Nứt trong kết cấu bê tông cốt thép, nguyên nhân và giải pháp

Bê tông cốt thép
(BTCT) là vật liệu được sử dụng phổ biến làm kết cấu chịu lực chính
trong công trình xây dựng, nhất là các công trình lớn như cầu, đập, nhà
cao tầng. Tuy nhiên, một trong các vấn đề thường gặp ở kết cấu BTCT là
sự xuất hiện vết nứt trong các cấu kiện BTCT kể cả giai đoạn thi công và
trong quá trình sử dụng. Theo một khảo sát gần đây của các chuyên gia
xây dựng, sự xuất hiện của vết nứt trong các cấu kiện BTCT ở các công
trình xây dựng ngày càng phổ biến và hình thái của vết nứt thì đa dạng.

Hiện tượng nứt kết cấu bê tông cốt thép
thường gây lo ngại cho chủ đầu tư và người sử dụng công trình. Đây cũng
là mối quan tâm thường xuyên của giới chuyên môn và các nhà quản lý. Có
những vết nứt ảnh hưởng đến sự an toàn của kết cấu cần thiết phải xử lý
hay gia cường để tránh xảy ra sự cố công trình nhưng cũng có những
trường hợp nứt kết cấu có thể chấp nhận được mà không đòi hỏi xử lý hay
gia cường bổ sung.

Công trình bền vững là một trong những yêu cầu quan trọng nhất trong công trình xây dựng, thế nhưng trong quá trình thi công
và sử dụng nhiều công trình lại xảy ra nứt gây phiền toái cho chủ đầu
tư, đơn vị thi công và các cơ quan chức năng. Điều này ảnh hưởng tới uy
tín, thời gian và làm chậm tiến độ công trình.

Những nguyên nhân gây nứt

Theo
GS.TS Huỳnh Chánh Thiên – Cố vấn cao cấp Cty CP Kiểm định xây dựng Sài
Gòn cho biết nguyên nhân gây ra hư hỏng tạo thành vết nứt trong công
trình xây dựng do: Tác động vật lý, tác động cơ học và các tác động
khác. Do đó mà khả năng hư hỏng phát triển theo thời gian, theo tải
trọng và theo sự xuống cấp của khả năng chịu lực, của độ cứng công
trình. Việc hình thành các vết nứt là dạng hư hỏng nhiều nhất do nhiều
nguyên nhân gây ra. Chẳng hạn ở phương diện cơ học thì nguyên nhân chính
gây nứt là từ nhược điểm của bê tông có cường độ chịu nén quá thấp (khoảng 5% cường độ chịu nén của bê tông). Ngoài ra trong quá trình thủy hóa xi măng
sẽ tạo ra biến dạng từ khối co ngót, hình thành hiện tượng nứt vật lý.
Quá trình co ngót xảy ra không đồng đều, có thể phân biệt rõ trước và
sau khi kết thúc quá trình gắn kết. “Co ngót của bê tông
đầu tiên là do ảnh hưởng của cấp phối, bởi tỷ lệ cấp phối càng cao càng
làm cho độ chênh lệch giữa mức co ngót ở mặt ngoài và bên trong tiết
diện càng nhiều. Tiếp theo là ảnh hưởng của xi măng
đến co ngót. Nếu càng tăng lượng xi măng thì co ngót của vữa xi măng và
bê tông càng tăng. Ngoài ra, vết nứt vật lý cũng xuất hiện dưới tác
động của các yếu tố khí hậu, môi trường nóng ẩm như quá trình mất nước,
quá trình biến dạng hay co giãn… các quá trình này có liên quan tới nhau
và ảnh hưởng tới quá trình hình thành cấu trúc ban đầu của bê tông cũng
như cường độ của bê tông sau này”, GS.TS Thiên nhấn mạnh.

Ngoài
những nguyên nhân gây nứt trên, PGS.TS Trần Chủng – Phó chủ tịch hội kết
cấu và công nghệ xây dựng Việt Nam cho biết nguyên nhân gây nứt bê tông
cốt thép có từ thiết kế. “Trong tính toán kết cấu, người thiết kế thực
hiện tính toán thiết kế theo các tiêu chuẩn hiện hành nhằm thiết kế ra
một công trình đảm bảo độ bền cứng và ổn định và đảm bảo yêu cầu về kinh
tế. Tuy nhiên, khi áp dụng các tiêu chuẩn tính toán cũng còn tồn tại
nguyên nhân dẫn đến hư hỏng kết cấu như sử dụng tiêu chuẩn tính toán, sử
dụng các số liệu khảo sát đầu vào không tin cậy, phương pháp thiết kế,
giải pháp cấu tạo, chỉ định vật liệu thiết kế không phù hợp… những công
trình có nguyên nhân từ thiết kế thường có nguy cơ rất lớn khi xảy ra
các hư hỏng gây hậu quả nghiêm trọng về người và tài sản. Chính vì vậy
yêu cầu hoàn thiện công tác quản lý chất lượng thiết kế là đòi hỏi chính
đáng của xã hội đối với đội ngũ kỹ sư xây dựng Việt Nam”, PGS.TS Trần
Chủng cho biết.

PGS.TS
Nguyễn Văn Hiệp – Trường Đại học Bách khoa TP.HCM cho biết kinh nghiệm
xử lý các vết nứt là phải có giải pháp ngăn ngừa từ đầu. Theo PGS.TS
Nguyễn Văn Hiệp để làm được điều đó chủ đầu tư buộc tư vấn thiết kế phải
lập chỉ dẫn kỹ thuật và hồ sơ này phải đảm bảo nội dung và đúng quy
định. Thực tế đến thời điểm hiện nay, nhiều tư vấn thiết kế đều nộp chỉ
dẫn kỹ thuật cho chủ đầu tư từ 1 file lập sẵn, giống nhau cho tất cả các
công trình. Đây là một trong những yếu tố gây ra những bất cập về sau
khi công trình thi công và sử dụng.

Nếu vết nứt sau khi chỉ rõ
nguyên nhân, phải có giải pháp khắc phục những yếu tố ảnh hưởng đến khả
năng chịu lực, mới tiến hành khắc phục các vết nứt thì ở vết nứt vật lý
có thể tiến hành ngay sau khi bê tông đã đạt cường độ thi công. “tất cả
các vết nứt (cơ học và vật lý) nếu xác định đúng nguyên nhân, khắc phục
đúng những thiếu sót thì việc sửa chữa các vết nứt thường có hiệu quả
lâu dài và không ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ công trình. Nếu vết nứt
nhỏ hơn 0,1mm (mắt thường khó nhìn thấy) thì dùng máy cắt hay đục phá bỏ
lớp bê tông dọc vết nứt theo rãnh V và trát lại bằng vữa có phụ gia để
đạt cường độ bê tông tương đương. Nếu vết nứt lớn hơn 0,1mm thì nên bơm
keo Epoxy (bơm bằng xilanh) loại thẩm thấu sâu, áp lực thấp theo các sản
phẩm tiên tiến trên thế giới. Tuy nhiên cần tuân thủ quy trình nghiêm
ngặt khi thực hiện. Trường hợp vết nứt lớn hơn 0,5mm thì phải phun vữa
Epoxy cao áp. Trong mọi trường hợp, phải đục bỏ lớp vữa tô trét, làm
sạch mặt trước khi tiến hành xử lý vết nứt” PGS.TS Nguyễn Văn Hiệp nhấn
mạnh.