Bài viết Nghiên cứu xác định cường độ chịu nén hiện trường của bê tông tường chắn theo tiêu chuẩn EN 13791:2020 trình bày việc nghiên cứu xác định cường độ chịu nén hiện trường của bê tông tường chắn mới thi công, bằng phương pháp phá hủy có xét tới sự phụ thuộc vào số lượng mẫu thí nghiệm theo tiêu chuẩn EN 13791:2020.
KHOA HC & CôNG NGHê Nghiờn cu xỏc nh cng độ chịu nén trường bê tông tường chắn theo tiêu chuẩn EN 13791:2020 Research method evaluation of the compressive strength of concrete retaining wall as standard EN 13791:2020 TS Lê Văn Mạnh(1) Tóm tắt Bài báo trình bày việc nghiên cứu xác định cường độ chịu nén trường bê tông tường chắn thi công, phương pháp phá hủy có xét tới phụ thuộc vào số lượng mẫu thí nghiệm theo tiêu chuẩn EN 13791:2020 Từ khóa: Cường độ chịu nén, bê tơng, EN 13791:2020 Abstract The paper presents a research method evaluation of the compressive strength of concrete newly constructed retaining walls on the reliability, considering the number of the test following EN 13791:2020 Key words: The compressive strength, concrete, EN 13791:2020 Tổng quan Trong đặc tính học cuả bê tông, cường độ chịu nén thường trường xác định nhiều phương pháp khác chia thành hai nhóm: nhóm phương pháp phá hủy nhóm phương pháp khơng phá hủy Nhóm phương pháp khơng phá hủy có ưu điểm cho kết nhanh, khơng làm ảnh hưởng đến kết cấu, thường không đảm bảo độ xác cần thiết Nhóm phương pháp phá hủy (khoan lõi) đem lại giá trị thực đặc tính vật liệu, nhiên lại địi hỏi nhiều cơng sức có khả ảnh hưởng tới kết cấu nên số lượng mẫu thí nghiệm thường có xu hướng giảm tối đa Việc xác định cường độ chịu nén trường Việt Nam quy định TCVN 12252: 2020, nước thuộc liên minh Châu Âu, việc hướng dẫn cụ thể EN 13791:2020, Mỹ sử dụng ASTM C42/C42M-13 Có nhiều khác biệt Tiêu chuẩn, đặc biệt liên quan đến số lượng mẫu thí nghiệm Trong Tiêu chuẩn EN 13791:2020 [8], cường độ chịu nén đặc trưng trường có biên độ phụ thuộc vào số lượng mẫu thí nghiệm, số lượng lõi khoan yêu cầu giảm kết hợp với phương pháp không phá huỷ Vấn đề chưa đề cập đến Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 12252: 2020 Nhằm xây dựng hệ thống tiêu chuẩn đồng bộ, đại tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế, việc nghiên cứu ứng dụng tiêu chuẩn EN 13791:2020 việc xác định cường độ chịu nén trường bê tông tường chắn thi công cần thiết nhằm đánh giá cường độ bê tông, cơng trình có nghi ngờ chất lượng Nghiên cứu ứng dụng tiêu chuẩn EN 13791:2020 cho kết cấu bê tông Đối với kết cấu bê tơng thi cơng, có nhiều phương pháp để đánh giá cường độ bê tông dựa vào đúc mẫu đúc bê tông trường, sử dụng phương pháp không phá hủy siêu âm bê tông, bắn súng bật nẩy… Tuy nhiên có nghi ngờ chất lượng bê tơng cơng trình thi cơng, phương pháp chưa đủ độ tin cậy để đánh giá cường độ chịu nén bê tông Việc cho phép khoan lấy mẫu dẫn đến lo ngại định cho khả làm việc kết cấu, việc xác định vị trí khoan, đặc điểm làm việc chịu lực, số lượng mẫu khoan cần xem xét Vấn đề thể rõ với tiêu chuẩn EN 13791:2020 Trong tiêu chuẩn đề cập đến việc xác định cường độ chịu nén trường bê tông : - Xác định cường độ chịu nén đặc trưng trường fck,is vùng thí nghiệm cấu kiện đúc chỗ (mục 8) [8] vùng thí nghiệm tích ≤10m3 phương pháp khoan lấy mẫu, cấu kiện tích từ 10m3 đến 30m3 kết hợp khoan lấy mẫu với phương pháp khơng phá hủy vị trí vùng bê tơng có cường độ thấp; (1) Khoa cơng trình, Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải, Email: lemanhds@utt.edu.vn Ngày nhận bài: 27/03/2022 Ngày sửa bài: 17/04/2022 Ngày duyệt đăng: 5/7/2022 70 - Xác định cường độ chịu nén bê tông cho kết cấu xây dựng có nghi ngờ cường độ chịu nén, dựa kết nén mẫu đúc thơng thường có nghi ngờ chất lượng thi công (mục 9) [8], phương pháp áp dụng kết cấu bê tơng tích khơng lớn 30m3 Trong quy định chung lõi khoan bê tông phải có đường kính ≥75mm với tỷ lệ chiều dài/đường kính 2:1 1:1 Trong lõi khoan có cốt thép lọt vào, nhiên thể tích khơng lớn 2%, với tỷ lệ không ảnh hưởng tới việc xác định cường độ chịu nén bê tông 2.1 Phương pháp đánh giá cấp bê tơng cho nhóm kết cấu riêng lẻ Kết đánh giá cường độ chịu nén trường cho nhóm kết cấu riêng lẻ thỏa mãn điều kiện: T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG (fc,is,highest - fc,m(n)is)/s > Gp (1) (fc,m(n)is - fc,is,lowest)/s > Gp (2) Trong fc,is,highest – Kết thí nghiệm cường độ chịu nén trường lớn n kết thí nghiệm; fc,is,lowest – Kết thí nghiệm cường độ chịu nén trường nhỏ n kết thí nghiệm; fc,m(n)is – Giá trị trung bình n kết thí nghiệm cường độ chịu nén trường; s – Giá trị độ lệch chuẩn kết thí nghiệm fck,is; Giá trị tới hạn Gp thể bảng đây: Bảng Giá trị tới hạn Gp kiểm tra trường hợp ngoại lệ Số mẫu thí nghiệm Gp Số mẫu thí nghiệm Gp Số mẫu thí nghiệm Gp 1.496 10 2.482 16 2.852 1.764 11 2.564 17 2.894 1.973 12 2.636 18 2.932 2.139 13 2.699 19 2.968 2.274 14 2.755 20 3.001 2.387 15 2.806 25 3.135 2.2 Nghiên cứu xác định cường độ chịu nén trường bê tơng cơng trình vừa thi cơng xong - Khi có cố định chờ bê tơng ninh kết (ví dụ bảo dưỡng bê tơng khơng quy trình); - Khi cơng trường xảy trường hợp bất khả kháng va đập, rơi đổ, lúc đổ bê tông đầm rung không Khi nghi ngờ xác định có yêu cầu chủ đầu tư (trong số cơng trình định việc kiểm định chất lượng thi cơng có u cầu đánh giá cường độ chịu nén trường) Trong trường hợp có phương pháp thực nghiệm cho phép xác định cường độ chịu nén trường bê tông đổ chỗ sau: - Nghiên cứu so sánh đánh giá kết cường độ chịu nén trường phương pháp khơng phá hủy với 20 thí nghiệm (trường hợp 1); - Tiến hành đến 20 thí nghiệm xác định cường độ chịu nén trường phương pháp không phá hủy kết hợp với khoan lấy mẫu lõi khoan cho cấu kiện tích đến 180m3 (trường hợp với lõi khoan cấu kiện tích nhỏ 30m3) (trường hợp 2); - Khi thực phương pháp phá hủy khoan lấy mẫu đến 12 lõi khoan cho cấu kiện tích từ 30m3 đến 180m3 (trường hợp 3) 2.2.1 Trường hợp Theo tiêu chuẩn EN 13791:2020 PD CEN/ TR 17086:2020 sổ tay hướng dẫn sử dụng tiêu chuẩn EN 13791:2020 có khuyến nghị số lượng thí nghiệm phương pháp khơng phá hủy (sử dụng súng bật nẩy siêu âm bê tông) khơng nên nhỏ 20 thí nghiệm Việc nghiên cứu xác định thực xuất trường hợp sau: - Các mẫu đúc bê tông trường có mẫu định khơng đạt cường độ theo yêu cầu; tcalc = ( X r − X s ) / ( S r2 − S s2 ) / 20 (3) n – Số kết thí nghiệm cho cấu kiện; X r - Giá trị trung bình n thí nghiệm mẫu bê tông tham chiếu; Bảng Phương pháp xác định cường độ BT cách kết hợp PP phá hủy PP không phá hủy Số cấu kiện ≤30m3 vùng thí nghiệm Số thí nghiệm PP khơng phá hủy nhỏ Số lõi khoan nhỏ lõi Phương pháp xác định cường độ chịu nén bê tơng Giá trị trung bình kết nén mẫu lõi khoan Giá trị nhỏ kết nén mẫu lõi khoan - ≥ 0.85(fck,spec,cube + 1) 12 lõi 20 ≥ 0.85(fck,spec,cube - 4) ≥ 0.85(fck,spec,cube + 2) Bảng Phương pháp xác định cường độ BT PP phá hủy Số cấu kiện ≤30m3 vùng thí nghiệm Số lõi khoan nhỏ cho cấu kiện Số lõi khoan nhỏ cho toàn vùng 3 2 10 12 Phương pháp xác định cường độ chịu nén bê tơng Giá trị trung bình kết nén mẫu lõi khoan ≥ 0.85(fck,spec,cube + 1) Giá trị nhỏ kết nén mẫu lõi khoan ≥ 0.85(fck,spec,cube - 4) ≥ 0.85(fck,spec,cube + 2) S¬ 45 - 2022 71 KHOA H“C & CôNG NGHê Bng Kt qu thớ nghim mu khoan Ký hiệu mẫu Kích thước mẫu Cường độ trường Diện tích chịu lực Lực phá hoại Cường độ mẫu khoan Tỷ lệ h/dmk Hệ số chuyển đổi Rhti Đường kính, dmk Chiều cao, h mm mm mm2 kN MPa MPa M1 94.4 188.2 6999.0 159.1 22.7 1.994 1.20 27.3 M2 94.4 185.9 6999.0 144.3 20.6 1.969 1.20 24.7 M3 94.4 187.3 6999.0 134.7 19.2 1.984 1.20 23.1 M4 94.4 187.9 6999.0 126.3 18.0 1.990 1.20 21.7 M5 94.4 185.1 6999.0 145.1 20.7 1.961 1.20 24.9 X s - Giá trị trung bình n thí nghiệm mẫu bê tơng đánh giá; S r2 - Độ lệch chuẩn thí nghiệm mẫu bê tông tham chiếu; S s2 - Độ lệch chuẩn thí nghiệm mẫu bê tơng đánh giá Từ kết 20 thí nghiệm xác định cường độ bê tông phương pháp không phá hủy cho vùng bê tông đánh giá, giá trị tcalc nằm khoảng từ -2.024 đến +2.024 xác suất 95% khơng có khác biệt đáng kể hai kết thí nghiệm bê tơng tham chiếu bê tơng cần đánh giá Và nhận xét chúng chung nhóm mác bê tơng Nếu giá trị giá trị tcalc nằm khoảng khơng có vùng bê tơng để làm bê tơng tham chiếu phải thí nghiệm thêm phương pháp khoan lõi với số lượng lõi tối thiểu 2.2.2 Trường hợp Tiến hành đến 20 thí nghiệm xác định cường độ chịu nén trường phương pháp không phá hủy kết hợp với khoan lấy mẫu lõi khoan cho cấu kiện tích từ 30m3 đến 180m3, lõi khoan cấu kiện tích nhỏ 30m3 Khi kết thí nghiệm xác định cường độ chịu nén bê tơng phù hợp với tiêu trí bảng xem bê tông đạt yêu cầu Nếu kết nhận khơng đạt mở rộng thử nghiệm cách tăng thêm lõi khoan, kết xác định cường độ bê tông dựa vào kết nén mẫu khoan trường 2.2.3 Trường hợp Đối với cấu kiện tích nhỏ 30m cần lấy tối thiểu lõi khoan, cấu kiện lớn 180m3 khoan tối thiểu 12 lõi khoan 13791:2020 ГОСТ 28570-2019 Quá trình gia cơng mẫu thí nghiệm nén mẫu thực phịng thí nghiệm LAS-72 trường Đại học Cơng nghệ Giao thơng vận tải: Trong q trình khoan lấy mẫu tường chắn, kết hợp khoan lấy mẫu đồng thời với siêu âm bắn súng bật nẩy Tại vùng kiểm tra tường chắn, kết thí nghiệm chất lượng bê tông phương pháp siêu âm bắn súng bật nẩy thể bảng Bảng Kết kiểm tra cường độ súng bật nẩy siêu âm xác định độ đồng tường chắn tương ứng với vùng thí nghiệm khoan lõi STT Vùng thí nghiệm 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1 Khi kết thí nghiệm xác định cường độ chịu nén bê tơng phù hợp với tiêu trí bảng xem bê tơng đạt u cầu Phân tích đánh giá cường độ chịu nén trường tường chắn theo tiêu chuẩn EN 13791:2020 Cơ sở nghiên cứu yêu cầu số lượng mẫu thí nghiệm độ tin cậy việc xác định cường độ chịu nén bê tông, lấy từ kết khoan khảo sát tường chắn tường chắn dự án Đường cao tốc Hạ Long-Vân Đồn cải tạo, nâng cấp QL18 đoạn Hạ Long – Mơng Dương Thí nghiệm thực theoquy định tiêu chuẩn TCVN 12252: 2020 có tham khảo theo ASTM C42, EN 72 Rb (MPa) 3623.8 29.4 29.4 28.1 3588.8 25.1 25.3 24.1 3457.8 25.0 3.2 26.9 3.3 22.4 10 4.1 3452.3 19.8 11 4.2 20.9 12 4.3 22.0 13 5.1 14 5.2 25.9 15 5.3 26.5 3556.9 Rtb= Bảng bảng dẫn đánh giá chi tiết Giá trị V (m/s) 27.3 25.2 Kết kiểm tra cường độ bê tông tường chắn súng bật nẩy Schmidt cho thấy cường độ bê tông trung bình vùng thí nghiệm kiểm tra dao động từ 19.8MPa đến 29.4MPa hệ số biến động từ 7.4% đến 16.9%