Hư hỏng và sửa chữa kết cấu móng

Phần 6 HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA KẾT CẤU MÓNG T.H. NGUYEN, NUCE 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 NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG - Khảo sát xây dựng không được tiến hành đầy đủ theo quy phạm h ặ khô tiế hà h khả áto c ng n n o s - Giải pháp thiết kế không hợp lý ( thường dẫn đến kết cấu móng không đủ khả năng chịu tải) Q á t ì h thi ô ó i ót ới đị h t hồ thiết kế- u r n c ng c sa s so v quy n rong sơ Các tác động khác : do tác động từ bên ngoài như tác động của các- công trình, hố đào ở khu vực lân cận, hạ mực nước ngầm T.H. NGUYEN, NUCE NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát xây dựng - Không khảo sát địa chất : hầu hết các công trình xây dựng nhà dân với quy mô nhỏ được thiết kế trên cơ sở điều kiện nền đất giả định - Quá trình khảo sát không phát hiện được 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 địa chất biến động mạnh mà mật 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 T.H. NGUYEN, NUCE công trình do quá trình thi công xây dựng các công trình lân cận NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Sai sót trong thiết kế - Giải pháp móng sai hoặc không hợp lý dẫn đến nền, 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 Khô d bá độ lú ủ ô t ì h d ả h h ở ủ iệ đà hố ó- ng ự o n c a c ng r n o n ư ng c a v c o m ng, thi công móng của các công trình lân cận Khô đá h iá đú ứ độ ả h h ở ủ th đổi ủ điề kiệ đị- ng n g ng m c n ư ng c a sự ay c a u n a tầng khu vực xây dựng công trình T.H. NGUYEN, NUCE NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Sai sót trong thi công - Chất lượng vật 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 NHỮNG NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Các tác động khác - Lún nền do hạ mực nước ngầm : các quan trắc nhiều năm ở Hà Nội (*) cho 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 vực 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội - Hàng trăm nhà với quy mô từ 2 đến 6 tầng có độ lún vượt quá mức cho phép từ 2-5 lần - Các công trình bị nghiêng lún đều sử dụng móng nông trên nền 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội T.H. NGUYEN, NUCE (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) ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Tình trạng nghiêng, lún các công trình ở Hà Nội T.H. NGUYEN, NUCE 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát địa chất công trình bổ xung - Mục tiêu là xác định một số chỉ tiêu của 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát địa chất công trình bổ xung - Vị trí các điểm khảo sát nên bố trí tại 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 năng sử 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Khảo sát hiện trạng móng - Độ sâu chôn móng, loại móng và kích thước - 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 vết nứt trên kết cấu móng- T.H. NGUYEN, NUCE 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 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 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 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 ấ ềđ t n n N < Qs = Q0/FS trong đó Qs là sức chịu tải cho phép; Q0 là sức chịu tải tới hạn và FS là hệ số an toàn Nếu N > Qs thì cần phải có biện pháp gia cố để tăng khả năng chịu tải T.H. NGUYEN, NUCE 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 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, HƯ HỎNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Đánh giá mức độ xuống cấp, hư hỏng của kết cấu T.H. NGUYEN, NUCE Đối với các công trình nói ở điểm 2 và 3 có móng dạng bè thì trị giới hạn của độ lún trung bình cho phép tăng lên 1,5 lần. 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 cấp , 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 của công trình : độ lún tuyệt đối độ lún lệch độ nghiêng) , , T.H. NGUYEN, NUCE MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG Một số giải pháp gia cường kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG Một số giải pháp gia cường kết cấu móng T.H. NGUYEN, NUCE 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. Thường áp dụng khi đất nền dưới đáy 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 thời của kết cấu móng sau khi đã được gia cường T.H. NGUYEN, NUCE 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 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp mở rộng móng T.H. NGUYEN, NUCE 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 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 T.H. NGUYEN, NUCE 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. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cường bằng móng sâu Được áp dụng khi phương pháp mở 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 lượng công trình T.H. NGUYEN, NUCE MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA, GIA CƯỜNG KẾT CẤU MÓNG ‰ Phương pháp gia cường bằng móng sâu Nế bề ộ ó hỏ ó thể bốu r ng m ng n c trí cọc ra phía ngoài móng. Ngược lại khi bề rộng đáy móng lớ thì ầ kh dẫ bê tôn c n oan n qua ng để ép cọc T.H. NGUYEN, NUCE