d−ới 10d.
(d)Hai đầu cốt thép chịu lực dọc trục tăng thêm phải uốn mỏ. Khi gia c−ờng cột khung, neo cốt thép không chỉ ngàm vào móng mà còn phải có ít nhất 50% cốt thép xuyên qua sàn;
(e)Cấp c−ờng độ của bêtông mới đổ không đ−ợc thấp hơn mác 200, nên cao hơn c−ờng độ thiết kế của bêtông cũ. Nên dùng loại bêtông có cốt liệu bé, đ−ờng kính của đá sỏi không quá 10mm;
(f) Tr−ớc khi thi công nên dỡ bớt tải hoặc dùng cây chống tạm để giảm phần tải trọng tác động lên kết cấu cũ, sao cho lực dọc trong cột (cũ) chỉ vào khoảng 60% sức chịu tải của cột.
(g)Đục xờm bề mặt cấu kiện cũ: độ lồi lõm của bề mặt cột không nhỏ hơn 4mm. Cách một khoảng nhất định, th−ờng từ 300 đến 500mm, trên bề mặt cấu kiện cũ đục rãnh lõm (độ sâu không ít hơn 6mm) để tạo thành lực nêm cắt gi−a bê tông cũ và mới; (h)Làm sạch bề mặt tiếp giáp giữa bêtông cũ và mới tr−ớc khi đổ bê tông mới.
