Sửa chữa vết nứt dầm

1 Tổng quan dự án

Kết cấu bê tông cốt thép của một tòa nhà nhà máy công nghiệp có kích thước mặt phẳng 48m * 30m và tổng cộng bốn tầng được phát hiện có vết nứt ở một dầm ở mỗi tầng thứ hai và thứ ba sáu tháng sau khi kết cấu chính hoàn thành và sử dụng. Đặc điểm vết nứt của hai dầm là giống nhau. Một vết nứt ngang xuất hiện ở dưới cùng của nhịp dầm và kéo dài dọc theo cả hai bên của dầm. Chiều cao của vết nứt kéo dài đến 150 mm và lớp bảo vệ rơi nhẹ ra ở phía trên của dầm. Một vết nứt ngang xuất hiện ở phía trên của giá đỡ dầm (mép cột) và kéo dài xuống dưới với chiều dài 180 mm. Chiều rộng của vết nứt lớn hơn 0,3 mm, hình dạng là hình tam giác, cạnh ngoài rộng và vết nứt mở rộng vào trong ngắn và dần dần mịn, chạy qua mặt cắt ngang của dầm. Từ việc phân tích hình dạng vết nứt của dầm, có thể đánh giá sơ bộ rằng vết nứt gây ra bởi khả năng chịu lực của dầm bê tông không đủ. Để đảm bảo an toàn, cần phân tích, tính toán lại nguyên nhân gây nứt để khẳng định có nên áp dụng biện pháp gia cố cho dầm hay không.

2 Phân tích nguyên nhân gây nứt

Trong bản vẽ, không có tường chắn trên dầm. Tuy nhiên, do thay đổi công năng sử dụng nên Bên A chưa được sự đồng ý của đơn vị thiết kế để xây dựng 180 bức tường cao hơn 2m trên dầm mà không có giấy phép.

3 Phương án gia cố

3.1 Phương án 1: Phương pháp tăng tiết diện cốt thép

Kết cấu bê tông cốt thép được gia cường ở đáy dầm bằng phương pháp điều chế biên độ. Cấp cường độ bê tông mới là C25, cao hơn một chút so với cấp cường độ bê tông ban đầu (C20), như thể hiện trong Hình 1. Yêu cầu thiết kế và thi công cốt thép:

(1) Xử lý bề mặt tiếp giáp của kết cấu bê tông ban đầu: đục sâu 10-25 mm và rửa sạch, đổ bê tông mới lên bề mặt bê tông ban đầu bằng phương pháp xử lý bề mặt tiếp giáp.

(2) Thanh thép cốt thép ở đáy dầm là 4 25. Thanh thép cốt thép ngắn 25 được hàn vào thanh thép cốt thép ứng suất của cấu kiện ban đầu. Chiều dài của thanh thép cốt thép ngắn là 125 mm và khoảng cách giữa mỗi thanh thép cốt thép ngắn là 500 mm. Thông qua kết nối trên, các thanh thép cốt thép ứng suất mới và cũ làm việc cùng nhau.

(3) Nên lắp đặt cốt thép chữ U khi gia cố. Nên hàn đai chữ U vào đai ban đầu, với mối hàn duy nhất là 10 ngày. Đường kính của cốt thép chữ U giống với cốt thép ban đầu.

(4) Thanh cốt thép được neo bằng thanh thép trồng và độ sâu của cột cấy ghép là 200mm.

3.2 Phương án 2: Phương pháp gia cố sợi carbon dính

Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia cường sợi carbon là sử dụng vật liệu nhựa để liên kết sợi carbon với bề mặt kết cấu, tạo thành vật liệu composite CFRP. Thông qua khả năng chịu cắt và neo của chất kết dính cường độ cao, nó có thể phối hợp với các cấu kiện kết cấu, phát huy tối đa tính chất chịu kéo của sợi carbon, đạt được mục đích gia cường kết cấu.

Khi sử dụng sợi carbon để gia cố dầm, tấm sợi carbon chỉ có thể chịu lực kéo chứ không chịu được áp lực. Trong dự án này, khi gia cố dầm bằng phương pháp uốn, sợi carbon được dán xung quanh cột ở cả hai bên dầm. Chiều rộng mỗi bên là 250 mm, chiều dài cạnh của giá đỡ là 3300 mm. Dầm được bỏ qua và neo vào đáy tấm. Khi gia cố dầm bằng phương pháp uốn, đáy dầm được dán dọc theo chiều dọc của dầm, chiều rộng là 250 mm, độ dày là bốn lớp, đến mép giá đỡ.

Vòng sợi carbon hình chữ U được đặt ở cả hai bên điểm tác động của tải trọng tập trung và hai đầu của giá đỡ. Chiều rộng của vòng là 125 mm, có thể tăng khả năng neo sợi carbon ở đáy dầm.

3.3 So sánh hiệu quả toàn diện của các phương án gia cố

Cuối cùng, hãy chọn sợi carbon để gia cố dầm.

4. Lời kết

Tòa nhà đã được đưa vào sử dụng sau khi gia cố. Từ điều kiện thi công, sợi carbon và bề mặt dầm được liên kết tốt. Phần dày nhất là vòng chữ U (năm lớp) ở đáy dầm, độ dày mỗi lớp là 0,167mm. Về cơ bản, việc này không làm tăng kích thước tiết diện và trọng lượng bản thân của dầm. Sản phẩm đáp ứng các yêu cầu của chủ đầu tư về thời gian thi công, không gian sử dụng, độ bền vật liệu và chất lượng thi công, đồng thời đạt được hiệu quả gia cố như mong muốn.