Kiểm định kết cấu bê tông cốt thép được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng, chất lượng vật liệu và khả năng làm việc của các cấu kiện như cột, dầm, sàn, móng. Tùy mục đích kiểm định và mức độ xuống cấp, kỹ sư có thể kết hợp khảo sát trực quan, đo đạc, kiểm tra cốt thép, thí nghiệm bê tông và tính toán khả năng chịu lực. Việc đánh giá bê tông cốt thép đúng cách giúp xác định công trình còn đáp ứng yêu cầu sử dụng hay cần sửa chữa, gia cường. Cùng BỐN IBST tìm hiểu rõ hơn trong bài viết dưới đây.
Các phương pháp kiểm định kết cấu bê tông cốt thép thường được sử dụng
Kiểm định kết cấu bê tông cốt thép thường không dựa vào một phép thử duy nhất. Tùy mục đích đánh giá, kỹ sư có thể kết hợp nhiều phương pháp kiểm định bê tông, từ khảo sát hiện trạng, kiểm tra cốt thép đến thí nghiệm vật liệu và tính toán khả năng chịu lực.
Khảo sát hiện trạng và đo đạc cấu kiện
Đây thường là bước đầu tiên để xác định mức độ hư hỏng và phạm vi cần kiểm tra kết cấu bê tông sâu hơn.
Nội dung khảo sát có thể gồm:
- Đo kích thước cột, dầm, sàn và các cấu kiện chính.
- Ghi nhận vị trí, hướng và đặc điểm vết nứt.
- Kiểm tra hiện tượng võng, nghiêng hoặc biến dạng.
- Quan sát bong tróc bê tông, lộ thép hoặc dấu hiệu ăn mòn.
- Đối chiếu hiện trạng với bản vẽ thiết kế, hoàn công nếu có.
TCVN 9381:2012 quy định quá trình đánh giá kết cấu cần kết hợp thu thập hồ sơ, khảo sát hiện trường, phân tích số liệu và tính toán kiểm tra khi cần.
Vì vậy, khảo sát trực quan chủ yếu giúp xác định vấn đề và vị trí cần kiểm tra tiếp, chứ chưa đủ để kết luận toàn bộ khả năng chịu lực.
Kiểm tra vị trí và cấu tạo cốt thép
Khi thiếu bản vẽ hoàn công hoặc cần kiểm tra hiện trạng thực tế, phương pháp điện từ có thể được sử dụng để xác định cốt thép nằm trong bê tông.
Theo TCVN 9356:2012, phương pháp này được dùng để xác định:
- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ.
- Vị trí cốt thép.
- Đường kính cốt thép trong phạm vi áp dụng của thiết bị và phương pháp.
TCVN 9356:2012 hiện vẫn còn hiệu lực.
Thông tin này đặc biệt quan trọng khi cần đánh giá bê tông cốt thép thực tế có phù hợp với hồ sơ thiết kế hay không, hoặc khi phải dựng lại mô hình tính toán cho công trình cũ.
Kiểm tra cường độ bê tông bằng súng bật nẩy
Súng bật nẩy là phương pháp không phá hủy, thường được sử dụng để đánh giá độ đồng nhất và ước lượng cường độ nén của bê tông tại hiện trường.
TCVN 9334:2012 quy định phương pháp xác định cường độ bê tông nặng bằng súng bật nẩy. Tiêu chuẩn áp dụng trong phạm vi cường độ nén từ 10 MPa đến 50 MPa và có một số trường hợp không phù hợp như bê tông bị nứt, rỗ, phân tầng, bị hóa chất ăn mòn hoặc hỏa hoạn.
Phương pháp này có ưu điểm:
- Thực hiện nhanh.
- Không phải khoan phá cấu kiện.
- Có thể kiểm tra nhiều vị trí.
- Phù hợp để khảo sát sơ bộ độ đồng đều của bê tông.
Tuy nhiên, không nên dùng riêng kết quả súng bật nẩy để kết luận mọi trường hợp. Khi cần độ tin cậy cao hơn, kỹ sư có thể kết hợp với siêu âm hoặc khoan lấy mẫu.
Xem thêm: Quy trình kiểm định công trình: 5 bước từ khảo sát đến phát hành báo cáo
Kiểm tra bê tông bằng siêu âm
Siêu âm được sử dụng để đánh giá sự truyền xung trong bê tông, từ đó hỗ trợ phát hiện các vùng bất thường hoặc khuyết tật bên trong cấu kiện.
TCVN 13537:2022 hiện là tiêu chuẩn còn hiệu lực về phương pháp siêu âm xác định khuyết tật bê tông và đã thay thế TCVN 9357:2012.
Phương pháp này có thể hỗ trợ:
- Phát hiện vùng bê tông không đồng nhất.
- Nhận diện một số khuyết tật bên trong.
- So sánh chất lượng tương đối giữa các khu vực.
- Kết hợp với phương pháp khác để đánh giá bê tông.
Ngoài ra, TCVN 9335:2012 quy định phương pháp kết hợp siêu âm và súng bật nẩy để xác định cường độ nén bê tông trong một số trường hợp. Đây là một trong những phương pháp kiểm định bê tông thường được cân nhắc khi cần tăng độ tin cậy của kết quả.
Khoan lấy mẫu bê tông để thí nghiệm
Khi cần xác định trực tiếp cường độ bê tông hiện hữu, khoan lõi là phương pháp có độ tin cậy cao hơn so với chỉ đánh giá gián tiếp bằng thiết bị không phá hủy.
TCVN 12252:2020 quy định việc lấy mẫu bê tông khoan hoặc cắt từ kết cấu và thí nghiệm xác định cường độ. Tiêu chuẩn này áp dụng cho cả công trình hiện hữu và công trình cần cải tạo.
Quy trình thường gồm:
- Xác định vị trí lấy mẫu.
- Kiểm tra vị trí cốt thép trước khi khoan.
- Khoan lấy lõi bê tông.
- Gia công mẫu.
- Thí nghiệm cường độ trong phòng.
- Hiệu chỉnh và đánh giá kết quả theo tiêu chuẩn.
Do có tác động trực tiếp lên cấu kiện nên vị trí, số lượng mẫu và phương án hoàn trả sau khoan cần được tính toán hợp lý.
Tính toán kiểm tra khả năng chịu lực
Thí nghiệm vật liệu chỉ cho biết một phần tình trạng kết cấu. Để trả lời câu hỏi cấu kiện có còn đáp ứng tải trọng sử dụng hay không, nhiều trường hợp phải tính toán lại.
Kỹ sư sẽ sử dụng các dữ liệu như:
- Kích thước cấu kiện thực tế.
- Cường độ bê tông.
- Bố trí cốt thép.
- Tải trọng sử dụng.
- Hiện trạng nứt, võng và hư hỏng.
- Hồ sơ thiết kế nếu còn.
TCVN 5574:2018 hiện là tiêu chuẩn còn hiệu lực về thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Quy trình đánh giá an toàn kết cấu của Bộ Xây dựng cũng nêu rõ việc đánh giá có thể phải kết hợp khảo sát hiện trường với tính toán nội lực và khả năng chịu lực của cấu kiện.
Tại BỐN IBST, với nhà ở, nhà công trình và nhà xưởng, phạm vi kiểm tra kết cấu bê tông thường được lựa chọn theo hiện trạng thực tế thay vì áp dụng đồng loạt tất cả phép thử.
Xem thêm: Những nguyên tắc kỹ thuật thiết kế kết cấu thép chịu lửa cần biết
Nên lựa chọn phương pháp kiểm định nào cho từng trường hợp?
Không phải công trình nào cũng cần khoan lõi hay thử nghiệm chuyên sâu. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào vấn đề cần giải quyết và mức độ tin cậy của dữ liệu hiện có.
Có thể tham khảo theo các trường hợp sau:
| Trường hợp | Phương pháp thường được cân nhắc |
| Công trình có nứt, võng, bong tróc | Khảo sát hiện trạng, đo nứt, đo biến dạng, kiểm tra cốt thép |
| Thiếu bản vẽ kết cấu | Đo kích thước cấu kiện, dò cốt thép theo TCVN 9356:2012 |
| Cần khảo sát nhanh chất lượng bê tông | Súng bật nẩy theo TCVN 9334:2012 |
| Nghi ngờ bê tông có khuyết tật bên trong | Siêu âm theo TCVN 13537:2022 |
| Cần xác định cường độ bê tông tin cậy hơn | Khoan lõi theo TCVN 12252:2020 |
| Cần đánh giá khả năng chịu lực | Khảo sát + thí nghiệm + tính toán kết cấu |
| Nâng tầng, đổi công năng, đặt máy nặng | Kiểm tra hiện trạng, vật liệu, tải trọng và tính toán lại |
Ví dụ, nếu một nhà xưởng chỉ có vài vị trí nứt bề mặt nhưng vẫn còn đầy đủ hồ sơ thiết kế, có thể chưa cần khoan mẫu ngay. Ngược lại, nếu công trình cũ không có hồ sơ, bê tông có dấu hiệu xuống cấp và doanh nghiệp dự kiến đặt thêm máy nặng thì phạm vi kiểm định thường phải sâu hơn.
BỐN IBST thường xác định phương pháp kiểm định bê tông theo trình tự: xem hồ sơ → khảo sát hiện trạng → xác định nghi vấn → lựa chọn thí nghiệm → tính toán khi cần. Cách này giúp tránh làm quá nhiều phép thử nhưng vẫn thu đủ dữ liệu cho mục tiêu kiểm định.
Kết luận
Kiểm định kết cấu bê tông cốt thép có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, từ khảo sát hiện trạng, dò cốt thép, súng bật nẩy, siêu âm đến khoan lõi và tính toán khả năng chịu lực. Việc đánh giá bê tông cốt thép nên dựa trên nhiều nguồn dữ liệu thay vì chỉ một phép thử đơn lẻ. BỐN IBST cung cấp dịch vụ khảo sát và kiểm tra kết cấu bê tông cho nhà ở, nhà công trình và nhà xưởng. Tùy hiện trạng và mục đích kiểm định, BỐN IBST sẽ đề xuất phạm vi khảo sát, thí nghiệm và tính toán phù hợp.
Khách hàng có thể gửi bản vẽ, hình ảnh hiện trạng, thông tin công trình và mục đích kiểm định cho BỐN IBST để xác định phương pháp kiểm tra phù hợp trước khi triển khai.
