Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13330:2021 về Công trình cảng biển - Yêu cầu bảo trì

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13330:2021

CÔNG TRÌNH CẢNG BIỂN - YÊU CẦU BẢO TRÌ

Marine Port Facilities - Maintenance Requirements

Lời nói đầu

TCVN 13330:2021 được biên soạn dựa trên cơ sở tham khảo “Hướng dẫn kỹ thuật bảo trì cho công trình cảng” do Viện phát triển ven bờ Nhật Bản xuất bản (Technical manual of Maintenance and repair for Port and Harbor Facilities - CDIT 2007).

TCVN 13330:2021 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH CẢNG BIỂN - YÊU CẦU BẢO TRÌ

Marine Port Facilities - Maintenance Requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chính về bảo trì cho công trình cảng biển xây dựng mới và công trình hiện có nhằm đảm bảo, duy trì sự làm việc bình thường an toàn của công trình theo quy định của thiết kế.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho:

- Luồng tàu và bể cảng;

- Công trình bảo vệ như đê chắn sóng, tường biển và kè bờ;

- Công trình bến và một số loại công trình hàng hải khác (khi phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này).

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho bến phao, phao neo và các phương tiện nổi khác.

Tiêu chuẩn này không thay thế quy trình bảo trì riêng cho từng công trình mà chỉ áp dụng để hướng dẫn lập quy trình bảo trì cho từng công trình.

2  Tài liệu viện dẫn

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các tài liệu viện dẫn dưới đây. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 7572-15:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử - Phần 15: Xác định hàm lượng clorua;

TCVN 9334:2012, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén bằng súng bật nảy,

TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển;

TCVN 9348:2012, Bê tông cốt thép - Kiểm tra khả năng cốt thép bị ăn mòn - Phương pháp đo điện thế;

TCVN 9356:2012, Kết cấu bê tông cốt thép - Phương pháp điện từ xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ, vị trí và đường kính cốt thép trong bê tông;

TCVN 9357:2012, Bê tông nặng - Phương pháp thử không phá hủy - Đánh giá chất lượng bê tông bê tông bằng vận tốc xung siêu âm;

TCVN 9360:2012, Quy trình kỹ thuật xác định độ lún công trình dân dụng và công nghiệp bằng phương pháp đo cao hình học;

TCVN 9399:2012, Nhà và công trình xây dựng - Xác định dịch chuyển ngang bằng phương pháp trắc địa;

TCVN 10336:2015, Khảo sát độ sâu trong lĩnh vực Hàng hải - yêu cầu kỹ thuật;

TCVN 11197:2015, Cọc thép - Phương pháp chống ăn mòn-Yêu cầu và nguyên tắc lựa chọn.

3  Thuật ngữ, định nghĩa và các chữ viết tắt

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Bảo trì công trình cảng biển (Maintenance of marine port facilities)

Tập hợp các công việc nhằm bảo đảm và duy trì sự làm việc bình thường, an toàn của công trình theo quy định của thiết kế trong quá trình khai thác sử dụng. Nội dung bảo trì công trình xây dựng có thể bao gồm một, một số hoặc toàn bộ các công việc sau: Kiểm tra, quan trắc, kiểm định chất lượng, bảo dưỡng và sửa chữa công trình nhưng không bao gồm các hoạt động làm thay đổi công năng, quy mô công trình.

3.2

Quy trình bảo trì công trình cảng biển (Marine port facilitiesmaintenance procedures)

Tài liệu quy định về trình tự, nội dung và chỉ dẫn thực hiện các công việc bảo trì công trình cảng biển.

3.3

Kiểm tra công trình cảng biển (Inspection of marine port facilities)

Xem xét bằng trực quan hoặc bằng thiết bị chuyên dụng để đánh giá hiện trạng công trình cảng biển nhằm phát hiện các dấu hiệu hư hỏng của công trình.

3.4

Quan trắc công trình cảng biển (Monitoring of marine port facilities)

Hoạt động theo dõi, đo đạc, ghi nhận sự biến đổi về hình học, biến dạng, chuyển dịch và các thông số kỹ thuật khác của công trình cảng biển và môi trường xung quanh theo thời gian.

3.5

Kiểm định chất lượng công trình cảng biển (Inspection and evaluation of marine port facilities)

Hoạt động kiểm tra, đánh giá chất lượng hoặc nguyên nhân hư hỏng, giá trị, thời hạn sử dụng và các thông số kỹ thuật khác của công trình hoặc một bộ phận công trình thông qua quan trắc, thí nghiệm kết hợp với tính toán, phân tích.

3.6

Bảo dưỡng công trình cảng biển (Routine maintenance of marine port facilities)

Các thao tác kỹ thuật được tiến hành nhằm phòng ngừa và khắc phục kịp thời những hư hỏng nhỏ trên công trình cảng. Bảo dưỡng thường xuyên để hạn chế tối đa sự phát triển từ hư hỏng nhỏ thành các hư hỏng lớn. Các công việc này được tiến hành thường xuyên liên tục, hàng ngày, trong suốt cả năm trên toàn bộ công trình cảng để đảm bảo khai thác được an toàn.

3.7

Sửa chữa công trình cảng biển (Repair of marine port facilities)

Việc khắc phục hư hỏng của công trình được phát hiện trong quá trình khai thác, sử dụng nhằm bảo đảm sự làm việc bình thường và an toàn của công trình.

3.8

Thời gian sử dụng theo thiết kế của công trình (Tuổi thọ thiết kế) (Design service life)

Khoảng thời gian công trình được dự kiến sử dụng, bảo đảm yêu cầu về an toàn và công năng. Thời hạn sử dụng theo thiết kế của công trình được quy định trong quy chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn áp dụng có liên quan, nhiệm vụ thiết kế xây dựng công trình.

3.9

Thời gian sử dụng thực tế của công trình (Tuổi thọ thực tế) (Service life)

Khoảng thời gian công trình được sử dụng thực tế, bảo đảm các yêu cầu về an toàn và tính năng công trình theo yêu cầu của thiết kế.

3.10

Quản lý vòng đời (Life cycle management)

Các phương pháp được sử dụng để quản lý công trình trong các giai đoạn từ lập dự án đến hết thời hạn sử dụng công trình (bao gồm thiết kế, xây dựng, bảo trì) nhằm đạt được chức năng, chất lượng và hiệu quả về chi phí cho toàn bộ thời gian khai thác công trình.

3.11

Chi phí vòng đời (Life cycle cost)

Tổng của chi phí của từng giai đoạn trong vòng đời của công trình đó, bao gồm chi phí về quy hoạch, thiết kế, xây dựng, vận hành, bảo trì, thay thế và phá dỡ công trình.

3.12

Chuỗi biến dạng (Deformation chain)

Quá trình phát triển biến dạng và các nguyên nhân gây ra biến dạng xảy ra đối với công trình cảng biển.

3.13

Giới hạn bảo trì (Maintenance limit)

Giới hạn bảo trì sớm khi tính năng công trình chưa tới giới hạn yêu cầu tính năng. Giới hạn bảo trì thường được đặt ra ngay từ bước thiết kế để đảm bảo kết cấu luôn được bảo trì sớm nhất có thể.

3.14

Giới hạn yêu cầu tính năng (Performance requirements limit)

Trạng thái của công trình mà sự suy giảm tính năng hay biến dạng bắt đầu làm cho công trình không đáp ứng được các yêu cầu tính năng của thiết kế.

3.15

Chương trình bảo trì (Maintenance strategy)

Bảo trì được tổ chức và thực hiện theo một chương trình đã được hoạch định và các biện pháp, cách thức thực hiện cũng như phương pháp kiểm soát để đạt được mục đích.

3.16

Tường biển (Seawall)

Công trình bảo vệ bờ biển có kết cấu tường đứng. Mục đích của tường biển là để bảo vệ các khu vực bờ biển khỏi tác động của thủy triều, sóng biển hoặc sóng thần.

4  Nguyên tắc chung về bảo trì công trình cảng biển

4.1  Quy định chung

Các công trình cảng biển phải bảo đảm sử dụng được trong thời gian dài mà vẫn duy trì đúng tính năng của chúng. Do đó, cần phải xem xét thiết kế phương án bảo trì cho từng loại kết cấu ngay trong bước thiết kế và lập quy trình bảo trì cũng như tiến hành bảo trì ngay từ khi bắt đầu sử dụng.

Các công trình cảng biển thường có xu hướng bị suy giảm tính năng do phải đối mặt với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt và do sự suy giảm tính năng vật liệu, hư hỏng các bộ phận, lún nền móng, xói lở và bồi lắng xung quanh công trình trong quá trình khai thác. Do đó, các công trình cần phải được bảo trì theo hệ thống quản lý vòng đời như trình bày ở Điều 4.2 dưới đây và phù hợp để liên tục đáp ứng các yêu cầu về tính năng trong thời gian khai thác sử dụng. Phải thiết lập quy trình bảo trì ngay từ khi thiết kế.

Quy trình bảo trì được lập dựa trên việc xem xét các yếu tố sau:

a) Điều kiện tự nhiên;

b) Kế hoạch sử dụng công trình;

c) Tầm quan trọng và khả năng thay thế;

d) Tuổi thọ thiết kế;

e) Đặc điểm kết cấu và thành phần vật liệu của công trình;

f) Mức độ khó kiểm tra và khảo sát/Biện pháp sửa chữa khắc phục.

4.2  Bảo trì công trình cảng biển trên cơ sở quản lý vòng đời (LCM)

4.2.1.  Quy định chung

Bảo trì hợp lý và hiệu quả các công trình cảng biển cần tuân theo các trình tự bảo trì dựa trên khái niệm quản lý vòng đời (LCM) như trong Hình 1. Cụ thể, trình tự bảo trì bao gồm:

a) Lập quy trình bảo trì cho công trình tham khảo Phụ lục E;

b) Kiểm tra tình trạng hiện tại của công trình;

c) Đánh giá toàn diện công trình dựa trên kết quả kiểm tra;

d) Dự báo thời gian sử dụng còn lại của công trình;

e) Thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục cần thiết dựa trên kết quả đánh giá toàn diện.

Đánh giá chính xác và dự báo về sự suy giảm tính năng trong tương lai của kết cấu hoặc hạng mục công trình dựa trên kết quả kiểm tra của các lần kiểm định là rất cần thiết cho công tác bảo trì.

Cần liên tục cập nhật các kỹ thuật kiểm tra mới để đánh giá một cách chính xác các hư hỏng hoặc biến dạng để dự báo tiến trình suy giảm tính năng cho mọi loại kết cấu và hạng mục công trình.

Hình 1 - Trình tự bảo trì dựa trên quản lý vòng đời

4.2.2.  Kiểm định công trình cảng biển

Để phát hiện các biến dạng xảy ra đối với công trình cảng biển một cách hiệu quả đòi hỏi phải thực hiện kiểm định có hệ thống và phù hợp dựa trên khái niệm chuỗi biến dạng. Nội dung chi tiết chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì được trình bày trong Điều 5.

Kiểm định có thể được chia thành năm loại từ 1) đến 5) bao gồm các loại hình kiểm định như sau:

a) Kiểm định ban đầu:

Kiểm định ban đầu được thực hiện sau khi hoàn thành công trình xây dựng mới hoặc sau khi sửa chữa lớn công trình hoặc ở đầu giai đoạn bảo trì để xác định điều kiện bảo trì ban đầu và làm cơ sở dữ liệu cho công tác bảo trì tiếp theo. Nội dung và khối lượng kiểm định ban đầu bao gồm bằng quan sát trực quan và phép đo đơn giản cho các thành phần kết cấu bên trên mực nước biển kết hợp xem xét hồ sơ hoàn công và hồ sơ thiết kế để phát hiện kịp thời những sai sót ban đầu và khắc phục ngay trước khi đưa công trình vào sử dụng.

b) Kiểm định thường xuyên:

Kiểm định thường xuyên tương đương với các cuộc tuần tra hàng ngày, được thực hiện bởi người quản lý công trình hoặc người sử dụng. Tùy thuộc vào loại công trình, việc kiểm định thường xuyên có thể được thực hiện một lần/một ngày hoặc một lần/tuần cho các hạng mục như bề mặt của các công trình cảng hoặc các hạng mục phụ trợ hoặc lâu hơn đối các vấn đề hư hỏng, suy giảm tính năng của kết cấu chính, tùy vào tính chất của các hạng mục của công trình. Nội dung và khối lượng của kiểm định thường xuyên chủ yếu được thực hiện thông qua quan sát bằng mắt và phép đo đơn giản cho các thành phần kết cấu bên trên mực nước biển. Chi tiết nội dung và phương pháp kiểm định thường xuyên xem trong Phụ lục B.

c) Kiểm định định kỳ:

Kiểm định định kỳ nhằm mục đích kiểm tra sự tồn tại và mức độ biến dạng được thực hiện theo chu kỳ để theo dõi tính năng của các kết cấu. Kiểm định định kỳ được tiến hành bằng quan sát trực quan và phép đo đơn giản cho các thành phần kết cấu bên trên mực nước biển và các phương pháp sử dụng thiết bị chuyên dụng cho các bộ phận kết cấu khó kiểm tra (như sử dụng thợ lặn cho quan sát trực quan các bộ phận kết cấu dưới mực nước và các thí nghiệm bằng thiết bị chuyên dụng...). Nội dung và khối lượng của kiểm định định kỳ được lập như trong Điều 6 và Phụ lục A và phải được phê duyệt trong quy trình bảo trì.

d) Kiểm định bất thường:

Kiểm định bất thường nhằm mục đích kiểm tra sự tồn tại và mức độ biến dạng bất kỳ ở giai đoạn sớm nhất có thể ngay sau một tình huống bất thường như động đất, bão, tàu đâm va, hỏa hoạn, sóng thần, hoặc một vấn đề bất thường được phát hiện khi kiểm định thường xuyên hay một sự kiện tương tự. Nội dung kiểm định bất thường được thực hiện chủ yếu tập trung vào các hạng mục bị ảnh hưởng bởi nguyên nhân bất thường gây ra. Nội dung và khối lượng kiểm định bất thường được lập dựa trên nội dung kiểm định định kỳ. Nếu vấn đề bất thường xảy ra là nghiêm trọng và phức tạp thì cần tiến hành kiểm định chi tiết để tiến hành sửa chữa khắc phục.

e) Kiểm định chi tiết:

Kiểm định chi tiết nhằm phục vụ công tác thiết kế sửa chữa sau khi một bất thường đặc biệt đã được xác định trong kiểm định trước hoặc khi đánh giá khả năng tiếp tục khai thác khi công trình hết tuổi thọ thiết kế. Nội dung, khối lượng kiểm định chi tiết cần được lập dựa trên nội dung kiểm định định kỳ và tập trung vào các nội dung cần thiết để tiến hành thiết kế sửa chữa khắc phục.

Các loại hình kiểm định và vị trí của chúng trong hệ thống bảo trì được thể hiện trong Hình 2.

Kết quả kiểm định phải được lưu giữ trong trong hồ sơ quản lý bảo trì của công trình. Các phương pháp liên quan đến lập hồ sơ bảo trì được trình bày trong Điều 9.

Hình 2 - Các loại kiểm định và vị trí của chúng trong hệ thống bảo trì

4.2.3.  Bảo dưỡng công trình cảng biển

Bảo dưỡng công trình cảng biển bao gồm các nội dung sau:

a) Trám vá các vết nứt, vá ổ gà trên mặt đường nhựa hoặc mặt đường bê tông xi măng trên công trình;

b) Làm vệ sinh mặt đường, mặt cầu cảng, phát quang cây có, dọn sạch rác... trên công trình;

c) Sửa chữa các hư hỏng kết cấu bê tông, bê tông cốt thép của hạng mục phụ trợ như: Gờ chắn xe, tường rào bảo vệ...;

d) Bôi mỡ, siết chặt lại cho các bu lông bích neo, bu lông đệm va, bu lông ray cần trục...;

e) Sửa chữa và thay thế đệm va, khe co giãn, thang lên xuống...;

f) Sửa chữa, thay thế hệ thống chiếu sáng, đường cấp điện, cấp nước của công trình;

g) Khơi thông hệ thống rãnh ngang rãnh dọc để đảm bảo thoát nước khi trời mưa. Khơi tạo đường thoát nước trên mặt cầu cảng, đường ray cần trục để đảm bảo thoát nước khi trời mưa. Dọn sạch cây cỏ, rác, bùn đất lắng đọng... trong cống, rãnh thoát nước dọc, ngang trong công trình;

h) Sửa chữa đảm bảo hình dạng, kích thước rãnh thoát nước;

i) Làm sạch, sơn lại, sửa chữa, bổ sung thay thế các biển báo hiệu giao thông trên công trình;

j) Sơn lại, sơn bổ sung, cào bỏ các vạch sơn kẻ đường trên công trình;

4.2.4.  Quan trắc công trình cảng biển

a) Nội dung quan trắc đối với các công trình cảng

Nội dung quan trắc đối với các công trình cảng biển bao gồm: Vị trí quan trắc, thông số quan trắc và giá trị giới hạn của các thông số này (ví dụ: biến dạng nghiêng, lún, nứt, võng...), thời gian quan trắc, số lượng chu kỳ đo và các nội dung cần thiết khác.

b) Yêu cầu chung

Phương án quan trắc phải quy định về phương pháp đo, thiết bị đo, sơ đồ bố trí và cấu tạo mốc quan trắc, tổ chức thực hiện, phương pháp xử lý số liệu đo và các nội dung cần thiết khác. Phương án quan trắc tham khảo các tiêu chuẩn TCVN 9360:2012; TCVN 9399:2012;

- Các số liệu quan trắc phải được so sánh, đánh giá với giá trị giới hạn do nhà thầu thiết kế xây dựng công trình quy định hoặc quy chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn áp dụng có liên quan. Trường hợp số liệu quan trắc vượt quá giá trị giới hạn cho phép hoặc có dấu hiệu bất thường khác thì phải đánh giá an toàn chịu lực, an toàn vận hành công trình trong quá trình khai thác, sử dụng và có biện pháp xử lý kịp thời;

4.2.5. Đánh giá toàn diện

Đánh giá toàn diện dựa trên kết quả kiểm tra đối với các kết cấu và hạng mục công trình, các dữ liệu liên quan đến sự cố hoặc hư hỏng và biến dạng khác của toàn bộ công trình, phải đánh giá toàn diện về tính năng hiện tại của công trình và xem xét có hoặc không thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục với các vấn đề suy giảm tính năng (nếu có); đồng thời xem xét tính năng còn lại của công trình, khả năng duy trì các yêu cầu tính năng trong thời gian khai thác còn lại. Cần phải xem xét các biện pháp sửa chữa khắc phục và thời điểm thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên các yếu tố sau: Kế hoạch sử dụng công trình trong tương lai, mức độ quan trọng của công trình, khả năng về tài chính...

Nội dung của phương pháp đánh giá toàn diện được trình bày trong Điều 6. Trước khi đánh giá toàn diện cần xem xét các yếu tố sau đây:

a) Xác định các kết cấu hoặc hạng mục công trình cần được sửa chữa hoặc gia cố một cách khẩn cấp và các phương pháp bảo trì sẽ được sử dụng;

b) Xác định các kết cấu và hạng mục công trình cần được theo dõi trong thời gian tới;

c) Xác định xem liệu có cần thiết áp dụng biện pháp hạn chế hoặc đình chỉ sử dụng một phần công trình;

d) Xác định xem có cần thay đổi chương trình kiểm tra hay không (thời gian biểu hoặc phương pháp kiểm tra tiếp theo...);

e) Xác định sự cần thiết phải thực hiện các biện pháp sửa chữa khẩn cấp;

f) Xác định sự cần thiết phải thay thế cấu kiện hoặc phá dỡ công trình.

Cần phải xem xét hiệu quả của việc thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục khi thay đổi đối với chương trình kiểm tra trong tương lai cùng với các kết quả đánh giá trong chương trình bảo trì.

4.2.6.  Dự báo thời gian sử dụng còn lại của công trình

Thời gian sử dụng còn lại của công trình là khoảng thời gian từ khi công trình đang sử dụng đến thời điểm công trình không còn khả năng sử dụng nếu không áp dụng các biện pháp bảo trì phù hợp.

Dự báo thời gian sử dụng còn lại của công trình phải dựa vào kết quả đánh giá toàn diện được trình bày trong Điều 6 và dự báo tiến trình suy giảm tính năng của công trình được trình bày trong Điều 7.

Thời gian sử dụng còn lại của công trình phải được xem xét dựa trên các yếu tố sau:

a) Hiệu quả kinh tế phù hợp với kế hoạch sử dụng công trình của chủ cảng;

b) Chất lượng công trình không đáp ứng được các yêu cầu của thiết kế;

c) An toàn cho con người và thiết bị.

4.2.7.  Các biện pháp sửa chữa khắc phục đối với suy giảm tính năng của công trình

Các biện pháp sửa chữa khắc phục đối với suy giảm tính năng của công trình cần được thực hiện phù hợp theo yêu cầu của các kết quả đánh giá toàn diện.

Kế hoạch thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục phải được xây dựng dựa trên kết quả đánh giá toàn diện. Kiểm định thường nhằm mục đích thu thập dữ liệu cần thiết để xác định có hay không yêu cầu thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục và khi nào thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục. Các biện pháp sửa chữa khắc phục được chọn bao gồm: tăng cường kiểm tra (theo dõi), gia cố, sửa chữa, thay thế hoặc phá dỡ. Các biện pháp sửa chữa khắc phục đối với suy giảm tính năng của kết cấu thép và BTCT được trình bày trong Điều 8.

4.2.8.  Hồ sơ bảo trì của công trình cảng biển

Kết quả kiểm định ban đầu, kiểm định thường xuyên, kiểm định định kỳ, kiểm định bất thường, và kiểm định chi tiết cũng như kết quả đánh giá suy giảm tính năng phải được ghi lại và lưu trữ bằng các phương pháp thích hợp.

Kết quả kiểm định và kết quả đánh giá suy giảm tính năng phải được ghi lại ở định dạng cố định để dễ dàng tham chiếu và phải được lưu giữ trong suốt thời gian sử dụng của công trình. Nội dung chi tiết về hồ sơ bảo trì được trình bày trong Điều 9.

4.3  Lựa chọn chương trình bảo trì từ giai đoạn thiết kế và thi công

Khi áp dụng quản lý chi phí vòng đời cho thiết kế công trình mới, để tiến hành bảo trì hiệu quả, nên đưa ra các chương trình bảo trì ngay trong giai đoạn thiết kế và xây dựng công trình để tạo thuận lợi cho công việc bảo trì công trình. Việc duy trì khả năng làm việc của kết cấu công trình trong một thời gian dài trong điều kiện môi trường khắc nghiệt là rất khó khăn. Từ những quan điểm về mục đích sử dụng, thời gian khai thác còn lại và các yêu cầu tính năng của công trình, ý tưởng thiết kế và khả năng thay thế của các kết cấu..., có thể lựa chọn một trong những mức bảo trì cho phù hợp với từng loại kết cấu của công trình đề đưa ra một chương trình bảo trì thích hợp như sau:

a) Bảo trì mức I

Bảo trì mức I yêu cầu mức độ phòng ngừa cao để duy trì tính năng làm việc của kết cấu công trình trong điều kiện khai thác luôn tốt hơn mức yêu cầu thể hiện trên Hình 3. Trong đó, sự suy giảm tính năng hay biến dạng của kết cấu phải được dự báo trong giai đoạn thiết kế hoặc lập chương trình bảo trì nhằm đảm bảo tính năng của công trình không bị bị ảnh hưởng trong suốt thời gian sử dụng (nghĩa là nằm ở trên giới hạn bảo trì). Bảo trì mức I có thể được áp dụng khi thiết kế công trình mới có tuổi thọ thiết kế lớn hơn 50 năm bằng cách sử dụng kết cấu bê tông cốt thép với cốt thép có khả năng chống ăn mòn (như thép không gỉ hoặc thép bọc nhựa epoxy...).

Hình 3 - Bảo trì mức I

b) Bảo trì mức II

Bảo trì mức II cho phép sự suy giảm tính năng và biến dạng xuất hiện ở một mức độ nhỏ chưa đến giới hạn bảo trì và đáp ứng được yêu cầu về tính năng làm việc của kết cấu. Việc sửa chữa ở quy mô nhỏ sẽ được lặp đi lặp lại ở mỗi giai đoạn suy giảm tính năng ban đầu để duy trì tính năng làm việc của kết cấu trong suốt thời gian khai thác ở trên mức yêu cầu của giới hạn bảo trì thể hiện trên Hình 4.

Hình 4 - Bảo trì mức II

c) Bảo trì mức III

Bảo trì mức III cho phép một mức độ suy giảm gần đến giới hạn bảo trì hoặc giới hạn yêu cầu tính năng miễn là nó đáp ứng yêu cầu về tính năng làm việc của kết cấu, và việc sửa chữa (bảo trì) với quy mô lớn và có thể tiến hành một hoặc hai lần trong suốt thời gian khai thác thể hiện trên Hình 5.

Hình 5 - Bảo trì mức III

Để đảm bảo bảo trì hiệu quả và hợp lý về chi phí bảo trì khi áp dụng quản lý chi phí vòng đời, điều quan trọng là phải thiết lập chương trình bảo trì thích hợp cho công trình trong giai đoạn thiết kế. Khi thiết kế hoặc khi xây dựng công trình không đảm bảo về độ bền, thì công tác bảo trì sau này sẽ tốn kém và thường không đạt hiệu quả cao. Do vậy khi thiết kế công trình và thi công xây dựng mới, nên thiết lập chương trình bảo trì phù hợp ngay từ ban đầu theo các nguyên tắc trong tiêu chuẩn này.

Ngoài ra, nên đưa ra các ý tưởng mới để tạo thuận lợi cho công tác bảo trì sau này ngay từ giai đoạn thiết kế và thi công xây dựng như các ý tưởng sau:

- Lắp đặt sẵn các panel kiểm tra hoặc giàn giáo;

- Lắp đặt các cảm biến để quan trắc;

- Thiết kế có tính đến kế hoạch bảo trì để tạo thuận tới cho công tác sửa chữa bảo trì sau này;

- Thiết kế để tạo thuận lợi cho công tác thay thế các kết cấu bị hư hỏng (không đảm bảo tính năng theo yêu cầu).

Việc thiết kế và thi công xây dựng công trình phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh các sai sót do trình độ nhân công dẫn đến các khuyết tật của công trình ngay từ ban đầu sẽ làm giảm các chi phí của công tác bảo trì sau này.

- Đối với hai mức bảo trì là bảo trì mức II và bảo trì mức III được thể hiện trong Hình 6. Bảo trì mức II là lặp lại công việc sửa chữa nhiều lần để công trình giữ được công năng cho đến khi hết thời hạn sử dụng; Trong mức bảo trì này, công tác sửa chữa tương đối đơn giản và chỉ đòi hỏi một chi phí nhỏ. Bảo trì mức III là thực hiện một sửa chữa một lần duy nhất sao cho công trình được giữ trong thời gian phục vụ còn lại. Công tác sửa chữa trong mức bảo trì này được thực hiện triệt để. Trong bảo trì mức III, công tác sửa chữa phải đạt hiệu quả trong thời gian dài và việc sửa chữa loại này thường rất tốn kém.

Hình 6 - Chi phí cho các mức bảo trì

- Các biện pháp sửa chữa khẩn cấp nên được thực hiện ngay lập tức khi phát hiện sự suy giảm có khả năng ảnh hưởng đến sự an toàn của người và thiết bị.

- Nếu mức độ suy giảm tính năng của công trình hiện tại là nhỏ nhưng suy giảm tính năng dự kiến sẽ tiến triển trong tương lai, thì nên tăng tần suất kiểm định định định kỳ.

5  Chuỗi biến dạng và yêu cầu về bảo trì

5.1  Quy định chung

5.1.1.  Biến dạng xảy ra đối với công trình cảng biển

Các biến dạng chủ yếu được nói đến trong phần này bao gồm sự dịch chuyển bản thân của chính công trình do trượt, sụt lún hoặc nghiêng; lún hoặc phân tán vật liệu đắp, đá đỗ, đá lớp phủ, hoặc các khối tiêu sóng; vật liệu đắp hoặc lấp phía sau bị chảy ra; nứt hoặc lún của dải mặt bến; xói đất đáy biển; và các thay đổi do sự suy giảm tính năng của bê tông, thép và các vật liệu khác trong công trình.

Biến dạng xảy ra đối với các công trình cảng biển bao gồm sự suy giảm tính năng tiến triển chậm trong một khoảng thời gian dài và hư hỏng xảy ra đột ngột sau một trận bão hoặc động đất. Chúng được gọi chung là “biến dạng” của kết cấu hoặc một bộ phận công trình. Ngoài ra, chuyển vị hoặc dịch chuyển mà xảy ra với một công trình hoặc một bộ phận công trình cũng được bao gồm trong định nghĩa “biến dạng” này.

Bất kỳ mọi biến dạng đều cần được phát hiện sớm nhất có thể, nguyên nhân và mức độ biến dạng phải được xác định và hiểu chính xác để đảm bảo việc thực hiện bảo trì kịp thời, phù hợp.

Biến dạng xảy ra đối với các công trình cảng biển có thể phân thành ba dạng dựa trên tiến trình xảy ra và phát triển:

a) Biến dạng lũy tiến;

b) Biến dạng đột ngột;

c) Biến dạng trung gian.

Biến dạng lũy tiến là một biến dạng được gây ra bởi sự sụt lún cố kết của mặt đất, suy giảm tính năng các vật liệu được sử dụng trong kết cấu hoặc bộ phận công trình, hoặc gia tải quá mức, và nó tiến triển theo thời gian.

Biến dạng đột ngột là một biến dạng được đặc trưng bởi tần suất xuất hiện ít nhưng xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn do ngoại lực gây ra bởi một tình huống bất thường như động đất, sóng biển có cường độ cực lớn hoặc tàu đâm va hay hỏa hoạn....

Biến dạng trung gian là một biến dạng tiến triển dần dần theo thời gian do việc bị lặp đi lặp lại một lực bên ngoài có cường độ tương đối lớn, chẳng hạn như sóng biển tác động lên đê chắn sóng.

5.1.2.  Yêu cầu về bảo trì đối với công trình cảng biển

Để tiến hành bảo trì, cần phải xem xét toàn diện các điều kiện tự nhiên xung quanh công trình, tình trạng sử dụng công trình và kế hoạch sử dụng công trình, thời gian khai thác còn lại của công trình, mức độ quan trọng, khả năng thay thế và dễ dàng cho công việc kiểm tra, bảo trì phù hợp với dạng kết cấu của công trình bao gồm đặc điểm kết cấu và thành phần vật liệu và chất lượng vật liệu của kết cấu

Phương pháp kiểm tra, phương pháp đánh giá tính năng công trình, biện pháp sửa chữa khắc phục đối với biến dạng của công trình cảng thực hiện như yêu cầu tại các Điều 6, Điều 7 và Điều 8 của tiêu chuẩn này.

5.1.3.  Mục đích

Trong việc bảo trì công trình cảng, phải đưa ra được cách lựa chọn phương án sửa chữa khắc phục với các biến dạng chính đã được nêu ra trong chuỗi biến dạng.

Khi lựa chọn biến dạng chính từ chuỗi biến dạng thì toàn bộ tiến trình biến dạng bao gồm nguyên nhân, sự xuất hiện, ảnh hưởng của nó và sự suy giảm gây rà cho tính năng của công trình, phải được xem xét đầy đủ.

Nguyên tắc đọc sơ đồ chuỗi biến dạng được thực hiện theo thứ tự ưu tiên như sau: Đọc từ trên xuống dưới, sau đó mới đọc từ trái sang phải.

5.2  Luồng tàu và bể cảng

5.2.1  Quy định chung

Luồng tàu và bể cảng là một bộ phận của công trình cảng biển, phải được bảo trì phù hợp để đảm bảo cho tầu hành hải và neo đậu êm thuận.

5.2.2  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của luồng tàu và bể cảng

a) Vị trí của Luồng tàu và bể cảng được thể hiện ở Hình 7.

Hình 7 - Sơ đồ vị trí luồng tàu và bể cảng

b) Trong việc duy trì luồng tàu và bể cảng, cần phải xem xét cơ chế của chuỗi biến dạng liên quan đến bồi lắng. Thực hiện các kiểm tra phù hợp và biện pháp sửa chữa khắc phục cần thiết phải dựa trên kết quả đánh giá toàn diện.

c) Khi kiểm tra luồng tàu và bể cảng, phương pháp và thời gian kiểm tra phù hợp được lựa chọn trên cơ sở xem xét đầy đủ cơ chế bồi lắng để các dấu hiệu của đáy biển bị nâng lên do bồi lắng được phát hiện càng sớm càng tốt.

d) Trường hợp chiều sâu nước có nguy cơ không đủ do bồi lắng, phải thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục thích hợp dựa trên phân tích đánh giá đầy đủ các nguyên nhân, xem xét tác động khác nhau và hiệu quả kinh tế của các giải pháp.

e) Chuỗi biến dạng và các điểm bảo trì chính của luồng tàu và vùng nước được thể hiện ở Hình 8. Các nguyên nhân gây bồi lắng luồng tàu, bể cảng và các điểm chính cần xem xét về bảo trì bao gồm:

- Thâm nhập và bồi lắng của bùn cát do sóng cao hoặc dòng chảy;

- Trầm tích và bồi lắng bùn cát chảy vào từ các dòng sông;

- Tích tụ và bồi lắng cát trôi;

- Hình thành các doi cát;

- Sạt lở mái dốc dọc luồng tàu;

- Dịch chuyển của bùn cát hoặc thay đổi vị trí bồi lắng do sự xáo trộn tại cảng;

- Xói mòn do dòng chảy hoặc tàu.

Hình 8 - Chuỗi biến dạng của luồng tàu và bể cảng

5.3  Công trình bảo vệ

5.3.1  Quy định chung

Công trình bảo vệ bao gồm đê chắn sóng, đê chắn cát dạng thùng chìm hoặc mái nghiêng, tường biển, kè bờ và các công trình khác.

Đê chắn sóng là loại công trình có chức năng giảm sóng tác động vào công trình cảng và ngăn cản sự bồi lắng cho luồng tàu và bể cảng.

Các nguyên tắc được nêu ở đây đều có thể áp dụng khi thực hiện bảo trì các công trình bảo vệ khác với các loại kể trên.

Công trình bảo vệ phải được bảo trì phù hợp chống lại sự tích lũy các biến dạng tạm thời hoặc dài hạn, suy giảm và hư hỏng các cấu kiện, để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về tính năng, bao gồm cả an toàn và khả năng phục vụ.

Trong bảo trì công trình bảo vệ, cần phải xem xét đầy đủ đến dạng kết cấu và cơ chế của chuỗi biến dạng. Việc kiểm tra, đánh giá phù hợp phải được thực hiện tiến hành và thực hiện các biện pháp cần thiết.

Nguyên nhân chủ yếu gây ra chuỗi biến dạng là do sóng. Ngoài ra, còn có các nguyên nhân khác gây ra bởi dòng chảy, động đất, tác động của tàu, chênh lệch thủy triều, sụt lún do cố kết nền đất, thay đổi nhiệt độ và suy giảm vật liệu. Do vậy, khi bảo trì cần phải xem xét đầy đủ đến các điều kiện này.

5.3.2  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì chính của đê chắn sóng thùng chìm

a) Mặt cắt điển hình của đê chắn sóng thùng chìm được thể hiện ở Hình 9 và Chuỗi biến dạng, yêu cầu bảo trì của đê chắn sóng thùng chìm được thể hiện ở Hình 10, bắt đầu từ các hiện tượng sau:

Hình 9 - Mặt cắt điển hình đê chắn sóng thùng chìm

- Xói đất nền hoặc phân tán đá lớp phủ;

- Trượt, dịch chuyển, nghiêng và lún của thùng chìm;

- Nứt/hư hỏng bê tông đỉnh hay bê tông tường thùng chìm;

- Nứt/hư hỏng thùng chìm;

- Lún và làm phân tán khối tiêu sóng.

b) Từ kết quả kiểm tra các công trình bảo vệ, cần xem xét quyết định có hay không sử dụng Các biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên đánh giá chính xác tác động đến tính năng công trình và xem xét mức độ bảo trì, mức độ quan trọng, thời gian phục vụ của công trình.

c) Khi một biện pháp sửa chữa khắc phục được cho là cần thiết, phương pháp và thời gian thực hiện sửa chữa khắc phục phải được xác định bằng cách xem xét toàn diện đến sự cải thiện tính năng công trình, hiệu quả kinh tế, dễ hoặc khó của việc xây dựng mà các biện pháp sửa chữa khắc phục đó gây ra.

d) Đối với các biến dạng lún, các giải pháp khắc phục có thể bao gồm nâng cao khả năng chống lại các biến dạng, các giải pháp làm giảm áp lực sóng và kết hợp cả hai. Các phương pháp để tăng cường khả năng chống lại các thay đổi bao gồm việc thi công đá đỗ để mở rộng phía sau của đê, tăng chiều rộng đá đổ phía sau đê, và lắp đặt các khối bê tông hình vuông. Các phương pháp để giảm áp lực sóng bao gồm việc thi công các khối tiêu sóng ở phía trước đê.

e) Nứt hoặc tách lớp của thùng chìm hoặc kết cấu bên trên thường được sửa chữa bằng vật liệu chèn, lấp và tương tự.

Hình 10 - Chuỗi biến dạng của đê chắn sóng thùng chìm

5.3.3  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của đê chắn sóng mái nghiêng

a) Mặt cắt điển hình của đê chắn sóng mái nghiêng được thể hiện ở Hình 11 và chuỗi biến dạng của đê chắn sóng mái nghiêng được thể hiện ở Hình 12. Chuỗi này bắt đầu từ các hiện tượng như sau:

- Xói đất nền hoặc phân tán các lớp đá phù trên đê;

- Trượt kết cấu trên;

- Không đảm bảo sức chịu tải của nền;

- Lún, sệ khối đắp thân đê;

- Lún và làm phân tán đá đổ/khối tiêu sóng.

Hình 11 - Mặt cắt điển hình đê chắn sóng mái nghiêng

b) Từ kết quả kiểm tra các công trình bảo vệ, cần xem xét quyết định có hay không sử dụng các biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên đánh giá chính xác tác động đến tính năng công trình và xem xét mức độ bảo trì, mức độ quan trọng, thời gian phục vụ của công trình.

c) Khi một biện pháp sửa chữa khắc phục được cho là cần thiết, phương pháp và thời gian thực hiện sửa chữa khắc phục phải được xác định bằng cách xem xét toàn diện đến sự cải thiện tính năng công trình, hiệu quả kinh tế, dễ hoặc khó của việc xây dựng mà các biện pháp sửa chữa khắc phục đó gây ra.

d) Đối với các biến dạng khối đắp, các phương pháp sửa chữa khắc phục có thể bao gồm các phương pháp nâng cao khả năng chống lại các biến dạng, các phương pháp làm giảm áp lực sóng và kết hợp cả hai. Các giải pháp để tăng cường khả năng chống lại các biến dạng bao gồm việc thi công đá đổ để mở rộng phía sau của đê, tăng chiều rộng đá đổ phía sau đê, và lắp đặt các khối bê tông. Các phương pháp để giảm áp lực sóng bao gồm việc thi công các khối tiêu sóng ở phía trước đê.

Hình 12 - Chuỗi biến dạng của đê chắn sóng mái nghiêng

5.3.4  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của tường biển và kè bờ

Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì cho tường biển và kè bờ được lập dựa trên các chuỗi biến dạng của đê chắn sóng dạng thùng chìm hay đê chắn sóng mái nghiêng như đã trình bày ở Điều 5.3.2, Điều 5.3.3 và chuỗi biến dạng của các dạng công trình bến như trình bày ở Điều 5.4 dưới đây.

5.4  Công trình bến

5.4.1  Quy định chung

Công trình bến bao gồm bến loại trọng lực, bến cọc cừ, bến cầu tàu. Phần này đề cập một số chuỗi biến dạng cho công trình bến điển hình như: bến thùng chìm, bến cọc cừ thép và bến cầu tàu kiểu hở trên nền cọc. Các nguyên tắc nêu trong phần này có thể áp dụng cho việc bảo trì các loại công trình bến khác.

Biến dạng loại tiến triển phổ biến với tất cả các loại công trình bến bao gồm hư hỏng đệm tàu và gờ chắn xe. Nguyên tắc cơ bản áp dụng để bảo trì các thiết bị phụ trợ này là thay thế chúng khi chúng đã mất đi khả năng ban đầu.

Các công trình bến phải được bảo trì phù hợp để các yêu cầu về tính năng liên quan đến an toàn, khả năng sửa chữa được và khả năng sử dụng được đáp ứng bất kể sự tích lũy biến dạng nào theo thời gian, hoặc hư hỏng hoặc suy giảm của các kết cấu.

5.4.2  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của bến trọng lực

a) Kết cấu điển hình của công trình bến trọng lực kiểu thùng chìm thể hiện trên Hình 13.

b) Các nguyên nhân gây ra chuỗi biến dạng cho bến trọng lực bao gồm do sóng và dòng chảy, tác động va đập của tàu, chênh lệch thủy triều, sụt lún do cố kết nền đất, chất tải hàng hóa và động đất. Do vậy, trong bảo trì cần xem xét đầy đủ đến các điều kiện này.

Hình 13 - Kết cấu bến trọng lực kiểu thùng chìm

c) Chuỗi biến dạng cho bến trọng lực được thể hiện trên Hình 14. Các chuỗi biến dạng thể hiện trong hình bằng các đường đứt gãy là loại biến dạng đột ngột. Chuỗi biến dạng này cũng có thể được áp dụng cho các bến trọng lực loại khác. Chuỗi biến dạng này bắt đầu từ các hiện tượng như sau:

- Sụt lún hoặc nghiêng của khối xếp hay lún vật liệu lấp do lún cố kết của nền đất;

- Nghiêng và trượt của khối xếp và kết cấu bên trên;

- Đất lấp chảy ra biển;

- Trượt của lớp bảo vệ mái dốc;

- Sụt lún hoặc tạo hang hốc trong dải mặt bến;

- Chuyển vị của tuyến bến;

- Hư hỏng của kết cấu bê tông cốt thép;

- Và bao gồm các biến dạng đơn giản như: Các hư hỏng của gờ chắn xe hay các đệm va, bích neo, thang lên xuống....

d) Vì các thay đổi xảy ra với các phần từ kết cấu của bến trọng lực liên quan chặt chẽ với nhau, khi xem xét các phương pháp kiểm tra, các hạng mục kiểm tra hiệu quả và rõ ràng sẽ được lựa chọn theo các nguyên tắc của chuỗi biến dạng.

e) Từ kết quả kiểm tra bến trọng lực, cần xem xét quyết định có hay không sử dụng các biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên đánh giá chính xác tác động đến tính năng công trình, mức độ bảo trì, mức độ quan trọng, thời gian phục vụ của công trình.

f) Khi thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục, thì phương pháp và thời gian thực hiện phải xem xét toàn diện đến sự cải thiện tính năng công trình, hiệu quả kinh tế, dễ hoặc khó của các biện pháp sửa chữa khắc phục đó gây ra bao gồm:

Cần phải xem xét đến các ảnh hưởng khi thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục có thể gây ảnh hưởng cho công tác khai thác, hoặc bị yêu cầu hạn chế sử dụng công trình hoặc ngừng khai thác. Do đó, cần phải lưu ý đến quan điểm của người sử dụng công trình.

Đối với bến trọng lực, hầu hết các biến dạng đều có ảnh hưởng đến tính năng của công trình, như biến dạng sụt lún hoặc sụp đổ của dải mặt bến. Các giải pháp xử lý cho những vấn đề này thường tương đối đơn giản. Nếu giải pháp sửa chữa khắc phục với sụt lún của kết cấu trên bằng cách tăng chiều cao của công trình, thì cần phải tiến hành kiểm tra lại sự an toàn và ổn định của công trình.

Hình 14 - Chuỗi biến dạng đối với bến thùng chìm

5.4.3  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của bến tường cừ

a) Dạng kết cấu điển hình của bến tường cừ trình bày như Hình 15 là tường bến bằng cọc ván có neo bao gồm các kết cấu chính như sau:

- Tường bến là cọc ván thép, cọc ván ống thép hoặc cọc ván BTCT dự ứng lực;

- Kết cấu giữ neo là hệ thống cọc xiên chụm, tường neo bằng cọc đứng hoặc bản neo;

- Thanh neo bằng thép tròn liên kết giữa tường bến ở phía trước và kết cấu neo ở phía sau.

Hình 15 - Công trình bến dạng tường cừ cọc ván có neo

b) Các nguyên nhân gây ra chuỗi biến dạng cho bến tường cừ bao gồm sóng, dòng chảy, tác động của tàu trôi va, chênh lệch thủy triều, sụt lún do cố kết nền đất, chất tải hàng hóa, sự suy giảm tính năng của vật liệu và động đất. Do vậy, trong bảo trì cần xem xét đầy đủ đến các điều kiện này.

c) Chuỗi biến dạng cho bến tường cừ được thể hiện ở Hình 16. Các chuỗi biến dạng thể hiện trong hình bằng các đường đứt gãy là loại biến dạng đột ngột. Chuỗi này bắt đầu từ các hiện tượng như sau:

- Chuyển vị tuyến mặt bến;

- Lún/nứt mặt bến;

- Hư hỏng cọc ván;

- Hư hỏng dầm mũ;

- Hư hỏng tấm lát trên mặt bến;

- Hư hỏng gờ chắn hoặc bích neo;

- Hư hỏng đệm tàu;

- Ăn mòn cọc ván thép/cọc ván ống thép.

- Khi công trình sử dụng cọc bê tông thay cho cọc thép, việc bảo trì nên tập trung vào hư hỏng và suy giảm của các bộ phận bê tông.

- Biến dạng tiến triển đối với bến tường cừ bao gồm hư hỏng dải mặt bến do sụt lún do cố kết của vật liệu lấp và phá hủy toàn bộ công trình do sự ăn mòn của các cọc cừ thép.

- Biến dạng đột ngột điển hình đối với bến tường cừ xảy ra khi áp lực đất trên các cọc cừ tăng lên do động đất, dẫn đến sự gia tăng đáng kể phản lực trên các thanh neo, cuối cùng di chuyển các bản neo hoặc làm cho các cọc hoặc cọc neo biến dạng để tạo ra sự không đồng đều của mặt trước của bến, hoặc những nơi mà vật liệu đắp bị lún do động đất làm hỏng dài mặt bến.

d) Do các thay đổi xảy ra với các phần từ kết cấu của bến tường cừ liên quan chặt chẽ với nhau, khi xem xét các phương pháp kiểm tra, các hạng mục kiểm tra và các phương pháp đảm bảo kiểm tra hiệu quả và rõ ràng sẽ được lựa chọn tuân theo các nguyên tắc của chuỗi biến dạng. Các chuỗi biến dạng ảnh hưởng đến bến tường cừ thép bao gồm sự ăn mòn của các cọc cừ thép và sụt lún hoặc sụp đổ của dải mặt bến.

e) Từ kết quả kiểm tra bến tường cừ, cần xem xét quyết định có hay không sử dụng các biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên đánh giá chính xác tác động đến tính năng công trình và xem xét mức độ bảo trì, mức độ quan trọng, thời gian phục vụ của công trình bao gồm:

Chuỗi biến dạng của bến tường cừ được thể hiện như Hình 16, trong đó sự ăn mòn của cọc cử thép là yếu tố chính dẫn đến sự suy giảm tính năng của công trình, trong khi hầu hết biến dạng khác chỉ dẫn đến suy giảm chức năng của công trình.

Đối với bến tường cừ không có bảo vệ chống ăn mòn, phải tính toán tốc độ ăn mòn bằng cách đo độ dày cọc cừ thép còn lại và dự báo ăn mòn trong tương lai. Những quy tắc này cũng áp dụng cho các loại kết cấu thép khác như kết cấu bên dưới của cầu tàu.

f) Khi thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục, phương pháp và thời gian thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục phải được xác định bằng cách xem xét toàn diện đến sự cải thiện tính năng công trình, hiệu quả kinh tế, mức độ khó khăn khi thực hiện công tác sửa chữa đó gây ra.

Hình 16 - Chuỗi biến dạng đối với tường bến cọc cừ

5.4.4  Chuỗi biến dạng và yêu cầu bảo trì của bến cầu tàu

a) Dạng kết cấu điển hình của bến cầu tàu trình bày như trên Hình 17.

Hình 17 - Kết cấu công trình bến dạng bệ cọc

b) Các bến cầu tàu phải được bảo trì có xem xét đầy đủ về loại kết cấu, các điều kiện môi trường và cơ chế của chuỗi biến dạng, thực hiện kiểm tra và đánh giá phù hợp và có các biện pháp sửa chữa khắc phục cần thiết.

Chuỗi biến dạng cho bến cầu tàu dạng hở được trình bày như Hình 18. Các chuỗi biến dạng thể hiện trong hình bằng các đường đứt gãy là loại đột ngột. Sơ đồ chuỗi biến dạng này cũng áp dụng được cho việc bảo trì các công trình bến có kết cấu tương tự. Để bảo trì các tường chắn được xây dựng phía sau cầu tàu, có thể áp dụng các phương pháp bảo trì tương ứng cho các tường bến trọng lực và bến tường cừ.

c) Chuỗi biến dạng điển hình xảy ra đối với cầu tàu bao gồm loại biến dạng tích lũy (ăn mòn các cọc thép, cọc bê tông, và nứt kết cấu trên) và biến dạng đột ngột (hư hỏng của kết cấu bên trên và hư hại hoặc rơi cầu dẫn do áp lực nâng lên do sóng gây ra).

Kết cấu trên của bến cầu tàu thường bao gồm các cấu kiện bê tông như bê tông cốt thép hoặc bê tông dự ứng lực.... Vì kết cấu trên của cầu tàu phải phơi nhiễm trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, nên đòi hỏi bê tông phải có chất lượng cao, tốc độ suy giảm của kết cấu trên cao hơn đáng kể so với các kết cấu phía đất liền. Do đó, tác động của các điều kiện môi trường đến sự xuất hiện và phát triển các biến dạng cần được xem xét đầy đủ khi bảo trì kết cấu trên của bến cầu tàu.

d) Vì các biến dạng xảy ra với các kết cấu của bến cầu tàu liên quan chặt chẽ với nhau, khi xem xét kiểm tra, các hạng mục kiểm tra và phương pháp kiểm tra hiệu quả cần được lựa chọn theo nguyên tắc của chuỗi biến dạng bao gồm:

Chuỗi biến dạng tích lũy chủ yếu được chia thành sự ăn mòn cọc và sự suy giảm tính năng của bê tông. Các chuỗi biến dạng bắt đầu với ăn mòn cọc thép sau đó sẽ xuất hiện và phát triển các biến dạng tiếp theo. Đối với một số chuỗi, ăn mòn cọc có thể dẫn đến hư hỏng hoặc suy giảm an toàn của các kết cấu. Vì vậy, khi sử dụng các chuỗi này, cần phát hiện sớm sự ăn mòn cọc trong các giai đoạn đầu và do đó phải tiến hành kiểm định định kỳ. Đối với biến dạng trung gian với sự suy giảm tính năng của bê tông, được phát hiện với sự hình thành vết nứt của kết cấu trên và ăn mòn cốt thép trong bê tông, do đó cần phải kiểm định định kỳ để phát hiện sớm hiện tượng trên.

Biến dạng đột ngột chủ yếu được chia thành hai chuỗi, cả hai đều có thời gian xảy ra ngắn. Do vậy, những hạng mục kiểm tra gồm những biến dạng và suy giảm tính năng, sự sụp đổ hoặc sụt lún của các kết cấu cầu dẫn và nứt kết cấu bê tông.

e) Từ kết quả kiểm tra các công trình bến cầu tàu, phải xem xét quyết định có hay không sử dụng các biện pháp sửa chữa khắc phục dựa trên đánh giá chính xác tác động đến tính năng công trình và xem xét mức độ bảo trì, mức độ quan trọng, thời gian phục vụ của công trình, tình trạng sử dụng công trình và kế hoạch sử dụng công trình, điều kiện môi trường, tính khả thi của việc thực hiện các biện pháp sửa chữa khắc phục.

f) Khi thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục, phương pháp và thời gian thực hiện cần xem xét toàn diện về khả năng cải thiện tính năng công trình, hiệu quả kinh tế, các điều kiện môi trường và mức độ khó khăn khi thực hiện sửa chữa đó gây ra bao gồm:

- Khi thực hiện biện pháp sửa chữa khắc phục như sửa chữa có thể gây ảnh hưởng công việc bốc xếp, hoặc yêu cầu hạn chế khai thác hoặc ngừng khai thác. Do đó, cần phải lưu ý đến quan điểm của người sử dụng công trình.

- Khi sửa chữa khắc phục kết cấu bên trên cầu tàu, nên thực hiện đánh giá chính xác sự suy giảm tính năng của kết cấu bê tông do ăn mòn cốt thép, dự báo tiến trình suy giảm trong tương lai, xem xét các điều kiện môi trường và xác định phương pháp và thời gian sửa chữa bảo trì.

- Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của kết cấu thép và kết cấu bê tông được trình bày trong Điều 7, lựa chọn các biện pháp sửa chữa khắc phục xem trong Điều 8. Nếu lựa chọn các biện pháp sửa chữa khắc phục hoặc thời điểm thực hiện không phù hợp, có thể dẫn đến công trình nhanh chóng tái diễn các dấu hiệu suy giảm tính năng mới sau khi thực hiện biện pháp sửa chữa. Do đó, cần chú ý đặc biệt đến lựa chọn biện pháp sửa chữa khắc phục phù hợp.

Hình 18 - Chuỗi biến dạng của bến cầu tàu

6  Kiểm định định kỳ công trình cảng biển

6.1  Quy định chung

6.1.1.  Các yêu cầu chính

a) Kiểm định định kỳ là không thể thiếu và phải thực hiện liên tục trong suốt thời gian sử dụng để phục vụ cho công tác bảo trì cho công trình cảng biển, các phương pháp kiểm tra và kết quả kiểm tra phải đánh giá được tính năng của công trình được kiểm tra.

b) Kiểm định định kỳ được thực hiện để kiểm tra và phát hiện càng sớm càng tốt, sự xuất hiện và phát triển của bất kỳ biến dạng nào có thể phát sinh khi công trình được đưa vào sử dụng. Kiểm định định kỳ phải được tiến hành liên tục dựa trên một quy trình bảo trì đã được phê duyệt từ trước. Điều này cho phép thu thập dữ liệu tuần tự liên quan đến sự xuất hiện và phát triển biến dạng và thông qua so sánh với kết quả kiểm định ban đầu và các kết quả kiểm định trước đó, cho phép đánh giá chính xác tính năng công trình. Chi tiết về kiểm định định kỳ được quy định cho từng công trình từ Điều 6.2 đến Điều 6.4 dưới đây.

c) Nội dung kiểm định định kỳ bao gồm kiểm tra cơ bản bằng phương pháp trực quan (Kiểm tra bằng mắt kết hợp với đo lường đơn giản) cho các phần trên mực nước và kiểm tra bằng thiết bị chuyên dụng cho các phần dưới nước hoặc ẩn dấu (bằng khảo sát lặn và các thiết bị chuyên dụng) để đánh giá định lượng mức độ hư hỏng và suy giảm tính năng của kết cấu hay toàn bộ công trình.

1) Kiểm tra bằng trực quan:

Kiểm tra bằng trực quan là kiểm tra bằng mắt và các thiết bị khảo sát đơn giản được thực hiện cho từng kết cấu hoặc hạng mục của công trình. Chúng cần phải tiến hành kiểm định định kỳ và liên tục để theo dõi sự phát triển của biến dạng.

Mức độ suy giảm tính năng của kết cấu được chia thành bốn mức (a, b, c và d) như trong Bảng 1. Các thiết bị dùng để kiểm tra trực quan (búa, thước thép, kính núp, thước đo bề rộng vết nứt, máy ảnh...). Kiểm tra trực quan được thực hiện trên toàn bộ công trình cho phần kết cấu trên mực nước.

Bảng 1 - Phân loại kết quả kiểm tra theo mức độ xuống cấp

Phân chia kết cấu để kiểm tra và hạng mục công trình để đánh giá trong kiểm định định kỳ của từng công trình được trình bày trong Bảng 2.

Bảng 2 - Phân chia hạng mục kết cấu để kiểm tra và đánh giá

2) Kiểm tra bằng thiết bị chuyên dụng:

Bằng cách sử dụng thợ lặn hoặc thiết bị, hoặc thông qua việc tháo dỡ giới hạn các kết cấu của công trình, kiểm tra bằng thiết bị chuyên dụng phải được thực hiện để đạt các mục đích sau:

- Kiểm tra những kết cấu không thể kiểm tra bằng quan sát trực quan (kiểm tra các kết cấu dưới nước bằng cách khảo sát lặn);

- Xác minh định lượng các điểm kiểm tra bằng kiểm tra trực quan và khảo sát lặn;

- Thu thập dữ liệu để loại trừ các nguyên nhân gây biến dạng;

- Thu thập dữ liệu để dự báo tiến trình suy giảm tính năng trong tương lai.

d) Tần suất kiểm định định kỳ cần được xác định một cách thích hợp cho từng công trình được kiểm định, dựa trên sự hiểu biết đầy đủ về bản chất, sự xuất hiện và phát triển của các biến dạng. Tần suất kiểm định định kỳ phải được quy định trong quy trình bảo trì của công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Thời gian sử dụng công trình;

- Loại hình kết cấu chính của công trình;

- Tần suất khai thác của công trình;

- Chất lượng hiện tại của công trình;

- Điều kiện môi trường...

Tần suất kiểm định định kỳ phải được lập trong quy trình bảo trì và được chủ đầu tư phê duyệt. Phương pháp lựa chọn tần suất kiểm định định kỳ tham khảo Phụ lục F.

e) Các nội dung kiểm tra, phương pháp kiểm tra và các tiêu chí đánh giá cho từng kết cấu công trình cảng biển được trình bày ở Điều 6.2 đến Điều 6.4 và xem Phụ lục A. Việc đánh giá tính năng công trình được trình bày trong Điều 6.1.2.

6.1.2.  Phương pháp đánh giá

a) Quy trình đánh giá tính năng của công trình dựa trên kết quả kiểm tra (a, b, c và d) của từng kết cấu, hạng mục công trình được kiểm tra, như thể hiện trong Hình 19.

Hình 19 - Trình tự kiểm tra và đánh giá đối với công trình

b) Để đánh giá chính xác dựa trên kết quả kiểm tra phải thiết lập trước tiêu chí đánh giá cho từng kết cấu, hạng mục công trình xem Phụ Lục A và phải phân loại kiểm tra dựa trên tầm quan trọng đối với tính năng của công trình.

Phân loại kiểm tra dựa trên tầm quan trọng đối với tính năng của công trình được chia thành ba loại kiểm tra bao gồm: Loại I, Loại II và Loại III như quy định trong Bảng 3 và xem Điều 6.2 đến Điều 6.4.

Bảng 3 - Phân loại hạng mục kiểm tra theo tầm quan trọng

c) Kết quả đánh giá tính năng công trình phải phân loại thành (A, B, C và D) như trong Bảng 4. Kết quả đánh giá cho công trình phải xem xét đến điều kiện môi trường xung quanh và các thay đổi bất thường theo thời gian.

Bảng 4 - Phân loại các kết quả đánh giá tính năng công trình

d) Để đánh giá toàn diện công trình phải dựa trên kết quả kiểm tra cho hạng mục theo mức độ suy giảm tính năng (a, b, c, d) và dựa trên loại kiểm tra (I, II, III). Ngoài ra còn cần phải dựa trên kết quả phân tích khả năng chịu lực cho công trình bằng các tính toán chi tiết (như phân tích kết cấu). Phương pháp và trình tự đánh giá tính năng của toàn bộ công trình như trong Bảng 5 và tham khảo Phụ lục C.

Bảng 5 - Phương pháp xếp hạng kết quả đánh giá

Kết quả của “đánh giá’’ như trên cho thấy mức độ suy giảm chung của công trình và là thông số định tính về mức độ suy giảm của tính năng công trình. Do vậy, để đưa ra các biện pháp sửa chữa khắc phục phù hợp cho công trình phải dựa trên kết quả đánh giá toàn diện được xem xét đến các yếu tố sau: Chương trình bảo trì, tầm quan trọng, tuổi thọ theo thiết kế, tình trạng sử dụng và kế hoạch sử dụng công trình, khó khăn trong công tác bảo trì, chi phí bảo trì công trình...

6.2  Kiểm định định kỳ luồng tàu và bể cảng

6.2.1.  Các yêu cầu chính

Nội dung và phương pháp kiểm định định kỳ và các tiêu chuẩn áp dụng của kiểm tra định kỳ cho độ sâu và tình trạng kỹ thuật luồng tàu và bể cảng được trình bày trong Bảng 6. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Nội dung và phương pháp kiểm định định kỳ cho phao tiêu báo hiệu luồng tàu và bể cảng được thực hiện theo quy định về phân cấp chế tạo phao neo, phao tín hiệu [1].

Bảng 6 - Nội dung và phương pháp kiểm định định kỳ luồng tàu và bể cảng

6.2.2.  Đánh giá kết quả kiểm định định kỳ

Tác động gây ra biến dạng xảy ra với luồng tầu và bể cảng phải được đánh giá theo cách tiếp cận được mô tả trong Điều 6.1.2.

Kết quả đánh giá, phải dựa vào các “Mức kiểm tra” và được phân loại như trong Bảng 5, cho giá trị từ A đến D. Tiêu chí quan trọng nhất đối với luồng tàu và bể cảng là độ sâu nước có đạt theo yêu cầu thiết kế hay không.

Phân chia Loại mục đánh giá cho luồng tàu và bể cảng phải tương ứng với việc đánh giá cho từng vùng có cùng độ sâu nước thiết kế.

6.3  Kiểm định định kỳ công trình bảo vệ

6.3.1.  Các yêu cầu chính

a) Đê chắn sóng thùng chìm

Nội dung và phương pháp và các tiêu chuẩn áp dụng của kiểm định định kỳ đê chắn sóng thùng chìm được trình bày trong Bảng 7. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 7 - Nội dung và phương pháp kiểm định định kỳ đê chắn sóng thùng chìm

b) Đê chắn sóng mái nghiêng

Nội dung, phương pháp và các tiêu chuẩn áp dụng của kiểm tra định kỳ đê chắn sóng mái nghiêng được trình bày trong Bảng 8. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 8 - Nội dung và phương pháp kiểm định định kỳ đê chắn sóng mái nghiêng

c) Tường biển, kè bờ

Nội dung, phương pháp và các tiêu chuẩn áp dụng của kiểm định định kỳ tường biển, kè bờ được trình bày trong Bảng 9. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 9 - Nội dung và phương pháp của kiểm định định kỳ tường biển, kè bờ

d) Nội dung và khối lượng kiểm định định kỳ:

Đối với kiểm tra trực quan (cho phần trên mực nước biển): Kiểm tra 100 % số lượng cấu kiện.

Đối với kiểm tra trực quan (cho phần khó kiểm tra bằng phương pháp lặn khảo sát) và Kiểm tra chi tiết (bằng thiết bị chuyên dụng) thì nội dung và khối lượng kiểm định phải được tư vấn lập phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Thời gian sử dụng công trình;

+ Giải pháp kết cấu chính của công trình;

+ Tần suất khai thác của công trình;

+ Chất lượng của công trình được đánh giá trong lần kiểm định trước;

+ Điều kiện môi trường....

6.3.2.  Đánh giá kết quả kiểm tra

Tác động của biến dạng đã xảy ra với các công trình bảo vệ phải được đánh giá thích hợp theo cách tiếp cận được mô tả trong Điều 6.1.2.

Kết quả đánh giá, phải dựa vào các “Mức kiểm tra theo tầm quan trọng” và được đánh giá theo phương pháp nêu trong Bảng 5, sẽ có các giá trị từ A đến D.

Mức phân chia các hạng mục để đánh giá cho công trình bảo vệ nên được tính trên mỗi thùng chìm đối với đê chắn sóng và mỗi nhịp của kết cấu bên trên cho kè và đê như trong Bảng 2. Tuy nhiên, khi công trình dài, có thể phân chia một cách thích hợp bằng cách chia thành các phần từ 200 đến 500 m, cùng với xem xét kết hợp với loại kết cấu và thời gian sử dụng của công trình một cách hợp lý.

6.4  Kiểm định định kỳ công trình bến

6.4.1  Các yêu cầu

a) Bến trọng lực

Nội dung, phương pháp và tiêu chuẩn áp dụng của kiểm định định kỳ bến trọng lực được trình bày trong Bảng 10. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 10 - Nội dung, phương pháp của kiểm định định kỳ bến trọng lực

b) Bến tường cừ

Nội dung, phương pháp và tiêu chuẩn áp dụng của kiểm định định định kỳ bến tường cừ được trình bày trong Bảng 11. Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 11 - Nội dung, phương pháp kiểm tra của kiểm định định kỳ bến tường cừ

c) Bến cầu tàu trên nền cọc

Nội dung, phương pháp và tiêu chuẩn áp dụng của kiểm định định định kỳ bến cầu tàu được trình bày trong Bảng 12 Các tiêu chí đánh giá xem Phụ lục A.

Bảng 12 - Nội dung, phương pháp kiểm định định kỳ bến cầu tàu trên nền cọc

d) Công trình phụ trợ

Nội dung, phương pháp kiểm tra định kỳ công trình phụ trợ được trình bày trong Bảng 13. Các tiêu chí đánh giá xem phụ lục A.

Bảng 13 - Nội dung, phương pháp kiểm tra của kiểm định định kỳ công trình phụ trợ

e) Nội dung và khối lượng kiểm định định kỳ:

- Đối với kiểm tra trực quan (cho phần trên mực nước biển): Kiểm tra 100 % số lượng cấu kiện.

- Đối với kiểm tra trực quan (cho phần khó kiểm tra bằng phương pháp lặn khảo sát) và kiểm tra chi tiết (bằng thiết bị chuyên dụng) thì nội dung và khối lượng kiểm định định kỳ phải được tư vấn lập và đưa vào quy trình bảo trì phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+ Thời gian sử dụng công trình;

+ Giải pháp kết cấu chính của công trình;

+ Tần suất khai thác của công trình;

+ Chất lượng hiện tại của công trình;

+ Điều kiện môi trường....

6.4.2  Đánh giá kết quả kiểm tra

Tác động của các biến dạng đã xảy ra đối với các Công trình bến cần được đánh giá thích hợp theo cách tiếp cận đã mô tả trong Điều 6.1.2.

Kết quả đánh giá, phải dựa vào các “Loại kiểm tra theo tầm quan trọng” và được đánh giá theo phương pháp nêu trong Bảng 5, sẽ có các giá trị từ A đến D.

Mức độ đánh giá đối với các công trình bến phải là một bến như được nêu trong Bảng 2. Tuy nhiên, khi công trình dài hoặc thuộc loại kết cấu đặc biệt, có thể phân chia một bến thành các phân khu thích hợp.

7  Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của công trình cảng biển

7.1  Quy định chung

Dự báo tiến trình suy giảm tính năng để dự báo thời gian khai thác còn lại của công trình. Thời gian khai thác còn lại là chiều dài thời gian một công trình hay hạng mục có thể được sử dụng một cách kinh tế trước khi hư hỏng hay thoái hóa làm gián đoạn hoạt động của hạng mục hay đe dọa đến an toàn công trình.

Phần này chỉ đề cập đến dự hai vật liệu xây dựng sử dụng phổ biến nhất cho các công trình cảng: bê tông và thép. Thời gian khai thác còn lại có thể kéo dài thông qua bảo trì và sửa chữa tập trung vào kiểm soát các bộ phận.

7.2  Dự báo tiến trình suy giảm tính năng

7.2.1  Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của kết cấu thép

a) Dự báo tiến trình suy giảm tính năng cho thép không có bảo vệ chống ăn mòn

Đối với thép không được bảo vệ chống ăn mòn, việc giảm độ dày của thép thu được bằng phép đo độ dày được chia cho số năm trôi qua để tính tốc độ ăn mòn. Sử dụng tốc độ ăn mòn này cho phép dự báo độ dày còn lại trong tương lai. Tốc độ ăn mòn của thép trong nước biển bị ảnh hưởng rất lớn bởi ôxy hòa tan trong nước, điện trở, tốc độ dòng chảy và các yếu tố khác. Nếu các yếu tố này thay đổi hoặc được dự kiến sẽ thay đổi lớn trong suốt thời gian sử dụng của công trình, thì cần xem xét sự thay đổi của tốc độ ăn mòn.

Tốc độ ăn mòn hiện tại phải được xác định dựa trên việc đo độ dày của thép và dự báo tiến trình ăn mòn trong tương lai. Cường độ còn lại của kết cấu thép nên được đánh giá theo yêu cầu dựa trên kết quả dự báo ăn mòn.

b) Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của hệ thống bảo vệ catốt

Trong trường hợp thép được bảo vệ bởi bảo vệ catốt, tốc độ tiêu thụ anốt phải được tính dựa trên các phép đo tiêu thụ anốt để dự báo mức tiêu thụ anốt trong tương lai.

Đo mức tiêu thụ anốt cho phép dự báo mức tiêu thụ trong tương lai và tuổi thọ còn lại của hệ thống bảo vệ catốt. Hình 20 cho thấy kết quả của một nghiên cứu về tiêu thụ anốt. Anốt có tuổi thọ mười năm. Sau khoảng thời gian mười năm, anốt vẫn tồn tại. Nó đã được dự kiến sẽ được tiêu thụ hoàn toàn trong khoảng năm đến tám năm. Ngày thay thế anode có thể được xác định đúng dựa trên kết quả kiểm tra.

Hình ảnh về tác động của thời gian thay thế anốt trên dòng điện để bảo vệ chống ăn mòn được thể hiện trong Hình 21. Nếu một anốt được thay thế bằng một anốt khác trước khi nó được tiêu thụ hoàn toàn, thì lớp mạ điện hình thành (điện cực) vẫn còn trên bề mặt thép. Do đó, dòng điện tiêu thụ tại thời điểm thay thế anốt có thể được giảm. Nếu một anốt được thay thế bằng một anốt khác sau khi tiêu thụ hoàn toàn, thì lớp mạ điện đã bị mất và cần có dòng điện bổ sung để hình thành lớp mạ điện. Do đó, anốt nên được thay thế bằng cái khác trước khi nó bị tiêu thụ hoàn toàn.

Hình 20 - Biểu đồ tiêu thụ anốt

Tốc độ tiêu thụ anốt, như tốc độ ăn mòn của thép, bị ảnh hưởng bởi ôxy hòa tan trong nước biển, điện trở, tốc độ dòng chảy và các yếu tố khác, cần lưu ý rằng tốc độ tiêu thụ có thể thay đổi khi các yếu tố này thay đổi lớn trong suốt thời gian phục vụ của anốt.

Hình 21 - Hình ảnh ảnh hưởng của thời gian thay anốt đến ăn mòn

c) Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của lớp phủ bảo vệ kết cấu thép

Trong trường hợp thép được bảo vệ bởi lớp phủ, sự phá hoại được dự báo bằng cách sử dụng một mô hình phá hoại thích hợp dựa trên các đặc tính của từng phương pháp tạo lớp phủ. Nếu việc lựa chọn một mô hình phá hoại thích hợp là khó khăn, sự phá hoại có thể được dự báo bằng cách sử dụng mức độ phá hoại của kết cấu như là một chỉ số.

Cơ chế phá hoại của lớp phủ bảo vệ thay đổi rất nhiều theo vật liệu phủ và phương pháp ứng dụng đã được áp dụng. Cơ chế tiến triển phá hoại đã được xác định trong hầu hết các trường hợp. Phát triển một mô hình phá hoại thích hợp thường là khó khăn. Do đó, hiện tại có thể dự báo tiến trình suy giảm tính năng bằng mô hình chuỗi Markov sử dụng mức độ suy giảm tính năng (a, b, c hoặc d) của kết cấu như là một chỉ số phá hoại.

7.2.2  Dự báo tiến trình suy giảm tính năng của kết cấu bê tông

a) Dự báo tiến trình suy giảm tính năng do ion Cl^- xâm nhập vào kết cấu bê tông

Để dự báo tiến trình suy giảm tính năng do xâm nhập ion Cl^- vào trong kết cấu bê tông, nên dự báo thời điểm bắt đầu ăn mòn của cốt thép bằng cách dự báo sự xâm nhập của ion Cl^- và tiến trình ăn mòn của cốt thép.

- Tiến trình suy giảm tính năng về cơ bản nên được dự báo dựa trên kết quả kiểm tra và khảo sát. Như các thông số để dự báo sự xâm nhập của ion Cl^-, nên sử dụng kết quả nghiên cứu về hàm lượng clorua trong bê tông bằng cách lấy bê tông từ công trình thực tế. Tốc độ ăn mòn của cốt thép cần thiết để dự báo tiến trình ăn mòn của cốt thép có thể được ước tính dựa trên kết quả kiểm tra và khảo sát bằng phương pháp điện hóa và các phương pháp khác. Tuy nhiên, hiện nay, không thể phủ nhận rằng tốc độ ăn mòn không thể ước tính được một cách chính xác. Do đó tích lũy kết quả của các nghiên cứu tiếp theo là cần thiết.

- Để dự báo tiến trình ăn mòn của cốt thép, xác định tốc độ ăn mòn của cốt thép là cần thiết. Tốc độ ăn mòn sau khi bắt đầu ăn mòn cốt thép được xác định bởi các điều kiện cung cấp nước và ôxy cần thiết cho phản ứng ăn mòn. Do đó, tốc độ ăn mòn thay đổi tùy theo môi trường của kết cấu hoặc chất lượng bê tông. Ảnh hưởng của các yếu tố này nên được xem xét khi xác định tốc độ ăn mòn thích hợp. Nếu thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép và tiến trình ăn mòn cốt thép có thể dự báo được, việc giảm tiết diện của cốt thép và giảm tính năng kết cấu của các bộ phận bê tông cốt thép có thể dự báo được.

b) Dự báo thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép trong bê tông.

Thời điểm bắt đầu ăn mòn cốt thép trong bê tông nên được xác định dựa trên hàm lượng clorua trong bê tông tại vị trí của cốt thép. Bê tông có tính kiềm cao (pH lớn hơn 12), do đó, cốt thép trong bê tông không có khả năng bị ăn mòn. Nếu các ion Cl^- xâm nhập vào bê tông tới hàm lượng clorua nhất định (C_lim gọi là hàm lượng clorua giới hạn cho sự xuất hiện của ăn mòn) đạt được tại vị trí của cốt thép, màng thụ động của cốt thép bị phá hủy và sau đó bắt đầu ăn mòn. Giới hạn hàm lượng clorua khi xảy ra ăn mòn C_lim  là từ 1,2 đến 2,4 kg/m³. Nên sử dụng giới hạn 2,0 kg/m³ cho bê tông thông thường [13]. Tuy nhiên, hàm lượng giới hạn có thể cao hơn trong trường hợp lớp phủ bê tông dày hơn hoặc trong trường hợp các lỗ rỗng trong bê tông chứa đầy nước như trong điều kiện dưới nước biển, không có đủ ôxy cho phản ứng ăn mòn. Do đó, cốt thép rất khó bị ăn mòn ngay cả hàm lượng clorua cực cao.

Sự xâm nhập của ion Cl^- trong bê tông có thể được dự báo bằng định luật thứ hai của Fick. Sự chuyển động của các ion Cl^- trong bê tông có thể được coi là một hiện tượng khuếch tán. Kết quả thu được bằng cách giải Phương trình (1) được gọi là định luật thứ hai của Fick trong các điều kiện biên thích hợp có thể được sử dụng. Phương trình (2) thu được bằng cách giải Phương trình (1) trong khi đặt hàm lượng clorua ban đầu (C_inc = 0) và giả sử rằng nồng độ clorua trên bề mặt bê tông là không đổi theo thời gian. D_ap trong Phương trình (2) đã được định nghĩa là “hệ số khuếch tán biểu kiến” bởi vì C(x,t) có nghĩa là tổng hàm lượng clorua trên một đơn vị thể tích của bê tông thay vì hàm lượng clorua trong pha lỏng được xác định theo Phương trình (1).

trong đó,

C  hàm lượng clorua trong pha lỏng (trong dung dịch),

D_c  hệ số khuyếch tán của ion Cl-,

X  khoảng cách từ bề mặt bê tông

t  thời gian.

Trong đó,

C (x,t)  hàm lượng clorua (kg/m³) ở độ sâu tính từ bề mặt bê tông x (cm) và thời gian t (năm);

C₀  hàm lượng clorua trên bề mặt bê tông (kg/m³);

D_ap  hệ số khuếch tán biểu kiến của ion Cl^- (cm²/năm);

e_rf  hàm sai số;

C_inc  hàm lượng clorua ban đầu trong bê tông sau khi xây dựng (kg/m³).

Trong Phương trình (2) được sử dụng để dự báo, hệ số khuếch tán biểu kiến D_ap phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của bê tông. Đó là vì, D_ap bị ảnh hưởng đáng kể bởi tỷ lệ nước/xi măng W/C và loại xi măng. Hàm lượng clorua trên bề mặt bê tông C₀ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường (ví dụ: vùng thủy triều và vùng nước bắn). Trong trường hợp có kết quả kiểm tra và khảo sát liên quan đến phân bố hàm lượng clorua, C₀ và D_ap có thể thu được thông qua phân tích hồi quy phân bố hàm lượng clorua Phương trình (2). Tuy nhiên, cần lưu ý rằng kết quả kiểm tra và các khảo sát liên quan đến C₀ và D_ap khác nhau ngay cả trong cùng một kết cấu.

Sự xâm nhập của ion Cl^- trong bê tông cần được dự báo đúng khi xét đến chất lượng của bê tông và môi trường mà kết cấu đang hoạt động. C_lim nên được xác định chính xác khi không chỉ xét đến lớp phủ bê tông và điều kiện thời tiết mà còn cả tầm quan trọng và tuổi thọ thiết kế của công trình. Trong các lần kiểm tra và khảo sát, mối quan hệ giữa hàm lượng clorua trong bê tông tại vị trí cốt thép và sự ăn mòn của cốt thép sẽ được xác định. Giá trị thu được có thể được sử dụng để chỉ định C_lim. Sự ăn mòn của cốt thép có thể được xác nhận bằng phá bỏ lớp bê tông cục bộ.

Thay C_lim thu được như mô tả ở trên, chiều dày lớp phủ bê tông, hàm lượng clorua trên bề mặt bê tông C₀ và hệ số khuếch tán biểu kiến D_ap vào Phương trình (2) tính ra thời gian bắt đầu ăn mòn của cốt thép t_lim. Thời gian bắt đầu ăn mòn của cốt thép t_lim phải vượt quá tuổi thọ thiết kế.

Trong trường hợp không có kết quả khảo sát hiện trường, giá trị của C₀ và D_ap tham khảo Phụ lục D.

c) Dự báo tiến trình ăn mòn của cốt thép trong bê tông.

Tiến trình ăn mòn của cốt thép trong bê tông cần được dự báo chính xác khi xem xét chất lượng của bê tông và môi trường mà kết cấu đang hoạt động.

Phản ứng ăn mòn của cốt thép cần ôxy và nước. Kết cấu bê tông tại các cảng được cung cấp đủ nước. Tốc độ ăn mòn của cốt thép phụ thuộc nhiều vào việc cung cấp ôxy. Tốc độ di chuyển của oxy trong bê tông phụ thuộc nhiều vào hàm lượng nước của bê tông. Hàm lượng nước càng cao, chuyển động của ôxy càng chậm. Do đó, người ta đã biết rằng các kết cấu bê tông dưới nước hiếm khi bị phản ứng ăn mòn vì chỉ có một lượng nhỏ ôxy có sẵn trên bề mặt bê tông và ôxy di chuyển chậm trong bê tông dẫn đến lượng ôxy cực nhỏ cung cấp cho thép trong bê tông. Tuy nhiên, ngay cả ở khu vực dưới nước, nếu xảy ra nứt vỡ quá mức trong bê tông, sự ăn mòn có thể chỉ xảy ra tại điểm nứt. Trong các khu vực nước bắn đến hoặc trong các điều kiện tương tự, nước biển có sẵn rất nhiều và kết cấu liên tục tiếp xúc với không khí trong khí quyển được cung cấp ôxy. Điều kiện này thuận lợi cho sự ăn mòn của cốt thép trong bê tông. Do đó, khi dự báo tiến trình ăn mòn, môi trường của kết cấu nên được xem xét đúng.

Một mô hình đơn giản về tiến trình ăn mòn của cốt thép trong bê tông được thể hiện trong Hình 22. Ăn mòn xảy ra tại một điểm và cốt thép bị ăn mòn và trương nở, gây ra nứt do ăn mòn. Sau đó, tốc độ ăn mòn tăng và tiến trình ăn mòn được tăng tốc.

Hình 22 - Ăn mòn cốt thép thay đổi theo thời gian

Việc dự báo tiến trình ăn mòn cốt thép trong bê tông theo phương pháp này là rất khó khăn và phức tạp. Do đó một phương pháp đơn giản hơn được khuyến cáo sử dụng đó là mô hình chuỗi Markov. Nội dung của phương pháp mô hình chuỗi Markov được trình bày ở Điều 7.2.3 dưới đây.

7.2.3  Dự báo tiến trình suy giảm tính năng cho công trình bằng Mô hình chuỗi Markov

Trong trường hợp cơ chế suy giảm tính năng không rõ hoặc mô hình hóa cơ chế suy giảm tính năng là khó khăn, sử dụng mô hình chuỗi Markov làm mô hình ngẫu nhiên cho phép dự báo tiến trình suy giảm tính năng công trình.

Trong trường hợp đã biết cơ chế suy giảm tính năng, cũng có thể mô hình hóa bằng mô hình chuỗi Markov.

Mô hình này có hiệu quả khi điều kiện ăn mòn thay đổi trong cùng một kết cấu và khó khăn trong việc đánh giá.

Trong trường hợp khi phân bố các điều kiện suy giảm tính năng và thời gian trôi qua đã được biết trong cùng một kết cấu, tiến trình suy giảm tính năng có thể được dự báo bằng mô hình chuỗi Markov.

Khi áp dụng mô hình chuỗi Markov, số lượng trạng thái con đại diện cho điều kiện của mô hình phải được chỉ định đúng.

Phương pháp lập mô hình Markov tham khảo Phụ lục D.

8  Lựa chọn các phương pháp sửa chữa khắc phục

8.1  Quy định chung

Kết cấu công trình cảng thông thường được hình thành từ hai loại vật liệu chính là: Kết cấu bê tông có/không cốt thép (BTCT và BT) và kết cấu thép.

Với đặc điểm về kết cấu và vật liệu nêu trên, trong tiêu chuẩn này trình bày 02 nhóm phương pháp sửa chữa kết cấu như sau:

Các phương pháp sửa chữa đối với các kết cấu thép;

Các phương pháp sửa chữa đối với kết cấu BTCT.

8.2  Kết cấu thép

8.2.1.  Yêu cầu chung

Ăn mòn là nguyên nhân chính gây hư hỏng cho kết cấu thép và các bộ phận. Mức độ ăn mòn sẽ rất khác nhau khi kết cấu thép ở vùng tiếp xúc với vùng khí quyển, vùng nước bắn, vùng thủy triều hay vùng ngập nước. Việc lựa chọn kỹ thuật sửa chữa cần phải xem xét đến mỗi điều kiện khác nhau cũng như một số yếu tố khác như:

- Nhiệm vụ của công trình và tuổi thọ yêu cầu;

- Mức độ hư hỏng suy giảm tính năng thông qua kiểm tra, đánh giá;

- Tuổi thọ tính toán khi sửa chữa và khi không sửa chữa;

- Khả năng chịu tải của công trình;

- Các vấn đề liên quan đến việc huy động thiết bị, người và vật liệu để sửa chữa/bảo dưỡng;

- Điều kiện thi công sửa chữa (thủy triều, dòng chảy, sóng, tàu ra vào khai thác);

- Kinh tế và việc cân bằng các yếu tố khác.

8.2.2.  Kế hoạch sửa chữa

Bảo vệ và sửa chữa kết cấu thép cho công trình cảng phải được kiểm soát bởi kỹ sư chuyên ngành và thiết bị phù hợp.

Bước lập kế hoạch ban đầu để thiết lập phương pháp sửa chữa phải bao gồm xem xét các báo cáo kiểm tra trước để xác định phạm vi hư hỏng hoặc suy giảm tính năng, tốc độ suy giảm tính năng và các hạn chế vận hành cụ thể của công trình do suy giảm tính năng. Khi phạm vi của các yêu cầu sửa chữa, bao gồm các ưu tiên, được thiết lập, cần xác định cách thực hiện công việc, tự sửa chữa hay thuê theo hợp đồng.

8.2.3.  Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn và sửa chữa kết cấu thép

a) Kết cấu thép không được bảo vệ chống ăn mòn

Đối với các kết cấu thép không được bảo vệ chống ăn mòn áp dụng phương pháp hàn gia cố hoặc thay thế nếu không đảm bảo tính năng theo yêu cầu của thiết kế. Đối với các kết cấu còn đủ khả năng làm việc, áp dụng các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn như dưới đây.

b) Các phương pháp chống ăn mòn bằng các lớp sơn, phủ

- Sơn;

- Lớp phủ chống ăn mòn chất lượng cao;

- Lớp phủ màng siêu dày;

- Lớp phủ bằng kim loại chống ăn mòn;

- Lớp phủ đóng rắn trong nước;

- Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ;

- Lớp phủ vữa bê tông.

c) Các phương pháp chống ăn mòn bằng bảo vệ catốt

- Bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh;

- Bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài;

8.2.4.  Lựa chọn các phương pháp chống ăn mòn và sửa chữa khắc phục cho kết cấu thép.

Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn và sửa chữa khắc phục phải giải quyết cả hai vấn đề, cần thiết sửa chữa ngay lập tức để khôi phục kết cấu đầy đủ (hoặc chỉ định khác) và các biện pháp bảo vệ cần thiết để ngăn chặn sự ăn mòn thêm. Việc lựa chọn một phương thức để khôi phục khả năng kết cấu có thể đơn giản, thường được kiểm soát bởi mức độ và tốc độ suy giảm tính năng. Các quyết định về mức độ bảo vệ cần thiết để ngăn chặn sự ăn mòn trong tương lai có thể khó khăn hơn. Nói chung, những quyết định này bị chi phối bởi vấn đề kinh tế.

Mỗi quyết định lựa chọn phương pháp chống ăn mòn hoặc sửa chữa phải cân nhắc cẩn thận các yêu cầu vận hành dài hạn và các yếu tố môi trường hiện tại (thủy triều và dòng chảy) mà có thể làm tăng tốc độ ăn mòn trước khi đánh giá chi phí ban đầu và vòng đời. Trong nhiều trường hợp, kết hợp bảo vệ catốt và lớp phủ bảo vệ trong quyết định khắc phục có thể có hiệu quả nhất về chi phí trong dài hạn.

Lựa chọn các phương pháp chống ăn mòn hay sửa chữa kết cấu thép cần dựa trên kết quả kiểm tra và đánh giá theo các tiêu chí xem Phụ lục A. Các phương pháp chống ăn mòn cho cọc thép có thể xem TCVN 11197:2015.

Sơ đồ quy trình lựa chọn phương pháp chống ăn mòn và sửa chữa các kết cấu thép của cảng chưa được bảo vệ chống ăn mòn dựa trên tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng được thể hiện trong Hình 23.

Hình 23 - Sơ đồ lựa chọn phương pháp sửa chữa cho kết cấu thép chưa được bảo vệ chống ăn mòn

Sơ đồ quy trình lựa chọn phương pháp sửa chữa các kết cấu thép được bảo vệ chống ăn mòn bằng phương pháp sơn hoặc bằng các lớp phủ dựa trên tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng được thể hiện trong Hình 24. Các tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng xem Phụ lục A.

Đối với các cọc thép được bảo vệ catốt, sử dụng phương pháp đo điện thế bảo vệ để kiểm tra. Nếu điện thế bảo vệ không đạt yêu cầu cần kiểm tra thêm bằng đo chiều dày cọc thép và tình trạng của hệ thống bảo vệ. Trong trường hợp này, phương pháp bảo trì và sửa chữa thực hiện theo sơ đồ đối với thép không được bảo vệ chống ăn mòn.

Hình 24 - Sơ đồ lựa chọn phương pháp sửa chữa cho kết cấu thép được bảo vệ chống ăn mòn bằng sơn hoặc các lớp phủ

8.3  Kết cấu bê tông cốt thép

8.3.1  Yêu cầu chung

a) Yêu cầu kỹ năng chuyên môn:

Hầu hết các công nghệ và phương pháp sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép đều đặt ra các yêu cầu về: Các kỹ năng thông thường liên quan đến kết cấu bê tông; Hiểu biết về các dạng kết cấu công trình xây dựng; Gia công lắp đặt cốt thép; Trộn và đầm bê tông; Công tác hoàn thiện; Bảo dưỡng.

Kỹ năng và kinh nghiệm chuyên môn là yêu cầu cần thiết cho việc xử lý và sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép. Đặc biệt, bê tông phun đòi hỏi người điều khiển vòi phun phải có tay nghề cao để đảm bảo chất lượng, cần sử dụng những cán bộ kỹ thuật có kinh nghiệm khi pha trộn các thành phần epoxy, phun epoxy để hàn gắn kín các vết nứt và mối nối.

Việc sửa chữa dưới nước, tùy thuộc vào độ phức tạp của công việc, đòi hỏi kỹ năng chuyên sâu về thi công bê tông, làm sạch dưới nước, sử dụng thiết bị khoan cắt dưới nước, sử dụng các loại vật liệu cho việc phủ và chèn khe dưới nước.

b) Yêu cầu thiết bị chuyên dụng

Yêu cầu thiết bị chuyên dụng được áp dụng với nhiều công việc và thường đưa ra yêu cầu về kỹ năng nhân sự. Việc áp dụng công nghệ phun cũng như bơm bê tông đòi hỏi phải có bộ thiết bị chuyên dụng và hoàn chỉnh, cũng như bê tông được bơm.

Việc sửa chữa trên mặt nước yêu cầu thiết bị phun tạo nhám và làm sạch bề mặt bằng khí nén, máy trộn, máy đầm và dụng cụ hoàn thiện bê tông.

Ngoài ra, việc sửa chữa dưới nước còn yêu cầu các thiết bị, bao gồm: Máy phun nước áp lực cao; Máy mài và máy cạo hà bám, máy khoan thủy lực; Thiết bị neo giữ; Phương tiện nổi và giàn giáo; Bộ kẹp mẫu để cắt cọc, thiết bị kẹp chuyên dụng; Cần cẩu.

8.3.2  Kế hoạch sửa chữa

Các bước trong việc lập kế hoạch sửa chữa gồm:

- Tiến hành kiểm tra để xác định quá trình và phạm vi hư hại hoặc suy giảm tính năng của công trình;

- Quyết định các nội dung sửa chữa cần thiết để đảm bảo vệ hoạt động và chức năng làm việc của công trình;

- Thiết lập những vấn đề cần ưu tiên cho việc sửa chữa.

Dựa trên những yếu tố này, tiến hành lập đề cương để xác định các công việc cần phải thực hiện, công nghệ sửa chữa được sử dụng, phương pháp thi công, kỹ năng đặc biệt cần thiết, và yêu cầu thiết bị đặc biệt. Nếu việc sửa chữa dưới nước được đặt ra, đặc biệt chú ý để lập kế hoạch cho yêu cầu thi công dưới nước, đặc biệt liên quan đến an toàn.

8.3.3  Các phương pháp sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép

Các loại phương pháp sửa chữa sau đây nên được áp dụng:

a) Phương pháp sửa chữa vết nứt cho bảo trì phòng ngừa

- Phương pháp che vết nứt (chỉ dùng để che vết nứt)

- Phương pháp bơm tiêm (áp dụng cho vết nứt ổn định, không có khả năng phát triển mở rộng)

- Phương pháp trám (sử dụng khi cốt thép không bị ăn mòn)

b) Phương pháp sửa chữa một phần kết cấu

- Phương pháp trét vữa

- Phương pháp bơm vữa

- Phương pháp đổ bê tông

- Phương pháp phun bê tông hoặc vữa phun cường độ cao, đạt cường độ nhanh (đạt hiệu quả cao trong trường hợp vừa bảo trì vừa khai thác sử dụng công trình)

- Phương pháp sơn phủ bề mặt không chỉ được sử dụng cho các vết nứt, mà còn cho toàn bộ bề mặt bê tông)

- Phương pháp sử dụng vật liệu FRP để bảo vệ kết cấu, tăng khả năng chống xâm thực, tăng cường khả năng chịu lực.

c) Phương pháp sửa chữa điện hóa

- Phương pháp bảo vệ catốt

- Phương pháp khử muối

- Phương pháp kiểm hóa lại

d) Phương pháp thay thế kết cấu hoặc thay thế hạng mục công trình.

8.3.4  Lựa chọn các phương pháp sửa chữa cho kết cấu bê tông cốt thép

a) Phương pháp sửa chữa cho từng kết cấu được chọn dựa trên các nguyên nhân chính gây nứt, kết quả kiểm tra, đánh giá, tuổi thọ dự kiến và mục tiêu của mức độ phục hồi.

b) Các vết nứt của bê tông có thể được chia thành vết nứt tiến triển và vết nứt không tiến triển. Các vết nứt tiến triển thường liên quan đến ăn mòn cốt thép trong bê tông.

c) Các vết nứt xảy ra ở tuổi sớm sau khi xây dựng hoặc thậm chí trong quá trình xây dựng và trở nên ổn định trong một vài năm được gọi là vết nứt không tiến triển. Các nguyên nhân chính của vết nứt không tiến triển là: co ngót khô, nhiệt hydrat hóa xi măng, lắng và chảy bê tông, co ngót tự nhiên, đổ bê tông không đúng trình tự, đổ nhanh, đầm không đúng cách.

d) Sơ đồ quy trình lựa chọn phương pháp sửa chữa các kết cấu bê tông cốt thép của cảng dựa trên tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng được thể hiện trong Hình 25. Các tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng của các kết cấu bê tông cốt thép xem Phụ lục A.

e) Lựa chọn phương pháp sửa chữa vết nứt cho bảo trì phòng ngừa theo như Điều 8.3.2.

Hình 25 - Sơ đồ lựa chọn phương pháp sửa chữa kết cấu BTCT dựa trên tiêu chí đánh giá mức độ suy giảm tính năng

9  Báo cáo và lưu giữ hồ sơ bảo trì

9.1  Quy định chung

Báo cáo kỹ thuật, bao gồm hồ sơ, là ghi chép có tổ chức mang tính hệ thống công tác kiểm định; các điều kiện gặp phải; các phân tích, đánh giá và phán đoán do kỹ sư chịu trách nhiệm làm; các kiến nghị sử dụng và các biện pháp sửa chữa trong tương lai. Phụ thuộc vào nhu cầu của khách hàng, báo cáo có thể từ một thư tổng hợp đơn giản đến một tường thuật rất chi tiết được bổ sung bởi hồ sơ bao quát về các điều kiện hiện có, thí nghiệm và các phân tích.

Phạm vi của báo cáo cần được xác định từ sự phức tạp của công trình, loại kiểm tra và nhu cầu của chủ đầu tư. Những yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn hình thức và chi tiết của báo cáo bao gồm các tiêu chuẩn sử dụng; kích cỡ, tính phức tạp và tầm quan trọng của công trình; điều kiện hiện tại; dự kiến sử dụng và phân phối báo cáo sau cùng và khả năng tham gia của công chúng hay kiện cáo liên quan đến công trình.

Hình thức báo cáo có thể ảnh hưởng đến phạm vi thu thập số liệu và công tác lập hồ sơ cần thiết. Ngay cả các báo cáo kiểu thư đơn giản, tổng hợp các kết quả các hoạt động kiểm tra và phân tích, có thể đòi hỏi các hoạt động kiểm tra và phân tích rộng rãi làm cơ sở cho báo cáo. Hồ sơ của các hoạt động này có thể không bao gồm trong báo cáo sau cùng nhưng cần có để hỗ trợ cho nội dung.

9.2  Báo cáo kiểm định định kỳ

a) Báo cáo kiểm định

Báo cáo kiểm định có thể chứa nhiều vấn đề như dưới đây. Một số vấn đề có thể không áp dụng cho tất cả các báo cáo và những vấn đề bổ sung có thể quan trọng đối với những báo cáo nhất định. Dù cho độ dài, chi tiết, tổ chức và sắp xếp các vấn đề cụ thể trong một báo cáo có thể biến động, các báo cáo cần bao gồm các phần như sau:

- Căn cứ thực hiện kiểm định;

- Thông tin chung về công trình và đối tượng kiểm định;

- Nội dung, trình tự thực hiện kiểm định;

- Các kết quả thí nghiệm, tính toán, phân tích, quan trắc và đánh giá;

- Kết luận về những nội dung theo đề cương kiểm định được phê duyệt và kiến nghị (nếu có);

- Phần Phụ lục.

b) Căn cứ thực hiện kiểm định

- Căn cứ thực hiện kiểm định bao gồm các căn cứ pháp lý, các quy định chuyên ngành, các quyết định liên quan của chủ cảng. Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn áp dụng và các tài liệu được tham khảo trong quá trình kiểm định

c) Thông tin chung về công trình và đối tượng kiểm định

- Những thông tin sau đây cần được cung cấp trong phần giới thiệu về công trình

- Tên công trình, chủ cảng và vị trí công trình;

- Các đặc điểm về điều kiện tự nhiên bao gồm các điều kiện thủy, hải văn, các điều kiện địa chất, môi trường của công trình;

- Đặc điểm về kết cấu công trình bao gồm các bản vẽ miêu tả hình dạng kết cấu của công trình. Những bản vẽ này thường bao gồm một mặt bằng vị trí, các mặt bằng tổng thể, và các mặt cắt ngang đi qua toàn bộ công trình đủ để mô tả các đặc trưng cơ bản của công trình. Cũng cần mô tả các chức năng và công dụng của công trình và các tải trọng thiết kế;

- Danh mục các đối tượng cần kiểm định và số lượng các kết cấu cần phải kiểm định theo đề cương được duyệt cần được nêu rõ trong báo cáo.

d) Nội dung, trình tự thực hiện kiểm định

- Các nội dung chính cần có trong báo cáo bao gồm:

- Kết quả quan sát và kiểm tra bằng các thiết bị đơn giản các cấu kiện của công trình, đánh giá hiện trạng và phân loại các hư hỏng, xuống cấp;

- Các phương pháp kiểm tra chi tiết theo các tiêu chuẩn liên quan;

- Trình tự thực hiện kiểm định cần được nêu trong báo cáo.

e) Các kết quả thí nghiệm, tính toán, phân tích, quan trắc và đánh giá;

- Các kết quả kiểm tra, thử nghiệm được thực hiện trên hiện trường và kết quả của bất kỳ thí nghiệm trong phòng thí nghiệm nào. Những kết quả này phải được ghi lại bằng các ghi chú, bản vẽ, hình ảnh và video thích hợp;

- Trong báo cáo nên bao gồm một đánh giá về công trình dựa trên thông tin được mô tả và thu thập ở trên. Mỗi điều kiện được mô tả trong phần trước nên được đánh giá và một nhận định cần làm về ảnh hưởng của điều kiện đến khả năng phục vụ của kết cấu;

- Kết quả của các tính toán kiểm tra khả năng chịu lực của công trình và phân tích sự phù hợp với thiết kế cần được đưa vào báo cáo;

- Kết quả quan trắc và phân tích so sánh với các kết quả cũ cần được đưa trong báo cáo.

f) Kết luận và kiến nghị

- Cần đưa ra tổng kết các đánh giá của tất cả các kiểm tra trên hiện trường, thí nghiệm và trong phòng thí nghiệm. Trên cơ sở đó đưa ra kết luận chung cho hiện trạng công trình.

- Phần này nên có các khuyến nghị cho việc sử dụng trong tương lai (hoặc hạn chế sử dụng) của kết cấu; khuyến nghị để sửa chữa hoặc thay thế; khuyến nghị cho các loại kiểm tra và thời gian kiểm tra.

g) Phần phụ lục

Một hoặc nhiều phụ lục có thể có để chứa dữ liệu, phân tích và thông tin hỗ trợ. Chúng có thể bao gồm các mục như dữ liệu môi trường, kết quả và quy trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và hiện trường, tính toán, báo cáo phụ trợ và tài liệu tham khảo.

9.3  Hồ sơ bảo trì

9.3.1.  Hồ sơ bảo trì công trình cảng bao gồm:

Các tài liệu phục vụ công tác bảo trì bao gồm quy trình bảo trì công trình xây dựng, bản vẽ hoàn công, lý lịch thiết bị lắp đặt vào công trình và các hồ sơ, tài liệu cần thiết khác phục vụ cho bảo trì công trình cảng;

- Kế hoạch bảo trì;

- Kết quả kiểm định công trình thường xuyên và định kỳ;

- Kết quả bảo dưỡng, sửa chữa công trình;

- Kết quả quan trắc công trình (nếu có);

- Kết quả đánh giá an toàn chịu lực và vận hành công trình trong quá trình khai thác, sử dụng (nếu có);

- Các tài liệu khác có liên quan.

9.3.2.  Lưu giữ hồ sơ điện tử

Bản sao cứng hồ sơ kiểm tra được giữ lại theo cách truyền thống để lưu hồ sơ. Mặc dù đơn giản và thực tế, thông tin dễ bị mất mát, hủy hoại, hoặc giải thích sai do tính cá nhân của kiểm tra viên, phương pháp ghi chép và duy trì thông tin. Hồ sơ bảo trì khuyến nghị thu thập và lưu giữ bằng điện tử. Để nâng cao tính minh bạch và tính chính xác của công tác kiểm định, khuyến cáo lưu hồ sơ điện tử các dữ liệu được nhập trực tiếp từ thiết bị tại hiện trường, các hình ảnh hoạt động kiểm định cũng như các hư hỏng trên các cấu kiện cụ thể.

9.3.3. So sánh dữ liệu qua thời gian

Nhiều cuộc kiểm tra có thể đã diễn ra đối với một công trình cụ thể trong nhiều năm hoặc nhiều thập niên. Điều này dùng để “theo dõi phá hoại” và phát triển thông tin có thể hữu ích trong việc hình thành đánh giá về sự suy giảm tính năng trong tương lai và các khuyến nghị sửa chữa. Khuyến khích xây dựng các phần mềm để có thể đánh giá suy giảm tính năng trong tương lai và đưa ra các mô hình sửa chữa hợp lý nhất.