Báo cáo thẩm tra

2. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH CỐNG

• 
  Đơn vị tư vấn đã tiến hành mô hình hoá và phân tích tính toán cống chui dân sinh nhằm xác định nguyên nhân gây nứt bê tông cống.
  
• 
  Phần mềm sử dụng là Midas-Civil version 2011.
  

1. Mô hình hoá kết cấu cống

• 
  Tiến hành mô hình hoá một nửa cống theo mô hình phần tử solid như hình sau:
  

18. 
    Mô hình chia phần tử cống
    

• 
  Phân tích ứng xử của cống dưới tác dụng của các yếu tố: tĩnh tải bản thân, áp lực đất do tĩnh tải đất đắp, áp lực đất do hoạt tải, nhiệt độ và độ ẩm chênh lệch nhiệt độ giữa phía mặt ngoài và mặt trong cống, tác dụng của nhiệt thuỷ hoá, co ngót bê tông, từ biến của bê tông, ảnh hưởng của quá trình thi công.
  
• 
  Căn cứ theo hồ sơ hoàn công công trình, quá trình thi công được phân tích thành hai giai đoạn: giai đoạn một thi công phần đáy và một phần tường cống; giai đoạn hai thi công phần tường thân còn lại và bản đỉnh cống.
  
• 
  Các đặc trưng của vật liệu và kết cấu sử dụng trong tính toán được thống kê ở bảng sau:
  

2. Kết quả phân tích tính toán

• 
  Các vết nứt trong bê tông cống chủ yếu có phương vuông góc với trục cống, nên yếu tố ảnh hưởng trực tiếp, lớn nhất đến việc hình thành vết nứt là ứng suất pháp theo phương dọc cống. Do đó dưới đây đơn vị tư vấn sẽ trích xuất các kết quả tính toán ứng suất pháp theo dọc cống dưới tác dụng của các yếu tố tải tại các thời điểm khác nhau trong quá trình thi công.
  
• 
  Vị trí lựa chọn trích xuất nội lực, ứng suất cống như hình sau:
  

18. 
    Vị trí trích xuất nội lực, ứng suất cống
    

• 
  Các điểm khảo sát nội lực, ứng suất trên cống như hình sau:
  

18. 
    Vị trí điểm khảo sát nội lực, ứng suất cống
    

• 
  Kết quả phân tích nhiệt thủy hóa:
  

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại chân tường cống
    

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại giữa tường cống, điểm thuộc mép phía trong cống
    

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại giữa tường cống, điểm chính giữa tường
    

+ Ứng suất do nhiệt thủy hóa tại giữa tường cống, điểm tiếp xúc đất:

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại giữa tường cống, điểm tiếp xúc với đất
    

+ Ứng suất do nhiệt thủy hóa tại giữa vút:

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại giữa vút
    

18. 
    Ứng suất nhiệt thủy hóa tại giữa bản đỉnh
    

• 
  Phân bố ứng suất tường cống do nhiệt thủy hóa tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông:
  

18. 
    Phân bố ứng suất tường cống do nhiệt thủy hóa tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông
    

• 
  Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do nhiệt thủy hóa tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông:
  

18. 
    Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do nhiệt thủy hóa tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông
    

• 
  Như vậy nếu chỉ xét riêng hiệu ứng do nhiệt thủy hóa thì chưa có khả năng gây nứt cho bê tông. Tuy nhiên bê tông còn chịu tác dụng của yêu tố co ngót. Sau đây là các kết quả phân tích về hiệu ứng co ngót của bê tông.
  
• 
  Phân bố ứng suất tường cống do co ngót tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông:
  

18. 
    Phân bố ứng suất tường cống do co ngót tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông
    

• 
  Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do co ngót tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông:
  

18. 
    Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do co ngót tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông
    

• 
  Ta thấy tại thời điểm 70h sau khi đổ bê tông thì tổng ứng suất pháp phương dọc cống do nhiệt thủy hóa và co ngót là 1.784+0.147=1.931 MPa, lớn hơn cường độ chịu kéo của bê tông tại thời điểm này là 1.804 MPa.
  
• 
  Như vậy các vết nứt bê tông đã xuất hiện trong quá trình thi công, bảo dưỡng bê tông. Tuy nhiên theo thời gian thì tổng ứng suất pháp phương dọc cống do nhiệt thủy hóa và co ngót sẽ giảm dần do đó bề rộng các vết nứt cũng giảm dần.
  
• 
  Mặt khác theo sự phân bố của ứng suất pháp (theo phương dọc cống) trên mặt cắt ngang cống ta thấy khu vực có tổng ứng suất lớn nhất là khu vực ở giữa tường thân cống, ứng suất trên tường thân cống lớn hơn ứng suất trên mặt đỉnh cống. Do đó các vết nứt sẽ xuất hiện tập trung trên tường thân cống theo phương vuông góc với trục dầm (phương thẳng đứng) nhiều hơn ở mặt đỉnh cống. Đồng thời vết nứt sẽ có độ mở rộng lớn nhất tại khu vực có ứng suất lớn nhất là giữa tường thân cống. Những kết quả phân tích này đều phù hợp với hiện trạng các vết nứt của cống.
  
• 
  Như vậy các vết nứt bê tông đã hình thành trong quá trình thi công, bảo dưỡng bê tôngn dưới tác dụng đông thời của nhiệt thủy hóa và co ngót. Sau đây là các kết quả phân tích, tính toán cống ở thời điểm hiện tại dưới tác dụng tổng hợp của các yếu tố của mối trường: co ngót, từ biến, chênh lệch nhiệt độ, chênh lệch độ ẩm giữa mặt trong và mặt ngoài mố, áp lực đất xung quanh mố, hoạt tải.
  
• 
  Phân bố ứng suất tường cống do nhiệt thủy hóa ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất tường cống do nhiệt thủy hóa ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do nhiệt thủy hóa ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống do nhiệt thủy hóa ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Phân bố ứng suất tường cống ở TTGH CĐ 1 ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất tường cống ở TTGH CĐ 1 ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống ở TTGH CĐ 1 ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống ở TTGH CĐ 1 ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Phân bố ứng suất tường cống ở TTGH SD ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất tường cống ở TTGH SD ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống ở TTGH SD ở thời điểm hiện tại:
  

18. 
    Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang cống ở TTGH SD hóa ở thời điểm hiện tại
    

• 
  Ta nhận thấy, ở thời điểm hiện tại, dưới tác dụng của tất cả các yếu tố ở TTGH SD thì ứng suất theo phương dọc cống tại mép trong tường cống và đỉnh cống là dương, tức là các vết nứt không khép lại hết. Điều này là phù hợp với hiện trạng các vết nứt vuông góc với trục cống vẫn xuất hiện trên thân và đỉnh cống.
  

3. KẾT LUẬN VỀ HIỆN TRẠNG CỐNG CHUI DÂN SINH VÀ CHẨN ĐOÁN nguyên nhân GÂY NỨT BÊ TÔNG

   1. Kết luận về hiện trạng cống chui

• 
  Về mặt đỉnh cống:
  

• 
  Về mặt đáy cống: Nhìn chung không nhiều cống xuất hiện vết nứt tại đáy cống
  

• 
  Các vết nứt trong bê tông làm suy giảm tuổi thọ công trình nên cần thiết phải có giải pháp sửa chữa các vết nứt cho bê tông tại khu vực vết nứt của cống. Đồng thời cần theo dõi, kiểm tra sự phát triển vết nứt trở lại hoặc xuất hiện mới để có biện pháp xử lý phù hợp nhằm kéo dài tuổi thọ công trình.
  

2. Chẩn đoán nguyên nhân gây nứt trong bê tông cống