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

Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 88 
CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY BỆNH VÀ BIỆN PHÁP CHỮA BỆNH 
CHO CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP 
ThS. Nguyễn Kim Cường 
Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung 
Tóm tắt: Bài báo xác định các yếu tố gây mầm bệnh cho cầu dầm bê tông cốt 
thép đã qua khai thác sử dụng, từ đó đưa ra các biện pháp chẩn đoán, chữa 
bệnh và tăng cường khả năng chịu lực cho Cầu dầm bê tông cốt thép. 
Từ khoá: chuẩn đoán, hư hỏng cầu dầm bê tông cốt thép, sửa chữa tăng cường. 
1. Đặt vấn đề 
 Xuyên suốt trên tuyến quốc lộ 1A 
có nhiều cầu có thời gian khai thác quá 
lâu đã xuống cấp trầm trọng hoặc là 
không thể hồi phục khả năng chịu lực 
điển hình như cầu: Sài Gòn, Cầu Chiêm 
Hoá, Cầu Bà Rén. Nếu phá bỏ và xây 
dựng mới ảnh hưởng rất nhiều đến chi 
phí, kiến trúc và văn hoá. Như Cầu Long 
Biên vừa qua đã giữ lại để đảm bảo điều 
ấy, mặc dù bỏ không khai thác. Do đó 
việc chẩn đoán các hư hỏng và tăng 
cường sửa chữa cầu cũ cực kì quan 
trọng đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật. 
2. Một số nguyên nhân hư hỏng cầu 
dầm bê tông cốt thép (BTCT) 
Trong quá trình khai thác, khi môi 
trường hội đủ các yếu tố bất lợi sẽ gây 
hại cho công trình cầu như: 
+ Sự khai thác quá tải cho phép 
của các phương tiện giao thông 
+ Sự phá hủy vật liệu do các yếu 
tố sinh, hóa học 
+ Các nguyên nhân từ khảo sát, 
thiết kế, thi công. 
Hình 1. Các bệnh của cầu do yếu tố môi trường 
2.1. Nguyên nhân khảo sát thiết kế 
- Khảo sát thiếu thông tin, 
không đầy đủ, thiếu tham số cần 
thiết. Đơn vị khảo sát không khoan 
lấy số liệu địa chất mà lấy các số 
liệu từ công trình khác, hoặc thiếu 
các tham số tính toán, hoặc do điều 
kiện bất thường của địa chất như: 
hiện tượng túi bùn, túi nước cục 
bộ, mực nước ngầm 
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 89 
- Thiết kế: Tính toán sai, hoặc chưa 
đủ, chọn giải pháp kết cấu không tuân 
thủ theo nguyên tắc đảm bảo an toàn. 
Hoặc lựa chọn sơ đồ tính không đúng, 
hoặc không lường hết mọi tác động xảy 
ra trong quá trình thi công, khai thác. 
2.2. Các nguyên nhân do thi công 
- Không có kế hoạch quản lý rủi ro 
tốt, nên khi gặp sự cố bất thường lúng 
túng trong việc xử lý. 
- Chất lượng vật liệu, thiết bị máy 
móc không tốt. 
- Biện pháp thi công không phù hợp. 
- Năng lực quản lý, trình độ không tốt. 
Hình 2. Hiện tượng Cacbonat hoá và chất lượng vật liệu không tốt. Việc bong tróc bê 
tông làm ló cốt thép dẫn đến bị rỉ sét rất thường xuyên xảy ra 
Hình 3. Các loại bệnh của Cầu do quá trình thi công 
3. Các phương pháp chẩn đoán bệnh 
cho Cầu dầm bê tông cốt thép 
3.1. Nguyên tắc của chẩn đoán 
 Là bắt mạch khảo sát đo đạc sau 
đó so sánh mô hình hiện trạng so với 
mô hình chuẩn gốc ban đầu 
Nội dung chẩn đoán bao gồm 3 bước: 
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 90 
+ Xây dựng không gian trạng thái 
của đối tượng 
+ Xác định dấu hiệu chẩn đoán 
+ Tiêu chuẩn để nhận dạng 
Từ 3 bước này có 2 phương pháp 
chẩn đoán bệnh cho cầu BTCT. 
3.2. Phương pháp cơ học 
Mô hình này yêu cầu phải có số 
liệu chính xác từ hồ sơ thiết kế, hồ sơ 
hoàn công, quá trình khai thác sử dụng, 
các lần kiểm tra sửa chữa. Số liệu khảo 
sát đo đạc tại hiện trường. 
Ưu điểm: Chẩn đoán bệnh có độ 
chính xác cao. 
Khuyết điểm: Phức tạp, đòi hỏi 
đầy đủ thông tin từ số liệu cầu hiện 
trạng. Điều này rất khó vì hầu như hồ sơ 
Cầu thường thất lạc mất sau khoảng thời 
gian khai thác quá lâu. 
3.3. Phương pháp thống kê hoặc dùng 
logic mờ 
 Ưu điểm: Phương pháp này có thể 
chẩn đoán không cần sự đầy đủ số liệu, 
số liệu chính xác, đơn giản, hiệu quả. Sử 
dụng phổ biến. 
 Khuyết điểm: Độ chính xác không 
cao, đòi hỏi có ý kiến của chuyên gia. 
4. Chữa bệnh cho cầu dầm BTCT 
Tùy vào dấu hiệu, mức độ bệnh tật 
mà có các phương pháp chữa khác nhau. 
+ Tăng cường hệ liên kết ngang, 
thay đổi sơ đồ tính. 
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 91 
+ Dán bản CFRP (Carbon fiber 
reinforced polymer plate). 
+ Dán bản thép. 
+ Nối liên tục kết cấu nhịp bằng 
dự ứng lực ngoài. 
4.1. Phương pháp dán bản CFRP 
 Để hồi phục và tăng cường khả 
năng chịu lực của cầu ở mức độ vừa phải 
dùng phương pháp dán bản CFRP. 
Hình 4. Dán bản CFRP Cầu Trần Thị Lý Đà Nẵng 08/2005 
Trình tự sửa chữa Cầu Trần Thị Lý 
Bước 1: Bóc bỏ lớp bê tông bảo 
vệ dọc theo MCN dầm, với kích thước 
60x2.5 mm. 
Bước 2: Làm sạch và khô vị trí đó. 
Bước 3: Vét phủ lên một lớp keo 
Sikadur 731. 
Bước 4: Dán dọc hai bên sườn dầm 
tấm CRFP 60x1.4 mm (Sika Carbodur 614). 
với tổng chiều dài 17,4m. 
Bước 5: Dán dưới đáy dầm tấm 
CRFP 60x1.4 mm (Sika Carbodur 614) 
với chiều dài 5.35m. 
Bước 6: Quét lớp Sika Monotop 
610. 
Bước 7: Bảo dưỡng và hoàn thiện. 
Trong quá trình thi công cấm xe 
qua lại trên cầu. 
4.2. Phương pháp dán bản thép 
 Dùng để tăng cường khả năng chịu lực cầu bê tông cốt thép thường. 
Hình 5. Dán bản thép cầu Bà Rén trên tuyến QL 1A 
 Trình tự thi công dán bản thép 
cầu Bà Rén: 
1- Chuẩn bị: Thiết bị máy móc, ván 
khuôn, vật liệu. 
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 92 
2- Cạo bỏ lớp bê tông bảo vệ với chiều 
dày 3-7cm. 
3- Kiểm tra tính kiềm: pH 10. 
4- Yêu cầu cường độ bê tông còn lại Rh 
 200 kG/cm2. 
5- Quyết định chiều dày tấm thép 
cần dán . 
6- Làm sạch bụi bẩn, làm sạch bề mặt bê 
tông đã bỏ. 
7- Dán tấm thép, xịt 2 lớp keo Epoxy để 
bảo vệ bê tông, cốt thép. 
8- Phun keo Epoxy vào các vết nứt. 
9- Sử dụng Sika Monotop 610 to phủ lên 
bề mặt. 
10- Sơn lớp bê tông polymer để bảo vệ 
11- Phủ lớp vữa bảo dưỡng và 
hoàn th iện. 
4.3. Phương pháp tăng cường bằng dự 
ứng lực ngoài 
Thường dùng dự ứng lực để nối 
liên tục hoá dầm giản đơn, thay đổi sơ 
đồ tính đồng thời truyền lực nén ngoài 
vào dầm bê tông cốt thép dự ứng lực tại 
các ụ neo và ụ chuyển hướng. 
Hình 6. Tăng cường DUL ngoài Cầu Sài Gòn 
 Trình tự thi công nối liên tục dầm 
giản đơn bằng dự ứng lực ngoài: 
- Lắp đặt ụ neo, ụ chuyển hướng 
cho dầm (Bê tông hoặc thép hợp kim). 
- Đo đạc điều chỉnh cao độ đầu dầm 
- Đổ bê tông mối nối. 
- Thay gối cầu. 
- Kéo cáp nối 2 đầu dầm (kéo từng 
sợi tránh bê tông bị nứt) chịu M âm. 
- Kéo cáp chịu mô men dương. 
- Có thể tăng cường cả theo 
phương dọc và ngang cầu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Hồ sơ sửa chữa cầu Bà Rén, Cầu Chiêm Hóa. 
[2] Nguyễn Viết Trung. 2008. Tài liệu học tập môn kiểm định Cầu.