KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG KÈ BIỂN HIỆP THẠNH, THỊ XÃ DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH. LUẬN VĂN THẠC SỸ

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH Đề tài: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG KÈ BIỂN HIỆP THẠNH, THỊ XÃ DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH Học viên: Lê Quang Răng Chuyên ngàn

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ QUANG RĂNG

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ

CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG KÈ BIỂN HIỆP THẠNH,

THỊ XÃ DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và công nghiệp

Mã số: 85 80 201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Đà Nẵng - Năm 2019

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác

Tác giả luận văn

Lê Quang Răng

Trang 3

MỤC LỤC

h

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do lựa chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Kết quả 2

6 Bố cục đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH XUNG YẾU VEN BIỂN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH 3

1.1 Khái niệm cơ bản về bê tông, bê tông cốt thép 3

1.2 Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng 5

1.3 Khái quát, đặc điểm các công trình Kè biểnđược đầu tư xây dựng tại các vùng xung yếu ven biển tỉnh Trà Vinh 10

1.4 Kết luận Chương 1 13

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG THEO CÁC TIÊU CHUẨN 14

2.1 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường 14

2.1.1 Mục đích xác định cường độ bê tông hiện trường 14

2.1.2 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường 14

2.1.2.1 Phương pháp sử dụng súng bật nẩy 14

2.1.2.2 Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm: 17

2.1.2.3 Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy 17

2.1.2.4 Phương pháp khoan lấy mẫu 20

2.1.2.5 Lựa chọn phương pháp thí nghiệm 22

2.1.2.6 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình 23 2.2 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 25

Trang 4

2.2.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường 26

2.2.1.1 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp phá hủy 26

2.2.1.2 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp không phá hủy 27

2.2.2 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường 28

2.3 Quy trình lấy mẫu thử bê tông bằng khoan cắt từ cấu kiện (theo ASTM C42-1990) 29

2.3.1 Thiết bị 29

2.3.2 Lấy mẫu 29

2.3.3 Tiến hành thử 30

2.3.3.1 Mẫu thí nhiệm 30

2.3.3.2 Gia công đầu mẫu 30

2.3.3.3 Điều kiện về độ ẩm 30

2.3.3.4 Làm bằng đầu mẫu (capping) 30

2.3.3.5 Xác định kích thước mẫu 31

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG CÔNG TRÌNH KÈ BIỂN HIỆP THẠNH, THỊ XÃ DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH THEO TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM 32

3.1 Mái kè phía biển 33

3.1.1 Mái kè: cốt +1.8 33

3.1.1.1 Phương pháp thí nghiệm khoan lấy mẫu 33

33

3.1.1.2 Phương pháp thí nghiệm bằng súng bật nẩy 34

3.1.2 Mái kè, cốt +3.7 34

3.1.3 Bảng tổng hợp kết quả tính toán 36

3.2 Tường hắt sóng 38

3.2.1 Đỉnh tường 38

3.2.2 Thân tường hắt sóng 39

3.2.2.2 Phương pháp thí nghiệm siêu âm kết hợp súng bật nẩy 40

3.3 Mặt kè 43

Trang 5

3.3.1 Phương pháp thí nghiệm khoan lấy mẫu 43

3.3.2 Phương pháp thí nghiệm súng bật nẩy 44

3.4 Mái kè phía đồng 45

3.4.1 Mái kè cốt 1.8 45

3.4.1.2 Phương pháp thí nghiệm súng bật nẩy 46

3.4.2 Mái kè cốt +3.7 47

3.4.2.2 Phương pháp thí nghiệm súng bật nẩy 48

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN

Trang 6

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH

Đề tài: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

KÈ BIỂN HIỆP THẠNH, THỊ XÃ DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH

Học viên: Lê Quang Răng Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD và CN

Mã số: 8580201 - Khóa K35.XDDD.TV - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt:Mục tiêu của đề tài là đề xuất sử dụng các phương pháp thí nghiệm khác nhau như

khoan lấy mẫu, siêu âm kết hợp với bật nẩy và bật nẩy để khảo sát đánh giá cường độ chịu nén thực tế của bê tông các hạng mục: Mái kè phía biển, đồng; mặt kè, tường hắt sóng của công trình Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh hiện đang sử dụng, thông qua kết quả thực nghiệm so sánh với cường độ thiết kế để đưa ra kết luận

Kết quả cho thấy: Cường độ chịu nén của bê tông tại các cấu kiện được kiểm tra có sự biến đổi rất khác nhau, nhiều mẫu có cường độ chịu nén thấp so với cường độ tính toán theo thiết kế, tuy nhiên so với Tiêu chuẩn TCVN 239:2006, thì cường độ chịu nén của bê tông đều đạt yêu cầu theo Tiêu chuẩn hiện hành; Về hệ số biến động bê tông (υ) qua kết quả tính toán, hệ số này chênh lệch tương đối ít; nguyên nhân do cường độ chịu nén bê tông tại các vị trí thay đổi tương đối ít, chứng tỏ chất lượng bê tông trên toàn khối cấu kiện suy giảm không đáng kể so với thiết kế ban đầu.Qua kết quả kiểm tra của

03 phương pháp thí nghiệm cho thấy, kết quả cường độ bê tông ở hiện trường của phương pháp khoan lấy mẫu thấp hơn và cho độ chính xác cao hơn so với phương pháp siêu âm kết hợp với bật nẩy và phương pháp bật nẩy Những thông tin của luận văn sẽ là những nội dung cơ bản hữu ích cho các nhà

tư vấn, các đơn vị thi công nghiên cứu tìm ra giải pháp hữu hiệu trong thiết kế, thi công các loại công trình kè biển hiện nay

Từ khóa: Khảo sát, đánh giá chất lượng của bê tông kè biển Hiệp Thạnh; phương pháp khoan lấy

mẫu, bật nẩy các hạng mục xây dựng: Mái kè phía biển, phía đồng; tường hắt song, mặt kè; siêu âm bật nẩy thân tường hắt sóng

Topic: SURVEY, EVALUATION OF COMPRESSIVE STRENGTH CONCRETE

HIEP THANH SEA EMBANKMENT, DUYEN HAI TOWN, TRA VINH PROVINCE

Summary:The purpose of the thesis is to propose various experimental methods such as drilling for

sampling, combining ultrasonic and bouncing tests, to survey and re-evaluate the actual compressive strength of concrete of items: Slope of the sea, copper; Wave wall, embankment face of Hiep Thanh sea embankment, Duyen Hai town, Tra Vinh province Through the results, it has been compared to the power designed to draw conclusions

The results show that the compressive strength of concrete at construction site locations varies significantly Some models show lower compressive strength than designed; however, the compressive strength of concrete in the four construction items meets the Vietnamese Standard TCVN 239: 2006 The coefficient of computation varies in concrete with relatively little change in value, thus the quality of concrete in some surveys are relatively little different, The reason is that the compressive strength of the concrete at the location changes relatively little.This proves that the quality of the concrete of the building still ensures bearing force compared to the design The results of the three experimental methods illustrate that the strength of the field drilling method is lower and gives greater accuracy than the combined ultrasonic method The information of the thesis will be useful basic contents for consultants, construction units in the field of irrigation research to find an effective solution in the design and construction of existing sea embankments

Keywords: Survey, evaluation of Hiep Thanh embankment sea quality, bouncing method, sampling

drilling of construction items: Slope of the sea, copper; body walls, embankments, ultrasonic testing the wall body

Trang 7

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

Rht, fc Cường độ chịu nén bê tông hiện trường

Rtk, ftk Cường độ chịu nén bệ tông theo thiết kế

Ryc, f’c Cường độ bê tông yêu cầu

Các từ Viết tắt

BTHT Bê tông hiện trường

TCXD Tiêu chuẩn Xây dựng

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng bê tông chủ yếu các công trình xung yếu ven biển Trà Vinh 13

Bảng 2.1 Giá trị hệ số tα với xác suất bảo đảm 0,95 và số vùng kiểm tra 28

Bảng 2.2 Cường độ tính toán của bê tông Rb khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất, MPa 29

Bảng 3.1 So sánh giá trị thực M300 và giá trị tính toán theo TCVN 33

Trang 9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Hình 1.1 Dầm bê tông và bê tông cốt thép 4

Hình 1.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo 6

Hình 1.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn đến độ lưu biến của hỗn hợp bê tông 8 Hình 1.4 Quan hệ giữa cường độ và tuổi của bê tông 9

Hình 1.5 Biểu đồ diễn biến độ mặn giai đoạn 2014-2019 do Đài khí tượng Trà Vinh cung cấp 10

Hình 1.6 Bản đồ Vị trí địa lý tỉnh Trà Vinh http://travinh.gov.v 10

Hình 1.7 Kè biển Cồn Trứng, thị xã Dyên Hải, tỉnh Trà Vinh 11

Hình 1.8 Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh 12

Hình 1.9 Bê tông bảo vệ tường hắt sóng bị bong tróc 12

Hình 1.10 Mái kè bị sụt lún 12

Hình 3.1 Khoan mẫu bê tông 12

Hình 3.2 Lấy mẫu bê tông 12

Hình 3.3 Thí nghiệm nén mẫu 33

Hình 3.7 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông mái kè phía biển 37

Hình 3.11 Thí nghiệm siêu âm kết hợp súng bật nẩy thân tường 40

Hình 3.12 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông tường hắt sóng 42

Hình 3.16 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông mặt kè 45

Hình 3.20 Thí nghiệm bật nẩy mái kè phía đồng, cốt +1.8 46

Hình 3.21 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông mái kè phía đồng 50

Trang 10

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

Trong các năm gần đây trên địa bàn tỉnh Trà Vinh, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã gây sạt lở nghiêm trọng những khu vực xung yếu tại các xã ven biển như: Hiệp Thạnh, Trường Long Hòa, thị xã Duyên Hải; Một số công trình kè biển đã được đầu tư đưa vào sử dụng từ những năm trước đây do đặc điểm vị trí địa lý thường xuyên chịu ảnh hưởng nặng nề của sóng biển nên chất lượng công trình đã bị suy giảm đáng

kể, cụ thể như Kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biển xã Hiệp Thạnh, huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh, một số hạng mục công trình đã bị ảnh hưởng rõ rệt: bề mặt mái kè bị sụt lún, bào mòn và khuyết sâu; đỉnh tường hắt sóng chiều dày lớp bảo hộ bị bong tróc, một số nơi thép trơ ra ngoài; mặt kè bị loang lổ, ứ động nước vào mùa mưa Từ trước đến nay mặc dù sạt lở trên địa bàn tỉnh Trà Vınh diễn ra ngày càng gay gắt và nghiêm trọng, một số dự án cấp bách đã được triển khai nhằm hạn chế đến mức thấp nhất tác hại của sóng biển;tuy nhiên, khi bàn về chất lượng các công trình kè biển đã được đầu tư trên địa bàn tỉnh Trà Vınh chưa có một đơn vị, cá nhân hay một tổ chức khoa học nào đề xuất cho công tác khảo sát đánh giá cường độ chịu lực của các công trình kè biển để từ

đó nhận định, tìm ra những giải pháp hữu hiệu giúp cho công tác tư vấn khảo sát, thiết

kế các công trình kè biển đảm bảo ngày càng chất lượng hơn

Với lí do trên, tác giả chọn đề tài “Khảo sát và đánh giá cường độ chịu nén của

bê tông kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh” nhằm góp phần làm

Trang 11

r hơn về cường độ chịu nén của bê tông thực tế tại công trình đã sử dụng so với cường

độ lý thuyết theo thiết kế

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Khảo sát đánh giá cường độ chịu nén thực tế của bê tông các hạng mục mái kè: phía biển, phía đồng, mặt kè, tường hắt sóng công trình Kè biển xã Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh đang sử dụng bằng các phương pháp thực nghiệm

- So sánh với cường độ thiết kế để đưa ra kết luận

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Cường độ chịu nén của bê tông

- Phạm vi nghiên cứu: Một đoạn Hạng mục Mái kè phía biển, mái kè phía đồng, mặt kè, tường hắt sóng công trình Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh

4 Phương pháp nghiên cứu

Chương 1: Tổng quan về bê tông và việc sử dụng bê tông cho các công trình

xung yếu ven biển trên địa bàn tỉnh Trà Vinh

Chương 2: Phương pháp đánh giá cường độ của bê tông ở hiện trườngtheo tiêu

chuẩn

Chương 3: Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông tại hiện trường công trình Kè

biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh

Kết luận và kiến nghị

Trang 12

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH XUNG YẾU VEN BIỂN TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH

1.1 Khái niệm cơ bản về bê tông, bê tông cốt thép

Bê tông là một trong những loại vật liệu quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và các loại công trình thuộc các lĩnh vực khác như: giao thông, thủy lợi vì nó có những ưu điểm sau: Có cường độ chịu nén cao, bền trong môi trường Cốt liệu có thể sử dụng nguyên liệu địa phương Dễ cơ giới hóa, tự động hóa quá trình sản xuất và thi công Có thể tạo được nhiều loại bê tông có tính chất khác nhau, các loại bê tông phổ biến là: bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime và các loại bê tông đặc biệt khác

Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình kiến trúc, móng, gạch không nung hay gạch block, mặt lát của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng, các cấu trúc trong bãi đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, các công trình cấp nước, ống cống, chân cột cho các cổng, hàng rào, cột điện

- Bê tông là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối

bê tông)

- Bê tông là một loại đá nhân tạo được chế tạo từ các vật liệu rời (cát, đá, sỏi) và chất kết dính Vật liệu rời được gọi là cốt liệu, gồm các cở hạt khác nhau, loại bé là cát

có kích thước từ 1,0mm-5,0mm, loại lớn là sỏi hoặc đá dăm có kích thước 5,0mm-40

mm hoặc lớn hơn Chất kết dính thường là xi măng trộn với nước hoặc các chất dẽo khác Cường độ chịu kéo của bê tông nhỏ hơn cường độ chịu nén rất nhiều (8-15 lần) Ngoài các thành phần chính như trên, người ta còn có thể thêm các phụ gia để cải thiện một số tính chất của bê tông trong lúc thi công cũng như trong quá trình sử dụng Phụ gia có nhiều loại khác nhau, có loại để nâng cao độ dẽo hổn hợp bê tông, có loại dùng để tăng nhanh hoặc kéo dài thời gian đông kết của xi măng, có loại để nâng cao cường độ của bê tông trong thời gian đầu, có loại để tăng khả năng chống thấm v.v Nước để trộn bê tông gồm hai phần Một phần để hóa hợp với xi măng, một phần nữa như là phụ gia làm cho hổn hợp bê tông có được độ dẽo (nhão) cần thiết lúc trộn,

đổ khuôn và đầm chắt Lượng nước tham gia phản ứng hóa hợp chỉ chiếm khoản một phần năm trọng lượng xi măng và là cần thiết Lượng nước thêm vào để trộn bê tông, về sau khi bê tông đã khô cứng sẽ trở thành nước thừa, một phần bốc hơi để lại những lỗ rỗng li ti trong cấu trúc của bê tông, làm giảm độ đặc chắt và cường độ của nó

Nguyên lý tạo nên bê tông là dùng các cốt liệu lớn làm thành bộ xương, các cốt liệu nhỏ lắp đầy khoảng trống và dùng chất kết dính để liên kết chúng tạo thành một thể đặc chắt có khả năng chịu lực và chống lại các biến dạng

Trang 13

Bê tông có cấu trúc không đồng nhất vì hình dáng, kích thước các hạt cốt liệu khác nhau, sự phân bố của các hạt cốt liệu và chất kết dính không thật đồng đều, trong

bê tông vẫn còn lại một ít nước thừa và những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi) Tùy theo thành phần và cấu trúc của bê tông mà người ta phân loại chúng theo nhiều cách khác nhau:

+ Theo cấu trúc có các loại: bê tông đặc chắt; bê tông có lỗ rỗng (dùng ít cát); bê tông tổ ong

+ Theo khối lượng riêng phân thành: bê tông nặng thông thường có khối lượng riêng =22002500 kG/cm3; bê tông nặng cốt liệu bé =18002200 kG/cm3; bê tông nhẹ <1800; bê tông đặc biệt nặng >2500

+ Theo thành phần có: bê tông thông thường; bê tông cốt liệu bé; bê tông chèn

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 l i thép này được gọi là bê tông cốt thép

Hình 1.1 Dầm bê tông và bê tông cốt thép

a) Dầm bê tông; b) Sơ đồ ứng suất trên tiết diện 1-1; c) Dầm bê tông cốt thép; d) Sơ đồ ứng suất trên tiết diện 2-2; 1-Vùng bê tông chịu nén; 2-Vùng bê tông

chịu kéo; 3-Cốt thép; 4-Vết nứt trong bê tông chịu kéo

Trên hình 1.1a ta thấy khi ứng suất kéo t vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông thì vết nứt sẽ xuất hiện, vết nứt đi dần lên phía trên và dầm bị gãy khi ứng suất b còn khá nhỏ so với cường độ chịu nén của bê tông Như thế là lãng phí khả năng chịu nén của bê tông Nếu đem đặt cốt thép vào vùng bê tông chịu kéo, lực kéo sẽ do cốt thép chịu, nhờ đó có thể tăng tải trọng đến khi ứng suất b đạt tới cường độ chịu nén của bê tông và ứng suất z đạt tới cường độ chịu kéo của cốt thép; Trong dầm chịu uốn còn có

Trang 14

xuất hiện cả ứng suất tiếp và do đó có ứng suất chính Khi ứng suất kéo chính lớn hơn cường độ chịu kéo của bê tông sẽ gây ra các vết nức nghiêng, vì vậy cũng cần bố trí cốt thép để chịu ứng suất kéo này Dầm bê tông cốt thép có thể chịu lực nhiều hơn dầm bê tông có cùng kích thước đến hàng chục lần

Bê tông và cốt thép có thể cùng tham gia chịu lực là do các yếu tố sau:

+ Bê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên có thể truyền lực từ bê tông sang cốt thép và ngược lại Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu đối với vật liệu bê tông cốt thép

+ Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hóa học Đồng thời bê tông còn làm chức năng bao bọc, bảo vệ cốt thép chống các tác dụng ăn mòn của môi trường Đây cũng là lý do khi sử dụng các loại phụ gia hóa dẻo và đông cứng nhanh cần phải bảo đảm quá trình đầm nén bê tông đạt đến độ lèn chặt cần thiết

+ Bê tông và cốt thép có hệ số giãn nỡ nhiệt gần giống nhau (hệ số giãn nở nhiệt của bê tông từ 0,000010 đến 0,000015 và hệ số giãn nở nhiệt của thép là 0,000012) Do

đó khi có sự thay đổi nhiệt độ dưới 100°C thì trong cấu kiện bê tông cốt thép không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không làm phá hoại lực dính giữa bê tông và cốt thép

Theo phương pháp thi công, có thể phân loại bê tông cốt thép chia ra làm ba loại: + Bê tông cốt thép toàn khối (hay còn gọi là bê tông cốt thép đổ tại chổ): Người ta ghép ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông ngay tại vị trí thiết kế của kết cấu

+ Bê tông cốt thép lắp ghép: Người ta phân chia kết cấu thành những kết cấu riêng biệt để có thể chế tạo chúng ở nhà máy hoặc sân bãi, vận chuyển chúng đến công trường sau đó dùng cần cẩu lắp ghép rồi nối chúng lại với nhau thành kết cấu tại vị trí thiết kế

+ Bê tông cốt thép nữa lắp ghép: Người ta lắp ghép các cấu kiện chưa được chế tạo hoàn chỉnh sau đó đặt thêm cốt thép, ghép thêm ván khuôn rồi đổ tại chổ bê tông phần còn lại (kể cả mối nối)

Nếu phân theo trạng thái ứng suất khi chế tạo có hai loại sau:

+ Bê tông cốt thép thường: Khi chế tạo, cốt thép ở trạng thái không có ứng suất, ngoài nội ứng suất do co ngót và giãn nở nhiệt của bê tông Cốt thép chỉ chịu ứng suất khi cấu kiện chịu lực ngoài (kể cả trọng lượng bản thân)

+ Bê tông cốt thép ứng suất trước: Căng trước cốt thép đến ứng suất cho phép, khi buông cốt thép, nó sẽ co lại, tạo ứng suất nén trước trong tiết diện bê tông, nhằm mục đích khử ứng suất kéo trong tiết diện bê tông khi nó chịu ngoại lực, làm hạn chế vết nứt

và độ võng

1.2 Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng

- Cường độ là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu Cường

độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Để xác định cường độ của

bê tông người ta dùng thí nghiệm mẫu Thông thường là chế tạo ra các mẫu thử và thí

Trang 15

nghiệm phá hoại các mẫu đó Một cách khác là thí nghiệm không phá hoại, xác định cường độ một cách gián tiếp bằng cách dùng sóng siêu âm, súng bậc nẩy

Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông Do đó, người ta thường dùng cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông Nói đến cường độ của bê tông là nói đến cường độ tính toán (cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo), cường độ đặc trưng và cường độ trung bình Cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo của bê tông được xác định theo phương pháp thí nghiệm

Xác định cường độ chịu nén – mẫu thử

Xác định cường độ chịu kéo (mẫu chịu kéo trung tâm và mẫu chịu kéo khi uốn)

Hình 1.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo

Gọi R, R(t) là lần lượt là cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo của bê tông, ta

có mối quan hệ: R(t) = Øt R ; Hoặc R(t) = 0,6 + 0,06R

Giá trị của Øt được lấy phụ thuộc vào loại của bê tông và đơn vị của R, đối với bê tông nặng, đơn vị của R là MPa thì Øt = 0.28 - 0.30

Giá trị trung bình của cường độ: khi thí nghiệm n mẫu thử của cùng một loại bê tông thu được các giá trị cường độ của mẫu thử là R1, R2, Rn Các giá trị đó có thể giống nhau hoặc khác nhau Giá trị trung bình cường độ của các mẫu ký hiệu là Rm, gọi tắt là cường độ trung bình được tính theo công thức:

Trang 16

Cường độ của bê tông tăng theo tuổi thọ thời gian tính từ lúc chế tạo bê tông đến khi cho nó chịu lực Thời gian đầu cường độ tăng nhanh, sau chậm dần Với bê tông dùng xi măng pooclăng, chế tạo và bảo dưỡng trong điều kiện bình thường, cường độ tăng nhanh trong 28 ngày đầu

- Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông: 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 thi công bê tông và các yếu tố khác còn phải kể đến là vị trí xây dựng công trình tại những vùng xung yếu thường xuyên chịu ảnh hưởng của nước biển Trong thiết kế công trình, người ta thường dự kiến cường độ cần thiết của bê tông để tính toán, do đó khi thi công cần chọn thành phần, cấp phối vật liệu và công nghệ chế tạo để bê tông đảm bảo đạt cường độ yêu cầu Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông có thể bao gồm:

+ Chất lượng và số lượng xi măng: Khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông, việc lựa chọn mác bê tông rất quan trọng vì nó vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt cường độ thiết kế, vừa phải đảm bảo yếu tố kinh tế Nếu dùng xi măng mác cao chế tạo bê tông mác thấp sẽ dẫn đến lượng xi măng dùng cho 1m³ bê tông không đủ để liên kết các hạt cốt liệu với nhau, dễ xảy ra hiện tượng phân tầng Ngược lại, dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tông mác cao sẽ làm tăng lượng xi măng phải dùng, không đảm bảo yếu tố kinh tế Bên cạnh đó, với cường độ bê tông dự kiến, nếu tăng số lượng xi măng cũng sẽ làm tăng cường độ bê tông nhưng hiệu quả không cao và thường gây tăng biến dạng do

co ngót Thông thường trong 1m3

bê tông cần dùng từ 250-500kg xi măng, khi dùng xi măng nhiều thì cường độ bê tông cao hơn, nhưng để chế tạo bê tông cường độ cao (B25, 30,…) ngoài việc tăng lượng xi măng còn cần phải dùng xi măng mác cao (PC40, 50,…) hoặc phụ gia nâng cao cường độ của bê tông mới đem lại hiệu quả kinh tế và sử dụng Chẳng hạn như: để chế tạo bê tông có cấp độ bền B7,5; 10; 12,5; 15 có thể sử dụng xi măng PC30, còn khi chế tạo bê tông có cấp độ bền B20; 25; 30 cần dùng xi măng PC40, nếu sử dụng xi măng PC30 thì phải dùng với số lượng nhiều, không đạt hiệu quả về kinh tế, đồng thời làm tăng tính từ biến trong bê tông ảnh hưởng xấu đến chất lượng bê tông

+ Độ cứng, độ sạch và sự phối hợp thành phần cốt liệu (cấp phối): Thành phần bụi

và tạp chất sẽ tạo ra trên bề mặt hạt cốt liệu lớp màng cản trở liên kết chúng với xi măng Kết quả là cường độ của bê tông giảm đáng kể (có khi đến 30÷40%) Việc lựa chọn được cấp phối hợp lý sẽ làm tăng cường độ bê tông đồng thời tiết kiệm được lượng xi măng sử dụng Hàm lượng cát trong hỗn hợp cốt liệu (mức ngậm cát) ảnh hưởng lớn đến tính chất của hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông có hàm lượng cát tối ưu đảm bảo cho bê tông đạt yêu cầu tính công tác, độ đặc chắc và cường độ với lượng dùng xi măng và nước bé nhất

+ Tỉ lệ giữa nước và xi măng: Đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính chất biến dạng của bê tông Tỉ lệ này cao sẽ làm giảm cường độ bê tông và tăng tính co

Trang 17

ngót, từ biến, nhưng nếu tỉ lệ này thấp (vừa đủ) thì khó thi công, đặc biệt là khi bơm bê tông Lượng nước nhào trộn có ảnh hưởng đến đặc trưng lưu biến của hỗn hợp bê tông (hình 1.3)

Nếu lượng nước ban đầu trong hỗn hợp bê tông bé, nước chỉ đủ bao bọc mặt ngoài hạt xi măng và tạo nên màng hấp thụ nước, màng nước này liên kết bền chắc với hạt xi măng, có tính đàn hồi, tính chịu kéo, cường độ chống cắt và độ nhớt

Nếu lượng nước tăng lên, màng hấp thụ dày thêm và do sức căng bề mặt của nước, nước sẽ dịch chuyển trong các đường mao quản làm cho hỗn hợp bê tông có tính dẻo

Hình 1.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn đến độ lưu biến của hỗn hợp bê

Ngoài việc sử dụng vật liệu tốt, sạch quá trình nhào trộn vữa bê tông, thời gian nhào trộn, vận chuyển, tổ chức thi công bê tông (đổ khuôn, đầm nén, điều kiện môi trường bảo dưỡng) có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cường độ bê tông, đặc biệt là điều kiện thi công toàn khối tại công trình như:

+ Chất lượng thi công: Thi công kỹ lưỡng, đầm chặt đúng quy cách, sẽ đạt được cường độ bê tông như mong muốn

+ Cách thức bảo dưỡng: Trong điều kiện thi công toàn khối tại công trình, điều kiện bảo dưỡng khó đạt được như trong phòng thí nghiệm, nhưng cần bảo dưỡng thật tốt trong điều kiện có thể đạt được chất lượng bê tông cao và giảm co ngót, đặc biệt là cho sàn

Trang 18

Chất lượng bê tông qua kết quả thí nghiệm đôi khi cũng không phản ảnh đúng chất lượng bê tông thực tế, ở đây yếu tố con người có tầm ảnh hưởng lớn, mà cụ thể là người làm thí nghiệm, nó gồm các yếu tố:

+ Lấy mẫu và bảo dưỡng mẫu: Lấy mẫu cần tuân thủ đúng qui trình được qui định trong TCVN 3105:1993; TCVN 3118:1993 (trừ phân tích kết quả) và các hướng dẫn liên quan được nêu trong TCVN 239:2006 Bảo dưỡng mẫu có thể bảo dưỡng theo điều kiện tiêu chuẩn hoặc trong điều kiện thực tế mà cấu kiện chịu ảnh hưởng tại công trình + Qui trình thí nghiệm: Cần tuân thủ theo TCVN 3105:1993; TCVN 3118:1993, chú ý các yếu tố sau đây làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm: độ phẳng mặt của mẫu thử; Không bôi trơn mặt tiếp xúc của bàn nén mẫu; tốc độ gia tải 64 daN/cm2 trong một giây

Bên cạnh đó, các loại phụ gia sử dụng khi thi công, thời gian tác dụng của tải trọng cũng có ảnh hưởng đến cường độ bê tông Cường độ bê tông tăng dần theo thời gian, lúc đầu tăng nhanh sau đó tăng chậm dần Theo thời gian, cường độ chịu kéo tăng nhanh hơn cường độ chịu nén Theo thực nghiệm người ta xác định cường độ bê tông tăng theo thời gian theo công thức:

- Công thức của Séc (1926): Rt=R1+(R10-R1).lgt

- Công thức của Nga (1935) (Skramtaep): Rt=R28

28lg

lg t

≈ 0.7R28lgt; (với t=7-300 ngày)

Hình 1.4 Quan hệ giữa cường độ và tuổi của bê tông

- Công thức của Viện nghiên cứu bê tông Mỹ ACI: Rt=R28

bt a t

Trong đó: a, b hệ số phụ thuộc loại xi măng Thông thường a=4; b=0,85 Với xi măng đông kết nhanh a=2,3; b=0,92

+ Ngoài ra cường độ của bê tông cũng bị ảnh hưởng bởi sự xâm thực của nước biển tại các vùng xung yếu ven biển: thực tế cho thấy trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 8 tại những vị trí kè xung yếu ven biển thường xuyên bị ngập bởi nước biển, nguyên nhân do triều cường dâng cao và kéo dài nhiều ngày toàn bộ khối bê tông tại cao trình +1.8 ngập hoàn toàn trong nước, ngoài ra do thủy triều lên xuống sự va đập giữa sóng biển với bề mặt bê tông kè thường xuyên xảy ra Qua khảo sát cho thấy sự

Trang 19

suy giảm về cường độ chịu nén của bê tông mái kè tại các vị trí này rất nhiều và ngày càng gia tăng theo thời gian

Hình 1.5 Biểu đồ diễn biến độ mặn giai đoạn 2014-2019 do Đài khí tượng Trà

Hình 1.6 Bản đồ Vị trí địa lý tỉnh Trà Vinh http://travinh.gov.v

Trang 20

Bờ biển tỉnh Trà Vinh có tổng chiều dài khoảng 65km trải dài qua các huyện Cầu Ngang, Duyên Hải, thị xã Duyên Hải và Trà Cú Trong những năm gần đây do biến đổi khí hậu, nước biển dâng cao đã làm sạt lở bờ biển nghiêm trọng tại các vùng xung yếu làm ảnh hưởng đến sản xuất, đời sống sinh hoạt, thậm chí đe dọa tài sản tính mạng của ngưởi dân trong khu vực; Hàng năm sạt lở do sóng biển gây ra đã lấn sâu vào đất liển trung bình khoảng 10-15m, phá hủy cây cối hoa màu Những năm trước đây trước tình hình bờ biển bị xói lở ngày càng gay gắt, nghiêm trọng, Ủy ban nhân dân tỉnh đã nhiều lần chỉ đạo ngành nông nghiệp phối hợp với các cơ quan nghiên cứu khoa học như: Viện Kỹ thuật Biển, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam tổ chức tiến hành khảo sát, đánh giá tìm giải pháp khắc phục tình trạng sạt lở bờ biển, bên cạnh đó từ các nguồn vốn ngân sách được trung ương phân bổ tỉnh đã tập trung đầu tư các công trình bức xúc mang tính cấp bách với mục tiêu trước mắt là khắc phục tình trạng xói lở bờ biển, cụ thể đã tập trung đầu tư các dự án như: Kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biển xã Hiệp Thạnh, huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh, Kè bảo vệ đoạn xung yếu bờ biển ấp Cồn Trứng xã Trường Long Hòa, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh

Theo đánh giá từ các cơ quan chuyên môn, các nhà khoa học hàng năm tình trạng sạt lở bờ biển tại các khu vực xung yếu ven biển bước đầu được đánh giá cơ bản được hạn chế, tuy nhiên hiện nay sạt lở vẫn đang tiếp diễn và có nguy cơ xảy ra tại các khu vực khác Việc tìm ra nguyên nhân sạt lở để có giải pháp khắc phục, cũng như tìm ra những loại vật liệu khai thác trên địa bàn tỉnh để sử dụng hiệu quả cho các công trình kè xung yếu ven biển là một bài toán đang đặt ra cho các nhà quản lý, nhà đầu tư, nhà khoa học giải quyết một cách căn cơ, bền vững trước diễn biến về tình hình biến đổi khí hậu gay gắt hiện nay

Hình 1.7: Kè biển Cồn Trứng, thị xã Dyên Hải, tỉnh Trà Vinh

Trang 21

Hình 1.8: Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh

Hình 1.9 Bê tông bảo vệ tường hắt sóng bị bong tróc Hình 1.10 Mái kè bị sụt lún

Xuất phát từ đặc điểm đây là những công trình xung yếu ven biển, việc sử dụng bê tông nhất là bê tông mác cao trong đó việc tận dụng vật liệu tại địa phương cũng như các vùng lân cận luôn được các nhà đầu tư, đơn vị tư vấn đặc biệt quan tâm Nguồn nguyên liệu, vật liệu tại địa phương để chế tạo bê tông sử dụng cho công trình qua khảo sát thực tế từ trước tới nay hầu như không có, đa số nguyên liệu phải nhập từ các nơi khác về như đá Tân Châu, tỉnh An Giang; cát vàng được khai thác từ Sông Tiền và Sông Hậu là loại cát có kích cở hạt trung bình và nhuyễn; xi măng được sử dụng chủ yếu là Hà Tiên 2 Vicem, xi măng Tây Đô, xi măng Holcin Căn cứ quy mô kỹ thuật, công trình Kè biển Hiệp Thạnh bê tông sử dụng cho công trình chủ yếu là cấu kiện bê tông mác cao M250 và M300, vì vậy để đạt được cường độ thỏa mản theo yêu cầu thiết

Trang 22

kế đòi hỏi phải có được nguồn nguyên liệu đảm bảo chất lượng, quy trình kiểm tra chất lượng vật liệu đầu vào nghiêm túc, giải pháp thi công hợp lý, khoa học nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng cao và tạo mỹ quan tương ứng

Bảng 1.1 Sản lượng bê tông chủ yếu các công trình xung yếu ven biển Trà Vinh

Sản lượng bê tông chủ yếu (m 3 ) Mác 100 Mác 250 Mác 300

1 Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, tỉnh

2 Kè biển Cồn Trứng, xã Trường Long Hòa,

thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh 240,31 825,47 5.779.72

(Số liệu do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cung cấp)

Có thể nói trong điều kiện tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh còn gặp nhiều khó khan, nguồn nguyên liệu tại chổ để chế tạo bê tông sử dụng cho công trình là không có, việc sử dụng vật liệu bê tông có cấp độ bền cao vào kết cấu chịu lực của các công trình xung yếu ven biển cụ thể như kè biển là đòi hỏi cấp bách nhất hiện nay

1.4 Kết luận Chương 1

- Bê tông, đặc biệt là bê tông mác cao dùng cho các công trình xung yếu ven biển như: Cầu giao thông nối liền các tuyến đê biển, cảng biển, kè biển là vật liệu được sử dụng rộng rãi và không thể thiếu trong xây dựng hiện đại; riêng trong trong lĩnh vực thủy lợi, giao thông bê tông được sử dụng hầu hết trong tất cả các kết cấu của các hạng mục công trình vì nó phù hợp với điều kiện xây dựng tại địa phương và có độ bền hơn

so với các loại vật liệu khác Bê tông được sử dụng trong các điều kiện khai thác khác nhau, cùng đảm bảo lợi ích hài hòa cho các công trình xây dựng, 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 như: thời tiết, ăn mòn cơ học, giải pháp kỹ thuật thi công, sự xâm thực của nước biển trong thời gian nhiều ngày Do đó thiết kế đúng cấp phối bê tông, những yếu tố

cơ bản ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của bê tông như thời tiết, điều kiện vị trí địa

lý xây dựng công trình và tổ chức giải pháp thi công đúng qui trình kỹ thuật thì cường

độ của bê tông sẽ đạt hiệu quả cao

Trang 23

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG

TẠI HIỆN TRƯỜNG THEO CÁC TIÊU CHUẨN 2.1 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường

2.1.1 Mục đích xác định cường độ bê tông hiện trường

- 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 bêtông 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 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường

2.1.2.1 Phương pháp sử dụng súng bật nẩy

Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai số ± 25% và phù hợp khi thử nghiệm trên bê tông có tuổi từ 7 ngày đến 3 tháng, tốt nhất là thí nghiệm trong phạm vi tuổi bê tông từ 14 ngày đến 56 ngày

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 162:2004 và các hướng dẫn liên quan

- Cường độ nén của bê tông được xác định trên cơ sở so sánh trị bật nẩy đo được với trị bật nẩy trong quan hệ chuẩn thực nghiệm được xây dựng trước giữa cường độ nén của các mẫu bê tông trên máy nén (R) và trị số bật nẩy trung bình (n) trên súng bật nẩy nhận được từ kết quả thí nghiệm trên cùng mẫu thử

- Xây dựng quan hệ chuẩn thực nghiệm R - n, sử dụng các mẫu lập phương 150x150x150 mm theo yêu cầu kỹ thuật của TCVN 3105:1993

- Biểu đồ quan hệ chuẩn thực nghiệm R - n, có thể xây dựng từ các số liệu thí nghiệm của ít nhất 20 mẫu khoan cắt ra từ các phần của kết cấu Mẫu khoan có đường kính không nhỏ hơn 100 mm

- Trường hợp không đủ mẫu hoặc không có mẫu để xây dựng đường chuẩn cho loại bê tông của kết cấu kiểm tra, có thể sử dụng một đường chuẩn của loại bê tông tương tự (về cốt liệu, xi măng, điều kiện đóng rắn, tuổi ) với điều kiện phải hiệu chỉnh đường chuẩn bằng kết quả thí nghiệm một số mẫu lập phương tiêu chuẩn được lấy từ hiện trường, hoặc kết quả thí nghiệm mẫu khoan, đường kính 150mm, hay 100mm được lấy từ kết cấu kiểm tra Số lượng mẫu cần thiết tuỳ theo khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra:

+ Ít nhất 9 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 3 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra nhỏ hơn 10m3

Trang 24

+ Ít nhất 18 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 6 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra nhỏ hơn 50m3

+ Ít nhất 27 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 9 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra lớn hơn 50m3

- Các yêu cầu súng bật nẩy và quy định khi thí nghiệm:

+ Các súng bật nẩy thường được sử dụng hiện nay để thí nghiệm là súng có năng lượng va đập E (N.m) 2,205, có tính năng sử dụng kiểm tra bê tông của các công trình dân dụng và các loại có cấu tạo và tính năng tương tự

+ Các súng bật nẩy được dùng để thí nghiệm xác định cường độ bê tông phải được kiểm định 6 tháng một lần hoặc cộng dồn sau 1000 lần bắn

+ Sau mỗi lần hiệu chỉnh hoặc thay chi tiết của súng bật nẩy phải kiểm định lại súng

+ Việc kiểm định súng bật nẩy được tiến hành trên đe thép chuẩn hình trụ có khối lượng không nhỏ hơn 10 kg Độ cứng của đe thép không nhỏ hơn HB 500 Chỉ số bật nẩy khi kiểm tra trên đe chuẩn tương ứng với từng loại súng (chỉ số bật nẩy trên đe chuẩn N09 Proceq Thụy Sỹ có giá trị bằng 80 2 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy SCHMIDT -N)

+ Khi kiểm định súng bật nẩy trên đe chuẩn, độ chênh lệch của từng kết quả thí nghiệm riêng biệt so với giá trị trung bình của 10 phép thử, không được vượt quá 5% Nếu quá 5% thì cần phải hiệu chỉnh lại súng bật nẩy Giá trị trung bình n’ của 10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi kiểm tra súng để thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 2,5%, so với giá trị trung bình n của 10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi xây dựng đường chuẩn Nếu chênh lệch trong khoảng 2,6% đến 5% thì kết quả thí nghiệm phải hiệu chỉnh bằng hệ số Kn

+ Sau mỗi lần thí nghiệm, súng bật nẩy cần được lau sạch bụi bẩn, cất giữ trong hộp, để ở nơi khô giáo Việc bảo dưỡng và kiểm định do cơ quan chuyên môn có thẩm quyền thực hiện

+ Thí nghiệm xác định cường độ trên các kết cấu có chiều dày theo phương thí nghiệm không nhỏ hơn 100 mm

+ Khi tiến hành thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50 mm Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30 mm Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu không nhỏ hơn 30 mm

+ Độ ẩm của vùng bê tông thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 30% so với độ ẩm của mẫu bê tông khi xây dựng biểu đồ quan hệ R - n Nếu vượt quá giới hạn này, có thể sử dụng hệ số ảnh hưởng của độ ẩm khi đánh giá cường độ bê tông

+ Tuổi bê tông của kết cấu ở thời điểm kiểm tra phải được ghi rõ trong báo cáo thí nghiệm Loại phụ gia và liều lượng sử dụng trong bê tông cũng phải ghi trong báo cáo thí nghiệm

Trang 25

+ Bề mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải được đánh nhẵn và sạch bụi, diện tích mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu không nhỏ hơn 400 cm2

+ Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang (góc = 00) và luôn đảm bảo vuông góc với bề mặt của bê tông

+ Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu (hoặc trên các mặt mẫu) phải tiến hành thí nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thường lớn nhất và 3 giá trị dị thường nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy trung bình Giá trị bật nẩy xác định chính xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy

- Kiểm tra, đánh giá cường độ và độ đồng nhất của bê tông ở hiện trường

Công tác kiểm tra, đánh giá cường độ và độ đồng nhất của bê tông bằng các loại súng bật nẩy cần tiến hành theo 5 bước:

+ Xem xét bề mặt của sản phẩm hoặc kết cấu, phát hiện các khuyết tật (vết nứt, rỗ, ) nhận xét sơ bộ chất lượng bê tông;

+ Thu thập các thông số kỹ thuật của sản phẩm hoặc kết cấu mác thiết kế, thành phần bê tông, ngày chế tạo, công nghệ thi công, chế độ bảo dưỡng bê tông và sơ đồ chịu lực của kết cấu công trình;

+ Lập phương án thí nghiệm;

+ Chuẩn bị, tiến hành thí nghiệm và lập bảng ghi kết quả thí nghiệm;

+ Xác định cường độ và độ đồng nhất bằng các số liệu của thí nghiệm

- Có thể kiểm tra toàn bộ sản phẩm hoặc kiểm tra chọn lọc theo lô

+ Nếu lô chỉ có 3 cấu kiện thì kiểm tra toàn bộ

+ Nếu lô có trên 3 cấu kiện thì có thể kiểm tra chọn lọc hoặc toàn bộ sản phẩm Khi kiểm tra chọn lọc phải kiểm tra ít nhất 10% số lượng sản phẩm trong lô nhưng không ít hơn 3 sản phẩm

- Căn cứ sơ đồ chịu lực của cấu kiện để chọn các vùng thí nghiệm nhưng nhất thiết phải thí nghiệm ở những vị trí xung yếu của cấu kiện

+ Khi kiểm tra lô cấu kiện (kiểm tra chọn lọc hoặc toàn bộ) thì mỗi cấu kiện được thí nghiệm ít nhất ở 6 vùng

+ Khi kiểm tra từng cấu kiện riêng biệt, cần thí nghiệm ít nhất 12 vùng và phải thoả mãn điều kiện sau:

Đối với cấu kiện mỏng và khối (tấm, panen, blốc, móng, ) cần thí nghiệm không

ít hơn 1 vùng trên 1 m2

bề mặt của cấu kiện được kiểm tra

Đối với cấu kiện, kết cấu thanh (dầm, cột, ) cần thí nghiệm không ít hơn 1 vùng trên 1 m dài của cấu kiện được kiểm tra

- Báo cáo kết quả thí nghiệm xác định cường độ bê tông của cấu kiện, kết cấu gồm các nội dung sau:

+ Đối tượng thí nghiệm

+ Ngày thí nghiệm

+ Tên kết cấu, cấu kiện

Trang 26

+ Mác thiết kế

+ Phương pháp thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, các thông số kỹ thuật

+ Tiêu chuẩn áp dụng

+ Sơ đồ vị trí thí nghiệm

- Kiểm tra và đánh giá độ đồng nhất của bê tông trong cấu kiện và kết cấu:

+ Độ đồng nhất của bê tông được đặc trưng bằng độ lệch bình phương trung bình

S và hệ số biến động cường độ bê tông υ

+ Độ đồng nhất của cường độ bê tông trong cấu kiện, kết cấu riêng lẻ hoặc lô cấu kiện, kết cấu ở thời điểm kiểm tra bị coi là không đạt yêu cầu, nếu hệ số biến động của cường độ bê tông υ vượt quá 20% Việc sử dụng những cấu kiện, kết cấu này phải được phép của cơ quan thiết kế

- Tính trị số bật nẩy trung bình của súng bật nẩy:

12

1

12

i i tb

n n

(2.1)

Trong đó: nilà trị số bật nẩy tại điểm đo thứ i

- Đánh giá cường độ bê tông của các cấu kiện kết cấu: Việc đánh giá cường độ bê tông được thực hiện bằng cách so sánh cường độ trung bình của cấu kiện, kết cấu (Rk) hoặc của lô cấu kiện, kết cấu (Rl), nhận được khi thí nghiệm so với cường độ trung bình yêu cầu của bê tông (Ryc) Cường độ trung bình yêu cầu của bê tông được xác định theo

hệ số biến động của cường độ bê tông υ và số vùng kiểm tra P trên cấu kiện, kết cấu riêng lẻ, hay số vùng kiểm tra N với lô cấu kiện, kết cấu

2.1.2.2 Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm:

Phạm vi áp dụng: dùng để xác định vận tốc siêu âm để đánh giá các tính chất của bêtông, bêtông cốt thép và bêtông cốt thép ứng suất trước

Thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn TCVN 9357:2012 và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai số

±20%

Tuổi bê tông trong phương pháp này ít ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm Mặt khác, mật độ cốt thép của cấu kiện có ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp siêu âm

2.1.2.3 Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy

Phạm vi áp dụng: dùng xác định cường độ nén của bê tông bằng phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng thử bê tông loại bật nẩy

Thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong Tiêu chuẩn TCVN 171:1989 và các hướng dẫn liên quan

Trang 27

- Phương pháp xác định cường độ nén của tiêu chuẩn này dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén của bê tông (R) với hai số đo đặc trưng của phương pháp không phá hoại là vận tốc xuyên (v) của siêu âm và độ cứng bề mặt của bê tông qua trị số (n) đo được trên súng thử bê tông loại bật nẩy (quan hệ R-v, n) Ngoài ra, còn sử dụng những

số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần bê tông

- Cường độ nén của bê tông được xác định bằng biểu đồ hoặc bảng tra thông qua vận tốc siêu âm và trị số bật nẩy đo được trên bê tông thử Giá trị này bằng cường độ nén của một loại bê tông quy ước gọi là bê tông tiêu chuẩn dùng để xây dựng biểu đồ Một số thành phần đặc trưng của bê tông tiêu chuẩn được quy định như sau:

- Trong trường hợp có mẫu lưu, cần sử dụng kết hợp mẫu lưu để xác định cường

độ nén của bê tông Số mẫu lưu sử dụng không ít hơn 6 mẫu

- Khi không có đầy đủ những số liệu kỹ thuật liên quan đến thành phần bê tông cần thử thì kết quả thu được chỉ mang tính chất định tính

- Không sử dụng phương pháp này để xác định cường độ nén của bê tông trong những trường hợp sau:

+ Bê tông có mác nhỏ hơn 100 và lớn hơn 350;

+ Bê tông sử dụng các loại cốt liệu có đường kính lớn hơn 70mm;

+ Bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật;

+ Bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bê tông khác nhau;

+ Bê tông có chiều dày theo phương thí nghiệm nhỏ hơn 100mm

- Thiết bị và phương pháp đo

+ Thiết bị sử dụng để xác định vận tốc siêu âm

+ Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông là súng thử bê tông loại bật nẩy thông dụng (N)

+ Phương pháp đo

Nếu trên bề mặt bê tông có lớp vữa trát hoặc lớp trang trí thì trước khi đo phải được đập bỏ và mài phẳng vùng sẽ kiểm tra

Trang 28

Vùng kiểm tra trên bề mặt bê tông phải có diện tích không nhỏ hơn 400cm2 Trong mỗi vùng, tiến hành đo ít nhất 4 điểm siêu âm và 10 điểm bằng súng, theo thứ tự do siêu âm trước, đo bằng súng sau Nên tránh đo theo phương đổ bê tông

Công tác chuẩn bị và tiến hành đo siêu âm phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN 84:

14 Vận tốc siêu âm của một vùng (Vtbi ) là giá tị trung bình của vận tốc siêu âm tại các điểm đo trong vùng đó (Vi) Thời gian truyền của xung siêu âm tại một điểm đo trong vùng so với giá trị trung bình không được vượt quá ± 5% Những điểm đó không thoả mãn điều kiện này phải loại bỏ trước khi tính vận tốc siêu âm trung bình của vùng thử Công tác chuẩn bị và tiến hành đo bằng súng thử bê tông loại bật nẩy phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 03:1985 Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang và vuông góc với bề mặt của cấu kiện

Trị số bật nẩy của một vùng kiểm tra ntbi là giá trị trung bình của các điểm đo trong vùng (ni) sau khi đã loại bỏ những điểm có giá trị chênh lệch quá 4 vạch so với giá trị trung bình của tất cả các điểm đo trong vùng thí nghiệm

- Xác định cường độ bê tông của cấu kiện và kết cấu xây dựng được tiến hành theo 5 bước sau đây:

+ Xem xét bề mặt của cấu kiện, kết cấu để phát hiện các khuyết tật (nứt, rỗ, trơ cốt thép) của bê tông

+ Xác định những số liệu kỹ thuật có liên quan đến thành phần bê tông dùng để chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng: Loại xi măng hàm lượng xi măng (kg/m3), loại cốt liệu lớn và đường kính lớn nhất của cốt liệu (Dmax)

+ Lập phương án thí nghiệm, chọn số luợng cấu kiện, kết cấu cần kiểm tra và số vùng kiểm tra trên cấu kiện và kết cấu đó theo TCVN 03:1985

+ Chuẩn bị và tiến hành đo bằng máy đo siêu âm và sóng bật nẩy

- Tính toán cường độ bê tông từ các số liệu đo

Cường độ nén của cấu kiện và kết cấu bê tông (R) là giá trị trung bình của cường

độ bê tông ở các vùng kiểm tra

+ Tính trị số bật nẩy trung bình của súng bật nẩy:

12

1

12

i i tb

n n

v

(2.3)

Trong đó: v là vận tốc truyền sóng

Trang 29

Dựa vào chiều dài truyền sóng l, thời gian truyền của xung siêu âm t, ta xác định được vận tốc truyền sóng theo công thức:

3

.10

l v

t (m/s) (2.4)

Với : l – khoảng cách giữa 2 đầu thu và phát của máy (mm)

t - thời gian truyền xung siêu âm (µs)

+ Tính toán cường độ bê tông

C2: Hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng dùng để chế tạo 1m3 bê tông

C3: Hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn sử dụng để chế tạo cấu kiện

C4: Hệ số ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của cốt liệu sử dụng để chế tạo cấu kiện

2.1.2.4 Phương pháp khoan lấy mẫu

Đây là phương pháp được áp dụng cho độ chính xác cao hơn các phương pháp khác Các bước tiến hành khoan lấy mẫu, gia công mẫu và thí nghiệm được quy định trong TCVN 3015:1993, TCVN 3118:1993 (trừ phần phân tích kết quả) Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai số 12 %

n với n là số mẫu khoan

Khi sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu phải tìm hiểu cụ thể về loại, kích thước hạt cốt liệu lớn nhất đã sử dụng và chiều dày kết cấu để lựa chọn đường kính và chiều cao mẫu khoan phù hợp Theo TCVN 3105:1993, đường kính ống khoan cần lớn hơn hoặc bằng 3 lần kích thước hạt cốt liệu lớn đã được sử dụng để chế tạo bê tông kết cấu, cấu kiện Trong trường hợp không khoan được mẫu đường kính lớn, có thể sử dụng ống khoan có đường kính tối thiểu bằng 2 lần kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu lớn Chiều cao của viên khoan được lấy trong phạm vi 1 ÷ 2 lần đường kính

Khi tiến hành khoan, mẫu khoan phải ở tuổi sau 7 ngày, tiến hành nén mẫu ở tuổi

28 ngày hoặc sau 28 ngày Khi khoan phải có giải pháp tránh để cắt đứt thép chịu lực chính Trường hợp cắt đứt thép chịu lực chính phải có phương án xử lý để đảm bảo tính liên tục của thép chịu lực

Trang 30

Phương pháp khoan lấy mẫu được tiến hành với số lượng mẫu khoan cho mỗi cấu kiện phải đảm bảo không ít hơn 01 tổ mẫu

Thông thường mỗi tổ mẫu bao gồm 03 viên hoặc nhiều hơn

Trước khi tiến hành, đơn vị thí nghiệm căn cứ vào quy mô, tính chất công trình và các yêu cầu của TCVN có liên quan xây dựng đề cương khảo sát trình chủ đầu tư phê duyệt, trong đó thể hiện rõ quy trình khảo sát, ví trí khảo sát, số lượng mẫu, kích thước mẫu khoan, quy trình khoan, xử lý vị trí khoan sau khi khoan, gia công mẫu

Việc 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) như sau:

- Thiết bị thử

+ Máy nén được lắp đặt tại một vị trí cố định Sau khi lắp, máy phải định kì một năm một lần hoặc sau mỗi lần sửa chữa được cơ quan đo lường Nhà nước kiểm tra và cấp giấy chứng thực hợp lệ

+ Thước lá kim loại;

+ Đệm truyền tải (sử dụng khí nén các nửa viên mẫu đầm sau khi uốn gẫy) Đệm truyền tải được làm bằng thép dày 20±2mm có xẽ rảnh cách đầu mẫu 30±2mm Phần truyền tải vào mẫu có kích thước 100x100, 150x150, 200x200 (mm)

+ Trước khi thử phải kiểm tra hai mặt chịu nén: Khe hở lớn nhất giữa mẫu với thước thẳng không vượt quá 0,05mm trên 100mm tính từ điểm tỳ thước Khe hở lớn nhất giữa chúng với thành thước kẻ vuông góc khi đặt thành kia áp sát các mặt kề bên của mẫu lập phương hoặc các đường sinh của mẫu trụ không vượt quá 1mm trên 100nm tính từ điểm tỳ thước trên mặt kiểm tra

+ Các viên mẫu lập phương và các viên nửa dầm khuôn lấy mặt đáy và mặt trên chịu nén

+ Nếu độ phẳng của các mặt chịu nén của mẫu không đạt, có thể mài cho phẳng hoặc làm phẳng bằng một lớp xi măng nhưng cường độ của lớp xi măng này không được nhỏ hơn một nửa cường độ dự kiến sẽ đạt được của mẫu bê tông

- Tiến hành thử

+ Xác định diện tích chịu lực của mẫu

+ Đo chính xác tới 1mm các cặp cạnh song song của hai mặt chịu nén (đối với mẫu lập phương) các cặp đường kính vuông góc với nhau từng đôi một trên từng mặt chịu nén (đối với mẫu trụ), xác định diện tích của từng mặt rồi lấy trung bình số học của

Trang 31

hai mặt làm diện tích chịu nén của mẫu; đối với hai nửa viên mẫu uốn gãy dem nén cũng làm tương tự

+ Xác định tải trọng phá hoại mẫu: Chọn thang lực thích hợp để khi phá hoại mẫu tải trọng phá hoại chỉ nằm trong khoảng 20 - 80% tải trọng cực đại của thang lực nén đã chọn Không được nén mẫu ngoài thang lực trên

+ Đặt mặt chịu nén của mẫu đúng tâm thớt dưới của máy, tăng tải liên tực với vận tốc không đổi 6 ± 4 daN/cm2 trong 1 giây cho tới khi mẫu bị phá hoại Dùng vận tốc gia tải lớn cho mẫu bê tông có cường độ cao và ngược lại cho mẫu có cường độ thấp

- Tính kết quả

+ Cường độ nén từng viên mẫu bê tông (R) được tính bằng daN/cm2

(KG/cm2) + Khi thử các mẫu trụ khoan cắt từ các cáu kiện hoặc sản phẩm mà tỉ số chiều cao với đường kính của chúng nhỏ hơn 2 thì kết quả cũng tính theo công thức và hệ số D ghi ở trên, nhưng được nhân thêm với hệ số E

+ Cường độ chịu nén của bê tông là trung bình số học của 3 kết quả thử trên 3 viên mẫu nếu không có viên nào lệch quá 15% giá trị cường độ chịu nén của viên mẫu trung bình Nếu một trong hai viên có sự chênh lệch giá trị quá 15% so với cường độ của viên mẫu trung bình thì bỏ cả hai kết quả lớn nhất và nhỏ nhất.Khi đó cường độ của một viên mẫu còn lại là cường độ nén cần tìm Trong trường hợp tổ mẫu bê tông chi có hai viên thì cường độ nén của bê tông được tính bằng trung bình số học kết quả thử của hai viên mẫu đó

2.1.2.5 Lựa chọn phương pháp thí nghiệm

Phương pháp thí nghiệm được lựa chọn căn cứ vào mục đích, yêu cầu thí nghiệm, đặc điểm của kết cấu, cấu kiện và điều kiện hiện trường Cơ sở lựa chọn các phương pháp thí nghiệm được căn cứ vào các điều sau:

- Độ chính xác của phương pháp thí nghiệm

Khi cần độ chính xác cao nên sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu để xác định cường độ bê tông hiện trường Trong trường hợp xuất hiện các yếu tố dẫn đến việc không thể khoan lấy mẫu hoặc phải giảm số lượng mẫu khoan, thì có thể kết hợp sử dụng hoặc sử dụng độc lập các phương pháp không phá huỷ (siêu âm và súng bật nảy) để xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Phải tuân thủ các quy trình đối với việc sử dụng phương pháp không phá huỷ trong các tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng

+ Phải xây dựng được đường chuẩn thể hiện quan hệ giữa các thông số xác định bằng phương pháp không phá huỷ và cường độ bê tông xác định trên các mẫu khoan có thể lấy được, hoặc mẫu bê tông lưu của công trình hoặc mẫu bê tông có cùng các điều kiện chế tạo như bê tông kết cấu theo hướng dẫn trong các tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng (TCXD 167:2004 và TCXD 225 :1998)

Trang 32

- Các biện pháp nhằm nâng cao độ chính xác của việc xác định Rht: Để nâng cao

độ chính xác của việc xác định cường độ bê tông hiện trường, Rht, cần:

+ Kết hợp các phương pháp thí nghiệm khác nhau

+ Thực hiện đúng chỉ dẫn khi thực hiện các phép thử cụ thể

+ Tăng số lượng mẫu hoặc phép thử

2.1.2.6 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình

- Xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra

+ Xác định khối lượng kết cấu, cấu kiện cần kiểm tra

Trường hợp thí nghiệm kết cấu, cấu kiện, vùng đơn lẻ: Khi nghi ngờ chất lượng hoặc cần đánh giá kỹ về một vài kết cấu đơn lẻ thì chỉ thí nghiệm riêng những kết cấu, cấu kiện hoặc vùng đó

Trường hợp thí nghiệm đánh giá tổng thể một công trình

Để xác định khối lượng thí nghiệm, trước tiên phải phân loại các hạng mục kết cấu, cấu kiện được chế tạo bởi cùng một loại bê tông, có cùng thời gian và điều kiện thi công, có cùng tính chất làm việc

Xác định khối lượng bê tông của các cấu kiện và tham khảo các tiêu chuẩn nghiệm thu tương ứng để tính khối lượng cần thí nghiệm (tương đương khối lượng cần thí nghiệm trong quá trình thi công)

Đối với công trình có yêu cầu kiểm tra tổng thể thì khối lượng kết cấu, cấu kiện kiểm tra phải bằng hoặc lớn hơn khối lượng do cơ quan thiết kế hoặc tiêu chuẩn quy định

Đối với công trình có yêu cầu kiểm tra lại hoặc kiểm tra xác suất, khối lượng kiểm tra có thể lấy từ 5-10% khối lượng cần thí nghiệm theo tiêu chuẩn nhưng phải đảm bảo không ít hơn một kết quả thí nghiệm cho từng loại kết cấu, cấu kiện

Trong các trường hợp cần thiết có thể tăng số lượng kết cấu, cấu kiện thí nghiệm

để tăng độ chính xác hoặc có thể kiểm tra một số kết cấu, cấu kiện theo yêu cầu riêng

do chủ đầu tư hoặc cơ quan có thẩm quyền chỉ định

+ Lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra: Để lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra trên kết cấu, thực hiện theo các bước sau đây:

Quan trắc bề mặt kết cấu để ghi nhận hiện trạng, xác định các vị trí các vết nứt, rỗ, các vị trí hở cốt thép hoặc bất kỳ dấu hiệu nào có thể liên quan đến việc đánh giá chất lượng bê tông sau này

Sử dụng thiết bị dò cốt thép theo TCXD 240:2000 kết hợp xem xét các bản vẽ thiết kế, hoàn công để chọn các vùng, vị trí phù hợp cho phương pháp khoan lấy mẫu hoặc siêu âm

Phân bố các vị trí, vùng thử để chất lượng bê tông xác định được mang tính đại diện và đặc trưng cho cấu kiện mà không làm thay đổi tính chất làm việc của kết cấu, cấu kiện

Trang 33

+ Xác định số lượng mẫu khoan và các vùng kiểm tra trên mỗi kết cấu, cấu kiện:

Số lượng các mẫu khoan hoặc vùng kiểm tra trên mỗi kết cấu, cấu kiện được lấy tuỳ theo phương pháp kiểm tra được áp dụng

Đối với phương pháp khoan lấy mẫu: Số lượng mẫu khoan cho mỗi cấu kiện phải đảm bảo để có được không ít hơn 01 tổ mẫu Thông thường 1 tổ mẫu bao gồm 3 viên nhưng cũng có thể nhiều hơn

Đối với phương pháp không phá huỷ: Tuân thủ theo quy định nêu trong TCXD 162: 2004, TCVN 9357: 2012 và TCVN 171: 1989

- Lựa chọn phương pháp thí nghiệm: Tuỳ theo mục đích và quy mô kiểm tra, lựa chọn các phương pháp thí nghiệm phù hợp

- Lập biện pháp an toàn cho người và thiết bị: Căn cứ vào điều kiện hiện trường,

số lượng và phương pháp thí nghiệm đã xác định, đơn vị thí nghiệm lập biện pháp tổ chức thực hiện nhằm đảm bảo an toàn cho người và thiết bị tham gia thí nghiệm đồng thời với yêu cầu sử dụng tiếp theo của công trình

- Kiểm tra tính năng kỹ thuật của thiết bị thí nghiệm: Trước khi tiến hành thí nghiệm, các thiết bị thí nghiệm phải được kiểm tra và đạt các tính năng kỹ thuật nêu trong hướng dẫn sử dụng của thiết bị và các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng

- Tiến hành các thí nghiệm hiện trường và trong phòng, xác định cường độ bê tông hiện trường

+ Tiến hành các thí nghiệm hiện trường và trong phòng: Thực hiện theo các phương pháp thí nghiệm phá huỷ và không phá huỷ được nờu ở trờn

+ Xây dựng đường chuẩn để xác định cường độ bê tông hiện trường bằng phương pháp không phá huỷ

Lấy các mẫu bê tông lưu (nếu có) để xây dựng đường chuẩn trên cơ sở cường độ nén của các mẫu bê tông này (xác định theo TCVN 3118 : 1993)

Đối với công trình đang xây dựng nhưng không đủ mẫu hoặc không có mẫu lưu để xây dựng đường chuẩn cho loại bê tông của kết cấu cần kiểm tra, được phép sử dụng một đường chuẩn của một loại bê tông tương tự (về cốt liệu, xi măng, tỉ lệ nước - xi măng, tuổi, công nghệ trộn, đổ, đầm v.v ) với điều kiện phải hiệu chỉnh đường này bằng:

Các mẫu lập phương tiêu chuẩn của loại bê tông đã kiểm tra, đúc và bảo dưỡng tại hiện trường với số lượng mẫu như sau:

+ Không ít hơn 9 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3

; + Không ít hơn 18 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3

; + Không ít hơn 27 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra >50 m3

; Các mẫu khoan có đường kính 150mm hay 100mm, khoan từ những kết cấu cần kiểm tra với số lượng như sau:

+ Không ít hơn 3 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3;

Trang 34

+ Không ít hơn 6 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3

; + Không ít hơn 9 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra >50 m3

; Đối với công trình đã sử dụng không có mẫu lưu, phải khoan mẫu từ công trình để xây dựng đường chuẩn với số lượng như sau:

+ Không ít hơn 6 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3; + Không ít hơn 12 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3; + Không ít hơn 15 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra >50 m3; Xây dựng đường chuẩn biểu thị quan hệ giữa các thông số đo của phương pháp không phá huỷ và cường độ bê tông (theo hướng dẫn trong TCXD 162:2004 cho trường hợp thí nghiệm bằng súng bật nảy và TCVN 9357:2012 cho trường hợp thí nghiệm bằng siêu âm)

2.2 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

Việc xác định cường độ bêtông trên kết cấu công trình nhằm mục đích: 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

Việc đánh giá cường độ bêtông theo các mẫu ở hiện trường là việc so sánh cường

độ bêtông hiện trường (R ht) với cường độ yêu cầu (Ryc) để từ đó đưa ra kết luận về cường độ bê tông trên kết cấu xác định ở hiện trường có đạt yêu cầu hay không

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 xây dựng Việt Nam 239:2006 Theo đó, khi tiến hành xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra cần có đánh giá tổng thể công trình Quá trình kiểm tra, đánh giá cần dựa vào việc quan trắc bề mặt cấu kiện, kết cấu để ghi nhận những dấu hiệu cần thiết phục vụ cho việc đánh giá sau này Đồng thời căn cứ vào các tài liệu thiết kế, các trang thiết bị như máy dò cốt thép để xác định vùng vị trí phù hợp cho phương pháp thí nghiệm Từ đó xác định được cấu kiện, kết cấu nghi ngờ cần kiểm tra đảm bảo tính đại diện và đặc trưng cho cấu kiện, không làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cấu kiện, kết cấu khi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp phá hủy cũng như xác định khối lượng cần thí nghiệm

Trên cơ sở phân tích đánh giá nêu trên, tùy theo qui mô và mục đích kiểm tra, tiến hành lựa chọn phương pháp đánh giá phù hợp Đối với việc đánh giá cường độ bê tông hiện trường bằng phương pháp không phá hủy cần tiến hành xây dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa các thông số đo của phương pháp không phá hủy và cường độ bê tông theo đúng qui định (theo TCXD 162:2004 cho trường hợp thí nghiệm bằng súng bật nảy và TCXD 225:1998 cho trường hợp thí nghiệm bằng siêu âm)

Trang 35

2.2.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường

2.2.1.1 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp phá hủy

Đối với phương pháp phá hủy, trên cơ sở tổ mẫu có được, ta tiến hành xác định cường độ bêtông hiện trường R ht theo các bước sau:

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

D: Hệ số ảnh hưởng của phương khoan so với phương đổ bê tông

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:

Trang 36

dt: Đường kính danh định của thanh cốt thép nằm trong mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

a: Khoảng cách từ trục thanh thép đến đầu gần nhất của mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

- Đối với trường họp mẫu khoan chứa từ 2 thanh thép trở lên, trước tiên cần xác định khoảng cách giữa từng thanh cốt thép với lần lượt các thanh cốt thép còn lại, nếu khoảng cách này nhỏ hơn đường kính của thanh cốt thép lớn hơn thì chỉ cần tính ảnh hưởng của thanh cốt thép có trị số (dt.a) lớn hơn đến cường độ của mẫu khoan Hệ số k được xác định theo công thức:

k = k2 = 1 + 1,5

mk

t

d h

a d

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

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 bê tông trung bình của các vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (R ht) theo công thức:

1

m hti i ht

R R

Trong đó:

- R hti : cường độ bêtông tại vùng kiểm tra thứ i;

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

+ Xác định cường độ bê tông hiện trường của kết cấu, cấu kiện (R ht) theo công thức:

Trang 37

- 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 t xác định theo bảng 2.3 (phụ lục A – TCXD 239:2006)

2.2.2 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường

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

Trong quá trình đánh giá, ngoài việc căn cứ vào kết quả thí nghiệm đạt được cần lưu ý các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông hiện trường như: sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bêtông hiện trường do quá trình thi công gây ra như việc cân đong vật liệu, trộn, đầm, đổ bêtông không hoàn toàn giống nhau hoặc do chế độ dưỡng hộ không được tuân thủ chặt chẽ

Sự biến động có tính quy luật của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân kết cấu, cấu kiện, tuổi của bêtông, độ ẩm hiện trường khác với độ ẩm mẫu lập phương tiêu chuẩn khi xây dựng đường chuẩn

Bảng 2.1 Giá trị hệ số t α với xác suất bảo đảm 0,95 và số vùng kiểm tra

+ Xác định cường độ bê tông yêu cầu:

- Khi bê tông được chỉ định bằng cấp bê tông theo cường độ chịu nén, thì cường

độ bê tông yêu cầu (Ryc) chính là cấp bền bê tông B (MPa, N/mm2)

Trang 38

- 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:

+ 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:

Rht ≥ 0,9.Ryc

Bảng 2.2 Cường độ tính toán của bê tông R b khi tính toán theo các trạng thái giới

hạn thứ nhất, MPa Trạng

thái Loại bê tông

Cấp độ bền chịu nén của bê tông

B10 B12.5 B15 B20 B25 B30 B35 M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450 Nén dọc

- Cưa bê tông bằng kim cương hoặc bằng cacbua silic để cưa mẫu thử cường độ uốn, đảm bảo không làm cho tăng nhiệt độ và gây va đập quá mức cho phép

R

(2.16)

Trang 39

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

2.3.3 Tiến hành thử

2.3.3.1 Mẫu thí nhiệm

Mẫu để xác định cường độ nén của bê tông có đường kính tối thiểu gấp 3 lần đường kính danh định cốt liệu lớn nhất sử dụng để sản xuất bê tông và có thể gấp 2 lần kích thước danh định lớn nhất của cốt liệu trong mẫu thử Chiều dài của mẫu sau khi đã capping tốt nhất là chỉ gấp 2 lần đường kính của mẫu Một mẫu có chiều cao lớn nhất nhỏ hơn 95% đường kính trước khi capping và hoặc có chiều cao nhỏ hơn đường kính của nó sau khi đã capping thì không dùng để thử

2.3.3.2 Gia công đầu mẫu

Hai đầu mẫu sẽ thử cường độ nén cần thiết phải làm phẳng, vuông góc với trục nằm ngang và vuông góc với đường kính mẫu thử Nếu có thể, cưa hoặc dũa các đầu mẫu để đạt yêu cầu sau:

+ Không làm hụt quá 5 mm kể từ mặt phẳng đầu mẫu

+ Mặt phẳng đầu mẫu không được lệch quá 50 so với đường vuông góc của trục; + Các đường kính của các đầu mẫu không được sai lệch quá 2,5mm so với đường kính mẫu

2.3.3.3 Điều kiện về độ ẩm

Ngâm mẫu vào nước vôi bão hòa ở 23,0 ± 1,70C ít nhất 40 giờ trước khi thử cường độ nén Việc thử mẫu được tiến hành ngay sau khi vớt mẫu ra khỏi bể ngâm Thời gian giữ mẫu từ khi vớt lên cho đến khi thử, mẫu phải được giữ ẩm bằng cách phủ lên mẫu vải ẩm hoặc các vật liệu chống bay hơi nước

Khi có yêu cầu đặt biệt của người đặt hàng, việc ép mẫu không cần thực hiện ở độ

ẩm quy định nói trên Hệ số hiệu chỉnh kết quả thử theo tỷ số chiều cao – đường kính mẫu áp đụng cho cả khi thử trong điều kiện mẫu được ngâm hay không ngâm trong nước

2.3.3.4 Làm bằng đầu mẫu (capping)

Trước khi tiến hành thử cường độ nén, các lõi bê tông khoan từ cấu kiện phải được capping

* Ghi chú

Quy trình phải làm bằng đầu mẫu (capping) có thể tiến hành như sau:

+ Bôi một lớp dầu mỏng vào đáy bộ gá capping;

+ Đun hỗn hợp lưu huỳnh - cát trắng mịn (tỷ lệ ≈ 2/10 ở t0 = 130 – 1400C)

Trang 40

+ Đỗ hỗn hợp đã nấu chảy vào khuôn capping;

+ Đưa mẫu vào sát gá dẫn của bộ capping và hạ xuống từ từ Giữ mẫu tựa vào bộ

gá cho tới khi hỗn hợp đông cứng Sau khoảng 5 phút có thể nhấc mẫu ra và đưa vào phòng dưỡng hộ tới tuổi đem mẫu ra thử nén

Khi làm capping, bề mặt không được ẩm ướt, lưu huỳnh phải khô khi cho vào đun, chiều dày lớp vữa lưu huỳnh < 3mm (đối với bê tông mác > 50 MPa) Không được nén mẫu trước 2 giờ từ khi làm capping

2.3.3.5 Xác định kích thước mẫu

Trước khi thử nghiệm, phải xác định chiều cao mẫu thử nghiệm sau khi đã capping chính xác đến 2,5mm và sử dụng chiều cao này để chọn hệ số chiều cao đường kính mẫu trong bảng Xác định đường kính mẫu bằng cách đo hai đường kính vuông góc ở khoảng giữa chiều cao của mẫu với độ chính xác 0,25mm khi có điều kiện, nếu không thì với độ chính xác 2,5mm

tố xâm thực của nước biển và sự va đập của nước biển với bề mặt của bê tông

- 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 cơ sở lý thuyết trình bày từ các phương pháp xác định và đánh giá cường độ của bê tông hiện trường theo các Tiêu chuẩn xây dựngViệt Nam (TCVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCVN 5574:2018) tại công trình Kè biển Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh như trên, đã có đủ cơ sở để học viên thực hiện khối lượng công việc khảo sát, đánh giá cường độ chịu nén bê tông bằng các phương pháp được trình bày trong Chương 3: Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông kè biển Hiệp Thạnh thị xã Duyên Hải tỉnh Trà Vinh

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	17,39 MB