Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình - Phần 6: Hư hỏng và sửa chữa gia cường kết cấu móng - Nguyễn Hoàng Giang

Nội dung text: Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình - Phần 6: Hư hỏng và sửa chữa gia cường kết cấu móng - Nguyễn Hoàng Giang

1. Phần 6 HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA KẾT CẤU MÓNG T.H. NGUYEN, NUCE
2. NỘI DUNG CỦA PHẦN 6 ƒ NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ƒ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ƒ MỘT SỐ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG T.H. NGUYEN, NUCE
3. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG -Khảo sát xây dựng không được tiến hành đầy đủ theo quy phạm hoặc không ti ến hàn h kh ảo sát -Giải pháp thiết kế không hợp lý ( thường dẫn đến kết cấu móng không đủ khả năng chịu tải) - QátìhthiôQuá trình thi công có sai sót so với quy địnhht trong h ồ sơ thiếtkt kế - Các tác động khác : do tác động t ừ bên ngoài nh ư tác động c ủa các công trình, hố đào ở khu vực lân cận, hạ mực nước ngầm T.H. NGUYEN, NUCE
4. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát xây dựng -Khôôgng khảo sát địaac chất : hầu hết các côn g trình x ây dựnggàdâ nhà dân với quy mô nhỏ được thiết kế trên cơ sở điều kiện nền đất giả định - Quá trình kh ảo sát không phát hi ện đượccho hoặc phát hiện không chính xác quy luật phân bố không gian ( theo chiều rộng và chiều sâu) của cấu tạo địa tầng. Trường hợp này thường xảy ra khi mặt bằng xây dựng rộng, điều kiện địacha chấtbit biến động m ạnh mà m ật độ khảo sát thấp - Đánh giá không chính xác các đặc trưng của các lớp đất hoặc không cung cấp được số liệu chính xác cho người thiết kế ( do tay nghề của thí nghiệm viên và chất lượng của máy móc thiết bị thí nghiệm) - Không điều tra, khảo sát các công trình lân cận và dự báo các tác động lên công trình do quá trình thi công xây dựng các công trình lân cận T.H. NGUYEN, NUCE
5. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Sai sót trong thiết kế - Giải pápógsaopháp móng sai hoặcôgc không hợpýdp lý dẫn đến nền,ógôg, móng không đủ khả năng chịu tải hoặc lún quá mức cho phép - Không tính toán lún hoặc sai số tính toán độ lún quá lớn - Xác định sai tải trọng tác dụng lên móng - Không d ự báo độ lún của côôtìhdng trình do ảnhhh hưởng của việc đààho hố móng, thi công móng của các công trình lân cận - Không đááhnh giá đúng mức độ ảnhhh hưởng của sự thay đổi của điều kiện địa tầng khu vực xây dựng công trình T.H. NGUYEN, NUCE
6. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Sai sót trong thi công - Chấtlt lượng v ậtlit liệu không đạt yêu cầu - Quy trình thi công được lập không hợp lý hoặc không tuân thủ quy trình thi công - Thiết bị thi công không đảm bảo - Thi công không đúng với hồ sơ thiết kế T.H. NGUYEN, NUCE
7. NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Các tác động khác -Lún nền do hạ mực nướcgc ngầm : các quan trắc nhiều năm ở Hà Nội ()c(*) ch o thấy tốc độ lún nền đạt tới 6,6mm/tháng ở gần nhà máy nước Pháp vân; 5,23 mm/tháng gần nhà máy nước Lương Yên và ở mức 1-2,5mm/tháng ở nhiều khu v ựckhácc khác (*) - Lún ảnh hưởng hoặc mất ổn định của đất xung quanh hố đào công trình lân cận -Tái trọng gia tăng do chất tải ở khu vực lân cận T.H. NGUYEN, NUCE
8. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội -Hàng trăm nhà với qqyuy mô từ 2 đến 6 tầng có độ lún vượt quá mức cho ppphép từ 2-5 lần - Các công trình bị nghiêng, lún đềuus sử dụng móng nông trên n ền thiên nhiên hoặc trên nền đất gia cố bằng cọc tre, đệm cát hoặc cọc cát với độ sâu gia cố từ 2- 4m -Rất nhiều công trình chung cư bi hư hỏng do lún. Một số công trình đã phải dỡ bỏ như B7 Thành Công, A2 Giảng Võ T.H. NGUYEN, NUCE
9. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội (Theo Báo cáo tình trạng nghiêng, lún của các công trình dân dụng tại Hà nội và biện pháp phòng ngừa- Phạm Quyết Thắng và các tác giả, Viện KHCN XD) T.H. NGUYEN, NUCE
10. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội T.H. NGUYEN, NUCE
11. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG Các nội dung cần tiến hành để đánh giá hiện trạng hư hỏng kết cấu móng : -Tìm hiểu lịch sử sử dụng công trình -Hồ sơ thiết kế và hoàn công -Hoạt động xây dựng và hiện trạng các kết cấu ở khu vực lân cận -Khảo sát địa chất công trình bổ xung -Khảo sát hiện trạng kết cấu móng - Quan trắc lún và nghiêng của công trình T.H. NGUYEN, NUCE
12. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát địa chất công trình bổ xung - Mụctiêulàxácc tiêu là xác định m ộtts số chỉ tiêu c ủaan nền đất mà các khảo sát trước đó chưa thu thập đầy đủ. Khảo sát bổ xung phải được định hướng theo những nhận định về cơ chế hư hỏng, xuống cấp của công trình - Các phương pháp khảo sát thường được sử dụng: + Khoan lấy mẫu đất để thí nghiệm trong phòng (TCVN 2683:1991) + Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT ( theo TCXD 174:1989) + Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT ( theo TCXD 226:1999) T.H. NGUYEN, NUCE
13. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát địa chất công trình bổ xung - Vị trí các điểmmkh khảo sát nên b ố trí t ại các vị trí sau : + Các khe lún, nơi có thay đổi tải trọng tác dụng lên nền móng ( thay đổi số tầng, thay đổi công n ăng s ử dụng .) + Khu vực dự kiến có biến động của điều kiện đất nền + Khu vực có thay đổi độ lún , thể hiện thông qua mật độ các vết nứt ở phần thân công trình + Khu vực có độ lún tuyệt đối lớn nhất và nhỏ nhất T.H. NGUYEN, NUCE
14. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát hiện trạng móng - Độ sâu chôn móng, loại móng và kích th ước -Vật liệu móng : cường độ vật liệu, mức độ suy thoái -Cấu tạo cốt thép chịu lực và tình trạng ăn mòn cốt thép - Các vếtnt nứtttrênk trên kếttc cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE
15. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Xác định cơ chế xuống cấp, hư hỏng của kết cấu móng -Dựa vào kết quả tính toán và kết quả khảo sát chi tiết tại hiện trường - Các tính toán cần thực hiện phục vụ cho việc xác định cơ chế xuống cấp gồm : + Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn I ( cường độ đất nền, sức chịu tải của cọc khả năng chịu tải của kết cấu móng BTCT + Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn II : độ lún tuyệt đối và độ lún theo thời gian T.H. NGUYEN, NUCE
16. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Một số cơ chế gây xuống cấp, hư hỏng kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE
17. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Một số cơ chế gây xuống cấp, hư hỏng kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE
18. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Đánh giá mức độ xuống cấp, hư hỏng của kết cấu Dựa vào các chỉ số công năng - Công năng về khả năng chịu tải : Tải trọng truyền lên móng không được vượt quá sức chịu tải cho phép của đất nền N Qs thì cần phải có biện pháp gia cố để tăng khả năng chịu tải T.H. NGUYEN, NUCE
19. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Đánh giá mức độ xuống cấp, hư hỏng của kết cấu - Công năng đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường Đánh giá dựa trên mức độ biến dạng của công trình (qua độ lún tuyệt đối S, độ lún lệch ΔS/L, độ nghiêng i) S < [S] ΔS/L <[< [ΔS/L] i < [i] T.H. NGUYEN, NUCE
20. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Đánh giá mức độ xuống cấp, hư hỏng của kết cấu Đốivới các công trình nói ởđiểm2và3cómóngdạng bè thì trị giớihạn của độ lún trung bình cho phép tăng lên 1,5 lần. T.H. NGUYEN, NUCE
21. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG Phương pháp sửa chữa, gia cường kết cấu móng được xác định dựa trên cơ sở khảo sát đánh giá hiện trạng hư hỏng kết cấu móng và cơ chế hư hỏng, xuống c ấp Kết cấu móng sau khi sửa chữa phải đáp ứng được các công năng sau: - Công năng về khả năng chịu tải - Công năng về sử dụng công trình ( đánh giá thông qua mức độ biến dạng c ủa công trình : độ lún tuyệt đối, độ lún l ệch, độ nghiêng) T.H. NGUYEN, NUCE
22. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG Một số giải pháp gia cường kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE
23. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG Một số giải pháp gia cường kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE
24. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp mở rộng móng Tăng diện tích móng qua đó giảm áp lực tác dụng lên đất nền tại đáy móng. Thườnggp áp dụng khi đất nền dưới đáyyg móng có khả năng chịu tải cao và trong phạm vi ảnh hưởng của tải trọng công trình không có lớp đất yếu Cần đặc biệt lưu ý liên kết giữa kết cấu móng cũ và mới để đảm bảo sự làm việc đồng thờiic củaka kếtct cấu móng sau khi đã đượcgiacc gia cường T.H. NGUYEN, NUCE
25. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp mở rộng móng Mở rộng móng với liên kết bằng BTCT T.H. NGUYEN, NUCE
26. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp mở rộng móng T.H. NGUYEN, NUCE
27. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cố móng bằng hố đào Có thể áp dụng trong trường hợp nền đất tương đối khô . Nguyên lý của phương pháp là tăng độ sâu đặt móng bằng cách thực hiện hố đào dưới móng cũ đến khi gặp lớp đất tốt T.H. NGUYEN, NUCE
28. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cố móng bằng hố đào -Tuỳ theo tải trọng của công trình, các hố đào có thể được thi công tạo thành các trụ riêng biệt hoặc được thi công sát nhau tạo thành một tường liên tục -Trường hợp móng không đủ cứng thì cần bổ sung giằng dưới đáy móng hoặc giằng kẹp hai bên tường. T.H. NGUYEN, NUCE
29. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cường bằng móng sâu Đượcápdc áp dụng khi ph ương pháp m ở rộng móng không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, đặc biệt khi trong phạm vi ảnh hưởng của tải trọng công trình tồn tại các lớp đất yếu Nguyên lý của phương pháp là dùng cọc đưa tải trọng của công trình xuống các lớp đất cứng nằm ở độ sâu lớn Độ lún của công trình sau khi kết cấu móng được gia cường được đảm bảo và thường rất nhỏ Công nghệ thi công thông dụng hiện nay là sử dụng kích ép cọc với đối trọng là trọng lượnggg công trình T.H. NGUYEN, NUCE
30. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cường bằng móng sâu Nếu bề rộng móhóng nhỏ cóóth thể bố trí cọc ra phía ngoài móng. Ngược lại khi bề rộng đáy móng lớn thì cần khoan d ẫn qua bê tô ng để ép cọc T.H. NGUYEN, NUCE