Điểm nhấn: Thiết kế cải tạo, gia cường kết cấu
Tổng diện tích sàn: 31.850m2. 20 tầng, 1 hầm.
Loại hình: Khách sạn 5⭐️
Thiết kế xây dựng 2016. Đã hoàn thành đưa vào sử dung.
1. Khảo sát hiện trạng
Bước đầu tiên là lập Nhiệm vụ khảo sát công trình hiện trạng. Đây là nội dung đã được quy định bắt buộc trong Tiêu chuẩn Việt Nam. Người kỹ sư thiết kế dựa trên ý tưởng kiến trúc mới, đối chiếu với các dữ liệu hiện trạng thu thập được, bao gồm cả các chuyến đi thực địa. Từ đó lập Nhiệm vụ để làm căn cứ thực hiện công việc cho bên thứ ba – nhà thầu khảo sát. Các nội dung chính bao gồm:
🔶Trình tự khảo sát
➖ Khảo sát sơ bộ
+ Thu thập tài liệu thiết kế, hoàn công của công trình cũ
+ Quan sát, chụp ảnh
➖ Khảo sát chi tiết
+ Thí nghiệm kiểm tra cường độ các cấu kiện bêtông và so sánh so với thiết kế;
+ Thí nghiệm kiểm tra số lượng, khoảng cách cốt thép và chiều dày lớp bêtông bảo vệ đến cốt thép trong các cấu kiện;
+ Đánh giá hư hại: nứt, võng, ăn mòn…
+ Thí nghiệm kiểm tra ăn mòn bêtông.
🔶Phương pháp khảo sát
➖ Quan sát bề ngoài
➖ Thí nghiệm kiểm tra:
+ bê tông: súng bật nảy, khoan rút lõi kiểm tra cường độ bê tông;
+ cốt thép: siêu âm, điện từ xác định chiều dày bê tông bảo vệ, vị trí, đường kính cốt thép
🔶Nội dung cần khảo sát
➖ Khảo sát nền móng:
+ Tình trạng bê tông cốt thép, các dấu hiệu hư hỏng như nứt, gãy, …
+ Quan trắc lún, nghiêng
➖ Khảo sát kết cấu: các cấu kiện chịu lực chính: cột, dầm, sàn,.. Số lượng, vị trí theo yêu cầu của tiêu chuẩn và theo phán đoán của kỹ sư thiết kế tại các vị trí xung yếu.
2. Lựa chọn phương án
Cũng trong giai đoạn thiết kế Ý tưởng, kỹ sư thiết kế lập và so sánh các phương án cho công tác Gia cường kết cấu. Các yếu tố cần đưa vào cân nhắc là: tính khả thi, độ khó tiến độ thi công, giá thành.
|
Phương án gia cường |
👍Ưu điểm |
Nhược điểm👎 |
|
 Mở rộng kích thước bê tông
|
|
|
|
dán sợi Carbon (CFRP)
|
|
|
|
Bản thép và bu lông ốp ngoài
|
· Tăng kích thước không đáng kể |
|
|
Dự ứng lực ngoài
|
|
|
3. Phương pháp tính toán thiết kế xây dựng
Các phương án sau khi được cân nhắc và trình bày, chủ đầu tư quyết định lựa chọn từ tư vấn thiết kế: Phương án gia cường bằng sợi Carbon (CFRP) các cấu kiện chịu lực: cột, dầm, sàn. Bao gồm cả gia cường sửa chữa các cấu kiện vốn đã bị hư hại.
Một số cột yêu cầu tăng nhiều khả năng chịu lực hơn dùng biện pháp gia cường bằng cách mở rộng kích thước bê tông. Phương pháp tính toán gia cường được tóm tắt như sau:
🔶Mở rộng kích thước
Kỹ sư thiết kế tính toán chịu tải trọng (lực dọc, moment uốn theo 2 phương) như cột lệch tâm xiên với tiết diện đã mở rộng. Cốt thép theo tính toán được đặt theo chu vi ngoài của phần mở rộng.
Để đảm bảo bê tông mới và bê tông cũ làm việc cùng nhau, cần đảm bảo bám dính và truyền lực cắt từ bê tông cũ sang bê tông mới. Ngoài việc yêu cầu gia công bề mặt bê tông cũ (đục tẩy vữa xi măng cho trơ sỏi trong bê tông cũ) trước khi đổ bê tông mới. Để an toàn coi toàn bộ cốt thép khoan cấy truyền lực vào bê tông mới thông qua bám dính. Có thể coi lực bám dính giữa bê tông mới và cốt thép khoan cấy bằng cường độ chịu kéo của bê tông.
🔶CFRP cột
Kỹ sư thiết kế tính toán gia cường CFRP tuân theo quy đinh của tiêu chuẩn châu Âu. Vật liệu sợi carbon sử dụng SIKAWRAP 231C với cường độ chịu kéo 2800MPa (gấp 10 lần cốt thép thường).
Việc gia cường CFRP cho cột thường tiến hành bằng cách bọc vải sợi carbon quấn quanh chu vi cột. Mục đích để tạo ra sự bó chặt theo phương ngang cột, giúp tăng cường khả năng chịu nén của cột. Lý do vì cột khi chịu nén thường có xu hướng phình ngang dẫn tới bị nứt vỡ bê tông khi phá hoại. Ưu điểm của sợi carbon là cường độ cao và khả năng biến dạng lớn khi chịu kéo, rất phù hợp với mục đích “bó bột”. Kết quả khả năng chịu lực của cột tăng lên như đường cong biểu đồ tương tác bao ngoài như hình sau:
Dầm, sàn là cấu kiện chịu uốn. Sự có mặt của sợi CFRP giúp tăng cường khả năng chịu kéo do moment uốn cộng thêm với chịu kéo của cốt thép hiện trạng.
Khi cần tăng khả năng chịu cắt của các dầm sàn, tiến hành dán CFRP quanh mặt dầm theo chiều cao.
Keo dán đóng vai trò kết dính đảm bảo khả năng làm việc cùng nhau giữa bê tông hiện trạng và sợi CFRP.
4. Thực tế thi công
Dán sợi Carbon cho cột
Trát vữa chống cháy cột
Dán sợi Carbon cho dầm
Dán sợi Carbon cho Sàn
Thử tải sàn gia cường CFRP
Gia công bề mặt cột chuẩn bị thi công gia cường mở rộng kích thước
Không giống công trình xây mới, công tác giám sát tác giả của người kỹ sư thiết kế cải tạo diễn ra thường xuyên hơn do nhu cầu thực tế công trường. Từ bản vẽ đến thực tế đo đạc hiện trạng và khả năng kỹ thuật, tổ chức thi công của nhà thầu, các chi tiết cần liên tục được cập nhật.
Do đó hình thức thi công xây dựng cải tạo nên là Tổng thầu. Với các nhà thầu uy tín trên thị trường hiện nay (Hoà Bình, CoteccCons, Delta…), đủ năng lực lập bản vẽ chế tạo (Shop drawing) một cách chuyên nghiệp vì khối lượng rất lớn: vẽ từng cấu kiện dù giống nhau nhưng ở các vị trí yêu cầu khác nhau do hiện trạng.
