Hiện tượng nứt trong cấu kiện BTCT và những ảnh hưởng

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.

Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng nứt trong kết cấu bê tông cốt thép. Ảnh minh họa

Giải pháp xử lý

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.