Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình - Phần 2: Đánh giá hiện trạng công trình xây dựng - Nguyễn Hoàng Giang

Nội dung text: Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình - Phần 2: Đánh giá hiện trạng công trình xây dựng - Nguyễn Hoàng Giang

1. Phần 2 ĐÁNH GIÁ HIỆNTRN TRẠNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
2. NỘI DUNG CỦA PHẦN 2 ƒ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC ĐÁÁÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔÌÔNG TRÌNH ƒ CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁÁÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔÌÔNG TRÌNH ƒ MỘT SỐ NỘI DUNG KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH
3. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ‰ Đánh giá (kiểm tra) hiện trạng công trình nhằm phát hiện kịp thời sự xuống cấp hoặc thay đổi công năng của kết cấu. Nội dung đánh giá hiện trạng nên được ddtìtuy trì trong suốttth thờiii gian sử dụng côôtìhng trình ‰ Việc xác định nguyên nhân và tình trạng hư hỏng của công trình xây dựng là mộttt trong nh ững bước quan trọng nhấttt trong quá átì trình sửa chữa, gia cường công trình bị hư hỏng. ‰ Thông thường không thể đánh giá được mức độ cần thiết của việc sửa chữa công trình hoặc lựa chọn phương án sửa chữa hợp lý nếu không xác định được ngu ồngn gốccc củaacách các hư hỏng. ‰ Trước khi tiến hành những công việc sửa chữa cần phải tiến hành khảo sát đáhánh g iátìhtiá tình trạng côôtìhng trình mộttáhhiti cách chi tiếtth nhất nếu cóóth thể
4. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ CÁC BƯỚC ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH Theo dõi, đánh giá Phân tích cơ Đánh giá mức độ hiện trạng công chế xuống và tốc độ xuống trình cấp, hư hỏng cấp, hư hỏng Xác định giải pháp sửa chữa hoặcgiacc gia cường
5. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ THEO DÕI, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH - Nhằm phát hi ệnnk kịppth thờiis sự xuống c ấpph, hư hỏng hoặccthay thay đổi công năng kết cấu - Theo dõi , ki ểmmtrahi tra hiệnntr trạng công trình thường g ồmm04lo 04 loạiihình hình theo dõi, đánh giá : +Ki+ Kiểm tra, đáhánh giá iáhi hiện trạng ban đầu + Kiểm tra thường xuyên + Kiểm tra định kỳ +Ki+ Kiểmmtrab tra bấttth thường
6. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra hiện trạng ban đầu - Thựchic hiện sau khi công trình thi công xong và đưa vào sử dụng. V ới các công trình sửa chữa, gia cường thì ngay sau khi thi công sửa chữa, gia cường xong -Với công trình cũ chưa có kiểm tra ban đầu thì lần kiểm tra đầu tiên coi như kiểm tra hiện trạng ban đầu - Thiết lập các số liệu đo đầu tiên liên quan đến vật liệu, kết cấu. Phát hiện các sai sót, hư hỏng ban đầu để có biện pháp khắc phục -Là cơ sở dự báo tuổi thọ công trình
7. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra hiện trạng ban đầu - Các nội dung c ơ bảncn củakia kiểmtrabanm tra ban đầuu: : + Kháo sát các kết cấu chịu lực nhằm thu thập các số liệu sau : ++ Sai lệch kích thước hình học ++ Độ nghiêng, lún, biến dạng của kết cấu ++ Tình trạng nứt, bong rộp, gỉ cốt thép ++ Chất lượng vật liệu ++ Sự đảm bảo về công năng sử dụng ( chống thấm, cách âm, cách nhiệt ) + Xem xét hồ sơ thiết kế, hoàn công, các biên bản để đánh giá chất lượng phần bị khuất của kết cấu
8. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra hiện trạng ban đầu + Tiến hành các thí nghiệm bổ xung nếu cần để đánh giá tốt hơn về tình trạng công trình + Đưa ra nhận xét, đánh giá về khả năng hư hỏng, xuống cấp của công trinh + Đưa ra giải pháp để đảm bảo tuổi thọ của công trình
9. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra thường xuyên - Nhằm theo dõi, đánh giá sự làm việccc củaak kếttc cấu công trình sau khi đããti tiến hành bước kiểm tra ban đầu -Thực hiện trên toàn bộ kết cấu ở những chỗ có thể quan sát được. Xác định kịpthp thờiitìnhtr tình trạng h ư hỏng, xu ống c ấp để có biện pháp kh ắccph phụccs, sửaach chữa - Các vị trí kết cấu cần được quan tâm : + Vị trí có mô men uốn, lực cắt lớn; vị trí có tập trung ứng suất + Vị trí khe co dăn + Vị trí liên kết các phần tử kết cấu + Vị trí có nguồn nước, nguồn ồn, bụi + Vị trí có tiếp xúc với môi trường xâm thực
10. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra thường xuyên - Các vấn đề có thể phát hiện qua kiểm tra thườngyg xuyên : + Sự nghiêng, lún + Biến dạng hình học của kết cấu + Tình trạng nứt, giảm yếu tiết diện + Xuất hiện thấm,,g bong rộp + Tình trạng gỉ cốt thép +S+ Sự suy giảm công n ăng -Cần đề ra biện pháp khắc phục sự cố ngay
11. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra định kỳ -Tiến hành trên toàn bộ các kết cấu công trình với các nội dung như kiểm tra ban đầu - Chu k ỳ kiểm tra (TCXDVN 318:2004) + Công trình đặc biệt quan trọng : 2-3 năm + Công trình thường xuyên có rất đông người làm việc và qua lại :3-5 năm + Công trình công nghiệp và dân dụng khác :5-10 năm + Công trình thườnggy xuyên chịu ăn mòn khí hậu biển và hóa chất :1-2 năm
12. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra bất thường -Tiến hành khi kết cấu có dấu hiệu hư hỏng do tác dộng đột ngột của các yếu tố như động đất, cháy, nổ, va chạm . -Thực hiện chủ yếu bằng quan sát trực quan - Các hư hỏng cần được xác định : + Sai lệch kích thước hình học + Mức độ nghiêng lún; mức độ nứt găy +Cách+ Các hư hỏng, khuy ếttt tậtcótht có thể nhìn th ấy
13. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Kiểm tra chi tiết Thựchic hiện sau khi qua các kiểm tra ban đầu, ki ểmmtrath tra thường xuyên, định kỳ và kiểm tra bất thường thấy có yêu cầu cần phải kiểm tra kỹ kết cấu (công trình) để đánh giá được mức độ xuống cấp và lựa chọn giải pháp sửacha chữagiaca, gia cường Thường gồm 3 bước cơ bản sau đây : -Khảo sát hồ sơ, tài liệu liên quan đến công trình - Phân tích các điều kiện làm việc của công trình -Khảo sát tại hiện trường
14. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Bước 1 : Khảo sát hồ sơ, tài liệu liên quan đến công trình Giai đoạn này nhằm mục đích tập hợp lại các hồ sơ liên quan đến lịch sử công trình : + Hồ sơ thiết kế công trình + Hồ sơ liên quan đến giai đoạn thi công : biên bản nghiệm thu, báo cáo của tư vấn giám sát + Các c hứng chỉ thí nghi ệm chất lượng vật liệu đưa vào sử dụng + Các hồ sơ liên quan đến việc sửa chữa công trình trước đó (nếu có): nguyê n nhâ n, ph ương pháp và vật liệu sửa chữa
15. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Bước 2 : Phân tích các điều kiện làm việc của công trình - Giai đoạn này nhằm xác định sự làm việc của công trình ở thời điểm hiện tại có phù hợp với những giả thuyết, yêu cầu đặt ra ở giai đoạn thiết kế hay không ? -Việc phân tích các điều kiện làm việc của công trình cho phép : + Nhữnggu khu vựcàc làm việcbc bất lợi nhất + Những vùng chịu các tác động nhiều nhất của các yếu tố môi trường Tác động Tác động Tác nhân Tải trọng nhiệt độ độ ẩm hóa học tác động
16. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH 9 Bước 3 : khảo sát chi tiết tại hiện trường Bước khảo sát này có thể gồm các nội dung sau : -Hiện trạng kết cấu -Hiện trạng nứt ( mật độ, chiều dài, chiều rộng, chiều sâu vết nứt) -Mức độ biến dạng -Mức độ nghiêng, lún -Hư hỏng bê tông và cốt thép do ăn mòn - Chấtlt lượng bê tông (c ường độ, độ đặcchc chắc, bong r ộpp) ) - Các khuyết tật nhìn thấy - Sự đảm bảo công năng ( chống thấm, chống nóng, cách nhiệt )
17. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng kết cấu - Kích thước vààb bố ttíthrí thực tế của cáákc kết cấu -Cấu tạo thực tế của các liên kết, gối tựa - Cấu tạo cốt thép của kết cấu ( vị trí cốt thép, đường kính cốt thép, chiều dày lớp bê tông bảo vệ)
18. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng nứt kết cấu - Giớihi hạnbn bề rộng khe nứt:làmt : là mộttch chỉ số công năng quan trọng để đánh giá khả năng sử dụng bình thường của công trình. Giới hạn bề rộng vết nứt theo yêu cầu bảo vệ cốt thép (TCXDVN 356 : 2005 )
19. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng nứt kết cấu - Các nộidi dung cơ bản cần khảo sát: + Vị trí, đặc trưng phân bố nứt ( thường ở vùng có ứng suất kéo lớn) + Phương và hình dạng vết nứt + Kích thước vết nứt ( dài , rộng, sâu) + Thời điểm hình thành vết nứt và sự phát triển vết nứt theo thời gian ( thường xuất hiện khi tải trọng tăng đột ngột ví dụ : khi tháo cốp pha, lắp đặt thiết bị, khi chịutácdu tác dụng củaaho hoạttt tải) -Việc khảo sát nứt có thể phải tiến hành trong thời gian dài, theo chu kỳ để đánh giá mức độ phát triển hay ổn định củaav vếttn nứt
20. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng nứt kết cấu Xác định chi ều sâu v ếttn nứttb bằng phương pháp siêu âm L L/2 L/2 t m f h t f Vùng BT không nứt Vùng BT nứt 2 L ⎛ t ⎞ Chiều sâu vết nứt : ⎜ f ⎟ hf = ⎜ ⎟ −1 2 ⎝ t m ⎠
21. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng nứt kết cấu - Mộtst số ví d ụ : Nứt do uốn Lùc t¸c dông mÆt chÞu kÐo Nứt do cắt ~45° mÆt chÞu kÐo vÕt nøt xiªn do c¾t vÕt nøt xiªn do c¾t chiÒu t¸c dông cña øng suÊt
22. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát hiện trạng nứt kết cấu
23. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát biến dạng của kết cấu - Biến dạng của kết cấu bao gồm độ võóõng, góc xoay, biên độ dao động. TkhTrong khảo sát chủ yếu tập trung vào độ võng. Độ võng của kết cấu liên quan đến sự phát triển vết nứt. - Độ võng thường được xác định bằng các thiết bị đo ( thước, dụng cụ đo chuyển vị như Indicator, võng kế) - Trong nhiều trường hợp cần tiến hành thử tải tĩnh để xác định độ võng của kết cấu nhằm đánh giá khả năng làm việc hiện trạng - Độ võng giới hạn của kết cấu là cơ sở để đánh giá tình trạng võng của kết cấu
24. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát biến dạng của kết cấu ĐỘ VÕNG CHO PHÉP CỦA CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP (TCXDVN 338:2005. Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế).
25. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát biến dạng của kết cấu
26. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát chất lượng vật liệu - Lấymy mẫu bê tông để tiến hành thí nghi ệm phá hoại trong PTN -Sử dụng các phương pháp thí nghiệm không phá hoại ( ví dụ siêu âm, súng bật nảy ) để kiểm tra cường độ thực tế của bê tông -Xác định tình trạng phong hóa vật liệu Khoan lấy mẫu BT Thí nghiệm nén
27. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH * Khảo sát chất lượng vật liệu Sử dụng súng bật nảy Siêu âm kiểm tra chất lượng mối hàn liên kết kết cấu thép Phương pháp siêu âm
28. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH Thí nghiệm thử tải đánh giá sự làm việc của hệ kết cầu dầm sàn BTCT Đo biến dạng BT vùng kéo Đo chuyển vị
29. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ PHÂN TÍCH CƠ CHẾ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH +D+ Dựaavàok vào kếttqu quả khảoosátki sát, kiểmmtrathu tra thu đượccc cần phân tích, xác định cơ chế của các hư hỏng, xuống cấp của công trình + Một số dạng cơ chế hư hỏng điển hình : ++ Nứt kết cấu : do vượt tải, biến dạng nhiệt ẩm, lún, chất lượng bê tông ++ Suy giảm cường độ bê tông : do độ đặc chắc bê tông, bảo dưỡng bê tông, tác động môi trường và xâm thực ++ Biến dạng hình học kết cấu: do vượt tải, tác động môi trường, độ cứng củaka kếttc cấu ++ Rỉ cốt thép : do ăn mòn trong môi trường xâm thực, các bo nát hóa bề mặt bê tông ++ Thấm dột: do độ đặc chắc bê tông, nứt kết cấu, mối nối
30. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH + Dựa vào số liệu khảo sát và cơ chế hư hỏng, xuống cấp cần đánh giá xem kết cấu có cần sửa chữa hay không, mức độ sửa chữa ? + Cơ sở đánh giá mức độ hư hỏng, xuống cấp là các công năng của kết cấu + Các công năng sau cần được đánh giá : ++ Độ an toàn hay khả năng chịu tải ++ Khả năng làm việc bình thường Ptt ≥ Pyc Chỉ số công năng thực tế Chỉ số công năng yêu cầu đạt được
31. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH Công năng kiểm tra : Độ an toàn (Khả năng chịu tải)
32. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH Công năng kiểm tra : Độ an toàn (Khả năng chịu tải)
33. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH Công năng kiểm tra : Khả năng làm việc bình thường
34. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XUỐNG CẤP, HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH Công năng kiểm tra : Khả năng làm việc bình thường
35. CÁC BƯỚC CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH ‰ XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP SỬA CHỮA HOẶC GIA CƯỜNG + Dựa têtrên cơ sở đãáã xác định được cơ chế hư hỏng, xuống cấp + Khôi phục được bằng hoặc cao hơn công năng ban đầu của kết cấu đồng thời ngănngn ngừaavi việccti tiếppt tụccxu xuống cấpph, hư hỏng + Quy mô, mức độ sửa chữa hoặc gia cường phụ thuộc vào tầm quan trọng của kếtct cấu, tuổiith thọ còn lạici của công trình, kh ả năng tài chính .