vai trò và nhiệm vụ của công tác thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình

A-PHÀN LÝ THUYÉT CHUONG I: VAI TRO VA NHIEM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VÀ KIEM DINH CHAT LUQNG CONG TRINH Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người,

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

2 Đỗ Văn Hiếu

3 Bùi Lê Hoàng

4 Nguyễn Văn Hoàng

5 Đỗ Mạnh Huấn

6 Nguyễn Bá Khải

7 Phan Hữu Khéo

§ Nguyễn Văn Khoa

9 Nguyễn Trung Kiên

A-PHÀN LÝ THUYÉT

CHUONG I: VAI TRO VA NHIEM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VÀ

KIEM DINH CHAT LUQNG CONG TRINH

Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người,

vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị với đất, có

thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt nude va phan trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế Chính vì vậy, chất lượñổ*eông trình xây dựng phụ thuộc nhiều vào chất lượng vật liệu xây dựng Để m bad» được

Nhà thầu xâý dự hate có nghĩa vụ vu:

Té chức, cá nhân khi tham gia các lĩnh vực sau đây phải có đủ điều kiện về năng

lực:

a Lap du an dau tu xay dung cong trinh;

b Quan ly du an dau tu xây dựng công trình;

c Thiết kế quy hoạch xây dựng;

Nhóm II-Đường bộ 50

Thiết kế xây dựng công trình;

Khảo sát xây dung công trình;

Thị công xây dựng công trình;

Giám sát thi công xây dựng công trình;

Thí nghiệm chuyên ngành xây dựng;

i Kiém dinh chất lượng công trình xây dựng;

k

chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây đựng 4

-_ Quyết định 22/2008/QĐ-BGTVT: Quy chế giám sát trong ngàn

tải

Yêu cầu tư vấn giám sát phải kiểm tra năng

thi công công trình

- Quyết định 14/2008/QĐ-BGTVT: Banfhàn

, người ta có thể đánh giá được tính chất cơ lý của

Thí nghiệm đo đạc đánh giá cấu kiện, kết cấu mới

- Bô trợ cho việc tính toán ly thuyết (tính toán cần giả thiết một số tham số đầu vào, có nhiều sai số)

- Thực hiện đo đạc trên mô hình kết hợp với tính toán lý thuyết giúp cho

việc ứng dụng kết cấu đảm bảo an toàn tiết kiệm

Nhóm II-Đường bộ 50

c Thí nghiệm đo đạc lập trang thai ban đầu, đánh giá tuôi thọ còn lại của công trình

- Việc đo đạc lấy các thông tin trạng thái ban đầu để khẳng định chất lượng

theo yêu cầu của thiết kế và là cơ sở đề theo doi chất lượng công trình theo thời gian

- Thông qua đo đạc kiểm tra hiện trạng dự báo tuổi thọ còn lại của công trình

d Nghiên cứu điều chỉnh giả thiết lý thuyết

- Trong k khoa học Ky thuat chuyên ngành, trong ¢ co hoc vat inp dang va

phù hợp của các giả thiết đưa ra và xac n

nhận được từ nghiên cứu lý thuyết ,

2.1 Đặt vấn đề

Yếu tố ảnh hưởng trực tỉ lượng, khả năng làm việc và tuổi

u sử dụng Chất lượng đó được thể hiện

biến dạng giới hạn, môđun đàn hồi, tính

thọ của công trình là chất lượng

tồ độ giới há

tồn tại hoặc xuất hện mới trên công trình trong

qua giá tr của các loại c

Oe trình Để có khả năng thấu hiểu sự làm việc của công trình,

ái tiến hành xác định và đánh giá chất lượng của vật liệu

Hiện nay trong kỹ thuật xây dựng, việc khảo sát và xác định các đặc trưng cơ

bản của vật liệu bằng thí nghiệm thường được thực hiện theo hai phương pháp cơ

bản là phương pháp phá hoại mẫu và phương pháp thí nghiệm không phá hoại 2.2 Phuong phap thí nghiệm phá hoại mẫu

Vật liệu khảo sát đã có sẵn hoặc lấy ra từ công trình được chế tạo thành các mẫu thử Hình dạng và kích thước của mẫu thử được xác định tuỳ theo:

Nhóm II-Đường bộ 50

- Cấu tạo vật liệu

- Mục đích thí nghiệm

- Các quy định trong tiêu chuẩn

Các mẫu vật liệu được đưa vào máy thí nghiệm tương ứng với trạng thái làm việc

của vật liệu (kéo, nén, uốn, xoắn), cho chịu tác dụng của lực ngoài có giá trị tăng dân theo từng cấp cho đến lúc mẫu bị phá hoại hoàn toàn Dưới tác dụng của lực ngoài, vật liệu trong mẫu thử sẽ bị biến dạng tương ứng với trị SỐ clay ứng s guat do

các cấp lực tác dung gây ra trong mẫu Tương ứng với mỗi giá trị ?`suất, dùng các dụng cụ đo để đo trị số biến dạng tương đối trong vật liệ cha mau thử

Các cập trị số của ứng suất và biến dạng tương đối nhập duge trong Gnd trinh thi

ứng suất và biến dạng của vật liệu khảo sát và \đ

liệu, bởi vì qua đồ thị này có thể xác định được

đố sẽ tạo ra trong mẫu sự kéo hoặc nén

tự do dưới ảnh hưởng của trường ứng suất không đổi trên suốt chiều dài làm việc

của mẫu thử Tuy nhiên fim vi việc thực tế của vật liệu trên kết cấu công trình

lệu sẽ xảy ra ba trường hợp sau:

a/ Biểu đồ xây dựng trên quan hệ ơ = f(£) chịu kéo với giá trị tính toán về ứng suất

ø và biến dạng tương đối e xuất phát từ tiết diện ban đầu F, và chiều dài chuẩn đo ban đầu L của mẫu thử

o=P/F, va c=Al/L,

Nhóm II-Đường bộ 50

Xây dựng biểu đồ (G - ) theo phương pháp này thường rất đơn giản cho việc thí nghiệm, nhưng thực ra chưa phải là biểu đồ phản ánh đúng đắn sự làm việc của

vật liệu (đường a trên hình 2.18)

b/ Biểu đồ (G - e) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất ơ xuất phát từ tiết diện bị

Thực ra trong quá trình chịu kéo, tiết diện của mẫu sẽ không cònzgiữ'nguyên hình dạng ban đầu mà đã bị thu hẹp lại theo sự phát triển của tải trọng (đặc:biệt trong vùng có eo chảy) Nếu tính toán giá trị của ứng suất theo tiết diện cọ thất ởeo

thi sẽ nhận được đường quan hệ (G - e) khác với đường (3) _

Đường quan hệ (G - e) được xây dựng với o = P/F,, va @= All, sé cho dang gần đúng với su làm việc của vật liệu hơn (đường b trên;hình 2.18) biến dạng, £„

c/ Biểu đồ (G - £) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất ø và biến dạng tương đối

£ xuất phát từ tiết diện bị thu hẹp và chiều dài cuối cùng của mẫu thử

Đường biểu diễn quan hệ (G - e) ở trường hợp (b) cũng chưa phản ánh day đủ mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong mẫu chịu kéo Thật vậy, khi giá trị ứng suất trong mẫu tăng (G = P/F,„) thì độ giãn dài AI của mẫu cúng sẽ tăng nhanh

Nhóm II-Đường bộ 50

nhưng không rải đầu trên toàn bộ chiều dài Là ban đầu, mà chỉ tăng nhanh tại vùng xuất hiện eo chảy

Nếu xây dung quan hệ (ø - £) với ứng suất ø = P/F,„ và biến dạng tương đối s=Al,J/L,, thì sẽ nhận được đường c trên hình 2.1 Đường biểu diễn này thể hiện đúng đắn mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khảo sát

Qua quá trình nghiên cứu các vật liệu xây dựng cho thấy, biểu đồ đặc:trưng vật

liệu (G - e) nhận được bằng phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫuzsẽ, Chịu ảnh

làm việc của vật liệu, khi tiến hành thí nghiệm kéo phá hoại m

khống chế tốc độ gia tải lên mẫu quanh giới hạn:100kG/c ic do gia tai

âh được sẽ cho giá trị giới

vượt quá giới hạn đó, biểu đồ biến dạng của v:

hạn chảy cao hơn Ngược lại, khi thí nghiệm vị

được biểu đồ có giá trị giới hạn chảy thấp hởt

đun biến dạng của vật liệu vẫn giữ nguyen trị số, không:chịu ảnh hưởng của tốc độ

ác tốc độ gia tải ta sẽ được một họ

b/ Nhiệt độ môi trường Thực tế

phá hoại mẫu trong môi;ffữ

Nhóm II-Đường bộ 50

Khi vật liệu làm việc trên kết cấu cơng trình thực tế sẽ chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng khác làm thay đổi khả năng chịu lực so với các điều kiện chuẩn Các phương pháp phá hoại mẫu thử thường ít cĩ khả năng xét đến sự thay đổi đĩ

Trên thực tế, để cĩ thể kể đến tất cả những yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của vật liệu trên cơng trình thường dùng các phương pháp nghiên cứu 1 bang cach khảo sát gián tiếp, khơng phá hoại vật liệu

2.3 Phương pháp thí nghiệm khơng phá hủy mẫu

Phương pháp thí nghiệm khơng phá hoại cĩ ưu điểm là trọng đụ

cứu vật liệu ụ khơng b bị hư hỏng và Khong doi hoi phai giải phĩng v

hoại được sử dụng rộng rãi vào việc đánh 8

trình thực tế

Phương pháp khơng phá hoạthường siỀNuyế hai nhiệm vụ cơ bản sau:

- Nhiệm vụ thứ nhất, xác định : hiểu vị trí khác nhau, qua đĩ đánh giá

được mức độ đồng nhất của vật liệu:.T

: lùng dụng

lến độ ứng H của vật liệu như kích thước của vết han

phuong pháp khơng phá hoại, các tham

+ Các đại lượng liên qu

juan đến độ đặc chắc của vật liệu như thời gian truyền sĩng

yên các sĩng dao động đàn hồi cũng như các sĩng dao động điện

Ac định độ cứng mặt ngồi của vật liệu, thường dùng các dụng cụ cơ học như búa bi, búa cĩ thanh chuẩn, súng bi nhằm mục đích tạo nên những vết lõm

trên về mặt vật liệu mà kích thước của nĩ đặc trưng cho độ cứng của vật liệu; hoặc các thiết bị bật nẩy đàn hồi mà trị số của khoảng nẩy đàn hồi đĩ phản ánh độ cứng của bề mặt vật liệu

Nhĩm II-Đường bộ 50

Để xác định độ đặc chắc của môi trường vật liệu thường dùng các loại máy thử

bằng âm thanh, siêu âm, các máy rọi tia rơngen, gamma để truyền các sóng dao động đàn hồi, các sóng dao động điện từ xuyên qua môi trường vật liệu để xác định

thời gian truyền sóng (hay tốc độ truyền sóng), giá trị của các tham số này phụ

thuộc vào độ đặc chắc cũng như cường độ của vật liệu

Trong phương pháp thí nghiệm không phá hoại, để xác định được cường độ của

vật liệu cần phải dùng nguyên lý so sánh chuẩn, tức là từ các số đo nhận

thử vật liệu trên kết cấu công trình đưa vào đồ thị chuyển đổi chuẩn để

trị của cường độ vật liệu thực Chuẩn ở đây là mối quan hệ giữa cường: độ

với tham số đo trên dụng cụ đo được tiến hành thử trực tiếp trên NÀY end trong

các điều kiện tiêu chuẩn Vì thế trong phương pháp nghiên \ ứu này, “dé thi chuyén

dò, phát hiện và đo đạc xác định kích thước các khuyết tật tồn tại trong môi trường

vật liệu là vấn đề quan trọng trong việc đánh giá chất lượng của kết cấu công trình

Từ nhu cầu đó của thực tế sản xuất, trong lĩnh vực đo lường đo hình thành một hệ thống máy móc thiết bị thăm dò và phát hiện hoàn chỉnh các khuyết tất trong vật

liệu, đặc biệt là trong kết cấu kim loại và đường hàn Các loại thiết bị thăm dò

Nhóm II-Đường bộ 50

khuyết tật này được nghiên cứu và chế tạo theo nhiều cơ sở vật lý khác nhau như kỹ thuật vô tuyến điện tử, kỹ thuật điện từ, âm thanh, từ trường và các tia vật lý phóng xạ

Hiện nay trong sản suất, khi khảo sát các đặc trưng cơ - lý của vật liệu xây dựng thường được tiến hành đồng thời cùng một lúc cả hai phương pháp thí nghiệm

CHƯƠNG III : MỘT SÓ DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO DÙNG TRONG

THÍ NGHIỆM VÀ KIÊM ĐỊNH CÔNG TRÌNH

3.1 Súng bật nảy (TCXDVN 162:2004 Bê tông nặng- phương pháp xác định cường độ nén bằng súng bật nảy)

Trong phương pháp khảo sát không phá hủy cường độ vật liệu, các tham 'số.đo được

xác định thông qua một tham số nào đó của vật liệu có liên quan đến đặc: strung cuong

độ như độ cứng bề mặt, độ đặc chắc của vật liệu Khi đo các đại lượng liên quan’ dén

độ cứng của vật liệu như kích thước vết hằng trên bề mặt vật liệu; độ nầy, đàn, hồi của

một vật thê có khối ội lượng xác định khi va chạm với mặt BC của vật vn

ướờ của nó đặc trưng

n trị số của khoảng nầy

đàn hồi đó phản ánh độ cứng của bề mặt vật liệu ;

tiếp: cường độ nén của bê tông đ ợc xác định thông qua việc xác định độ cứng (trị

bật nẩy) của lớp bê tông bê mat của Kết cấu

Lựa chọn phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCXD 239:2000

Khong 4 ấp dụng u Chuan sở trọng các c trường hợp sau:

- Đối với bê tông bị hoá chất ăn mòn và bê tông bị hoả hoạn;

- Không được dùng tiêu chuẩn này thay thế yêu cầu đúc mẫu và thử mẫu nén

3.1.2 Các yêu cầu súng bật nảy và quy định khi thí nghiệm

a Dé tiến hành thí nghiệm, sử dụng các súng bật nảy Schimdt hoặc các thiết bị

có cầu tạo và tính năng tương tự

b Các súng bật nảy được dùng để thí nghiệm xác định cường độ bê tông phải

được kiểm định 6 tháng một lần

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

c Việc kiểm định súng bật nảy được tiến hành trên đe thép thuần hình trụ có

khối lượng không nhỏ hơn 10kg

Độ cứng của đe thép không nhỏ hơn HBS500 Chi số bật nây trên đểchuẩn N09

Proceq Thụy Sỹ có giá trị bằng 80+2 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nay

d Khi kiểm định h sóng bật nảy tr trên đe chuẩn, độ chênh lệch của từng kết ga thí

Nếu ‹ qua +5% thi can phai hiệu chỉnh lại súng bật nây

Gia trị trung bình n° của 10 lần bắn trên đe thép»

Trong do:

n là giá trị bật này trên đe

1w tiên hành thí nghiệm, ‹ các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50mm Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30mm Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu không nhỏ hơn 30mm

h Độ âm của vùng bê tông thí nghiệm trên kết cầu 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

Nhóm II-Đường bộ 50

12

giới hạn này, có thê sử dụng hệ số ảnh hưởng của độ ẩm khi đánh giá cường độ

bê tông

¡ Tuổi bê tông của kết cấy được kiểm tra từ 14 đến 56 ngày Nếu vượt quá thời

gian này, có thể sử dụng hệ số ảnh hưởng của tuổi khi đánh giá cường độ bê tông

k Bé mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải được đánh nhẫn và sạch bụi, diện tích của mỗi vùng thí nghiệm trên kết cầu không nhỏ hơn 400 cm°zNều bè mặt

của kết cấu có lớp trát hoặc trang trí phải bóc bỏ những lớp đó,đi c

phải như nhau

m Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cá ặc trê mẫu) phải tiến hành thí

giá trị dị thường nhỏ nhất còn lại trung bình Giá trị bật nây xác

định chính xác đến 1 vạch chia’ thang èhỉ thi của súng bật nay

n Giá trị bật nây trung bình n vùng trên kết cấu được tính theo công

Trong đó:

nụ là giá trị bật

Phượng pháp)

Khi sống siê

z ^ K ^ A

c định vận tôc xung siêu âm)

âm truyền qua môi trường vật liệu bê tông được tạo thành từ nhiều vật

khuyếch tán xây ra đồng thời và được đặc trưng bởi sự khuyếch tán năng lượng và tốc

độ truyền sóng trong trường hợp này phụ thuộc chủ yếu vào độ đồng nhất, mật

độ, của vật liệu bê tông hay gọi chung là chất lượng vật liệu bê tông Vi vậy, khi tiến

hành thu nhận sóng siêu âm sau khi đã được truyền qua một phạm vi nghiên cứu có

thê đánh giá được chất lượng của vật liệu bê tông trong phạm vi truyền sóng âm đó

Chất lượng của vật liệu bê tông được phản ánh trực tiếp bởi cường độ chịu nén của loại bê tông đó Vì vậy, vận tốc truyền sóng siêu âm trong cấu kiện có quan hệ với cường độ chịu nén của bê tông trong cấu kiện Thông qua mối quan hệ này, chúng ta

có thể xác định được cường độ chịu nén của bê tông khi biết được vận tốc truyền sóng

siêu âm qua cấu kiện

c Khoảng ngắt giữa các xung phải đủ lớn để đảm bảo rằng với các mẫu bê tông

kiểm tra có kích thước nhỏ thì mặt trước của tín hiệu xung nhận được không bị ảnh

hưởng do sự dội lại của xung đã được tạo ra trong chu kỳ phát trước đó

d Quá phạm vi giới hạn về nhiệt độ, độ âm của môi trường xung quanh và điện

áp của nguồn điện mà người chế tạo máy yêu cầu, thiết bị vẫn giữ được các đặc tính

ng ring cua trén true thời gian Giao điểm của tiếp

thời gian được coi là thời điểm đến mặt trước xung

độ chính xác đã nêu ở điểm 3.2.2.2 Tuy nhiên, độ chính xác tuyệt đối của thiết bị luôn luôn bị hạn chế bởi tỉ số tín hiệu xung/nhiéu

Khi dùng thiết bị hiển thị số có thể xảy ra trường hợp thiết bi hiển thị thời gian

đo sóng thứ hai chứ không phải do sóng đầu tiên của xung khởi động bộ đếm gây ra

Cần xem xét dạng tổng quát của kết quả đo để loại trừ sai số đo nguyên nhân này

3.2.2.5 Chỉnh 0 cho thiết bị đếm thời gian

Cần chỉnh 0 cho thiết bị đo vì số đo ảnh hưởng bởi độ đốc của xung truyền qua

vật liệu đầu đò và truyền trong cáp của đầu đò Cần điều chỉnh độ đốc xung quanh một

cách thích hợp cho thiết bị đo để không ảnh hưởng đến kết quả đo

Việc điều chỉnh độ đốc xung được thực hiện bằng cách đặt 2 đầu dò lên 2 đầu

đối điện của thanh chuẩn đã biết trước thời gian truyền trong nó Trong mọi lần điều

chỉnh, phải đặt đầu dò lên thanh chuẩn một cách như nhau Dùng một "ph truyền

âm mong \ va an chat dau do len đầu mút của thanh chuẩn

Độ chính xác của phép đo thời gian trayé

dùng để đo thời gian và độ nhạy của nó trong việ

Cần kiểm tra các đặc tính của thiết bị:bằng cá h đo trên 2 thanh chuẩn đã biết

i do 'chính xác +0,2us Chu kì kiểm định

hỏng, hay bị cơ sở chế tạo nó đưa về

trước thời gian truyền xung trong:¢hi

máy là 5 năm/lần hoặc kiểm tra khi

ác quỀ+0;5% so với trị số đã biết của thanh chuẩn

phép đo độ dài đường truyền