Khảo sát chất lượng bê tông các công trình xây dựng ven biển Trà Vinh

CÁC PHƯƠNG PHÁP CƯỜNG Đ BÊ T H TRƯỜ - Làm cơ sở đánh giá sự phù hợp hoặc nghiệm thu đối với kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình mới xây dựng so với thiết kế ban đầu hoặc so

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM MỸ

Phản biện 1: TS NGUYỄN QUANG TÙNG

Phản biện 2: TS NGUYỄN HUY GIA

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà

Nẵng vào ngày 09 tháng 11 năm 2019

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại

học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

Trà Vinh có vị trí địa lý nằm giáp biển, với 65 km bờ biển và

có hệ thống sông ngòi với tổng chiều dài 578 km, các sông lớn là Hậu và Cổ Chiên Qua 10 năm thực hiện quyết Nghị quyết số 09-NQ/TW, ngày 9/2/2007, của Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa X) về Chiến lược biển Việt Nam đến năm 2020, tỉnh Trà Vinh không ngừng nỗ lực đầu tư khai thác tiềm năng, lợi thế để hướng đến mục tiêu trở thành tỉnh trọng điểm ở Đồng bằng sông Cửu Long về phát triển kinh tế biển, các công trình, dự án đầu tư xây dựng liên quan đến biển sẽ ngày càng nhiều Vì vậy, công tác khảo sát, nghiên cứu về chất lượng bê tông vùng biển Trà Vinh là rất quan trọng và đáng được quan tâm

Xuất phát từ thực tế đó với đề tài “Khảo sát chất lượng bê

tông các công trình xây dựng ven biển Trà Vinh” tác giả mong

muốn luận văn sẽ góp một phần nhỏ trong công tác khảo sát, nghiên

cứu về chất lượng bê tông vùng ven biển Trà Vinh nói riêng và Việt Nam nói chung

Vì vậy việc khảo sát chất lượng bê tông các công trình xây dựng ven biển Trà Vinh là vấn đề cấp thiết Các hình dưới đây là thực trạng của các công trình ven biển và trong đất liền trên địa bàn tỉnh Trà Vinh mà luận án dự định sẽ tiến hành khảo sát nghiên cứu chất lượng của bê tông

2 Mụ êu g ê ứu:

Khảo sát và đánh giá chất lượng bê tông các công trình xây dựng ven biển Trà Vinh

3 Đố ƣợ g và ạm v g ê ứu

Đối tượng nghiên cứu

Cường độ bê tông của các công trình làm bằng bê tông ven biển trên địa bàn tỉnh Trà Vinh

Phạm vi nghiên cứu

- Công trình dân dụng;

- Công trình giao thông;

- Công trình nông nghiệp phát triển nông thôn

4 P ƣơ g á g ê ứu

Phương pháp nghiện cứu: Khảo sát, đo đạc, dùng súng bật nẩy khoan lấy mẫu thí nghiệm hiện trường để xác định cường độ của bê tông

Nôi dung nghiện cứu: Đánh giá chất lượng bê tông các công trình xây dựng ven biển Trà Vinh So sánh cường độ của bê tông các công trình xây dựng ven biển và các công trình nằm sâu trong đất liền

Chương 2 Phương pháp đánh giá chất lượng bê tông hiện trường

Chương 3 Khảo sát chất lượng bê tông một số công trình xây dựng ven biển tại Trà Vinh

- Cốt thép là vật liệu kim loại Đặc điểm cơ học: chịu kéo và chịu nén tốt

- Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do

bê tông và cốt thép cùng cộng tác chịu lực với nhau Về sức bền vật

lý, bê tông chịu lực nén khá tốt nhưng khả năng chịu lực kéo không tốt lắm và là một loại vật liệu giòn Trong khi đó cốt thép là vật liệu chịu kéo hoặc chịu nén đều rất tốt Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt (ví dụ thép) được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối bê tông, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông Do vậy người ta đã đặt cốt thép vào trong bê tông để tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu, từ đó sản sinh ra bê tông cốt thép Loại bê tông có phần lõi thép này được gọi là bê tông cốt thép

Với bê tông cần xác định cường độ chịu nén và chịu kéo của

65 km bờ biển, được tái lập tỉnh từ năm 1992, có diện tích tự nhiên 2.215 km², được bao bọc bởi sông Tiền, sông Hậu với 02 cửa Cung Hầu và Định An Trà Vinh cách thành phố Hồ Chí Minh 200 km đi bằng quốc lộ 53 qua tỉnh Vĩnh Long, khoảng cách rút ngắn thời gian chỉ còn 130 km nếu đi bằng quốc lộ 60 qua tỉnh Bến Tre, cách thành phố Cần Thơ 95 km

Hiện nay, với nhu cầu phát triển về nhà ở và các công trình phúc lợi công cộng phục vụ dân sinh, đời sống người dân ngày một được nâng cao nên nhu cầu về nhà ở, nhu cầu về sử dụng điện và

nước sạch ngày càng được quan tâm nhiều hơn Từ đó hàng loạt các công trình điện và nước sạch cấp cho người dân khu vực nông thôn

sử dụng, nhà chung cư, nhà cao tầng, công trình công cộng và nhà ở dân dụng được Xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân trên địa bàn toàn tỉnh Trong tương lai, nhiều công trình với quy mô lớn, yêu cầu chất lượng cao sẽ được xây dựng Điều này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành Xây dựng của tỉnh với việc hình thành và nâng cấp nhiều công trình về giáo dục, y tế và các công trình phúc lợi xã hội khác có quy mô lớn Do đó việc sử dụng vật liệu bê tông cho kết cấu chịu lực của công trình có chất lượng tốt là một nhu cầu tất yếu của tương lai

1.1.4 Quy trình thi công kết cấu bê tong cốt thép

1.2 QUY TRÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG

HI N TRƯỜNGError! Bookmark not defined

1.2.1 Kiểm tra chất lượng nguyên liệu đầu vào

1.2.1.1 Xi măng

1.1.2.2 Đá, cát

1.2.2 Thiết kế cấp phối bê tông

1.3 PHÂN T CH CÁC Y U T ẢNH HƯỞNG Đ N CƯỜNG

hài hòa về kiến trúc và môi trường xung quanh, có nguồn nguyên liệu chế tạo phong phú, giá thành thấp

- Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng

và cấp phối vật liệu sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình trộn bê tông và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác Do đó thiết kế đúng cấp phối bê tông và nhào trộn đúng qui trình kỹ thuật thì cường độ của bê tông đạt hiệu quả cao

C ươ g 2 PHƯƠ PHÁP ĐÁ H Á CHẤT

ƯỢ B T H TRƯỜ

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP CƯỜNG Đ BÊ T H TRƯỜ

- Làm cơ sở đánh giá sự phù hợp hoặc nghiệm thu đối với kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình mới xây dựng so với thiết kế ban đầu hoặc so với tiêu chuẩn hiện hành (trong trường hợp không thực hiện được việc kiểm tra chất lượng bê tông trên mẫu đúc hoặc có nghi ngờ về chất lượng trong quá trình thi công);

- Đưa ra chỉ số về cường độ thực tế của cấu kiện, kết cấu, làm

cơ sở đánh giá mức độ an toàn của công trình dưới tác động của tải trọng hiện tại hoặc để thiết kế cải tạo, sửa chữa đối với công trình đang sử dụng

2.1.2 Cá ươ g á á đ ư g đ ê g

2.1.2.1 P ươ g á k o ấy mẫu

Tiến hành khoan lấy mẫu từ kết cấu hoặc cấu kiện, gia công mẫu và thí nghiệm theo các quy định nêu trong TCVN 3105:1993, TCVN 3118:1993 (trừ phân tích kết quả) và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này

2.1.2.2 P ươ g á sử dụ g sú g ảy

Phạm vi áp dụng, thiết bị thí nghiệm xây dựng, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn TCXDVN 162:2004 và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này

2.1.2.3 P ươ g á đo v ố u g s êu âm

Phạm vi áp dụng, thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn TCXD 225:1998 và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này

2.1.2.4 P ươ g á sử dụ g k ợ máy đo s êu âm và

sú g ảy

Phạm vi áp dụng, thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn TCXD 171:1989 và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này

2.2 ĐÁ H Á CHẤT ƯỢ B T H TRƯỜ THEO T U CHUẨ H H H

- Xác định cường độ chịu nén của từng mẫu khoan (Rmk) theo công thức:

Rmk = P/F (2.1) Trong đó:

Cường độ mẫu khoan Rmk được tính bằng đơn vị Mega Pascal với độ chính xác đến 0,1 MPa

P: tải trọng phá hoại thực tế khi nén mẫu theo qui trình nêu trong TCVN 3118:1993 [15] Đơn vị tính của P là Newton và có độ chính xác đến 1N

F: diện tích bề mặt chịu lực của mẫu khoan được tính bằng đơn vị mm2

mk

d : đường kính thực tế của mẫu khoan xác định theo qui

trình đo kích thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng mm với độ chính xác đến 1mm

- Xác định cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (Rhti) theo công thức:

Rhti = k

) / 1 5 , 1 (

D = 2,5 khi phương khoan vuông góc với phương đổ bê tông

D = 2,3 khi phương khoan song song với phương đổ bê tông λ: Hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ chiều cao (h) và đường kính (dmk) của mẫu khoan đến cường độ bê tông Tỷ lệ h/dmk phải nằm trong khoảng từ 1 đến 2

h: Chiều cao mẫu khoan sau khi đã làm phẳng bề mặt để ép, xác định theo qui trình đo kích thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

k: Hệ số ảnh hưởng của cốt thép trong mẫu khoan, được xác định như sau:

k = k2 = 1 + 1,5

mk

t

d h

a d

.

. (2.4)

- Xác định cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu (Rht) theo công thức:

Rht =

n

R

n i hti

1

(2.5) Trong đó:

Rhti là cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i n: Số lượng mẫu khoan trong tổ mẫu

2.2.1.2.Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp không phá hủy

Trên cơ sở thực hiện các chỉ dẫn về thí nghiệm, xử lý số liệu, xây dựng đường chuẩn xác định cường độ bê tông tại vùng thử Rhti

Xác định cường độ bêtông trung bình của các vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện ( ) theo công thức:

1

m hti i ht

R R

m (2.6)

Trong đó:

+ : cường độ bêtông tại vùng kiểm tra thứ i;

+ m: số vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện

- Xác định cường độ bêtông hiện trường của kết cấu, cấu kiện (Rht) theo công thức:

(2.7) Trong đó:

- υht là hệ số biến động cường độ bê tông của vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (xác định theo các Tiêu chuẩn thử nghiệm TCXDVN 162:2004 và TCXD 225:1998);

- tα là hệ số phụ thuộc số lượng vùng kiểm tra khi thử bằng phương pháp không phá hủy (tα xác định theo bảng 2.1) Giá trị xác định theo bảng 2.3 (phụ lục A – TCXDVN 239:2006)

2.2.2 Đá g á ấ ƣợ g ê g ƣ g

Trên cơ sở tính toán cường độ bêtông hiện trường, cường độ bêtông yêu cầu, ta tiến hành đánh giá cường độ bêtông hiện trường của cấu kiện, kết cấu

+ Xác định cường độ bê tông yêu cầu:

- Khi bê tông được chỉ định bằng cấp bêtông theo cường độ chịu nén, thì cường độ bêtông yêu cầu (Ryc) chính là cấp bền bêtông

- Khi bê tông được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì cường độ bê tông yêu cầu (Ryc) xác định theo công thức:

Ryc = M(1-1,64υ) (2.8) Với υ là hệ số biến động cường độ bê tông, được xác định:

√∑

(2.9)

+ Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình:

- Trường hợp sử dụng phương pháp không phá hủy để xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình, bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về cường độ chịu nén khi:

b ấy mẫu

Mỗi tổ mẫu gồm 04 viên mẫu hình trụ có kích thướt: chiều cao

h = 94 – 160 mm, đường kính d = 65 – 70mm

Lõi khoan – mẫu thử lấy từ một vị trí vuông góc với mặt phẳng nằm ngang, nếu có thể thì trục của mẫu vuông góc với lớp bê tông gốc, không nằm gần khe co dãn hoặc mép của chi tiết chôn sẵn;

Độ dài lõi khoan phải có đường kính tối thiểu là 102mm Trước khi khoan, làm sạch và mài phẳng vùng sẽ khoan

- Để đảm bảo đánh giá đúng giá trị cường độ hiện trường của

bê tông, quá trình thí nghiệm cần đảm bảo các bước triển khai theo Tiêu chuẩn và cần chú ý đến những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ

bê tông hiện trường như sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân một kết cấu, cấu kiện hoặc giữa các kết cấu, cấu kiện do tác động của việc cân đong vật liệu; sự biến động có tính quy luật của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân một kết cấu, cấu kiện dưới tác động của trọng lượng bản thân; tuổi của bê tông ở các kết cấu, cấu kiện khác nhau cũng làm cho cường độ bê tông hiện trường khác nhau, nhất là sự chênh lệch tuổi trong phạm vi 28 ngày tuổi đầu đóng rắn và độ ẩm của bê tông hiện trường khác với độ ẩm của mẫu lập phương tiêu chuẩn khi xây dựng đường chuẩn

- Để nâng cao độ chính xác của việc xác định cường độ bê tông hiện trường cần tiến hành kết hợp các phương pháp thí nghiệm khác nhau trong khi vẫn đảm bảo chất lượng, khả năng chịu lực của công trình, nâng cao tính cạnh tranh của các đơn vị sản xuất, thi

công thì việc cần tiến hành sử dụng kết hợp các phương pháp thí nghiệm đánh giá khác nhau để kiểm tra cường độ là việc làm cần thiết và có tính thực tế cao trong đánh giá Đồng thời phải thực hiện đúng các chỉ dẫn khi thực hiện các phép thử cụ thể và tăng số lượng mẫu thử hoặc phép thử

- Với khối lượng lý thuyết trình bày các phương pháp xác định và đánh giá cường độ của bê tông hiện trường theo Tiêu chuẩn Xây dựngViệt Nam (TCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCVN 5574:2012); ở trên với một số công trình ven biển trên địa bàn tỉnh Trà Vinh đủ cơ sở để học viên thực hiện khối lượng công việc khảo sát việc đánh giá chất lượng bêtông theo một số phương pháp trong Chương 3: Khảo sát chất lượng bê tông một số công trình ven biển Trà Vinh

C ƣơ g 3 KHẢO SÁT CHẤT ƢỢ BÊ TÔNG M T SỐ

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông cột Nhà Văn hóa Đông Hải

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 20MPa

3.1.2 Cầu á g C m ã Duyê Hả T à V :

Ngày bàn giao đưa vào sử dụng: 30/03/2013; Ngày thí nghiệm: 01/6/2019 Tuổi thọ công trình 2.258 ngày

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông Trụ Cầu Láng Chim cốt +1.40m

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 40MPa

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông Trụ Cầu Láng Chim cốt +2.40m

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 40MPa

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông Xà mũ Cầu Láng Chim

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 30MPa

3.1.2.4 Dầm ầu

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông Dầm Cầu Láng Chim

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 50MPa

3.1.3 B kè H T ạ ã Duyê Hả T à V

- Ngày bàn giao đưa vào sử dụng: 16/9/2016; Ngày thí nghiệm Mặt kè và Tường hắc chắn sóng: 18/6/2019 Tuổi thọ công trình: 1.046

- Ngày thí nghiệm Mái kè phía biển cốt +1.90m và Mái kè phía biển cốt +3.60m 05/6/2019 Tuổi thọ công trình: 992 ngày

- Ngày bàn giao đưa vào sử dụng: 20/02/2008; Ngày thí nghiệm: 13/8/2019 Tuổi thọ công trình 4.192 ngày

Biểu đồ cường độ chịu nén bê tông Đà kiềng khối 04 phòng chức

năng Uỷ ban nhân dân huyện Trà Cú

Kết luận: Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện kiểm tra đạt yêu cầu so với mác bê tông thiết kế 20MPa

Ngày bàn giao đưa vào sử dụng: 30/12/2012; Ngày thí nghiệm: 01/6/2019 Tuổi thọ công trình 2.344 ngày

3.2.2.1 T ụ ầu ố +0.8m

Mác thiết kế M= 30MPa

Rht = 28,39MPa