Báo cáo thí nghiệm công trình

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM NHÓM – LỚP CẦU HẦM K50 Chương 1: Vai trò, nhiệm vụ thí nghiệm kiểm định chất lượng công trình Các pháp lí khẳng định vai trò thí nghiệm thực tiễn sản xuất - Luật xây dựng Điều 76: Quyền nghĩa vụ nhà thầu thi công xây dựng công trình D: Kiểm định vật liệu, sản phẩm xây dựng - Nghị định 12-09 Điều 36: Quy định tổ chức, cá nhân tham gia phải đảm bảo đủ điều kiệm lực H: Thí nghiệm chuyên ngành xây dựng I: Kiểm định chất lượng công trình K: Chứng nhận đủ điều kiện an toàn chịu lực chứng nhận phù hợp chất lượng công trình - Quyết định 22-08 Bộ GTVT: Quy chế giám sát ngành GTVT Yêu cầu tư vấn giám sát phải kiểm tra lực thí nghiệm trước khởi công thi công công trình - Quyết định 14-08 Bộ GTVT: : Quy định công nhận quản lí hoạt động phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng giao thông - Quyết định 11-08 Bộ XD2 Vai trò công tác thí nghiệm kiểm định chất lượng công trình Thí nghiệm kiểm định chất lượng công trình phương pháp nghiên cứu đánh giá kết cấu công trình đường lối thực nghiệm với vai trò sau: - Nghiên cứu tính chất lí vật liệu Thông qua thí nghiệm người ta đánh giá tính chất lí vật liệu từ đề xuất làm cấu kiện phù hợp - Là thông số đầu vào quan trọng cho việc tính toán kết cấu - Kiểm chứng loại vật liệu đề xuất hình dạng kết cấu mới, kết cấu đặc biệt - Thí nghiệm đo đạc đánh giá cấu kiện, kết cấu Bổ trợ cho việc tính toán lí thuyết( tính toán cần số giả thuyết đầu vào) Thực đo đạc số mô hình so sánh với tính toán lí thuyết giúp cho việc ứng dụng kết cấu đảm bảo an toàn, tiết kiệm - Thí nghiệm đo đạc lập trạng thái ban đầu, đánh giá tuổi thọ lại Lấy thông tin trạng thái ban đầu đặc biệt công trình Thông qua đo đạc kiểm tra trạng, dự báo tuổi thọ lại công trình - Điều chỉnh giả thiết lí thuyết Trong khoa học kĩ thuật chuyên ngành, học vật rắn biến dạng, học công trình việc nghiên cứu lí thuyết chưa giải đầy đủ mà phải có kết nghiên cứu thực nghiệm Chương 2: Các phương pháp thí nghiệm Phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu - Vật liệu khảo sat có sẵn lấy từ công trình chế tạo thành mẫu có hình dạng, kích thước xác định theo: Cấu tạo vật liệu Các quy định tiêu chuẩn Mục đích thí nghiệm - Các mẫu đưa vào máy thí ngiệm tương ứng với trạng thái làm việc vật liệu( kéo, nén, uốn, xoắn), cho chịu tác dụng ngoại lực có giá trị tăng dần theo cấp lúc phá hoại Ứng với cấp tải P i ta thu ei, σi ,và vẽ đường cong biểu diễn quan hệ USBD gọi biểu đồ đặc trưng vật liệu, kết cấu - Kết thí nghiệm chịu ảnh hưởng: Tốc độ gia tải Nhiệt độ môi trường Trạng thái ứng suất tac dụng - Công tác lấy mẫu Căn lấy mẫu: Đề cương thí nghiệm Tiêu chuẩn lấy mẫu thí nghiệm Yêu cầu: Thành phần tham gia Lấy mẫu đại diện để mô tả tốt toàn lô mẫu Dụng cụ lấy mẫu đảm bảo yêu cầu theo tiêu chuẩn Biên bản, tem phân loại mẫu Khối lượng mẫu phải đủ để thực phép thí nghiệm theo yêu cầu tiêu chuẩn Người trực tiếp lấy mẫu phải qua đào tạo, biết cách lấy mẫu theo tiêu chuẩn - Công tác rút gọn mẫu - Các loại thiết bị gia tải Thiết bị gia tải theo nguyên lí thủy lực: thí nghiệm 20%-80% khả máy Tốc độ khống chế Máy thí nghiệm bê tông: kiểm soát tốc độ gia tải Tốc độ nén bê tông: 6+-4 daN/cm2/s Máy thí nghiệm xi măng: máy cố định tiết diện chịu lực Tốc độ nén bê tông: 2400+-400 N/ s Vật liệu sử dụng: cứng Máy thí nghiệm thép - Máy thí nghiệm gia tải động cấu bánh Tốc độ gia tải không chế mm/s mm/phút Thí nghiệm CBR: 1,27 mm/phút Vật liệu sử dụng: rời mềm (bê tông nhựa, đất) - Ưu điểm: Cho kết thí nghiệm vật liệu Dễ dàng thực việc đúc mẫu thí nghiệm Thông thường thí nghiệm phòng Kết phản ánh xác mẫu Tiêu chuẩn thí nghiệm: 3118-93 xét tới hình dạng, phù hợp với tiêu chuẩn nước - Nhược điểm: Không phản ánh xác kết cấu, cấu kiện công trình mẫu thử ảnh hưởng trình thi công, điều kiện dưỡng hộ Không phản ánh tính toàn diện chất lượng bê tông trông kết cấu Làm phá hoại mẫu nên không mẫu thử để so sánh Đối với mẫu thử cấu kiện, kết cấu đối tượng nguyên hình chi phí thí nghiệm thường tốn Thí nghiệm không phá hoại mẫu - Trong thí nghiệm vật liệu không hư hỏng không đòi hỏi giải phóng vật liệu khỏi trạng thái làm việc thực tế - Đánh giá chất lượng, phát khuyết tật sâu bên vật liệu, kết cấu - Nhiệm vụ: Xác định cường độ nhiều vị trí, đánh giá mức độ đồng Các thông số: Độ cứng vật liệu: vết hằn lên bề mặt Độ nảy đàn hồi Phát khuyết tật tồn bên môi trường vật liệu trình chế tạo, ảnh hưởng tác đông bên ngoài, tải trọng tác dụng - Ưu điểm: Không phá hủy vật liệu, lặp lại phép thử toàn kết cấu để có so sánh đánh giá toàn diện Phát khuyết tật nằm bên cấu kiện kết cấu công trình Đánh giá chất lượng trực tiếp công trình thực tế - Nhược điểm: Độ xác không cao phương pháp phá hủy Đòi hỏi trình độ thí nghiệm viên có tay nghề cao Sử dụng thiết bị đại, đắt tiền Đánh giá kết đòi hỏi kinh nghiệm Chương 3: Một số dụng cụ thiết bị đo dùng thí nghiệm kiểm định công trình Chương 4: Hướng dẫn xây dựng đề cương thí nghiệm Chương 5: Hướng dẫn thực hành thí nghiệm PHẦN THỰC HÀNH Bài 1: Phương pháp thí nghiệm siêu âm kết hợp súng bật nẩy xác định cường độ chịu nén bê tông 1.1 Nhiệm vụ thí nghiệm - Xác định cường độ nhiều vị trí khác qua đánh giá mức độ đồng bê tông - Phát vị trí khuyết tật tồn bên bê tông 1.2Mô hình thí nghiệm 1.3Dụng cụ thiết bị thí nghiệm - Thiết bị sử dụng để xác định vận tốc siêu âm Máy đo siêu âm: thiết bị chuyên dùng quy định tiêu chuẩn TCXD 84:14 Máy đo siêu âm phải kiểm tra trước sử dụng hệ thống mẫu chuẩn Những nguyên tắc sử dụng, bảo dưỡng, kiểm tra hiệu chỉnh máy phải tuân theo tiêu chuẩn 84:14 - Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt bê tông Súng thử bê tông loại bật nẩy thông dụng(N) với lượng va đập từ 0.225: KGm Súng phải kiểm tra đo chuẩn trước sử dụng phải đảm bảo tính ghi catalo máy Những nguyên tắc sử dụng, bảo quản, kiểm tra hiệu chỉnh súng phải tuân theo tiêu chuẩn 03: 1985 1.4 Các bước tiến hành thí nghiệm - Kiểm tra mẫu thử: bề mặt bê tông thử phải nhẵn, phẳng, không ướt, khuyết tật, nứt, rỗ.Nếu bề mặt bê tông có lớp vữa trát, vữa trang trí trước đo phải đập bỏ mài phẳng vùng kiểm tra - Vùng kiểm tra bề mặt bê tông phải có diện tích không nhỏ 400cm2, tiến hành đo điểm siêu âm 10 điểm súng theo thứ tự đo siêu âm trước, đo súng sau Nên tránh đo theeo phương đổ bê tông - Đo điểm siêu âm ta trị số vận tốc siêu âm Vi Chú ý: thời gian truyền xung siêu âm điểm đo vùng so với giá trị đo trung bình không vượt +-5% - Đo 10 điểm bàng súng bật nẩy Khi thí nghiệm, trục súng phải nằm theo phương ngang vuông góc với bề mặt cấu kiện Nếu phương súng tạo với phương ngang góc trị số bật nẩy đo súng phải hiệu chỉnh Trị số bật nẩy vùng kiểm tra trị số trung bình điểm đo sau loại bỏ điểm có giá trị chênh lệch vạch so với giá trị trung bình đo vùng thí nghiệm 1.5 Tính toán xử lí kết thí nghiệm Kết thí nghiệm: Thực hành thí nghiệm Xi măng PCB40 375kg Đá dăm Dmax=20mm mẫu thí nghiệm dày 15 Kết siêu âm TT mẫu (dầ m 7) Chiều dài đường truyền (m) 0.15 cm Kết bắn súng Trị số bật nảy góc hiệu bắn chỉnh góc bắn Thời gian truyền (micro s) vận tốc truyền 31.5 4770 34, 34, 35 -90o 37.8 30.7 4890 34, 34, 36 -90o 38.2 o 39.5 vận tốc trung bình trị số bật nảy 31.2 4810 34, 40, 38 -90 30.7 4890 38, 30, 34 -90o 37.5 36, 32, 30 o 36.2 29.8 5030 4878 -90 Trị số bật nảy trung bình 37.8 mẫu 0.15 30.3 4950 34, 32, 32 -90o 36.2 31 4870 38, 39, 35 -90o 40.8 30 5000 43, 41, 40 -90o 44.8 30.4 4940 36, 41, 40 -90o 42.5 30.8 4870 32, 34, 38 -90o 38.2 4926 Tính toán cường đọ bê tông từ số liệu đo: Cường độ mẫu thử bê tông vượt giá trị bảng Cường độ nén cấu kiện kết cấu bê tông (R) giá trị trung bình cường độ bê tông vùng kiểm tra 40.5 1.6 Nhận xét kết luận - Cường độ mẫu thử bê tông nằm phạm vi bảng tra - Mẫu 1: Độ đồng bê tông không đồng qua kết siêu âm tính tốc điểm đo mẫu có tốc thấp 4770 m/s điểm đo số 5030 m/s - Mẫu 2: Độ đồng bê tông tương đối đồng qua kết siêu âm cho thấy vận tốc truyền sóng bê tông tương đối sai khác nhiều - Trị số bật nảy phản ánh tương đối so với kết siêu âm nhiên có số sai khác bề mặt bê tông điểm khác Bài 2: Kiểm tra vị trí cốt thép, chiều dày lớp bê tông bảo vệ phương pháp điện từ 1.1 1.2 Nhiệm vụ thí nghiệm - Xác định vị trí cốt thép - Xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ - Xác định đường kính cốt thép Mô hình thí nghiệm Mẫu bê tông có bố trí cốt thép với số vị trí biết trước số vị trí trước 1.3 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm Máy đo: thị dạng kim dang số Cấu tạo máy: đầu dò, hiển thị, cáp nối 1.4 Các bước thiến hành thí nghiệm - Hiệu chuẩn máy mẫu thử: kiểm tra máy đo phòng thí nghiệm mẫu thử biết rõ vị trí côt thép nhằm đảm bảo độ xác máy - Chuẩn bị vị trí kiểm tra cấu kiện bê tông cốt thép: Bề mặt bê tông vùng kiểm tra cần phẳng, nhẵn chỗ gồ ghề cần mài phẳng - Xác định sơ vị trí cốt thép đường kính cốt thép Dịch chuyển đầu dò cách có hệ thống bề mặt bê tông kiểm tra 1.5 Tính toán xử lí kết thí nghiệm 1.6 Nhận xết kết luận - Nhận xét - Các yếu tố ảnh hưởng tới kết TN: Thép: Loại thép, tiết diện ngang Hình dạng bố trí hướng thép Mật độ cốt thép Gỉ thép Bê tông: Cốt liệu, vữa liên kết Bề mặt BT Nhiệt độ Môi trường xung quanh với tác động điện trường từ trường Bài 3: Xác định mối quan hệ lực, biến dạng, độ võng mô hịnh dầm giản đơn 3.1 Nhiệm vụ thí nghiệm - Xác định mối quan hệ lực biến dạng, lực độ võng - Làm quen với phương pháp thí nghiệm kiểm tra xác định khả chịu tải dàm giản đơn, biết cách tính toán giá trị ứng suất đọ võng mặt cắt dầm chịu tác dụng tải trọng tĩnh tập trung 3.2 Mô hình phương pháp thí nghiệm Mô hình TN: - Dầm TN: dầm thép định hình I100 có kích thước L= 2300m - Tải trọng chất: cân 10kg 5kg - Sơ đồ TN: P/2 P/2 b 500.00 L 2300.00 3.3 Các phương pháp gia tải - Xác định tải trọng thí nghiệm: Căn vào đặc trưng hình học dầm TN xác định khả chịu tải Trong TN, để đảm bảo vật liệu làm việc giới hạn đàn hồi chọn tải trọng thí nghiệm P tương đương 50% khả chịu tải dầm Theo tính toán, tải trọng thử P= 300kg - Phân cấp tải trọng: Căn vào độ nhạy thiết bị đo để tiện theo dõi kết TN, tải trọng TN chia thành cấp gia tải sau: 0P, 0.2P, 0.4P, 0.6P, 0.8P, P Lí thuyết Tải trọng kG Ứs kéo kG/cm2 Ứs kéo kG/cm2 Độ võng mm 0.2 60 0.4 120 0.6 180 0.8 240 P 300 68.01 136.02 204.03 272.04 304.05 -68.01 -136.02 -204.03 -272.04 -304.05 0.34 0.68 1.03 1.36 1.7 Trị số biến dạng BD kéo x10^-6 BD kéo x10^-6 30.7 61.3 92 122.7 153.1 -30.7 -61.3 -92 -122.7 -153.1 3.4 Bố trí dụng cụ đo Lắp đặt thiết bị đo: Các thiết bị đo bố trí mặt cắt dầm - Thiết bị đo ứng suất: thiết bị đo biến dạng TDS 302 Tenzomet học sử dụng đồng hồ thiên phân kế Lá điện trở gắn vào đáy dầm, tezomet gắn vào đỉnh dầm - Thiết bị đo độ võng: đầu đo LVDT kết hợp với máy đo biến dạng động SDA 830B đồng hồ đo võng bàng Bách phân kế 0.01mm hành trình 30mm 3.5 Các bước tiến hành - Lắp đặt thiết bị thí nghiệm - Gia tải: Gia tải với cấp tải 0.2P, quan sát thiết bị đo mô hình thí nghiệm Nếu phát cố điều chỉnh lại Nếu chúng làm việc bình thường hạ Đọc ghi số liệu ban đầu( 0P) Tiến hành tác dụng tải trọng theo cấp - Giữ tải: Sau chất đủ tải, cấp lực dừng phút để đọc ghi số liệu - Dỡ tải: Sau đọc số liệu đo ứng với caaps cuối thi tiến hành hạ tải Qúa trình hạ tải thực theo cấp ngược lại với trình chất tải ghi lại số liệu tương ứng - Thục trình chất tải hạ tải theo cấp lực lần 3.6 Xử lí kết thí nghiệm Bảng kết thí nghiệm: Ứng suất cánh trên: Đo Tải trọng Không tải 0.2P 0.4P 0.6P 0.8P Trị số đọc Ứng suất cánh 830B TPK 6.50 6.59 6.69 6.78 6.87 Ứng suất cánh 830B TPK 4.40 4.32 4.23 4.15 4.05 Độ võng LVDT BPK 6.78 6.50 6.18 5.86 5.55 P 0.8P 0.6P 0.4P 0.2P Không tải Tải trọng 6.95 6.86 6.78 6.69 6.60 3.99 4.05 4.15 4.24 4.33 5.24 5.53 5.82 6.15 6.45 6.50 4.41 6.76 Trị số đọc Độ giãn Độ giãn dài dài tuyệt tương đối đối εi=∆Li/L0 ∆Li=(L0=200mm) (SisauSi0)x0.001 (mm) Ứng suất cánh 830B Ứng suất cánh σ=∑εi*E (kG/cm2) TPK Không tải 6.50 0.2P 6.59 0.4P 6.69 0.6P 6.78 0.8P 6.87 P 6.95 0.8P 6.86 0.6P 6.78 0.4P 6.69 0.2P Không tải 6.60 6.50 -0.009 -4.5E-05 -94.5 -0.019 -9.5E-05 -199.5 -0.028 -0.00014 -294 -0.037 -0.000185 -388.5 -0.045 -0.000225 -472.5 -0.036 -0.00018 -378 -0.028 -0.00014 -294 -0.019 -9.5E-05 -199.5 -0.01 -5E-05 -105 0 Ứng suất cánh dưới: Ứng suất cánh 830B Độ giãn Độ giãn dài Ứng suất cánh dài tuyệt tương đối đối εi=∆Li/L0 σ=∑εi*E ∆L=(L0=200mm) (kG/cm2) (SisauSi0)x0.001 (mm) TPK Không tải 4.40 0.2P 4.32 0.4P 4.23 0.6P 4.15 0.8P 4.05 P 3.99 0.8P 4.05 0.6P 4.15 0.4P 4.24 0.2P Không tải 4.33 4.41 0.008 0.00004 84 0.017 0.000085 178.5 0.025 0.000125 262.5 0.035 0.000175 367.5 0.041 0.000205 430.5 0.035 0.000175 367.5 0.025 0.000125 262.5 0.016 8E-05 168 0.007 3.5E-05 73.5 -0.001 -5E-06 -10.5 Độ võng LVDT BPK 6.78 Không tải 0.2P 0.4P 0.6P 0.8P P 0.8P 0.6P 0.4P 0.2P Không tải Biểu đồ độ võng: 6.5 0.28 6.18 0.6 5.86 0.92 5.55 1.23 5.24 1.54 5.53 -0.29 5.83 -0.59 6.15 -0.91 6.45 -1.21 6.76 -1.52 3.7 Nhận xét đánh giá - Mối quan hệ lực, biến dạng, độ võng quan hệ tuyến tính - Vật liệu làm việc giai đoạn đàn hồi: Không có biến dạng dư dỡ tải - Sơ đồ tính sơ đồ thực nghiệm tương đương - Sự sai lệch lí thuyết thực nghiệm : tính theo ứng suất lớn S=( Ntn – Nlt) / Nlt S=(430- 321)/321=34% - Nguyên nhân dẫn đến sai lệch do: Nguyên nhân khách quan: Ảnh hưởng điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm,… Sai số thiết bị đo Nguyên nhân chủ quan: người với hạn chế thao tác thi nghiệm, việc nhận đinh kết quả,… ... với giá trị trung bình đo vùng thí nghiệm 1.5 Tính toán xử lí kết thí nghiệm Kết thí nghiệm: Thực hành thí nghiệm Xi măng PCB40 375kg Đá dăm Dmax=20mm mẫu thí nghiệm dày 15 Kết siêu âm TT mẫu... đòi hỏi kinh nghiệm Chương 3: Một số dụng cụ thiết bị đo dùng thí nghiệm kiểm định công trình Chương 4: Hướng dẫn xây dựng đề cương thí nghiệm Chương 5: Hướng dẫn thực hành thí nghiệm PHẦN THỰC... kết cấu - Kết thí nghiệm chịu ảnh hưởng: Tốc độ gia tải Nhiệt độ môi trường Trạng thái ứng suất tac dụng - Công tác lấy mẫu Căn lấy mẫu: Đề cương thí nghiệm Tiêu chuẩn lấy mẫu thí nghiệm Yêu cầu: