THIẾT KẾ GIA CƯỜNG KẾT CẤU – THI CÔNG GIA CƯỜNG KẾT CẤU
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT HIỆN NAY
Phương pháp gia cường bằng cách mở rộng tiết diện của kết cấu:
Hình ảnh gia cường cột + dầm bằng tăng kích thước tiết diện và bổ sung cốt thép
- Đây là phương pháp gia cường truyền thống, dễ thực hiện.
- Nhược điểm của phương pháp này là gây ảnh hưởng tới không gian kiến trúc, thời gian thi công lâu.
Phương pháp gia cường bằng bổ sung ốp cốt cứng:
Hình ảnh gia cường cột + dầm bằng ốp bổ sung cốt cứng
- Đây là phương pháp gia cường truyền thống, dễ thực hiện.
- Nhược điểm của phương pháp này là sử dụng liên kết hàn tại công trường trong quá trình thi công.
Gia cường sàn bằng bổ sung dầm I – chia nhỏ ô sàn:
Hình ảnh gia cường sàn bằng bổ sung dầm I
- Đây là phương gia cường truyền thống, dễ thực hiện.
- Nhược điểm của phương pháp này là thay đổi sơ đồ truyền tải của sàn dẫn đến việc có thể phải gia cường thêm dầm bê tông. Có sử dụng liên kết hàn tại công trường trong quá trình thi công. Ảnh hưởng tới kiến trúc hiện trạng của công trình.
Gia cường bằng vật liệu Composite (Fiber Reinforced Polymer, viết tắt FRP):
- Phương pháp gia cường kết cấu BTCT bằng vật liệu FRP là phương pháp gia cường hiệu quả, được áp dụng phổ biến ở các nước trên thế giới từ những năm 1990.
- Tấm FRP được áp dụng cho các kết cấu chịu nén, chịu uốn, chịu cắt, chịu xoắn … ở cả trạng thái tĩnh và động.
- Tại nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã ban hành các tiêu chuẩn, chỉ dẫn kỹ thuật liên quan đến thiết kế và thi công gia cường kết cấu BTCT sử dụng tấm sợi FRP như ACI440.2R-08 (Hoa Kỳ), Fib 14 (Ủy ban bê tông Châu Âu), S806-2022 (Canada), TR55 (Anh)… Vật liệu tấm sợi FRP đã cho thấy tính ứng dụng rộng rãi trong công tác gia cường kết cấu BTCT, với nhiều dạng kết cấu khác nhau như: kết cấu cột, kết cấu dầm, sàn, các nút khung BTCT.
Các cấu kiện được gia cường bằng tấm sợi FRP
- Hiện nay ở nước ta, tấm FRP đã được áp dụng cho công tác gia cường, tuy nhiên mức độ sử dụng còn hạn chế. Một số công trình cầu BTCT, công trình bến cảng đã được sửa chữa gia cường bằng vật liệu này. Đối với các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp thì việc ứng dụng vật liệu này còn rất hạn chế. Trong đó, nguyên nhân chính là hiện nay ở nước ta còn chưa có các tài liệu, tiêu chuẩn liên quan đến công tác thiết kế, thi công và nghiệm thu loại vật liệu này. Vật liệu FRP hiện nay đều được các đơn vị nhập khẩu từ các hang sản xuất nước ngoài như hang FYFE của Hoa Kỳ, hãng TORAYCA của Nhật Bản, và một số sản phẩm có nguồn gốc từ Hàn Quốc, Trung Quốc, … Chính vì vậy, giá thành cho loại vật liệu này còn cao.
- Đặc điểm, thành phần cấu tạo của vật liệu FRP:
- FRP là dạng vật liệu composite, thông thường trên nền polymer (như epoxy, nhựa vinyl-ester, hoặc poly-ester…) được kết hợp với sợi (như cacbon, thủy tinh, sợi kevlar, bazan,…) tạo nên vật liệu mới có tính năng cơ lý cao hơn rất nhiều so với các dạng vật liệu ban đầu.
- Vật liệu FRP được tạo thành bởi sự kết hợp của vật liệu sợi với vật liệu nền có các loại sau:
- Vật liệu composite gốc sợi aramid – AFRP.
- Vật liệu composite gốc sợi cacbon – CFRP.
- Vật liệu composite gốc sợi thủy tinh – GFRP.
- Ưu điểm của vật liệu CFRP:
- Độ bền cao, đặc trưng đàn hồi lớn;
- Nhẹ, độ dẫn điện, dẫn nhiệt thấp;
- Hệ số giữa cường độ và trọng lượng riêng của vật liệu FRP lớn (Trọng lượng vật liệu FRP nhỏ), vì vậy không làm gia tăng tải trọng bản thân của kết cấu;
- Bền vững với các điều kiện môi trường khắc nghiệt, chịu được ăn mòn hóa học;
- Thi công nhanh, chỉ cần mài phẳng bề mặt kết cấu và dùng keo chuyên dụng dán lên bề mặt bê tông nên không làm ảnh hưởng tới kiến trúc công trình;
- Dán tấm CFRP cho phép áp dụng thi công ngay cả với các cấu kiện có bề mặt phức tạp;
- Nhược điểm của vật liệu CFRP:
- Chi phí gia cường kết cấu bằng vật liệu này thường cao hơn so với các phương pháp truyền thống khác;
- Chất lượng của công tác thi công gia cường bằng vật liệu CFRP phụ thuộc vào tay nghề của công nhân trực tiếp thi công;
- Hiện nay, TCVN chưa ban hành các Tiêu chuẩn liên quan như: Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu loại vật liệu này;
- Trong quá trình thi công, việc xử lý mài bề mặt cấu kiện bê tông sẽ sinh ra nhiều bụi mịn khô trong khu vực thi công;
Hình ảnh thi công gia cường dầm sàn bằng dám tấm sợi CFRP
ĐẶC ĐIỂM – HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH & LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG GIA CƯỜNG CHO MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ
Thực trạng công trình:
- Căn cứ các Báo cáo kiểm định số 09.3/BCKD-2022 và 09.4/BCKD-2022 ngày 28/02/2022 do Công Ty Cổ phần Đầu Tư Xây Dựng Kiểm Định Sài Gòn lập;
- Khu kỹ thuật:
-
- Kết cấu sàn hạng mục công trình không đảm bảo khả năng an toàn chịu lực và độ võng với công năng sử dụng làm văn phòng (Không đảm bảo sử dụng với hoạt tải tiêu chuẩn quy định là 200kG/m2).
- Kết cấu móng + cột + dầm công trình đảm bảo khả năng an toàn chịu lực và độ võng với công năng sử dụng làm văn phòng.
-
- Khu thương mại:
-
- Kết cấu dầm + sàn hạng mục công trình không đảm bảo khả năng an toàn chịu lực và độ võng với công năng sử dụng làm văn phòng (Không đảm bảo sử dụng với hoạt tải tiêu chuẩn quy định là 200kG/m2).
- Kết cấu móng + cột công trình đảm bảo khả năng an toàn chịu lực và độ võng với công năng sử dụng làm văn phòng.
-
- Chiều cao tầng khu Thương Mại và khu Kỹ Thuật thấp: +2.65m so với nền Trệt.
- Yêu cầu gia cường của Chủ đầu tư:
- Điều kiện thi công: Thi công bên trong nhà xưởng đang hoạt động sản xuất có yêu cầu cao về phòng cháy chữa cháy và không được gây ra bụi bẩn làm ảnh hưởng tới sản phẩm của nhà máy.
- Không được sử dụng phương án gia cường có công tác gây nguy cơ cháy nổ cao như: hàn xì, cắt thép…
Lựa chọn phương án gia cường:
- Căn cứ thực trạng công trình, SGCI đề xuất sử dụng phương pháp gia cường kết cấu bằng vật liệu CFRP cho công trình bởi các yếu tố sau:
- Phương pháp thi công này không ảnh hưởng tới kiến trúc hiện trạng của công trình;
- Quá trình thi công này không có khả năng gây cháy nổ trong khu vực thi công;
- SGCI trình bày cách giải quyết các nhược điểm của phương án gia cường này:
-
- SGCI có đội ngũ cán bộ kỹ thuật, đội ngũ công nhân thi công với nhiều kinh nghiệm và trải qua nhiều công trình thực tế như:
-
- Thi công gia cường dầm sàn lầu 1 KHO NGUYÊN LIỆU DA của Nhà Máy tại Khu Công Nghiệp Thành Thành Công – Tỉnh Tây Ninh khi tiến hành làm thêm 1 tầng lửng bên trên (có hợp đồng thi công):
HÌNH ẢNH THI CÔNG GIA CƯỜNG DẦM
HÌNH ẢNH THI CÔNG GIA CƯỜNG CỘT
- Sau khi thi công gia cường xong, tiến hành nghiệm thu công trình đưa vào khai thác sử dụng. Sử dụng phương án thí nghiệm thử tải tĩnh ô sàn công trình:
Chất tải nước trên sàn làm mới
Hình ảnh Chất tải trên sàn được gia cường
Hình ảnh thí nghiệm quan trắc độ võng dầm sau khi được gia cường bằng CFRP
- Thi công gia cường dầm sàn lầu 1 NHÀ XƯỞNG SẢN XUẤT của Nhà máy trong KCN Sóng Thần 2 – Tỉnh Bình Dương sau khi nhà máy đặt máy móc có tải trọng lớn trên sàn – đã gây hiện tượng nứt và võng lớn (có hợp đồng thi công):
Các bồn chứa thuốc nhuộm vải có tải trọng lớn đặt trên sàn gây nhiều vết nứt
Đáy dầm sàn có hiện tượng võng lớn và xuất hiện nhiều vết nứt
Hình ảnh Chủ đầu tư kiểm tra thi công cùng cán bộ thi công SGCI
Hình ảnh công trình sau khi gia cường: Xử lý nứt và dán sợi CFRP
- Một số công trình thi công gia cường nhà dân (không có hợp đồng thi công) như:
Công trình tại Trần Hưng Đạo, Quận 1: Cải tạo làm quán Bar
Công trình tại đường Nguyễn Gia Trí: Cải tạo sàn làm phòng học
Công trình nhà ở tại số Đồng văn Cống – Quận 2: Gia cường phục vụ công tác cải tạo cắt bỏ cột ô thang máy
Vị trí cố được cắt bỏ
Công trình nhà ở tại Đồng văn Cống – Quận 2: Gia cường phục vụ công tác cải tạo cắt bỏ cột thang máy
- Hiện nay, TCVN chưa ban hành các Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu loại vật liệu này: SGCI thiết kế gia cường dựa trên tiêu chuẩn ACI440.2R-08 (Hoa Kỳ). Quy trình thi công mà SGCI áp dụng tuân thủ chỉ dẫn kỹ thuật của đơn vị sản xuất vật tư CFRP (Được chuyển giao kỹ thuật thi công trực tiếp từ kỹ thuật của đơn vị sản xuất vật tư “Mr Tony Yao_China – Đơn vị cung cấp vật liệu CFRP của Trung Quốc – HORSE). Sau quá trình thi công, SGCI tiến hành nghiệm thu bàn giao công trình đưa vào sử dụng áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam: Bằng thí nghiệm thử tải tĩnh sàn với tải trọng thiết kế theo Tiêu chuẩn TCVN 9344:2012: Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép – Đánh Giá Độ Bền Của Các Bộ Phận Kết Cấu Chịu Uốn Trên Công Trình Bằng Phương Pháp Thí Nghiệm Chất Tải Tĩnh quy định. Đây là phương pháp thực nghiệm để kiểm tra tính hiệu quả của công tác gia cường.
-
-
- Bụi sinh ra trong quá trình thi công không được thoát ra khu vực sản xuất. SGCI trình bày biện pháp ngăn bụi trong quá trình thi công như sau:
-
- Sử dụng bạt nhựa 2 da rào chắn tách biệt khu vực thi công với xung quanh;
Loại bạt nhựa 2 da có tác dụng ngăn nước
- Tiến hành rào chắn 2 lớp bạt nhựa:
- Lớp 1 (Vòng trong): có tác dụng quay kín khu vực thi công, ngăn chặn phần lớn bụi khô sinh ra trong quá trình thi công đục, mài…
- Lớp 2 (Vòng ngoài): có tác dụng làm hành lang giải lao cho công nhân, và ngăn cản phần bụi còn lại.
- Sử dụng máy mài cầm tay có trang bị máy hút bụi kèm theo:
Hình ảnh thi công mài sàn thực tế
- Mặt cắt ngang biện pháp thi công rào chắn ngăn bụi trong quá trình thi công:
- Với đội ngũ kỹ sư trẻ tài năng, nhiệt huyết và phương trâm làm việc “Uy Tín – Chất Lượng – Sáng Tạo”, SGCI cam kết Trách Nhiệm với sản phẩm của mình và luôn luôn đưa ra các giải pháp tối ưu mang lại hiệu quả cao nhất cho Quý khách hàng.
- Thông tin liên hệ: Đơn vị kiểm định (Trung tâm kiểm định):
- Công ty Cổ phần Đầu Tư Xây Dựng Kiểm Định Sài Gòn (SGCI) Hotline tư vấn toàn quốc: Điện thoại/Zalo/Viber/Skype/WhatsApp (0933.905.111) – ThS – KS. Lê Văn Đông Email: kiemdinhsaigon.sgci@gmail.com hoặc dongle.sgci@gmail.com
