Khảo sát cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép nhà nhiều tầng trên địa bàn thành phố nha trang

b tông người ta dùng thí nghiệm mẫu bằng phương pháp phá hủy hoặc phương pháp không phá hủy như si u âm, bật nẩy,…Việc “Đánh giá cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép các công trình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

,

NGUYỄN KIM THẠCH

KHẢO SÁT CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỦA LÕI BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ NHIỀU TẦNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình

Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHAN QUANG MINH

Phản biện 1: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Phản biện 2: TS HOÀNG TUẤN NGHĨA

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào

ngày 07 tháng 07 năm 2018

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học

Bách khoa

- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp,

Trường Đại học Bách khoa - Đại hộc Đà Nẵng

b tông người ta dùng thí nghiệm mẫu bằng phương pháp phá hủy hoặc phương pháp không phá hủy như si u âm, bật nẩy,…Việc

“Đánh giá cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép các công trình nhiều t ng tr n địa bàn thành phố Nha Trang là một trong nh ng

ti u ch góp ph n làm r hơn về cường độ bê tông thực tế hiện trường so với cường độ lý thuyết theo thiết kế

áp dụng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép nhà cao t ng tr n địa bàn thành phố Nha Trang

Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát số liệu cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép tại hiện trường ở vị trí g n chân lõi và 3/4 chiều cao lõi bằng súng bật nẩy

4 Phương pháp nghiên cứu:

Sử dụng phương pháp khảo sát số liệu bằng súng bật nẩy

2

5 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài:

Cơ sở khoa học: Đánh giá cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép nhà nhiều t ng tr n địa bàn thành phố Nha Trang Đánh giá cường độ bê tông thực tế hiện trường so với cường độ lý thuyết theo thiết kế

Cơ sở thực tiễn: Đưa ra kiến nghị áp dụng khi so sánh với giá trị của TCVN 5574:2012 về việc giảm cường độ bê tông khi thiết kế lõi với hệ số điều kiện làm việc 0,85

6 Cấu trúc Luận văn:

Chương 1 Tổng quan về đánh giá chất lượng bê tông hiện trường

Chương 2 Các phương pháp đánh giá chất lượng bê tông Chương 3 Nghiên cứu, khảo sát hiện trường

Tài liệu tham khảo & Kết luận và kiến nghị

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

VỀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG HIỆN TRƯỜNG

1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông

1.1.1 Yếu tố vật liệu (Trích dẫn từ tài liệu của Giáo sư, Tiến sĩ Phan Quang Minh chủ biên về kết cấu bê tông cốt thép phần cấu kiện)

+ Số lượng và chất lượng xi măng: Trường hợp dùng xi măng mác cao chế tạo bê tông mác thấp sẽ dẫn đến lượng xi măng dùng cho 1m3 b tông không đủ để liên kết các hạt cốt liệu dễ dẫn đến hiện tượng phân t ng Trường hợp, sử dụng xi măng mác thấp để tạo bê tông mác cao sẽ làm tăng lượng xi măng, ảnh hưởng đến kinh

tế Mặt khác, với cường độ bê tông dự kiến, nếu tăng lượng xi măng cũng sẽ làm tăng cường độ b tông nhưng hiệu quả không cao và thường dễ dẫn đến biến dạng co ngót

+ Công nghệ thi công: Quá trình trộn v a bê tông, thời gian trộn, vận chuyển, tổ chức thi công b tông (đổ khuôn, đ m n n, điều kiện môi trường bảo dưỡng) có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cường độ bê tông

+ Độ sạch, độ cứng và tỉ lệ của cốt liệu: Bụi và tạp chất sét tạo ra trên bề mặt hạt cốt liệu lớp màng cản trở liên kết với xi măng Kết quả là cường độ của bê tông giảm đáng kể (có khi đến 30-40%) Việc lựa chọn cấp phối hợp lý sẽ tăng cường độ bê tông và tiết kiệm được lượng xi măng sử dụng Hàm lượng cát trong hỗn hợp cốt liệu 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 c u tính công tác, độ đặc chắc và cường độ với lượng dùng xi măng và nước bé nhất

4

1.1.2 Yếu tố con người

Thi công không đúng thành ph n cấp phối Sử dụng không đúng tỉ lệ vật liệu, biện pháp thi công sai và quá trình vận chuyển làm bê tông phân t ng Đổ b tông cao hơn chiều cao tối thiểu Đ m dùi không đúng kỹ thuật và quy trình bảo quản b tông không đúng

1.2 Tổng quan về đánh giá chất lượng bê tông hiện trường

1.2.1 Lựa chọn phương pháp thí nghiệm

Lựa chọn căn cứ vào mục đ ch, y u c u thí nghiệm, đặc điểm của kết cấu, cấu kiện và điều kiện hiện trường Phương pháp th nghiệm cụ thể được lựa chọn căn cứ vào độ chính xác của phương pháp thí nghiệm Để nâng cao độ chính xác của việc xác định cường

độ bê tông hiện trường c n: 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

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

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

* Xác định khối lượng kết cấu, cấu kiện c n kiểm tra:

* Lựa chọn vùng và vị trí kiểm tra:

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

1.2.2.2 Lập biện pháp an toàn cho người và thiết bị

Tr n cơ sở 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 đồng thời với yêu

c u sử dụng tiếp theo của công trình

1.2.2.3 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 t nh năng kỹ thuật n u trong hướng dẫn sử dụng của thiết bị và các yêu c u nêu trong tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng

5

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

a Tiến hành các th nghiệm hiện trường và trong phòng

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

c T nh toán xác định cường độ b tông hiện trường (Rht)

* Trường hợp khoan lấy mẫu bê tông:

Thực hiện các bước:

- Xác định cường độ chịu nén của từng mẫu khoan (Rmk), tính bằng MPa ch nh xác đến 0,1MPa, theo công thức:

Rmk = P/F + P là tải trọng phá hoại thực tế khi nén mẫu theo quy trình nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng Niutơn ch nh xác đến 1 N;

+ F là diện tích bề mặt chịu lực của mẫu khoan, tính bằng milimet vuông ch nh xác đến 1mm2 và xác định theo công thức

F= π.(dmk)2/4 + dmk là đường kính thực tế của mẫu khoan xác định theo quy trình đo k ch thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet ch nh xác đến 1 mm

* Xác định cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (Rhti), tính bằng MPa ch nh xác đến 0,1 MPa, theo công thức sau:

mk

D

D là hệ số ảnh hưởng của phương khoan so với phương đổ

b 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

là hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ chiều cao (h) và đường kính (dmk) của mẫu khoan đến cường độ bê tông, tính bằng h/ dmk và phải nằm trong khoảng từ 1 đến 2

6

h là chiều cao của mẫu khoan sau khi đã làm phẳng bề mặt

để p, xác định theo quy trình đo k ch thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng mm ch nh xác đến 1 mm;

dmk là đường kính thực tế của mẫu khoan xác định theo quy trình đo k ch thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet ch nh xác đến 1 mm;

k là hệ số ảnh hưởng của cốt thép trong mẫu khoan (đại lượng không thứ nguy n) được xác định như sau:

Khi đó hệ số k được t nh như sau:

k=k2=1+1,5x

mk

d h

a d

α t nh đổi kết quả thử nén trên mẫu trụ về mẫu lập phương chuẩn và

hệ số β ảnh hưởng của tỷ lệ chiều cao và đường kính mẫu theo công thức mục 4.1 và mục 4.2 của tiêu chuẩn TCVN 3118:1993

i hti ht

1

- Rhti là cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i;

- n là số mẫu khoan trong tổ mẫu

+ Trường hợp sử dụng các phương pháp không phá huỷ Thực hiện các bước:

* Xác định cường độ bê tông tại từng vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (Rhti): Tr n 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 từng vùng thử Rhti

* Xác định cường độ bê tông trung bình của các vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (Rht) theo công thức sau:

m

R R

m

i hti ht

1

- Rht i là cường độ bê tông tại vùng kiểm tra thứ i;

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

* Xác định cường độ bê tông hiện trường của kết cấu, cấu kiện theo công thức:

) 1

- tα là hệ số phụ thuộc vào số lượng vùng kiểm tra khi thử bằng phương pháp không phá huỷ

1.2.2.5 Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình

a Xác định cường độ b tông y u c u

8

b Đánh giá cường độ b tông tr n kết cấu công trình

1.3 Ứng dụng kết cấu BTCT cho các công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Nha Trang

Khánh Hòa là một tỉnh duyên hải, với tổng diện tích 5.217,6 km² và hơn 200 đảo và qu n đảo Bờ biển dài 385 km Trong đó, thành phố Nha Trang thuộc tỉnh Khánh Hòa có tốc độ phát triển đô thị cao; các công trình xây dựng ngày càng nhiều; là một thành phố biển nên việc sử dụng bê tông cốt thép cho các công trình là phổ biến

vì giúp công trình đạt tuổi thọ cao và tận dụng được vật liệu có sẵn của địa phương; Các công trình cao t ng hiện nay tại thành phố Nha Trang h u hết sử dụng b tông thương phẩm

1.4 Kết luận chương 1

9

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG

2.2.2 Nội dung phương pháp sử dụng súng bật nẩy

2.3 Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm

2.3.1 Phạm vi áp dụng

2.3.2 Nội dung phương pháp đo vận tốc xung siêu âm

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

2.5.1 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông

2.5.2 Ảnh hưởng của điều kiện thi công đến cường độ chịu nén tính toán của bê tông

10

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU, KHẢO SÁT HIỆN TRƯỜNG

3.1 Khảo sát sự thay đổi cường độ bê tông của vách (lõi) tại hiện trường ở vị trí gần chân lõi và 3/4 chiều cao tầng bằng súng bật nẩy cho 03 công trình nhà cao tầng tại thành phố Nha Trang

1 Dự án Nhà ở xã hội Bình Phú (giai đoạn 2) tại đường Nguyễn Chích, phường Vĩnh Hòa, thành phố Nha Trang; chủ đ u tư

là Công ty TNHH Xây dựng và Đ u tư; Quy mô gồm 2 khối nhà A

và B có số t ng 16 t ng + 01 t ng h m; diện tích xây dựng 2.484 m²;

số căn hộ: 445 căn

2 Dự án Trung tâm Bến du thuyền Hoàng Gia tại phường Vĩnh Hòa, thành phố Nha Trang; chủ đ u tư là Công ty Cổ ph n Khách sạn Bến Du thuyền; quy mô 36 t ng + 01 t ng h m; diện tích xây dựng 2.510,5m²; số căn hộ du lịch du lịch: 692 căn

3 Dự án Siêu thị điện máy và dịch vụ thương mại tại đường Quang Trung, phường Vạn Thắng, thành phố Nha Trang; chủ đ u tư

là Công ty Cổ ph n Thương mại Đ u tư Đại Thanh ; quy mô 17 t ng + 01 t ng h m; diện tích xây dựng 484,49m²; số buồng phòng: 63 phòng

11

Dự án Nhà ở xã hội Bình Phú (giai đoạn 2)

Ryc =0,778M với M400 =400 daN/cm² => Ryc= 0,778*400=311,2 daN/cm² => 0,9Ryc=0,9*311,2 = 280 daN/cm²

TT Vùng thử / cấu kiện

b tông, ngày đúc

Góc bắn

Trị số bật nảy

N

Trị số bật nảy trung bình N

Cường độ bê tông theo đường chuẩn của thiết bị

Rc Rth

Cường độ

bê tông tính toán Rtt

Cường độ bê tông trung bình các vùng thử Rtb

Hs biến động cường độ BT của các vùng thử vht

Hệ sốtα

Cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện Rht

12

Dự án Nhà ở xã hội Bình Phú (giai đoạn 2)

Ryc =0,778M với M400 =400 daN/cm² => Ryc= 0,778*400=311,2 daN/cm² => 0,9Ryc=0,9*311,2 = 280 daN/cm²

Ct: Hệ số ảnh hưởng của tuổi b tông theo hàm lượng xi măng 450 – 500 Kg/cm³; >28 ngày: 1

Theo TCXDVN 239:2006 “Chỉ dẫn đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình : Cường độ bê tông hiện trường Rht≥ 0,9Ryc

LÕI TẦNG 05

280 280 280 280 280 280 280 280 280 280

317

297 287

277

307

287 277

267 267

317

267 267 267 257 277

267

277

267 277 277

297 317

287 277

327

277 267

267 267 267 277 277 267

277

327 327

277 287

317

277

307 307

287 307

267 277 267

15

Dự án Trung tâm Bến du thuyền Hoàng Gia

Ryc =0,778M với M500 =500 daN/cm² => Ryc= 0,778*500=389 daN/cm² => 0,9Ryc=0,9*389 = 350 daN/cm²

TT Vùng thử / cấu kiện

b tông, ngày đúc

Góc bắn

Trị số bật nảy

N

Trị số bật nảy trung bình N

Cường độ bê tông theo đường chuẩn của thiết bị

Rc Rth

Cường độ

bê tông tính toán Rtt

Cường độ bê tông trung bình các vùng thử Rtb

Hs biến động cường độ BT của các vùng thử vht

Hệ sốtα

Cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện Rht

16

Dự án Trung tâm Bến du thuyền Hoàng Gia

Ryc =0,778M với M500 =500 daN/cm² => Ryc= 0,778*500=389 daN/cm² => 0,9Ryc=0,9*389 = 350 daN/cm²

Từ kết quả số liệu nêu trên, nhận thấy cường độ bê tông trung bình của lõi tại hiện trường qua thí nghiệm hiện trường bằng súng bật nẩy đạt yêu

c u so với mác bê tông thiết kế

Giá trị cường độ bê tông hiện trường trung bình nhỏ nhất của lõi bê tông cốt thép là 354 daN/cm² = 0,91 Ryc > 0,9Ryc

408 388 378 388

358 348

358 358

338 348 338

348 348

Trị số bật nảy

N

Trị số bật nảy trung bình N

Cường độ bê tông theo đường chuẩn của thiết bị

Rc Rth

Cường độ

bê tông tính toán Rtt

Cường độ bê tông trung bình các vùng thử Rtb

Hs biến động cường độ BT của các vùng thử vht

Hệ sốtα

Cường độ

bê tông hiện trường của cấu kiện Rht

20

Dự án Siêu thị điện máy và dịch vụ thương mại

Ryc =0,778M với M400 =400 daN/cm² => Ryc= 0,778*400=311,2 daN/cm² => 0,9Ryc=0,9*311,2 = 280 daN/cm²

Từ kết quả số liệu nêu trên, nhận thấy cường độ bê tông trung bình của lõi tại hiện trường qua thí nghiệm hiện trường bằng súng bật nẩy đạt yêu

c u so với mác bê tông thiết kế

Giá trị cường độ bê tông hiện trường trung bình nhỏ nhất của lõi bê tông cốt thép là 311daN/cm² = Ryc > 0,9Ryc

307

348

307 297

338 328

23

3.2 Nhận xét kết quả

Quá thí nghiệm cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép đối với các công trình nhà cao t ng tại thành phố Nha Trang, đánh giá kết quả như sau:

1 Cường độ bê tông của lõi bê tông cốt thép tại hiện trường tại ví trí chân lõi có số liệu cường độ cao hơn nhưng không nhiều so với tại vị trí ¾ chiều cao Tuy nhiên, số liệu cường độ bê tông tại vị

tr chân l i có độ dao động cao hơn so với số liệu cường độ bê tông tại ví trí ¾ chiều cao lõi Lý do là khả năng vị trí chân lõi trong quá trình đổ b tông không được đ m kỹ dẫn đề một số điểm bị rỗng nên khi thí nghiệm bằng súng bật nẩy ra kết quả số liệu tương đối nhỏ; nhưng cũng có một số điểm số liệu cường độ lớn do khả năng b tông đè n n từ trên xuống (trọng lượng bản thân) n n đảm bảo độ chặt dẫn đến cường độ đại điểm đó cao

2 Về cơ bản, sau khi thí nghiệm và xác định cường độ bê tông hiện trường thì thấy đảm bảo đạt so với mác bê tông thiết kế vì

h u hết các công trình nhà cao t ng hiện nay chủ yếu dùng bê tông thương phẩm, có chất chất phụ gia nên dẫn đến sự đông kết nhanh, đảm bảo được các yếu tố về vật liệu cũng như không bị chi phối bởi các yếu tố con người n n đảm bảo được cường độ bê tông