Thí nghiệm và kiểm định công trình Xây Dựng

hí nghiệm và kiểm định công trình sẽ được tổng hợp tại đây. Để thuận tiện cho các bạn tìm kiếm và tải về. Tất cả các công trinh sẽ được upload để các bạn tải về dễ nhất. > Những bạn thấy tài liệu hữu ích hãy comment ủng hộ để mình có chút niềm vui nhé. Nếu bạn nào phát hiện lỗi hãy comment trên page và ở trang này để mình có thể sữa lại ngay cho các bạn nhé.

CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH

KHÁI NIỆM VỀ THÍ NGHIỆM & KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH

• 1.1 Nhiệm vụ của thí nghiệm và kiểm định công trình.

• 1 Xác định, đánh giá khả năng làm việc, tuổi thọ của vật liệu và kết

cấu công trình.

• a Với những công trình xây mới.

• Xác định, đánh giá chất lượng vật liệu sử dụng trong xây dựng và công trình là yêu cầu bắt buộc theo các quy định về quản lý chất lượng công trình của ngành Các công trình được xây dựng mới cần được kiểm định và đánh giá chất lượng Kết quả của thí nghiệm và kiểm định chất lượng là tài liệu trong hồ sơ nghiệm thu bàn giao công trình

• b Với những công trình đã và đang sử dụng

• - Xác định và đánh giá KNCL đối với những kết cấu công trình đã được khai thác nhiều năm, hoặc những CT hết niên hạn sử dụng và chất lượng đã bị giảm yếu (Kiến nghị với cơ quan quản lý về xây dựng có biện pháp dỡ bỏ để tránh nguy hiểm cho người sử dụng, hoặc có biện pháp cải tạo sửa chữa).

• - Các kết cấu công trình có yêu cầu về SC, cải tạo hoặc có những yêu cầu về sử dụng khác so với mục đích ban đầu

• Đánh giá trạng thái làm việc và KNCL còn lại của kết cấu công trình

bị những sự cố như thiên tai (động đất), chiến tranh tàn phá, cháy nổ

và sai sót trong thi công gây nên những khuyết tật lớn Từ những kết quả kiểm định này sẽ kiến nghị sửa chữa hoặc phá bỏ.

• 2 Tiến hành nghiên cứu ứng dụng các hình thức kết cấu mới và kết

cấu đặc biệt vào việc thiết kế xây dựng công trình.

• Với những công trình xây dựng đơn chiếc, đặc thù, cần phải nghiên cứu giải pháp kết cấu cho phù hợp và nhanh chóng

• Với những kết cấu CT dù sử dụng dạng KC quen thuộc nhưng có tầm quan trọng đặc biệt.

• Với những công trình đặc biệt, phải sử dụng các dạng kết cấu mới, việc tiến hành khảo sát mô hình tương tự bằng thực nghiệm là không thể thiếu được Kết quả nhận được từ quá trình thực hiện công việc

là những tiêu chuẩn cần thiết cho việc đánh giá sản phẩm thiết kế, thi công và nghiệm thu chất lượng công trình.

• 3 Nghiên cứu và phát hiện các vật liệu mới, đánh giá chất lượng

các loại vật liệu xây dựng đang sử dụng và tái sử dụng, các loại vật liệu địa phương.

• Quá trình nghiên cứu để hình thành một loại vật liệu mới thực chất

là một quá trình thực nghiệm Một vật liệu được công nhận để được đưa vào sử dụng trong xây dựng công trình cần phải có đầy đủ các chỉ tiêu đặc trưng về cường độ, biến dạng, khối lượng riêng, độ ổn định của các tính chất hóa lý khác Việc xác định số lượng và chất lượng của những đặc trưng đó chỉ có được qua quá trình tiến hành thực nghiệm.

• 4 Nghiên cứu phát minh các vấn đề mới trong KHKT chuyên

ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng, cơ học công trình … mà nghiên cứu lý thuyết chưa giải quyết tận gốc hoặc chưa giải quyết được

• Nghiên cứu thực nghiệm làm cơ sở cho việc đánh giá sự phù hợp của các giả thiết đưa ra và xác nhận sự đúng đắn của kết quả nhận được từ lý thuyết.

• 1.2 Phân loại các phương pháp thí nghiệm và phạm vi áp

dụng trong xây dựng.

• 1.2.1 Căn cứ theo mức độ biến dạng của vật liệu thí nghiệm

• Thí nghiệm phá hoại : là PP tiêu chuẩn để đánh giá tính chất cơ lý của VL, khả năng chịu tải của kết cấu Gia tải vào mẫu vật liệu hoặc kết cấu thí nghiệm cho tới vật liệu và kết cấu bị phá hoại hoàn toàn.

• Thí nghiệm không phá hoại : Là PP gián tiếp sử dụng các dụng cụ hoặc thiết bị thí nghiệm để xác định các thông số, tính chất nào đó của VL hoặc KC rồi so sánh với thông số, tính chất chuẩn để đánh giá chất lượng của VL hay KCCT PP này thường SD trong công tác KĐCLCT

• 1.2.2 Căn cứ theo tính chất của tải trọng trong quá trình

thí nghiệm.

• Thí nghiệm tĩnh : Thí nghiệm công trình dưới tác dụng của tải

trọng tĩnh: Đây là PP thí nghiệm mà tải trọng thay đổi chậm theo thời gian hoặc là tải trọng không thay đổi PP này cho phép xác định trạng thái ứng suất, biến dạng và chuyển vị của cấu kiện và kết cấu trong công trình.

• Thí nghiệm động : Đây là PPTN mà tải trọng thay đổi đột

ngột theo thời gian Chúng gây ra các tác động động lực học

• Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm : Các thí nghiệm trong PTN

sẽ đảm bảo các yêu cầu tốt nhất, đảm bảo cho các thí nghiệm với độ chính xác cao nhất.

• Thí nghiệm hiện trường : đối tượng khảo sát thí nghiệm và kiểm

định công trình là các loại vật liệu và kết cấu công trình xây dựng Những thí nghiệm cần phải thực hiện tại hiện trường được tiến hành chủ yếu trong công tác kiểm định chất lượng công trình

• Thí nghiệm trên đối tượng nguyên hình: Do đối tượng có vật liệu

và kích thước hình học thật, kết quả thí ngiệm phản ánh đúng khả năng làm việc của vật liệu và kết cấu thí nghiệm Trong một số trường hợp là không thể thực hiện được vì quy mô của kết cấu thí nghiệm quá lớn, chỉ có thể tiến hành trên các mô hình.

• Thí nghiệm trên mô hình : Có thể một hoặc hai đặc trưng là vật liệu

và kích thước hình học của đối tượng nghiên cứu cần phải thay thế một đối tượng khác theo một quy luật vật lý nào đó thì ta gọi đối tượng được thay thế là mô hình vật lý Thông thường quy luật vật lý được sử dụng là thu nhỏ các đặc trưng của đối tượng nghiên cứu.

• 1.3 Sơ lược về lịch sử phát triển ngành thí nghiệm và kiểm định công

trình

• 1.3.1 Sự ra đời của khoa học thực nghiệm xây dựng.

• Sự phát triển mạnh mẽ của nền sản xuất, dẫn đến việc chuyên môn hóa trong các lĩnh vực của XD

• Thế kỷ 17-18, các thí nghiệm về vật liệu được các nhà nghiên cứu thực hiện thuộc lĩnh vực SBVL Chủ yếu quan tâm đến giá trị cường độ phá hoại vật liệu tương ứng với thời điểm và tải trọng ở giai đoạn phá hoại kết cấu Diễn biến trong thời gian làm việc của vật liệu và KC chưa được quan tâm Các thí nghiệm đầu tiên:

• - Thí nghiệm kết cấu vòm: năm 1732 của kỹ sư Danizơ (Pháp)

• - Thí nghiệm cấu kiện chịu uốn: năm 1767 của kỹ sư Duygamen (Pháp)

• - Thí nghiệm mô hình kết cấu dàn: năm 1776 của kỹ sư Kulibin (Nga)

• Năm 1847: Phòng thí nghiệm cơ học Cambrige ra đời Lần đầu tiên trên thế giới có một cơ sở được tập trung trang bị những máy thí nghiệm chuyên dùng cho việc xác định những đặc tính cơ học của vật liệu và kiểm tra sự làm việc của những cấu kiện đơn giản.

• Năm 1853: Phòng thí nghiệm VLXD Peterbua ra đời tại Trường ĐHGTVT Peterbua (Nga) Trung tâm thí nghiệm vật liệu xây dựng danh tiếng Đây là nơi mà các thử nghiệm phục vụ nghiên cứu ứng dụng hàng loạt các cấu kiện và kết cấu xây dựng mới được tiến hành

• Cuối thế kỷ 19, các phòng thí nghiêm xây dựng tại các nước châu Âu như Paris (Pháp), Berlin (Đức),Rôma (Ý) Nội dung thí nghiệm bao gồm các loại vật liêu thường dùng như gỗ , gang thép, gạch đá Các cấu kiện thí nghiệm: kết cấu tấm, dầm, dàn các loại, vòm bể chứa, Một trong những

kết quả nghiên cứu: Tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn

• Viện Khoa học Giao thông vận tải thuộc Bộ Giao thông vận tải

được thành lập cùng với việc xây dựng phòng thí nghiệm đã đưa vào hoạt động những năm 1955-1956

• Viện Khoa học và Công nghệ xây dựng thuộc Bộ Xây dựng được

đầu tư xây dựng vào những năm 1956 -1960 do Trung Quốc viện trợ, bao gồm hệ thống các phòng thí nghiệm phục vụ công tác nghiên cứu cơ bản về xây dựng, phòng thí nghiệm công trình, nơi tiến hành thử nghiệm cấu kiện và mô hình kết cấu Hiện nay, với sự đầu tư, bổ sung nhiều trang thiết bị hiện đại nên hệ thống các PTN tại đây là tiên tiến và hiện đại nhất trong lĩnh vực xây dựng của cả nước

• Viện Khoa học Thủy lợi: Xây dựng khoảng những năm 1960-1961.

• Phòng thí nghiệm công trình thuộc Khoa Xây dựng Trường đại học

Bách khoa – Hà Nội Hiện nay là Phòng thí nghiệm và kiểm định

công trình (LAS125-XD) - Trường Đại học Xây dựng được xây

dựng vào năm 1962-1964 do Liên Xô viện trợ.

• Từ những năm 1980, các thiết bị và máy thí nghiệm đã được trang bị chủ yếu nhằm phục vụ cho các thí nghiệm về vật liệu xây dựng

• Đến năm 2000-2002, được sự đầu tư của Nhà nước, hệ thống nhà thí nghiệm, máy và các thiết bị thí nghiệm mới được trang bị đồng bộ, hiện đại để phục vụ cho việc đào tạo, nghiên cứu khoa học và các hoạt động sản xuất trong lĩnh vực xây dựng

• Giai đoạn 2002-2007, phòng thí nghiệm công trình xây dựng trực thuộc Khoa Xây dựng bao gồm 03 phòng thí nghiệm chuyên ngành: Vật liệu xây dựng, Địa kỹ thuật và Kết cấu công trình

• Tháng 2-2007 Trung tâm thí nghiệm và Kiểm định chất lượng công trình được thành lập, phòng thí nghiệm công trình xây dựng LAS 256-XD chuyển sang trực thuộc Trung tâm thí nghiệm và Kiểm định Chất lượng Công trình.

CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG

2.1 Phương pháp thí nghiệm phá hoại.

Phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu thử: áp dụng các loại vật liệu xây dựng: kim loại, bê tông, gạch đá, vữa, gỗ Phương pháp thí nghiệm này cho phép quan sát trực tiếp hình ảnh và các chỉ tiêu cơ

lý về trạng thái ứng suất biến dạng của vật liệu (kéo, nén, uốn, xoắn ) qua từng giai đoạn làm việc cho đến khi phá hoại hoàn toàn Kết quả thí nghiệm thu được là cơ sở để đánh giá chất lượng thực tế của vật liệu

2.1.1 Thí nghiệm vật liệu thép.

1 Thí nghiệm kéo đứt TCVN197-2002 – “Kim loại – Phương pháp thử kéo”.

a Nội dung phương pháp thử

Đây là phương pháp thí nghiệm xác định đặc trưng cơ học của kim loại bằng cách kéo mẫu thử với tốc độ phù hợp cho đến khi mẫu bị phá hỏng Các đặc trưng cơ học xác định được qua phép thử này là :

Giới hạn chảy, giới hạn bền, biến dạng dài và độ thắt tương đối.

b Mẫu thử

Mẫu thử tiêu chuẩn

(SD: đánh giá SP xuất xưởng; kích thước lớn

cần GC, độ chính xác cao hơn)

Mẫu thử nguyên dạng

(SD: kiểm tra VLKL sử dụng thi công công trình đã có đủ hồ sơ kiểm tra xuất xưởng, độ chính xác không cao)

c Tiến hành thử và tính toán kết quả thí nghiệm

Chọn thang lực trên máy thích hợp: Lực phá hoại (20-80)% giá trị tối đa thang lực Mẫu thí nghiệm phải đảm bảo đúng tâm Tốc độ gia tải 6-60 N/mm2/s (MPa/s) tùy E của vật liệu.

* )

(

0

0 1

L

L L

L = −

∆

=

ε

d Đánh giá và kết luận

Việc đánh giá chất lượng của kim loại thông qua phép thử kéo được thực hiện bằng việc so sánh các chỉ tiêu cơ lý thực tế thu được sau khi thí nghiệm với các chỉ tiêu yêu cầu trong các tiêu chuẩn đánh giá (TCVN 1651-1985; TCVN 1651-2008, )

2 Thí nghiệm uốn TCVN 198-2008.Kim loại – PP thử uốn.

a Nội dung phương pháp thử

Đây là phương pháp thử đánh giá độ dẻo của kim loại bằng cách uốn mẫu quanh một gối uốn cố định trước, đường kính gối uốn và góc uốn được xác dịnh tương ứng cho từng loại vật liệu Việc đánh giá khả năng chịu uốn của kim loại được tiến hành bằng cách quan sát mức độ phá huỷ (nếu có) trên bề mặt vật liệu.

b Mẫu thử

Mẫu thử uốn:

Với thông số cơ bản d: chiều dày

mẫu hoặc đường kính mẫu Có

thể nguyên dạng hoặc gia công

(thép hình, hoặc khi kích thước

quá lớn); với tiết diện chữ nhật

thì b≥2d (khi b >20mm) Sơ đồ

uốn như hình vẽ; góc uốn đạt

được: α ≥ [α]

c Tiến hành thử

Việc uốn mẫu được thực hiện trên các máy thí nghiệm chuyên dùng hoặc có thể uốn bằng phương pháp thủ công như sử dụng bàn uốn, etô (đối với các mẫu có kích thước nhỏ)

d Đánh giá và kết luận

Mẫu sau khi uốn được kiểm tra bằng mắt, hoặc có thể soi bằng kính lúp, mẫu được được coi là đạt yêu cầu về uốn khi thoả mãn đồng thời các yếu tố: đạt được góc uốn yêu cầu, trên mẫu không xuất hiện trạng thái phá hoại cục bộ : nứt, gãy, tách lớp vật liệu

3 Thí nghiệm phá hoại kiểm tra các mối nối.

Trong thực tế xây dựng hiện nay có khá nhiều loại mối nối liên kết được thực hiện: mối nối hàn, mối nối ren, ống dập nguội, liên kết bu lông, đinh tán, liên kết nút không gian tinh thể

Nguyên tắc chung đối với tất cả các dạng mối nối là : Khả năng chịu lực của mối nối phải không nhỏ hơn khả năng chịu lực của chủng loại quy định cho kim loại cơ bản (do thiết kế hoặc tiêu chuẩn hiện hành quy định) và vị trí phá huỷ tốt nhất nằm ngoài phạm vi mối nối.

a Thí nghiệm kéo và uốn mối hàn

Tham khảo các tiêu chuẩn sau: (TCVN5403-1991; TCVN 5401-1991)

b Thí nghiệm kéo mối nối ren.

TCVN 8163-2009 – Thép cốt bê tông, mối nối bằng ống ren.

4 Thép thanh cốt bê tông - Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý

• Thép thanh cốt bê tông là loại vật liệu dùng cho các công trình xây dựng kết cấu bê tông cốt thép Mẫu thí nghiệm được sử dụng dưới hình thức mẫu nguyên dạng, số mẫu được lấy theo theo TCVN 1651-2008, số lượng mẫu thử cho 1 lô hàng 50 tấn là 15 thanh thép cùng chủng loại để đánh giá các giá trị đặc trưng Hoặc có thể lấy bất kỳ để đánh giá chỉ tiêu tối thiểu Thực tế xây dựng hiện nay: mỗi chủng loại thép lấy 03 thanh để thử kéo và 03 thanh để thử uốn Khi cắt lấy mẫu: biện pháp cơ học Mỗi chủng loại cắt 03 thanh có chiều dài 1000 đến 1200mm: xác định các thông số dung sai về trọng lượng

• Mỗi thanh lại được cắt ra thành 02 thanh có chiều dài 600mm dùng cho thử kéo và thanh có chiều dài từ 400mm đến 600mm dùng cho thử uốn

a Xác định các thông số về kích cỡ, dung sai

trọng lượng của thép sử dụng làm cốt cho bê

tông.

Trọng lượng đơn vị thực tế:

Trong đó: Qm (kG) là trọng lượng của mẫu thí

nghiệm với chiều dài đo được Lm(m).

Dung sai trọng lượng:

Trong đó Gtc(kG/m) được tính theo đường

kính danh nghĩa D (mm):

Đường kính thực tế của thanh:

) /

( kG m L

Q G

m

m

tt =

%100

*

tc

tc tt

7356

12

L

Q D

Các giá trị sai lệch cho phép theo

Tiến hành thí nghiệm, xác định các

thông số

TCVN -2008: A(i) là diện tích danh

nghĩa của các thanh thép thí nghiệm;

TCVN -1985: A(i) là diện tích thực của

các thanh thí nghiệm

% 100

( )

( ) (

)

( )

( )

(

)

( )

(

L

L

L A

P A

i i

i

b i

b i

i

ch i

Nhóm

thép

σch σb

Độ dãn dài (%)

c Thí nghiệm uốn xác định tính dẻo.(Góc uốn đạt được 160-180 )

loại thép có KQTN bên theo TCVN: 1651-1985

và 2008

1 Phương pháp lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu

Mẫu bê tông được đúc thành các viên theo các tổ mẫu, mỗi tổ mẫu có 3 viên

Số lượng tổ mẫu tuỳ thuộc vào khối lượng bê tông thi công và đặc điểm của kết cấu Trong trường hợp khối lượng bê tông thực tế thi công nhỏ hơn khối lượng quy định thì vẫn phải lấy tối thiểu một tổ hợp mẫu

Đối với mỗi hạng mục, phải có ít nhất một tổ hợp mẫu để nén ở tuổi 28 ngày Nếu cần dự báo trước sự phát triển cường độ để triển khai các hạng mục tiếp theo thì cần phải đúc thêm các tổ hợp khác để thử tại thời điểm yêu cầu Các mốc thời gian thông thường hay sử dụng để kiểm tra là 7,14,21 ngày

Theo TCVN 4453: 1995: Đối với các móng lớn, cứ 100m3 bê tông lấy

một tổ mẫu nhưng không ít hơn một tổ mẫu cho một khối móng; Đối với khung và các kết cấu móng (cột, dầm, bản, vòm…) cứ 20m3 bê tông lấy một tổ mẫu; Để kiểm tra tính chống thấm nước của bê tông, cứ 500m3 lấy một tổ mẫu)

kín, bằng phẳng, vuông vắn Hỗn hợp bê tông được đúc theo từng lớp tùy theo chiều cao của khuôn mẫu, thiết bị đầm sử dụng tùy thuộc vào điều kiện thi công hoặc có thể dầm thủ công bằng tay.

Các mẫu bê tông sau khi đúc phải được hưởng chế độ bảo dưỡng và đóng rắn kể từ lúc đúc xong đến ngày thử mẫu giống như chế độ bảo dưỡng và đóng rắn của kết cấu sản phẩm đó.

Thời gian giữ mẫu trong khuôn là 16-24h đối với bê tông M100 trở lên, 2 hoặc 3 ngày đêm đối với bê tông có phụ gia chậm đóng rắn hoặc M75 trở xuống Lý lịch và các ký hiệu trên mẫu được ghi trên mặt mẫu theo phương đúc hoặc theo phương không chịu tải.