Trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư, người chủ đầu tư căn cứ vào hiện trạng công trình cũng như những nhu cầu đổi mới của công trình mà chuẩn bị lập báo cáo nghiên cứu khả thi, trong đó bao
Tính chất cơ, lý, hoá học của Bê tông cốt thép
Bêtông là một vật liệu phức tạp với sự biến động lớn trong các đặc trưng cơ bản Dù cùng loại bêtông, cốt liệu và ximăng, các đặc điểm như cường độ, môđun đàn hồi, độ rỗng và độ co ngót vẫn khác nhau ở từng vị trí trong công trình Nguyên nhân của sự không đồng nhất này xuất phát từ nhiều yếu tố.
- Thiếu đồng nhất tại các điểm khác nhau nhƣ chất lƣợng cốt liệu, sự phân phối cốt liệu, hàm lƣợng ximăng, tỷ lệ N
Trong quá trình đóng rắn, bêtông phải chịu tác động từ nhiều yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm không khí, bức xạ mặt trời, gió, cùng với các điều kiện và chế độ bảo dưỡng khác nhau.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính đồng nhất của bê tông bao gồm cả sự tác động của con người và các quy luật ngẫu nhiên Kết quả là, bê tông có tính đồng nhất kém hơn so với một số vật liệu khác như kim loại, gỗ và chất dẻo.
Bảng 1.1 Hệ số đồng nhất của bêtông
Nén đúng tâm hoặc nén uốn 0,55 0,6
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
1.1.2 Độ xốp của bê tông
Trong quá trình thủy hóa ximăng, lượng hyđrat tạo thành không đủ để thay thế thể tích của nước và ximăng, dẫn đến tình trạng xốp và co ngót của bêtông Dù bêtông đạt chất lượng tốt, độ chặt tối đa chỉ khoảng 90%, nghĩa là vẫn còn tồn tại ít nhất 10% lỗ rỗng Những lỗ rỗng này có thể cô lập hoặc thông nhau, gây ra hiện tượng thẩm thấu trong vật liệu Đặc biệt, độ rỗng tăng lên cùng với tỷ lệ N.
X (nước/ximăng) Do đó để giảm độ rỗng cho bêtông cần giảm tỷ lệ N
Độ rỗng trong bêtông là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền của vật liệu Việc giảm thiểu độ rỗng không chỉ giúp ngăn chặn các tác động xấu từ môi trường mà còn làm chậm quá trình xuống cấp của bêtông Do đó, nhiệm vụ của người xây dựng là cần thiết để cải thiện chất lượng bêtông thông qua việc kiểm soát độ rỗng.
1.1.3 Độ co ngót của bêtông
Trong quá trình thủy hóa ximăng trong bêtông, không chỉ tạo ra độ rỗng mà còn xảy ra hiện tượng co ngót, đặc biệt mạnh mẽ trong giai đoạn đầu sau khi đổ bêtông, từ 1-5 giờ Hiện tượng co ngót này giảm dần sau khi quá trình đóng rắn kết thúc và hầu như ngừng lại sau khoảng một năm.
Bêtông không chỉ chịu ảnh hưởng của hiện tượng co ngót trong không khí mà còn có hiện tượng trương nở khi tiếp xúc với nước Cụ thể, với bêtông có hàm lượng ximăng pooclăng 300 kG/m³, độ co ngót trong không khí khô dao động từ 0,2 - 0,6 mm/m, trong khi độ trương nở trong nước khoảng 0,1 mm/m Thông tin chi tiết về độ co ngót và trương nở của bêtông có thể tham khảo qua biểu đồ trong hình 1.1.
Hình 1.1 Biểu đồ co ngót và trương nở của bêtông và bêtông cốt thép Đường nét liền: bêtông 0-6 ngày; Đường nét đứt: bêtông 0-9 ngày
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Vữa ximăng có độ co ngót mạnh nhất, tiếp theo là vữa ximăng cát, trong khi bêtông có độ co ngót thấp nhất nhờ vào cốt liệu đá và cốt thép Cụ thể, lượng co ngót của bêtông chỉ đạt 40% so với vữa ximăng cát và 27% so với vữa ximăng Trong quá trình co ngót, bêtông chịu ứng lực kéo từ 3 - 15 kG/cm², nhưng cường độ của bêtông lúc này vẫn còn thấp, dẫn đến sự xuất hiện những vết nứt ban đầu rất nhỏ.
Độ co ngót của bêtông chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố Đầu tiên, độ co ngót tăng khi hàm lượng và độ mịn của ximăng tăng; tuy nhiên, với tỷ lệ cấp phối cốt liệu hợp lý, lượng ximăng có thể giảm, từ đó giảm sự co ngót Bêtông sử dụng ximăng pooclăng thường có độ co ngót thấp hơn so với ximăng pooclăng mác cao (> 500), trong khi ximăng đóng rắn nhanh có độ co ngót tương đương ximăng pooclăng thường Thứ hai, bêtông với cốt liệu đá rắn chắc như đá macma có độ co ngót thấp hơn so với bêtông sử dụng cốt liệu đá sa thạch Kích thước cốt liệu cũng ảnh hưởng đến độ co ngót; cốt liệu nhỏ và vừa được lèn chặt cùng với cốt liệu lớn giúp giảm đáng kể lượng co ngót Cuối cùng, độ co ngót của bêtông giảm khi độ đặc chắc tăng và hàm lượng nước giảm.
Độ co ngót của bêtông phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm không khí và tốc độ gió Khi nhiệt độ đổ bêtông cao, độ co ngót tăng; ngược lại, độ ẩm cao làm giảm độ co ngót Ở độ ẩm từ 95% trở lên và nhiệt độ khoảng 20°C, bêtông gần như không bị co ngót, nhưng khi độ ẩm giảm, độ co ngót lại tăng Tốc độ gió cũng ảnh hưởng lớn, gió mạnh làm tăng độ co ngót Đặc biệt, độ co ngót không đồng đều trên cùng một tiết diện gây ra ứng suất kéo, tạo ra các khe nứt bề mặt Hơi ẩm từ bên trong thoát ra ngoài nơi có độ ẩm thấp hơn, hình thành khe nhỏ làm tăng thẩm thấu của bêtông Hiện tượng co ngót không đều cũng dẫn đến quăn vỏ đỗ tại các khe co dãn của kết cấu, như nền nhà và đường sá, do mặt trên bị hong khô trong khi mặt dưới tiếp xúc với đất ẩm.
Trong quá trình thủy hóa của ximăng, hiện tượng co ngót của bêtông là đặc điểm tự nhiên của vật liệu, gây ra nhược điểm quan trọng cho bêtông và kết cấu bêtông cốt thép Hiện tượng này là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng xuống cấp của kết cấu bêtông cốt thép.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
- Hình thành những khe nứt làm mất tính liên tục của vật liệu, làm tăng độ thẩm thấu tạo điều kiện thâm nhập của các tác nhân ăn mòn
Trong quá trình thủy hóa, hiện tượng thiếu nước có thể xảy ra, dẫn đến sự suy yếu của cấu trúc bê tông Hệ quả là cường độ bê tông giảm, làm giảm khả năng chịu tải của kết cấu.
Đối với bêtông ứng lực trước, hiện tượng co ngót có thể làm giảm ứng suất ban đầu của cốt thép Để khắc phục tình trạng này, có thể áp dụng một số biện pháp hiệu quả nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của co ngót trong bêtông.
- Bảo dƣỡng bêtông, giữ độ ẩm cho bêtông ít nhất 15 ngày sau khi đổ
- Dùng loại ximăng thích hợp và hạn chế hàm lƣợng ximăng
Sử dụng cốt liệu sạch và đá rắn chắc để tối ưu hóa mật độ cốt liệu Chọn cỡ và cấp phối cốt liệu hợp lý, đảm bảo cốt liệu nhỏ và vừa lấp đầy các kẽ hở giữa cốt liệu lớn Đồng thời, tăng cường hàm lượng cốt thép một cách hợp lý để nâng cao chất lượng công trình.
- Tăng độ đặc chắc của bêtông, nên đầm bằng phương pháp chấn động Tỷ lệ N
Khi cần, có thể thêm một số phụ gia chống co ngót như dầu mỏ, muối hút ẩm (formiad de soude 5-10%), caséin hay paraphin vào bêtông Những chất này giúp hạn chế tốc độ co ngót và cho phép các tính năng cơ học của bêtông phát triển Tuy nhiên, việc lạm dụng các phụ gia này có thể làm giảm cường độ và độ dính của bêtông với cốt thép, và cuối cùng, độ co ngót vẫn không thay đổi.
Bêtông là một vật liệu giòn có cường độ chịu nén cao gấp nhiều lần cường độ chịu kéo (9 -
CÔNG TÁC THIẾT KẾ, THI CÔNG SỬA CHỮA VÀ GIA CỐ KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP
1.2.1 Công tác thiết kế, sửa chữa và gia cố kết cấu bêtông cốt thép
Việc sửa chữa, cải tạo và gia cố các công trình vẫn phải qua các khâu khảo sát, thiết kế rồi mới bắt tay vào thi công đƣợc
Thủ tục và trình tự xây dựng cơ bản vẫn được áp dụng tương tự như đối với xây dựng mới Trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư, chủ đầu tư cần dựa vào hiện trạng công trình và nhu cầu đổi mới để lập báo cáo nghiên cứu khả thi, bao gồm các nội dung cơ bản liên quan.
Việc xác định sự cần thiết đầu tư sửa chữa và gia cố công trình là rất quan trọng, đặc biệt khi xem xét những bất lợi và hiện trạng nguy hiểm có thể đe dọa an toàn trong quá trình khai thác và sử dụng công trình Điều này không chỉ giúp bảo vệ tài sản mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
- Các yêu cầu cần đạt đƣợc về kinh tế - kỹ thuật;
- Các phương án kỹ thuật kết cấu, kiến trúc và vật liệu với các bản vẽ kèm theo;
- Khối lƣợng xây dựng chủ yếu, các yêu cầu về cung ứng vật liệu, thiết bị;
- Các phương án thi công, xây lắp;
- Các chỉ tiêu kinh tế vốn đầu tƣ, thời hạn thu hồi vốn, v.v
Sau khi báo cáo nghiên cứu khả thi được phê duyệt, giai đoạn chuẩn bị xây dựng sẽ bắt đầu Trong giai đoạn này, nhà đầu tư sẽ ký hợp đồng khảo sát và thiết kế với các cơ quan có tư cách pháp nhân phù hợp.
Công việc khảo sát đóng vai trò quan trọng trong thiết kế sửa chữa, gia cố và cải tạo công trình, thường được thực hiện trước khi bắt đầu thiết kế nhưng cũng có thể diễn ra đồng thời Quy trình thiết kế sửa chữa và gia cố công trình có thể chia thành hai bước chính.
- Bước thiết kế kỹ thuật (kèm theo tổng dự toán của thiết kế kỹ thuật)
- Bước thiết kế bản vẽ thi công (kèm theo dự toán của thiết kế bản vẽ thi công);
Trong trường hợp vốn đầu tư không lớn, việc thiết kế theo một bước, bao gồm thiết kế kỹ thuật thi công và tổng dự toán, có thể giúp giảm chi phí và thời gian thiết kế.
Cơ sở thiết kế kỹ thuật bao gồm nội dung hợp đồng đã ký với chủ đầu tư, báo cáo nghiên cứu khả thi đã được phê duyệt và các số liệu khảo sát liên quan.
Nội dung của đề án thiết kế kỹ thuật gồm:
- Bản phân tích các kết quả khảo sát, nguyên nhân gây nên hƣ hỏng
- Các bản vẽ thể hiện phạm vi và nội dung sửa chữa, gia cố và cải tạo
- Các giải pháp cơ bản để sửa chữa gia cố và cải tạo công trình, các sơ đồ kết cấu và sơ đồ tính toán
- Các giải pháp bảo vệ kết cấu nhƣ giải pháp chống thấm, chống ăn mòn, chống cháy, chịu va chạm, v.v
- Các chỉ dẫn về sử dụng vật liệu sửa chữa
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Giải pháp thi công xây lắp trong các điều kiện hạn chế như không gian chật hẹp, tình trạng an toàn, thời gian thi công gấp rút và yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt là rất quan trọng Để đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình, các biện pháp tối ưu hóa quy trình thi công và sử dụng công nghệ hiện đại cần được áp dụng Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả công việc và đảm bảo an toàn cho công nhân.
- Tổng dự toán cho bước thiết kế kỹ thuật
Sau khi thiết kế kỹ thuật được phê duyệt, tiến hành thiết kế bản vẽ thi công Bước thiết kế này nhằm cụ thể hóa các công việc đã được đề cập trong thiết kế kỹ thuật.
Các bản tính kỹ thuật, bao gồm bản tính gia cố kết cấu, nền móng và bản tính kiểm tra các chỉ tiêu vật lý kiến trúc, sẽ được lưu trữ tại cơ quan thiết kế để phục vụ cho việc theo dõi và quản lý.
- Các bản vẽ thi công đầy đủ chi tiết
- Biện pháp thi công đối với những kết cấu đặc biệt quan trọng cần có chuyên môn thiết kế can thiệp
- Dự toán thiết kế bản vẽ thi công
Khác với nghiên cứu thiết kế xây dựng công trình mới, thiết kế sửa chữa, gia cố và cải tạo công trình hiện có có những đặc điểm riêng biệt Việc này đòi hỏi sự chú ý đến tình trạng hiện tại của công trình, đồng thời phải đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong quá trình cải tạo Các giải pháp thiết kế cần linh hoạt để phù hợp với cấu trúc đã có, đồng thời nâng cao giá trị sử dụng và thẩm mỹ cho công trình.
Sửa chữa, gia cố và cải tạo công trình cần được thực hiện trong điều kiện vận hành liên tục, chỉ dừng lại trong thời gian hạn chế, thường là trong thời gian đại tu định kỳ hàng năm Trong trường hợp đặc biệt phải dừng hoạt động, nên ưu tiên sử dụng cấu kiện lắp ghép bằng bêtông cốt thép đúc sẵn hoặc kết cấu thép để gia cố Những kết cấu này cần đơn giản, nhẹ và dễ thực hiện Để tăng khả năng chịu tải và giảm trọng lượng, có thể áp dụng kỹ thuật ứng lực trước Việc sử dụng bêtông cốt thép đổ tại chỗ có nhược điểm như hệ thống dàn giáo và ván khuôn phức tạp, cũng như thời gian đạt cường độ dài, ảnh hưởng đến tính liên tục của công trình.
Để tăng cường khả năng chịu tải của công trình, cần đưa kết cấu gia cố tham gia làm việc cùng với kết cấu được gia cố Mặc dù các tải trọng tạm thời đã được giảm thiểu, nhưng kết cấu vẫn chịu lực do tải trọng bản thân Việc bố trí kết cấu gia cố chỉ hiệu quả khi chúng cùng chịu lực với kết cấu chính Để đạt được sự phối hợp này, có nhiều phương pháp có thể áp dụng.
- Cắt bỏ hết những phần tải trọng có thể cắt bỏ được trước khi gia cố
Sử dụng kích để khôi phục trạng thái "nghỉ tương đối" cho kết cấu gia cố, ví dụ như điều chỉnh độ võng về mức không cho các kết cấu chịu uốn.
- Dùng kết cấu ứng lực trước như dây căng ứng lực trước, ống lồng ứng lực trước hoặc thanh đạp ứng lực trước
3, Đối với các công trình bị ăn mòn, việc sửa chữa, gia cố phải tiến hành đồng thời với việc
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Việc xử lý chống ăn mòn cho các công trình gia cố là một quá trình phức tạp, đặc biệt khi tác nhân ăn mòn đã thấm sâu vào kết cấu cũ Điều này dẫn đến độ dính không đảm bảo giữa bêtông cũ và mới, và có thể gây ra hiện tượng kết tinh của sản phẩm ăn mòn, làm tăng thể tích và phá vỡ liên kết Do đó, trước khi tiến hành sửa chữa, cần phải làm sạch kết cấu cũ khỏi các tác nhân ăn mòn, đồng thời áp dụng các giải pháp chống ăn mòn trong quá trình gia cố.
Trong quá trình sửa chữa và gia cố công trình, việc thiết kế biện pháp thi công là rất quan trọng nhằm giúp người thi công thực hiện đúng ý đồ của người thiết kế Các biện pháp này bao gồm thi công trong điều kiện vận hành liên tục của công trình, gia cố ứng lực trước và cất tải, cũng như đưa kết cấu gia cố vào làm việc đồng thời với kết cấu chính.
MỘT SỐ HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP
Tác động của môi trường khí hậu thời tiết
Trong môi trường khí hậu, kết cấu bê tông cốt thép phải đối mặt với nhiều tác động từ sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, cũng như sự ảnh hưởng của hóa chất ăn mòn có trong nước và không khí, cùng với các vi sinh vật Những yếu tố này đều góp phần làm tăng tốc độ xuống cấp của kết cấu.
2.1.1 Tác động của sự thay đổi nhiệt độ không khí
Kích thước của kết cấu bêtông cốt thép thay đổi theo nhiệt độ môi trường, với sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa mùa đông và mùa hè, đặc biệt ở miền Bắc Việt Nam, có thể lên tới 35-40°C Đối với một công trình dài 60 m, sự co dãn do chênh lệch nhiệt độ 35°C có thể đạt độ co dãn đáng kể, với hệ số nở nhiệt của bêtông là 10^-5/°C.
Nếu không tính đến biến dạng chịu nén của thanh ngang, chuyển vị của đầu cột biên cách điểm cố định 30 m sẽ là 0,0105 m Chuyển vị này có khả năng tạo ra nội lực lớn trong cột, và tùy thuộc vào cách liên kết của cột với móng và dầm dọc, có thể xuất hiện các khe nứt tại cột và dầm.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Nhiệt độ có tác động đáng kể đến khung dọc của nhà, dẫn đến những biến dạng khác nhau và sự hình thành vết nứt tại vùng chịu ứng lực kéo Khi nhiệt độ chênh lệch giữa mặt trên và mặt dưới của kết cấu mái, chẳng hạn như vào mùa hè, mặt trên có thể đạt tới 50°C trong khi mặt dưới chỉ khoảng 30°C, gây ra biến dạng cho kết cấu Đối với các kết cấu liên tục, vết nứt có thể xuất hiện tại vùng chịu kéo gần gối tựa, nơi hình thành các khớp dẻo, và những khe nứt này sẽ mở và đóng tùy thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ trong ngày.
Hình 2.2 Kết cấu chịu tác dụng của nhiệt độ chênh lệch a Kết cấu khung mái; b Tiết diện ống khói
Chênh lệch nhiệt độ có thể gây ra vết nứt thẳng đứng trên bề mặt ống khói bêtông cốt thép, do các thớ bên trong dãn nở làm cho các thớ bên ngoài chịu kéo Khi ứng lực vượt quá giới hạn chịu kéo của bêtông cốt thép, sẽ hình thành vùng không đảm bảo từ bề mặt phía ngoài ống.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Trang 13 khói bêtông cốt thép sẽ xuất hiện những khe nứt dọc (hình 2.2b)
Nhiệt độ tác động không đồng đều lên công trình, như việc mặt trời đốt nóng một bên của ống khói hoặc tháp làm lạnh, có thể dẫn đến biến dạng liên tục của các công trình này Sự biến dạng này phụ thuộc vào vị trí di động của mặt trời, gây ra những ứng lực phụ phức tạp trong kết cấu.
Tháp làm lạnh có vỏ trụ tròn xoay chịu ảnh hưởng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời khi mặt trời di chuyển từ Đông sang Tây Một nửa của tháp luôn bị đốt nóng và phần vỏ mỏng bằng bêtông rất nhạy cảm với bức xạ mặt trời Khi một phía của tháp bị nóng, vỏ tháp sẽ dãn nở, làm cho tiết diện ngang từ hình tròn biến thành hình ô van Hình dạng này liên tục thay đổi theo hướng di chuyển của mặt trời.
Sự thay đổi hình dạng của tiết diện ngang dẫn đến biến dạng của kết cấu khung cứng liên kết với vỏ tháp, tạo ra các ứng lực phụ phức tạp trong cả kết cấu khung và vỏ tháp.
2.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ cao
Dưới tác động của nhiệt độ cao (400
-1200°C) cường độ bêtông giảm xuống và thể tích tăng lên Mức độ giảm cường độ bêtông theo nhiệt độ có thể tham khảo theo bảng 2.1 [22]
Bảng 2.1 Cường độ bêtông giảm theo nhiệt độ
Hệ số nở nhiệt độ của bêtông 1.10 -5 mm/°C
Khi bê tông bị đốt nóng một phía, sự dãn nở thể tích không đồng đều dẫn đến biến dạng cong vênh và có thể xuất hiện vết nứt Nhiệt độ cao gần ngọn lửa gây tách vỡ bề mặt kết cấu, làm một số cốt liệu nổ và phá hủy cấu trúc xung quanh Nước trong bê tông nhanh chóng bốc hơi, gây ra nổ cục bộ ở những mẫu bê tông nhỏ Khi nhiệt độ đạt 400°C trở lên, ximăng chuyển hóa thành vôi sống, dẫn đến phân rã kết cấu Cốt thép giảm cường độ và dãn nở nhanh hơn bê tông, dễ bị cong vênh và mất độ bám dính với bê tông.
Hình 2.3 Sơ đồ tác động của Mặt Trời lên ống khói và tháp làm lạnh
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
2.1.3 Ảnh hưởng của độ ẩm
Bêtông không chỉ co ngót trong quá trình thủy hóa mà còn thay đổi thể tích do lượng nước biến động sau khi đã đóng rắn Khi bêtông ngâm trong nước, nó sẽ xảy ra hiện tượng trương nở, ngược lại, nếu để khô, bêtông sẽ bị co ngót Mức độ co ngót của bêtông thường dao động từ 400 đến 800 microstrains (1 microstrain = 1.10^-6 mm/m) Khi hiện tượng co ngót bị ngăn cản, ứng lực kéo sẽ xuất hiện trong bêtông, dẫn đến khả năng hình thành các khe nứt nếu ứng lực này vượt quá cường độ chịu kéo của bêtông.
Khi có sự chênh lệch độ ẩm giữa hai mặt của tấm bêtông, hơi ẩm sẽ di chuyển từ phía có độ ẩm cao sang phía có độ ẩm thấp Lượng hơi ẩm truyền qua phụ thuộc vào gradien độ ẩm tương đối và độ thẩm thấu của bêtông, đồng thời gây ra biến dạng tại biên tấm.
Độ ẩm trên bề mặt bê tông tạo điều kiện cho sự phát triển của rong rêu, nấm mốc và vi sinh vật Một số loại rong rêu và nấm có rễ ăn sâu vào bê tông, làm giảm hiệu quả của lớp bảo vệ Ngoài ra, các vi sinh vật bám vào bê tông có thể tiết ra các chất ăn mòn như axit và amoniac, gây ảnh hưởng tiêu cực đến lớp bảo vệ của kết cấu.
2.1.4 Bêtông chịu tác động của băng giá Ở nước ta ít khi lạnh đến nhiệt độ dưới 0°c nhưng cũng không loại trừ những trường hợp đặc biệt khi nhiệt độ không khí có thể hạ xuống 0°c tại những vùng núi phía bắc (Sa Pa)
Đối với các công trình đông lạnh, nhiệt độ yêu cầu có thể xuống tới -15°C hoặc thấp hơn, khiến bêtông dễ bị ảnh hưởng dù đã có lớp bảo vệ Khi nhiệt độ dưới 0°C tác động trực tiếp, nước trong các lỗ rỗng của bêtông sẽ đóng băng, làm tăng thể tích và gây ra nội lực trong cấu trúc Hiện tượng này có thể dẫn đến nứt tách từng mẫu nhỏ, tiến dần từ bề mặt vào trong, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bền của công trình.
Mức độ phá hoại của hiện tƣợng đóng băng, tan băng phụ thuộc vào:
- Tăng lên theo độ rỗng;
- Tăng lên theo độ ẩm bão hòa;
- Tăng lên theo số chu kỳ đóng băng, tan băng;
- Giảm xuống khi tăng bọt khí;
- Tăng lên khi mặt bằng ẩm ƣớt.
Tác động của hóa chất ăn mòn
Các công trình xây dựng, bao gồm dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải và thủy lợi, đều có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi hóa chất ăn mòn với tính chất và mức độ khác nhau Đặc biệt, trong lĩnh vực xây dựng công nghiệp, các hóa chất ăn mòn thường tác động trực tiếp đến các công trình.
Các hóa chất này có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm các chất được sinh ra trong các quy trình công nghệ, chất thải từ ngành công nghiệp và sinh hoạt, cũng như các hóa chất có nguồn gốc sinh học.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Trang 15 các chất có trong không khí và trong các nguồn nước thiên nhiên Ăn mòn bêtông cốt thép là một hiện tƣợng vật lý - hóa học phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất ăn mòn của môi trường, chất liệu các thành phần của bêtông Theo V.M.Moskvin có thể chia ra ba dạng ăn mòn bêtông
- Dạng ăn mòn thứ nhất: do tác dụng của nước mềm hoặc nước có hàm lượng thấp
CO2 thấm vào bêtông và hòa tan các thành phần của ximăng, chủ yếu là Ca(OH)2, dẫn đến việc tăng độ rỗng của bêtông và giảm cường độ Sự giảm độ kiềm cũng làm mất lớp bảo vệ thụ động của cốt thép, khiến cho cốt thép dễ bị ăn mòn do O2, CO2 và các tác nhân ăn mòn khác Ngoài ra, nước mềm chứa muối hòa tan còn làm tăng tốc độ hòa tan Ca(OH)2.
Dạng ăn mòn thứ hai xảy ra do tác động của các tác nhân như axit, bazơ hoặc muối đối với các hợp chất dễ hòa tan như Ca(OH)2 và nCa0mSiO2 có trong ximăng Quá trình ăn mòn này diễn ra theo từng lớp, từ bề mặt ngoài vào bên trong Phản ứng ăn mòn có thể được mô tả bằng các phương trình hóa học cụ thể.
Phản ứng giữa Ca(OH)2 và 2HCl tạo ra CaCl2 và 2H2O, hoặc phản ứng giữa nCaO với mSiO2, pH2SO4 và H2O dẫn đến nCaSO4 và mSi(OH)4 Đối với các dung dịch kiềm, hiện tượng ăn mòn chỉ xảy ra khi nồng độ của dung dịch kiềm cao, ví dụ như dung dịch NaOH cần có nồng độ trên 10%.
Ăn mòn thứ ba xảy ra do muối hình thành từ phản ứng giữa các chất ăn mòn và thành phần của ximăng, hoặc do dung dịch muối thấm vào bêtông qua các lỗ rỗng và mao mạch Quá trình này tạo ra tinh thể và làm nở thể tích, gây ra nội lực phá vỡ cấu trúc bêtông.
Phản ứng xảy ra theo các công thức:
Phương trình phản ứng cho thấy sự kết tinh của 3CaS04 và 3Ca0Al203 với 31 phân tử nước, tạo thành 3Ca0Al203 3CaS04 3lH20, dẫn đến sự gia tăng thể tích lên 227% Sự gia tăng này tạo ra nội lực chèn ép trong cấu trúc bê tông.
Hiện tượng ăn mòn bêtông phổ biến nhất là ăn mòn Sulfat, do các Sulfat có nguồn gốc tự nhiên, sinh học hoặc từ chất thải công nghiệp Sulfat có thể tồn tại ở dạng hơi, lỏng hoặc rắn và dễ dàng tác động đến bêtông thông qua môi trường nước hoặc hơi nước Quá trình ăn mòn Sulfat có thể diễn ra theo cả ba dạng khác nhau.
- Dung dịch Sulfat tiếp xúc với vữa ximăng làm tăng tính hòa tan của chúng dẫn đến tình trạng ăn mòn bêtông theo dạng thứ nhất
Nước Sulfat có khả năng gây ra phản ứng trao đổi, trong đó ion Sulfat được thay thế bởi ion Ca++, dẫn đến hiện tượng ăn mòn bêtông từ bên ngoài vào trong theo cơ chế ăn mòn thứ hai.
Dung dịch Sulfat có khả năng phản ứng với vữa ximăng, tạo ra các hợp chất mới có thể tích lớn hơn nhiều so với chất ban đầu, như đã chỉ ra trong các công thức (2.3) và (2.4) Đây là một dạng ăn mòn thứ ba đáng lưu ý.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Mức độ tác hại của Sulfat phụ thuộc vào độ chặt của bêtông, loại ximăng và tỷ lệ N
Nồng độ sulfat ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn bêtông, và sự có mặt của các tác nhân khác có thể làm tăng hoặc giảm tốc độ phản ứng của sulfat Các yếu tố như chu kỳ khí hậu, sự chuyển dịch dung dịch và tác động của ngoại lực cũng góp phần vào mức độ ăn mòn này Đặc biệt, loại ximăng có hàm lượng C3A dưới 5% cho thấy khả năng chịu sulfat tốt hơn so với các loại ximăng khác.
2.2.2 Ăn mòn cốt thép trong bêtông
Bêtông sạch có độ kiềm cao với pH khoảng 12 - 13, tạo ra màng bảo vệ cho cốt thép chống ăn mòn Khi pH giảm xuống dưới 8,5, cốt thép bắt đầu bị ăn mòn do quá trình điện hóa xảy ra trong môi trường ẩm ướt chứa CO2, O2, H2S, NH3 và muối Quá trình này khiến cốt thép trở thành anôt và catôt, dẫn đến sự hình thành các ion Fe++ và cặn gỉ như Fe(OH)2, Fe(OH)3 và FeOOH Ở bêtông chất lượng cao, tốc độ ăn mòn diễn ra chậm, nhưng nếu bêtông xốp hoặc có hóa chất ăn mòn, tốc độ này sẽ tăng lên Mối quan hệ giữa tốc độ ăn mòn cốt thép và độ pH của bêtông được thể hiện rõ qua biểu đồ.
Sự giảm sút độ pH trong bêtông là do hiện tƣợng cacbonat hóa hoặc sự thâm nhập các tác nhân ăn mòn vào bêtông [35]
Cacbonat hóa là quá trình xảy ra khi hơi axit trong không khí phản ứng với sản phẩm thủy hóa của ximăng Trong khí quyển thông thường, nồng độ CO2 là 0,03%, nhưng trong môi trường công nghiệp, nồng độ này thường cao hơn Kết quả của phản ứng này là sự giảm độ pH.
Phản ứng C02.5H20 với Ca(OH)2 tạo ra CaC03 và H2O dẫn đến việc lớp bảo vệ thụ động của cốt thép bị hủy hoại Quá trình cacbonat hóa xảy ra khi có sự thay đổi độ ẩm liên tục giữa khô và ướt Nếu bêtông thường xuyên được ngâm trong nước, hiện tượng cacbonat hóa sẽ không xảy ra.
Kết cấu bêtông cốt thép chịu tác động của tải trọng
Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng và gia tăng tốc độ xuống cấp của kết cấu bêtông cốt thép là do tác động cơ lý từ các loại tải trọng khác nhau.
Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN: 2737-95, căn cứ vào tính chất tác động mà tải trọng đƣợc phân ra:
- Tải trọng tạm thời ngắn hạn và dài hạn;
Tuy nhiên trên quan điểm sử dụng có thể phân tải trọng thành hai nhóm:
Tải trọng hữu ích bao gồm trọng lượng của kết cấu, vật liệu, thiết bị, cùng với tải trọng phát sinh từ ứng lực trước do nhiệt độ và thao tác vận hành Những tải trọng này hoàn toàn nằm trong khả năng kiểm soát của con người.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Tải trọng bất lợi bao gồm các tác động thiên nhiên như gió bão, lụt lội, động đất và các sự cố như cháy nổ, bom đạn, cũng như những sai sót trong thi công hoặc vận hành công trình Những tác động này thường xảy ra ngẫu nhiên và không thể hoàn toàn dự đoán được về thời gian, tính chất và mức độ ảnh hưởng của chúng Trong đó, tải trọng đặc biệt được xem là một phần của nhóm tải trọng bất lợi.
Sự tác động của các loại tải trọng lên kết cấu công trình có thể ở trạng thái tĩnh hoặc trạng thái động lực
Tùy thuộc vào sơ đồ tính toán, trong kết cấu sẽ phát sinh các ứng lực như kéo, nén, uốn, cắt và xoắn, hoặc các nhóm ứng lực như nén uốn, kéo uốn, nén xoắn, uốn xoắn, cùng với những biến dạng tương ứng.
Cường độ chịu nén của bêtông cao gấp nhiều lần cường độ chịu kéo, do đó, trong kết cấu bêtông cốt thép, bêtông chịu nén và cốt thép chịu kéo Dưới tác dụng của mômen uốn, nội lực trong cấu kiện bêtông cốt thép được chia thành hai phần: phần chịu nén từ bêtông và phần chịu kéo từ cốt thép Khi cốt thép chịu kéo, nó sẽ căng dãn, kéo theo các phần tử bêtông bám vào Nếu độ dãn dài tương đối của bêtông không vượt quá 2.10^-4, bêtông vẫn chưa bị nứt và có khả năng tham gia chịu kéo cùng cốt thép Tuy nhiên, khi độ dãn dài vượt quá giới hạn này, bêtông sẽ bị nứt và nội lực kéo sẽ hoàn toàn do cốt thép chịu Độ dãn dài tối đa của cốt thép có thể đạt tới 2,4.10^-3; nếu vượt qua giới hạn này, cốt thép sẽ bị chảy và cấu kiện không còn hoạt động hiệu quả.
Kết cấu bêtông cốt thép có thể gặp hư hỏng dưới tác dụng của tải trọng cơ học, biểu hiện qua các hiện tượng như nứt, vỡ, biến dạng và gãy Tình trạng hư hỏng này có sự đa dạng do các trạng thái chịu lực khác nhau của kết cấu.
Biểu hiện ban đầu của tình trạng xuống cấp của kết cấu bêtông cốt thép là sự xuất hiện và mở rộng các khe nứt, đặc biệt là do tác động cơ học của tải trọng Các khe nứt thường xuất hiện ở những vị trí có giá trị mômen và lực cắt lớn, phát triển theo hướng vuông góc với ứng suất kéo chính Ngoài ra, khe nứt cũng có thể xuất hiện tại miền chịu nén do hiện tượng nở hông, khi ứng lực nén gây ra ứng lực kéo vượt quá cường độ chịu kéo của bêtông Những khe nứt này cho thấy kết cấu đã mất khả năng chịu tải, và độ mảnh của cấu kiện chịu nén cũng ảnh hưởng đến độ ổn định và khả năng chịu lực của kết cấu.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Khe nứt tại dầm thường xuất hiện ở những vị trí có ứng lực cắt lớn, đặc biệt gần gối tựa, với hướng phát triển chếch vào trong nhịp khoảng 45° Những khe nứt này làm giảm khả năng truyền tải trọng của bê tông tại đầu dầm, dẫn đến nguy cơ sụp đổ Đối với sàn nấm hoặc móng bè dưới cột, khe nứt thường xuất hiện quanh phạm vi nấm cột, cho thấy sàn đã bị chọc thủng và có nguy cơ sụp xuống.
Các khe nứt do lực cắt thường xuất hiện tại các nút khung cứng, nơi chịu tác động của lực cắt và mômen lớn Những vết nứt này làm giảm độ cứng của khung, khiến các liên kết cứng chuyển thành liên kết khớp dẻo, dẫn đến sự suy giảm tổng thể độ cứng của khung.
Khi cấu kiện chịu xoắn, các khe nứt thường xuất hiện với phương xiên 45° so với trục của cấu kiện Cấu kiện bêtông cốt thép có khả năng chịu xoắn không cao Khi chịu tác dụng đồng thời của mômen uốn, lực cắt và mômen xoắn, cấu kiện có thể bị phá hoại theo tiết diện vênh, với các khe nứt biểu hiện khác biệt nhưng vẫn cho thấy sự hiện diện của mômen xoắn.
Hình 2.6 Các khe nứt dọc do chịu nén
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Hình 2.8 minh họa các loại khe nứt trong cấu kiện chịu xoắn, bao gồm xoắn thuần túy, xoắn kết hợp với uốn và cắt Tải trọng do chuyển vị cưỡng bức cũng có ảnh hưởng lớn đến kết cấu, đặc biệt trong ứng dụng kỹ thuật ứng lực trước căng cho các cấu kiện bê tông cốt thép đổ tại chỗ Ngoài ra, hiện tượng lún không đều của nền móng cũng có thể gây ra nứt cho các cấu kiện liên quan.
Hướng chuyển vị cưỡng bức gây ra các trạng thái ứng lực trong kết cấu, dẫn đến sự xuất hiện của các khe nứt tương ứng Những khe nứt này có thể biến động theo thời gian, ảnh hưởng bởi độ lún của công trình, nhiệt độ và độ ẩm môi trường, cũng như hiện tượng từ biến và co ngót của vật liệu và kết cấu bê tông cốt thép.
Các khe nứt do chuyển vị cƣỡng bức có thể xảy ra trong các công trình kỹ thuật như ống khói, tháp nước và bể chứa, do tác động của ứng lực trước căng sau và lún không đều Các công trình cao như ống khói và tháp nước phải chịu lực phức tạp từ tải trọng gió và động lực, có thể dẫn đến hiện tượng cộng hưởng và sự cố Bên cạnh đó, ống khói bêtông cốt thép còn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, do đó cần thiết lập giải pháp cách nhiệt để đảm bảo nhiệt độ bên trong không vượt quá giới hạn cho phép của vật liệu Nếu không giải quyết vấn đề nhiệt một cách hợp lý, kết cấu ống khói có nguy cơ bị phá hủy.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Trang 21 Đối với kết cấu giá đỡ đường ống, ứng lực do dãn nhiệt của hệ thống đường ống tác động trực tiếp lên hệ thống kết cấu giá đỡ Nếu không bố trí và cấu tạo hợp lý các khối nhiệt độ, hệ thống bù dãn và liên kết giữa đường ống với giá đỡ, ứng lực nhiệt trong hệ thống kết cấu giá đỡ có thể vƣợt quá khả năng chịu tải của kết cấu, làm cho hệ thống kết cấu bị sai lệch, rạn nứt Đối với các kết cấu vỏ mỏng dùng ứng lực trước như silô, bể chứa, ngoài tác động của lực gió, trọng lượng bản thân, áp lực nước hoặc vật liệu chứa lên thành và đáy còn phải đề cập đến ứng lực trước của thép vòng khi chưa có vật liệu chứa bên trong Do những kết cấu này khá mỏng, độ mảnh tương đối lớn cho nên rất dễ mất ổn định khi căng cốt thép ứng lực trước
Móng máy động lực là một cấu trúc phổ biến trong xây dựng công nghiệp, yêu cầu đáp ứng cường độ nền đất và khả năng chịu tải của kết cấu bêtông cốt thép Ngoài ra, cần tính toán bài toán rung động để đảm bảo biên độ dao động không vượt quá giới hạn cho phép của từng loại máy, tránh hiện tượng cộng hưởng Nếu không đáp ứng được những yêu cầu này, móng sẽ không hoạt động hiệu quả.
Những sai sót trong công tác khảo sát, thiết kế, thi công và vận hành khai thác công trình
Khi xảy ra sự cố đổ vỡ công trình, thường có nhiều lý do khách quan được đề cập; tuy nhiên, thực tế cho thấy hầu hết các hư hỏng đều xuất phát từ nguyên nhân do con người gây ra.
Nguyên nhân chính là do:
- Yếu kém về năng lực chuyên môn không đủ kiến thức và kinh nghiệm cũng nhƣ thiếu thông tin trong lĩnh vực xâv dựng;
- Sơ ý, thiếu cẩn thận và thiếu tinh thần trách nhiệm;
- Do tự ý rút bớt vật liệu, thay thế bằng vật liệu kém chất lƣợng hoặc bỏ qua các công đoạn đảm bảo chất lƣợng công trình
Những sai sót trong quá trình xây dựng công trình có thể xảy ra từ giai đoạn lập chủ trương, khảo sát, thiết kế, thi công cho đến việc quản lý và vận hành công trình.
Sự cố trong các công trình xây dựng thường xuất phát từ một hoặc nhiều nguyên nhân kết hợp Theo thống kê từ 163 sự cố xây dựng dân dụng và công nghiệp tại Việt Nam từ năm 1962 đến nay, phần lớn các sự cố đều do con người gây ra.
- Do sai phạm trong công tác khảo sát 22%
- Do sai phạm trong công tác thiết kế 58,9%
- Do sai phạm trong công tác thi công 42,3%
- Do những sai phạm khác 3%
Theo thống kê gần đây từ Mỹ, Canada, Anh và một số nước châu Âu, sai lầm do con người gây ra là yếu tố chính dẫn đến hư hỏng công trình.
- Do sai phạm trong công tác thiết kế 51%
- Do sai phạm trong công tác thi công
- Lần theo những sai phạm này mới có thể xác định đƣợc một cách khách quan nguyên nhân gây hƣ hỏng công trình
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Khâu chủ trương trong xây dựng công trình là mục tiêu thiết kế, bao gồm mục đích sử dụng, quy mô, và các yêu cầu về công năng, tiện nghi Chủ trương này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khai thác công trình và có tác động đến kinh tế, xã hội tại khu vực xây dựng Sai lầm trong khâu này có thể dẫn đến hư hỏng không thể thấy được, không được đề cập trong tài liệu Bài viết chỉ tập trung vào các sai sót trong khảo sát, thiết kế thi công, và quản lý vận hành, ảnh hưởng đến chất lượng công trình, đặc biệt là kết cấu bêtông cốt thép.
2.4.1 Những sai sót trong khâu khảo sát
Công tác khảo sát cho thiết kế công trình bao gồm khảo sát địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn, và môi trường xây dựng Theo thống kê, nhiều sự cố công trình gần đây xuất phát từ sai sót trong khâu khảo sát Tuy nhiên, cuốn sách này chỉ tập trung vào các vấn đề ảnh hưởng trực tiếp đến vật liệu bê tông và kết cấu bê tông cốt thép trong điều kiện áp lực đất, nước và môi trường Dữ liệu về mực nước ngầm, động thái và tính chất hóa học của nước ngầm có ảnh hưởng lớn đến thiết kế công trình ngầm Các giải pháp chống ăn mòn và chống thấm hoàn toàn phụ thuộc vào áp lực, động thái và thành phần hóa học của nước ngầm Nghiên cứu cho thấy khi hàm lượng các tác nhân ăn mòn trong đất và nước vượt quá các giá trị quy định, bê tông có nguy cơ bị ăn mòn.
Về mức độ tác động của Sulfat lên bêtông đƣợc nêu trong bảng 2.3
Bảng 2.3 trình bày mức độ tác động của đất và nước chứa Sulfat đến bêtông với các nồng độ khác nhau Cụ thể, bảng này chỉ ra tỷ lệ phần trăm Sulfat hòa tan (CaSO4) trong đất và phần triệu Sulfat (CaSO4) trong nước, cho thấy ảnh hưởng của chúng đối với chất lượng bêtông.
Kết cấu bêtông cốt thép rất nhạy cảm với điều kiện khí hậu và môi trường công nghiệp Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, cùng với hướng và tốc độ gió có ảnh hưởng lớn đến độ bền của bêtông Môi trường công nghiệp, đặc biệt là khí thải và nước thải có chứa tác nhân ăn mòn, cùng với các yếu tố như rung động và nguy cơ cháy nổ, có thể làm tăng nguy cơ xuống cấp của kết cấu Do đó, sự phối hợp chặt chẽ giữa người khảo sát và người thiết kế là rất quan trọng để đảm bảo rằng dữ liệu khảo sát là đầy đủ và đáng tin cậy, tránh dẫn đến sai sót trong thiết kế.
Sữa chữa & Bảo dưỡng Kết cấu công trình BTCT Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Trang 24 thiết kế, đặc biệt là các giải pháp bảo vệ kết cấu không phù hợp, không bảo vệ đƣợc kết cấu trước sự tác động của ngoại lực cũng như của môi trường xung quanh, tuổi thọ kết cấu do đó sẽ bị suy giảm
2.4.2 Những sai sót trong khâu thiết kế
Theo thống kê về sự cố công trình tại Việt Nam, Mỹ, Canada và một số nước châu Âu, nguyên nhân chính dẫn đến những sự cố này chủ yếu là do sai sót trong thiết kế.
Những sai sót trong quá trình thiết kế và thi công thường bắt nguồn từ số liệu ban đầu không chính xác, lựa chọn giải pháp kết cấu và vật liệu không phù hợp, tính toán kết cấu sai lệch, cũng như việc lập bản vẽ chi tiết thiếu chính xác Việc kiểm tra và giám sát thực hiện cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và khắc phục những sai sót này.
Những số liệu này là căn cứ pháp lý cho người thiết kế thực hiện
Từ sơ đồ dây chuyền công nghệ và bố trí thiết bị, cần xác lập sơ đồ kết cấu dựa trên không gian kiến trúc và đặc điểm khai thác vận hành của công trình Việc sử dụng số liệu không đầy đủ và thiếu chính xác có thể dẫn đến sai sót trong xác định tải trọng, lập sơ đồ tính toán, cũng như xác định nội lực và cấu tạo chi tiết Nhiều công trình mới xây dựng đã phải thực hiện gia cố do thay đổi yêu cầu sử dụng.
Nhiều công trình chịu ảnh hưởng nghiêm trọng từ ăn mòn do thiết kế không hiểu rõ tính chất của dây chuyền công nghệ, dẫn đến sự hư hại kết cấu.
Các số liệu khảo sát về địa chất công trình, địa chất thủy văn và khí hậu đóng vai trò quyết định trong thiết kế, ảnh hưởng đến giải pháp xử lý nền móng và kết cấu công trình Sự cố thường xảy ra do số liệu không chính xác hoặc thiết kế không khai thác đúng thông tin Nhiều công trình bị lún sụt nghiêm trọng vì không hiểu rõ cấu trúc các tầng đất dưới móng, dẫn đến việc thực hiện các biện pháp xử lý nền cọc tốn kém Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của tính chính xác và chi tiết trong các số liệu khảo sát địa chất công trình.
Theo thống kê, nguyên nhân gây ra sự cố công trình chủ yếu đến từ kết cấu nền móng, chiếm 61,2%, trong khi phần thân công trình chỉ chiếm 41,5% Điều này cho thấy sai sót trong giải pháp kết cấu nền móng là yếu tố quan trọng nhất dẫn đến các sự cố công trình.
Tình trạng khai thác công trình và chế độ bảo trì
"Của bền tại người" luôn là một câu nói đúng trong mọi hoàn cảnh Tuổi thọ của công trình phụ thuộc vào tình trạng khai thác và chế độ bảo trì Việc khai thác không đúng cách có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến công trình.
Việc sử dụng công trình không đúng chức năng thiết kế, như chuyển đổi phòng học thành hội trường, hội trường thành nhà kho, hoặc nhà kho thành xưởng sản xuất với thiết bị nặng, dẫn đến tăng tải trọng Điều này khiến kết cấu công trình không đảm bảo khả năng chịu tải, gây ra nguy cơ cho sự an toàn và bền vững của công trình.
Trong quá trình khai thác và sử dụng công trình, việc thiếu ý thức bảo vệ có thể dẫn đến những va chạm mạnh gây hư hỏng kết cấu Sự rò rỉ hóa chất ăn mòn và nước thấm vào tường, nền không chỉ làm suy yếu cấu trúc mà còn làm giảm khả năng chịu tải của đất nền, gây ra hiện tượng lún sụt cho công trình.
Sửa chữa và cải tạo công trình một cách tùy tiện, mà không có biện pháp xử lý thích hợp, có thể làm thay đổi sơ đồ kết cấu và tải trọng, dẫn đến suy giảm khả năng chịu tải của công trình Điều này không chỉ gây mất mỹ quan mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho người sử dụng.
Khi khai thác công trình mà không có kế hoạch bảo trì định kỳ, công trình sẽ nhanh chóng xuống cấp và có nguy cơ bị phá hủy Do đó, việc thiết lập chế độ bảo trì hợp lý là cần thiết để kéo dài tuổi thọ của công trình.
Hình 2.23 Bảo trì định kỳ kéo dài tuổi thọ công trình
