CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC BIỆN PHÁP GIA CƯỜNG CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
1.5. CÔNG NGHỆ THI CÔNG DỰ ỨNG LỰC NGOÀI
Những yêu cầu về trạng thái và sức chịu lực của công trình củ cần sửa chữa và gia cường: Từ trạng thái hiện có mà khôi phục, nâng cấp chứ không vì các thao tác trong sửa chữa mà làm công trình xấu đi.
Những yêu cầu về giao thông qua cầu: Phải phù hợp với khả năng vừa sửa chữa vừa đảm bảo giao thông của phương pháp DUL ngoài; Phải tìm mọi cách để không gián đoạn giao thông trong thời gian dài.
Những yêu cầu do nhiệt độ không khí: Đổ BT cấu kiện bơm lấp các vết nứt, liên tục hóa các bộ phận nên bố trí gọn trong một thời gian mà nhiệt độ thay đổi không lớn.
Những yêu cầu về tiến độ: Để tuân thủ nghiêm túc tiến độ chung phải có chương trình kế hoạch chi tiết. Tranh thủ những công việc nào đó có thể làm trước như bơm lấp các vết nứt có thể thực hiện ngay từ đầu, miễn là kịp trước lúc căng kéo DUL ngoài.
Những yêu cầu về kiểm tra chất lượng: Đội ngũ kiểm tra, giám sát phải là người ham hiểu về công nghệ DUL ngoài, có kinh nghiệm và quan niệm đúng về công trình.
Những thí nghiệm cần phải qua phòng thí nghiệm thường là đắt và lâu nên cần có dự kiến trước để đưa vào kế hoạch.
1.5.2. Những vấn đề cần chú ý trong sửa chữa bằng DUL ngoài
* Định vị chung
Ngay từ đầu các vị trí nhƣ: Tim dọc cầu, trục gối cầu, một số cao độ phải đƣợc định vị để thể hiện đầy đủ và chi tiết hình học thực tế của công trình.
* Định vị chi tiết
Cần định vị chi tiết về vị trí, kích thước các cấu kiện cần được bổ sung, tuyến cáp, các vị trí và kích thước các lỗ khoan, các cửa sổ để đổ BT,… theo các bản vẽ thiết
20
kế sửa chữa và đối chiếu các bản vẽ thiết kế củ (hoặc bản vẽ về khảo sát, điều tra kết cấu cũ nếu không có hồ sơ thiết kế cũ) ở những chỗ có khả năng đụng chạm đến các cốt thép cấu tạo hoặc cốt thép DUL đã chọn sẵn trong kết cấu, dùng các dụng cụ thăm dò nhƣ: Siêu âm, tia Gamma, thậm chí ta phải khoan nhỏ để thăm dò.
* Công tác khoan lỗ qua BT
Với các thiết bị khoan hiện nay có thể khoan lỗ rộng đến 100 mm hay hơn nữa là khoan sâu đến 5m. Phạm vi sử dụng máy khoan và các đầu khoan đã đƣợc xác định rõ trong các quy trình công nghệ riêng và ghi trong chứng chỉ của máy.
Tuy nhiên cần chú trọng đến định vị trục của lỗ khoan khi lỗ khoan đi gần một bó cáp DUL hoặc một cốt thép cấu tạo có đường kính lớn.
* Thi công các bộ phận nhƣ: Vấu và khối neo; Các dầm ngang; Bản ngăn phụ;
vấu chuyển hướng…
Công tác BT đối với các cấu kiện BTCT, công tác gia công cấu kiện thép thực hiện như bình thường đối với bản thân cấu kiện. Điều khác biệt cần quan tâm là không gian hi công hẹp, BT đại bộ phận cấu kiện phải đông cứng nhanh và đề phòng các chấn động của xe chạy và xử lý liên kết giữa cấu kiện mới thực hiện với BT kết cấu đã cũ.
Để đảm bảo chất lượng liên kết cần lưu ý các công đoạn như sau:
+ Làm nhám mặt tiếp xúc, hệ số ma sát của mặt tiếp xúc phụ thuộc vào tình trạng làm nhám của chúng khi thi công. Mức độ nhám có nhiều loại: Vệ sinh sạch sẽ, đục bỏ lớp xi măng láng mặt, châm chích tạo nhiều lỗ khoan nhỏ nông, sâu tùy mức độ, đục rãnh…
+ Thận trọng trong công đoạn căng kéo cốt thép thanh DUL, chiều dài hạn chế bằng cách lựa chọn thanh và phụ kiện phù hợp tiêu chuẩn, siết theo số lần tối ƣu, kiểm tra chất lƣợng căng kéo…
+ Thận trọng trong công đoạn cấy cốt thép nhất là cấy cốt thép trong vách và trần kết cấu cũ, cốt thép cấy phải gia công có ngạnh hoặc làm ren, vữa trám lỗ cấy bám chặt vào BT và có cường độ chịu lực lớn. Trong thi công cấy cốt thép và giữ nó yên vị trong thời gian chờ vữa đông cứng. Nói chung, trước khi thi công phải làm thí nghiệm áp dụng theo lực nhổ và lực trƣợt.
* Lắp đặt các ống dẫn, cáp DUL và neo
Khi lắp các ống dẫn và cáp vào vị trí thiết kế thì luôn luôn phải có khung đỡ để đƣa các phụ kiện này vào và giữ cho chúng khỏi võng, kể cả cáp DUL khi chúng chƣa được căng. Đồng thời cũng thường xuyên kiểm tra để có một khoản trống nhất định giữa các ống dẫn và vách của kết cấu để tránh sứt thành ống khi lắp đặt.
* Bơm Epoxy lấp kín các vết nứt trong kết cấu cũ
Công đoạn này phải được thực hiện trước khi căng kéo cốt thép DUL ngoài.
Khâu này nhằm mục đích khôi phục tính liên tục của BT kết cấu khiến cho ứng suất phát sinh và phát triển bởi DUL ngoài đƣợc phân bố đúng đắn trong kết cấu. Nguyên
21
nhân gây ra tình trạng vết nứt lúc khép lúc mở là xe chạy trên cầu và sự thay đổi nhiệt độ trong ngày.
Khắc phục tác động của xe qua lại có thể bằng cấm hẳn xe chạy hoặc cấm các loại xe tải nặng (ban đêm từ 7h tối đến 5h sáng) đủ để đảm bảo chất lƣợng bơm lấp các vết nứt.
Chúng ta có thể giảm tác động của thay đổi nhiệt độ bằng các biện pháp sau:
+ Đắp một lớp phủ ngoài phía trong và phía ngoài ở vùng có vết nứt lớn, lớp phủ đó phải dùng chất độn là cát trắng để giảm hấp thụ nhiệt;
+ Tưới nước thường xuyên lên mặt cầu có thể giảm tác dụng nhiệt đến 90%;
+ Thực hiện công tác bơm vữa vào lúc nhiệt độ không thay đổi lớn trong ngày.
Ngoài các biện pháp ở trên còn phải thực hiện một số biện pháp nhằm lấp đầy một cách hoàn toàn các vết nứt.
Trám bên ngoài các vết nứt ở mặt trong cũng nhƣ mặt ngoài bằng một loại Matits dính bám tốt bởi BT dẻo.
Khoan lỗ qua vết nứt và lấp đầy bằng loại Matit mềm để phân loại các vết nứt đoạn ở dầm ngang dưới, đoạn nối và đoạn ở thanh dầm.
Tiến hành bơm từ phía dưới với áp suất nhỏ (nhỏ hơn 0,1 MPa) và kiểm tra sự lan tỏa của keo. Sau khi bơm xong, tại ống dặt ở vị trí cao nhất của các vết nứt ta bơm bổ sung để keo theo trọng lực thâm nhập vào những chỗ còn sót sau lần bơm thứ nhất.
Ta kiểm tra kết quả đông cứng của keo bằng thí nghiệm độ cứng Shore để xác định thời điểm bắt đầu căng kéo DUL.
* Căng kéo DUL ngoài
Giai đoạn này cần tạo ra và điều chỉnh một lực lớn. Những bộ phận kết cấu tiếp nhận lực này như: vấu neo, vấu chuyển hướng... là những cấu kiện tương đối mảnh.
Khả năng tiếp nhận lực này thể hiện rõ qua cường độ, biến dạng và chuyển vị của các cấu kiện. Trước khi tạo DUL, cần phải kiểm tra thiết kế cẩn thận, đảm bảo độ tin cậy cao.
Công việc này là kết quả của các công việc trước và là công đoạn quan trọng nhất. Vì vậy khi thực hiện căng kéo DUL có thể phải có người kiểm tra các vết nứt, phát triển chuyển vị dọc của các vấu neo, chuyển vị thẳng đứng của vấu chuyển hướng, trạng thái của ống dẫn bảo vệ cáp.
Do không gian chật hẹp nên xu hướng là dùng các loại kích gọn nhẹ. Trong thực tế có một số thử nghiệm nhƣ sau:
+ Chia bó lớn theo kiểu cổ điển bằng số lượng tao tương đương rồi dùng kích nhỏ kéo từng tao. Kết quả nhận thấy mất mát ứng suất khi căng kéo quá lớn do ma sát lớn vì điểm kẹt do các tao gây ra khi chúng cọ sát và chồng chéo lên nhau, chủ yếu là các điểm chuyển hướng;
22
+ Sử dụng loại cáp có tao bọc ghen cũng có vấn đề ở các điểm chuyển hướng vì ghen bọc tao mỏng lại chịu cọ sát nên bị rách và vỡ.
Để khắc phục tình trạng ghen bị rách và vỡ thì có hai giải pháp sau:
+ Các tao bọc ghen đƣợc đặt trong ống dẫn bằng PEHD dài liên tục. Ống này được luồn vào một ông thép có bán kính cong tính toán đặt trong vấu chuyển hướng.
Trước khi căng kéo cáp, bơm vữa xi măng vào ống dẫn PEHD. Vữa xi măng này sau khi đông cứng có tác dụng cô lập các tao cáp với nhau và ngăn không cho các ghen mỏng bọc tao cáp bị rách hoặc vỡ. Nhƣ vậy các tao cáp có thể căng kéo riêng trong lòng các ghen đƣợc gia cố bên ngoài bằng các kích gọn nhỏ.
+ Các tao bọc ghen để trần ở các đoạn thẳng nhƣng trong điểm neo (vấu neo, lỗ khoan trong dầm ngang...) mỗi tao bọc ghen lại đƣợc luồn vào trong một loại ghen nhỏ bên ngoài bằng thép hoặc bằng Polyethylene. Số lƣợng ống ghen ngoài chính bằng số tao.
Đối với cả hai giải pháp phần để trần tao thép nào trong neo sẽ đƣợc bảo vệ chống gỉ bên trong bằng vữa hoặc mỡ cứng (lớp bảo vệ này đã được bơm từ trước để chống gỉ và giảm ma sát đến mức có thể khi căng kéo từng tao).
* Bảo vệ lần cuối cho cáp DUL: Còn có một lớp bảo vệ bên ngoài các tao, mặc dù các tao đã đƣợc bảo vệ bằng ghen mỏng có bơm vữa bên trong. Chất bảo vệ này có hai loại là vữa xi măng và mở chống gỉ. Cụ thể nhƣ sau:
+ Vữa xi măng: Loại vữa này bao gồm xi măng trộn với nước, không có chất độn là cát. Có thể dùng vữa xi măng thông thường để bơm vào các ống dẫn dài không quá 100 m và phải đảm bảo thời gian bơm không kéo dài quá 30 phút. Trong trường hợp chiều dài lớn hơn hoặc thời gian bơm phải kéo dài hơn 30 phút ta phải sử dụng vữa xi măng chậm đông cứng hoặc dùng loại vữa xi măng đặc biệt.
+ Mỡ chống gỉ: có hai loại nhƣ sau:
Mỡ mềm: Thi công phức tạp thì phải đun nóng từ 80o-90o C với áp suất từ 0,3- 0,6 Mpa mới bơm mỡ, mỡ chảy sẽ làm bẩn vách. Hệ số giản nở của mỡ gấp 10 lần sắt thép nên ống dẫn bằng thép phải dự trù các buồn nở chứa lƣợng mở dƣ thừa.
Mỡ cứng: Khi thi công cũng phải đun nóng mỡ đến 75o-85oC, bơm với áp suất 0,2Mpa. Mỡ cứng được cung cấp dưới dạng xitec nóng và cần dự kiến các buồng nở khi bơm mỡ. Loại này dễ bơm hơn mỡ mềm và không đổ mồ hôi.
Các loại mỡ chỉ được dùng trong các trường hợp đặc biệt như: Cần thay đổi lực căng hoặc dỡ bỏ cáp DUL ngoài. Thông thường dùng vữa xi măng sẽ tiết kiệm kinh phí và có độ tin cậy cao hơn.