Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 318:2004 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - hướng dẫn công tác bảo trì do Bộ Xây dựng ban hành
KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP-HƯỚNG DẪN CÔNG TÁC BẢO TRÌ
CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES -GUIDE TO MAINTENANCE
HÀ NỘI - 2004
Lời nói đầu
Tiêu chuẩn TCXDVN 318: 2004 “Kết cấu bê tông cốt thép- Hướng dẫn công tác Bảo trì” do Viện KHCN Xây dựng (Bộ Xây dựng) biên soạn, có sự phối hợp của Uỷ ban soạn thảo quy chuẩn mẫu bê tông cho châu Á (the International Commitee on Concrete Model Code for Asia – ICCMC), Vụ KHCN Bộ Xây dựng trình duyệt, Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 18/2004/QĐ-BXD ngày 29 tháng 7 năm 2004.Phần 1- Tổng quát về bảo trì
1.1 Những vấn đề chung1.1.1 Phạm vi áp dụngTiêu chuẩn này áp dụng cho công tác bảo trì các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép trong công trình dân dụng và công nghiệp, nhằm đảm bảo chúng luôn được an toàn và làm việc bình thường trong quá trình sử dụng.
Đối với các kết cấu thuộc chuyên ngành giao thông, thuỷ lợi và các công trình chuyên dụng đặc biệt khác thì khi áp dụng Tiêu chuẩn này cần tuân thủ những quy định kỹ thuật riêng khác do các ngành đó ban hành.
1.1.2 Tài liệu viện dẫnTiêu chuẩn này được sử dụng song hành cùng các tài liệu kỹ thuật sau đây:TCXD: 45:1978: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.TCVN 79:1980: Thi công và nghiệm thu công tác nền móng.TCVN 197-1985: Kim loại - Phương pháp thử kéo.TCVN 4055: 1985: Tổ chức thi công.TCVN 141: 1998: Xi măng – phương pháp phân tích hoá học.TCXD 162-1987: Bê tông nặng– Phương pháp xác định cường độ bằng súng bật nầy.TCXD 171-1989: Bê tông nặng– Phương pháp không phá huỷ sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy để xác định cường độ chịu nén.TCXD 174: 1989: Đất xây dựng– Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.TCVN 5574: 1991: Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.TCVN 5573: 1991: Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép.TCVN 2683: 1991: Đất xây dựng– Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu.
TCVN 3105: 1993: Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử.TCVN 3113: 1993: Bê tông nặng – Phương pháp xác định độ hút nước.TCVN 3118: 1993: Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén.TCVN 5718-1993: Mái và sàn BTCT trong công trình Xây dựng. Yêu cầu kỹ thuật chống thấm nước.TCVN 5726: 1993: Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ lăng trụ và môdul đàn hồi khi nén tĩnh. TCVN 4453: 1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối. Quy phạm thi công và nghiệm thu.TCVN 4085: 1995: Kết cấu gạch đá. Quy phạm thi công và nghiệm thu.TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động- Tiêu chuẩn thiết kế.TCVN 6084-1995: Bản vẽ nhà và công trình – Ký hiệu cho cốt thép và bê tông.TCXD 205: 1998 : Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.TCXD 226: 1999: Đất xây dựng – Phương pháp xuyên động lấy mẫu.TCXD 239-2000: Bê tông nặng–Chỉ dẫn đánh giá cường độ bê tông của kết cấu.
TCXD 240-2000: 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.
TCXD 271: 2002: Đo độ lún của công trình công nghiệp và dân dụng bằng phương pháp thuỷ chuẩn hình học.TCXDVN 294: 2003: Kết cấu BTCT. Phương pháp điện thế kiểm tra khả năng cốt thép bị ăn mòn.TCXDVN 313: 2004: Kết cấu bê tông và BTCT. Hướng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt dưới tác động khí hậu nóng ẩm địa phương.
BS 1881, Part 120: 83 “Method for determination of concrete compressive strength of concrete core”.ASTM 1084: 1997 “Test method for Portland cement content of hardened hydraulic cement concrete”.ASTM C 876: 1999 “Test method for half-cell potentials of uncoated reinforcing steel in concrete”.BS 1881-part 204: 88 “Recommendation on use of electromagnetic covermeter”.
ASTM D 5015: 95 “Test method for pH of atmospheric wet deposition samples by electrometric determination”.ASTM C 1152: 1994 “Test method for acid-soluble chloride in mortar and concrete”.ACI 201. 2R-2002 “Guide to Durable concrete”.ACI 224.1R-2002 “Cause, Evaluation and Repair of Crack in Concrete Structures”.ASTM D 3963/D 3963M-93a “Standard Specification for Epoxy-Coated reinforcing Steel”.ACI 503.2-79 “Standard Specification for bonding plastic concrete to hardened concrete with a multi-component system epoxy adhesive”.
ASTM C 1509-90 “Latex bonding agent for bonding fresh to hardened concrete”.ASTM C 856: 88 “Standard practice for petrographic examination of hardened concrete”.ASTM C475: 90 “Stadard test method for microscope determination of parameters of the air void system in hardened concrete”.CHuP 2.03.11- 85 Защита стротельных конструкций от коррозие (PhiênbảntiếngNgaMatxcơva 1986);1.1.3 Thuậtngữvà địnhnghĩaMộtsốthuậtngữdùngtrongTiêuchuẩnnày đượchiểunhư sau:
Bảotrì (Maintenance): Mộtloạtcôngviệc đượctiếnhành để đảmbảochokếtcấuliêntụcgiữ đượcchứcnănglàmviệccủanó trongsuốttuổithọthiếtkế.
Biếndạng (deformation): Hiệntượngthay đổihìnhdạngvà thểtíchcủakếtcấu.Cacbonathoá (Carbonation): Tác độngsinhradophảnứnggiữaHydroxidcanxitrongbê tôngvớikhí cacbônictrongmôitrường, tạoramộtbềmặtcứngdobê tôngbịcacbonathoá và làmgiảmtínhkiềmtrongphần đã xẩyraphảnứng.Chỉsốcôngnăngdàihạn (Long-termperformanceindex): Chỉsốxác địnhkhảnăngcònlạicủakếtcấucó thể đápứng đượcchứcnăngthiếtkếtrongsuốtthờigiantuổithọthiếtkế.Chứcnăng (Function): Yêucầumà kếtcấu đòihỏiphải đảm đương.Cokhô (Dryshringkage): Sựgiảmthểtíchcủabê tôngdobịmấtnướctrongtrạngthái đóngrắn.Côngnăng (Performance): Khảnăng (hoặchiệuquả) củakếtcấu đảmnhậncácchứcnăngthiếtkếcủanó.Côngtácsửachữa (Remedialaction): Côngviệcbảotrì đượcthựchiệnvớimục đíchngănngừahoặclàmhạnchếquá trìnhxuốngcấpcủakếtcấu, giữvữnghoặctăngcườngthêmcôngnăngcủanó, hoặc đểgiảmnguycơ gâyhạichongườisửdụng.Chỉsốcôngnăng (Performanceindex): Chỉsố địnhlượngcủacôngnăngkếtcấu.Cường độ đặctrưng (Characteristicstrength): Cường độ đặctrưngcủavậtliệulà giá trịcường độ đượcxác địnhvớixácxuất đảmbảo 95% (nghĩalà chỉcó 5% cácgiá trịthí nghiệmkhôngthoảmãn).
Dự đoánxuốngcấp (Deteriorationprediction):Sựsuy đoántốc độsuygiảmcôngnăngtrongtươnglaicủakếtcấu, dựatrênkếtquảkiểmtravà cácdữliệughichép đượctrongquá trìnhthiếtkếvà thicôngkếtcấu.Dự đoán độbềnlâu (Durabilityprediction): Dự đoánvềmức độxuốngcấpcủakếtcấutrongtươnglai, dựatrênnhữngsốliệu đã dùngtrongthiếtkế.Độbềnlâu (Durability):Mứcthờigiankếtcấuduytrì đượccáccôngnăngthiếtkế.Độxuốngcấp (Degreeofdeterioration): Độsuygiảmcôngnănghoặcmức độxuốngcấpcủacôngtrìnhdocáctác độngcủamôitrườngkểtừkhixâydựng.Độtincậy (Reliabilitty): Khảnăngmộtkếtcấucó thể đápứng đầy đủnhữngyêucầucầnthiếttrongsuốttuổithọthiếtkế.Độantoàn (Safety): Khảnăngkếtcấu đảmbảokhônggâythiệthạichongườisửdụngvà ngườiởvùnglâncậndướibấtcứtác độngnào.Giacường (Strengthening): Côngviệcsửachữakếtcấunhằmgiữvữnghoặcnângcaothêmkhảnăngchịutảicủakếtcấu đếnmứcbằnghoặccaohơnmứcthiếtkếban đầu.Hồsơ hoàncông (As- builtdocumentsanddrawings): Tàiliệu đưavàolưutrữsaukhithicôngcôngtrình, baogồmcácvănbảnpháplý, bảnvẽthiếtkế, bảnvẽhoàncông, thuyếtminhthiếtkếvà biệnphápthicông, nhậtký thicông, cácbiênbảnkiểmtra,..Khe co (Contraction joint): Khe co dãn nhiệt ẩm không có chuyển dịch bê tông tại khe. Tại đây bê tông có thể nứt (xem khe co dãn nhiệt ẩm).
Khe co dãn nhiệt ẩm (Hot-humid deformation joint): Vị trí chia cắt kết cấu thành các phần nhỏ để kết cấu bê tông có thể co nở dễ dàng theo thời tiết nóng ẩm.
Khe dãn (Expansion joint): Khe co dãn nhiệt ẩm cho phép chuyển dịch đầu mút bê tông tại khe (xem khe co dãn nhiệt ẩm).
Khả năng sửa chữa (Restorability/reparability): Khả năng một kết cấu có thể sửa chữa bằng kỹ thuật và kinh tế khi bị hư hại dưới các tác động xem xét.Khả năng sử dụngbình thường (Serviceability): Khả năng kết cấu đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng hoặc chức năng thiết kế dưới tác động của các yếu tố xem xét.Khảo sát (Investigation): Công việc kiểm tra kỹ lưỡng tình trạng kết cấu để xác lập được những thông số cần thiết về mức độ hư hỏng của kết cấu nhằm tìm biện pháp khắc phục.
Kiểm soát hư hỏng (Damage control): Cách tiến hành để đảm bảo yêu cầu trạng thái giới hạn được thoả mãn khi sửa chữa và phục hồi kết cấu.Kiểm tra(Inspection): Quá trình xem xét tình trạng kết cấu và hồ sơ công trình nhằm phát hiện các dấu hiệu xuống cấp hoặc xác định các thông số xuống cấp của kết cấu để có biện pháp sửa chữa.Lực cơ học (Mechanical forces): Lực hoặc nhóm lực tập trung hoặc phân bố tác động lên kết cấu, hoặc lực phát sinh do các biến dạng cưỡng bức mà kết cấu phải chịu.Mức xuống cấp (Level of deterioration): Tình trạng đã bị xuống cấp của kết cấu.Phân tích (Analysis / Assessment): Phương pháp được chấp nhận dùng để đánh giá các chỉ số công năng hoặc để mô tả chuẩn xác một vấn đề chuyên môn.Sửa chữa (Repair) : Hoạt động được thực hiện nhằm mục đích ngăn ngừa hoặc làm chậm quá trình xuống cấp của kết cấu, hoặc làm giảm nguy cơ gây hại cho người sử dụng.Tác động (Action): Lực cơ học hoặc tác động của môi trường mà kết cấu * (hoặc bộ phận kết cấu) phải gánh chịu.Tác động bất thường (Accidental action): Tác động xẩy ra với xác suất rất thấp, nhưng có cường độ cao hơn nhiều so với các tác động thông thường khác.Tác động môi trường (Environment actions): Tập hợp các ảnh hưởng vật lý, hoá học và sinh học làm suy giảm chất lượng vật liệu kết cấu. Sự suy giảm này có thể có tác động bất lợi đến khả năng sử dụng, khả năng sửa chữa và độ an toàn của kết cấu.Tác động thay đổi (Variable action): Tác động sinh ra do sự chuyển động một vật trên kết cấu, hoặc do một tải trọng nào đó luôn thay đổi, như tải trọng đi lại, tải trọng sóng, áp lực nước, áp lực đất, và tải trọng sinh ra do thay đổi nhiệt độ.Tác động thường xuyên (Permanent action): Trọng lượng bản thân của kết cấu kể cả chi tiết đi kèm và các đồ đạc, thiết bị đặt cố định. Tầm quan trọng (Importance): Mức xác định cho kết cấu để chỉ mức độ phải giải quyết những hư hỏng trong quá trình suy giảm chất lượng, nhằm giữ được chức năng của kết cấu như thiết kế đã định.Theo dõi (Monitoring): Việc ghi chép liên tục những dữ liệu về sự suy giảm chất lượng hoặc công năng của kết cấu bằng những thiết bị thích hợp.Thiết kế theo độ bền (Durability design): Việc thiết kế nhằm đảm bảo rằng kết cấu có thể duy trì được các chức năng yêu cầu trong suốt tuổi thọ thiết kế dưới các tác động của môi trường.Tính chất biến dạng (Deformability): Thuật ngữ chỉ khả năng kết cấu có thể thay đổi hình dạng và kích thước.Trạng thái đóng rắn của bê tông (Hardened state of concrete): Trạng thái bê tông sau khi đạt được cường độ nhất định.Trạng thái giới hạn (Limit state): Trạng thái tới hạn được đặc trưng bởi một chỉ số công năng. Khi vượt quá chỉ số này thì kết cấu không còn đáp ứng được yêu cầu công năng thiết kế nữa.Trạng thái giới hạn cực hạn (Ultimate limit state): Trạng thái giới hạn của sự an toàn.Tốc độ xuống cấp (Rate of deterioration): Mức xuống cấp của kết cấu theo một đơn vị thời gian. Tuổi thọ hiện còn (Remaining service life): Quãng thời gian tính từ thời điểm kiểm tra tới khi kết cấu được xem như không còn sử dụng được nữa, hoặc cho tới khi nó không đáp ứng được chức năng đã xác định từ khi thiết kế.Tuổi thọ thiết kế (Design service life): Thời gian dự định mà kết cấu hoàn toàn đáp ứng được mục đích và chức năng của nó, mặc dù có dự tính trước yêu cầu bảo trì, nhưng không cần thiết phải sửa chữa lớn.Tuổi thọ sử dụng (Service life): Độ dài thời gian từ khi xây dựng xong kết cấu cho tới lúc nó không sử dụng được nữa vì không đáp ứng được chức năng thiết kế.Vữa bơm (Grout): Hỗn hợp có độ chảy lớn gồm cốt liệu, xi măng với nước, có hoặc không có phụ gia, được thi công bằng bơm áp lực.1.2. Những vấn đề cơ bản của bảo trì1.2.1 Yêu cầu chungMọi kết cấu cần được thực hiện chế độ bảo trì đúng mức trong suốt tuổi thọ thiết kế. Các kết cấu mới xây dựng cần được thực hiện bảo trì từ ngay khi đưa vào sử dụng. Các kết cấu sửa chữa được bắt đầu công tác bảo trì ngay sau khi sửa chữa xong.Các kết cấu đang sử dụng, nếu chưa thực hiện bảo trì, thì cần bắt đầu ngay công tác bảo trì.
Chủ đầu tư cần có một chiến lược tổng thể về bảo trì công trình bao gồm công tác kiểm tra, xác định mức độ và tốc độ xuống cấp, đánh giá tính nguyên vẹn của kết cấu và thực hiện công việc sửa chữa nếu cần.
1.2.2 Nội dung bảo trìCông tác bảo trì được thực hiện với những nội dung sau đây:(1) Kiểm tra:Kiểm tra gồm có các loại hình sau đây:
(a) Kiểm tra ban đầu: Là quá trình khảo sát kết cấu bằng trực quan (nhìn, gõ, nghe) hoặc bằng các phương tiện đơn giản và xem xét hồ sơ hoàn công để phát hiện những sai sót chất lượng sau thi công so với yêu cầu thiết kế. Từ đó tiến hành khắc phục ngay để đảm bảo công trình đưa vào sử dụng đúng yêu cầu thiết kế. Kiểm tra ban đầu được tiến hành đối với công trình xây mới, công trình đang tồn tại và công trình mới sửa chữa xong.(b) Kiểm tra thường xuyên: Là quá trình thường ngày xem xét công trình, bằng mắt hoặc bằng các phương tiện đơn giản để phát hiện kịp thời dấu hiệu xuống cấp. Kiểm tra thường xuyên là bắt buộc đối với mọi công trình.(c) Kiểm tra định kỳ: Là quá trình khảo sát công trình theo chu kỳ để phát hiện các dấu hiệu xuống cấp cần khắc phục sóm.Kiểm tra định kỳ được thực hiện với mọi công trình trong đó chu kỳ kiểm tra được chủ công trình quy định tuỳ theo tầm quan trọng, tuổi thọ thiết kế và điều kiện môi trường làm việc của công trình.(d) Kiểm tra bất thường: Là quá trình khảo sát đánh giá công trình khi có hư hỏng đột xuất (như công trình bị hư hỏng do gió bão, lũ lụt, động đất, va đập, cháy, vv..). Kiểm tra bất thường thông thường đi liền với kiểm tra chi tiết.(e) Theo dõi: Là quá trình ghi chép thường xuyên về tình trạng kết cấu bằng hệ thống theo dõi đã đặt sẵn từ lúc thi công. Hệ thống theo dõi thường được đặt cho các công trình thuộc nhóm bảo trì A và B (bảng 1).(f) Kiểm tra chi tiết: Là quá trình khảo sát, đánh giá mức độ hư hỏng công trình nhằm đáp ứng yêu cầu của các loại hình kiểm tra trên. Kiểm tra chi tiết cần đi liền với việc xác định cơ chế xuống cấp, đánh giá mức độ xuống cấp và đi đến giải pháp sửa chữa cụ thể.Chi tiết về các loại hình kiểm tra xem ở Phần 2.
Quan hệ giữa các quá trình kiểm tra và sửa chữa được thể hiện trên sơ đồ hình 1.1.
(2) Phân tích cơ chế xuống cấp: Trên cơ sở các số liệu kiểm tra, cần xác định xem xuống cấp đang xẩy ra theo cơ chế nào. Từ đó xác định hướng giải quyết khắc phục.(3) Đánh giá mức độ và tốc độ xuống cấp: Sau khi phân tích được cơ chế xuống cấp thì đánh giá xem mức độ và tốc độ xuống cấp đã đến đâu và yêu cầu đòi hỏi phải sửa chữa đến mức nào, hoặc có thể sẽ phải phá dỡ. Cơ sở để đánh giá mức độ xuống cấp là các công năng hiện có của kết cấu.(4) Xác định giải pháp sửa chữa: Xuất phát từ mức yêu cầu phải sửa chữa để thiết kế giải pháp sửa chữa cụ thể.(5) Sửa chữa: Bao gồm quá trình thực thi thiết kế và thi công sửa chữa hoặc gia cường kết cấu. Tuỳ theo mức độ, yêu cầu của công tác bảo trì, chủ công trình có thể tự thực hiện những nội dung bảo trì nêu trên hoặc thuê một đơn vị chuyên ngành thiết kế hoặc thi công thực hiện.1.2.3 Phân loại bảo trìCông tác bảo trì được phân theo các nhóm A, B, C, D tuỳ theo tầm quan trọng cuả kết cấu, đặc điểm kết cấu, tuổi thọ thiết kế, điều kiện môi trường, mức độ tác động tới xung quanh, độ dễ bảo trì và giá bảo trì. Các nhóm bảo trì và yêu cầu bảo trì tương ứng được quy định trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Phân loại bảo trì theo các nhóm
N0 | Nhóm bảo trì | Loại công trình | Yêu cầu thực hiện bảo trì | ||
1 | Nhóm A-Bảo trì phòng ngừa | -Công trình đặc biệt quan trọng, có liên quan tới an toàn quốc gia, phòng chống cháy nổ và môi trường; -Công trình thường xuyên có rất nhiều người làm việc hoặc qua lại -Công trình không có điều kiện dễ sửa chữa-Công trình có tuổi thọ thiết kế đến 100 năm hoặc lâu hơn | -Thực hiện tất cả các nội dung bảo trì ở mục 1.2.2. -Đặt thiết bị theo dõi công trình lâu dài.-Thực hiện các biện pháp phòng ngừa ngay từ giai đoạn thiết kế, thi công (như bảo vệ bề mặt, đặt catôt bảo vệ). | ||
2 | Nhóm B-Bảo trì thông thường | Các công trình dân dụng và công nghiệp thông thường, có tuổi thọ thiết kế dưới 100 năm và có thể sửa chữa khi cần | -Thực hiện tất cả các nội dung bảo trì ở mục 1.2.2.-Có thể đặt hệ thống thiết bị theo dõi lâu dài.-Kiểm tra ban đầu, thường xuyên, định kỳ được thực hiện chủ yếu bằng mắt và các phương tiện đơn giản. | ||
3 | Nhóm C-Bảo trì quan sát | Công trình tạm, có niên hạn sử dụng dưới 20 năm | -Bảo trì chủ yếu bằng quan sát thường xuyên. Không cần khảo sát chi tiết. Khi công trình có dấu hiệu xuống cấp thì hoặc là tiến hành sửa chữa đơn giản, hoặc là phá dỡ. | ||
4 | Nhóm D-Bảo trì không quan sát | Công trình dàn khoan ngoài khơi, công trình ngầm dưới đất, công trình dưới nước | -Không tiến hành kiểm tra thường xuyên và định kỳ đối với các chi tiết khuất. Kiểm tra chi tiết và kiểm tra đột xuất được tiến hành khi dấu hiệu hư hỏng cho thấy cần phải sửa chữa.
|
