Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCXDVN 356:2005)

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG Ở HIỆN TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG PTHH

2.2. Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCXDVN 356:2005)

Việc đánh giá cường độ bê tông theo các mẫu ở hiện trường là việc so sánh cường độ bê tông hiện trường (Rht) với cường độ yêu cầu (Ryc) để từ đó đưa ra kết luận về cường độ bê tông trên kết cấu xác định ở hiện trường có đạt yêu cầu hay không.

Để đảm bảo đánh giá đúng giá trị cường độ hiện trường của bê tông, quá trình thí nghiệm cần đảm bảo các bước triển khai theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 239:2006.

Theo đó, khi tiến hành xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra cần có đánh giá tổng thể công trình. Quá trình kiểm tra, đánh giá cần dựa vào việc quan trắc bề mặt cấu kiện, kết cấu để ghi nhận những dấu hiệu cần thiết phục vụ cho việc đánh giá sau này. Đồng thời căn cứ vào các tài liệu thiết kế, các trang thiết bị như máy dò cốt thép để xác định vùng vị trí phù hợp cho phương pháp thí nghiệm. Từ đó xác định được cấu kiện, kết cấu

nghi ngờ cần kiểm tra đảm bảo tính đại diện và đặc trưng cho cấu kiện, không làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cấu kiện, kết cấu khi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp phá hủy cũng như xác định khối lượng cần thí nghiệm.

Trên cơ sở phân tích đánh giá nêu trên, tùy theo qui mô và mục đích kiểm tra, tiến hành lựa chọn phương pháp đánh giá phù hợp. Đối với việc đánh giá cường độ bê tông hiện trường bằng phương pháp không phá hủy cần tiến hành xây dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa các thông số đo của phương pháp không phá hủy và cường độ bê tông theo đúng qui định (theo TCXDVN 162:2004 cho trường hợp thí nghiệm bằng súng bật nảy và TCXD 225:1998 cho trường hợp thí nghiệm bằng siêu âm).

2.2.1. Tính toán cường độ bê tông hiện trường:

2.2.1.1. Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp phá hủy.

Đối với phương pháp phá hủy, trên cơ sở tổ mẫu có được, ta tiến hành xác định cường độ bê tông hiện trường (Rht ) theo các bước sau:

+ Xác định cường độ chịu nén của từng mẫu khoan (Rmk) theo công thức:

Rmk = P/F (2.1)

Trong đó:

Cường độ mẫu khoan Rmk được tính bằng đơn vị Meega Pascal với độ chính xác đến 0,1 MPa.

P: tải trọng phá hoại thực tế khi nén mẫu theo qui trình nêu trong TCVN 3118:1993. Đơn vị tính của P là Niutơn và có độ chính xác đến 1N.

F: diện tích bề mặt chịu lực của mẫu khoan được tính bằng đơn vị milimet vuông với độ chính xác đến 1mm2. F = π.(dmk)2/4.

dmk: đường kính thực tế của mẫu khoan xác định theo qui trình đo kích thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm.

+ Xác định cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (Rhti) theo công thức:

Rhti = k

) / 1 5 , 1

(  

D Rmk (2.2)

Trong đó:

Cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (Rhti) tính bằng đơn vị Meega Pascal với độ chính xác đến 0,1 MPa.

D: hệ số ảnh hưởng của phương khoan

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

λ: hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ chiều cao (h) và đường kính (dmk) của mẫu khoan đến cường độ bê tông. Tỷ lệ h/dmk phải nằm trong khoảng từ 1 đến 2.

Rhti

h: chiều cao mẫu khoan sau khi đã làm phẳng bề mặt để ép, xác định theo qui trình đo kích thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm.

k: hệ số ảnh hưởng của cốt thép trong mẫu khoan, được xác định như sau:

- Trường hợp không có cốt thép: k = 1

- Trường hợp mẫu khoan chỉ chứa 1 thanh thép:

k = k1 = 1 + 1,5 dmk

. . h

a dt

(2.3)

dt: đường kính danh định của thanh cốt thép nằm trong mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm.

a: khoảng cách từ trục thanh thép đến đầu gần nhất của mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm.

- Đối với trường họp mẫu khoan chứa từ 2 thanh thép trở lên, trước tiên cần xác định khoảng cách giữa từng thanh cốt thép với lần lượt các thanh cốt thép còn lại, nếu khoảng cách này nhỏ hơn đường kính của thanh cốt thép lớn hơn thì chỉ cần tính ảnh hưởng của thanh cốt thép có trị số (dt.a) lớn hơn đến cường độ của mẫu khoan. Hệ số k được xác định theo công thức:

k = k2 = 1 + 1,5

mk t

d h

a d .

 . (2.4)

+ Xác định cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu (Rht) theo công thức:

Rht = n

R

n

i

 hti

1 (2.5)

Trong đó: Rhti là cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i n: số lượng mẫu khoan trong tổ mẫu.

2.2.1.2. Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp không phá hủy

Trên 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 vùng thử Rhti.

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

Rht = m

m

i

1 (2.6)

Trong đó: - Rhti là cường độ bê tông tại vùng kiểm tra thứ i;

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

Xác định cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu (Rht ) theo công thức sau:

Rht = Rht(1-tα .vht) (2.7)

Trong đó: - vht là hệ số biến động cường độ bê tông của vùng kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu (xác định theo các tiêu chuẩn thử nghiệm TCXDVN 162:2004 và TCXD 225:1998 );

- tα là hệ số phụ thuộc số lượng vùng kiểm tra khi thử bằng phương pháp không phá hủy. (tα xác định theo bảng 2.1)

2.2.2. Đánh giá cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở tính toán cường độ bê tông hiện trường, cường độ bê tông yêu cầu, ta tiến hành đánh giá cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu. Trong quá trình đánh giá, ngoài việc căn cứ vào kết quả thí nghiệm đạt được cần lưu ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông hiện trường như: sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bê tông hiện trường do quá trình thi công gây ra như việc cân đong vật liệu, trộn, đầm, đổ bê tông không hoàn toàn như nhau hoặc do chế độ bảo dưỡng không được tuân thủ chặt chẽ, sự biến động có tính quy luật của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân kết cấu, cấu kiện, tuổi của bê tông, độ ẩm hiện trường khác với độ ẩm mẫu lập phương tiêu chuẩn khi xây dựng đường chuẩn...

Bảng 2.1. Giá trị hệ số tα với xác suất bảo đảm 0,95 và số 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 1,80

11 12 1,78

12 13 1,77

13 14 1,76

14 15 1,75

15 20 1,73

STT Số vùng kiểm tra Giá trị tα

16 25 1,71

17 30 1,70

18 40 1,68

+ Xác định cường độ bê tông yêu cầu:

- Nếu bê tông được chỉ định bằng cấp bê tông theo cường độ chịu nén thì cường độ bê tông yêu cầu (Ryc) chính là cấp bê tông B (MPa, N/mm2).

- Nếu bê tông được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì cường độ bê tông yêu cầu (Ryc) xác định theo công thức:

Ryc = M(1-1,64v) (2.8)

Với v là hệ số biến động cường độ bê tông.

+ Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình:

- Trường hợp sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu, bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về cường độ chịu nén khi đảm bảo đồng thời:

Rht ≥ 0,9.Ryc và Rmin ≥ 0,75.Ryc

trong đó Rmin là cường độ bê tông hiện trường của viên mẫu có giá trị cường độ nhỏ nhất trong tổ mẫu.

- Trường hợp sử dụng phương pháp không phá hủy để xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình, bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về cường độ chịu nén khi:

Rht ≥ 0,9.Ryc

Bảng 2.2. Cường độ tính toán của bê tông khi tính toán theo các trạng thái giới hạn thứ nhất, MPa.

Trạng thái

Loại bê tông

Cấp độ bền chịu nén của bê tông

B10 B12.5 B15 B20 B25 B30 B35 M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450 Nén dọc

trục (cường độ

lăng trụ) Rb

Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ

6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17 19,5 Bê tông nhẹ 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17 19,5

Bê tông tổ

ong 6,0 7,0 7,7 - - - -

(Trích bảng 13- Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 356:2005)