Các nguyên nhân gây bệnh và biện pháp chữa bệnh cho cầu bê tông cốt thép

Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014

88

CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY BỆNH VÀ BIỆN PHÁP CHỮA BỆNH
CHO CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
ThS. Nguyễn Kim Cường
Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung
Tóm tắt: Bài báo xác định các yếu tố gây mầm bệnh cho cầu dầm bê tông cốt
thép đã qua khai thác sử dụng, từ đó đưa ra các biện pháp chẩn đoán, chữa
bệnh và tăng cường khả năng chịu lực cho Cầu dầm bê tông cốt thép.
Từ khoá: chuẩn đoán, hư hỏng cầu dầm bê tông cốt thép, sửa chữa tăng cường.

1. Đặt vấn đề
Xuyên suốt trên tuyến quốc lộ 1A
có nhiều cầu có thời gian khai thác quá
lâu đã xuống cấp trầm trọng hoặc là
không thể hồi phục khả năng chịu lực
điển hình như cầu: Sài Gòn, Cầu Chiêm
Hoá, Cầu Bà Rén. Nếu phá bỏ và xây
dựng mới ảnh hưởng rất nhiều đến chi
phí, kiến trúc và văn hoá. Như Cầu Long
Biên vừa qua đã giữ lại để đảm bảo điều
ấy, mặc dù bỏ không khai thác. Do đó
việc chẩn đoán các hư hỏng và tăng

cường sửa chữa cầu cũ cực kì quan
trọng đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật.
2. Một số nguyên nhân hư hỏng cầu
dầm bê tông cốt thép (BTCT)
Trong quá trình khai thác, khi môi

trường hội đủ các yếu tố bất lợi sẽ gây
hại cho công trình cầu như:
+ Sự khai thác quá tải cho phép
của các phương tiện giao thông
+ Sự phá hủy vật liệu do các yếu
tố sinh, hóa học
+ Các nguyên nhân từ khảo sát,
thiết kế, thi công.

Hình 1. Các bệnh của cầu do yếu tố môi trường
2.1. Nguyên nhân khảo sát thiết kế
- Khảo sát thiếu thông tin,
không đầy đủ, thiếu tham số cần
thiết. Đơn vị khảo sát không khoan
lấy số liệu địa chất mà lấy các số

liệu từ công trình khác, hoặc thiếu
các tham số tính toán, hoặc do điều
kiện bất thường của địa chất như:
hiện tượng túi bùn, túi nước cục
bộ, mực nước ngầm…


Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014

- Thiết kế: Tính toán sai, hoặc chưa
đủ, chọn giải pháp kết cấu không tuân
thủ theo nguyên tắc đảm bảo an toàn.
Hoặc lựa chọn sơ đồ tính không đúng,
hoặc không lường hết mọi tác động xảy

ra trong quá trình thi công, khai thác.
2.2. Các nguyên nhân do thi công

89

- Không có kế hoạch quản lý rủi ro
tốt, nên khi gặp sự cố bất thường lúng
túng trong việc xử lý.
- Chất lượng vật liệu, thiết bị máy
móc không tốt.
- Biện pháp thi công không phù hợp.
- Năng lực quản lý, trình độ không tốt.

Hình 2. Hiện tượng Cacbonat hoá và chất lượng vật liệu không tốt. Việc bong tróc bê
tông làm ló cốt thép dẫn đến bị rỉ sét rất thường xuyên xảy ra

Hình 3. Các loại bệnh của Cầu do quá trình thi công
3. Các phương pháp chẩn đoán bệnh
Là bắt mạch khảo sát đo đạc sau
đó so sánh mô hình hiện trạng so với
cho Cầu dầm bê tông cốt thép
mô hình chuẩn gốc ban đầu
3.1. Nguyên tắc của chẩn đoán
Nội dung chẩn đoán bao gồm 3 bước:


Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014

90

+ Xây dựng không gian trạng thái
của đối tượng
+ Xác định dấu hiệu chẩn đoán
+ Tiêu chuẩn để nhận dạng

Từ 3 bước này có 2 phương pháp
chẩn đoán bệnh cho cầu BTCT.
3.2. Phương pháp cơ học

Mô hình này yêu cầu phải có số
liệu chính xác từ hồ sơ thiết kế, hồ sơ
hoàn công, quá trình khai thác sử dụng,
các lần kiểm tra sửa chữa. Số liệu khảo
sát đo đạc tại hiện trường.
Ưu điểm: Chẩn đoán bệnh có độ
chính xác cao.

Khuyết điểm: Phức tạp, đòi hỏi
đầy đủ thông tin từ số liệu cầu hiện
trạng. Điều này rất khó vì hầu như hồ sơ
Cầu thường thất lạc mất sau khoảng thời
gian khai thác quá lâu.
3.3. Phương pháp thống kê hoặc dùng
logic mờ

Ưu điểm: Phương pháp này có thể
chẩn đoán không cần sự đầy đủ số liệu,
số liệu chính xác, đơn giản, hiệu quả. Sử
dụng phổ biến.
Khuyết điểm: Độ chính xác không

cao, đòi hỏi có ý kiến của chuyên gia.

4. Chữa bệnh cho cầu dầm BTCT
Tùy vào dấu hiệu, mức độ bệnh tật
mà có các phương pháp chữa khác nhau.
+ Tăng cường hệ liên kết ngang,
thay đổi sơ đồ tính.


Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014

+ Dán bản CFRP (Carbon fiber
reinforced polymer plate).
+ Dán bản thép.
+ Nối liên tục kết cấu nhịp bằng
dự ứng lực ngoài.

91

4.1. Phương pháp dán bản CFRP
Để hồi phục và tăng cường khả
năng chịu lực của cầu ở mức độ vừa phải
dùng phương pháp dán bản CFRP.

Hình 4. Dán bản CFRP Cầu Trần Thị Lý Đà Nẵng 08/2005
Trình tự sửa chữa Cầu Trần Thị Lý
với tổng chiều dài 17,4m.
Bước 1: Bóc bỏ lớp bê tông bảo
Bước 5: Dán dưới đáy dầm tấm
vệ dọc theo MCN dầm, với kích thước

CRFP 60x1.4 mm (Sika Carbodur 614)
60x2.5 mm.
với chiều dài 5.35m.
Bước 2: Làm sạch và khô vị trí đó.
Bước 6: Quét lớp Sika Monotop
Bước 3: Vét phủ lên một lớp keo
610.
Sikadur 731.
Bước 7: Bảo dưỡng và hoàn thiện.
Bước 4: Dán dọc hai bên sườn dầm
Trong quá trình thi công cấm xe
tấm CRFP 60x1.4 mm (Sika Carbodur 614).
qua lại trên cầu.
4.2. Phương pháp dán bản thép
Dùng để tăng cường khả năng chịu lực cầu bê tông cốt thép thường.

Hình 5. Dán bản thép cầu Bà Rén trên tuyến QL 1A
1- Chuẩn bị: Thiết bị máy móc, ván
Trình tự thi công dán bản thép
khuôn, vật liệu.
cầu Bà Rén:


Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014

2- Cạo bỏ lớp bê tông bảo vệ với chiều
dày 3-7cm.
3- Kiểm tra tính kiềm: pH  10.
4- Yêu cầu cường độ bê tông còn lại Rh
 200 kG/cm2.

5- Qu yết định chiều dày tấm thép
cần dán.
6- Làm sạch bụi bẩn, làm sạch bề mặt bê
tông đã bỏ.
7- Dán tấm thép, xịt 2 lớp keo Epoxy để
bảo vệ bê tông, cốt thép.
8- Phun keo Epoxy vào các vết nứt.

92

9- Sử dụng Sika Monotop 610 to phủ lên
bề mặt.
10- Sơn lớp bê tông polymer để bảo vệ
11- Ph ủ lớp vữ a bảo dưỡng và
hoàn th iện.
4.3. Phương pháp tăng cường bằng dự
ứng lực ngoài
Thường dùng dự ứng lực để nối
liên tục hoá dầm giản đơn, thay đổi sơ
đồ tính đồng thời truyền lực nén ngoài
vào dầm bê tông cốt thép dự ứng lực tại
các ụ neo và ụ chuyển hướng.

Hình 6. Tăng cường DUL ngoài Cầu Sài Gòn
Trình tự thi công nối liên tục dầm
giản đơn bằng dự ứng lực ngoài:
- Lắp đặt ụ neo, ụ chuyển hướng
cho dầm (Bê tông hoặc thép hợp kim).
- Đo đạc điều chỉnh cao độ đầu dầm
- Đổ bê tông mối nối.

- Thay gối cầu.
- Kéo cáp nối 2 đầu dầm (kéo từng
sợi tránh bê tông bị nứt) chịu M âm.
- Kéo cáp chịu mô men dương.
- Có thể tăng cường cả theo
phương dọc và ngang cầu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hồ sơ sửa chữa cầu Bà Rén, Cầu Chiêm Hóa.
[2] Nguyễn Viết Trung. 2008. Tài liệu học tập môn kiểm định Cầu.