Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng cụng trỡnh thu Lời cảm ơn Sau thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu thực hiện, đến luận văn Thạc sĩ kỹ thuật: Nguyên nhân gây nứt nẻ bê tông phương pháp sửa chữa hoàn thành thời hạn đảm bảo đầy đủ yêu cầu đặt đề cương phê duyệt Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Trường Đại học Thuỷ lợi đào tạo quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả trình học tập hoàn thành luận văn Tác giả xin trân trọng cám ơn nhà giáo nhân dân GS.TS.Lê Kim Truyền trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ luận văn đặt Tác giả xin trân trọng cám ơn Thầy, cô giáo phòng đào tạo đại học sau đại học, Khoa Công trình, Khoa Kinh tế, Bộ môn Thi công Cục Quản lý Xây dựng Công trình, Công ty Tư vấn xây dung thuỷ lơI 1, Ban quản lý dự án 3, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình làm luận văn Trong trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, chắn khó tránh khỏi thiếu sót định, Tác giả mong muốn góp ý, bảo chân tình Thầy, cô cán đồng nghiệp luận văn Để tác giả có thêm kinh nghiệm trưởng thành để có điều kiện cống hiến nhiều cho ngành đất nước Xin trân trọng cảm ơn! H Ni, thỏng 12 nm 2010 Học viên cao học Phan Đình Hảnh Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành xây dựng cơng trình thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU T T 3 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu T T T T T T T T CHƯƠNG T T TỔNG QUAN VỀ CÁC SỰ CỐ , SỰ CỐ NỨT NẺ BÊ TƠNG TRONG Q TRÌNH SỬ DỤNG, THI CÔNG VÀ NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHỦ YẾU GÂY NÊN T T 1 Khái niệm định nghĩa cố cơng trình Phân loại cố Các loại nứt bê tông thường gặp 1.3.1 Vị trí đặc trưng phân bố vết nứt 1.3.2 Phương hướng hình dạng vết nứt 11 1.3.3 Kích thước (chiều rộng, chiều sâu chiều dài) số lượng vết nứt 13 1.3.4 Thời gian xuất vết nứt 15 1.3.5 Sự thay đổi phát triển vết nứt 16 Khảo sát đánh giá cố, hư hỏng bê tông 16 T T T T T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG 20 T T NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHỦ YẾU GÂY NÊN SỰ CỐ CƠNG TRÌNH 20 T T Nguyên nhân khảo sát thiết kế 20 2 Nguyên nhân thi công 21 Nguyên nhân ứng suất nhiệt gây 22 2.3.1 Ứng suất nhiệt nứt nhiệt 24 2.3.2 Những biện pháp khống chế phát triển nhiệt, ứng xuất nhiệt để phòng vết nứt nhiệt 25 Nguyên nhân trình bảo trì, sử dụng 30 2.4.1 Do vượt tải 30 2.4.2 Do mài mòn học .30 2.4.3 Do tác động lặp lại tải trọng 30 2.4.4 Hư hỏng tai nạn bất thường .30 Nguyên nhân cơng trình xây dựng lân cận gây nên 31 Nguyên nhân thiên tai phá hoại môi trường 31 2.6.1 Nứt kết cấu bê tơng q trình thi công 32 2.6.2 Nứt kết cấu bê tơng q trình sử dụng 33 Nguyên nhân suy thối cơng trình 38 Phương pháp khảo sát phân tích đánh giá nguyên nhân phát sinh cố 46 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T Học viên : Phan Đình Hảnh Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành xây dựng cơng trình thủy CHƯƠNG 49 T T PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, SỬA CHỮA KHI BÊ TÔNG BỊ NỨT 49 T T 3 Mở đầu 49 Xử lý sửa chữa nguyên nhân móng gây 50 3 Xử lý sửa chữa kết cấu bê tông 52 3.3.1 Gia cường vết nứt panel 52 3.3.2 Gia cường bê tông đổ chỗ .53 Xử lý sửa chữa bề mặt bê tông 54 3.4.1 Nén chặt trát phẳng .54 3.4.2 Sơn dung dịch epoxy 54 3.4.3 Làm tăng tính hồn chỉnh bề mặt 55 3.4.4 Láng keo epoxy 56 3.4.5 Dung dịch vữa êpôxy dán vải sợi thủy tinh 57 Các phương pháp xử lý sửa chữa vết nứt sâu bê tông 59 3.5.1.Phương pháp chèn lấp .59 3.5.2 Phương pháp ứng suất trước 59 3.5.3 Phương pháp đục bỏ phần đổ bê tông lại 60 3.5.4 Phương pháp gia cường khả chịu kéo cấu kiện bê tông 60 Xử lý sửa chữa bê tơng suy thối chất lượng bê tông xấu 60 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 3.6.1 Thay cốt thép dầm 60 3.6.2 Sửa chữa vữa xi măng 61 T T T T 3 Xử lý sửa chữa chống thấm qua bê tông 65 T T CHƯƠNG 67 T T NGUYÊN NHÂN VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỨT NẺ BÊ TƠNG BẢN MẶT CƠNG TRÌNH CỬA ĐẠT – THANH HÓA 67 T T Giới thiệu cơng trình cửa Đạt 67 4.1.1 Địa điểm xây dựng 67 4.1.2 Nhiệm vụ công trình 67 4.1.3 Cấp cơng trình đầu mối tiêu chuẩn thiết kế 67 4.1.4 Quy mơ cơng trình đầu mối Đập 68 Thiết kế thi công bê tông mặt đập đá đổ 69 4.2.1 Thiết kế bê tông mặt đập đá đổ 69 4.2.2 Công nghệ thi công bê tông mặt đập đá đổ .78 Q trình thi cơng mặt cố nứt nẻ bê tông mặt 90 T T T T T T T T T T T T T T T T T T 4.3.1 Hiện trạng bê tông mặt từ T27 đến T36 giải pháp xử lý 90 T T 4 Đánh giá nguyên nhân gây nứt nẻ bê tông mặt 100 4.4.1 Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình địa chất thủy văn đập .100 4.4.2 Đánh giá nguồn nước thấm thân đập 102 4.4.3 Kết quan trắc mực nước, lưu lượng nước thấm thân đập 106 4.4.4 Nhận xét 108 Giải pháp sửa chữa nứt nẻ bê tông mặt 108 T T T T T T T T T T T Học viên : Phan Đình Hảnh T Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành xây dựng cơng trình thủy 4.5.1 Biện pháp xử lý khớp nối mặt T27 T28 109 4.5.2 Biện pháp xử lý khu vực mặt bị nứt 111 4.5.3 Biện pháp thi công 114 4.5.4 Kiểm tra xử lý lớp đệm IIA 116 4.5.5 Đắp khối bảo vệ tăng cường chống thấm thượng lưu BTBM .116 Những học kinh nghiệm rút từ thực tiễn thiết kế, thi công đá đổ bê tơng mặt cơng trình Cửa Đạt : 116 T T T T T T T T T T T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 T T Kết đạt luận văn 119 Kiến nghị 119 T T T T TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 120 T Học viên : Phan Đình Hảnh T Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Nhân biết vị trí đặc trưng phân bố vết nứt 10 T T Bảng 1-2: Nhân biết phương hướng hình dạng vết nứt 12 T T Bảng 1-3: Nhận biết độ lớn số lượng vết nứt 14 T T Bảng 1-4: Nhận biết thời gian xuất vết nứt 15 T T Bảng 1-5: Nhận biết thay đổi vết nứt 16 T T Bảng 3-1: Phán đoán cố nứt mức độ nghiêm trọng 51 T T Bảng 3-2: Tỉ lệ tham khảo cấp phối epoxy 54 T T Bảng 3-3: Kích thước lớp keo êpơxy sửa chữa vết nứt 56 T T Bảng 3-4: Tham khảo tỉ lệ trộn keo êpôxy, hắc ín êpôxy 56 T T Bảng 3-5: Tỉ lệ trộn vật liệu dán vải sợi thủy tinh (tỉ lệ trọng lượng) 57 T T Bảng 4-1: Bảng tổng hợp thơng số kỹ thuật 68 T T Bảng 4-2: Kết quan trắc bề mặt bê tông mặt đoạn bị phồng 93 T T Bảng 4-3: Bảng tổng hợp kết quan trắc chuyển vị đỉnh bê tông mặt .94 T T Bảng 4-4: Bảng tổng hợp kết vết nứt bê tông mặt 95 T T Bảng 4-5: Bảng tổng hợp khoan kiểm tra chiều sâu vết nứt bê tông mặt 96 T T Bảng 4-6: Kết quan trắc mực nước, lưu lượng nước thân đập 106 T T Bảng 4-7: Kết mực nước thân đập .107 T T Bảng 4-8: Biện pháp thi công xử lý vùng vết nứt loại .114 T Học viên : Phan Đình Hảnh T Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành xây dựng cơng trình thủy DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1:Bê tơng mục ruỗng tường trụ cống xả cát Cấm Sơn T T Hình 2-2: Nứt văng bê tông cốt thép 34 T T Hình 2-3: Nứt vòm mái bê tơng cốt thép 35 T T Hình 2-4: Nứt đường băng bê tơng cốt thép 35 T T Hình 2-5: Sơ đồ cấu tạo khe co giãn nhiệt ẩm 37 T T Hình 2-6: Sự xuống cấp bê tông cầu 38 T T Hình 2-7: Sự xuống cấp bê tông 39 T T Hình 3-1: Sửa chữa vết nứt phương pháp khép kín khe bề mặt 58 T T Hình 3-2: Phương pháp chèn lấp sửa chữa vết nứt 59 T T Hình 4-1: Bê tơng mặt hồ chứa nước Cửa Đạt 71 T T Hình 4-2: Phun vữa bê tơng nối tiếp sau chân đập Cửa Đạt 72 T T Hình 4-3: Bố trí cốt thép chân đập Cửa Đạt 73 T T Hình 4-4: Thi công đập đá đổ 76 T T Hình 4-5: Ván khn trượt thi cơng mặt bê tông đập Hồng Gia Độ (Trung Quốc) với mặt rộng 15m 79 T T Hình 4-6: Ván khuân trượt thi công mặt bê tông đập Tuyên Quang với bề rộng mặt 12m 79 T T Hình 4-7: Tấm đồng khớp nối đứng mặt bê tông đập Tuyên Quang 80 T T Hình 4-8: Thi cơng mặt đập Cửa Đạt 86 T T Hình 4-9 : Vết nứt bê tông mặt đập Cửa Đạt 91 T T Hình 4-10 : Vết nứt bê tông mặt đập Cửa Đạt 91 T T Hình 4-12: Dán keo SR phủ kín khu vực nứt bê tông mặt đập Cửa Đạt 110 T T Hình 4-13: Xử lý vùng vết nứt loại 111 T T Hình 4-14: Xử lý vùng vết nứt loại 112 T T Hình 4-15: Xử lý vùng vết nứt 2+1 113 T T Hình 4-16: Xử lý vùng vết nứt loại 113 T Học viên : Phan Đình Hảnh T Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong xây dựng nói chung xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện nói riêng cơng tác bê tơng đóng vai trò quan trọng Quy mơ cơng trình ngày lớn khối lượng bê tông ngày tăng, việc đầu tư cho cơng trình ngày nhiều Trong thời gian qua ngành xây dựng đạt nhiều thành tựu đáng khích lệ góp phần quan trọng hiệu tăng trưởng kinh tế quốc dân thiết thực nâng cao đời sống người dân Tuy nhiên q trình xây dựng quản lý khai thác khó tránh khỏi xuất vấn đề cố cơng trình vấn đề nghiêm trọng thường gặp Kinh nghiệm xây dựng sử dụng công trình nhiều năm qua Việt Nam cho thấy chưa tính hết yếu tố ảnh hưởng mơi trường, khí hậu, vật liệu đầu vào, lực thi cơng, khả đảm bảo làm việc bình thường cho kết cấu xây dựng Hiện chưa có chương trình khảo sát để đánh giá chung trạng cơng trình Qua khảo sát sơ số cơng trình cho thấy nhiều cơng trình bê tơng xuống cấp (bê tơng bị nứt nẻ, bị hỏng lộ trơ thép, số vùng cốt thép bị hỏng hoàn toàn) Mặc dù sửa chữa không đạt kết mong muốn Để có giải pháp chủ động phòng ngừa giảm thiểu cố, cần phải nghiên cứu nguyên nhân gây nứt nẻ bê tông giải pháp khắc phục sửa chữa cần thiết đáp ứng nhu cầu thực tế xảy Đề tài nhằm tổng kết số kinh nghiệm phân tích số cố thi cơng đập đá đổ bê tông mặt hồ chứa Cửa Đạt (Thanh Hóa) nhằm cung cấp thêm kinh nghiệm cho thân kỹ sư tham gia tư vấn thiết kế hay giám sát thi công cơng trình thủy lợi Để khơng ngừng nâng cao nghiệp vụ góp phần đưa tiến KHKT vào thực tiễn sản xuất đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội nước ta Học viên : Phan Đình Hảnh Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chun ngành xây dựng cơng trình thủy Mục đích đề tài - Nghiên cứu nguyên nhân gây nứt nẻ cơng trình bê tơng quản lý khai thác tượng nứt nẻ thi công - Nghiên cứu biện pháp xử lý, sửa chữa bê tông bị nứt Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: Các tượng nứt nẻ xảy cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép giải pháp xử lý Phạm vi nghiên cứu cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép Việt Nam nói chung cơng trình Cửa Đạt - Thanh Hóa nói riêng Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp, kế thừa kết nghiên cứu từ trước đến cố nứt nẻ bê tông Việt Nam - Phương pháp điều tra khảo sát - Lý thuyết, đánh giá nguyên nhân tìm giải pháp - Ứng dụng giải pháp khoa học công nghệ Học viên : Phan Đình Hảnh Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC SỰ CỐ , SỰ CỐ NỨT NẺ BÊ TÔNG TRONG Q TRÌNH SỬ DỤNG, THI CƠNG VÀ NHỮNG NGUN NHÂN CHỦ YẾU GÂY NÊN Trong cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép, nhiều cơng trình xây dựng từ lâu (có cơng trình từ thời Pháp 70 năm), nhiều cơng trình chịu bom đạn chiến tranh xây dựng điều kiện khó khăn nhiều mặt thi cơng kém… nên số lượng cơng trình bị thối hóa xuống cấp, hư hỏng cần phải sửa chữa khơng Để đóng góp vào nghiệp xây dựng đất nước tiến lên cơng nghiệp hóa, đại hóa, nhiệm vụ ngành xây dựng nói chung ngành thủy lợi nói riêng to lớn nặng nề, phải tiếp tục xây dựng nhiều cơng trình mới, đồng thời khai thác cơng trình có, có cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép Từ thấy cơng tác theo dõi, vận hành, sửa chữa kịp thời cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép để kéo dài tuổi làm việc chúng, có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật quan trọng Trong tồn cơng tác sửa chữa, bước khó khăn quan trọng đánh giá cho nguyên nhân hư hỏng hay suy thoái Cơng việc thường khó xác định xác, thu thập đầy đủ số liệu mong muốn, có đồng thời nhiều yếu tố tác động vào Bởi phải kiểm tra kỹ lưỡng tìm dần Từ kết thu thập được, phân tích đánh giá nguyên nhân mức độ hư hỏng lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý để sửa chữa 1.1 Khái niệm định nghĩa cố cơng trình Sự cố cơng trình hư hỏng vượt giới hạn an toàn cho phép làm cho cơng trình có nguy sập đổ, sập đổ phần, tồn cơng trình cơng trình khơng sử dụng theo thiết kế Số lượng công trình bê tơng bê tơng cốt thép nước ta nhiều, chưa có chương trình khảo sát để đánh giá chung trạng Học viên : Phan Đình Hảnh Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy cơng trình Xin đưa số liệu thu thập để có phác họa cụ thể trạng Theo số kiểm tra tính đến năm 1995 qua hình ảnh nhận xét chỗ kết hợp súng bật nẩy, súng siêu âm, thống kê được: *Ở miền Bắc: -Xi phông Lạch Trường, Hoằng Hóa-Thanh Hóa (năm1965): Cường độ bê tơng thiết kế 200kg/cm2, kiểm tra 22 vị trí, khơng chỗ đạt cường độ thiết kế P P - Cống luồn Bát Căng, Thanh Hóa: Bê tơng bị hỏng lộ trơ thép năm đoạn cống ngầm, sửa chữa công nghệ thông thường phải bỏ dở phần vòm cống - Hệ thống Bái Thượng, Thanh Hóa: Các cơng trình bê tơng bị thối hóa mạnh, hầu hết vị trí cường độ bê tơng khơng đạt cường độ thiết kế (có chỗ thấp khoảng 50kg/cm2) Riêng đập Bái Thượng (năm 1926-do Công ty TV KSTK Thủy P P lợi thiết kế) khảo sát khoan sửa chữa 10.500m (phương pháp xử lý: Neo đạp với khung dự ứng lực khoan xi măng), kiểm tra 162 152m xong tượng hư hỏng tồn tại, nghiên cứu sửa chữa lớn - Một số hạng mục cơng trình bê tơng Cơng ty đạm hóa chất Hà Bắc bị ăn mòn đến cốt thép, dược xử lý phun bê tông khô, kết cấu sau sửa chữa bảo vệ tốt - Các cống, âu, cống điều tiết hệ thống thủy nông sông Chu, bê tông bị lão hóa, mục đàu cừ gỗ (Phương pháp xử lý: Tạo áo sau khoan vữa xi măng, xử lý đầu cọc cừ chống thấm) - Tràn xả lũ Cấm Sơn,Bắc Giang (năm 1971): Có tượng nứt, thấm tiết vôi Đá dăm bê tông vùng mực nước thay đổi bị phong hóa diện rộng gây mục ruỗng bê tông (đặc biệt trụ cống xả cát) Học viên : Phan Đình Hảnh Cao học 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 106 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy 4.4.3 Kết quan trắc mực nước, lưu lượng nước thấm thân đập Căn việc phân giao nhiệm vụ quan trắc mực nước, lưu lượng nước thân đập mực nước ngồi hố móng để làm sở cho phép bơm nước hạ mực nước ngồi hố móng Tư vấn thiết kế thực từ tháng 2/2009 đến nay, kết sau: Bảng 4-6: Kết quan trắc mực nước, lưu lượng nước thân đập TT Ngày đo Hố quan trắc Cao độ mực nước thân đập (m) 28-4 21.5 33-1 21.9 28-4 21.5 33-1 22 28-4 21.5 33-1 21.9 28-4 21.5 33-1 21.9 28-4 21.45 33-1 21.9 33-2 22.15 28-4 21.45 33-1 21.85 33-2 22.15 28-4 21.45 33-1 21.85 33-2 22.05 28-4 21.50 32-1, 21.80 33-1 21.74 33-2 21.88 25/2/09 120 28/2/09 03/03/09 P 125 27/2/09 02/03/09 P Ghi 120 26/2/09 01/03/09 Lưu lượng thoát (m3/h) 120 125 130 Lưu lượng xác định thông qua công suất bơm chiều cao mực nước thân đập 125 07/03/09 Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 107 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy Đến cơng tác quan trắc lưu lượng nước, mực nước thân đập Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam thực Căn báo cáo kết quan trắc hạ mực nước thân đập lưu lượng bơm nước từ thân đập thoát Trung tâm thủy lực - Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia động lực học sông biển thuộc Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam thực hiện, kết tính tốn độ rỗng khả chứa nước thân đập từ cao trình +25.00m trở xuống, Tư vấn thiết kế tính tốn lưu lượng nước thân đập sau: Bảng 4-7: Kết mực nước thân đập Chênh Từ TT chu Ngày kỳ tháng đến đo (1) (2) 25/3 (3) 7h30 23 h 25/3 - 23 h - 26/3 7h30 Cao trình Tổng mực nước lượng Số trong nước thân đập bơm bơm lệch dung tích thân đập Tổng lượng Lưu lượng nước nước thấm đến qua nền, thấm, hai vai, mưa mưa Ghi bảo bảo dưỡng dưỡng Đầu Cuối chu chu kỳ kỳ (4) (5) (6) (7) (8) 15.5 19.4 18.7 3048.0 768.8 2279.2 147.0 8.5 18.7 17.7 2239.7 1289.6 950.1 111.8 6.5 16.2 15.4 1587.0 614.8 94.6 m3 P m3 P m3 P m3/h P P (9)=(7)-(8) (10)=(9)/(4) Trời mưa 15 h 26/3 30 - 972.2 22 h Trung bình Học viên: Phan Đình Hảnh 117.8 Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 108 Chuyên ngành xây dựng công trình thủy 4.4.4 Nhận xét Lượng nước thân đập hình thành từ nhiều thành phần khơng có đặc biệt Vấn đề chỗ tuyến chân có vị trí nằm cao trình +5.0m đến +6.0m khối đá đắp thường cao trình +25 đến +30 nên lượng nước thân đập tập trung đổ vào vị trí thấp Có thể kết luận “Nền đập có tính thấm yếu khơng tồn dòng thấm lớn đập” Qua khảo sát đánh giá nhiều hội thảo tiến hành trường phòng, cuối thống đưa nguyên nhân gây nứt nẻ bê tơng mặt chênh lệch mực nước thân đập gây áp lực ngược đẩy mặt phía thượng lưu gây tượng mặt bị đẩy phồng lên gây nứt 4.5 Giải pháp sửa chữa nứt nẻ bê tông mặt Các tài liệu văn liên quan - Kết đo khảo sát trạng bề mặt BTBM bị nứt từ T28 ÷ T36 trước sau hạ mực nước thân đập, bình đồ đo trạng vết nứt HEC - Kết siêu âm vết nứt kiểm tra cường độ BTBM Trường Đại học Thuỷ lợi - Kết khoan kiểm tra vết nứt BTBM Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam - Thông báo số 1004/TB-BNN-XD ngày 17/02/2009 Bộ kết luận Thứ trưởng Nguyễn Ngọc Thuật việc phát sinh trình thi cơng BTBM đập cơng trình đầu mối thủy lợi hồ chứa nước Cửa Đạt, tỉnh Thanh Hố Các Thơng báo Tổ công tác đạo xử lý BTBM đập chính: Phiên họp thứ 1; Phiên họp thứ số 97/TB-QLĐT ngày 25/02/2009; Phiên họp thứ số 104/TB-QLĐT ngày 28/02/2009; Phiên họp thứ 4; Phiên họp thứ số 136/TBQLĐT ngày 12/3/2009; Phiên họp thứ số 155/TB-QLĐT ngày 18/3/2009 Phiên họp thứ số 159/TB-QLĐT ngày 21/3/2009 Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 109 Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy - Các Thơng báo HĐKH: Thơng báo số ngày 05/3/2009; Thông báo số ngày 16/3/2009 Thông báo số ngày 24/3/2009 - Văn số 407/HĐNTNN ngày 18/3/2009 Hội đồng nghiệm thu Nhà nước cơng trình xây dựng (HĐNTNN) việc xử lý BTBM đập chính, Hồ chứa nước Cửa Đạt, tỉnh Thanh Hoá 4.5.1 Biện pháp xử lý khớp nối mặt T27 T28 - Trên sở ý kiến thảo luận kết luận chuyên gia Hội đồng khoa học việc xử lý phát sinh bê tơng mặt cơng trình đầu mối Hồ chứa nước Cửa Đạt, tỉnh Thanh Hóa ngày 05 tháng năm 2009 Dựa sở quan trắc chuyển vị bê tông T28, Tư vấn thiết kế kiến nghị phương án khôi phục khớp nối T27 T28 sau: - Bước đầu tiến hành đục phá phần bê tông thuộc phạm vi khớp nối T28 trước, phạm vi đục phá bê tông dọc theo khớp nối chênh lệch bề mặt mặt T27 T28 nhỏ cm c ¾t n g an g x ö l ý k h í p n è i g iữ a t ấm t 27 v t 28 t û l Ö 1:25 t Êm t 28 t Êm t 27 - H ình 4-11 Xử lý khớp nối T27 T28 Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 110 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy Hình 4-12: Dán keo SR phủ kín khu vực nứt bê tông mặt đập Cửa Đạt Sau đục bỏ xong phần bê tông cốt thép T28 tiến hành kiểm tra bề mặt lớp IIA phía mặt, khớp nối… để làm sở cho việc xử lý lấp đầy phần khơng bê tông việc xác định phạm vi đục phá bê tông mặt T27 để xử lý khớp nối… cuối khôi phục khớp nối, lắp dụng cốt thép, đặt xốp Serepor dày 12 mm dọc theo khớp nối mặt… sau đổ bê tơng khơi phục bê tơng mặt hồn thiện khớp nối phía (mác loại bê tông lựa chọn sau cho phù hợp để đảm bảo chất lượng cơng trình) Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 111 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy 4.5.2 Biện pháp xử lý khu vực mặt bị nứt Căn kết kiểm tra nứt bê tông mặt trên, ý kiến đạo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, Hội đồng Khoa học công nghệ tư vấn kỹ thuật Công trình đầu mối thuỷ lợi, Hồ chứa nước Cửa Đạt, ý kiến chuyên gia Viện Côn Minh - Trung Quốc; Tổng Công ty Tư vấn XDTL Việt nam - CTCP đề nghị giải pháp xử lý BTBM bị nứt từ T28 ÷ T36 đập Cơng trình đầu mối thuỷ lợi, Hồ chứa nước Cửa Đạt, tỉnh Thanh Hoá với nội dung sau: 4.5.2.1 Biện pháp xử lý cho vùng vết nứt loại Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có vết nứt rời rạc, mật độ vết nứt không dày không nứt xuyên để xử lý vết nứt xuyên cục - Các vết nứt xử lý biện pháp đục theo hình chữ V dọc theo vết nứt hết chiều sâu vết nứt, vết nứt xuyên hết chiều dày bê tơng mặt… làm vệ sinh sau dùng vữa khơng co ngót để đổ bù lại Chiều rộng đục bề mặt bê tông bên vết nứt 10 cm.\ - Sau hồn thành cơng tác kiểm tra, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lơng để cố định c ¾t n g an g ¸ p d n g x ö l ý c h o v ï n g v Õt n øt l o ¹ i t û l Ư 1:25 Hình 4-13: Xử lý vùng vết nứt loại Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 112 Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy 4.5.2.2 Biện pháp xử lý cho vùng vết nứt loại 2: Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có mật độ vết nứt dày vết nứt không nứt xuyên - Tiến hành đục bỏ phần bê tông mặt phạm vi qua lớp cốt thép phía mặt đến 10 cm Sau vệ sinh đổ bù lại bê tông không co ngót - Sau hồn thành cơng tác kiểm tra, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lơng để cố định c ¾t n g a n g ¸ p d n g x ö l ý c h o v ï n g v Õt n ø t l o ¹ i t û l Ư 1:25 Hình 4-14: Xử lý vùng vết nứt loại 4.5.2.3 Biện pháp xử lý cho vùng vết nứt loại 2+1 Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có mật độ vết nứt dày, vết nứt chủ yếu không nứt xuyên, cục có vài vết nứt xuyên - Tiến hành đục bỏ phần bê tông mặt phạm vi qua lớp cốt thép phía mặt đến 10 cm Sau tiến hành kiểm tra xử lý vết nứt xuyên theo biện pháp xử lý cho vùng vết nứt loại Cuối vệ sinh sau đổ bù lại bê tơng khơng co ngót - Sau hồn thành công tác kiểm tra, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lơng để cố định Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 113 Chuyên ngành xây dựng công trỡnh thy c n g a n g p d n g x l ý c h o v ï n g v Õt n ø t l o ¹ i 2+1 t û l Ư 1:25 Hình 4-15: Xử lý vùng vết nứt 2+1 4.5.2.4 Biện pháp xử lý cho vùng vết nứt loại Áp dụng để xử lý cho khu vực mặt có mật độ vết nứt dày đặc tạo thành hình trám, vết nứt chủ yếu nứt xuyên - Tiến hành đục bỏ phần bê tông mặt hết chiều dày bê tông mặt Sau vệ sinh đổ bù lại bê tơng khơng co ngót - Sau hồn thành cơng tác kiểm tra, đạt yêu cầu tiến hành dán phủ “SR” sau dùng nẹp thép bắt bu lơng để c nh c n g a n g p d n g x l ý c h o v ï n g v Õt n ø t l o ¹ i t û l Ư 1:25 Hình 4-16: Xử lý vùng vết nứt loại Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 114 Chuyên ngành xây dựng công trình thủy 4.5.3 Biện pháp thi cơng 4.5.3.1 Biện pháp thi công chung Dùng máy cắt BT cắt dọc theo phạm vi xử lý đến cách lớp cốt thép phía BTBM 2cm, tạo có kích thước khoảng (30 x 30)cm Đục phá BT búa khoan cầm tay - Dùng máy cắt que hàn để cắt lớp cốt thép phía BTBM (nếu cần thiết) Dùng máy khoan BT đường kính từ (10 ÷ 25)mm khoan tạo biên sát theo đường cắt cốt thép đến cách lớp cốt thép phía BTBM 2cm Dùng máy cắt que hàn để cắt lớp cốt thép phía BTBM (nếu cần thiết) Đục phá BT búa khoan cầm tay - Trong q trình thi cơng đục xử lý, để đảm bảo an toàn cho phần mặt phía khu vực xử lý dùng chống tạm thép hình I20 để chống phải đục xử lý theo vùng vết nứt loại Chiều dài, vị trí, số lượng… chống định trường cho theo thực tế thi công 4.5.3.2 Biện pháp thi cơng xử lý vùng vết nứt loại có ba phương án (PA): Bảng 4-8: Biện pháp thi công xử lý vùng vết nứt loại TT Tiêu chí PA - Đục bê tông hai thành biên bên m trước PA - Đục phá bê tơng 6m PA - Đục phá tồn lớp bê bên trước tơng phía qua lớp cốt - Đổ bê tơng hồn thiện thép lớp (5-10)cm - Đổ bê tơng hồn thiện - Chờ khối bê tơng trước - Đục phá phần bê tơng phía để lại dải bê - Chờ khối bê tông trước đạt 75% cường độ Nội tông hai bên đạt 75% cường độ - Đục phá 6m lại dung - Thực xử lý vết nứt - Đục phá 4m lại - Đổ bê tơng hồn thiện phạm dải bê tông - Đổ bê tông hồn thiện để lại - Đổ bê tơng khơi phục bê tơng mặt Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Xử lý đổ toàn mặt cắt ngang Ưu - Khả phân bố lực điểm nén 115 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy - Xử lý đổ toàn mặt cắt ngang - Giảm xử lý mặt tiếp giáp PA Không phải xử lý mặt tiếp giáp - Thi cơng tồn mặt cắt ngang đợt đổ - Đẩy nhanh tiến độ thi công - - Phải xử lý nhiều mặt tiếp giáp - Bê tông bị phân chia thành khối đổ khác nhau, giảm tính liên kết - Tiến độ thi cơng chậm - Khó áp dụng ván Nhược khn trượt điểm - Khi đục phá lần sau phần ảnh hưởng đến kết cấu bê tơng q trình phát triển cường độ - Bê tông bị Phải xử lý Còn tồn phần mặt tiếp giáp; diện tích bê tơng cũ phía - Phân bố lực khơng chưa thay triệt để thi công - - Chia làm khối thời điểm khác nhau, giảm liên kết đợt - Tiến độ thi công chậm, phải phụ thuộc vào khối liền kề - Khi đục phá lần sau phần ảnh hưởng đến kết cấu bê tơng q trình phát triển cường độ Để thi cơng theo PA3 dùng phương pháp đục xử lý sau: - Phương pháp a: Cắt, đục phạm vi xử lý thành chuyển ngồi cần cẩu - Phương pháp b: Cắt, đục toàn phạm vi xử lý 4.5.3.3 Thi công bê tông Thi công BT: Đổ cẩu, cấp phối, mác BT đổ bù định qua thí nghiệm trường Dùng ván khuôn trượt ván khuôn mặt thép có chừa cửa sổ để rót vữa đầm BT Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 116 Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy Ván khn: Để đảm bảo chất lượng bê tông tăng tiến độ thi công sử dụng ln ván khn trượt có hệ thống ray dẫn để chuyển xuống phạm vi sửa chữa, ván khuôn mặt thép có chừa cửa sổ để rót vữa đầm Biện pháp thi công: Đổ bê tông đồng thời cho loại xử lý 2; 2+1 Để có sở đánh giá, kiểm tra bê tơng mặt, khớp nối… vị trí bị đẩy Trong thời gian tới, Tư vấn thiết kế phối hợp chặt chẽ với bên liên quan tham khảo ý kiến chuyên gia Trung Quốc để đề giải pháp xử lý phù hợp đảm bảo chất lượng, tiến độ thi cơng an tồn cơng trình sau Mác cấp phối bê tơng đổ bù phần xử lý định sau vào kết thí nghiệm trường 4.5.4 Kiểm tra xử lý lớp đệm IIA Khi khôi phục khớp nối BTBM T27 & T28 vùng xử lý vết nứt theo loại sau đục hết BT tiến hành lấy mẫu kiểm tra lớp IIA phía có biện pháp xử lý (nếu cần) sau khơi phục lại bề mặt vữa XM M5 đáy BTBM trước đổ BT khôi phục mặt Xử lý khơng BTBM lớp IIA vào kết khảo sát giải pháp xử lý Viện Côn Minh - Trung Quốc 4.5.5 Đắp khối bảo vệ tăng cường chống thấm thượng lưu BTBM Sau thực hịên xong tồn cơng tác xử lý nứt đổ BT khôi phục mặt, xử lý khơng, lắp đặt khớp nối cần tiến hành công tác đắp lớp IA, IB cát mịn Dự kiến đắp lớp IA IB đoạn lòng sơng thềm sơng vai phải đến cao trình +65.00 m; bổ sung đắp lớp cát mịn giáp BTBM (cấp phối cát mịn Viện Côn Minh - Trung Quốc cung cấp) từ cao trình +60.00m trở xuống 4.6 Những học kinh nghiệm rút từ thực tiễn thiết kế, thi công đá đổ bê tông mặt cơng trình Cửa Đạt : Qua nghiên cứu thực tiễn thiết kế thi công đá đổ bê tơng mặt cơng trình Cửa Đạt Học viên rút số nhận xét kết luận sau : Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 117 Chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy + Vật liệu Quy hoạch tốt mỏ vật liệu đảm bảo trữ lượng chất lượng đáp ứng yêu cầu thiết kế (cấp phối, cường độ, hệ số biến dạng mềm ) + Chiều dày lớp đắp phải đảm bảo kinh tế, kỹ thuật + Xử lý cấp phối vật liệu lớp đệm : Khi đắp đá cần phải tưới nước để nước ngấm vào bề mặt, đá mềm ra, trơn, trượt làm giảm cường độ kháng nén, giảm lực ma sát vật liệu lực kích rung làm tăng độ đầm chặt + Gia cố đập dẫn dòng thi cơng Tính tốn gia cố đảm bảo không bị sạt lở, đặc biệt mặt tiếp xúc với nước phải chống thấm tốt không nước ngấm vào thân đập, tránh tượng đẩy thân đập gây ổn định đập + Biện pháp chống nứt bê tông măt Tốc độ trượt ván khuôn, lần trượt không 300mm Thời gian lần trượt liền không nên 30 phút Tốc độ trượt bình quân nên từ 1,5m/h đến 2,5m/h Do bê tơng có trộn phụ gia khống, phụ gia hóa dẻo thời gian giãn cách phải thí nghiệm xác định Khi đổ bê tông xong cần phải dải bao tải tưới nước dưỡng hộ cho bê tông *Kết luận chương Cơng trình hồ chứa nước Cửa Đạt cơng trình thuộc loại lớn khơng nước ta mà giới loại đập đá đổ chống thấm bê tông mặt Đây cơng trình thuộc BNN&PTNT làm chủ đầu tư thi công sau công trình Trung Quốc nên kinh nghiệm chưa nhiều Ngay Trung Quốc có nhiều kinh nghiệm thi cơng loại cơng trình khó tránh khỏi việc nứt bê tông mặt Sau bê tơng mặt cơng trình Cửa Đạt bị nứt, chủ đầu tư tiến hành khảo sát đánh giá tổ chức nhiều họp Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 118 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy hội thảo để tìm ngun nhân gây nứt nẻ bê tơng mặt phân loại vết nứt để có giải pháp xử lý vết nứt cho loại Quá trình thực giải pháp khắc phục cố nứt bê tơng mặt cơng trình Cửa Đạt thận trọng, trình thực theo trình tự hợp lý chặt chẽ có khoa học nên hồn thành tiến độ đặt khắc phục cố đạt mục tiêu đề bảo đảm an tồn cho cơng trình Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 119 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt luận văn Luận văn thực nội dung sau: Tổng quan cố, cố nứt nẻ bê tơng q trình sử dụng, thi công nguyên nhân chủ yếu gây nên Đưa nguyên nhân khách quan chủ quan chủ yếu gây tượng nứt nẻ bê tông Trên cở sở nguyên nhân đưa luận văn đưa phương pháp xử lý, sửa chữa bê tông bị nứt ứng với nguyên nhân Ngoài luận văn nghiên cứu nguyên nhân phương pháp xử lý nứt nẻ bê tông mặt công trình Cửa Đạt – Thanh Hóa Kiến nghị - Cần sớm có chương trình khảo sát tồn diện, đánh giá nguyên nhân mức độ hư hỏng cơng trình bê tơng xuống cấp Trên sở đưa giải pháp xử lý kế hoạch xử lý cụ thể đảm bảo cho cơng trình hoạt động cách an tồn - Đối với cơng trinh bê tông cốt thép việc lún gây tượng nứt bê tơng cần phải đánh dấu mốc để theo dõi trình lún cơng trình để có giải pháp khắc phục kịp thời - Chúng ta nên nghiên cứu nhiều đề tài từ công nghệ thi công vật liệu phụ gia để hạn chế cố nứt nẻ bê tơng - Cơng trinh Cửa Đạt cơng trình có quy mô lớn nước mà giới, cơng nghệ thi cơng hồn tồn chúng ta, cố nứt nẻ bê tơng mặt xảy điều khó tránh khỏi Từ cố giúp cho có thêm kinh nghiệm q trình thi cơng đập đá đổ bê tông mặt để tránh tổn thất cho cơng trình sau Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 120 Chun ngành xây dựng cơng trình thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH Tiếng Việt Vương Hách (2001) Sổ tay xử lý cố cơng trình xây dựng Tập 1, Tập 2, Tập Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Lê Văn Hùng (2010) Công nghệ thi công đập đá đổ đập đá đổ mặt bê tông Trường Đại học Thủy Lợi Hội Thủy Lợi Việt Nam (2001) Tài nguyên nước Lê Văn Kiểm (2009) Hư hỏng sửa chữa – Gia cường kết cấu bê tông cốt thép Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Phan Sỹ Kỳ (2000) Sự cố số cơng trình thủy lợi Việt Nam cá biện pháp phòng tránh Tổng cơng ty tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam (2008) Tài liệu tổng quan Hồ chứa nước Cửa Đạt Thuyết minh, vẽ hồ sơ thiết kế biện pháp tổ chức thi công bê tông mặt đập Cửa Đạt Tổng hội xây dựng Việt Nam – Bộ xây dựng (2009) Hội thảo khoa học toàn quốc cố phòng ngừa cố cơng trình xây dựng Tiếng Anh S.Champion Failure and repair of concrete structure SIKA – Finanz – Ag - Swiss (1993) Reports – Internationnal workshop on maintenance, repair and extension of durability of concrete by the use of admixtures Học viên: Phan Đình Hảnh Lớp CH 17 ... 57 Các phương pháp xử lý sửa chữa vết nứt sâu bê tông 59 3.5.1 .Phương pháp chèn lấp .59 3.5.2 Phương pháp ứng suất trước 59 3.5.3 Phương pháp đục bỏ phần đổ bê tông lại... T PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, SỬA CHỮA KHI BÊ TÔNG BỊ NỨT 49 T T 3 Mở đầu 49 Xử lý sửa chữa nguyên nhân móng gây 50 3 Xử lý sửa chữa kết cấu bê tông 52 3.3.1 Gia cường vết nứt. .. nhân gây nứt nẻ cơng trình bê tông quản lý khai thác tượng nứt nẻ thi công - Nghiên cứu biện pháp xử lý, sửa chữa bê tông bị nứt Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài là: Các