Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình

Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Công tác khảo sát, thiết kế; Gia cố kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu gạch đá; Kỹ thuật sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép; Chống ăn mòn cho kết cấu gia cố. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình BÀI GIẢNG MÔN HỌC: Söa ch÷a, gia cè kÕt cÊu c«ng tr×nh (15 TIẾT) Chương 1. Khái niệm chung (3 tiết) 1.1. Các nguyên nhân gây hư hỏng công trình Bao gồm các yếu tố tác động cơ học, lý học và hóa học diễn ra trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình; những sai sót trong công tác khảo sát, thiết kế và thi công hoặc không kịp thời duy tu trong quá trình vận hành công trình. - Các tác động cơ học bao gồm: Các loại tải trọng tác dụng lên công trình. - Các tác động lý hoá học bao gồm: Tác dụng của nhiệt độ, độ ẩm, lún không đều, chấn động, môi trường ăn mòn hoá học, điện hoá…. + Ở nhiệt độ âm ( dưới -150C), lượng nước dư trong BT bị đóng băng, thể tích tăng lên, chèn ép vào BT, gây nứt vỡ BT. Nhiệt độ tăng cao (4000C-12000C), cường độ BT giảm xuống, thể tích tăng lên. Sự chênh lệch nhiệt độ do phía bị đốt nóng cũng làm cho kết cấu bị biến dạng, gây nứt, vỡ bề mặt. + ăn mòn: Do CO2 thấm vào BT, các muối có trong nước mềm hòa tan Ca(OH)2 làm giảm độ kiềm trong BT, BT mất khả năng bảo vệ cốt thép. Do muối sinh ra trong các phản ứng ăn mòn với thành phần của xi măng tạo thành chất kết tinh có thể tích tăng lên trên hai lần, chèn ép làm vỡ BT. + ăn mòn cốt thép. - Các sai sót trong công tác khảo sát và thiết kế: + Khảo sát: Số liệu thiếu xác thực về tình hình địa hình, địa chất, thuỷ văn; các số liệu về khí hậu, qui mô và tính chất của các công trình lân cận…. Các số liệu không chính xác về các chỉ tiêu cơ lý của đất nền. Chiều sâu khảo sát chưa đủ. (thông thường quy định chiều sâu khảo sát là 1.5Hcông trình; khi gặp nền đất yếu cần tăng thêm chiều sâu khảo sát). Những sai sót này sẽ dẫn đến giải pháp về nền móng công trình không đảm bảo. + Trong thiết kế: Việc áp dụng các giải pháp kết cấu và nền móng không phù hợp, chưa đề cập đầy đủ các dạng tải trọng có thể xảy ra, chưa đủ các tổ hợp tải trọng; tính toán sai, xác định sơ đồ tính sai; sử dụng vật liệu không thoả đáng, cấu tạo chi tiết không phù hợp (quá nhiều thép, không đủ khoảng hở, không đủ neo, cấu tạo liên kết sai) ….Lựa chọn các giải pháp kết cấu cho các bộ phận không phù hợp (BTCT toàn khối, BTCT lắp ghép, BTCT ứng lực trước), cụ thể: * BTCT toàn khối: Có độ cứng, bậc siêu tĩnh cao nhưng lại nhạy cảm với lún lệch và sự thay đổi nhiệt độ, trong tính toán nếu không kể đến những tác động này sẽ gây ra những sự cố cho công trình. * BTCT lắp ghép: ít nhạy cảm với lún lệch và nhiệt độ, nhưng lại chịu xâm thực của môi trường mạnh tại các vị trí mối nối, làm công trình nhanh chóng hư hỏng. * BTCT ứng lực trước: Cần chú ý bảo vệ chống ăn mòn cho CT ứng lực trước, đặc biệt là những công trình ven biển, hoặc những công trình trong điều kiện ăn mòn cao. Ngoài ra ở những đầu neo khi lực căng lớn có thể gây nứt vỡ cục bộ. 1 - Các sai sót trong quá trình thi công: Là nguyên nhân rất quan trọng làm giảm chất lượng công trình (rất nhiều: trộn sai cấp bền bê tông, sử dụng xi măng kém chất lượng, cốt liệu không sạch, không đúng qui cách, chất lượng vật liệu không đạt yêu cầu, sử dụng phụ gia không thích hợp, lớp bảo vệ không đúng, đặt sai và không đúng các yêu cầu cấu tạo đối với cốt thép, sai tim, trục định vị phải nắn chỉnh, copha không đảm bảo yêu cầu, đầm bê tông không đảm bảo, bảo dưỡng không tốt …) - Chế độ bảo dưỡng công trình trong quá trình vận hành ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ của công trình, đặc biệt là đối với các công trình công nghiệp (Sử dụng công trình không đúng với chức năng ban đầu, sửa chữa cải tạo tùy tiện, làm thay đổi sơ đồ chịu lực ban đầu, bảo trì đúng hạn, không đúng qui trình …). 1.2. Đối tượng sửa chữa , gia cố và cải tạo công trình - Những công trình đã sử dụng lâu năm bị xuống cấp do tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau như tải trọng, khí hậu, hoá chất ăn mòn, sự cố… gây nên. - Những công trình bị hư hỏng do những sai sót trong các khâu khảo sát, thiết kế hoặc thi công. - Những công trình do nhu cầu thay đổi về sử dụng như cải tiến công nghệ, đổi mới thiết bị, thay đổi công năng,… dẫn đến thay đổi sơ đồ kết cấu, thay đổi tải trọng. - Những công trình có nhu cầu mở rộng như mở rộng mặt bằng, nâng thêm chiều cao, nâng thêm tầng…. → Như vậy, việc gia cố, sửa chữa và cải tạo là đề cập đến những công trình có nhu cầu cải thiện về mặt chịu tải trọng cũng như công năng nhằm đảm bảo an toàn, tăng tuổi thọ hoặc tăng hiệu quả sử dụng của công trình. * Cũng như xây mới, việc gia cố, sửa chữa và cải tạo công trình có sẵn vẫn phải qua các khâu khảo sát và thiết kế, sau đó mới có thể tiến hành thi công. Tuy nhiên công tác khảo sát, thiết kế có những đặc điểm khác so với việc làm xây mới công trình. Do vậy, cần đánh giá đúng tính chất, nguyên nhân và mức độ hư hỏng của công trình, xác định được mục đích và yêu cầu của công tác sửa chữa, gia cố sẽ quyết định tính đúng đắn cho các giải pháp được lựa chọn. 1.3. Đánh giá tính chất và mức độ hư hỏng của công trình Có 2 dạng hư hỏng: a. Hư hỏng thấy được: Thể hiện sự sút kém về khả năng chịu tải của kết cấu cũng như sự giảm tính năng sử dụng so với ban đầu, chẳng hạn trên kết cấu xuất hiện những vết nứt hoặc biến dạng vượt quá giới hạn cho phép, mái bị dột, khu WC bị thấm nước, các lớp ốp, lát bị bong, rộp… gọi H - mức độ hư hỏng của công trình (%), ei - mức độ hư hỏng của cấu kiện thành phần i (%), ti - tỉ lệ giá thành của cấu kiện i so với giá thành toàn bộ công trình, n  t .e i i ta có: H i 1 (%) 100 Khi H > 80% coi như công trình đã hoàn toàn bị phá huỷ. b. Hư hỏng không thấy được: Việc đánh giá dựa trên các cơ sở: - Mức độ giảm giá công trình do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và giá xây dựng hạ xuống được đánh giá bằng hiệu số vốn đầu tư tại thời điểm xây dựng công trình và tại thời điểm khảo sát để sửa chữa, gia cố. - Mứ ...