gièi thiÎu vË
bÎnh hàc cáng trÖnh
PGs L‰ KIÒU
G·n ½µy trong mæt sâ t¡i liÎu trong nõèc nh°c ½Æn khŸi niÎm BÎnh
hàc Cáng trÖnh vèi û nghØa nhõ viÎc thiÆt kÆ v¡ thúc hiÎn søa chùa mæt sâ
cáng trÖnh hõ hÞng .
Chîng tái th¶y kháng nÅn ½çn gi¨n nhõ thÆ .
Tµi liÖu n¡y chîng tái trÖnh b¡y mæt cŸch ng°n gàn nhùng n¾t ½i
cõçng vË BÎnh hàc Cáng trÖnh ½Ì xµy dúng mæt quan niÎm ho¡n ch×nh hçn
vË BÎnh hàc Cáng trÖnh .
Chõçng thö Nh¶t : ph·n chung
Cáng trÖnh Xµy dúng l¡ phõçng tiÎn b¨o ½¨m cho sú tãn ti cða lo¡i
ngõéi , l¡ mái trõéng sâng , mái trõéng l¡m viÎc nh±m b¶o ®¶m an toµn cho
con ngêi, l¡m cho con ngõéi phŸt sinh, phŸt triÌn .
ViÎc to nÅn cáng trÖnh xµy dúng ½¬ phöc tp ½Æn möc mæt con
ngõéi khÜ bao quŸt ½õìc hÆt mài kiÆn thöc vË xµy dúng d¹n ½Æn sú phµn
cáng th¡nh nhiËu lØnh vúc hÂp d·n ½i m¡ chîng ta th¶y ph¨n Ÿnh trong sú
phµn cŸc khoa t¹i c¸c trõéng ‡i hàc thuéc ngµnh Xµy dúng .
Trõèc thúc tÆ phµn hÜa kiÆn thöc vË cáng trÖnh xµy dúng d¹n ½Æn
sú phiÆn diÎn hÜa trong cŸch nhÖn nhºn vË mæt cáng trÖnh , nh¶t l¡ vË
mæt cáng trÖnh cÜ nhùng hiÎn tõìng sø dòng kháng bÖnh thõéng theo thiÆt
kÆ ( cáng trÖnh bÙ bÎnh ).
ViÎc xµy dúng mæt mán täng hìp ½Ì nghiÅn cöu mæt cŸch to¡n diÎn
sú phŸt sinh, phŸt triÌn cða cŸc bÎnh cða cáng trÖnh , nh±m nµng cao tuäi
thà cho cáng trÖnh xµy dúng l¡ ½iËu hìp lû v¡ c·n thiÆt .
Chõa nghiÅn cöu täng thÌ vË cáng trÖnh , vË bÎnh cða cáng trÖnh
m¡ quyÆt ½Ùnh ngay cŸch chùa trÙ khi søa chùa cáng trÖnh l¡ cŸch l¡m
chð quan . Theo cŸch ½Ü , nhiËu khi tân k¾m thºm chÏ nguy hiÌm hçn cho
cáng trÖnh .
Tµi liÖu n¡y hÎ thâng hÜa nhùng quan niÎm vË BÎnh hàc Cáng trÖnh ,
nµng th¡nh lû thuyÆt nhùng khŸi niÎm réi rc vË chùa trÙ cáng trÖnh bÙ
bÎnh .
ViÎc l¡m n¡y ½ang tiÆn h¡nh, nÅn ê ½µy mèi trÖnh b¡y nhùng kÆt
qu¨ ban ½·u, gièi thiÎu nhùng û niÎm cç b¨n nh¶t .
Qua trÖnh b¡y l·n n¡y , ngõéi trÖnh b¡y mong mÞi nhºn ½õìc sú tham
gia cáng söc , sú tham gia û kiÆn cða cŸc bn quan tµm.
I . ‡Ùnh nghØa .
BÎnh hàc Cáng trÖnh l¡ mán nghiÅn cöu nhùng quy luºt hÖnh th¡nh
v¡ phŸt triÌn cða Cáng trÖnh bÙ bÎnh trong nhùng trõéng hìp bÎnh lû cò thÌ
½Ì rãi rît ra nhùng quy luºt vºn ½æng cða sú hõ hÞng cáng trÖnh , hõ hÞng
kÆt c¶u qua cŸc bÎnh lû ½iÌn hÖnh v¡ cuâi cïng tÖm hiÌu cŸc quy luºt d¹n
½Æn hõ hÞng cáng trÖnh nÜi chung .
Mæt cáng trÖnh chÙu t¨i , chÙu mài yÆu tâ thiÅn nhiÅn tŸc ½æng
x¨y ra nhùng diÍn biÆn næi ti thÖ khi cáng trÖnh bÙ hõ hÞng trong næi ti
cáng trÖnh cñng cÜ nhùng diÍn biÆn , nhùng thay ½äi theo nhùng quy luºt
nh¶t ½Ùnh . Nhùng quy luºt n¡y kháng x¨y ra nhùng chuyÌn biÆn nhõ cáng
trÖnh bÖnh thõéng , m¡ nhõ trong sinh lû bÎnh cða ngõéi , x¨y ra nhùng diÍn
biÆn cða cáng trÖnh bÙ bÎnh .
Cáng trÖnh l¡ mæt täng thÌ nÅn khi mæt bæ phºn bÙ bÎnh ( hõ hÞng
ho´c kháng l¡m viÎc ½õìc nhõ chöc phºn ½Ùnh s³n khi thiÆt kÆ ) sÁ tŸc
½æng ½Æn cŸc bæ phºn khŸc . Trong cáng trÖnh cÜ sú s°p xÆp li tÖnh tr-
ng chÙu lúc , sú phµn phâi li næi lúc ½Ì tãn ti cáng trÖnh ( dØ nhiÅn
l¡ kháng ½õìc nhõ lîc bÖnh thõéng , kháng bÙ bÎnh ).
NghiÅn cöu BÎnh hàc Cáng trÖnh l¡ nghiÅn cöu täng hìp , nghiÅn cöu
cŸc tŸc ½æng qua li giùa nhùng dng hõ hÞng v¡ ¨nh hõêng l¹n nhau nh±m
chùa trÙ ½îng c¯n nguyÅn , ½îng möc ½æ , ng¯n ch´n täng thÌ nhùng tŸc
½æng l¡m gi¨m k¾m ch¶t lõìng cáng trÖnh , nµng tuêi thà cáng trÖnh .
CÜ nhiËu hÖnh thŸi hõ hÞng bË ngo¡i thÖ khŸc nhau vË thÌ hiÎn
nhõng li tÖm th¶y nhùng quy luºt phŸt triÌn v¡ nguyÅn nhµn giâng nhau . Li
cÜ nhùng dng hõ hÞng x¾t vË hÖnh thŸi thÖ giâng nhau nhõng quy luºt
phŸt triÌn v¡ nguyÅn nhµn thÖ r¶t khŸc nhau . L¶y thÏ dò nhõ hiÎn tõìng l¡
vÆt nöt . Nöt cÜ thÌ do nhñng nguyÅn nhµn r¶t khŸc nhau gµy ra nhõ lîn
chÅnh quŸ möc , do biÆn dng nhiÎt , do kháng ½ð söc chÙu mæt dng tŸc
½æng n¡o ½Ü , nhõ uân , nhõ n¾n lÎch tµm , nhõ xo°n , cÜ khi li do rung
½æng , do cŸc tŸc ½æng quŸ t¨i ... HÖnh thŸi thÌ hiÎn ch× l¡ nhùng vÆt nöt
nhõng nguyÅn nhµn thÖ li l¡ mæt mè phöc tp .
NghiÅn cöu quy luºt tŸc ½æng gµy hõ hÞng cða t÷ng loi nguyÅn nhµn
, tÖm cŸc tŸc ½æng chu¸n xŸc , tÖm cŸc quy luºt hõ hÞng ½iÌn hÖnh , tÖm
ra yÆu tâ gµy bÎnh , tÖm cŸc quy luºt phŸt sinh bÎnh , theo dßi v¡ tÖm hiÌu
quŸ trÖnh tiÆn triÌn cða hõ hÞng cáng trÖnh thÖ gi¨i phŸp trÙ liÎu cho cáng
trÖnh mèi mong chu¸n xŸc . L¶y thÏ dò mæt mŸi nh¡ bÙ dæt ,nÕu nguyÅn
nhµn l¡ nõèc tï ½àng trÅn mŸi , th¶y ½îng nguyÅn nhµn ,viÎc chùa trÙ cÜ khi
ch× c·n tháng âng thoŸt nõèc , qu¾t rŸc ê mŸng nõèc l¡ hÆt dæt .
BÎnh hàc Cáng trÖnh mang tÏnh tæng hìp , ch× hÖnh th¡nh khi khoa
hàc cáng nghÎ xµy dúng phŸt triÌn ½Æn möc ½æ c·n thiÆt . Phõçng phŸp
phµn tÏch cho th¶y nhùng tháng tin vË chiËu sµu cða bÎnh , cða hõ hÞng thÖ
phõçng phŸp täng hìp giîp ta khŸi quŸt ½Ì tÖm nhùng quy luºt chung .
Søa chùa hõ hÞng cáng trÖnh ½Ýi hÞi ngõéi kþ sõ mæt nh¬n quan
täng hìp , ph¨i th¶y cŸi cŸ thÌ trong tºp thÌ , trong cŸi tºp thÌ bao gãm cŸc cŸ
2
thÌ . Kháng thÌ ch× søa chùa triÎu chöng m¡ ph¨i søa chùa t÷ c¯n nguyÅn ,
ch´n ½öng tiÆn triÌn cða hõ hÞng , theo nhùng tháng tin täng hìp , chu¸n
xŸc , theo phõçng phŸp luºn bÎnh hàc cáng trÖnh khoa hàc .
II. Sú hÖnh th¡nh mán BÎnh hàc Cáng trÖnh .
Trõèc ½µy , khi cáng trÖnh hõ hÞng ½õìc phŸt hiÎn qua hÖnh thŸi
xu¶t hiÎn hõ hÞng, thõéng ½õìc søa chùa ngay . Théi kü ½Ü , vºt liÎu xµy
dúng sø dòng ph·n lèn thá sç v¡ cáng trÖnh thõéng th¶p t·ng , cáng n¯ng
½çn gi¨n , kÆt c¶u ½çn gi¨n .
ViÎc phŸt hiÎn v¡ søa chùa cáng trÖnh theo hÖnh thŸi xu¶t hiÎn hõ
hÞng r¶t nhiËu khi kháng chÏnh xŸc , d¹n ½Æn sú søa chùa k¾o d¡i
m¡ kháng gi¨m hõ hÞng .
Xem x¾t bÎnh cho cáng trÖnh c·n theo phõçng phŸp luºn bÎnh hàc
cho ngõéi. ‡Ü l¡ mæt phõçng phŸp täng hìp , coi cŸc bæ phºn cáng trÖnh
cÜ quan hÎ tõçng hå vèi nhau .
Chõçng trÖnh cða trõéng Giao tháng Cáng chÏnh Quâc gia PhŸp
( Ecole Nationale des Travaux publics de l’ Etat ) cÜ xÆp v¡o n¯m cuâi
( Chõçng trÖnh son th¨o tm théi v¡o 31-3-1993 , Document provisoire ¾tabli
au 31 Mars 1993 ) , mán BÎnh hàc Cáng trÖnh ( Pathologie des Ouvrages
d’ Art ) .
Chõçng trÖnh n¡y do D. POINEAU chÙu trŸch nhiÎm , sâ gié l¡ 30 gié
. NhÜm gi¨ng dy cÜ B. GODARD , G. HAIUN , J.L. MICHOTEY , Y.
MOUTON , D. POINEAU.
‡âi tõìng cða mán hàc nh±m trang bÙ cho nhùng ngõéi qu¨n lû cáng
trÖnh kiÆn thöc ½Ì tä chöc tât viÎc giŸm sŸt , b¨o trÖ v¡ søa chùa cáng
trÖnh . Mài kþ sõ ph¨i biÆt nguyÅn nhµn chÏnh l¡m cho cáng trÖnh hõ
hÞng , nhùng tŸc ½æng tiÅu cúc ¨nh hõêng ½Æn tuäi thà cða cáng trÖnh ,
cða kÆt c¶u .
Nhùng t¡i liÎu ta hiÎn cÜ theo hÎ LiÅn xá cñ , n¯m 1987 trong GiŸo
trÖnh Kþ thuºt thi cáng cða trõéng ‡i hàc Xµy dúng Matxkva l·n ½·u tiÅn cÜ
mæt chõçng vË søa chùa cáng trÖnh .
SŸch tham kh¨o n¯m 1992 , NguyÍn v¯n ‡t sau khi thúc tºp ê PhŸp vË
viÆt cuân Khoa hàc BÅ táng ng¡y nay ½Ë cºp mæt chõçng : BÎnh hàc Cáng
trÖnh theo quan ½iÌm hiÎn ½i . Tuy cÜ ½Ë cºp mæt sâ khÏa cnh cða BÎnh
hàc kÆt c¶u bÅ táng thuæc ph·n BÎnh hàc kÆt c¶u tõçng tú nhõ mæt trong
nhùng mán nhõ bÎnh hàc næi khoa , bÎnh hàc l¬o khoa ... l¡ mæt m¨ng trong
to¡n còc BÎnh hàc Cáng trÖnh .
Næi dung sŸch khŸ tât nhõng ½Ì to¡n diÎn v¡ ½îng múc hçn chîng ta
c·n xem x¾t täng quŸt hçn trÅn cç sê phõçng phŸp luºn cða ‡i cõçng BÎnh
hàc Cáng trÖnh : Ph¨i xem x¾t kÆt c¶u bÙ bÎnh kháng ch× ê bÎnh c¯n
m¡ cÝn ê cŸc khiŸ cnh bÎnh sinh , hçn nùa ph¨i ½´t kÆt c¶u trong to¡n bæ
cáng trÖnh , trong mái trõéng ½´t cáng trÖnh , trong mâi tõçng quan giùa
b¨n thµn cáng trÖnh vèi viÎc sø dòng , sú ch¯m lo duy trÖ , b¨o dõëng cáng
trÖnh .
3
Trõèc ½µy , tð sŸch ‡i hàc Xµy dúng , LÅ v¯n KiÌm ½õa ra hai tºp Hõ
hÞng v¡ Søa chùa cáng trÖnh , in b¨n kÁm v¡o n¯m 1971 . SŸch Ït tiÆng
vang vÖ h·u nhõ gh¾p dÙch t÷ t¡i liÎu Nga .
Nh¡ xu¶t b¨n Xµy dúng n¯m 1981 cÜ dÙch cuân Gia câ nËn v¡ mÜng
khi søa chùa nh¡ , t÷ tiÆng Nga ½Ì tham kh¨o sø dòng cho ½iËu kiÎn nõèc ta
.
N¯m 1993 , Nh¡ xu¶t b¨n Khoa hàc v¡ kþ thuºt cÜ cuân Søa chùa v¡ gia câ
cáng trÖnh xµy dúng cða NguyÍn xuµn BÏch . Qua thúc tÆ nhiËu n¯m ê ViÎn
thiÆt kÆ Cáng nghiÎp HÜa ch¶t , tŸc gi¨ ½¬ ph¨i thiÆt kÆ khái phòc nhiËu
cáng trÖnh hõ hÞng , bÙ phŸ hoi do chiÆn tranh phŸ hoi , kÆt hìp tham
kh¨o sŸch Nga , cuân sŸch cÜ û nghØa thúc tÆ cao trong cŸc b¡i toŸn cò
thÌ .
Ngo¡i ra , cÝn mæt sâ sŸch lÀ tÀ , tiÆng vang kháng ½Ÿng kÌ .
VË t¡i liÎu nõèc ngo¡i ph·n lèn trÖnh b¡y cŸc dng søa chùa hõ hÞng
mæt sâ dng kÆt c¶u , mæt sâ dng bÎnh cò thÌ .
M¶y n¯m g·n ½µy , chîng ta tiÆp xîc vèi nhiËu t¡i liÎu phõçng Tµy
cñng l¡ nhùng n¯m hÖnh th¡nh mán BÎnh hàc Cáng trÖnh . SŸch lû luºn
chung ½ang cÝn réi rc v¡ chõa nhiËu .
Mæt cáng cò quan tràng khi kh¨o nghiÎm trong BÎnh hàc Cáng trÖnh l¡
½Ÿnh giŸ kh¨ n¯ng chÙu lúc cða cáng trÖnh hiÎn hùu . Quy phm Hoa kü ACI
318-83 ( Building Code Requirements for Reinforced Concrete -
ACI - 318-83 ) cÜ ph·n 6 mang tÅn : Strength Evaluation of Existing
Structures .
GÇn ®©y, Bé X©y dùng ban hµnh quyÕt ®Þnh vÒ c«ng t¸c " B¶o tr×
c«ng tr×nh".
Trong dù th¶o so¸t xÐt Quy chuÈn x©y dùng ViÖt Nam, ch¬ng 15 nªu C¸c
yªu cÇu vÒ b¶o tr× nhµ ë, c«ng tr×nh c«ng céng vµ c«ng nghiÖp .
HiÎn nay , vèi nhùng phõçng tiÎn kh¨o nghiÎm chÏnh xŸc theo phõçng
phŸp phŸ hðy m¹u v¡ khŸ nhiËu phõçng phŸp kh¨o nghiÎm kháng phŸ hðy
m¹u , cho ph¾p kh¨o nghiÎm m¹u khŸ chÏnh xŸc . Nhùng kh¨o nghiÎm giîp ta
kiÌm tra nhùng gi¨ thiÆt ½õìc xµy dúng trÅn cç sê hÖnh thŸi v¡ triÎu chöng
½¬ gÜp ph·n ng¡y c¡ng ho¡n ch×nh lû luºn BÎnh hàc Cáng trÖnh .
Khi nghiÅn cöu mæt thÌ bÎnh cða cáng trÖnh , ngõéi ta cñng b°t ½·u
t÷ nhùng hiÎn tõìng thÌ hiÎn ra bÅn ngo¡i , sau ½Ü mèi tÖm hiÌu cç chÆ hot
½æng bÅn trong . Cho nÅn kháng l¶y gÖ l¡m l khi nghiÅn cöu hiÎn tõìng
phŸt triÌn cða bÎnh ch× tiÆn h¡nh sau khi quan sŸt hÖnh thŸi bÅn ngo¡i .
T÷ nhùng quan sŸt bÅn ngo¡i ta cÜ û niÎm thá sç vË nhùng thay ½äi
chöc phºn næi ti cáng trÖnh . Nhùng û niÎm n¡y Ït nhiËu mang tÏnh ch¶t tØnh
vÖ hiÎn tõìng th¶y ½õìc ch× l¡ hÖnh ¨nh cða mæt théi ½iÌm n¡o ½Ü trong
xuât quŸ trÖnh bÎnh lû .
Nhé quŸ trÖnh quan sŸt theo nhiËu phõçng phŸp thÏ nghiÎm khŸc
nhau ê nhiËu bæ phºn kÆt c¶u khŸc nhau , ngõéi ta rît ra ½õìc nhùng quy
luºt vºn ½æng cða cáng trÖnh bÙ bÎnh . Thot ½·u l¡ t÷ng bÎnh , sau ½Ü
l¡ t÷ng nhÜm bÎnh . T÷ ½Ü th¶y ½õìc quŸ trÖnh bÎnh lû chung cho nhiËu
4
bÎnh khŸc nhau , ½îc kÆt th¡nh mán bÎnh lû kÆt c¶u , tiÆn nùa phŸt triÌn
th¡nh bÎnh lû ½i cõçng .
Ph·n quan tràng cða bÎnh lû hàc l¡ cŸc thÏ nghiÎm vË kÆt c¶u . BÎnh lû
hàc cáng trÖnh ch× hÖnh th¡nh rß n¾t khi cÜ nhiËu phõçng phŸp thúc
nghiÎm khŸc nhau , nhiËu cáng cò hiÎn ½i ½Ì thúc nghiÎm chÏnh xŸc , cho
nhùng kÆt qu¨ ½Ÿng tin cºy vË vi biÆn dng , vË thay ½äi hÜa tÏnh , thay
½äi tÏnh ch¶t vºt lû , cŸc tŸc nhµn sinh hàc ...
TiÆn trÖnh tú nhiÅn cða lû luºn l¡ t÷ quan sŸt khŸch quan m¡ xµy
dúng nÅn gi¨ thuyÆt . T÷ nhùng thay ½äi hÖnh thŸi cða kÆt c¶u bÙ bÎbh m¡
nÅu lÅn quy luºt gi¨ ½Ùnh viÎc vºn ½æng cða to¡n cáng trÖnh bÙ bÎnh . Bõèc
thö ba l¡ ph¨i dïng thÏ nghiÎm kiÌm chöng nhùng gi¨ thiÆt xµy dúng nÅn .
ViÎc nghiÅn cöu BÎnh hàc Cáng trÖnh , m´c d¡u cÜ chît Ït kinh nghiÎm
nhõng c·n xµy dúng mæt phõçng phŸp luºn khoa hàc riÅng cho mÖnh .
BÎnh hàc cáng trÖnh phŸt triÌn ½õìc lû luºn cða mÖnh ph¨i dúa chÏnh
v¡o mán ThÏ nghiÎm Cáng trÖnh . Sú phŸt triÌn cða mán ThÏ nghiÎm Cáng
trÖnh b¨o ½¨m ½æ tin cºy cho BÎnh hàc Cáng trÖnh .
CŸc phÝng thÏ nghiÎm khŸc nhõ PhÝng thÏ nghiÎm Vºt liÎu Xµy dúng ,
PhÝng thÏ nghiÎm ‡Ùa kþ thuºt ... cñng l¡ chå dúa cho mán BÎnh hàc Cáng
trÖnh .
III. Vai trÝ mán BÎnh hàc Cáng trÖnh trong Xµy dúng .
Cñng nhõ cŸc mán kþ thuºt cç sê khŸc cða ng¡nh xµy dúng , mán
BÎnh hàc Cáng trÖnh c·n ½õìc coi l¡ mæt mán cç sê , cÜ vÙ trÏ quan tràng
trong khoa hàc cáng nghÎ xµy dúng .
3.1 BÎnh hàc Cáng trÖnh l¡ TriÆt hàc cða ng¡nh xµy dúng :
ViÎc nghiÅn cöu BÎnh hàc cáng trÖnh kháng thÌ dúa trÅn nhùng û
niÎm chð quan , duy û chÏ m¡ ph¨i dúa v¡o nhùng kÆt qu¨ quan tr°c trÅn cáng
trÖnh thúc tiÍn , dúa v¡o h¡ng lot tri thöc täng hìp t÷ nhiËu mán ½¬ hàc ½Ì dú
bŸo quŸ trÖnh phŸt sinh , phŸt triÌn cða bÎnh , c¯n nguyÅn gµy bÎnh theo
nhùng luºn cö khoa hàc .
Dï muân hay kháng , phõçng phŸp tõ tõêng cða bÎnh hàc cáng trÖnh
ph¨i l¡ phõçng phŸp duy vºt . Mài suy ½oŸn , luºn ½oŸn ½Ëu ph¨i dúa v¡o
kÆt qu¨ quan tr°c thúc tÆ , kh¨o nghiÎm thúc tÆ , xem x¾t sú vºt trong mái
trõéng cò thÌ . T÷ quan tr°c trÅn cáng trÖnh thúc tiÍn , ph¨i th¨i loi nhùng yÆu
tâ xa l vèi thúc tiÍn ho´c th·n bÏ do û chÏ sinh ra ½Ì cÜ nhùng kÆt luºn ½îng
½°n vË cŸc hÖnh thŸi thúc ch¶t .
ViÎc xem x¾t nguyÅn nhµn gµy bÎnh , cç chÆ bÎnh sinh ph¨i theo
phõçng phŸp biÎn chöng . NguyÅn nhµn v¡ kÆt qu¨ l¡ hai phm trï riÅng biÎt
5