Trong ch-ơng 3 đã đề cập một số dạng h- hỏng phổ biến trên mặt đ-ờng cứng sân bay, trong phần này chúng ta nghiên cứu các biện pháp sửa chữa khắc phục chúng.
4.3.1. Sửa chữa mặt đ-ờng cứng bị bong tróc lớp mặt
Mục đích của công việc sửa chữa là tạo ra một lớp mới phủ lên trên bề mặt bong tróc.
Lớp vật liệu mới cần có c-ờng độ và độ dính bám chắc với lớp mặt cũ, đủ đảm bảo không bị nứt tách d-ới tác động của tải trọng và ngăn ngừa đ-ợc sự h- hỏng tiếp theo của mặt đ-ờng.
Lớp phủ này th-ờng đ-ợc làm từ vật liệu có chất kết dính là xi măng c-ờng độ cao.
Tr-ớc khi thi công, cần làm công tác chuẩn bị bề mặt cũ, bao gồm:
Đục bỏ phần bê tông yếu, việc đục bỏ có thể tiến hành bằng thủ công hoặc búa phá bê tông bằng khí nén, dùng máy c-a bê tông (l-ỡi bằng kim c-ơng) hoặc các thiết bị cơ khí thích hợp.
Tẩy rửa sạch các vết dầu mỡ, vệt cao su bánh nếu có để tăng tính dính bám các lớp vật liệu. Việc tẩy rửa có thể thực hiện bằng các loại bàn chải sắt (làm thủ công hoặc bằng xe cơ
giới), trong những tr-ờng hợp vệt dầu mỡ, vệt cao su dính bám chắc với mặt đ-ờng thì cần dùng các loại chất tẩy (axit clohydric nồng độ 25 35%, l-ợng tiêu hao 0,3 0,4lít/m2, kinh nghiệm khi sửa chữa mặt đ-ờng CHC 25R Cảng Hàng không quốc tế Tân Sơn Nhất năm 1991), sau khi rót axit lên bề mặt tấm chừng 3 5 phút, các vệt cao su tự bong ra, dùng n-ớc có áp lực cao xối mạnh để làm loãng và trung hoà axit. Các vệt dầu mỡ cũng có thể đ-ợc làm sạch bằng các loại súng phun cát, tuy nhiên súng phun cát có thể làm bụi, giảm tầm nhìn trên sân bay và gây ô nhiễm môi tr-ờng. Các vệt bẩn bùn đất có thể đ-ợc làm sạch bằng bàn chải sắt. Sau cùng bề mặt đ-ợc làm sạch bằng khí nén, độ sạch của bề mặt quyết định c-ờng độ dính bám của lớp vật liệu.
Thi công lớp phủ:
Vật liệu đ-ợc sử dụng để thi công lớp phủ th-ờng dùng là bê tông xi măng cát c-ờng độ cao. Sử dụng loại vật liệu này cho phép thi công đ-ợc các lớp mỏng từ 3 5 cm.
Tr-ớc hết quét một lớp lót (bằng lớp vữa xi măng - cát mịn hoặc bằng keo epoxy lên mặt lớp cũ, l-ợng tiêu hao 0,3 0,5 l/m2 bề mặt. Ngay sau khi thi công lớp lót, tiến hành phủ lớp bê tông xi măng- cát, san phạt và lu đầm bằng các loại đầm bàn hoặc đầm th-ớc (các chỉ tiêu trên máy đầm xem bảng 4.5), tốc độ đầm 2 3 m/phút. Lớp bê tông xi măng cát đ-ợc bảo d-ỡng bằng phun một lớp dung dịch bảo d-ỡng lên mặt ngay sau khi thi công. Tại các khe co - dãn, khi thi công cần chèn các thanh gỗ thẳng, có chiều dày bằng với chiều rộng khe, sau khi bê tông đã cứng tháo dỡ các thanh gỗ này và chèn lấp bằng vật liệu mastic. Cần hết sức l-u ý công tác bảo d-ỡng bề mặt lớp phủ theo quy định.
Bảng 4.5 Chiều dày lớp phủ
(cm)
Tần số lực kích động (ThÊp - cao), Hz
áp lực trung bình lên bề mặt
(kg/cm2)
1,5 25 - 50 0,05 0,06
1,5 6 42 - 84 0,05 0,06
6 8 42 - 84 0,1
Để tăng c-ờng khả năng dính bám lớp phủ mới về bề mặt bê tông cũ, có thể áp dụng các biện pháp bổ sung sau đây:
1. T-ới ẩm liên tục bề mặt bê tông cũ từ 1 2 giờ tr-ớc khi thi công lớp phủ. Mục đích
để n-ớc ngấm vào trong các khe rỗng lớp bê tông, làm tr-ơng nở và giảm sức căng bề mặt, giúp cho n-ớc xi măng ngấm sâu vào trong lớp bê tông cũ làm tăng độ dính bám giữa hai lớp. Tr-ớc khi thi công lớp phủ, bề mặt tấm bê tông cần phải ráo n-ớc.
2. Đánh xờm bề mặt bê tông cũ bằng các dụng cụ thủ công hoặc chuyên dụng (súng phá
bê tông bằng khí nén), tăng đ-ợc độ nhám bề mặt sẽ tăng đ-ợc khả năng dính bám và khả năng chống cắt cho lớp phủ mới.
Cũng có thể sử dụng vật liệu bê tông xi măng - epoxy để thi công lớp phủ mặt, do c-ờng
độ và dộ dính bám của vật liệu bê tông xi măng - epoxy cao gấp nhiều lần so với vật liệu bê tông xi măng - cát c-ờng độ cao, do vậy dùng vật liệu bê tông xi măng - epoxy cho phép thi công các lớp phủ có chiều dày nhỏ hơn (từ 0,5 đến 3 cm). Công nghệ thi công lớp phủ mỏng bằng vật liệu bê tông xi măng - epoxy hoàn toàn t-ơng tự nh- đối với vật liệu bê tông xi măng - cát c-ờng độ cao.
ở Việt Nam, khi tiến hành sửa chữa các tấm lún và bong tróc bề mặt tại khu vực sân đỗ A2 Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài vào các năm 1994 1996, đã ứng dụng vật liệu bê tông xi măng - epoxy để trám vá bề mặt tấm bê tông với khối l-ợng gần 5000m2. Sau 5 - 7 năm khai thác (đến năm 2001) chất l-ợng mặt đ-ờng đến nay ch-a có biểu hiện h- hỏng.
Cấp phối sử dụng bê tông epoxy nh- sau:
- Nhựa epoxy: 100 phần khối l-ợng;
- Phụ gia đóng rắn polyêtylen polyamin: 20 phần khối l-ợng;
- Phụ gia dẻo đibutinphtalát: 25 phầnkhối l-ợng;
- Dung môi cồn công nghiệp 900: 10 phầnkhối l-ợng.
Cấp phối vật liệu:
- Đá mi kích cỡ 5mm: 100%
- Keo epoxy: 20% cốt liệu theo khối l-ợng.
4.3.2. Sửa chữa trám vá các hố trên mặt tấm.
Để trám vá các hố h- hỏng trên mặt đ-ờng sân bay, có thể dùng các loại vật liệu bê tông xi măng - cát hoặc bê tông asphalt. Để tăng c-ờng độ dính bám, liền khối với lớp bê tông, tr-ớc khi chèn lấp lớp vật liệu, cần tiến hành quét một lớp vật liệu sơn lót: nếu chèn lấp bằng bê tông
xi măng thì lớp lót dùng là vữa xi măng, nếu chèn lấp bằng bê tông asphalt thì lớp vật liệu lót bằng nhựa bi tum lỏng hoặc nhựa bi tum nóng chảy.
Trình tự các b-ớc tiến hành nh- sau:
- Đục bỏ phần bê tông yếu, đục sâu lòng hố và bờ xung quanh tới độ sâu tối thiểu 5 6 cm, thành hố cần thẳng đứng, dùng khí nén thổi sạch mảnh vụn bê tông trong hố.
- Quét một lớp lót xuống hố, chiều dày lớp lót 0,4 0,5mm. Tr-ờng hợp chèn lấp hố bằng bê tông xi măng thì tr-ớc khi quét lớp lót, cần t-ới n-ớc vào hố trong thời gian chừng 1 giờ sau đó vét khô n-ớc rồi mới thi công lớp lót.
- Dùng đầm đầm kỹ lớp vật liệu, cao độ lớp vật liệu cần lấy bằng với cao độ tấm bê tông cũ, bảo d-ỡng bê tông.
4.3.3. Sửa chữa các sứt mẻ cạnh, góc tấm.
Để sửa chữa các sứt mẻ cạnh, góc tấm bê tông có thể sử dụng các loại vật liệu bê tông xi măng cát hoặc bê tông xi măng epoxy. Trình tự các b-ớc tiến hành nh- sau:
- Đục bỏ phần bê tông yếu tới độ sâu 5 6 cm, đặc biệt l-u ý thành hố phải thẳng đứng.
- Dùng khí nén thổi sạch mảnh vụn bê tông trong hố.
- T-ới ẩm bề mặt khu vực sửa chữa.
- Quét lớp vật liệu lót, đặt thanh gỗ vào vị trí khe, để dễ dàng tháo bỏ sau này, thanh gỗ cần đ-ợc bọc 1 lớp giấy bóng kính cách ly.
- Đổ và lu lèn lớp vật liệu sửa chữa.
- Bảo d-ỡng lớp vật liệu.
- Sau khi kết thúc công tác bảo d-ỡng, tháo thanh gỗ khỏi khe và chèn mastic vào khe (xem h×nh 4.1).
4.3.4. Sửa chữa khắc phục tấm bê tông bị lún
Để sửa chữa khắc phục tấm bê tông bị lún, có thể áp dụng 1 số ph-ơng pháp sau:
Ph-ơng pháp thứ nhất: Khi các tấm bị lún nh-ng độ lún nhỏ (d-ới 3 5 cm) có thể phủ lên mặt tấm 1 lớp phủ mỏng t-ơng tự ph-ơng pháp sửa chữa bong tróc bề mặt. Công nghệ sửa chữa theo ph-ơng pháp này hoàn toàn giống nh- đã nêu phần sửa chữa bong tróc lớp mặt (mục 3.1).
Ph-ơng pháp thứ hai: áp dụng khi các tấm có độ lún t-ơng đối lớn (từ 5 10cm trở lên) trình tự các b-ớc tiến hành nh- sau:
TS Phạm Cao Thăng: cơ sở khai thác kỹ thuật mặt đ-ờng sân bay
Hình 4.1. Sửa chữa h- hỏng sứt mẻ cạnh tấm 1. Tấm bê tông cũ
2. Vật liệu sửa chữa
3. Ván gỗ đ-ợc bọc giấy bóng kính để dễ dàng tháo dỡ 4. Mép tấm bê tông
5. Lớp vật liệu lót.
- Khoan sâu qua tấm bê tông, qua lớp móng và xuống tận lớp nền, tới độ sâu 34m, lấy mẫu và tiến hành các thí nghiệm cần thiết xác định rõ mức độ độ chặt hoặc các chỉ tiêu cơ lý của lớp nền đất để làm rõ nguyên nhân lún nền. Tr-ờng hợp nền đất khi ở b-ớc thi công lu lèn ch-a đảm bảo độ chặt, trong quá trình khai thác d-ới tác dụng lặp lại nhiều lần, nền đất đã
đ-ợc lèn chặt do tải trọng tác dụng nhiều lần thì chỉ cần tiến hành nâng tấm bê tông từ mặt móng, còn nếu nền đất vẫn còn rỗng, ch-a đủ độ chặt thì cần phải xử lý nền đất tr-ớc khi nâng tấm bê tông.
Tr-ờng hợp phải xử lý nền đất, làm tăng độ chặt, có thể tiến hành nh- sau: khoan sâu xuống nền (qua tấm bê tông) với mật độ 3,5 5m2/lỗ, sâu 23m, đ-ờng kính lỗ khoan 50cm.
Dùng bơm áp lực (3 4 kg/cm2 ) bơm vữa xi măng cát sét xuống lớp nền để vữa chèn lấp các lỗ hổng làm chặt nền đất. Đầu phun của vòi bơm đặt ở các độ sâu: đáy hố, rút dần theo các mức 0,5m cho đến khi bằng với cao độ đáy móng nhân tạo. Cấp phối vữa xi măng cát sét xem mục 4.2.1.3 ch-ơng 4 (XM 1,5 phần khối l-ợng, cát mịn 3,5 phần, bột sét 4 phần, n-ớcp đủ để độ sụt đạt 14-15cm). Tr-ờng hợp lớp đất nền quá yếu, cần tiến hành đào loại bỏ và thay thế bằng loại đất thích hợp.
3
5 1 2
4
cm
- Sau khi xử lý xong nền đất, rút đầu vòi bơm đến cao độ mặt móng nhân tạo, bơm vữa (áp lực 5 6 kg/cm2) đùn vữa lan dần trên mặt móng nhằm mục đích nâng dần tấm bê tông lên, cho đến khi bề mặt tấm bê tông cao bằng với bề mặt tấm xung quanh là đ-ợc.
Sau 3 ngày kể từ khi thi công, có thể khai thác bình th-ờng tấm bê tông.
Kinh nghiệm sử dụng biện pháp bơm vữa vi măng-cát-sét đã đ-ợc áp dụng sửa chữa gia c-ờng nền đất yếu đ-ờng cất hạ cánh 25 R Cảng hàng không quốc tế Tân Sơn Nhất năm 1993 và sửa chữa một số tấm lún tại khu vực đ-ờng lăn chính Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài năm 1998. Chất l-ợng sửa chữa đáp ứng yêu cầu và giảm đáng kể kinh phí sửa chữa so với ph-ơng pháp phá bỏ tấm bê tông, sau khi sửa chữa xong nền thì đổ lại tấm mới.
4.3.5. Sửa chữa thay thế tấm bê tông h- hỏng.
Sửa chữa thay thế tấm bê tông h- hỏng đ-ợc thực hiện trong tr-ờng hợp mà phạm vi và mức độ h- hỏng tấm lớn, nếu áp dụng các biện pháp trám vá các đ-ờng nứt, các bong tróc, các sứt mẻ cạnh tấm hoặc nâng các tấm bị lún tỏ ra không kinh tế.
Việc thay tấm mới th-ờng đ-ợc thực hiện theo một trong hai ph-ơng pháp: thay bằng tấm bê tông đúc sẵn hoặc bằng tấm mới đổ tại chỗ.
Ph-ơng pháp thứ nhất cho phép rút ngắn thời gian thi công, đ-a mặt đ-ờng vào khai thác
đ-ợc ngay mà không cần chờ bê tông đủ c-ờng độ (thời gian thi công th-ờng kéo dài không quá 5 giờ). Tuy nhiên kinh phí sửa chữa th-ờng cao hơn từ 20 30% so với ph-ơng pháp đổ bê tông tại chỗ.
Ph-ơng pháp thứ hai đ-ợc áp dụng khi mặt đ-ờng đ-ợc phép đóng cửa không d-ới 12 15 giờ, nó th-ờng đ-ợc áp dụng trên đ-ờng lăn, sân đỗ.
Công việc thay thế tiến hành theo trình tự sau:
Chuẩn bị sẵn tấm bê tông thay thế (đo kích th-ớc và đổ tại chỗ hay chuyển từ nơi khác
đến) phá bỏ và di chuyển các tấm bê tông h- hỏng; sửa chữa lại nền móng cũ; lắp đặt tấm bê tông đúc sẵn hay đổ tại chỗ tấm bê tông mới; chèn lấp các khe co - dãn.
Công tác phá bỏ tấm bê tông cũ
Để phá bỏ tấm bê tông cũ có thể áp dụng nhiều cách khác nhau, nh-ng th-ờng đ-ợc áp dụng là ph-ơng pháp cơ học và ph-ơng pháp nhiệt học. Ph-ơng pháp cơ học là dùng một vật nặng thả rơi ở một độ cao nhất định, dùng búa hơi hoặc điện tác động va chạm, dùng máy l-ỡi c-a kim c-ơng cắt bỏ từng phần hoặc dùng máy khoan. Ph-ơng pháp nhiệt học là cắt bê tông bằng ngọn lửa hoặc bằng khoan nhiệt.
Chọn ph-ơng pháp nào cũng cần phải cân nhắc đến sự phù hợp của công suất thiết bị và thời gian phá bỏ bê tông, tránh kéo dài thời gian thi công.
Để phá những tấm nhỏ hoặc khu vực tấm nhỏ kiến nghị nên dùng loại thiết bị hoạt động theo nguyên lý lực va đập, búa phá bê tông bằng hơi, bằng điện. Các tảng bê tông nhỏ có lẫn cốt thép thì tiến hành cắt bỏ thép bằng các thiết bị hàn (thí dụ hàn bằng khí axêtylen). Khi cần chia các tấm bê tông thành các mảnh nhỏ dùng thiết bị khoan bê tông, khoan thành dãy các lỗ dọc theo đ-ờng dự kiến, các lỗ khoan có đ-ờng kính D = 32 52 mm. Để làm yếu tấm bê tông tr-ớc khi đập có thể khoan sẵn các lỗ có đ-ờng kính D = 20 22 mm, sâu 150 mm. Để chia cắt các tấm bê tông cũng có thể dùng ph-ơng pháp tạo các lỗ bằng ngọn lửa, đ-ờng kính D = 30
100 mm bằng ôxy, sau đó dùng thiết bị va đập cơ học để phá. áp lực khí ôxy trung bình phải không d-ới 8 kg/cm2, tốc độ đốt phá bê tông đạt 8,5 m/h, tốc dộ cắt bê tông có thể đạt 0,7 1,5 m/h với 12 lỗ trên mét dài vệt cắt. Để tránh gây ảnh h-ởng đến tấm bê tông bên cạnh, dọc theo mép tấm bê tông dự kiến phá bỏ, cần khoan hàng lỗ D=50cm, khoảng cách các lỗ từ 10 25cm tuỳ theo độ dày tấm bê tông.
Thay tấm bê tông bằng tấm bê tông đúc sẵn:
Tấm đúc sẵn là tấm bê tông cốt thép (với 2 l-ới thép trên và d-ới bằng thép AII, 12
14).
Với mục đích liên kết tấm bê tông mới với các tấm bê tông xung quanh, do không sử dụng đ-ợc các liên kết khe thông th-ờng nh- khi đổ bê tông tại chỗ (liên kết thép truyền lực hoặc khe mộng ngàm), ng-ời ta hàn các miếng thép hình ( ) dài 16 20cm, chiều cao bằng chiều dày tấm bê tông, các thép hình này đ-ợc hàn chắc chắn với các l-ới thép của tấm tr-ớc khi đổ tấm bê tông dọc theo các cạnh tấm bê tông. Số l-ợng yêu cầu ở mỗi cạnh tấm đảm bảo khoảng cách tối đa 1m/miếng.
Để liên kết các tấm bê tông, các tấm bên cạnh ở các vị trí t-ơng ứng của các tấm này cũng đ-ợc lắp một miếng thép hình ( ) t-ơng tự, theo trình tự sau:
- Cắt bỏ một phần bê tông, tạo các hèm có kích th-ớc vừa với miếng thép hình, sau đó thổi sạch bụi bẩn, t-ới ẩm, quét một lớp vữa xi măng - cát tỉ lệ 1/1.
- Lắp đặt các miếng thép hình đã nói trên vào vị trí.
Sau khi thi công lắp đặt xong tấm bê tông thay thế, dùng hàn để liên kết các miếng thÐp h×nh víi nhau, xem h×nh 4.2.
Công tác đổ tấm bê tông thay thế tại chỗ đ-ợc thực hiện theo trình tự sau: phá bỏ tấm bê tông cũ; sửa chữa lại nền; đổ tấm bê tông mới; bảo d-ỡng tấm bê tông. Tr-ớc khi đổ lớp bê tông mới, dọc theo cạnh các tấm bê tông cũ cần quét một lớp nhựa đ-ờng nóng cách ly, l-ợng dùng 0,5 lít/m2. Các liên kết khe sử dụng giống nh- tấm bê tông đ-ợc thay thế.
Thay thế tấm bê tông bằng đổ tại chỗ:
Vật liệu bê tông xi măng dùng loại mác cao: M400/50, dùng phụ gia nhanh đông cứng
để giảm thời gian chờ đợi bê tông đủ c-ờng độ.
Tr-ờng hợp không có điều kiện sử dụng phụ gia nhanh đông cứng hoặc cần phải tổ chức khai thác mặt đ-ờng sớm khi bê tông ch-a đủ c-ờng độ, thì có thể áp dụng biện pháp đặt một tấm thép dày 12 15mm phủ lên trên mặt tấm, sao cho tấm thép phải đ-ợc kê đặt chắc chắn lên bề mặt các tấm bê tông cũ xung quanh, tối thiểu cách mép tấm 20 cm.
Hình 4.2. Sơ đồ liên kết các miếng thép hình tấm bê tông thay thế.
4.3.6. Sửa chữa các đ-ờng nứt
Sửa chữa trám vá các đ-ờng nứt nhằm mục đích ngăn ngừa sự phát triển tiếp theo (sâu hơn, rộng hơn) của các đ-ờng nứt và ngăn ngừa n-ớc mặt thấm qua khe nứt xuống nền làm suy giảm c-ờng độ nền.
Kỹ thuật sửa chữa các đ-ờng nứt phân làm hai loại: sửa chữa các đ-ờng nứt bề mặt (th-ờng có chiều rộng d-ới 2mm) và sửa chữa các đ-ờng nứt suốt (bề rộng trên 2mm).
* Sửa chữa các đ-ờng nứt bề mặt:
Các đ-ờng nứt bề mặt có thể là các đ-ờng nứt đơn lẻ hoặc các đ-ờng nứt dày đặc trên mặt tấm. Ph-ơng pháp sửa chữa nh- sau:
- Dùng bàn chải sắt hoặc súng phun cát làm sạch bùn đất dọc theo đ-ờng nứt, sau đó dùng khí nén vệ sinh sạch bụi, cát trong đ-ờng nứt.
- Dùng chổi lông quét lớp nhựa bi tum nóng pha xăng 50% dọc theo đ-ờng nứt, tốt nhất là dùng nhựa bi tum 60/90. Tr-ờng hợp trên bề mặt tấm có nhiều vết nứt dày đặc thì có thể dụng súng phun bi tum, phun đều trên bề mặt. Sau khi nhựa bi tum đã thấm xuống khe và đã
khô thì tiến hành quét tiếp một lớp nhựa thứ hai. Hàm l-ợng sử dụng 0,5 1 (l/m2) cho cả hai lÇn quÐt.
82cm 16cm
h
10 mm mối hàn