Cột là một cấu kiện cơ bản nhất của bất cứ công trình nào. Cột bê tông cốt thép lại càng phổ biến trong xây dựng ở Việt Nam. Khi nào cần gia cố cho cột bê tông cốt thép? Vì một lý do nào đó, cột bê tông bị hư hỏng, suy yếu nên cần được gia cố. Bạn sẽ có một lý do cho trường hợp của mình, nó có thể là:
Để giải quyết các vấn đề trên, hiện nay người ta thường sử dụng 3 giải pháp để gia cố cho cột bê tông.
Kỹ thuật gia này là bọc thêm cho cột một lớp áo bê tông bên ngoài nhằm khắc phục những hư hỏng, phục hồi và tăng cường khả năng chịu lực của cột.
Kích thước lớp áo bê tông, và số lượng, đường kính cốt thép được lựa chọn thông qua phân tích kết cấu.
Trong vài trường hợp, chúng ta phải giảm tải trọng, hoặc dỡ bỏ tạm thời tải trọng tác dụng lên cột. Cần thực hiện lắp đặt cây chống và con đội ở giữa các tầng.
Trong một số trường hợp mà tìm thấy các vị trí cốt thép bị ăn mòn cần thực hiện như sau:
Nếu không có hiện tượng ăn mòn cốt thép thì bạn không cần thực hiện các bước trên. Hình vẽ bên dưới minh họa các bước thực hiện:
Kỹ thuật này được sử dụng để tăng cường thêm khả năng chịu tải cho cột hiện hữu. Đồng thời kỹ thuật này áp dụng trong trương hợp không cho phép tăng diện tích tiết diện của cột.
Các bước thi công được minh họa trên hình dưới đây:
Các bước thực hiện theo quy trình như sau:
Bọc cột bằng vật liệu FRP là một trong các biện pháp gia cố, cải tạo cột có nhiều ưu điểm nhất. Các ưu điểm đã được kiểm chứng, như là:
Các cột bê tông được gia cường bằng cách dán vật liệu composite FRP xung quanh nó. Kỹ thuật gia cường này rất hiệu quả với cột tròn. Trong một số trường hợp, kỹ thuật này không được khuyến khích áp dụng. Cụ thể theo tiêu chuẩn ACI 440.2R-08, nếu cột bê tông cốt thép có tiết diện hình chữ nhật, tỷ lệ chiều dài /chiều rộng lớn hơn 2, hoặc là cạnh ngắn của cột lớn hơn 90 cm thì không nên gia cố bằng FRP.
Hình ảnh bên dưới thể hiện vùng chịu nén của các cột có hình dạng khác nhau.
Vì sao gia cường cột hình chữ nhật hay hình vuông không hiệu quả? Điều này có thể được giải thích là do sự phân bố ứng suất không đều và ứng suất tập trung ở các góc.
Cần lưu ý là phải bọc toàn bộ diện tích xung quanh cột để đạt hiệu quả gia cường tốt nhất.
Không giống như gia cường kháng uốn cho dầm bê tông cốt thép, vật liệu FRP chỉ làm việc khi cột biến dạng nở hông. Lúc này áp lực tác dụng lên hệ FRP, và nó mới bắt đầu có tác dụng. Điều này có nghĩa là hệ FRP gia cường dầm là hệ thống chủ động, trong khi gia cường cột là hệ thống bị động.
Hệ FRP chống lại biến dạng nở hông của cột, như hình bên trên. Do đó, khả năng chịu nén của cột bê tông cốt thép tăng lên.
Mỗi kỹ thuật gia cố cột bê tông cốt thép có hiệu quả tốt trong các trường hợp khác nhau. Tùy vào tình trạng của cột hiện hữu, và mục đích sửa chữa mà lựa chọn giải pháp thích hợp. Bên cạnh những yếu tố kỹ thuật và công năng, thì yếu tố chi phí giá thành được đặt lên hàng đầu khi cân nhắc. Nếu bạn không muốn mở rộng tiết diện cột thì bạn phải loại trừ phương án bọc lớp áo bê tông. Nếu bạn muốn thời gian thi công nhanh, thì bạn nên chọn giải pháp gia cố bằng vật liệu FRP.