TCXDVN tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 318: 2004 Xuất lần Kết cấu bê tông Bê tông cốt théphớng dẫn công tác bảo trì Concrete and Reinforced concrete Structures Guide to Maintenance Hµ Néi - 2004 Lời nói đầu Tiêu chuẩn TCXDVN 318: 2004 Kết cấu bê tông cốt thép- Hớng dẫn công tác Bảo trì Viện KHCN Xây dựng (Bộ Xây dựng) biên soạn, có phối hợp Uỷ ban soạn thảo quy chuẩn mẫu bê tông cho châu (the International Commitee on Concrete Model Code for Asia – ICCMC), Vô KHCN Bộ Xây dựng trình duyệt, Bộ trởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 18/2004/QĐ-BXD ngày 29 tháng năm 2004 Mục lục Phần1- Tổng quát bảo trì 1.1 Những vấn đề chung 1.1.1 Ph¹m vi ¸p dông 1.1.2 Tµi liƯu viƯn dÉn 1.1.3 ThuËt ng÷ định nghĩa 1.2 Những vấn đề của bảo tr× 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 Yêu cầu chung Nội dung bảo trì Phân loại bảo trì D¹ng h− háng cđa kÕt cÊu Kiểm tra công kết cấu trình bảo trì Quản lý kỹ thuật công tác bảo trì Phần 2- Công tác kiểm tra 2.1 2.2 2.3 2.4 Nguyên tắc chung Tay nghÒ công cụ kiểm tra Kiểm tra ban đầu KiĨm tra th−êng xuyªn 2.4.1 Nguyên tắc chung 2.4.2 Néi dung kiĨm tra th−êng xuyªn 2.4.3 Ghi chép lu giữ hồ sơ 2.5 Kiểm tra định kỳ 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 Nguyên tắc chung BiƯn ph¸p kiĨm tra ®Þnh kú Quy ®Þnh vỊ kú kiĨm tra Nội dung kiểm tra định kỳ Ghi chép lu giữ hå s¬ 2.6 KiÓm tra bÊt th−êng 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.7 Nguyên tắc chung BiƯn ph¸p kiĨm tra bÊt th−êng Néi dung kiÓm tra bÊt th−êng Ghi chép lu giữ hồ sơ Theo dâi 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.7.4 2.8 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 Nguyên tắc chung Đặt hệ thèng theo dâi VËn hµnh hƯ thèng theo dâi Lu giữ số liệu đo yêu cầu kiểm tra chi tiết Nguyên tắc chung BiƯn ph¸p kiÓm tra chi tiÕt Néi dung kiÓm tra chi tiÕt Ghi chép lu giữ hồ sơ Phần 3- Sửa ch÷a kÕt cÊu 3.1 Sưa ch÷a kết cấu h hỏng nguyên nhân thuộc thiết kế, thi công sử 5 5 8 10 11 12 13 13 13 13 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17 17 17 17 18 19 19 dông công trình 3.1.1 Nguyên tắc chung 3.1.2 KiÓm tra chi tiÕt 3.1.3 Đánh giá mức độ h hỏng lựa chọn biện pháp sưa ch÷a kÕtcÊu 3.1.4 ThiÕt kÕ sưa ch÷a, gia c−êng kÕt cÊu 3.1.5 Các phơng phap, kỹ thuật sửa chữa, gia cờng 3.1.6 Phơng pháp giảm nội lực kết cấu 3.1.7 Phơng pháp Tăng tiết diÖn kÕt cÊu 3.1.8 Kü thuật gia cờng bọc bê tông 3.1.9 Kü thuËt gia c−êng bäc ngoµi b»ng thÐp h×nh 3.1.10 Kü thuật gia cờng dán thép 3.1.11 Gia cờng phơng pháp ULT căng 3.1.12 Ghi chép lu giữ hồ sơ 3.2 Sưa ch÷a kÕt cÊu h− háng lón nỊn móng 3.2.1 Nguyên tắc chung 3.2.2 KiÓm tra chi tiÕt 3.2.3 Xác định chế dự báo tốc độ xuống cấp 3.2.4 Đánh giá mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp khắc phục 3.2.5 Ghi chép lu giữ hồ sơ 3.3 3.4 3.5 3.6 19 19 23 25 25 26 26 26 28 29 29 32 33 33 33 36 37 42 Sửa chữa kết cấu h hỏng tác ®éng cđa ®iỊu kiƯn khÝ hËu nãng Èm 45 3.3.1 Nguyên tắc chung 45 3.3.2 KiÓm tra chi tiÕt 45 3.3.3 NhËn biÕt c¬ chế xuống cấp xác định hớng khắc phục 46 3.3.4 Đánh giá mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp sửa chữa 49 3.3.5 Một số giải pháp sửa chữa cụ thể 51 3.3.6 Ghi chÐp lu giữ hồ sơ 53 Sưa ch÷a kÕt cÊu h− hỏng cacbonat hoá bề mặt bê tông 54 3.4.1 Phạm vi áp dụng 54 3.4.2 KiÓm tra chi tiÕt 54 3.4.3 Nhận biết chế xác định tốc độ xuống cấp 58 3.4.4 Xác định mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp khắc phục 59 3.4.5 Sửa chữa gia cờng kÕt cÊu 62 3.4.6 Ghi chép lu giữ hồ sơ 64 Sưa ch÷a kÕt cấu h hỏng tác động môi trờng vùng biển 65 3.5.1 Phạm vi áp dụng 65 3.5.2 KiÓm tra chi tiÕt 65 3.5.3 Nhận biết chế xác định tốc độ xuống cấp 68 3.5.4 Xác định mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp khắc phục 70 3.5.5 Sửa chữa gia cờng kết cÊu 71 3.5.6 Ghi chÐp lu giữ hồ sơ 74 Sửa chữa kết cấu h hỏng tác động môi trờng xâm thực công nghiệp 75 3.6.1 Phạm vi áp dụng 75 3.6.2 KiÓm tra chi tiÕt 75 3.6.3 Xác định chế tốc độ xuống cấp kết cấu 79 3.6.4 Xác định mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp khắc phục 82 3.6.5 Sửa chữa gia cờng kết cấu 83 3.6.6 Ghi chép lu giữ hồ sơ 86 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCxdVN 318: 2004 Xuất lần Kết cấu bê tông Bê tông cốt thépHớng dẫn công tác bảo trì Concrete and Reinforced concrete Structures Guide to Maintenance Phần 1- Tổng quát bảo trì 1.1 Những vấn đề chung 1.1.1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho công tác bảo trì kết cấu bê tông bê tông cốt thép công trình dân dụng công nghiệp, nhằm đảm bảo chúng đợc an toàn làm việc bình thờng trình sử dụng Đối với kết cấu thuộc chuyên ngành giao thông, thuỷ lợi công trình chuyên dụng đặc biệt khác áp dụng Tiêu chuẩn cần tuân thủ quy định kỹ thuật riêng khác ngành ban hành 1.1.2 Tài liệu viện dẫn Tiêu chuẩn đợc sử dụng song hành tài liệu kỹ thuật sau đây: TCXD: 45:1978: Tiêu chuẩn thiết kế nhà công trình TCVN 79:1980: Thi công nghiệm thu công tác móng TCVN 197-1985: Kim loại - Phơng pháp thử kéo TCVN 4055: 1985: Tổ chức thi công TCVN 141: 1998: Xi măng phơng pháp phân tích hoá học TCXD 162-1987: Bê tông nặng Phơng pháp xác định cờng độ súng bật nầy TCXD 171-1989: Bê tông nặng Phơng pháp không phá huỷ sử dụng kết hợp máy đo siêu âm súng bật nẩy để xác định cờng độ chịu nén TCXD 174: 1989: Đất xây dựng Phơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh TCVN 5574: 1991: Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5573: 1991: Kết cấu gạch đá gạch đá cốt thép TCVN 2683: 1991: Đất xây dựng Phơng pháp lấy, bao gói, vận chuyển bảo quản mẫu TCVN 3105: 1993: Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng Lấy mẫu, chế tạo bảo dỡng mẫu thử TCVN 3113: 1993: Bê tông nặng Phơng pháp xác định độ hút nớc TCVN 3118: 1993: Bê tông nặng Phơng pháp xác định cờng độ nén TCVN 5718-1993: Mái sàn BTCT công trình Xây dựng Yêu cầu kỹ thuật chống thấm nớc TCVN 5726: 1993: Bê tông nặng Phơng pháp xác định cờng độ lăng trụ môdul đàn hồi nén tĩnh TCVN 4453: 1995: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép toàn khối Quy phạm thi công nghiệm thu TCVN 4085: 1995: Kết cấu gạch đá Quy phạm thi công nghiệm thu TCVN 2737-1995: Tải trọng tác động- Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 6084-1995: Bản vẽ nhà công trình Ký hiệu cho cốt thép bê tông TCXD 205: 1998 : Móng cọc Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 226: 1999: Đất xây dựng Phơng pháp xuyên động lấy mẫu TCXD 239-2000: Bê tông nặngChỉ dẫn đánh giá cờng độ bê tông kết cấu TCXD 240-2000: Kết cấu bê tông cốt thépPhơng pháp điện từ xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ, vị trí đờng kính cốt thép bê tông TCXD 271: 2002: Đo độ lún công trình công nghiệp dân dụng phơng pháp thuỷ chuẩn hình học TCXDVN 294: 2003: Kết cấu BTCT Phơng pháp điện kiểm tra khả cốt thép bị ăn mòn TCXDVN 313: 2004: Kết cấu bê tông BTCT Hớng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt dới tác động khí hậu nóng ẩm địa phơng BS 1881, Part 120: 83 “Method for determination of concrete compressive strength of concrete core” ASTM 1084: 1997 “Test method for Portland cement content of hardened hydraulic cement concrete” ASTM C 876: 1999 “Test method for half-cell potentials of uncoated reinforcing steel in concrete” BS 1881-part 204: 88 “Recommendation on use of electromagnetic covermeter” ASTM D 5015: 95 “Test method for pH of atmospheric wet deposition samples by electrometric determination” ASTM C 1152: 1994 “Test method for acid-soluble chloride in mortar and concrete” ACI 201 2R-2002 “Guide to Durable concrete” ACI 224.1R-2002 “Cause, Evaluation and Repair of Crack in Concrete Structures” ASTM D 3963/D 3963M-93a “Standard Specification for Epoxy-Coated reinforcing Steel” ACI 503.2-79 “Standard Specification for bonding plastic concrete to hardened concrete with a multicomponent system epoxy adhesive” ASTM C 1509-90 “Latex bonding agent for bonding fresh to hardened concrete” ASTM C 856: 88 “Standard practice for petrographic examination of hardened concrete” ASTM C475: 90 “Stadard test method for microscope determination of parameters of the air void system in hardened concrete” CHu 2.03.11- 85 (Phiên tiếng Nga Matxcơva 1986); 1.1.3 Thuật ngữ định nghĩa Một số thuật ngữ dùng Tiêu chuẩn đợc hiểu nh sau: Bảo trì (Maintenance): Một loạt công việc đợc tiến hành để đảm bảo cho kết cấu liên tục giữ đợc chức làm việc suốt tuổi thọ thiết kế Biến dạng (deformation): Hiện tợng thay đổi hình dạng thể tích kết cấu Cacbonat hoá (Carbonation): Tác động sinh phản ứng Hydroxid can xi bê tông với khí cacbônic môi trờng, tạo bề mặt cứng bê tông bị cacbonat hoá làm giảm tính kiềm phần xẩy phản ứng Chỉ số công dài hạn (Long-term performance index): Chỉ số xác định khả lại kết cấu đáp ứng đợc chức thiết kế suốt thời gian tuổi thọ thiết kế Chức (Function): Yêu cầu mà kết cấu đòi hỏi phải đảm đơng Co khô (Dry shringkage): Sự giảm thể tích bê tông bị nớc trạng thái đóng rắn Công (Performance): Khả (hoặc hiệu quả) kết cấu đảm nhận chức thiết kế Công tác sửa chữa (Remedial action): Công việc bảo trì đợc thực với mục đích ngăn ngừa làm hạn chế trình xuống cấp kết cấu, giữ vững tăng cờng thêm công nó, để giảm nguy gây hại cho ngời sử dụng Chỉ số công (Performance index): Chỉ số định lợng công kết cấu Cờng độ đặc trng (Characteristic strength): Cờng độ đặc trng vật liệu giá trị cờng độ đợc xác định với xác xuất đảm bảo 95% (nghĩa có 5% giá trị thí nghiệm không thoả mãn) Dự đoán xuống cấp (Deterioration prediction): Sự suy đoán tốc độ suy giảm công tơng lai kết cấu, dựa kết kiểm tra liệu ghi chép đợc trình thiết kế thi công kết cấu Dự đoán độ bền lâu (Durability prediction): Dự đoán mức độ xuống cấp kết cấu tơng lai, dựa số liệu dùng thiết kế Độ bền lâu (Durability): Mức thời gian kết cấu trì đợc công thiết kế Độ xuống cấp (Degree of deterioration): Độ suy giảm công mức độ xuống cấp công trình tác động môi trờng kể từ xây dựng Độ tin cậy (Reliabilitty): Khả kết cấu đáp ứng đầy đủ yêu cầu cần thiết suốt tuổi thọ thiết kế Độ an toàn (Safety): Khả kết cấu đảm bảo không gây thiệt hại cho ngời sử dụng ngời vùng lân cận dới tác động Gia cờng (Strengthening): Công việc sửa chữa kết cấu nhằm giữ vững nâng cao thêm khả chịu tải kết cấu đến mức cao mức thiết kế ban đầu Hồ sơ hoàn công (As- built documents and drawings): Tài liệu đa vào lu trữ sau thi công công trình, bao gồm văn pháp lý, vẽ thiết kế, vẽ hoàn công, thuyết minh thiết kế biện pháp thi công, nhật ký thi công, biên kiểm tra, Khe co (Contraction joint): Khe co d·n nhiƯt Èm kh«ng cã chuyển dịch bê tông khe Tại bê tông cã thĨ nøt (xem khe co d·n nhiƯt Èm) Khe co d·n nhiƯt Èm (Hot-humid deformation joint): VÞ trÝ chia cắt kết cấu thành phần nhỏ để kết cấu bê tông co nở dễ dàng theo thời tiÕt nãng Èm Khe d·n (Expansion joint): Khe co d·n nhiệt ẩm cho phép chuyển dịch đầu mút bê tông khe (xem khe co dãn nhiệt ẩm) Khả sửa chữa (Restorability/reparability): Khả kết cấu sửa chữa kỹ thuật kinh tế bị h hại dới tác động xem xét Khả sử dụng bình thờng (Serviceability): Khả kết cấu đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng chức thiết kế dới tác động yếu tố xem xét Khảo sát (Investigation): Công việc kiểm tra kỹ lỡng tình trạng kết cấu để xác lập đợc thông số cần thiết mức độ h hỏng kết cấu nhằm tìm biện pháp khắc phục Kiểm soát h hỏng (Damage control): Cách tiến hành để đảm bảo yêu cầu trạng thái giới hạn đợc thoả mãn sửa chữa phục hồi kết cấu Kiểm tra (Inspection): Quá trình xem xét tình trạng kết cấu hồ sơ công trình nhằm phát dấu hiệu xuống cấp xác định thông số xuống cấp kết cấu để có biện pháp sửa chữa Lực học (Mechanical forces): Lực nhóm lực tập trung phân bố tác động lên kết cấu, lực phát sinh biến dạng cỡng mà kết cấu phải chịu Mức xuống cấp (Level of deterioration): Tình trạng bị xuống cấp kết cấu Phân tích (Analysis / Assessment): Phơng pháp đợc chấp nhận dùng để đánh giá số công để mô tả chuẩn xác vấn đề chuyên môn Sửa chữa (Repair) : Hoạt động đợc thực nhằm mục đích ngăn ngừa làm chậm trình xuống cấp kết cấu, làm giảm nguy gây hại cho ngời sử dụng Tác động (Action): Lực học tác động môi trờng mà kết cấu * (hoặc phận kết cấu) phải gánh chịu Tác động bất thờng (Accidental action): Tác động xẩy với xác suất thấp, nhng có cờng độ cao nhiều so với tác động thông thờng khác Tác động môi trờng (Environment actions): Tập hợp ảnh hởng vật lý, hoá học sinh học làm suy giảm chất lợng vật liệu kết cấu Sự suy giảm có tác động bất lợi đến khả sử dụng, khả sửa chữa độ an toàn kết cấu Tác động thay đổi (Variable action): Tác động sinh chuyển động vật kết cấu, tải trọng thay đổi, nh tải trọng lại, tải trọng sóng, áp lực nớc, áp lực đất, tải trọng sinh thay đổi nhiệt độ Tác động thờng xuyên (Permanent action): Trọng lợng thân kết cấu kể chi tiết kèm đồ đạc, thiết bị đặt cố định Tầm quan trọng (Importance): Mức xác định cho kết cấu để mức độ phải giải h hỏng trình suy giảm chất lợng, nhằm giữ đợc chức kết cấu nh thiết kế định Theo dõi (Monitoring): Việc ghi chép liên tục liệu suy giảm chất lợng công kết cấu thiết bị thích hợp ThiÕt kÕ theo ®é bỊn (Durability design): ViƯc thiÕt kÕ nhằm đảm bảo kết cấu trì đợc chức yêu cầu suốt tuổi thọ thiết kế dới tác động môi trờng Tính chất biến dạng (Deformability): Thuật ngữ khả kết cấu thay đổi hình dạng kích thớc Trạng thái đóng rắn bê tông (Hardened state of concrete): Trạng thái bê tông sau đạt đợc cờng độ định Trạng thái giới hạn (Limit state): Trạng thái tới hạn đợc đặc trng số công Khi vợt số kết cấu không đáp ứng đợc yêu cầu công thiết kế Trạng thái giới hạn cực hạn (Ultimate limit state): Trạng thái giới hạn an toàn Tèc ®é xuèng cÊp (Rate of deterioration): Møc xuèng cÊp kết cấu theo đơn vị thời gian Tuổi thä hiƯn cßn (Remaining service life): Qu·ng thêi gian tÝnh từ thời điểm kiểm tra tới kết cấu đợc xem nh không sử dụng đợc nữa, không đáp ứng đợc chức xác định từ thiết kế Tuổi thọ thiết kế (Design service life): Thời gian dự định mà kết cấu hoàn toàn đáp ứng đợc mục đích chức nó, có dự tính trớc yêu cầu bảo trì, nhng không cần thiết phải sửa chữa lớn Tuổi thọ sử dụng (Service life): Độ dài thời gian tõ x©y dùng xong kÕt cÊu cho tíi lóc không sử dụng đợc không đáp ứng đợc chức thiết kế Vữa bơm (Grout): Hỗn hợp có độ chảy lớn gồm cốt liệu, xi măng với nớc, có phụ gia, đợc thi công bơm áp lực 1.2 Những vấn đề bảo trì 1.2.1 Yêu cầu chung Mọi kết cấu cần đợc thực chế độ bảo trì mức st ti thä thiÕt kÕ C¸c kÕt cÊu míi xây dựng cần đợc thực bảo trì từ đa vào sử dụng Các kết cấu sửa chữa đợc bắt đầu công tác bảo trì sau sửa chữa xong Các kết cấu sử dụng, cha thực bảo trì, cần bắt đầu công tác bảo trì Chủ đầu t cần có chiến lợc tổng thể bảo trì công trình bao gồm công tác kiểm tra, xác định mức độ tốc độ xuống cấp, đánh giá tính nguyên vẹn kết cấu thực công việc sửa chữa cần 1.2.2 Nội dung bảo trì Công tác bảo trì đợc thực với nội dung sau đây: (1) Kiểm tra: Kiểm tra gồm có loại hình sau đây: (a) Kiểm tra ban đầu: Là trình khảo sát kết cấu trực quan (nhìn, gõ, nghe) phơng tiện đơn giản xem xét hồ sơ hoàn công để phát sai sót chất lợng sau thi công so với yêu cầu thiết kế Từ tiến hành khắc phục để đảm bảo công trình đa vào sử dụng yêu cầu thiết kế Kiểm tra ban đầu đợc tiến hành công trình xây mới, công trình tồn công trình sửa chữa xong (b) Kiểm tra thờng xuyên: Là trình thờng ngày xem xét công trình, mắt phơng tiện đơn giản để phát kịp thời dấu hiệu xuống cấp Kiểm tra thờng xuyên bắt buộc công trình (c) Kiểm tra định kỳ: Là trình khảo sát công trình theo chu kỳ để phát dấu hiệu xuống cấp cần khắc phục sóm Kiểm tra định kỳ đợc thực với công trình chu kỳ kiểm tra đợc chủ công trình quy định tuỳ theo tầm quan trọng, tuổi thọ thiết kế điều kiện môi trờng làm việc công trình (d) Kiểm tra bất thờng: Là trình khảo sát đánh giá công trình có h hỏng đột xuất (nh công trình bị h hỏng gió bão, lũ lụt, ®éng ®Êt, va ®Ëp, ch¸y, vv ) KiĨm tra bÊt thờng thông thờng liền với kiểm tra chi tiết (e) Theo dõi: Là trình ghi chép thờng xuyên tình trạng kết cấu hệ thống theo dõi đặt sẵn từ lúc thi công Hệ thống theo dõi thờng đợc đặt cho công trình thuộc nhóm bảo trì A B (bảng 1) (f) Kiểm tra chi tiết: Là trình khảo sát, đánh giá mức độ h hỏng công trình nhằm đáp ứng yêu cầu loại hình kiểm tra Kiểm tra chi tiết cần liền với việc xác định chế xuống cấp, đánh giá mức độ xuống cấp đến giải pháp sửa chữa cụ thể Chi tiết loại hình kiểm tra xem Phần Quan hệ trình kiểm tra sửa chữa đợc thể sơ đồ hình 1.1 (2) Phân tích chế xuống cấp: Trên sở số liệu kiểm tra, cần xác định xem xuống cấp xẩy theo chế Từ xác định hớng giải khắc phục (3) Đánh giá mức độ tốc độ xuống cấp: Sau phân tích đợc chế xuống cấp đánh giá xem mức độ tốc độ xuống cấp đến đâu yêu cầu đòi hỏi phải sửa chữa đến mức nào, phải phá dỡ Cơ sở để đánh giá mức độ xuống cấp công có kết cấu (4) Xác định giải pháp sửa chữa: Xuất phát từ mức yêu cầu phải sửa chữa để thiết kế giải pháp sửa chữa cụ thể (5) Sửa chữa: Bao gồm trình thực thi thiết kế thi công sửa chữa gia cờng kết cấu Tuỳ theo mức độ, yêu cầu công tác bảo trì, chủ công trình tự thực nội dung bảo trì nêu thuê đơn vị chuyên ngành thiết kế thi công thực 1.2.3 Phân loại bảo trì Công tác bảo trì đợc phân theo nhóm A, B, C, D tuỳ theo tầm quan trọng cuả kết cấu, đặc điểm kết cấu, tuổi thọ thiết kế, điều kiện môi trờng, mức độ tác động tới xung quanh, độ dễ bảo trì giá bảo trì Các nhóm bảo trì yêu cầu bảo trì tơng ứng đợc quy định bảng 1.1 Bảng 1.1 Phân loại bảo trì theo nhóm N Nhóm bảo trì Loại công trình Nhóm A-Công trình đặc biệt quan Bảo trì phòng trọng, có liên quan tới an ngừa toàn quốc gia, phòng chống cháy nổ môi trờng; -Công trình thờng xuyên có nhiều ngời làm việc qua lại -Công trình điều kiện dễ sửa chữa -Công trình có tuổi thọ Yêu cầu thực bảo trì -Thực tất nội dung bảo trì mục 1.2.2 -Đặt thiết bị theo dõi công trình lâu dài -Thực biện pháp phòng ngừa từ giai đoạn thiết kế, thi công (nh bảo vệ bề mặt, đặt catôt bảo vệ) thiết 100 năm lâu Nhóm BCác công trình dân dụng Bảo trì thông công nghiệp thông thờng, thờng có tuổi thọ thiết kế dới 100 năm sửa chữa cần -Thực tất nội dung bảo trì mục 1.2.2 -Có thể đặt hệ thống thiết bị theo dõi lâu dài -Kiểm tra ban đầu, thờng xuyên, định kỳ đợc thực chủ yếu mắt phơng tiện đơn giản Nhóm CCông trình tạm, có niên -Bảo trì chủ yếu quan sát thờng xuyên Bảo trì quan hạn sử dụng dới 20 năm Không cần khảo sát chi tiết Khi công trình có dấu sát hiệu xuống cấp tiến hành sửa chữa đơn giản, phá dỡ Nhóm DCông trình dàn khoan -Không tiến hành kiểm tra thờng xuyên định kỳ Bảo trì không khơi, công trình chi tiết khuất Kiểm tra chi tiết kiểm tra quan sát ngầm dới đất, công trình đột xuất đợc tiến hành dấu hiệu h hỏng cho thấy dới nớc cần phải sửa chữa -Có thể thực biện pháp phòng ngừa giai đoạn thiết kế thi công (nh bảo vệ bề mặt, đặt catôt bảo vệ) Công trình bắt đầu đa vào sử dụng Kiểm tra ban đầu Dấu hiệu sai sãt cã Sưa ch÷a KiĨm tra chi tiÕt KiĨm tra chi tiết không Kiểm tra thờng xuyên Kiểm tra định kỳ Sửa chữa Dấu hiệu xuống cấp có Kiểm tra chi tiết không Kiểm tra bất thờng Sửa chữa TCXDVN 318: 2004 (4) Tạo bám dính bê tông / vữa bê tông cũ: Xem mục (4), điều 3.4.5.3 (5) Các giải pháp thi công vật liệu sửa chữa: Xem mục (5), điều 3.4.5.3 Việc sửa chữa phần kết cấu dới nớc đợc thực theo dẫn riêng 3.5.5.4 Gia cờng kết cấu: Xem điều 3.4.5.4 Trong số trờng hợp cần thiết, sau sửa chữa gia cờng, kết cấu bê tông không đủ lực bảo vệ cốt thép nh chiều dày bảo vệ mỏng, bê tông bị nhiễm ion Clorua mức độ cao diện rộng phải áp dụng biện pháp bảo vệ chống ăn mòn hỗ trợ nh bảo vệ mặt ngoài, bảo vệ cốt thép phơng pháp catốt Chi tiết xem mô tả điều 3.5.5.2 3.5.6 Ghi chép lu giữ hồ sơ Toàn trình kiểm tra chi tiết, thiết kế phơng án sửa chữa thi công sửa chữa phải đợc ghi chép đầy đủ theo trình tự quản lý chất lợng xây dựng hành, chuyển cho chủ đầu t lu giữ lâu dài Cụ thể cần lập hồ sơ sau : (1) Các báo cáo kiểm tra ban đầu, thờng xuyên định kỳ; (2) Báo cáo khảo sát chi tiết h hỏng kết cấu; (3) Hồ sơ thiết kế, sửa chữa, gia cờng kết cấu; (4) Nhật ký thi công; (5) Các biên kiểm tra chất lợng vật liệu chất lợng thi công giai đoạn; (6) Hồ sơ hoàn công 75 TCXDVN 318: 2004 3.6 Sưa ch÷a kÕt cÊu h− háng tác động môi trờng xâm thực công nghiệp 3.6.1 Phạm vi áp dụng Mục hớng dẫn giải pháp kỹ thuật sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép bị h hỏng ăn mòn bê tông cốt thép môi trờng xâm thực công nghiệp Néi dung h−íng dÉn bao gåm: kiĨm tra chi tiÕt, xác định chế suy thoái, đánh giá mức độ h hỏng, dự báo thời gian sử dụng lại, lựa chọn biện pháp khắc phục hớng dẫn số giải pháp sửa chữa, gia cờng kết cấu thờng đợc áp dụng thực tế Trong nhà máy công nghiệp tồn nhiều loại tác nhân xâm thực khác chế ăn mòn chúng bê tông hay cốt thép đa dạng phực tạp Phạm vi điều chỉnh mục đề cập tới tác nhân xâm thực tiêu biểu thờng gặp thực tế Việt nam hóa chất (axits vô cơ, kiềm NaOH, Na2CO3, c¸c muèi sunfat, muèi amoni, muèi clorua, muèi nitrit…), phân bón tổng hợp, axits hữu Các tác nhân tồn dạng lỏng rắn Ngoài phải kể tới môi trờng khí chứa tác nhân xâm thực nh axit, khí CO2, SO2, H2S, NH3, HF Các tác nhân xâm thực kể thờng có nhà máy sản xuất sử dụng hóa chất , nhà máy sản xuất phân bón, nhà máy chế biến thực phẩm Kết cấu bê tông cốt thép nhà máy công nghiệp thông thờng đợc bảo trì loại B 3.6.2 Kiểm tra chi tiết 3.6.2.1 Khảo sát sơ phân cấp h hỏng kết cấu Khảo sát sơ quan trắc toàn kết cấu hay hệ kết cấu Ghi chép đánh dấu vẽ kết hợp với chụp ảnh, quay phim ghi nhận dấu hiệu h hỏng sau (bao gồm dạng, vị trí qui mô h hỏng): Bong tróc, nứt vỡ lớp sơn, vữa trát, gạch ốp lát có chức bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu; 1) Dấu hiệu ăn mòn bê tông nh tiết vôi trắng, bê tông bị mủn lở, bị nứt dạng ăn mòn sun phát; 2) Dấu hiệu ăn mòn cốt thép, biểu vết rỉ vàng thấm mặt bê tông, bê tông bị nứt dọc cốt thép bị bong lở hoàn toàn để lộ cốt thép bị rỉ; 3) Các dấu hiệu h hỏng kết cấu khác nh: (d) Các dạng nứt kết cấu nguyên nhân khác (ngoài nứt rỉ cốt thép); (e) Biến dạng võng, nghiêng, lệch kết cấu; (f) Gẫy, sụp đổ kết cấu Từ kết khảo sát sơ nh nêu trên, phân loại kết cÊu thµnh tõng vïng hay tõng bé phËn kÕt cÊu theo cấp h hỏng điển hình sau: (f) Cấp I: vïng kÕt cÊu hay bé phËn kÕt cÊu ch−a cã bÊt cø dÊu hiƯu h− háng nµo thĨ hiƯn bên (g) Cấp II: Vùng kết cấu hay phận kết cấu có dấu hiệu bị h háng nhĐ Cơ thĨ gåm c¸c dÊu hiƯu : (a) Lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu (nếu có) bị h hỏng, bong rộp nứt vỡ Bê tông bên cha bị h hỏng h hỏng nhẹ (b) Bê tông bên nguyên vẹn nhng có tợng bị tiết vôi trắng, bề mặt bê tông bị mủn nhẹ, có mùi lạ; (c) Cèt thÐp bÞ rØ nhĐ, cã vÕt rØ thÊm mặt kết cấu, bê tông bảo vệ bị nøt nhá (bỊ réng vÕt nøt tèi ®a 1,0 mm), gõ nhẹ búa không làm bong bê tông bảo vệ; (d) (h) Các dạng vết nứt khác với bề réng vÕt nøt nhá h¬n 0,5 mm CÊp III: Vïng kÕt cÊu hay bé phËn kÕt cÊu bÞ h− háng nặng, gồm dấu hiệu: (a) (b) ăn mòn bê tông mức độ nặng, biểu bê tông bị ăn mủn lở sâu rộng, bê tông bị nứt vỡ diện rộng; Cốt thép bị rỉ nặng, bê tông bảo vệ bị nứt to bong lở hoàn toàn; 76 TCXDVN 318: 2004 (c) Khả chịu lực kết cấu bị suy giảm nh nứt kết cấu nghiêm trọng, biến dạng nghiêng lệch lớn (1) Cấp IV: Kết cấu bị khả chịu lực hoàn toàn Các kết cấu lớn nh silô, bể chứa, tháp, vòm, đợc phân thành vùng h hỏng khác §èi víi hƯ kÕt cÊu gåm nhiỊu bé phËn nh cột, dầm, sàn nhà phận đợc phân thành mức h hỏng nh phân cấp Qui mô mức độ khảo sát chi tiết cần lựa chọn tùy vào cấp h hỏng kết cấu tầm quan trọng kết cấu (xem bảng 3.6.1) 3.6.2.2 Kiểm tra tính chất lý cấu trúc bê tông (1) Tính chất lý cấu trúc bê tông cần đợc kiểm tra vùng hay phận kết cấu đại diện cho cấp h hỏng, tập trung vào vị trí quan trọng yêu cầu chịu lực công trình Cụ thể không vùng phận kết cấu đại diện cho cấp h hỏng (2) Chỉ tiêu lý bê tông cần đợc kiểm tra trờng hợp cờng độ chịu nén Ngoài tùy theo tình trạng h hỏng cụ thể mà kiểm tra thêm tiêu khác nh độ hút nớc, cấu trúc bê tông, độ rỗng bê tông, xác định định tính chiều sâu trung tính hóa bê tông, mô đun đàn hồi, độ đồng cờng độ bê tông (3) Cách thức kiểm tra đợc tiến hành nh sau: (i) Từ vùng, phận kết cấu đợc kiểm tra khoan lÊy tỉ mÉu theo tiªu chn TCVN 3105: 1993 Đối với vị trí bê tông cha bị ăn mòn, cờng độ chịu nén độ đồng cờng độ xác định phơng pháp không phá hủy nh siêu âm, súng bật nảy theo tiêu chuẩn TCXDVN 239: 20000; TCXD 225: 1998 (j) Tiến hành quan sát chụp ảnh ghi nhận bề mặt lõi khoan Xác định cấu trúc bê tông lỗ rỗng bê tông theo ASTM C856:88 ASTM C457:90 Nhỏ dung dịch phenophtalein từ mặt bê tông vào để xác định chiều sâu trung tính hóa (là phần bê tông không chuyển sang mầu hồng sau nhỏ phenophtalein) Tiếp theo xác định độ hút nớc, lỗ rỗng, cờng độ chịu nén mô đun đàn hồi bê tông theo tiêu chuẩn TCVN 3118:93, TCVN 3119: 1993, TCVN 5726: 1993 hay BS 1881 Part 120:83 Nếu có yêu cầu phân tích hàm lợng xi măng đóng rắn bê tông, sau ép, mẫu đợc lu để xác định hàm lợng xi măng bê tông theo ASTM 1084:97 Hàm lợng xi măng xác định phần bê tông cha bị ăn mòn (c) Trong trờng hợp cần phân tích kỹ thành phần cấu trúc đá xi măng mặt lõi khoan, tách phần đá xi măng để nghiền mịn, phân tích thành phần hãa theo TCVN 141:86, ph©n tÝch vi nhiƯt DTA, ph©n tich nhiễu xạ Rơn ghen XRD, chụp kính hiển vi điện tử quét SEM 3.6.2.3 Kiểm tra tình trạng ăn mòn cốt thép (1) Đối với vùng hay phận kết cấu cha bị rỉ cốt thép míi bÞ rØ nhĐ, lùa chän tèi thiĨu 15% sè vùng phận kết cấu tiêu biểu để kiểm tra tình trạng rỉ cốt thép Phơng pháp kiểm tra không phá hủy đợc thực theo tiêu chuẩn TCXDVN 294: 2003 ASTM C 876:1999 kết hợp với đục lộ cốt thép vài điểm để kiểm tra đối chứng (2) Đối với vùng kết cấu hay phận kết cấu bị rỉ cốt thép nặng (cÊp III), kiĨm tra toµn bé sè vïng hay bé phận kết cấu Phơng thức kiểm tra đợc thực cách đục lộ cốt thép, đo chiều dầy lớp rỉ đờng kính lại cốt thép thớc kẹp khí (3) Tại vị trí kiểm tra cốt thép cần xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ tơng ứng Phơng pháp kiểm tra đợc thực thiết bị điện từ chuyên dụng theo tiêu chuẩn TCXDVN 240: 2000 BS 1881Part 204:88 đục lộ cốt thép để đo trực tiếp Nên lựa chọn vị trí kiểm tra ăn mòn cốt thép trïng víi vÞ 77 TCXDVN 318: 2004 trÝ kiĨm tra tính chất lý bê tông vị trí khoan mẫu bột xác định định lợng hàm lợng chiều sâu xâm nhập tác nhân gây ăn mòn 3.6.2.4 Xác định lợng hàm lợng chiều sâu xâm nhập tác nhân gây ăn mòn (1) Vị trí khoan mẫu cần đặt gần với vị trí kiểm tra tính chất lý bê tông tình trạng ăn mòn cốt thép kết cấu Đại diện cho cấp h hỏng, sthiểu khoan mẫu song song vị trí khác 78 TCXDVN 318: 2004 Bảng 3.6.1 Qui mô kiểm tra chi tiết kết cấu tùy theo cấp độ h hỏng Số lợng mÉu, vïng hay bé phËn kÕt cÊu cÇn kiĨm tra tïy theo chØ tiªu kiĨm tra CÊp h− háng kÕt cÊu hay bé phËn kÕt cÊu TÝnh chÊt c¬ lý bê tông ăn mòn cốt thép Hàm lợng chiều sâu xâm nhập tác nhân xâm thực xác định lâi khoan hc bét khoan Tèi thiĨu vïng hay phận kết cấu h hỏng đại diện Tối thiÓu 15% sè vïng hay bé phËn kÕt cÊu h− hỏng đại diện Tối thiểu mẫu khoan bột cho toàn vùng phận đợc chọn để kiểm tra - CÊp II Tèi thiÓu vïng hay phận kết cấu h hỏng đại diện Tối thiểu 15% sè vïng hay bé phËn kÕt cÊu h− háng đại diện Tối thiểu mẫu khoan bột cho toàn vùng phận đợc chọn để kiểm tra - CÊp III, cÊp IV 1) Tèi thiÓu vïng hay phận kết cấu h hỏng đại diện 100% sè vïng hay bé phËn kÕt cÊu h− háng đợc chọn Tối thiểu mẫu khoan bột cho toàn vùng phận đợc chọn để kiểm tra 100% sè vïng hay bé phËn kÕt cÊu CÊp I Th«ng số đánh giá khả chịu lực thích: 1) Đối với kết cấu hay phân kết cấu bị h hỏng hoàn toàn (Cấp IV), không cần phải kiểm tra chi tiết yêu cầu giám định nguyên nhân h hỏng 79 TCXDVN 318: 2004 (2) Mẫu đợc lấy dạng bột phơng pháp khoan khô Dùng mũi khoan 12-16 khoan nhiều lỗ diƯn tÝch tèi thiĨu 400 cm2 theo c¸c líp 0-1cm; 1-2cm; 6-8cm sâu theo hớng từ vào Lợng bột lấy cho lớp tối thiểu 200g Mẫu sau lấy cần đợc bảo quản túi kín để tránh tợng cacbonát hóa (3) Trên tất mẫu, việc xác định tiêu pH đợc tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM D 5015:95 Tuỳ thuộc vào loại tác nhân xâm thực có môi trờng, phải phân tích hàm lợng ion có liên quan nh SO , NO3, Cl-, PO 34− , Na+, K+ … theo tiªu chuÈn TCVN 141: 1986; ASTM C1152:94 3.6.2.5 Thu thập thông số đánh giá khả chịu lực kết cấu (1) Tại tất vị trí kết cấu hay phận kết cấu quan trọng yêu cầu chịu lực, vị trí kết cấu bị h hỏng nặng (cấp III) cần phải thu thập thông số cần thiết nhằm đánh giá lại khả chịu lực làm việc bình thờng thực tế kết cấu Cụ thể thông số sau: (g) Kích thớc hình học kết cấu, mặt cắt tiết diện kết cÊu; (h) Bè trÝ cèt thÐp; (i) Møc ®é rØ cốt thép, đờng kính cốt thép lại; (j) Cờng độ độ đồng cờng độ bê tông; (k) Tải trọng tác động lên kết cấu; (l) Các dạng vết nứt vỡ mức độ biến dạng kết cấu Trong số trờng hợp cần thiết, không xác định đợc xác thông số nói gia tải kết cấu để kiểm tra trực tiếp khả chịu lực chúng Chi tiÕt xem h−íng dÉn ë mơc 3.1 cđa qui phạm (2) Kích thớc mặt cắt tiết diện đợc đo vẽ trực tiếp Bố trí cốt thép đợc lấy theo hồ sơ hoàn công Trong trờng hợp hồ sơ hoàn công tiến hành dò cốt thép thiết bị điện từ theo tiêu chuẩn TCXDVN 240: 2000 BS 1881: Part 204:88 Cờng độ độ đồng bê tông cha đợc kiểm tra theo điều 3.6.2.2 xác định phơng pháp không phá hủy theo TCXDVN 239: 2000, TCXD 225: 1998, 20TCN 162:87 Mức độ rỉ cốt thép đờng kính lại xác định trực tiếp thớc kẹp khí Tải trọng tác động lên kết cấu đợc xác định trực tiếp trờng, tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737: 1995 Các vết nứt biến dạng kết cấu dới tác động khí hậu nóng ẩm tải trọng đợc kiểm tra, theo h−íng dÉn ghi mơc 3.1 , 3.3 cđa qui phạm (3) Trong trờng hợp nghi ngờ có nguyên nhân khác dẫn tới suy thoái kết cấu nguyên nhân rỉ cốt thép ăn mòn bê tông nh lún móng, tác động chu kỳ khí hậu nóng ẩm, tác động cố bất thờng tải trọng cần khảo sát thu thập thêm số thông số khác có liên quan tới dạng h hỏng đợc nêu mục 3.1, 3.2 3.3 (4) Kết cấu bị khả chịu lực hoàn toàn không cần phải khảo sát chi tiết Tuy nhiên trờng hợp cần xác định nguyên nhân gây nên cố h hỏng tiến hành xác định thông số để thẩm tra lại khả chịu lực làm việc bình thờng kết cấu nh nói 3.6.2.6 Kiểm tra tính chất xâm thực môi trờng (1) Tìm hiểu sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất nhà máy Xác định hóa chất có nguyên liệu đầu vào, sản phẩm chất thải dạng lỏng, rắn khí Ghi nhận điều kiện tiếp xúc hóa chất với kết cấu công trình; (2) Trong trờng hợp đợc thông tin rõ ràng thành phần hóa nói lấy mẫu nguyên liệu, sản phẩm chất thải dạng lỏng, rắn khí để xác định độ pH hàm lợng tác nhân xâm thực dự kiến có chúng; (3) Đo nhiệt độ độ ẩm cđa m«i tr−êng tiÕp xóc víi kÕt cÊu; 80 TCXDVN 318: 2004 (4) Xác định tác động học (nếu có) sơ đồ công nghệ sản xuất nh áp lực hơi, tác động va đập chất lỏng trình khuấy, rung động máy chạy tác động lên kết cấu; (5) Phân tích mối quan hệ vị trí h hỏng nặng kết cấu với tác động môi trờng xâm thực (tác động hóa học, vật lý học) nhằm tìm mối liên quan chúng 3.6.2.7 Kiểm tra hồ sơ lu trữ có liên quan Các hồ sơ lu trữ có liên quan cần đợc kiểm tra nh− sau: (1) Hå s¬ thiÕt kÕ; (2) Hå sơ hoàn công; (3) Nhật ký thi công; (4) Hồ sơ ghi chép kết kiểm tra ban đầu, thờng xuyên định kỳ ; (5) Hồ sơ ghi chép lần sửa chữa trớc (nếu có); (6) Nguồn vật liệu sử dụng nh xi măng, cốt liệu, nớc trộn, phụ gia Mác bê tông, tỷ lệ N/XM, hàm lợng xi măng, sử dụng (7)Tầm quan trọng cấp bảo trì công trình đợc sử dụng, thời gian sử dụng dự kiến lại theo thiết kế 3.6.3 Xác định chế tốc độ xuống cấp kết cấu 3.6.3.1 Xác định chế xuống cấp (1) Để xác định đợc xác chế nguyên nhân dẫn tới xuống cấp kết cấu cần vào liệu sau: (d) Tính chất xâm thực môi trờng (xác định theo ®iỊu 3.6.2.6); (e) DÊu hiƯu h− háng thĨ hiƯn bªn ngoài, xác định theo điều 3.6.2.1; (f) Các số liệu khảo sát chi tiết tính chất lý cấu trúc bê tông, tình trạng ăn mòn cốt thép, hàm lợng chiều sâu xâm nhập tác nhân gây ăn mòn xác định theo điều 3.6.2.2, 3.6.2.3 3.6.2.4 Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới suy thoái kết cấu môi trờng xâm thực công nghiệp bê tông bị ăn mòn cốt thép bị rỉ (2) Bê tông môi trờng xâm thực công nghiệp bị ăn mòn dạng là: Tiết vôi (hay gọi ăn mòn rửa trôi); Phân hủy đá xi măng phản ứng hóa học tác nhân xâm thực thành phần khoáng hóa đá xi măng; Nứt bê tông tích tụ tinh thể gây nội ứng suất phá vỡ cấu trúc bê tông Để nhận biết bê tông bị ăn mòn dạng cần lần lợt xem xét liệu sau đây: Bê tông đợc coi bị ăn mòn dạng tiết vôi có chứng sau: Có dấu hiệu tiết vôi (Ca(OH)2 cácbonat hoá (CaCO3) mặt kết cấu; Môi trờng xâm thực nớc mềm; Tính chất lý bê tông thay đổi nhiều so với bê tông vị trí không bị ăn mòn Phân tích thành phần khóang hóa cho thấy suy giảm đáng kể Ca2+,, Ca(OH)2 kèm theo độ pH bê tông bị giảm; Bê tông đợc coi bị ăn mòn dạng phân hủy có chứng sau: Có dấu hiệu phân rã đá xi măng, bê tông bị mềm, mủn lở, xốp; 81 TCXDVN 318: 2004 Môi trờng xâm thực mang tính axits, kiềm mạnh có chứa muối trung tính có khả gây nên phản ứng trao đổi với thành phần khoáng hóa đá xi măng tạo nên sản phẩm ăn mòn dễ tan nớc cờng độ; Cờng độ nén bị suy giảm mạnh so với bê tông không bị ăn mòn, độ rỗng độ hút nớc tăng So sánh, phân tích thành phần khóang hóa đá xi măng so với mẫu không bị ăn mòn cho thấy suy giảm hàm lợng Ca2+,, Ca(OH)2 kèm theo độ pH bê tông bị giảm mạnh; Bê tông đợc coi bị ăn mòn dạng nứt vỡ khoáng kết tinh tích tụ tạo ứng suất nội có chứng sau: Bê tông bị nứt, vỡ nhng nứt rỉ cốt théo nứt kết cấu dới tác động tải trọng tác động chu kỳ thay đổi nhiệt ẩm; Môi trờng xâm thực dạng lỏng, rắn chứa muối có nhóm chức SO42-, NO3-, Cl-, CO32- ë d¹ng khÝ cã chøa SO3, SO2, H2S, NO…; C−êng độ bê tông bị suy giảm so với vị trí không bị ăn mòn Phân tích thành phần khóang hóa đá xi măng cho thấy hình thành rõ rệt khóang dễ gây nở thể tích nh 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O, 3CaO.Al2O3.Ca(NO3)2.10H2O, Ca(NO3)2.4H2O, CaCl2.6H2O, CaSO4.2H2O Bê tông nứt vỡ phản ứng kiềm - si líc đợc lịêt vào dạng ăn mòn Xem điều 3.5.2.1 để nhận biết dÊu hiƯu cđa ph¶n øng kiỊm - silÝc (3) Cèt thÐp bÞ rØ cã dÊu hiƯu rØ thĨ hiƯn rõ nh mô tả điều 3.6.2.1 cha có dấu hiệu nhng kiểm tra ăn mòn cho giá trị Ecorr -350 mV Kèm theo độ pH bê tông giảm dới 10,5 hàm lợng ion Cl- vợt 1,2 kg/m3 bê tông Trong môi trờng xâm thực công nghiệp, độ pH bê tông bị suy giảm bê tông bị ăn mòn (chủ yếu dạng dạng 2) bê tông bị cácbonat hóa nh mô tả mục 3.4 (4) Mức độ xâm thực môi trờng bê tông cốt thép đợc đánh giá sở liệu sau: Căn vào trạng ăn mòn thực tế kết cấu; So sánh hàm lợng tác nhân xâm thực môi trờng với quy định Qui phạm CHu 2.03.11- 85 (Phiên tiếng Nga Matxcơva 1986); Các môi trờng có tính xâm thực bê tông có tính xâm thực cốt thép Tuy nhiên môi trờng khí túy chứa Co2 Cl- chđ u mang tÝnh x©m thùc tíi cèt thÐp (5) Ngoài nguyên nhân chủ yếu dẫn tới suy thoái kết cấu nh kể có số nguyên nhân khác đồng thới tác động tới trình suy thoái nh tác động tải trọng, lún móng, tác động chu kỳ khí hậu, Khi để xác định chế xuống cấp kết cấu cần tham khảo thêm dẫn mục 3.1, 3.2 3.3 3.6.3.2 Xác định tốc độ xuống cấp (1) Nguyên tắc chung: Từ kết xác định chế nguyên nhân gây suy thoái kết cấu nh nêu điều 3.6.3.1, phân loại suy thoái kết cấu môi trờng xâm thực công nghiệp theo tình sau: (g) Trờng hợp 1: Suy thoái rỉ cốt thép dới tác động tợng cácbonat hóa bê tông dới tác động ion Cl-; (h) Trờng hợp 2: Suy thoái rỉ cốt thép xuất phát từ tợng bê tông bị ăn mòn dẫn tới trình trung tính hóa bê tông; (i) Trờng hợp 3: Suy thoái bê tông bị ăn mòn trực tiếp làm suy giảm khả chịu lực kết cấu Căn vào tình suy thoái cụ thể mà xác định tốc độ xuống cấp dự báo thới gian sử dụng lại công trình 82 TCXDVN 318: 2004 (2) Trờng hợp 1: Tốc độ suy thoái thời gian sử dụng lại kết cấu đợc xác định tơng tự nh trình bày điều 3.4.3.2 trờng hợp nguyên nhân gây rỉ cốt thép tợng cácbonat hóa bê tông điều 3.5.3.2 trờng hợp nguyên nhân gây rỉ cốt thép tác động ion Cl- (3) Trờng hợp 2: Quá trình suy thoái kết cấu trờng hợp đợc chia làm giai đoạn nh mô tả bảng 3.6.2 Bảng 3.6.2 Mô tả giai đoạn suy thoái kết cấu môi trờng xâm thực công nghiệp ăn mòn bê tông dẫn tới rỉ cốt thép ST T Tên gọi giai đoạn Bản chất tợng Yếu tố định tốc độ trình suy thoái Giá trị giới hạn Giai đoạn tiềm ẩn 1) Phá hủy lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu - - Tốc độ thẩm thấu chất xâm thực tốc độ Giai đoạn tích Bê tông bị ăn mòn, độ phản ứng hóa học Chiều sâu trung tính hóa tụ điều kiện pH giảm chất xâm thực thành sát vị trí cốt thép gây rỉ cốt thép phần khóang hóa đá xi măng Cốt thép rỉ gây nứt Giai đoạn bong lở bê tông bảo vệ phát triển rỉ làm Tốc độ rỉ cốt thép cốt thép khả chịu lực kết cấu Tiết diện cốt thép tối thiểu đảm bảo khả chịu lực Thông thờng dự báo đợc thời điểm lớp bê tông bảo vệ bề mặt bắt đầu bị phá hủy Do vậy, thời lợng giai đoạn tiềm ẩn xác định thực tế sau lớp bảo vệ bề mặt bị phá hủy tác nhân xâm thực có điều kiện tiếp cận trực tiếp lên lớp bề mặt bê tông Kể từ đây, trình tích tụ điều kiện gây rỉ sau phát triển gỉ bắt đầu xảy Phơng pháp dự báo tốc độ suy thoái giai đoạn đợc thực nh sau: (h) Tốc độ suy thoái giai đoạn tích tụ điều kiện gây rỉ đợc biểu thị phát triển chiều sâu trung tính hóa bê tông theo thời gian, xác định biểu thức: x = k tin (3.6.1) Trong đó: x: Chiều dầy lớp bê tông bị trung tính hóa, mm; k: Hệ số phản ánh tốc độ trung tính hóa; tin: Thời gian bê tông chịu tác động xâm thực tác nhân gây ăn mòn, năm Từ biểu thức dự báo thời điểm cốt thép bắt đầu rỉ nh sau:  C − 10  t in max =    k  83 (3.6.2) TCXDVN 318: 2004 Trong đó: tin max: Thời gian kết cấu bắt đầu bị tác nhân xâm thực tiếp cận cốt thép bắt đầu rỉ, năm C: Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ cốt thép, mm; k: Hệ số phản ánh tốc độ trung tính hóa tính từ biểu thức (3.6.1) giá trị x t đợc lấy số liệu khảo sát thực tế theo điều 3.6.2.2 3.6.2.4 Phơng pháp xác định tốc ®é xng cÊp giai ®o¹n tÝch tơ ®iỊu kiƯn gây rỉ đợc mô tả thờng phù hợp với ăn mòn bê tông dạng dạng Đối với ăn mòn bê tông dạng cần thiết phải tiến hành thí nghiệm mô để kiểm chứng lại phơng pháp dự báo Tốc độ suy thoái kết cấu giai đoạn phát triển gỉ dự báo thời gian sử dụng lại kết cấu giai đoạn đợc xác định tơng tự nh trình bày điều 3.4.3.2 (4) Trờng hợp 3: Tốc độ suy thoái kết cấu trờng hợp đợc biểu thị tốc độ ăn mòn bê tông, phản ánh qua suy giảm cờng độ bê tong theo thời gian suy giảm mặt cắt tiết diện kết cấu hệ suy giảm khả chịu lực kết cấu Trong trờng hợp này, đa trớc mô hình tính tóan cố định Để lợng hóa đợc tốc độ xuống cấp cần vào kết khảo sát thực tế, sở quy hoạch thực nghiệm lựa chọn mô hình toán rõ thay đổi cờng độ bê tông khả chịu lực kết cấu theo thời gian 3.6.4 Xác định mức độ xuống cấp lựa chọn biện pháp khắc phục 3.6.4.1 Yêu cầu chung Xác định mức độ xuống cấp đợc thực thông qua việc kiểm tra số công khả chịu lực (an toàn), làm việc bình thờng độ bền lâu kết cấu (Ptt) so với giá trị yêu cầu (Pyc) Có thể kiểm tra toàn kết cấu hay phận kết cấu công trình Việc kiểm tra công đợc tiến hành trớc sau sửa chữa kết cấu 3.6.4.2 Các giá trị giới hạn công Các giá trị giới hạn cho loại công đợc lựa chọn nh sau: (1) Giá trị giới hạn khả chịu lực: Các giá trị moment, lực dọc trục, lực cắt phải đáp ứng đợc trạng thái giới h¹n thø nhÊt tÝnh theo TCVN 5574: 1991, øng víi tải trọng thực tế mà phải chịu (2) Giá trị giới hạn làm việc bình thờng: (d) (e) Độ võng, độ nghiêng lệch tối đa không vợt giá trị quy định TCVN 5574: 1991; BỊ réng vÕt nøt tèi ®a lÊy theo TCVN 5574-1991 tùy theo loại hình đặc điểm làm việc kết cấu; (f) Bê tông bảo vệ không đợc bong rép tíi møc dïng bóa gâ nhĐ cã thĨ bong đợc (j) Trong môi trờng xâm thực mạnh bê tông phải thoả mãn theo yêu cầu Qui phạm CHu 2.03.11-85 (Phiên tiếng Nga Matxcơva 1986); Lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt không đợc h hại tới mức cho phép tác nhân xâm thực tiếp cận trực tiếp tới bề mặt bê tông diện rộng Ngoài công cần kiểm tra trên, kết cấu bị ăn mòn tới mức nguy hiểm cần phải xem xét khả kết cấu trì đợc độ bền lâu Yêu cÇu thĨ nh− sau: (c) Hao hơt tiÕt diƯn cốt thép tính theo F hay r phải nhỏ giá trị Fmax hay rmax xác định theo TCVN 5574: 1991; (d) Hao hụt cờng độ bê tông suy giảm mặt cắt tiết diện ăn mòn bê tông không đợc lớn giá trị tối thiểu xác định theo TCVN 5574: 1991; 84 TCXDVN 318: 2004 3.6.4.3 Ph©n loại kết cấu theo mức độ xuống cấp Toàn kết cấu cần đợc kiểm tra số công độ an toàn khả àm việc bình thờng, so sánh với giá trị giới hạn quy định điều 3.6.4.2 phân thành mức nh sau: (1) Khả chịu lực Kết cấu hay phận kết cấu đợc xếp vào mức không đáp ứng đợc khả chịu lực có dấu hiệu sau: + Kết cấu bị gãy, sụp đổ h hỏng cục nghiêm trọng; + Kết cấu bị rỉ cốt thép nặng cấp III, mức độ rỉ cốt thép vợt giới hạn Fmax rmax xác định theo TCVN 5574:91; + Kết cấu bị ăn mòn bê tông nặng cấp III Suy giảm cờng độ mặt cắt tiết diện vợt giới hạn tối thiểu tính theo TCVN 5574:91; + Kết cấu vị trí xung yếu cha có dấu hiệu h hỏng kể nhng qua thảm tra lại khả chịu lực kết cấu theo điều 3.6.2.5, đối chiếu với giá trị giới hạn theo điều 3.6.4.2 không đáp ứng đợc yêu cầu tối thiểu môment, lực dọc trục, lực cắt mà phải chịu; (2) Sự làm việc bình thờng Các kết cấu đợc xếp vào mức không đáp ứng đợc yêu cầu làm việc bình thờng có dấu hiệu sau: + Độ võng, độ rộng vết nứt vợt giá trị giới hạn quy định theo điều 3.6.4.2; + Bê tông bị bong rộp hoàn toàn dùng búa gõ nhẹ bong đợc; + Trong môi trờng xâm thực mạnh, lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu bị h hỏng, tác nhân xâm thực tiếp cận trực tiếp tới bề mặt bê tông (3) Độ bền lâu Kết cấu đợc coi vợt giới hạn độ bền lâu hao hụt tiết diện cốt thép rỉ, suy giảm cờng độ bê tông mặt cắt tíet diện kết cấu ăn mòn bê tông vợt giới hạn qui định điều 3.6.4.2 3.6.4.4 Lựa chọn giải pháp khắc phục Căn vào mức độ suy thoái xác định theo điều 3.6.4.3, vào tốc độ suy thoái dự báo thời gian sử dụng lại kết cấu xác định theo điều 3.6.3.2, vào tầm quan trọng kết cấu hay phận kết cấu khả tài chủ đầu t để cân nhắc lựa chọn hớng giải tình trạng h hỏng nh trình bày bảng 3.6.3 Cụ thể đợc lập luận nh sau: (1) KÕt cÊu bÞ h− háng ë cÊp I: Tiến hành sửa chữa bảo vệ phòng ngừa đối víi mét sè kÕt cÊu hay bé phËn kÕt cÊu quan trọng cốt thép bị chớm rỉ thông số nh hàm lợng ion Cl-, độ pH bê tông vợt ngỡng gây rỉ trờng hợp khác cần tiếp tục theo dõi thờng xuyên định kỳ (2) Kết cấu bị h− háng ë cÊp II: Trong tr−êng hỵp thêi gian sử dụng kết cấu dài, tiến hành sửa chữa h hỏng nhẹ bảo vệ phòng ngừa đối víi c¸c kÕt cÊu hay bé phËn kÕt cÊu quan trọng Cụ thể nh sau: + Sửa chữa lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt két cấu; + Sửa chữa vị trí bê tông bị ăn mòn nhẹ vết nứt kết cấu Bảo vệ phòng ngừa vị trí cốt thép bị chớm rỉ Trong trờng hợp khác cần tiếp tục tăng cờng theo dõi thờng xuyên định kỳ (3) Kết cấu bị h hỏng cấp III: Sửa chữa h hỏng gia cờng kết cấu cần Tuy nhiên kết cấu mà thời gian sử dụng lại không nhiều bị h hỏng nặng tăng cờng theo dâi, h¹n chÕ sư dơng, chèng dì t¹m thêi (nÕu cần) phá bỏ 85 TCXDVN 318: 2004 (4) Kết cÊu bÞ h− háng cÊp IV: Dì bá kÕt cÊu trờng hợp 3.6.5 Sửa chữa gia cờng kết cấu 3.6.5.1 Lựa chọn biện pháp sửa chữa Tùy thc vµo cÊp h− háng, dÊu hiƯu h− háng vµ mục đích sửa chữa mà lựa chọn biện pháp sửa chữa thích hợp Cách làm nh sau: (1) Kết cấu h− háng cÊp I, II + Khi c¸c dÊu hiƯu h hỏng lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt bị h hỏng cục bộ, cốt thép bị chớm rỉ độ pH hay hàm lợng ion Cl- bê tông vợt giới hạn gây rỉ mặc dï cèt thÐp ch−a cã dÊu hiƯu rØ: Sưa ch÷a lại lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt (điều 3.6.5.7), bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép lớp phủ bề mặt (điều 3.6.5.3) bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp catốt cần (điều 3.6.5.4) 86 TCXDVN 318: 2004 Bảng 3.6.3 Các phơng án khắc phục tình trạng suy thoái kết cấu môi trờng xâm thực công nghiệp Cấp h hỏng kết cấu I Các phơng án giải Mô tả trạng thái h hỏng Không có dấu hiệu h hỏng thể mặt kết cấu Mặc dù cốt thép chớm rỉ hàm lợng ion Cl-, độ pH bê tông vợt ngỡng gây rỉ Mức độ h hỏng xét theo yêu cầu kỹ thuật - Khả chịu lực: Trên mức giới hạn; - Sự làm việc bình thờng: Trên mức giới hạn; - Độ bền lâu: Trên mức giới hạn - II III IV 87 Lớp bảo vệ bề mặt bị h hỏng cục bộ, bê tông bị ăn mòn nhĐ, cèt thÐp bÞ rØ nhĐ, nøt kÕt cÊu víi bề rộng nhỏ 0,5 mm Lớp bảo vệ bề mặt bị phá hủy diện rộng, bê tông bị ăn mòn nặng, cốt thép rỉ nặng Có thể có dấu hiệu ổn định mặt chịu lực Kết cấu bị gẫy gục, sụp đổ - Sự làm việc bình thờng: Trên mức giới hạn dới mức lớp bảo vệ bềmặt bị hỏng, bề rộng vết nứt lớn 0,2mm Độ bền lâu: mức giới hạn dới mức giới hạn kết cấu thuộc bảo trì nhóm A - Khả chịu lực: Trên dới mức giới hạn tùy vào tính toán cụ thể; - Gia cờng Tăng cờng theo dõi + + + + Chống đỡ tạm thời hạn chế sử dụng Phá bỏ Khả chịu lực: Trên mức giới hạn; - - Sửa chữa Sự làm việc bình thờng: Dới mức giới hạn; + + + + Độ bền lâu: Dới mức giới hạn ăn mòn cốt thép bê tông vợt qui định điều 3.6.4.2 - Khả chịu lực: Dới mức giới hạn; - Sự làm việc bình thờng: Dới mức giới hạn; - Độ bền lâu: Dới mức giới hạn + TCXDVN 318: 2004 + Khi dÊu hiƯu h− háng lµ nứt kết cấu, nứt bê tông rỉ cốt thép, bê tông bị ăn mòn nhẹ Sửa chữa vết nứt bê tông (điều 3.6.5.2), sửa chữa phần bê tông bị ăn mòn (điều 3.6.5.5) bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp bảo vệ catốt cần (điều 3.6.5.3 3.6.5.4) (2) Kết cấu bị h hỏng loại III, khả chịu lực mức giới hạn: Sửa chữa phục hồi tiết diện kết cấu (điều 3.6.5.5), bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp catốt cần (điều 3.6.5.3 3.6.5.4) Sửa chữa bổ sung lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu (điều 3.6.5.7) (3) Kết cấu bị h hỏng cấp III, khả chịu lực dới mức giới hạn: Sửa chữa phục hồi tiết diện kết hợp gia cờng kết cấu (điều 3.6.5.5 điều 3.6.5.6), bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp catốt cần (điều 3.6.5.3 3.6.5.4) Sửa chữa bổ sung lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu (điều 3.6.5.7) (4) Song song với tợng ăn mòn bê tông rỉ cốt thép có nguyên nhân khác gây nên suy thóai kết cấu nh: lún móng, tác động tải trọng, tác động chu kỳ khí hậu nóng ẩm, Trong trờng hợp này, lựa chọn phơng án sửa chữa cần tham khảo dẫn kỹ thuật mục 3.1, 3.2 3.3 3.6.5.2 Sửa chữa vết nứt Tùy thuộc vào nguyên nhân gây nứt, dạng vết nứt, độ mở rộng vết nứt, trạng thái biến động vết nứt để chọn biện pháp sửa chữa vết nứt thích hợp Chi tiết mô tả phơng pháp sửa chữa vết nứt xem mục (1) điều 3.4.5.2 3.6.5.3 Bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép Biện pháp bảo vệ tạo lớp (màng) có khả chống thẩm thấu ion Cl-, khí CO2, H2O, O2 tác nhân xâm thực khác thảm thấu vào kết cấu nhằm làm chậm lại trình gỉ cốt thép Chi tiết mô tả phơng pháp bảo vệ dự phòng chống ăn mòn cốt thép xem mục (2) điều 3.4.5.2 mục điều 3.5.5.2 3.6.5.4 Bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp catốt Đối víi c¸c kÕt cÊu quan träng, thêi gian sư dơng dài nhng bê tông không đủ lực bảo vệ cốt thép nh chiều dầy lớp bảo vệ mỏng, bê tông bị trung tính hóa bị nhiễm ion Cl- mức độ cao mà loại bỏ đợc hết phần bê tông nên áp dụng biện pháp bảo vệ catốt theo nguyên lý dòng anốt hy sinh Qui trình áp dụng theo dẫn riêng 3.6.5.5 Sửa chữa phục hồi tiết diện kết cấu bị ăn mòn Qui trình sửa chữa áp dụng tơng tự nh điều 3.4.5.3 Riêng việc đục tẩy bê tông bị ăn mòn bị nhiễm tác nhân gây ăn mòn làm bề mặt bê tông cần đợc thực kỹ Cụ thể nh sau: a Đục bỏ toàn phần bê tông cũ bị ăn mòn bị nhiễm tác nhân xâm thực phần bê tông tốt biểu tính chất sau: + Cờng độ bê tông thành phần khoáng hóa đá xi măng vị trí tờng đơng với bê tông vị trí không bị ăn mòn + Độ pH bê tông lớn 11,0, hàm lợng ion Cl- nhỏ 1,2 kg Cl-/m3 bê tông Trong trờng hợp đáp ứng đợc yêu cầu cần áp dụng biện pháp quét sơn chống rỉ cốt thép, bảo vệ phòng ngừa lớp phủ bề mặt bảo vệ trực tiếp cốt thép phơng pháp catốt (điều 3.6.5.3 3.6.5.4) b Tẩy bề mặt bê tông cũ biện pháp học nh cọ bằngbàn chải, thổi cát thổi nén Sau đó, rửa bề mặt bê tông nớc dới áp lực cao 88 TCXDVN 318: 2004 3.6.5.6 Gia c−êng kÕt cÊu Trong tr−êng hỵp kÕt cấu bị h hỏng nặng, khả chịu lực dới giá trị giới hạn cần phải gia cờng kết cấu Về nguyên tắc có số giải pháp sau: (1) Bổ xung cốt thép bị h hỏng cục bộ, không tăng tiết diện kết cấu (2) Tăng tiết diện kết cấu phơng pháp ốp thép hình thép tròn (3) Gia cờng dán thép (4) Gia cờng phơng pháp ứng lực trớc căng (5) Gia cờng biện pháp dùng kết cấu hỗ trợ thay Nguyên tắc lựa chọn giải pháp gia cờng, thiết kế gia cờng thùc hiƯn gia c−êng kÕt cÊu tham kh¶o mơc 3.1 qui phạm 3.6.5.7 Bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu 1) Trong môi trờng xâm thực công nghiệp, cụ thể môi trờng mang tính xâm thực mạnh trung bình bê tông (đối chiếu theo Quy phạm CHu 2.03.11-85 (phiên tiếng Nga Matxcơva 1986), thiết phải có lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu 2) Vật liệu cấu tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt đợc lựa chọn cách thích hợp tùy thuộc vào dạng tính chất xâm thực môi trờng, yêu cầu chống va dập học, mài mòn tác động nhiệt ẩm Có thể tham khảo dẫn kỹ thuật cấu tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kết cấu bê tông bê tông cốt thép theo Qui phạm CHu 2.03.11-85 (phiên tiếng Nga Matxcơva 1986) để lựa chọn vật liệu cấu tạo lớp bê tông bảo vệ chống ăn mòn 3.6.6 Ghi chép lu giữ hồ sơ Toàn trìnhkiểm tra chi tiết, thiết kế phơng án sửa chữa thi công sửa chữa phải đợc ghi chép đầy đủ theo trình tự quản lý chất lợng xây dựng hành, chuyển cho chủ đầu t lu giữ lâu dài Cụ thể cần lập hồ sơ sau: (1) Các báo cáo kiểm tra ban đầu, thờng xuyên định kỳ; (2) Báo cáo khảo sát chi tiết h hỏng kết cấu; (3) Hồ sơ thiết kế, sửa chữa, gia cờng kết cấu; (4) Nhật ký thi công; (5) Các biên kiểm tra chất lợng vật liệu chất lợng thi công gia đoạn; (6)Hồ sơ hoàn công./ 89 ... lựa chọn biện pháp khắc phục 3.2.5 Ghi chép lu giữ hồ sơ 3.3 3.4 3.5 3.6 19 19 23 25 25 26 26 26 28 29 29 32 33 33 33 36 37 42 Sửa chữa kết cấu h hỏng tác động cđa ®iỊu kiƯn khÝ hËu nãng... KHCN Bộ Xây dựng trình duyệt, Bộ trởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 18 /2004/ QĐ-BXD ngày 29 tháng năm 2004 Mục lục Phần1- Tổng quát bảo trì 1.1 Những vấn đề chung 1.1.1 Phạm... Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5573: 1991: Kết cấu gạch đá gạch đá cốt thép TCVN 268 3: 1991: Đất xây dựng Phơng pháp lấy, bao gói, vận chuyển bảo quản mẫu TCVN 3105: 1993: Hỗn hợp bê tông nặng bê tông