Cải tạo UHPC – Phần 1
Trong nhiều bài đăng trên blog trước đây, chúng tôi đã chỉ ra các cách khác nhau để sử dụng UHPC, nhưng hầu hết các ví dụ đều là các dự án xây dựng mới.
Vì vậy, trong bài viết này tôi sẽ minh họa một số lợi ích cũng như thách thức của việc sử dụng UHPC cho các dự án cải tạo. Bài đăng đầu tiên trong miniseries này sẽ đề cập đến các kết nối dán của ban công. Nhưng trước tiên, giới thiệu ngắn gọn về các dự án cải tạo nói chung.
Những thách thức chung khi cải tạo
Tất cả các dự án cải tạo đều khó khăn:
- Sự không chắc chắn về hình học của tòa nhà hiện tại (thiếu bản vẽ chính xác, dung sai không xác định, v.v.)
- Hạn chế về khả năng (bổ sung) tải (và sự không chắc chắn về sức bền thực tế của kết cấu).
- Xem xét về vấn đề thẩm mỹ.
- Người thuê/chủ sở hữu và hàng xóm đều muốn ít gặp bất tiện nhất có thể(tiếng máy, vật liệu rơi,…)
- Các khu vực bên ngoài toà nhà thường hẹp, không có sẵn và khó để để bố trí địa điểm xây dựng, lưu trữ vật liệu, tiếp cận tòa nhà. Bao gồm các hạn chế về giờ làm việc do giao thông, quy định toà nhà v.v.
- Tất cả điều này dẫn đến đánh giá chi phí/lợi ích cho chủ sở hữu tòa nhà. Nên họ sẽ phải cân nhắc giữa việc cải tạo hoặc phá bỏ, thậm chí là xây dựng một cấu trúc mới.
Trong một số trường hợp, tòa nhà được bảo vệ vì lý do lịch sử hoặc kiến trúc, và trong những trường hợp này, lựa chọn duy nhất là cải tạo hoặc khôi phục lại nó. Có thể sửa chữa cấu trúc, nhưng trong nhiều trường hợp, điều này chỉ câu giờ vì nó không thực sự giải quyết được các vấn đề về cấu trúc. Khí hậu, thời gian hoặc bất cứ điều gì khác có thể là lý do dẫn đến nhu cầu cải tạo tòa nhà.
Các dự án cải tạo liên quan đến ban công
Khi xem xét việc cải tạo, mở rộng hoặc thêm ban công vào một cấu trúc hiện có, việc dự trữ cấu trúc chưa sử dụng là điều cần thiết. Về mặt này, xem xét kỹ loại công trình là quan trọng.
Các tòa nhà mới hơn bằng bê tông hoặc thép thường sẽ có một số phần dư thừa và ít khi được bảo vệ, tuỳ từng toà nhà sẽ để lại một số tùy chọn cho việc gắn ban công mới.
Nhưng các tòa nhà bằng gạch cũ hơn(từ những năm 1930 và 40 trở lên) có một thách thức chung là các bức tường không thể chịu được nhiều tải trọng cả theo chiều dọc và đặc biệt là chiều ngang, và vì vậy nếu không thể sử dụng cột bên ngoài thì chỉ có boong để gắn vào tòa nhà.
Nếu boong được làm bằng bê tông, thì các ban công hiện có sẽ được làm bằng cách đúc tại chỗ một phần mở rộng của boong ra ngoài làm tấm ban công. Đây là kiểu xây dựng mà chúng tôi sẽ tập trung vào trong bài đăng trên bài viết này.
Kết nối dán là gì?
Về nguyên tắc, hầu hết các kết nối đều được dán ở một mức độ nào đó: Hầu hết các giá đỡ được cố định bằng cách sử dụng ‘neo hóa học’, đây chỉ là một cách viết khác của “miếng thép có ren được dán trong lỗ khoan” nghe có vẻ chắc chắn hơn nhỉ.
Vì vậy, khi chỉ sử dụng thanh ren và keo mà không có giá đỡ, về cơ bản chỉ dùng nhiều hóa chất neo làm phương tiện cố định duy nhất. Nhưng vì một số lý do, hầu hết mọi người nhìn bạn như kiểu bạn nên đi khám đầu khi bạn nói với họ rằng bạn đã dán ban công vào một tòa nhà…
Những thách thức khi sử dụng kết nối dán và các phần tử UHPC
Khi tất cả lực được chuyển qua boong, điều đầu tiên cần làm là xác định tình trạng và sức chứa của boong. Các bản vẽ ban đầu thông thường sẽ cung cấp cho bạn hình học dự kiến và bố trí cốt thép nhưng sẽ không cho bạn biết gì về cấu trúc thực tế tại chỗ, hoặc trạng thái của bê tông và cốt thép cũ. Do đó, cách duy nhất để đánh giá chính xác năng lực là kiểm tra nó.
Trong trường hợp này, người ta thấy rằng vật đúc ban đầu đã được làm theo hai bước, với lớp thứ hai (bên ngoài) là xốp và lớp đúc thứ nhất (bên trong) dày đặc hơn và ở tình trạng tốt. Ở một vài nơi, lớp bên ngoài có thể được loại bỏ bằng thìa…
Đây là hình ảnh tổng quan cũng cho thấy đường ống thoát nước cũ ở bên trái . Điều này được cho là ở bên phải theo bản vẽ ban đầu…
Vấn đề chính của một cấu trúc cũ như vậy rất khó xác định trước nơi có thể kết nối. Điều này đặc biệt khó khăn khi sử dụng UHPC đúc sẵn vì không thể đưa ra quyết định nhanh chóng để di chuyển neo 5 cm sang phải hoặc trái trên địa điểm xây dựng. Các neo đã được đặt trong phần tử UHPC đúc sẵn. Điều này sẽ dễ dàng hơn đáng kể nếu kết nối được đúc tại chỗ, nhưng đúc tại chỗ không phải là một lựa chọn tốt cho UHPC, do dung sai và độ nhạy rất nhỏ của hỗn hợp.
Một vấn đề khác là UHPC có khả năng tạo ứng suất cao lên bê tông cũ trong vùng nén, trong nhiều trường hợp quá yếu để hỗ trợ chúng ở dạng cô đặc, vì vậy có thể cần một lớp phân phối áp lực giữa UHPC và sàn ban đầu. Trong trường hợp trên thậm chí cần phải loại bỏ một số lớp xốp trước và sử dụng vữa cường độ cao đúc giữa sàn cũ và ban công UHPC để xử lý dung sai và hình thành vùng chịu nén mới.
Thách thức thứ ba với các kết nối bằng keo là dung sai: để có thể chèn các thanh thép không gỉ có ren vào các lỗ được khoan trên boong, các lỗ cần phải có kích thước lớn. Và những loại này thường không cứng rất nhanh, vì vậy thường phải có thiết bị hỗ trợ tạm thời trong vài ngày.
Ưu điểm của kết nối dán và các phần tử UHPC
Vì vậy, với tất cả những thách thức – tại sao bạn phải bận tâm?
Khi cần một yếu tố bê tông vì lý do thẩm mỹ hoặc lý do khác sẽ có một vấn đề lớn là tái tạo hoặc thay mới cấu trúc cũ bằng bê tông thường, bởi vì các tiêu chuẩn và quy chuẩn đã thay đổi đáng kể kể từ khi tòa nhà được thiết kế lần đầu tiên.
Các yêu cầu về lớp che phủ, thời gian chịu lửa và quan trọng nhất là tải trọng trực tiếp mà ban công phải chịu, đều đã tăng lên đáng kể. Trong trường hợp ví dụ, tải trọng tăng từ 1 kN/m² ban đầu với hệ số an toàn ϒ = 1,3 đối với tổng tải trọng thiết kế 1,3 kN/m² lên 2,5 kN/m² với hệ số an toàn là ϒ = 1,5 đối với tổng tải trọng thiết kế là 3,75 kN / m².
Do đó, không thể tạo một bản sao mới của ban công gốc nó sẽ không đáp ứng được các yêu cầu của ngày nay. Với UHPC, có thể tạo ra các phần tử có trọng lượng thấp hơn nhiều so với ban đầu, bù đắp cho tải trọng sống tăng lên.
Dưới đây là trình tự lắp ráp phiên bản UHPC rỗng và có vách mỏng của ban công nguyên bản tại dự án chúng tôi đã tham gia.
Dưới đây là một ví dụ khác minh họa những thách thức với các kết nối được gắn chặt. Trong trường hợp này, các thanh chính của cốt thép trên boong cũ đã được đặt chính xác tại vị trí các kết nối được dán.
Tóm lại, sự kết hợp của các kết nối dán và ban công UHPC nhẹ có thể là sự khác biệt giúp cải tạo trong những trường hợp khó nhất, nhưng chắc chắn không phải là không có thách thức.
Theo các nguyên tắc đổi mới, cho đến nay, các kết nối dán là phức tạp nhất và đòi hỏi rất nhiều lập kế hoạch trước, tài liệu và phê duyệt trước, quản lý rủi ro và tư duy sáng tạo, đồng thời giải quyết vấn đề nhanh chóng trong cả giai đoạn thiết kế và xây dựng.
Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.
