Kỹ thuật này thờng dùng để gia cờng các kết cấu chịu nén nh cột nhà công nghiệp hay dân dụng một hoặc nhiều tầng. Phơng pháp này có 3 loại: (a) gia cờng bọc xung quanh (hình 3.1.5 (a)), (b) gia cờng 1 hoặc nhiều mặt (hình 3.1.5 (b) và (c)).
Hình 3.1.5: Gia cờng 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 trớc khi gia cờng), vì vậy khi tính toán khả năng chịu lực của kết cấu, phải xem xét tình hình cụ thể để tính giảm cờng 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 cờng có thể đợc 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 cờng;
ϕ - hệ số uốn dọc xác định theo độ mảnh của cột sau khi gia c- ờng;
fc, Ac - cờng độ tính toán chịu nén và diện tích tiết diện bêtông cũ;
fcm, Acm - cờng độ tính toán chịu nén và diện tích tiết diện bêtông mới;
fym, Asm - cờng độ tính toán và diện tích tiết diện cốt thép mới (bổ xung);
α - hệ số chiết giảm cờng độ của bêtông mới tăng thêm và cốt thép dọc khi bêtông của phần gia cờng làm việc với cột cũ.
Giá trị của α đợc lấy nh sau: (a) α=0,8 khi có biện pháp dỡ tải hoàn toàn cho kết cấu/cấu kiện khi sửa chữa gia cờng (cấu kiện cũ và bêtông mới gần nh cùng chịu một tải trọng), (b) trong trờng hợp chỉ giảm tải một phần nào đó khi thi công gia cờng, phải lấy giảm giá trị của α, khi đó α=0,8 ∆N/N (∆N- phần lực nén tăng lên của phần
tải trọng tác dụng lên kết cấu sau khi gia cờng).
(2) Yêu cầu cấu tạo và thi công: Cần chú ý các điểm sau khi thiết kế gia cờng 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) Đờng kính cốt thép không nhỏ hơn 14mm và không lớn hơn 25mm; đờng kính cốt đai khép kín không nhỏ hơn 8mm;
(c) Khi gia cờng 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 đờng hàn lấy bằng 10d (nếu hàn 1 bên) và bằng 5d (nếu hàn 2 bên), trong đó d là đờng 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. Đờng kính đinh neo không nhỏ thua 10mm, độ sâu neo giữ không ngắn dới 10d. (d) Hai đầu cốt thép chịu lực dọc trục tăng thêm phải uốn mỏ.
Khi gia cờng cột khung, neo cốt thép không chỉ ngàm vào móng mà còn phải có ít nhất 50% cốt thép xuyên qua sàn;
(e) Cấp cờng độ của bêtông mới đổ không đợc thấp hơn mác 200, nên cao hơn cờng độ thiết kế của bêtông cũ. Nên dùng loại bêtông có cốt liệu bé, đờng kính của đá sỏi không quá 10mm; (f) Trớc 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, thờng 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 gia bê tông cũ và mới;
(h) Làm sạch bề mặt tiếp giáp giữa bêtông cũ và mới trớc khi đổ bê tông mới.