ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THANH HỮU

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN
GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP CHO MỘT
SỐ CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU Ở KON TUM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN ANH THIỆN

Phản biện 1: PGS.TS. PHẠM THANH TÙNG

Phản biện 2: PGS.TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
chuyên ngành kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp
tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 18 tháng 5 năm 2019

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại học Bách khoa
Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học
Bách khoa – Đại học Đà Nẵng


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay trên địa bàn tỉnh Kon Tum công trình bê tông cốt thép hầu hết đã
được xây dựng từ lâu và đang có dấu hiệu xuống cấp. Các dầm bê tông cốt thép
chịu lực cho công trình có dấu hiệu nứt và chuyển vị gây mất an toàn cho việc khai
thác công trình. Vấn đề đặt ra là không thể xây mới các công trình này do nguồn
ngân sách nhà nước khó khăn. Do đó, việc sửa chữa và gia cường cho các dầm này
để đảm bảo khả năng chịu lực và đảm bảo mỹ quan là điều rất cần thiết.
Các phương pháp gia cường, sửa chữa công trình thường hay được sử dụng
cho công trình bê tông cốt thép có thể là dán tấm gia cường FRP hoặc tấm chất dẻo
có cốt sợi, tăng kích thước tiết diện chịu lực hoặc bổ sung thêm cốt thép dọc... Tuy
nhiên, việc chọn lựa phương pháp gia cường và áp dụng cho công trình bê tông cốt
thép chưa được nghiên cứu và áp dụng.
Do đó đề tài này nghiên cứu đề xuất phương án gia cường kết cấu bê tông cốt
thép cho công trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Kon Tum đề xuất phương án gia cường
hiệu quả về mặt kinh tế, kỹ thuật.
Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đề xuất phương án gia cường kết cấu bê tông
cốt thép cho một số công trình hiện hữu ở Kon Tum” có ý nghĩa thực tiễn.
2. Mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu quá trình xuống cấp và hư hỏng của kết cấu bê tông cốt thép.
- Nghiên cứu các phương án gia cường dầm bê tông cốt thép.
- So sánh, đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án gia cường dầm bê

tông cốt thép.
3. Đối tượng nghiên cứu:
- Các phương án gia cường dầm bê tông cốt thép.
4. Phạm vi nghiên cứu:
- Dầm bê tông cốt thép trong các công trình dân dụng ở Kon Tum.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và tính toán các phương án gia cường dầm bê tông
cốt thép dựa trên các tiêu chuẩn và các hướng dẫn thiết kế.
- Tổng hợp, phân tích để đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án
gia cường.
6. Bố cục đề tài:
Chương 1: Tổng quan về các công trình hiện hữu ở Kon Tum


2

Chương 2: Các phương án gia cường, gia cố dầm bê tông cốt thép
Chương 3: Đề xuất phương án gia cường dầm bê tông cốt thép cho một số
công trình hiện hữu trên địa bàn Tỉnh Kon Tum.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU Ở KON TUM
1.1. Tổng quan tình hình hoạt động các công trình bê tông cốt thép trên địa
bàn tỉnh Kon Tum
Sự hình thành và phát triển của tỉnh Kon Tum
Tháng 1 -1
hai tỉnh: ia Lai và Kon Tum sáp nhập thành tỉnh ia Lai Kon Tum, vai tr tỉnh l của thị xã Kon Tum được thay thế b ng trung tâm chính
trị, kinh tế - xã hội và văn hoá của khu vực phía B c tỉnh ia Lai - Kon Tum. Đến
tháng -1 1, tỉnh Kon Tum được tái thành lập, thị xã Kon Tum trở lại vai tr là
tỉnh l của tỉnh Kon Tum.

Ngày 13- -2 , Thủ tướng Chính phủ đã ký Nghị định số 1 NĐ-CP về
việc thành lập thành phố Kon Tum trực thuộc tỉnh Kon Tum. Đây là động lực để
xây dựng và phát triển đô thị thành phố Kon Tum xứng đáng là trung tâm kinh tế,
chính trị, văn hóa, giáo dục của tỉnh Kon Tum nói riêng và khu vực B c Tây
Nguyên nói chung.
1.2. Tổng quan về hiện trạng các công trình bê tông cốt thép được xây dựng
trên địa bàn tỉnh Kon Tum
* Kiến trúc các trình hiện hữu ở Kon Tum
C
n t ình n
n văn hó
Kiến trúc công trình công cộng: Kiến trúc đô thị được khai thác qua các công
trính kiến trúc đặc biệt, truyền thống như toà tổng giám mục, nhà thờ gỗ, hệ thống
nhà Rông, các công trình tôn giáo, công cộng làm điểm nhấn.
Kiến trúc nhà ở: Khuyết khích xây dựng các công trình có kiến trúc dân
gian truyền thống. Đặc biệt trong các khu nhà vườn, khu làng dân tộc thuộc phường
Thống nhất, phường Th ng Lợi.


3

1.3. Khảo sát công trình Trụ sở Chính nhánh Viettel Kon Tum
1.3.1. Tình trạng công trình
Công trình xây dựng khảo sát: Trụ sở Chi nhánh Viettel Kon Tum có địa điểm
xây dựng tại ngã tư đường Phan Đình Phùng và đường Trần Hưng Đạo, phường
Quyết Th ng, thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum. Khuôn viên khu đất diện tích
khoảng
, m2. Hiện trạng có 3 toàn nhà tổng diện tích sàn 11 6m2
1.3.2. Nguyên nhân hư hỏng kết cấu
Một số nguyên nhân và cơ chế hư hại chủ yếu của các công trình có thể tóm

lược như sau:
- Sự hoen rỉ của kim loại, bao gồm cả các loại cốt thép của bê tông.
- Các quá trình lý hóa, do phản ứng alkali- silica, sự tạo thành tinh thể
ettringite, tác động ăn m n sulfat trên bê tông.
- Các hư hỏng do cơ học như hiện tượng tróc vỡ hoặc ăn m n bê tông, do quá
tải cũng ảnh hưởng đến tất cả các dạng vật liệu.
- Bê tông dễ bị hư hỏng do các nguyên nhân vật lý (bị mài m n) và nguyên
nhân hóa học (tác động clorua và sulfate, các phản ứng kết hợp...v.v).
- Sự ăn m n cốt thép cùng với sự thâm nhập lớp phủ bê tông bởi các ion
clorua và oxy, là nguyên nhân chủ yếu của sự biến chất bê tông.
- Tác động sulfat hóa của các phần tử nước biển lên hợp chất canxi hydroxit
(Ca(OH)2) và tri-canxi aluminat (Xelit hay C3A) của hồ xi măng đông cứng có thể
dẫn đến sự mềm hóa và biến chất bê tông. Nếu có hiện tượng mềm hóa xảy ra trên
diện rộng bề mặt bê tông khi đó bê tông sẽ bị hư hỏng.
1.4. Kết luận:
Các công trình hiện hữu ở Kon Tum hiện đang vận hành ổn định. Tuy nhiên
một số hạng mục đã bị hư hỏng cần phải kịp thời sửa chữa để có thể phục vụ cho sự
phát triển bền vững và lâu dài Một số kết cấu chịu lực chính của công trình bị bong
tróc cốt thép và có độ võng cao, gây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm việc.
Tại công trình Chi nhánh Viettel Kon Tum, có một số vị trí bị hư hỏng tại vị trí đầu
dầm cần phải sửa chữa để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng. Trong các
chương tiếp theo, luận văn sẽ đề cập đến các phương pháp gia cường các kết cấu
chịu lực này một cách hiệu quả nhất.


4

CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG ÁN GIA CƯỜNG DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
Trong chương này, luận văn đề cập đến các phương án gia cường dầm bê tông

cốt thép làm cơ sở cho việc lựa chọn phương án gia cường dầm bê tông cốt thép bị
hư hỏng trên địa bàn tỉnh Kon Tum.
2.1. Gia cường bằng phương pháp tăng kích thước tiết diện
Một trong những biện pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép được áp dụng
rộng rãi nhất là phương pháp tăng cường tiết diện. Với phương pháp gia cường này,
sơ đồ kết cấu và trạng thái chịu lực của kết cấu không thay đổi. Phương pháp gia
cường này có thể áp dụng tốt cho các kết cấu dầm, cột, sàn, móng....
Tùy theo từng trường hợp cụ thể mà có các biện pháp tăng cường tiết diện
khác nhau như tăng cường tiết diện bê tông, tăng cường tiết diện cốt thép hoặc tăng
cường tiết diện bê tông và cốt thép đồng thời.
a) Ưu điểm:
b) Nhược điểm:
c) Nguyên t c cấu tạo:
a) Đặc điểm tính toán:
2.1.1. Xác định chiều dày tăng cường phía chịu nén của tiết diện
Khi gia cường b ng phương pháp tăng chiều cao của tiết diện ở phía chịu nén,
sơ đồ tính toán của tiết diện cho trên hình bên dưới:

Hình 2.1: Sơ đồ tính to n ủ tiết diện t ướ và s u i ườn
Trước khi gia cường, khả năng chịu lực của tiết diện xác định như sau:
M

*
gh

*
S

mS RS A (h0


x*
)
2

(2.1)


5

Yêu cầu xác định chiều dày tăng cường phía chịu nén của tiết diện sao cho
tiết diện có thể chịu được tác dụng của mô men M do ngoại lực tác dụng. Lượng
mô men cần được bổ sung cho tiết diện là:
M

*
M gh

M

(2.2)

Sau khi tăng cường chiều cao phía chịu nén
tải của tiết diện là:
mS RS AS* (h0

M gh

h

h của tiết diện, khả năng chịu


x
)
2

(2.3)

2.1.2. Xác định tiết diện cốt thép bổ sung sau khi gia cường bằng phương pháp
tăng cường chiều cao tiết diện phía kéo kết hợp tăng cường cốt thép
Căn cứ vào khả năng chịu tải của tiết diện chưa gia cường và nội lực yêu cầu
mà xác định được lượng thiếu hụt về khả năng chịu tải M . Cùng với giá trị h
cho trước, có thể sơ bộ xác định được tiết diện thép cần bổ sung.
Khả năng chịu tải của tiết diện chưa gia cường được xác định giống như phần gia
cường vùng nén:
M

*
gh

*
S

mS RS A (h0

ASt

x*
)
2


(2.6)

M
mSt ZRSt

(2.7)

Sau khi tăng cường cốt thép và bê tông vùng kéo, khả năng chịu tải của tiết diện
được xác định theo công thức:
M gh

Nếu M gh

mS RS AS* (h0

x
) mSt RSt ASt (h0
2

h

x
)
2

(2.8)

M yc thì thỏa mãn khả năng chịu lực, ngược lại cần phải gia cường

thêm cốt thép.

2.2. Gia cường bằng phương pháp dán tấm thép
2.2.1. Cấu tạo:
Môt phương pháp khá đơn giản và hiệu quả để gia cường kết cấu chịu uốn là
dán tấm thép vào mặt chịu kéo của dầm b ng kéo epoxy. Bề mặt bê tông nơi tiếp
xúc với tấm thép được đánh nhám và làm sạch, keo epoxy được quét lên bề mặt
tiếp xúc giữa bê tông và tấm thép, cũng có thể dùng bơm áp lực nhồi keo epoxy có
độ nhớt bé vào kẽ hở giữa mặt bê tông và tấm thép. Trong một số trường hợp, để
tăng cường khả năng chống trượt, có thể dùng bu lông nở b t chặt tấm thép với đáy


6

dầm. Khi cần thiết, có thể dán thép tấm tại mặt trên và mặt dưới dầm và dùng bu
lông ghì hai tấm này lại với dầm được gia cường.
b) Ưu điểm:
- Thích hợp cho việc gia cường kết cấu chịu uốn, có hiệu quả kỹ thuật cao;
- Không làm tăng chiều cao kiến trúc của kết cấu, không làm thu hẹp tĩnh
không của công trình
c) Nhược điểm:
- Việc thi công phức tạp, lớp thép bên ngoài dễ bị rỉ và những tổn hại khác
do tác động của môi trường dẫn tới tuổi thọ khai thác có thể giảm nhanh.
2.2.2. Tính toán gia cường khả năng chịu uốn dầm bằng phương pháp dán bản
thép
Trước khi gia cường, khả năng chịu lực của tiết diện xác định như sau:
M

*
gh

*

S

mS RS A (h0

M
Abt

M

x*
)
2

*
M gh

M
0,85 Rs 0.9h

(2.9)
(2.10)
(2.11)

2.3. Gia cường khả năng chịu uốn bằng phương pháp thay đổi sơ đồ kết cấu:
Khi không làm ảnh hưởng đến điều kiện sử dụng của công trình, có thể áp
dụng phương pháp thay đổi sơ đồ kết cấu để nâng cao khả năng chịu tải hoặc phục
hồi khả năng chịu tải của công trình. Phương pháp này được áp dụng khá thuận lợi
và trong nhiều trường hợp mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật đáng kể. Có nhiều
phương pháp thay đổi sơ đồ kết cấu cho dầm, nhưng đáng kể nhất vẫn là phương án
đặt thêm các gối tựa phụ cho dầm nh m làm giảm nội lực trong các phần tử của kết

cấu. Các gối tựa phụ này có thể là gối tựa cứng hoặc các gối tựa đàn hồi tùy từng
trường hợp cụ thể.
Ta biết r ng dưới tác dụng của tải trọng, giá trị mômen và độ võng của dầm
phụ thuộc rất lớn vào nhịp dầm. Chẳng hạn trong trường hợp tải trọng phân bố đều,
giá trị mômen tỷ lệ với bình phương của nhịp dầm và độ võng tỷ lệ với tứ thừa của
nhịp dầm. Vì vậy việc chia nhỏ nhịp dầm sẽ là giảm đáng kể nội lực và biến dạng
của dầm, và do đó nội lực và biến dạng của kết cấu liên quan cũng được giảm theo.
Như vậy việc chia nhỏ nhịp dầm b ng cách đặt các gối tựa phụ sẽ làm tăng đáng kể
khả năng chịu tải của dầm cũng như hệ thống kết cấu liên quan. Tùy theo cách cấu


7

tạo, các gối tựa phụ này có thể là các gối tựa cố định (c n gọi là gối tựa cứng) hoặc
gối tựa đàn hồi. Dưới đây là phương pháp đặt thêm các gối tựa cố định.
2.3.1. Cấu tạo:
ối tựa cố định có thể được thực hiện b ng cách đặt thêm trụ đỡ giữa nhịp
dầm, các thanh chống chéo hoặc các thanh treo (hình 12.1). Các kết cấu này có thể
làm b ng bêtông cốt thép hoặc kết cấu thép. Khi cần có thể dùng trụ gạch hoặc
tường gạch làm gối tựa trung gian. Khi áp dụng các cột phụ (hình 12.1) cần xử lý
nền móng cẩn thận để hạn chế hiện tượng lún làm giảm tác dụng của gối tựa. Dưới
đế móng cần được gia cường b ng các phương pháp khác nhau như đệm cát, đóng
cọc, phương pháp ximăng hóa đất nền v.v.. Sao cho có thể giảm tới mức tối đa độ
lún của đất nền.
Khi điều kiện cụ thể cho phép có thể áp dụng hình thức thanh chống xiên.
Chân thanh chống xiên tựa lên hai đầu dầm của tầng dưới hoặc tựa lên móng cột
bên cạnh. Áp dụng hình thức này sẽ tránh được sự phiền phức do độ lún đất nền
gây ra tuy nhiên lực c t tại đầu dầm tầng dưới sẽ tăng lên. Khi áp dụng hình thức
này cần kiểm tra khả năng chống c t của dầm tầng dưới và có biện pháp gia cường
chống c t cho dầm đó.

Thanh chống xiên có thể gặp nhau tại điểm giữa của dầm nhưng cũng có thể
tạo thành hình thang đỡ dầm tại hai điểm.
Tương tự như hình thức thanh chống xiên, người ta có thể áp dụng hình thức
thanh treo. Các thanh treo có thể làm b ng bêtông cốt thép hoặc b ng thép hình.
Phụ thuộc vào vật liệu làm gối tựa phụ, các chi tiết liên kết với kết cấu được gia
cường.
2.3.2. Đặc điểm về thiết kế và tính toán:
Việc dỡ bỏ bớt tải trọng trong trường hợp a cũng như việc dùng kích để giảm
bớt độ võng trong trường hợp cần được tiến hành thận trọng, có tính toán để đảm
bảo sao cho không xảy ra hiện tượng xuất hiện mô men khác dấu lớn tới mức có
thể gây hư hỏng cho kết cấu tại vị trí đặt gối tựa phụ.
Trong trường hợp vì một lý do nào đó khó tránh khỏi tình trạng đó thì cần bố
trí đặt thêm cốt thép chịu mô men âm để gia cường dầm trong phạm vi đặt gối
tựa phụ.


8

2.3.3. Trình tự tính toán:
Phụ thuộc v trường hợp có dùng hay không dùng kích trong quá trình cố
định gối tưa phụ mà có trình tự tính toán khác nhau.
a) T ườn hợp kh n dùn kí h
Trong trường hợp này các bước tính toán có thể thực hiện như sau:
- Bước 1: Vẽ biểu đồ đường bao vật liệu (1), muốn vẽ được đường bao vật
liệu phải n m vững kích thước và chi tiết bố trí cốt thép trong kết cấu. Những số
liệu này có trong các bản vẽ thiết kế. Khi không c n bản vẽ thiết kế cần căn cứ trên
số liệu khảo sát tại thực tế hiện trường.
- Bước 2: Lập sơ đồ tải trọng, cần phân định các dạng tải trọng khác nhau
như tĩnh tải, hoạt tải trước gia cường, hoạt tải yêu cầu sau gia cường.
- Bước 3: Vẽ biểu đồ mômen do tĩnh tải theo sơ đồ cũ (2) (chưa gia cường).

- Bước 4: Vẽ biểu đồ mômen do hoạt tải (3) (trước và sau gia cường) theo sơ
đồ mới (đã đặt thêm gối tựa phụ) với tổ hợp bất lợi nhất.
- Bước 5: Vẽ biểu đồ mômen tổng cộng gồm (2), (3), đem so sánh với biểu đồ
đường bao vật liệu (1). Khi biểu đồ mômen tổng cộng (2) + (3) không vượt ra ngoài
biểu đồ đường bao vật liệu (1), bản tính coi như thỏa mãn.
- Bước 6: Căn cứ biểu đồ mômen và sơ đồ tải trọng vẽ biểu đồ lực c t theo sơ
đồ mới, sau đó đem so sánh với đường bao vật liệu. Và cũng như bước thứ , nếu
biểu đồ lực c t theo sơ đồ mới không vượt ra ngoài đường bao vật liệu, bản tính coi
như thỏa mãn.
Khi các bước ( ) và (6) không thỏa mãn cần tiến hành điều chỉnh tải trọng
tính toán tức là lượng tải trọng cần dỡ bỏ trước khi cố định gối tựa phụ sao cho tại
đấy giá trị mômen và lực c t không vượt quá giới hạn đường bao vật liệu.
c)T ườn hợp kh n dùn kí h
Trong trường hợp này các bước tính toán hầu như không có gì khác với
trường hợp a ngoại trừ sau bước ( ) có thêm bước ( a) tức là vẽ biểu đồ mômen do
tác dụng của lực kích. Mômen tổng cộng và lực c t tổng cộng trong trường hợp này
có kể đến nội lực do lực kích gây nên cho kết cấu.
2.4. Kết luận chương:
Trong chương này, các phương pháp gia cường khả năng chịu uốn và chịu
c t cho dầm bê tông cốt thép bị suy giảm khả năng chịu lực đã được tổng hợp và đề
xuất. Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm và khả năng áp dụng riêng cho từng


9

trường hợp. Để có thể tính toán gia cường cho dầm bê tông cốt thép, cần phải xác
định được khả năng chịu lực c n lại của kết cấu, trên cơ sở đó đề xuất cấu tạo gia
cường theo các phương pháp khác nhau. Các công thức giải tích tường minh của
các biện pháp gia cường được nêu ra trong chương này, ưu nhược điểm của từng
phương pháp sẽ là cơ sở để lựa chọn phương áp tối ưu cho việc gia cường khả năng

chịu lực cho các cấu kiện chịu lực chính đã bị hư hỏng trong các công trình hiện
hữu ở Kon Tum.

CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN GIA CƯỜNG DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
CHO MỘT SỐ CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU TRÊN ĐỊA BÀN
TỈNH KON TUM
Trong chương này của luận văn, các phương án gia cường kết cấu bê tông cốt
thép sẽ được đề xuất để gia cường cho một dầm bê tông cốt thép bị hư hỏng trong
phạm vi công trình Chi nhánh Viettel Kon Tum.
Các số liệu về cường độ bê tông, bố trí cốt thép cũng như kích thước hình học
của dầm sẽ được đo đạc tại hiện trường. Các số liệu này được coi như là đáng tin
cậy và được sử dụng để xác định khả năng chịu lực của kết cấu. Trong trường hợp
không đảm bảo khả năng chịu lực, luận văn sẽ kiến nghị phương án gia cường.
Các phương án gia cường được đưa ra phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật
cũng như hợp lý nhất về mặt kinh tế.
3.1. Đo đạc hiện trường:
3.1.1. Địa điểm thực hiện:
Công tác đo đạc hiện trường được thực hiện tại công trình Chi nhánh Viettel
Kon Tum, đặt tại thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum.
Tại công trình này có một dầm bê tông cốt thép bị xuống cấp, võng nhiều và
s p có dấu hiệu phá hoại. Do đó cần phải đo đạc hiện trường để đề xuất phương án
xử lý.


10

Hình 3-2. Dầm bị hư hỏn
3.1.2. Đo cường độ bê tông bằng súng bật nẩy:
Trong thí nghiệm đo đạc hiện trường này, cường độ bê tông tại thời điểm hiện

tại được xác định b ng súng bật nẩy. Súng được sử dụng là mẫu C1 1N của Italy
với các thông số kỹ thuật như sau:
- Xuất xứ: Control – Italy
- Model: C181N
- Thang đo trên súng bật nẩy: 1 – 100N/mm2
- Lực bật nẩy: 2.2 J
- Kích thước: 33 x 1 x 1 cm

Hình 3.3. Sún bật nẩy C181N
 Phương pháp sử dụng súng bật nẩy:
Để súng bật nẩy bê tông có độ bền tốt nhất và hiệu quả công việc tốt nhất thì
việc biết sử dụng súng b n bê tông đúng cách là điều rất quan trọng, cụ thể như
sau:
1. Chuẩn bị
Lấy súng bật nẩy bê tông ra và nhẹ nhàng đặt đầu piston vào một bề mặt đủ
cứng rồi nhấn piston vào trong, khi đó piston sẽ được giải phóng khỏi chốt giữ và
đẩy ra, khi đó búa thử cường độ bê tông đã sẵn sàng để sử dụng.


11

Lưu ý: nhả piston ra một cách từ từ.
2. Sử dụng
Khi sử dụng súng bật nẩy bê tông để kiểm tra mác bê tông thông thường có 2
cách để đọc kết quả:
3. Đọc kết quả:
iá trị bật nẩy trên thang đo khi sử dụng theo 3 phương hướng lên, xuống và
ngang sẽ tương ứng với đồ thị đường cong của biểu đồ ghi trên súng.
Lưu ý: Để có kết quả tương đối chính xác nên lấy khoảng 1 giá trị bật nẩy
được kiểm tra có sự thay đổi điểm tiếp xúc mẫu với khoảng cách 2-3cm, kết quả

được cho là đáng tin cậy nếu khoảng 1 kết quả giá trị bật nẩy đọc được sai số
không nhiều và n m trong phạm vi sai số trung bình.
 Phương pháp xác định cường độ nén bằng súng bật nẩy
Đo đạc xác định cường độ nén bê tông b ng súng bật nẩy tuân thủ theo tiêu
chuẩn TCVN 9334: 2012.
Không áp dụng tiêu chuẩn TCVN 9334: 2012 trong các trường hợp sau:
- Đối với bê tông có cường độ nén dưới 10 MPa và trên 50 MPa
- Đối với bê tông dùng các loại cốt liệu lớn có kích thước trên 40 mm (Dmax
> 40mm).
- Đối với bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật
- Đối với bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bê tông khác
nhau.
- Đối với bê tông bị hoá chất ăn mòn và bê tông bị hoả hoạn.
- Không được dùng tiêu chuẩn này thay thế yêu cầu đúc mẫu và thử mẫu nén
Các kết quả đo cường độ bê tông được tổng hợp trong bảng bên dưới.
Bản 3-1. Kết quả đo đạ x định ườn đ bê t n ủ dầm D1
STT

Vùng thử

Trị số bật
nẩy
trung bình N
Vạch

Cường độ bê
tông sau hiệu
chuẩn
N/mm2


1

VÙNG 1

24.8

16.3

2

VÙNG 2

24.8

16.3

3

VÙNG 3

24.9

16.5

Ghi
chú


12


3.1.3. Siêu âm cốt thép
Máy siêu âm cốt thép được sử dụng trong luận văn này là mẫu máy
Profometer (C3 6) của Italy, máy có chức năng định vị và định hướng cốt thép,
đo bề dày lớp phủ bê tông, xác định đường kính cốt thép, lưu các giá trị lớp phủ
đơn lẻ và tính toán thống kê, thông số kỹ thuật.

Hình 3-4. M y siêu âm ốt thép P ofomete 5 (C396)
 Phương pháp sử dụng máy siêu âm cốt thép:
- Chuẩn bị vị trí kiểm tra trên cấu kiện bê tông cốt thép.
Bề mặt bê tông của vùng kiểm tra cần phẳng và nhẵn, những chỗ gồ ghề cần
mài phẳng b ng máy mài cầm tay.
- Xác định vị trí và đường kính cốt thép.
Đầu d được dịch chuyển một cách có hệ thống trên mặt bê tông và tại vị trí
cốt thép được chỉ ra, đầu d được đi cho tới khi ở đó chỉ thị máy thể hiện là đã đạt
đến giá trị cực đại của trường điện tử. Trục của cốt thép được xác định là n m trong
mặt phẳng chứa đường thẳng đi qua tâm đầu d .
Trong các điều kiện lý tưởng, khi các yếu tố hiện trường không ảnh hưởng
nhiều đến số đọc của máy (xem Phụ lục C) thì khi biết được đường kính thanh thép,
có thể đo được chiều dày lớp bảo vệ, ngược lại, nếu biết được chiều dày lớp bảo vệ,
có thể xác định được đường kính cốt thép.
Đối với máy đo chỉ thị số và có các đầu d đường kính: sau khi xác định được
vị trí của trục thanh thép b ng đầu d vị trí (Spot probe), sử dụng đầu d đường
kính để tiến hành đo theo chỉ dẫn của nhà sản xuất máy. Khi đã xác định được


13

đường kính thanh thép, sử dụng lại đầu d vị trí (Spot probe) để xác định chiều dày
lớp bê tông bảo vệ với số liệu đường kính tương ứng. Tuy nhiên độ chính xác của
quy trình đo này vẫn phụ thuộc vào thiết bị đo, khoảng đo của máy và các yếu tố

hiện trường khác (xem Phụ lục C).
Phép đo chiều dày lớp bê tông bảo vệ, đối với các cốt thép có lớp bảo vệ nhỏ
hơn 1 mm phải đạt độ chính xác ± mm.
Kết quả siêu âm cốt thép được thể hiện trong bảng bên dưới.
Bản 3-2. Đườn kính ốt thép ủ dầm D1
STT

Đường kính trung
bình (mm)

Chi tiết/ cấu kiện

1

VỊ TRÍ 1

15.8

2

VỊ TRÍ 2

16.5

3

VỊ TRÍ 3

11.5


4

VỊ TRÍ 4

11.7

Ghi chú
Cốt thép
dưới
Cốt thép
trên

3.2. Xác định khả năng chịu lực còn lại của kết cấu
3.2.1. Cường độ bê tông hiện trường
iá trị cường độ trung bình của bê tông được đo tại hiện trường là:
Rm 16.4 MPa
Cường độ đặc trưng Rch
Cường độ tiêu chuẩn Rbn
Cường độ tính toán Rb

0.778Rm 12.448MPa
0.778Rch

Rbn

8.714MPa

7.26MPa

kc


3.2.2. Bố trí cốt thép trong dầm
Theo như kết quả đo đạc hiện trường, cốt thép trong dầm được bố trí gồm
2Ф16 ở phía bụng và 2Ф12 ở phía trên.
3.2.3. Sơ đồ tính kết cấu
Dầm đang xét n m trong hệ thống dầm sàn của công trình có 3 tầng, tầng bên
dưới ph ng làm việc và tầng bên trên là tầng mái. Sơ đồ sàn được thể hiện như hình
bên dưới


14

Hình 3-5. Sơ đồ làm việ

ủ dầm đ n xét

Dầm có kích thước b h 200 300(mm2 ) chịu tĩnh tải tiêu chuẩn
gs

2,9(kN / m2 ) và hoạt tải tiêu chuẩn ps

2(kN / m2 ) . Sau khi nhân các hệ số độ

tin cậy về tải trọng, tổng tải trọng tác dụng lên sàn qs

5.536(kN / m2 ) .

Hình 3-6. Sơ đồ tính dầm đ n xét



15

Hình 3-7. Biểu đồ m men dầm
3.2.4. Xác định khả năng chịu lực của dầm
Dầm được liên kết toàn khối với sàn nên khi tính toán với mô men dương
(kéo thớ dưới), bản sàn chiều dày hb

80mm được kể vào trong tính toán. Độ vươn

sải cánh được tính theo tiêu chuẩn TCVN

-2 12 và có giá trị Sc

480mm .

Vậy bề rộng cánh chịu nén của dầm được tính như sau:
b 'f

200 2 480 1160 mm .

b 2Sc

Sơ đồ ứng suất của dầm:

b'f
h'f

x*

Rb


h

Mgh

Rs .As

As
b

Hình 3-8. Sơ đồ ứn suất ủ dầm t ướ khi i

ườn

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo: a 28 mm
Chiều cao làm việc của tiết diện: h0

h a 272 mm

Kiểm tra vị trí trục trung h a, nhận thấy Rb*b f h f

mS RS AS* nên trục trung h a

đi qua cánh.
Chiều cao vùng nén được xác định theo công thức sau:
mS RS AS*
Rbb f

x*


0.85 280 402.12
11.362 mm
7.261 1160

Khả năng chịu lực của tiết diện:
M

*
gh

*
S

mS RS A (h0

*
Ta thấy M gh

x*
) 0.85 280 402.12
2

272

11.362
2

25.488 kNm

M vậy nên dầm không đảm bảo khả năng chịu lực, cần phải


gia cường.
Lượng mô men cần gia cường là M

M

*
M gh

- Tính cốt đai:
+Kiểm tra điều kiện chịu ứng suất nén chính.

9.9 kNm


16

Qmax≤ ,3.φω1.φb1.Rb.b.h0.
iả thiết hàm lượng cốt đai tối thiểu Ф6, s=150 mm.
μw=

Asw
b.s

28,3
=1,26.10-3
150.150

21.104
27.103


E
α= s
Eb

7,78.

φω1=1+5α.μw=1+5.7,78.1,26.10-3=1,05.
φb1=1-β.Rb=1-0,01.11,5=0,885.
0,3.φω1.φb1.Rb.b.h0=0,3.1,05.0,885.11,5.150.270
=129839 N>Qmax=20286,6 N.
Vậy bêtông đủ khả năng chịu ứng suất nén chính.

3.3. Các phương án gia cường kết cấu
3.3.1. Phương án tăng cường chiều cao vùng nén
Phương án đưa ra là gia cường thêm chiều cao vùng nén của dầm. Do phía
trên dầm là sàn và ít người qua lại nên phương án này khả dĩ có thể thực hiện được.
Do bê tông cũ có cường độ gần tương đương với bê tông có cấp độ bền B1
nên ta chọn bê tông gia cường cho dầm cũng có cấp độ bền B1 .
Tạm thời bỏ qua trọng lượng lớp bê tông gia cường, có thể tính được chiều
dày lớp bê tông gia cường như sau:
h

M
mS RS AS*

9.9 106
103.446 mm
0.85 280 402.12


Do chưa kể đến trọng lượng bê tông gia cường, do đó cần phải chọn h lớn
hơn giá trị tính toán thì khi kiểm tra mới thỏa mãn khả năng chịu lực. Trong trường

h'f

Rb

h

x

hợp này, chọn h 150 mm

h

h

Mgh

Rs .As

As
b

Hình 3-9. Sơ đồ ứn suất ủ dầm s u khi i
Tải trọng do phân bê tông gia cường: q1 0.75 kN / m

ườn



17

Tổng giá trị mô men do ngoại lực sau khi gia cường dầm: M

37.2 kNm

Sau khi gia cường, chiều cao vùng nén được tính lại như sau:
mS RS AS*
Rbb

x

0.85 280 402.12
8.5 200

56.297 mm

Nhận thấy chiều cao vùng nén của sau khi gia cường không lớn hơn chiều
cao phần bê tông được gia cường thêm, như vậy toàn bộ vùng bê tông chịu nén của
dầm n m hoàn toàn trong phần bê tông được gia cường thêm. Phần cánh dầm (bản
sàn) không c n n m trong vùng nén nên sẽ không được kể đến trong tính toán nữa.
Khả năng chịu uốn của dầm sau khi gia cường:
M gh

mS RS AS* (h0

h

x
)

2

0.85 280 402.12

272 150

56.297
2

37.693 kNm

Đảm bảo khả năng chịu lực.
3.3.2. Phương án tăng cường bê tông vùng kéo và thêm cốt thép chịu kéo
iả thiết tăng chiều cao dầm thêm xuống phía dưới một đoạn là h 50 mm
Sơ bộ chọn diện tích cốt thép cần gia cường thêm:
ASt

mSt RSt

M
(h0

h)

9.9 106
0.85 280 0.7 272 50

Vậy chọn diện tích cốt thép cần gia cường là

184.55 mm 2


ASt

307.87 mm2 tương đương

Kiểm tra vị trí trục trung h a, nhận thấy Rb*b f h f

mS RS AS* nên trục trung h a

2Ф14.
đi qua cánh.
Chiều cao vùng nén được xác định theo công thức sau:
x

mS RS AS*
Rbb f

ASt

0.85 280 402.12 307.87
7.261 1160

20.061 mm

Tải trọng do phân bê tông gia cường: q1 0.385 kN / m
Tổng giá trị mô men do ngoại lực sau khi gia cường dầm: M
Khả năng chịu uốn của dầm sau khi gia cường:

36.31kNm



18

M gh

mS RS AS* (h0
0.85 280

x
x
) mS RS ASt (h0
h
)
2
2
20.061
402.12 272
307.78
2

272 50

20.061
2

47.93 kNm

Đảm bảo khả năng chịu lực.
3.3.3. Phương án dán bản thép
iả thiết sử dụng bản thép có chiều dày là

Bề rộng bản thép gia cường bbt

2 mm

b 200 mm

Diện tích tiết diện ngang 1 tấm thép abt
Cường độ chịu kéo của bản thép RS

b

400 mm2

280 MPa

Sơ bộ chọn diện tích cốt thép cần gia cường thêm:
Abt

M
0,85 Rs 0.9h

9.9 106
154.068 mm2
0.85 280 0.9 300

Số tấm thép cần gia cường n 1
Kiểm tra vị trí trục trung h a, nhận thấy Rb*b f h f

mS RS AS* nên trục trung h a


đi qua cánh.
Chiều cao vùng nén được xác định theo công thức sau:
x

mS RS AS*
Rbb f

Abt

0.85 280 402.12 400
7.261 1160

22.664 mm

Tổng giá trị mô men do ngoại lực sau khi gia cường dầm: M
Khả năng chịu uốn của dầm sau khi gia cường:
x
x
M gh mS RS AS* (h0
) mS RS Abt (h
)
2
2
22.664
0.85 280 402.12 272
307.78
2
52.428 kNm
Đảm bảo khả năng chịu lực.


300

35.389 kNm

22.664
2


19

3.4. So sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật giữa các phương án gia cường kết cấu
3.4.1. Khối lượng vật liệu sử dụng gia cường
Trong phần này, khối lượng vật liệu sử dụng cho các phương pháp gia cường
kết cấu được tính toán để làm cơ sở cho việc tính chi phí sửa chữa, gia cường công
trình. Các thông kê chi tiết sẽ được thể hiện trong các bảng bên dưới:
Bản 3-3: Phươn n tăn ườn tiết diện bê t n hịu nén
STT
Hạng mục
1 Vệ sinh mặt bê tông

Đơn vị
m

Diễn giải
4.4*0.2

Khối lượng
0.88

2


2

L p đặt ván khuôn

m2

2*0.15*4.4

1.32

3

Bê tông đá 1x2

m3

0.15*0.2*4.4

0.132

Bản 3-4: Phươn

n tăn

STT
Hạng mục
1 Vệ sinh mặt bê tông
2


L p đặt ván khuôn

3
4
5

Bê tông đá 1x2
Cốt thép dọc d1
Cốt thép đai d6

ườn tiết diện bê t n
kéo
Đơn vị
m2

Diễn giải
4.4*0.2

Khối lượng
0.88

m2

0.2*4.4+2*0.05*4.4

1.32

0.05*0.2*4.4
2*3.14*0.014^2*4.2*7850/4
30*0.5*2*3.14*0.006^2*7850/4


0.044
10.145528
6.65523

3

m
kg
kg

Bản 3-5: Phươn
STT
Hạng mục
1 Vệ sinh mặt bê tông

hịu kéo kết hợp ốt thép hịu

Đơn vị

n d n bản thép

m

Diễn giải
4.4*0.2

Khối lượng
0.88


2

2

L p đặt ván khuôn

m2

2*0.15*4.4

1.32

3

Bê tông đá 1x2

m3

0.15*0.2*4.4

0.132

3.4.2. Giá trị dự toán của các phương pháp gia cường
Chi phí dự tính cho các phương án gia cường kết cấu sẽ được ước lượng để so
sánh chỉ tiêu kinh kế giữa các phương án thi công. Các thống kê chi tiết sẽ được
trình bày trong các bảng bên dưới.


20


Bản 3-6: Phươn

Hạng mục

ườn tiết diện bê t n

hịu nén

Đơn giá (đồng)
Thành tiền
Vật liệu Nhân công Máy thi công (đồng)

Đơn vị

Diễn giải

Khối lượng

1 SA.11914 Vệ sinh mặt bê tông

m2

4.4*0.2

0.88

2 AF.82111 L p đặt ván khuôn

m2


2*0.15*4.4

1.32

135.975

3 AF.12315 Bê tông đá 1x2

m3

0.15*0.2*4.4

0.13

1478606 696041
Tổng cộng

STT

Mã số

n tăn

Bản 3-7: Phươn

n tăn

ườn tiết diện bê t n

30.197


27

5.368

187
87350

298584
298797

hịu kéo kết hợp ốt thép hịu kéo

1

SA.11914 Vệ sinh mặt bê tông

m2

4.4*0.2

0.88

Đơn giá (đồng)
Thành tiền
Vật liệu Nhân công Máy thi công (đồng)
30.197
27

2


AF.82111 L p đặt ván khuôn

m2

0.2*4.4+2*0.05*4.4

1.32

135.975

m3
kg
kg

0.05*0.2*4.4
2*3.14*0.014^2*4.2*7850/4
30*0.5*2*3.14*0.006^2*7850/4

0.04
10.15
6.66

1478606 696041
13995.9 3167.375
13995.9 3167.375
Tổng cộng

STT


Mã số

Hạng mục

3 AF.12315 Bê tông đá 1x2
4 AF.61511 Cốt thép dọc d1
5 AF.61511 Cốt thép đai d6

Đơn vị

Diễn giải

Khối lượng

5.368

187
87350
0.08
0.08

99528
174131
114226
388099


21

Bản 3-8: Phươn


n d n bản thép

Đơn vị

Diễn giải

Khối lượng

1 SA.11914 Vệ sinh mặt bê tông

m2

4.4*0.2

0.88

Đơn giá (đồng)
Thành tiền
Vật liệu Nhân công Máy thi công (đồng)
30.197
27

2 AK.92111 Quét keo Sikadur 330
3 AK.77110 Dán bản thép dày 2mm
4
TT
ông bản thép

m2

kg
bộ

4.4*0.2
4.4*0.2*0.002*7850
4.4/0.4+1

0.88
13.82
12.00

135.975
176.591
18000

STT Mã số

Hạng mục

5.368
21.126

124
2732
216000
218883

Tổng cộng
Bản 3-9: Phươn


n dự to n thi

n thự tế tại

Đơn
vị

Diễn giải

Khối
lượng

Vệ sinh bê tông

m2

4.4*0.2

0.88

AF.82111

L p đặt
khuôn

m2

2*0.15*4.4

1.32


AF.12315

Bê tông đá 1x2

m3

0.2*0.2*4.4

1.76

ST
T

Mã số

1

SA.11914

2
3

Hạng mục

ván

n t ình
Đơn giá (đồng)


Vật liệu

Nhân công

Máy
công

thi

Thành
tiền
(đồng)

30.197

27

135.975

5.368

187

1478606

696041
Tổng công

87350


3981115
398132


22

Biểu đồ so sánh chi phí giữa các phương án gia cường dầm được thể hiện như
hình bên dưới:

Hình 3-10. So sánh chi phí gia ườn dầm
Trong đó:
Phương án 1 tăng tiết diện bê tông.
Phương án 2 tăng cường tiết diện bê tông chịu kéo kết hợp cốt thép chịu kéo.
Phương án 3 dán bản thép.
3.4.3. Lựa chọn phương án gia cường dầm
Qua phân tích các ưu nhược điểm của từng phương pháp gia cường kết cấu,
cũng như đặc điểm riêng của công trình Chi nhánh Viettel Kon Tum:
- Hạn chế công trình với chức năng văn ph ng làm việc và trung tâm chăm
sóc khách hàng, giới thiệu sản phẩm, dịch vụ của Viettel tại tỉnh Kon Tum thường
xuyên tập trung đông người.
- Tránh gây tiếng ồn;
- Tránh sử dụng các hóa chất có mùi;


23

Tác giả có nhận xét như sau:
- Phương án thi công dán bản thép là phương án có chi phí thấp nhất, tuy
nhiên khi thực hiện phương án này, cần phải sử dụng hóa chất là keo Sicadur, hóa
chất này có thể ảnh hưởng đến sự sinh hoạt kinh doanh bình thường. Vậy nên, mặc

dù đây là một phương án có hiệu quả kinh tế cao hơn nhưng tác giả không khuyến
cáo sử dụng khi gia cường, sữa chửa công trình.
- Phương án tăng cường bê tông vùng kéo có hiệu quả kỹ thuật cao, tuy
nhiên giá thành thi công cao. Ngoài ra muốn thực hiện phương án này thì cần thi
công tại chỗ ở bên trong nhà làm việc. Việc thi công sửa chữa ngay bên trong nhà
việc có thể sẽ ảnh hưởng lớn đến hoạt động kinh doanh bình thường.
- Phương án tăng cường bê tông vùng nén là phương án hiệu quả nhất trên
phương diện đánh giá tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
Khi thi công gia cường bê tông vùng nén, quá trình thi công được thực hiện ở
phía trên sàn mái, nơi đặt các thiết bị kỹ thuật và kho. Việc thi công gia tăng chiều
cao dầm tại vùng nén này không ảnh hưởng đến sự hoạt động kinh doanh bên dưới.
Vậy nên, tác giả đề xuất thực hiện tăng cường bê tông vùng nén cho dầm.
3.5. Kết luận chương
Trong chương này của luận văn, các phép đo đạc hiện trường đã được thực
hiện để xác định cường độ bê tông và bố trí cốt thép cho dầm tại vị trí hư hỏng.
Một số giả thiết về sự chính xác của các phép đo hiện trường đã được áp dụng để
đơn giản hóa quá trình tính toán. Qua việc phân tích số liệu hiện trường, nhận thấy
dầm không đảm bảo khả năng chịu lực, vậy nên phải gia cường khả năng chịu lực
cho kết cấu. Nhiều phương án gia cường đã được đề xuất, căn cứ vào chỉ tiêu kinh
tế và kỹ thuật của công trình Chi nhánh Viettel Kon Tum, tác giả đã đề xuất
phương án tăng cường chiều cao dầm ở phía nén. Đây là phương án không phải tối
ưu về mặt kinh tế nhưng lại hợp lý về mặt kỹ thuật.