BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN HỮU NGHĨA

ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỘT TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU

THEO HỆ TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN HỮU NGHĨA KHÓA: 2012-2014

ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỘT TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU

THEO HỆ TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình DD &CN Mã số : 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. CAO DUY KHÔI

Hà Nội - 2014

LỜI CẢM ƠN

Đề tài "Đánh giá cường độ bê tông cột trên kết cấu công trình hiện

hữu theo hệ Tiêu chuẩn Việt Nam '' được chọn làm nội dung nghiên cứu của

Luận văn.

Với sự nỗ lực của bản thân, cộng với sự hướng dẫn tận tình của TS. Cao

Duy Khôi, luận văn đã hoàn thành theo đúng đề cương.

Tác giả xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy

hướng dẫn TS. Cao Duy Khôi cùng thầy: TS. Vũ Ngọc Anh, TS.Vũ Hoàng

Hiệp, TS. Nguyễn Ngọc Phương và toàn thể các thầy cô trong bộ môn Xây

dựng Dân dụng và Công nghiệp, Ban Giám hiệu, khoa Đào tạo Sau đại học -

trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội đã tạo điều kiện, tận tình chỉ bảo và giúp đỡ

tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Cuối cùng, tác giả cũng xin được tỏ lòng cảm ơn tới đồng nghiệp, bạn bè

và gia đình, sự khích lệ động viên tạo điều kiện về vật chất cũng như tinh

thần, là một nguồn lực to lớn giúp tôi vượt qua những khó khăn, trong suốt

quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật này.

Vì thời gian thực hiện Luận văn không nhiều, và trình độ kiến thức của

tác giả có hạn, nên khó tránh khỏi trong Luận văn có những hạn chế và sai sót

mặc dù đã cố gắng hết sức. Tác giả rất mong được sự đóng góp ý kiến của

quý thầy cô, cùng các bạn đồng nghiệp để Luận văn hoàn thiện hơn.

Hà Nội, ngày 6 tháng 8 năm 2014

Học viên

Nguyễn Hữu Nghĩa

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa

học độc lập của riêng tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu là trung

thực và có nguồn góc rõ ràng.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Hữu Nghĩa

MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1

CHƯƠNG 1 ....................................................................................................... 4

TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỘT TRÊN CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU THEO HỆ TIÊU CHUẨN VIỆT NAM .......................... 4

1.1. Đặc điểm của kết cấu cột trong công trình bê tông cốt thép ...................... 4

1.1.1. Sự làm việc của cột chịu nén đúng tâm và lệch tâm ............................ 4

1.1.2. Ảnh hưởng của độ mảnh đến khả năng làm việc của cột .................... 7

1.2. Tầm quan trọng của cường độ chịu nén trong cột bê tông cốt thép ........... 9

1.2.1. Ứng xử của bê tông khi chịu nén dọc trục ......................................... 10

1.2.2. Mối liên hệ giữa kích thước, tiết diện mẫu đúc với giá trị kết quả cường độ chịu nén của bê tông. ................................................................... 11

1.2.3. Ảnh hưởng của cốt thép đến cường độ chịu nén của bê tông ............ 12

1.2.4. Ảnh hưởng do công tác thi công đến cường độ bê tông cột .............. 14

1.2.5. Một số sự cố công trình có liên quan khả năng chịu lực của cột. ...... 16

1.3. Tính cần thiết của công tác đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu hiện hữu. .................................................................................................................. 17

1.3.1. Do ảnh hưởng của yếu tố môi trường ................................................ 17

1.3.2. Do ảnh hưởng do công tác quản lý .................................................... 18

1.4. Các Tiêu chuẩn Việt Nam phục vụ đánh giá cường độ bê tông trên công trình hiện hữu .................................................................................................. 19

1.4.1. Đặc điểm của các phương pháp thử ................................................... 19

1.4.2. Ưu, nhược điểm của các phương pháp thí nghiệm xác định cường độ bê tông hiện trường. ..................................................................................... 20

1.4.3. Sơ đồ lựa chọn các phương pháp thí nghiệm xác định cường độ bê tông cột trên kết cấu công trình .................................................................... 23

1.5. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................ 24

1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................... 24

1.5.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................... 24

CHƯƠNG 2 ..................................................................................................... 25

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỘT TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH .................................................................. 25

2.1. Các phương pháp thí nghiệm đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu hiện hữu theo hệ Tiêu chuẩn Việt Nam .......................................................... 25

2.1.1. Phương pháp súng bật nẩy theo TCVN 9334:2012 ........................... 25

2.1.2. Phương pháp siêu âm theo TCVN 9357:2012 ................................... 29

2.1.3. Phương pháp khoan lấy lõi ................................................................ 36

2.1.4. Phương pháp kết hợp ......................................................................... 39

2.1.5. Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu hiện hữu ............................. 45

2.2. Cơ sở lựa chọn phương pháp thí nghiệm cho kết cấu cột ........................ 47

2.2.1. Thu thập thông tin và khảo sát hiện trường ....................................... 47

2.2.2. Độ chính xác của phương pháp thí nghiệm theo Tiêu chuẩn ............ 47

2.2.3. Vị trí, điều kiện làm việc của kết cấu được kiểm tra ......................... 48

2.2.3. Điều kiện thí nghiệm .......................................................................... 49

2.3. Quy trình thí nghiệm đánh giá cường độ bê tông cột trên kết cấu công trình ................................................................................................................. 49

2.3.1. Lựa chọn phương pháp thí nghiệm .................................................... 49

2.3.2. Xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra ..................................... 50

2.3.4. Hiệu chỉnh thiết bị .............................................................................. 55

2.3.5. Thí nghiệm hiện trường ..................................................................... 55

2.3.6. Xử lý kết quả, lập báo cáo thí nghiệm ............................................... 56

2.3.7. Xây dựng quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông cột trên kết cấu công trình ............................................................................................... 57

CHƯƠNG 3 ..................................................................................................... 61

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỘT TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ......................................................... 61

3.1. Đánh giá xác định cường độ bê tông bằng phương pháp khoan lấy lõi .. 61

3.1.1. Thu thập số liệu .................................................................................. 61

3.1.2. Tính toán kết quả ................................................................................ 61

3.1.3. Phân tích kết quả thí nghiệm .............................................................. 62

3.1.4. Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình ........................... 62

3.2. Đánh giá xác định cường độ bê tông bằng phương pháp súng bật nẩy ... 63

3.2.1. Thu thập số liệu ................................................................................. 63

3.2.2. Xử lý số liệu ....................................................................................... 63

3.2.3. Xây dựng đường chuẩn quan hệ R-n ................................................. 64

3.2.4. Phân tích kết quả xây dựng đường chuẩn trên mẫu lưu .................... 66

3.2.5. Đánh giá kết quả cường độ bê tông trên kết cấu công trình .............. 67

3.3. Đánh giá xác định cường độ bê tông bằng phương pháp siêu âm ........... 68

3.3.1. Thu thập số liệu .................................................................................. 68

3.3.2. Xử lý và tính toán số liệu ................................................................... 68

3.3.3. Xây dựng đường chuẩn quan hệ V-R ................................................ 69

3.3.4. Phân tích kết quả thí nghiệm và xây dựng đường chuẩn .................. 71

3.3.5 Đánh giá kết quả cường độ bê tông trên kết cấu công trình ............... 71

3.4. Đánh giá xác định cường độ bê tông bằng phương pháp kết hợp siêu âm và bật nẩy. ....................................................................................................... 72

3.4.1. Thu thập số liệu .................................................................................. 72

3.4.2. Xác định cường độ bê tông theo kết hợp giữa siêu âm và bật nẩy .... 72

3.4.3. Phân tích kết quả thí nghiệm và tính toán .......................................... 73

3.4.4. Đánh giá kết quả bê tông trên kết cấu công trình .............................. 74

3.5. Đánh giá xác định cường độ bê tông bằng súng bật nẩy với khoan lõi ... 74

3.5.1. Thu thập số liệu .................................................................................. 74

3.5.2. Xây dựng đường chuẩn giữa trị số bật nẩy và giá trị cường độ mẫu . 75

3.5.3. Phân tích kết quả xây dựng đường chuẩn và kết quả thí nghiệm ...... 79

3.5.4. Đánh giá kết quả cường độ bê tông trên kết cấu công trình .............. 79

3.6. So sánh đánh giá kết quả của các phương pháp thí nghiệm .................... 79

Kết luận ........................................................................................................... 81

Kiến nghị ......................................................................................................... 81

Hướng mở của đề tài ....................................................................................... 82

Tài liệu tham khảo

Phụ lục 1. Thí nghiệm bằng phương pháp khoan lõi ........................................ 1

Phụ lục 2. Xác định phương trình quan hệ R-n, thí nghiệm súng bật nẩy ........ 4

Phụ lục 3. Phương pháp xung siêu âm ............................................................ 12

Phụ lục 4: phương pháp kết hợp siêu âm và bật nẩy ...................................... 23

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Hệ số tính đổi khi quy về mẫu chuẩn . ............................................ 12

Bảng 1.2.Ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp thử hiện trường ...... 20

Bảng 2.1.Các loại súng bật nẩy dùng cho công trình dân dụng ..................... 26

Bảng 2.2.Hiệu chỉnh kết quả đo do ảnh hưởng của nhiệt độ .......................... 33

Bảng 2.3.Ảnh hưởng của bề mặt đến vận tốc âm siêu âm .............................. 35

Bảng 2.4.Hệ số điều chỉnh trị số bật nẩy ........................................................ 42

Bảng 2.5.Số lượng vùng kiểm tra cho cấu kiện và số cấu kiện kiểm tra ........ 50

Bảng 3.1.Tính toán kết quả khoan lõi bê tông hiện trường ............................ 61

Bảng 3.2. Đánh giá Kết quả khoan lõi hiện trường ........................................ 62

Bảng 3.3.Xử lý, tính toán giá trị bật nẩy trên mẫu lưu .................................. 63

Bảng 3.4. Kết quả phân tích thí nghiệm bật nẩy bằng phần mềm MInitab .... 65

Bảng 3.5. Đánh giá cường độ bê tông bằng thí nghiệm bật nẩy hiện trường 67

Bảng 3.6. Số liệu thu thập từ mẫu lưu siêu âm ............................................... 68

Bảng 3.7.Đánh giá kết quả siêu âm bê tông hiện trường .............................. 71

Bảng 3.8.Số liệu siêu âm và bật nẩy thu thập được ........................................ 73

Bảng 3.9. Kết quả xác định cường độ bê tông bằng siêu âm bật nẩy ............. 74

Bảng 3.10.Số liệu bật nẩy và cường độ bê tông mẫu khoan hiện trường ....... 75

Bảng 3.11.Đặt giá trị X,Y để xây dựng đường chuẩn ..................................... 76

Bảng 3.12.Phân tích kết quả bật nẩy và khoan lõi ......................................... 78

Bảng 3.13.Đánh giá kết quả thí nghiệm bật nẩy và khoan lõi trên cấu kiện .. 79

Bảng 3.14.So sánh sai số của các phương pháp thí nghiệm hiện trường ....... 80

Bảng 1a.Số liệu lõi khoan thu thập được (phụ lục 1) ....................................... 1

Bảng 2a.Số liệu kết quả thí nghiệm bật nẩy và nén mẫu lưu (phụ lục 2) ......... 4

Bảng 2b.Số liệu bật nẩy hiện trường (phụ lục 2) .............................................. 5

Bảng 3a. Số liệu siêu âm trên mẫu lưu (phụ lục 3). ........................................ 12

Bảng 3b. Số liệu siêu âm và cường độ bê tông hiện trường (phụ lục 3). ....... 13

Bảng 4a. Số liệu thí nghiệm siêu âm và bật nẩy tại hiện trường (phụ lục 4). 23

Bảng 4b.Bảng tra trị số Tα (phụ lục 4) ............................................................ 24

Bảng 4c.Bảng tra hệ số ảnh hưởng loại xi măng (phụ lục 4) ......................... 25

Bảng 4d.Bảng tra hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng (phụ lục 4) ....... 25

Bảng 4e.Bảng tra hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu (phụ lục 4) ................... 25

Bảng 4f.Bảng tra hệ số ảnh hưởng của đường kính cốt liệu (phụ lục 4) ........ 25

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1.Các cột theo vị trí đặt lực ................................................................... 5

Hình 1.2.Cột chịu nén lệch tâm ......................................................................... 5

Hình 1.3.Đường cong tương tác P-M ............................................................... 6

Hình 1.4.Vết nứt trong cột khi chịu tải trọng .................................................... 7

Hình 1.5.Chiều dài tính toán của cột và ảnh hưởng uốn dọc ........................... 8

Hình 1.6.Cột và dầm chịu uốn khi chịu tải trọng ngang................................... 9

Hình 1.7.Các giai đoạn ứng xử của bê tông khi chịu nén .............................. 10

Hình 1.8.Mẫu bê tông chuẩn ........................................................................... 11

Hình 1.9.Ảnh hưởng của tỷ sô h/d đến cường độ nén bê tông dọc trục .......... 11

Hình 1.10.Bố trí cốt thép trong cột theo điều kiện làm việc ........................... 13

Hình 1.11.Bố trí cốt thép đai ........................................................................... 14

Hình 1.12.Thi công đổ bê tông cột nhiều đợt .................................................. 14

Hình 1.13.Bê tông đỉnh cột kém chất lượng ................................................... 15

Hình 1.14.Tháo dỡ sớm ván khuôn cột ........................................................... 16

Hình 1.15.Sự cố nâng tầng ở Long An ............................................................ 16

Hình 1.16.Bê bị ăn mòn và biên pháp gia cố .................................................. 18

Hình 1.17.Quy trình lựa chọn phương pháp thí nghiệm đánh cường độ BT .. 23

Hình 2.1.Hình ảnh súng bật nẩy ..................................................................... 25

Hình 2.2.Xây dựng đường chuẩn quan hệ R-n ................................................ 27

Hình 2.3.Đặt súng bật nẩy .............................................................................. 28

Hình 2.4.Quy trình thí nghiệm bằng súng bật nẩy .......................................... 29

Hình 2.5.Hình ảnh máy siêu âm ...................................................................... 30

Hình 2.6.Bố trí đầu dò siêu âm ....................................................................... 32

Hình 2.7.Ảnh hưởng của cốt thép đặt song song đến vận tốc siêu âm ........... 34

Hình 2.8.Ảnh hưởng khi cốt thép nằm vuông góc ........................................... 34

Hình 2.9.Xây dựng quy trình thí nghiệm siêu âm ........................................... 36

Hình 2.10.Xây dựng quy trình khoan lõi ......................................................... 39

Hình 2.11.Biểu đồ xác định vận tốc siêu âm kết hợp với bật nẩy ................... 40

Hình 2.12.Xây dựng quy trình thí nghiệm siêu âm và khoan lõi .................... 44

Hình 2.13.Xây dựng quy trình thí nghiệm bật nẩy và khoan lõi ..................... 44

Hình 2.14.Xác định vị trí cột cần kiểm tra ..................................................... 48

Hình 2.15.Siêu âm cột ..................................................................................... 51

Hình 2.16.Xác định vị trí và số vùng kiểm tra của cột.................................... 53

Hình 2.17.Khoan lẫy lõi hiện trường quá nhiều vị trí .................................... 53

Hình 2.18.Quy trình thí nghiệm đánh giá cường độ bê tông 1 cấu kiện cột .. 58

Hình 2.19.Quy trình thí nghiệm đánh giá cường độ bê tông cột cho 1 tầng .. 59

Hình 2.20.Quy trình đánh giá cường độ bê tông cột cho toàn bộ công trình 60

Hình 3.1. Xây dựng đường chuẩn quan hệ R-n ............................................... 65

Hình 3.2.Đồ thị phân bố các giá trị bật nẩy và cường độ bê tông ................. 65

Hình 3.3. Tần suất xuất hiện các giá trị cường độ bê tông ............................ 66

Hình 3.4.Giá trị cường độ phân bố xung quanh giá trị trung bình ................ 66

Hình 3.5.Đường chuẩn quan hệ giá trị siêu âm và cường độ (R) .................. 70

Hình 3.6. Đồ thị phân bố giá trị hệ vận tốc siêu âm và cường độ bê tông ..... 70

Hình 3.7 Sự phân bố giá trị cường độ xung quanh giá trị trung bình ............ 70

Hình 3.8.Đường chuẩn quan hệ giá trị bật nẩy và cường độ mẫu khoan ..... 77

Hình 3.9.Sự phân bố giá trị cường độ xung quanh giá trị trung bình ........... 77

Hình 3.10.Đồ thị phân bố dữ liệu giá trị cường độ và giá trị bật nẩy ............ 78

Hình 3.11.Tần suất xuất hiện giá trị cường độ bê tông khi thí nghiệm ........ 78

Hình 3.12.Biểu đồ xác định cường độ nén của bê tông tiêu chuẩn (phụ lục 4) ......................................................................................................................... 24

1

PHẦN MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Bê tông có vai trò rất quan trọng, trong những năm cuối thế kỷ XIX đầu

thế kỷ XX và phát triển mạnh đến ngày nay. Ở nước ta, vật liệu bê tông là đại

diện tiêu biểu nhất trong các nhóm vật liệu được sử dụng rộng rãi trong xây

dựng công trình. Rõ ràng là hiện nay, ngoài bê tông thường còn bê tông

cường độ cao sử dụng trong các công trình cao tầng đã và đang phát triển

trong tương lai. Góp phần vào việc phát triển vật liệu xây dựng trong giai

đoạn hội nhập khu vực và Quốc tế.

Bê tông được tạo thành từ nhiều loại vật liệu, do đó bê tông có nhiều

đặc trưng cơ lý khác nhau. Trong đó, thường quan tâm hai đặc trưng chính là:

cường độ và biến dạng. Các đặc trưng này, được quan tâm trong một quá trình

từ giai đoạn thi công cho đến khi đưa công trình vào sử dụng. Trong nhiều

tính chất cơ lý thì cường độ chịu nén, là một trong các tính chất cơ lý quan

trọng, để đánh giá chất lượng bê tông. Tuy nhiên, khi không được bảo dưỡng

tốt, bê tông dễ bị biến đổi rất nhanh, do các hiện tượng co ngót, nhiệt dẫn, tác

động của môi trường. Vì vậy, một số công trình sau khi đưa vào sử dụng,

phần kết cấu bê tông có những biểu hiện suy giảm khả năng chịu lực trước

thời hạn. Có thể do một số nguyên nhân là:

Thứ nhất: trong một công trình, có rất nhiều mẻ trộn bê tông, nên sẽ

có sự thay đổi chất lượng trong một phạm vi nào đó. Mặt khác, cường độ bê

tông bị ảnh hưởng một số yếu tố như: công nghệ kỹ thuật thi công, vật liệu sử

dụng, công tác bảo dưỡng…Do đó, cường độ bê tông bị biến động là có thể

xảy ra và khó tránh khỏi.

Thứ hai: việc sử dụng ván khuôn chưa đạt chuẩn, vật liệu không đồng

bộ, công tác đầm nén khó kiểm soát. Nên, có thể dẫn đến các khuyết tật có thể

là: rỗ, xốp bề mặt, mất nước xi măng, trơ cốt liệu….Như vậy, việc đánh giá

2

cường độ bê tông trên công trình hiện hữu là công tác cần thiết thực hiện cho

các công trình sau:

- Khi công trình có nghi vấn hoặc có dấu hiệu về suy giảm chất lượng

bê tông trước thời hạn, làm cơ sở để nghiệm thu bê tông.

- Khi cần cải tạo, sửa chữa và nâng cấp phục vụ công trình.

- Khi có yêu cầu riêng của chủ đầu tư hoặc các đơn vị có liên quan.

Từ đó, cho thấy kết quả trên mẫu đúc, chưa phản ánh đầy đủ về cường

độ bê tông. Như vậy, để phản ánh đầy đủ, trung thực và không làm thay đổi

tính chất của công trình hiện hữu, nên cần có những thí nghiệm trên bản thân

kết cấu đó, mà không làm tổn hại đến kết cấu là điều cần thiết. Hiện nay, các

Tiêu chuẩn Việt Nam về đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu hiện hữu,

đang áp dụng đã có một số hiệu quả tốt nhất định, giảm chi phí xây dựng

mới… Nhưng, trong Tiêu chuẩn cũng còn nhiều chổ phức tạp, các Kỹ sư chưa

nắm rõ hết các quy định thực hiện cụ thể là: trong Tiêu chuẩn chưa đưa ra quy

trình hướng dẫn cho việc đánh giá bê tông theo từng loại và theo tầm quan

trọng của kết cấu như: cột. Vì vậy, luận văn hướng đến tìm hiểu, làm rõ, phân

tích các quy trình đánh giá cường độ bê tông cột cho nhà dân dụng phổ biến,

và có một số xử lý, đánh giá kết quả thí nghiệm trên mẫu đúc thu thập được.

Đó là lý do để tác giả chọn đề tài “Đánh giá cường độ bê tông cột trên kết cấu

công trình hiện hữu theo hệ Tiêu chuẩn Việt Nam”.

Mục đích nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu đánh giá cường độ bê tông cột trên công trình

hiện hữu:

- Xác định giá trị cường độ bê tông chịu nén thực tế trên kết cấu cột,

làm cơ sở đánh giá mức độ an toàn cho công trình dưới tác động của tải trọng

- Làm cơ sở đánh giá sự phù hợp chất lượng bê tông cột, trên kết cấu

công trình, hoặc để nghiệm thu, cải tạo, sửa chữa phục vụ công trình.

3

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: cường độ chịu nén của bê tông cột trên kết

cấu công trình bê tông cốt thép dân dụng và công nghiệp đã và đang tồn tại.

- Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu áp dụng lý thuyết hệ Tiêu chuẩn

VN về đánh giá cường độ bê tông cột trên kết cấu hiện hữu, cho công trình

xây dựng dân dụng kết hợp với kết quả thực nghiệm nén mẫu thu thập được.

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thực nghiệm, phân tích lý thuyết, vận dụng Tiêu chuẩn

Việt Nam để đánh giá, so sánh và kết luận các phương pháp thí nghiệm.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học:

+ Trong quá trình đánh giá cường độ bê tông trên công trình hiện hữu,

có xét đến kết cấu có tầm quan trọng như cột, mà trong các Tiêu chuẩn Việt

Nam hiện nay chưa đề cập.

+ Làm cơ sở cho việc lựa chọn, xây dựng quy trình thí nghiệm những

kết cấu cột riêng lẻ, kết cấu cột trong một tầng và cho toàn bộ công trình.

- Tính thực tiễn của đề tài:

+ Sau khi nghiệm thu, đối với các cấu kiện có tầm quan trọng, đòi hỏi

phải có mẫu lưu đầy đủ để thuận tiện cho việc kiểm tra, đánh giá khi cần thiết.

+ Đề xuất, trong nghiệm thu kết cấu bê tông cần kết hợp kết quả nén

mẫu đúc và kết quả thí nghiệm trên bản thân kết cấu để phản ánh đầy đủ hơn.

+ Khi chọn số lượng mẫu đúc hiện trường, ngoài việc chọn theo khối

lượng bê tông, thì cần kết hợp với số lượng cấu kiện để cho kết quả phản ánh

tốt hơn.

+ Đối với thiết kế, thì nên lường trước những tác động bất lợi đến bê

tông, do những nguyên nhân khách quan và chủ quan, hoặc chỉ ra những vị trí

cho phép sử dụng các phương pháp thí nghiệm hiện trường.

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội. Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

81

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ

Kết luận

Nội dung Luận văn đã vận dụng các hệ Tiêu chuẩn Việt Nam, về đánh

giá cường độ bê tông trên công trình hiện hữu. Ngoài ra, để vận dụng các Tiêu

chuẩn được thuận lợi, phù hợp với điều kiện thực tiễn, vì vậy Luận văn đã đề

cập đến một số vấn đề như sau:

- Đề xuất, xây dựng quy trình đánh giá cường độ bê tông cột trên kết

cấu công trình cho: những cấu kết cấu cột riêng lẻ, kết cấu cột trong một tầng

và toàn bộ cột trong công trình.

- Phân tích, so sánh, đánh giá các phương pháp thí nghiệm thông qua

một số kết quả thí nghiệm nén mẫu thu thập được.

- Luận văn áp dụng phần mềm thống kê, để phân tích kết quả thí

nghiệm, làm cơ sở khoa học khi đánh giá, nâng cao vai trò nghiên cứu thực

nghiệm.

- Luận văn đã đưa ra các ưu, nhược điểm của các phương pháp thí

nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình, để làm cơ sở khi

lựa chọn phương pháp thí nghiệm trên kết cấu cột.

Trong quá trình thí nghiệm hiện trường, cần phải hạn chế tối đa sự tác

động bất lợi đến kết cấu, xem xét điều kiện môi trường. Do đó, công tác thí

nghiệm hiện trường còn nhiều hạn chế, khó thực hiện đầy đủ số lượng mẫu

theo Tiêu chuẩn quy định. Đây là những hạn chế mà thực tiễn thường xảy ra,

và cũng là hạn chế của Luận văn khi so sánh, đánh giá các phương pháp thí

nghiệm hiện trường.

Kiến nghị

Tuy vậy, các Tiêu chuẩn Việt Nam về đánh giá cường độ bê tông trên

công trình hiện hữu đã áp dụng có những kết quả tốt nhất định. Tuy nhiên, để

đầy đủ hơn thì các Tiêu chuẩn nên chỉ rõ quy trình đánh giá cho từng loại cấu

82

kiện, theo tầm quan trọng và theo qui mô công trình sao cho kết quả phản ánh

đầy đủ cho toàn bộ công trình, góp phần nâng cao công tác quản lý chất lượng

công trình. Bên cạch đó, cũng cần áp dụng các phần mềm thống kê, phân tích

kết quả thí nghiệm, đào tạo cán bộ thí nghiệm theo hướng chuyên sâu có khả

năng phân tích kết cấu, sử dụng, quản lý thiết bị thí nghiệm thành thạo.

Luận văn là một hướng, mà người làm công tác kiểm định công trình

có thể tham khảo thêm, khi thực hiện thí nghiệm xác định cường độ bê tông

trên kết cấu cột.

Hướng mở của đề tài

Do thời gian và kiến thức của tác giả còn nhiều hạn chế, nên chỉ đi sâu

vào một phần trong các Tiêu chuẩn. Hướng mở để nghiên cứu, là Việt Nam

hiện nay đang trong giai đoạn hội nhập khu vực và Quốc tế. Do đó, cũng cần

nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn đánh giá cường độ bê tông trên công trình

hiện hữu của nước ngoài như: Anh, Mỹ (ACI)… Để đánh giá chất lượng bê

tông cho công trình tại Việt Nam và phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt

Nam.

Bên cạnh đó, cũng cần có hướng nghiên cứu đánh giá cường độ bê tông

trên kết cấu công trình sau khi chịu tác động của cháy.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Xuân Bích (1995), Sửa chữa và gia cố công trình xây dựng,

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

2. Nguyễn Viết Bình, Nguyễn Ngọc Long, Nguyễn Mạnh, Nguyễn Văn

Mạnh (2009), Kiểm định cầu, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

3. Nguyễn Đình Cống (2007), Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép,

Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

4. Bộ xây dựng, Viện KHCNXD (2004) Tiêu chuẩn ISO 2394-1998 ,

nguyên tắc chung về độ tin cậy của kết cấu xây dựng , Hà Nội.

5. Nguyễn Trung Hòa (2011), Kết cấu bê tông cốt thép theo quy phạm

hoa kỳ, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

6. Nguyễn Trung Hòa (2010), Quy phạm Anh Quốc BS 8118-1997 Kết

cấu bê tông và bê tông cốt thép, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

7. Vương Hoách (2000), Sổ tay xử lý sự cố công trình tập 1, Nhà xuất

bản xây dựng, Hà Nội.

8. Vương Hoách (2000), Sổ tay xử lý sự cố công trình tập 2, Nhà xuất

bản xây dựng, Hà Nội.

9. Khương Văn Huân (2009), Đánh giá cường độ bê tông trên các công

trình thủy lợi khu vực đồng bằng sông cửu long, Tạp chí khoa học công

nghệ xây dựng số 4/2009.

10. Lê Văn Kiểm (2013), Hư hỏng, sửa chữa gia cường công trình, Nhà

xuất bản Đại học Quốc Gia, TPHCM.

11. Lê Minh Long (2008), Một số vấn đề về cường độ bê tông, Tạp chí

khoa học công nghệ xây dựng số 1/2008.

12. Nguyễn Đại Minh (2012), Đánh giá cường độ bê tông theo cấp độ bền

và mác bê tông, Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 1/2012.

13. IU.M.BAZENOV, Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính (2009), Công

nghệ bê tông, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

14. TCVN 4453:1995 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy

phạm thi công nghiệm thu

15. TCVN 3105:1993 Hỗn hợp Bê tông – Bê tông nặng lấy mẫu, bảo

dưỡng

16. TCVN 3118:1993 Bê tông nặng phương pháp xác định cường độ nén

17. TCXDVN 239 : 2006 bê tông nặng- đánh giá cường độ bê tông trên kết

cấu công trình .

18. TCXDVN 373:2006 Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm của kết cấu

nhà

19. TCVN 9334:2012 Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén

bằng súng bật nẩy.

20. TCVN 9335:2012 Bê tông nặng – Phương pháp thử không phá hủy-xác

định cường độ nén sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy.

21. TCVN 9357:2012 Bê tông nặng – Phương pháp thử không phá hủy-xác

định cường độ nén bằng vận tốc đo siêu âm.

22. TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn

thiết kế

23. Trần Mạnh Tuân (2012), Tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu

chuẩn ACI318-2002, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.

24. Nguyễn Viết Trung (2003), Chẩn đoán công trình cầu, Nhà xuất bản

xây dựng, Hà Nội.

25. Võ Văn Thảo (2001), Phương pháp khảo sát – nghiên cứu thực nghiệm

công trình, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

26. Trần Thế Truyền, Nguyễn Xuân Huy (2011), Phá hủy, rạn nứt bê tông

cơ học và ứng dụng , Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội

27. Đoàn Thế Tường (2002), Các phương pháp không phá hủy đánh giá

chất lượng cọc khoan nhồi, Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số

2/2002.

28. Hoàng Minh Đức (2010), Đánh giá cường độ chịu nén hiện trường của

bê tông theo tiêu chuẩn EN 13791:2007, Tạp chí khoa học công nghệ

xây dựng số 4/2010.

PHẦN PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Thí nghiệm bằng phương pháp khoan lõi

A. Thu thập số liệu

- Công trình : Tổ hợp công trình dịch vụ công cộng văn phòng và nhà ở

- Ngày thí nghiệm : 24/11/2011

- Thiết bị thí nghiệm: Máy khoan và máy nén bê tông

- Tiêu chuẩn áp dụng: TCXDVN 239:2006

- Bê tông mác thiết kế: M450 (B35)

Bảng 1a. Số liệu lõi khoan thu thập được

Số

hiệu

mẫu

Cấu kiện Cường

độ thiết

kế

N/mm2

Hệ số

p.pháp

khoan

(v. góc)

Đường

kính

khoan

(mm)

Chiều

cao

khoan

(mm)

1 Dầm trục 14 (Q-S) TH2 45,0 2,5 79 132

2 Dầm trục 14 (Q-S) TH2 45,0 2,5 79 134

3 Vách 28 (L-13) TH1 45,0 2,5 79 134

4 Vách 28 (L-13) TH1 45,0 2,5 79 133

Bảng 1a. Tiếp theo

Số hiệu

mẫu

Cốt thép trong mẫu

khoan

Diện tích chịu

lực (mm2)

Lực phá hoại

(N)

dt (mm) a (mm) F N

1 4899 104420

2 14 29 4899 139000

3 4899 119100

4 4899 110170

B. Tính toán xác định cường độ bê tông hiện trường

- Xác định cường độ chịu nén của mẫu khoan theo công thức (2.5).

)(MPaFPRmk = (2.5)

Trong đó:

P - Tải trọng phá hoại thực tế khi nén mẫu tính bằng Niutơn

F - Diện tích bề mặt chịu lực nén của mẫu khoan (mm2)

- Xác định cường độ chịu nén tại hiện trường: cường độ bê tông tại một

cấu kiện xác định theo phương pháp nén mẫu (Rmk) chuyển đổi về mẫu lập

phương tiêu chuẩn (R1) được gọi là cường độ bê tông hiện trường quy về mẫu

lập phương.

Trương hợp không cốt thép tính theo công thức (2.6).

)()15,1(

1 MPaRDkR mk×+

×=

λ (2.6)

Trong đó:

D- là hệ số của phương pháp khoan

+ D=2,3 khi phương pháp khoan vuông góc với phương đổ bê tông

+ D=2,5 khi phương pháp khoan song song với phương đổ bê tông

+ dh

=λ hệ số ảnh hưởng của chiều cao (h) và đướng kính (d)

+ Trường hợp mẫu khoan có một cốt thép thì R1 được nhân với k1 và tính theo công thức (2.7).

)(5,11 11 MPa

dhad

kmk×

××+=

(2.7)

Trong đó:

d1 - là kính cốt thép

b- khoảng cách từ tim cốt thép đến đáy gần của mẫu khoan

h, dmk – chiều cao và đường kính mẫu khoan

+ Nếu mẫu khoan có chứa 2 thanh thép

• Nếu khoảng cách 2 cốt thép không lớn hơn đường kính cốt thép lớn nhất

thì k1 vẫn tính theo công thức (2.6) và tính theo cốt thép có đường kính

lớn nhất.

• Nếu khoảng cách 2 cốt thép lớn hơn đường kính lớn nhất thì hiệu chỉnh

theo hệ số k2 theo (2.8).

)(5,112 MPadh

adk

mk

i

×

××+= ∑

(2.8)

- Xác định cường độ bê tông hiện trường của các vùng cấu kiện kiểm

tra theo công thức (2.9):

n

RR

n

iht

ht

∑== 1

(2.9)

Trong đó:

Rht - cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i

n- là số mẫu khoan trong tổ mẫu

Phụ lục 2. Xác định phương trình quan hệ R-n, thí nghiệm súng bật nẩy

I. Thu thập các số liệu

- Công trình : Tổ hợp công trình dịch vụ công cộng văn phòng và nhà ở

- Ngày thí nghiệm : 29/9/2011 đến ngày 6/10/2011

- Thiết bị thí nghiệm : Súng bật nẩy SCHMIDT – Thụy Sỹ

:Máy nén DB300 - HECKERT

- Tiêu chuẩn áp dụng : TCVN: 9334:2012, 3118:1993

- Bê tông mác thiết kế : M450 (B35)

Bảng 2a. Số liệu kết quả thí nghiệm bật nẩy và nén trên mẫu lưu

Stt Ký hiệu tổ mẫu

Giá trị bật

nẩy (vạch)

Cường độ

nén N/mm2

1 Dầm sàn tầng 1, vách V19 tầng 1, tổ 1 29,25 44,89

2 Dầm sàn tầng 1, vách V19 tầng 1, tổ 3 29,80 42,89

3 Dầm sàn tầng 1, vách V19 tầng 1, tổ 1a 31,72 40,00

4 Vách 33, tầng hầm 1 27,29 37,04

5 Dầm sàn tầng hầm 1 trục Q-S 13 tổ 1 29,35 41,56

6 Dầm sàn tầng hầm 1 trục Q-S 13 tổ 2 30,00 41,33

7 Dầm sàn tầng hầm 1 trục K-S-11 tổ 3 28,41 34,67

8 Dầm cột vách tầng hầm 1,V31,V35, C10 tổ 1 30,86 44,00

9 Dầm sàn tầng hầm 1 trục Q-S-13-17 tổ 2 29,92 42,67

10 Vách tầng hầm 1, V28 trục L-M 27,96 37,33

11 Dầm sàn tầng hầm 2 trục Q-S-13-17 tổ 2 28,85 31,33

12 Vách 28, V34 tầng hầm 2 34,22 48,67

13 Vách V7 28,44 42,44

14 Vách V6, trục 6,7,8,9,10,11 tầng hầm 2 29,00 44,44

15 Vách V28, V35, C10 tầng hầm 1 28,67 39,56

16 Vách 28, S 103, V36, V32 tầng hầm 2 34,32 48,89

17 Vách 19 tầng hầm 2 29,12 39,56

Bảng 2b. kết quả bật nẩy và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện

Tên

vùng

Trị số

bật nẩy

TB

Cường độ

vùng nén

N/mm2

Cường độ

TB

N/mm2

Hệ số

biến động

(%)

V14 trục 7, tầng hầm 1

V1 31,50 43,89

42,84 6,1

V2 30,00 41,40V3 33,38 47,00 V4 30,00 41,40 V5 30,63 42,44 V6 31,25 43,48V7 33,75 47,63V8 31,88 44,51 V9 30,00 41,40V10 28,50 38,91V11 29,25 40,16V12 30,25 41,82

V14 trục 8, tầng hầm 1

V1 31,00 43,06

40,62 4,2

V2 30,00 41,40V3 29,50 40,57V4 31,25 43,48V5 29,00 39,74 V6 29,63 40,78V7 27,50 37,25V8 29,88 41,19V9 28,75 39,33 V10 30,13 41,61V11 29,00 39,74V12 28,75 39,33

V17 trục I-I* tầng 1

V1 29,00 39,74

42,75 4,2

V2 30,13 41,61 V3 29,50 40,57V4 30,50 42,23 V5 30,88 42,85V6 32,50 45,55V7 30,50 42,23V8 31,00 43,06V9 31,75 44,31V10 30,00 41,40 V11 32,00 44,72V12 32,00 44,72

Tên cấu kiện

Tên

vùng

Trị số

bật nẩy

TB

Cường độ

vùng nén

N/mm2

Cường độ

TB

N/mm2

Hệ số

biến động

(%)

V29 trục 14-L tầng hầm 1

V1 35,13 49,91

47,54 7,8

V2 34,75 49,29 V3 31,25 43,48 V4 31,00 43,06 V5 33,50 47,21V6 34,25 48,46 V7 34,00 48,04V8 35,50 50,53V9 32,00 44,72V10 3025 41,82V11 34,75 49,29V12 38,00 54,68

V34 trục M-N tầng hầm 1

V1 29,75 40,99

43,65 3,4

V2 30,50 42,23V3 32,00 44,72V4 32,75 45,97 V5 32,00 44,72V6 31,50 43,89V7 31,25 43,48V8 31,25 43,48V9 32,50 45,55V10 30,50 42,23V11 31,50 43,89V12 30,75 42,65

V34 trục M-N tầng hầm1 CV

V1 33,50 47,21

41,61 10,4

V2 31,50 43,89V3 28,00 38,08 V4 27,75 37,67V5 34,75 49,29 V6 30,75 42,65V7 33,25 46,80V8 29,75 40,99V9 29,00 39,74 V10 28,75 39,33V11 26,75 36,01V12 27,75 37,67

V1 32,00 44,72 V2 31,00 43,06

Tên cấu kiện

Tên

vùng

Trị số

bật nẩy

TB

Cường độ

vùng nén

N/mm2

Cường độ

TB

N/mm2

Hệ số

biến động

(%)

V34 trục O-P tầng hầm 1

V3 34,13 48,25

44,69

7,0

V4 34,00 48,04 V5 33,13 46,59 V6 34,13 48,25 V7 33,38 47,00V8 31,50 43,89 V9 32,13 44,93V10 30,38 42,02V11 29,75 40,99V12 28,25 38,50

Vách 19 tầng 1

V1 32,25 45,14

42,87 5,7

V2 31,50 43,89 V3 30,38 42,02V4 33,13 46,59V5 31,38 43,68V6 30,38 42,02 V7 31,50 43,89V8 32,75 45,97V9 30,75 42,65V10 28,50 38,91V11 29,13 39,95V12 29,00 39,74

Vách 15 tầng hầm 1

V1 28,75 39,33

40,95 4,0

V2 30,88 42,85V3 30,75 42,65 V4 29,00 39,74V5 30,50 42,23 V6 30,50 42,23V7 30,75 42,65 V8 29,88 41,19V9 30,13 41,61V10 28,63 39,12V11 28,25 38,50 V12 28,75 39,33

V1 28,88 39,53 V2 26,88 36,21V3 31,38 43,68V4 30,13 41,61

Tên cấu kiện

Tên

vùng

Trị số

bật nẩy

TB

Cường độ

vùng nén

N/mm2

Cường độ

TB

N/mm2

Hệ số

biến động

(%)

Vách 15 tầng 1 (cửa vách)

V5 28,50 38,91

40,9

6,2 V6 27,75 37,67 V7 29,50 40,57 V8 31,13 43,27 V9 31,63 44,10V10 29,25 40,16 V11 31,25 43,48V12 30,13 41,61

Vách 15 tầng 1 (vách bên)

V1 31,00 43,06

40,62 6,9

V2 30,25 41,82V3 28,38 38,70V4 27,88 37,87 V5 29,25 40,16V6 30,75 42,65V7 26,00 34,76V8 28,13 38,29 V9 29,63 40,78V10 32,13 44,93V11 30,13 41,61V12 30,88 42,85

Vách 18 trục 11 tầng 1

V1 26.88 36.21

38,2 4,4

V2 28.50 38.91V3 28.00 38.08V4 30.75 42.65V5 28.63 39.12 V6 27.50 37.25V7 27.50 37.25 V8 27.25 36.84V9 27.63 37.46 V10 27.63 37.46V11 28.50 38.91V12 27.88 37.87

Vách 17 trục I-I* tấng 1

V1 29,38 40,36

44,17 4,4

V2 31,88 44,51V3 30,25 41,82V4 33,13 46,59V5 32,38 45,34V6 30,00 41,40

Tên cấu kiện

Tên

vùng

Trị số

bật nẩy

TB

Cường độ

vùng nén

N/mm2

Cường độ

TB

N/mm2

Hệ số

biến động

(%)

V7 32,50 45,55V8 32,00 44,72 V9 32,75 45,97 V10 31,88 44,51 V11 31,63 44,10V12 32,25 45,14

V17 trục I-I* tầng 1

V1 30,38 42,02

42,94 5,2

V2 31,63 44,10V3 29,63 40,78V4 32,50 45,55V5 29,50 40,57V6 29,63 40,78 V7 30,13 41,61V8 33,63 47,42V9 32,38 45,34V10 29,75 40,99 V11 30,75 42,65V12 31,25 43,48

Vách 18A trục 10

V1 29,00 39,74

39,3 3,2

V2 29,00 39,74V3 28,63 39,12V4 29,63 40,78V5 29,50 40,57V6 29,13 39,95V7 29,38 40,36 V8 28,88 39,53V9 28,63 39,12 V10 27,38 37,04V11 27,25 36,84 V12 28,63 39,12

II. Tính toán theo phương pháp súng bật nẩy

A.1. Xác định phương trình quan hệ R-n

Phương trình đặc trưng quan hệ R-n có dạng tuyến tính hoặc hàm mũ như

sau:

1. Khi khoảng dao động cường độ bê tông tới 20MPa thì phương trình

có dạng tuyến tính:

R = a0 + a1.n (A.1)

2. Khi khoảng dao động cường độ bê tông lớn hơn 20MPa thì phương trình có dạng hàm mũ

R = b0.eb1.n (A.2)

Trong đó: các hệ số a0, a1, b0, b1 được tính như sau: naRa .10 −= (A.3)

( )( )

( )∑

∑

=

=

−

−−= N

ii

N

iii

nn

RRnna

1

2

11 (A.4)

( )( )

( )∑

∑

=

=

−

−−= N

ii

N

iii

nn

RRnnb

1

2

11

lnln (A.5)

nbReb .ln0

1−= (A.6)

B.1. Xác định độ lệch bình phương trung bình S và hệ số biến động bê tông

Khi tiến hành kiểm tra cấu kiện, kết cấu riêng lẻ thì độ lệch bình phương

trung bình S và hệ số biến động bê tông Vck được xác định theo công thức

sau:

%100. ×=CK

CKCKck R

SKV (B.1)

Trong đó:

KCK = là hệ số được lấy bằng 0,9

RCK - là cường độ bê tông trung bình của cấu kiện

SCK - là độ lệch bình phương trung bình của cường độ bê tông

( ) ( )22T

bnCKCK SSS += (B.2)

( )1

1

2

−

−=∑=

N

RRS

N

i

tbci

nci

T (B.2)

n

ciT RS

____

12,0 ×≤ (B.3)

( )

11

2

−

−=∑=

P

RRS

p

iCKi

bnCK (B.4)

Trong đó:

Ri là cường độ trung bình của vùng i trên cấu kiện, cấu kiện riêng lẻ

P- vùng kiểm tra trên cấu kiện

ST là độ lệch bình phương trung bình của biểu đồ quan hệ R-n

Phụ lục 3. Phương pháp xung siêu âm

I. Thu thập số liệu

- Công trình : Tổ hợp công trình dịch vụ công cộng văn phòng và nhà ở

- Ngày thí nghiệm : 29/9/2011 đến ngày 6/10/2011

- Thiết bị thí nghiệm : Máy siêu âm bê tông UPV – Italy, :Máy nén DB300

- Tiêu chuẩn áp dụng : TCVN: 9357:2012, 3118:1993

- Bê tông mác thiết kế : M450 (B35)

Bảng 3a. số liệu siêu âm trên mẫu lưu

Stt Ký hiệu tổ mẫu Ngày TN

Vận tốc siêu âm (m/s)

Cường độ nén N/mm2

1 Dầm sàn tầng 1, Vách V19 tầng 1, tổ 1 29/7/2011 4222 44,892 Dầm sàn tầng 1, Vách V19 tầng 1, tổ 3 29/7/2011 4499 42,893 Dầm sàn tầng 1, Vách V19 tầng 1, tổ 1a 29/7/2011 4464 40,004 Vách V33, tầng hầm 1 17/7/2011 4277 37,045 Dầm sàn tầng hầm 1, trục Q-S, 13-17tổ 1 16/7/2011 4482 41,566 Dầm sàn tầng hầm 1, trục Q-S,13-17 tổ 2 16/7/2011 4454 41,337 Dầm sàn tầng hầm 1, trục K-S, tổ 3 18/7/2011 4392 34,67 8 Dầm cột vách T.hầm 1:V31,V35,C10,tổ 1 20/7/2011 4389 44,009 Dầm sàn tầng hầm 1, trục Q-S,13-17 tổ 3 16/7/2011 4485 42,6710 Vách tầng hầm 1, V28 trục L-M-13-14 9/7/2011 4344 37,3311 Dầm sàn tầng hầm 2, trục Q-S, 13-17tổ 1 9/7/2011 4296 31,33 12 Vách V28, Vách V34, tầng hầm 2 4/6/2011 4532 48,6713 Vách V7 10/7/2011 4270 42,44 14 Vách V6 trục 6,7,8,9,10,11 tầng hầm 2 6/7/2011 4295 44,4415 Vách V28, V35, C10 tầng hầm 1 10/7/2011 4392 39,56 16 Vách V28, S103, V36, V32, tầng hầm 2 5/7/2011 4341 48,8917 Vách V19, tầng hầm 2 11/6/2011 4367 39,56

Bảng 3b. kết quả siêu âm và giá trị cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Dầm trục E, 11-12

Đầu

V1 4272 39,26

39,48 0,9

V2 4329 39,89V3 4302 39,59V4 4353 40,16

Giữa

V5 4262 39,14V6 4209 38,57V7 4292 39,48V8 4311 39,69

Đầu

V9 4333 39,94V10 4310 39,68 V11 4267 39,20V12 4256 39,09

Dầm trục 10 (A-C)

Đầu

V1 4411 40,82

40,62 1,1

V2 4408 40,78 V3 4308 39,66V4 4375 40,41

Giữa

V5 4368 40,33V6 4349 40,12V7 4327 39,87V8 4385 40,52

Đầu

V9 4458 41,36V10 4420 40,92V11 4440 41,15 V12 4468 41,47

Vách 12, tầng 1

Đầu

V1 4364 40,29

39,08 1,6

V2 4323 39,83V3 4380 40,46 V4 4279 39,34

Giữa

V5 4214 38,63V6 4208 38,56V7 4219 38,69 V8 4186 38,32

Đầu V9 4276 39,31 V10 4219 38,68

V11 4189 38,36V12 4198 38,46

Bảng 3b. kết quả siêu âm và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Vách V16, trục 6, tầng 1

Đầu

V1 4362 40,26

40,07 2,4

V2 4456 41,33V3 4422 40,94V4 4401 40,70

Giữa

V5 4252 39,04V6 4218 38,67V7 4197 38,45 V8 4197 38,45

Đầu

V9 4374 40,40V10 4378 40,44V11 4368 40,33 V12 4497 41,81

Vách V10, trục 7, tầng 1

Đầu

V1 4268 39,22

37,43 3,7

V2 4266 39,19V3 4205 38,53V4 4188 38,35

Giữa

V5 3955 35,93V6 3901 35,39 V7 3908 35,45V8 3859 34,97

Đầu

V9 4224 38,74V10 4196 38,43 V11 4111 37,53V12 4097 37,39

Cột C3, tầng 1

Đầu

V1 3594 32,47

35,39 4,5

V2 3796 34,36V3 3771 34,12V4 3774 34,15

Giữa

V5 3775 34,16V6 4033 36,72V7 3946 35,83V8 3829 34,68

Đầu V9 3855 34,94V10 4088 37,29

V11 4196 38,44V12 4107 37,49

Bảng 3b. kết quả siêu âm và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Vách V6A, trục 7, tầng 1

Đầu

V1 4073 37,13

35,32 2,4

V2 3948 35,85V3 3926 35,63V4 3914 35,52

Giữa

V5 3857 34,95V6 3870 35,08V7 3759 34,00 V8 3755 33,97

Đầu

V9 4002 36,40V10 3820 34,59V11 3907 35,44 V12 3889 35,26

Vách V6, trục 11, tầng 1

Đầu

V1 3692 33,37

35,9 2,9

V2 4038 36,77V3 4059 36,98V4 4121 37,63

Giữa

V5 3955 35,92V6 3964 36,02 V7 3902 35,40V8 3842 34,81

Đầu

V9 3966 36,03V10 4030 36,69 V11 3964 36,02V12 3877 35,15

Vách V36, trục 16-L tầng hầm 1

Đầu

V1 4146 37,90

36,44 2,2

V2 4039 36,78V3 3868 35,05V4 3920 35,58

Giữa

V5 4070 37,10V6 3914 35,51V7 3910 35,48V8 3982 36,20

Đầu V9 4027 36,66V10 4101 37,43

V11 4026 36,64V12 4057 36,96

Bảng 3b. kết quả siêu âm và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Vách 40 trục R 17-18 tầng 1

Đầu

V1 4008 36,47

35,85 1,2

V2 3927 35,64V3 3976 36,14V4 3970 36,08

Giữa

V5 3958 35,96V6 3988 36,26V7 3924 35,62 V8 3916 35,54

Đầu

V9 3912 35,50V10 4024 36,63V11 3902 35,40 V12 3861 35,00

Vách V32a, trục L-15, tầng hầm 1

Đầu

V1 4068 37,08

37,24 0,7

V2 4051 36,90V3 4083 37,24V4 4066 37,05

Giữa

V5 4096 37,37V6 4141 37,84 V7 4054 36,93V8 4099 37,41

Đầu

V9 4047 36,86V10 4077 37,17 V11 4135 37,79V12 4082 37,22

Vách V28 trục L-13, tầng hầm 1

Đầu

V1 3226 29,29

32,78 6,2

V2 3727 33,70V3 3619 32,69V4 3602 32,55

Giữa

V5 3840 34,79V6 3759 34,00V7 3851 34,89V8 3814 34,54

Đầu V9 3433 31,04V10 3464 31,31

V11 3511 31,72V12 3630 32,80

Bảng 3b. kết quả siêu âm và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Dầm trục 16 (Q-S) tầng hầm 2

Đầu

V1 4164 38,09

37,29 2,0

V2 4054 36,93V3 4078 37,19V4 4120 37,62

Giữa

V5 4050 36,90V6 4115 37,57V7 4078 37,19 V8 4276 39,31

Đầu

V9 3934 35,71V10 4061 37,01V11 4082 37,22 V12 4030 36,69

Dầm trục 14-15 (Q-S), tầng hầm 2

Đầu

V1 3961 35,99

36,79 1,8

V2 4009 36,47V3 3998 36,36V4 3961 35,99

Giữa

V5 4083 37,24V6 4201 38,49 V7 4124 37,66V8 4082 37,22

Đầu

V9 3991 36,29V10 4002 36,40 V11 3979 36,17V12 4078 37,18

Dầm trục 13 (Q-S), tầng hầm 2

Đầu

V1 4000 36,38

36,66 1,9

V2 4006 36,44V3 4060 37,00V4 4192 38,39

Giữa

V5 3958 35,95V6 3893 35,30V7 4014 36,52V8 3964 36,02

Đầu V9 4064 37,03V10 4040 36,79

V11 4014 36,52V12 4112 37,54

Bảng 3b. kết quả siêu âm và cường độ bê tông tại hiện trường

Tên cấu kiện Vị trí

Tên vùng

Vận tốc siêu âm

(m/s)

Cường độ

vùng N/mm2

Cường độ TB. N/mm2

Hệ số biến động (%)

Dầm 13-16, trục Q-S, tầng hầm 2

Đầu

V1 3935 35,72

36,01 1,4

V2 3895 35,32V3 3866 35,04V4 3908 35,46

Giữa

V5 3987 36,25V6 4011 36,49V7 3987 36,25 V8 4071 37,11

Đầu

V9 3995 36,33V10 3992 36,29V11 3970 36,08 V12 3939 35,76

Dầm 16-17 trục Q-S tầng hầm 2

Đầu

V1 4000 36,38

36,27 1,8

V2 4055 36,94V3 3996 36,34V4 4154 37,98

Giữa

V5 4011 36,49V6 4002 36,40V7 3941 35,78V8 3909 35,46

Đầu

V9 3971 36,08V10 3944 35,81V11 3885 35,23V12 3994 36,32

Dầm trục P 16-17, tầng hầm 1

Đầu

V1 4148 37,92

38,51 1,2

V2 4134 37,77V3 4136 37,80V4 4203 38,50

Giữa

V5 4168 38,13V6 4236 38,87V7 4234 38,84V8 4212 38,60

Đầu V9 4197 38,44V10 4266 39,19

V11 4290 39,45V12 4210 38,58

II. Tính toán theo phương pháp siêu âm

B1. Phương pháp xây dựng đường chuẩn V-R

- Để xây dựng đường chuẩn V-R cần đúc từ 30 đến 60 mẫu lập phương

cạnh 15 cm hoặc cạnh 10 cm, dưỡng hộ mẫu cho đến tuổi thí nghiệm, đo vận

tốc xung siêu âm Vi. Thí nghiệm nén mẫu để xác định cường độ Rmi của từng

tổ mẫu (loại bỏ các kết quả thí nghiệm dị thường), tiến hành xây dựng đường

chuẩn theo trình tự sau:

Bước.1 Xác định quan hệ giữa V và R:

Quan hệ giữa V và R có 2 dạng là tuyến tính và phi tuyến

- Khi Rmimax - Rmi

min ≤ (60 - 0,1 x mR )% thì dùng phương trình dạng tuyến tính:

R = a0 + a1 x V (B.1)

- Trường hợp còn lại thì dùng phương trình dạng phi tuyến tuyến (hàm số mũ):

R = b0 x eb1V (B.2)

Trong đó:

V - là vận tốc xung siêu âm trong mẫu.

R - là cường độ bê tông xác định theo phương trình.

mR - là cường độ nén trung bình của tất cả các tổ mẫu.

Rmimax - là cường độ nén lớn nhất của tất cả các tổ mẫu.

Rmimin - là cường độ nén nhỏ nhất của tất cả các tổ mẫu.

Các hệ số a0, a1, b0, b1 được tính như sau:

a0 = mR - a1 x V (B.3)

a1 = ∑

∑

=

=

−

−×−

n

ii

imi

n

im

VV

VVRR

1

2

1

)(

)()( (B.4)

b1 = ∑

∑

=

=

−

−×−

n

ii

n

imimi

VV

RRVV

1

2

1

)(

)lnln()( (B.5)

b0 = e VbRm 1ln − (B.6)

n

RR

n

imi

m

∑== 1

(B.7)

n

VV

n

ii∑

== 1 (B.8)

n

RR

n

imi

m

∑== 1

lnln (B.9)

Trong đó:

Rmi - là cường độ của mẫu thứ i;

Vi - là vận tốc của tổ mẫu thứ i;

n - là số tổ mẫu thí nghiệm để xây dựng đường chuẩn.

Bước.2 Việc hiệu chỉnh đường chuẩn được thực hiện bằng cách loại bỏ mẫu không thỏa mãn điều kiện:

2≤−

SRR mii (B.10)

Trong đó:

S - là độ lệch bình phương trung bình, xác định theo công thức:

S = 1

)(1

2

−

−∑=

n

RRn

iimi

(B.11)

Trong đó:

Ri - là cường độ của tổ mẫu thứ i xác định theo đường chuẩn đã xây dựng.

Ri = a0 + a1 x Vi đối với phương trình (B.1) hoặc Ri = b0 x e đối với

phương trình (B.2). Sau đó đường chuẩn được xây dựng lại theo kết quả các

tổ mẫu còn lại. Việc hiệu chỉnh đường chuẩn được thực hiện cho đến khi kết

quả từng tổ mẫu thỏa mãn điều kiện (B.10).

Bước.3 Sai số của cường độ bê tông được xác định bằng đường chuẩn vừa

xây dựng, được tính theo công thức:

Sc = 222kSqS ×+ (B.12)

Trong đó:

S 2k - là độ lệch bình phương trung bình của hệ số chuyển đổi K từ vận

tốc đo theo phương pháp bề mặt sang vận tốc đo theo phương pháp xuyên âm.

Nếu không có hệ số chuyển đổi thì Sk = 0;

q - là hệ số được tính bằng Rm - a0 khi sử dụng phương trình (B.1) và

bằng

0

lnbRR m

m × khi dùng phương trình

(B.2)

Nếu Sc/Rm x 100% > 12 % thì không được phép dùng đường chuẩn này.

Bước.4 Vẫn cho phép dùng phương trình (B.1) để xây dựng khi Rmimax -

Rmimin > (60 - 0,1 x mR ) nếu Sc/Rmx100%≤12%

Bước.5 Kiểm tra đường chuẩn cần được tiến hành định kỳ ít nhất hai tháng

một lần bằng cách sau:

Bước.5.1 Chế tạo ít nhất sáu tổ mẫu. Xác định vận tốc Vi và cường độ Rmi của

từng tổ mẫu theo 11.2 của tiêu chuẩn này. Ứng với Vi của từng tổ mẫu, xác

định Ri tương ứng bằng đường chuẩn đang sử dụng.

Tính vận tốc trung bình V của tất cả các tổ mẫu để kiểm tra đường chuẩn.

Chia các tổ mẫu thành hai nhóm:

- Nhóm thứ nhất gồm các tổ mẫu có vận tốc xung nhỏ hơn hoặc bằng V ;

- Nhóm thứ hai gồm các tổ mẫu còn lại.

Bước.5.2 Đường chuẩn sẽ được tiếp tục sử dụng nếu đồng thời thỏa mãn các điều kiện sau:

- Chênh lệch Rmi - Ri của 5 trên 6 tổ mẫu phải khác dấu.

- Phải thỏa mãn bất đẳng thức: Sn < 1,5 x Sc

trong đó:

Sn = 1

)(1

2

−

−∑=

n

RRn

iimi

(B.13)

n là số tổ mẫu được thí nghiệm để kiểm tra đường chuẩn.

- Chênh lệch Rmi - Ri của nhóm mẫu 1 và nhóm mẫu 2 không được cùng dấu.

B.2. Thu thập số liệu từ thí nghiệm xung siêu âm

Phụ lục 4: phương pháp kết hợp siêu âm và bật nẩy

I. Thu thập số liệu

- Công trình : Bể chứa 1500 m3

- Địa điểm : Xã Trường An, Thành Phố Vĩnh Long

- Tên cấu kiện thí nghiệm : Cọc bê tông cốt thep 200x200 mm

- Ngày thí nghiệm : 20/10/2011

- Phương pháp thí nghiệm : Súng bật nẩy kết hợp với siêu âm

- Máy đo siêu âm : Tico (Procep – Thụy sĩ )

- Súng bật nẩy : Matest C380 (Ý)

- Mác thiết kế : M200

Bảng 4a. Số liệu thí nghiệm bật nẩy và siêu âm tại hiện trường

Vùng kiểm tra

Bề dày cọc bê tông cốt

thép (200x200)

Trị số bật nẩy trung

bình (sau khi loại bỏ

những chỉ số không đạt)

Vận tốc siêu âm trung bình

(m/s)

Cường độ bê tông

vùng thử

(MPa)

Hệ số ảnh

hưởng C0

Cường độ bê tông

vùng thử sau khi đã tính đến hệ

số ảnh hưởng (MPa)

1 20 cm 30 3817 19,8

0,94

18,62 20 cm 29 3774 18,0 16,93 20 cm 30 3817 19,8 18,64 20 cm 30 3820 19,95 18,7 5 20 cm 29 3756 18,0 16,96 20 cm 28 3818 19,8 18,67 20 cm 30 3774 18,0 16,98 20 cm 29 3819 19,9 18,7 9 20 cm 30 3811 19,6 19,6

II. Các bảng tra

Bảng 4b. tra trị số tα với xác suất đảm bảo 95% và vùng kiểm tra

Stt Số vùng kiểm tra Giá trị tα 1. 2 2,92 2. 3 2,35 3. 4 2,13 4. 5 2,01 5. 6 1,94 6. 7 1,89 7. 8 1,86 8. 9 1,83 9. 10 1,81 10. 11 1,8 11. 12 1,78 12. 13 1,77 13. 14 1,76 14. 15 1,75 15. 20 1,73 16. 25 1,71 17. 30 1,70 18. 40 1,68

Hình 3.12. Biểu đồ xác định cường độ nén của bê tông tiêu chuẩn

Bảng 4c.Hệ số ảnh hưởng của loại xi măng C1

Mác xi măng C1

PC30 1,0

PC40 1,04

Bảng 4d. Hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng C2

Hàm lượng xi măng C2

250 0,88

300 0,94

350 1,0

400 1,06

450 1,12

Bảng 4e. Hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu C3

Loại cốt liệu C3

V ≤ 4400 m/s V > 4400 m/s

Đá dăm 1,0 1,0

Sỏi 1,41 1,38

Bảng 4f. Hệ số ảnh hưởng của đường kính cốt liệu

Đường kính lớn nhất của cốt liệu C4

20 1,03

40 1,0

70 0,98