Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trên các công trình

Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trên các công trình

Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trên các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp tại tỉnh Quảng Ngãi

1. Lý do chọn đề tài

Quảng Ngãi là một tỉnh ven biển duyên hải Miền Trung có nhiều điều kiện thuận lợi, tiềm năng và thế mạnh để phát triển Kinh tế – Xã hội. Trong những năm gần đây tỉnh Quảng Ngãi đã có những bước đột phá khá quan trọng trên các lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực xây dựng cơ bản trên địa bàn tỉnh, trong đó các công trình xây dựng dân dụng ngày càng được quan tâm và đầu tư phát triển.

Ở Việt Nam nói chung và ở tỉnh Quảng Ngãi nói riêng, trong các công trình xây dựng, vật liệu được sử dụng chủ yếu là bê tông cốt thép, việc kiểm soát chất lượng bê tông đối với các công trình xây dựng có vai trò hết sức quan trọng. Tuy nhiên, công nghệ và kỹ thuật thi công bê tông của các nhà thầu thi công trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi nhìn chung vẫn chưa đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật, cùng một cấp phối chuẩn như nhau, nhưng ở từng địa phương khác nhau, cường độ chịu nén của bê tông khác nhau.

Để đánh giá sự biến động cường độ chịu nén của bê tông, trong tính toán, người ta đưa vào hệ số biến động cường độ của bê tông. Hệ số này cho phép đánh giá một cách toàn diện chất lượng của bê tông thông qua cường độ chịu nén từ kết quả thí nghiệm.

Nhằm đánh giá chất lượng bê tông trên các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi, học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu: “ Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trên các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp tại tỉnh Quảng Ngãi”.

2. Mục đích nghiên cứu

Đánh giá chất lượng của bê tông thông qua hệ số biến động cường độ chịu nén.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

Hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông.

* Phạm vi nghiên cứu

Đánh giá trong giới hạn các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.

4. Phương pháp nghiên cứu

– Nghiên cứu lý thuyết

– Thống kê số liệu thí nghiệm, tổng hợp, phân tích đánh giá

5. Cấu trúc của luận văn

Chương 1. TỔNG QUAN TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

Chương 3. XỬ LÝ SỐ LIỆU THU THẬP TỪ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1.1. Những nguyên tắc cơ bản

1.1.2. Những nguyên tắc cơ bản về tính toán [1]

1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.2.1. Sơ lược về cách tính toán [3]

1.2.2. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất [3]

1.2.3. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai [3]

1.2.4. Cường độ của bê tông

Cường độ tiêu chuẩn [3]

(1.7)

Cường độ tính toán của bê tông về nén là Rb và về kéo là Rbt được xác định như sau:

(1.8)

Cường độ tính toán vật liệu [3]

Cường độ tính toán của vật liệu khi tính theo trạng thái giới hạn:

(1.9)

1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG

1.3.1. Phương pháp xác định cường độ bê tông thông qua mẫu đúc

a. Chuẩn bị mẫu thử (Theo tiêu chuẩn TCVN 3105:1993). [4]

b. Phương pháp xác định cường độ chịu nén [5]

Cường độ của mẫu R được xác định: (1.10)

c. Cường độ chịu nén trung bình [3]

Cường độ trung bình B m được tính: (1.11)

d. Cường độ đặc trưng của mẫu thử [3]

Cường độ đặc trưng được tính: (1.12)

e. Quy đổi mẫu nén hình lập phương sang mẫu nén hình lăng trụ [1]

Tương quan giữa cường độ nén tiêu chuẩn của bê tông (cường độ lăng trụ) và cấp bền chịu nén bê tông xác định theo công thức:

Rbn= (0,77 – 0,001B)B (1.13)

1.3.2. Phương pháp xác định cường độ bê tông trên hiện trường

a. Phương pháp xác định cường độ bê tông trên mẫu khoan

Thực hiện theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006. [6]

Bước 1: Xác định cường độ nén từng mẫu khoan (Rmk)

Bước 2: Xác định cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (Rhti)

Bước 3: Xác định cường độ bê tông hiện trường trung bình của cấu kiện hoặc kết cấu (Rht)

Bước 4: Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình.

b. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng súng bật nẩy [8]

Thực hiện theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9334:2012.

Độ đồng nhất của cường độ bê tông trong kết cấu tại thời điểm kiểm tra không đạt yêu cầu nếu hệ số ν cường độ vượt quá 20%.

c. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng siêu âm kết hợp súng bật nẩy [9]

Thực hiện theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9335:2012.

* Xác định cường độ bê tông hiện trường của kết cấu:

Bước 1: Xác định cường độ bê tông tại từng vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (Rhti)

Bước 2: Xác định cường độ bê tông trung bình

Bước 3: Xác định cường độ bê tông hiện trường của kết cấu, cấu kiện

* Đánh giá cường độ bê tông hiện trường của kết cấu:

Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình Theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006:

Rht ≥ 0,9Ryc (1.24)

d. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng siêu âm [7]

Thực hiện theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9357:2012. [4]

Vận tốc xung V (km/s hoặc m/s) được tính:

V= L/T (1.25)

Độ đồng nhất bê tông được biểu diễn dưới dạng đại lượng thống kê như độ lệch chuẩn hay hệ số biến động về vận tốc đo được. Giá trị hệ số ν= (2 ÷ 3)% thì có thể cho là kết cấu được chế tạo đồng nhất.

1.4. HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

1.4.1. Mức độ quan trọng của hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông [3]

1.4.2. Phương pháp tính toán hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông

a. Phương pháp thí nghiệm mẫu đúc

Hệ số biến động bê tông:

(1.26)

b. Phương pháp thí nghiệm mẫu khoan

Hệ số biến động của bê tông: (1.28)

Độ lệch quân phương: σ= (1.29)

c. Phương pháp thí nghiệm bắn súng bật nẩy

Hệ số biến động bê tông:

(1.32)

Độ lệch quân phương:

(1.33)

d. Phương pháp thí nghiệm bằng siêu âm kết hợp súng bật nẩy

Hệ số biến động bê tông:

(1.35)

Độ lệch quân phương:

(1.38)

e. Phương pháp thí nghiệm siêu âm

Hệ số biến động bê tông: (1.37)

+ Độ lệch quân phương:

(1.38)

CHƯƠNG 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

2.1. GIỚI THIỆU VỀ TỈNH QUẢNG NGÃI

2.2. THỐNG KÊ SỐ LIỆU CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

2.2.1. Nguồn gốc thu thập số liệu

2.2.2. Phương pháp chọn mẫu

Mẫu khảo sát được phân loại theo mục đích và phương pháp thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông như sau:

Bảng 2.1. Phương pháp thí nghiệm và lựa chọn mẫu

Phương pháp thí nghiệm mẫuSố lượng mẫu
Thí nghiệm nén mẫu:291
Thí nghiệm nén mẫu khoan hiện trường:36
Thí nghiệm bắn súng bật nẩy:60
Thí nghiệm đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy:78
Thí nghiệm đo xung siêu âm:90

Đồng thời trong nghiên cứu này chúng tôi chỉ đánh giá cấp độ bền chịu nén thiết kế: B15 (M200); B20 (M250); B22,5 (M300) đối với từng công trình cụ thể.

Bảng 2.2. Số lượng công trình được kiểm định theo Mác bê tông

Phương pháp thí nghiệm mẫuSố lượng công trình được kiểm định theo Mác bê tông
B15 (M200)B20 (M250)B22,5 (M300)
Thí nghiệm nén mẫu:444
Thí nghiệm nén mẫu khoan hiện trường:111
Thí nghiệm bắn súng bật nẩy:221
Thí nghiệm đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy:211
Thí nghiệm đo xung siêu âm:221

2.3. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG TỪ MẪU THỬ CHỊU NÉN TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM

2.3.1. Xác định hệ số biến động cường độ của bê tông trên từng công trình cụ thể

a) Công trình BTCT cấp độ bền B15 (M200)

Đối với bê tông thiết kế với cấp phối B15 (M200) thu thập số liệu được 04 công trình và hệ số biến động bê tông của mỗi công trình được tính như sau:

1) Công trình: Trường THPT Trần Kỳ phong (Hạng mục: Nhà thi đấu đa chức năng)

– Tổng số mẫu thử được tính toán: n = 18 (mẫu)

– Cường độ trung bình mẫu thử: Bm = 21,15 (MPa)

– Độ lệch quân phương:

= = 0,83

– Hệ số biến động bê tông: = = 0,04

Tính toán tương tự cho các công trình còn lại gồm :

b. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)

c. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)

2.3.2. Xác định hệ số biến động cường độ của bê tông trên toàn tỉnh Quảng Ngãi

Tập hợp kết quả tính toán hệ số biến động về cường độ bê tông của các công trình có mẫu thử chịu nén thành Bảng 2.3 như sau:

Bảng 2.3. Bảng tổng hợp hệ số biến động về cường độ bê tông các công trình có mẫu thử chịu nén

Số TTCông trìnhCường độ nén trung bình Bm (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động (ν)
I. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)
1Trường THPT Trần Kỳ phong (Hạng mục: Nhà thi đấu đa chức năng)21,150,830,04
2Trụ sở làm việc Huyện ủy huyện Sơn Tây (Hạng mục: Nhà làm việc)22,260,830,04
3Trung tâm Khai thác chia chọn Bưu chính- Bưu điện tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục: Khối nhà chính và các hạng mục phụ trợ21,120,570,03
4Trường Trung học cơ sở Bình Hòa, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục: Nhà lớp học 08 phòng 02 tầng21,030,850,04
II. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)
1Sửa chữa Trụ sở làm việc Sở Xây dựng tỉnh Quảng Ngãi29,170,900,03
2Nhà máy sản xuất linh phụ kiện điện tử Sumida Quảng Ngãi26,781,050,04
3Trụ sở làm việc Huyện ủy Mộ Đức26,560,870,03
4Ký túc xá trường THPT Chuyên Lê Khiết28,081,360,05
III. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)
1Nhà máy sản xuất chế biến lâm sản và dăm gỗ nguyên liệu giấy Việt- Nhật32,551,250,04
2Trụ sở Chi nhánh Ngân hàng Vietcombank Dung Quất Giai đoạn 237,8221,1830,03
3Nhà thi đấu đa năng tỉnh Quảng Ngãi33,2561,2260,04
4Trung tâm Huấn luyện và bồi dưỡng nghiệp vụ thuộc Công an tỉnh Quảng Ngãi34,6752,3600,07

Xác định cường độ đặc trưng, cường độ quy đổi và cường độ tính toán bê tông. Kết quả tính toán được lập thành bảng 2.4 sau:

Bảng 2.4. Bảng tổng hợp cường độ tính toán chịu nén của bê tông các công trình có mẫu thử chịu nén

Số TTCông trìnhCường độ nén trung bình Bm (MPa)Cường độ đặc trưng B(MPa)Cường độ qui đổi Rbn

(MPa)

Cường độ tính toán Rb(MPa)
I. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)
1Trường THPT Trần Kỳ phong (Hạng mục: Nhà thi đấu đa chức năng)21,1519,8014,8510,28
2Trụ sở làm việc Huyện ủy huyện Sơn Tây (Hạng mục: Nhà làm việc)22,2620,9015,6610,84
3Trung tâm Khai thác chia chọn Bưu chính- Bưu điện tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục: Khối nhà chính và các hạng mục phụ trợ21,1220,1915,1410,48
4Trường Trung học cơ sở Bình Hòa, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục: Nhà lớp học 08 phòng 02 tầng21,0319,6314,7310,20
II. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)
1Sửa chữa Trụ sở làm việc Sở Xây dựng tỉnh Quảng Ngãi29,1727,6920,5614,23
2Nhà máy sản xuất linh phụ kiện điện tử Sumida Quảng Ngãi26,7825,0618,6712,92
3Trụ sở làm việc Huyện ủy Mộ Đức26,5625,1318,7212,96
4Ký túc xá trường THPT Chuyên Lê Khiết28,0825,8519,2413,32
III. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B25 (M300)
1Nhà máy sản xuất chế biến lâm sản và dăm gỗ nguyên liệu giấy Việt- Nhật32,5530,4922,5515,61
2Trụ sở Chi nhánh Ngân hàng Vietcombank Dung Quất Giai đoạn 237,8235,8826,3418,24
3Nhà thi đấu đa năng tỉnh Quảng Ngãi33,2631,2523,0815,98
4Trung tâm Huấn luyện và bồi dưỡng nghiệp vụ thuộc Công an tỉnh Quảng Ngãi34,6730,8022,7715,76

Tính trung bình các đại lượng theo nhóm cấp bền bê tông theo Bảng 2.5 như sau:

Bảng 2.5. Bảng tổng hợp giá trị trung bình các đại lượng về cường độ của bê tông các công trình có mẫu thử chịu nén

Số TTMác bê tôngCường độ trung bình Bm (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động νCường độ đặc trưng B (MPa)Cường độ tính toán Rb (MPa)
120021,390,770,0420,1310,45
225027,651,050,0425,9313,36
330034,581,510,0432,1116,40

2.4. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG QUA THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG

2.4.1. Thí nghiệm khoan kiểm tra tại hiện trường

Trong phạm vi nghiên cứu, chúng tôi thu thập được 03 công trình cho hai nhóm bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200), B20 (M250)

2.4.2. Thí nghiệm bằng súng bật nẩy

Trong phạm vi nghiên cứu chúng tôi thu thập số liệu 05 công trình cho ba nhóm bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200); B20 (M250) và B22,5(M300).

2.4.3. Thí nghiệm bằng đo siêu âm kết hợp với súng bật nẩy

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, chúng tôi thu thập số liệu được 04 công trình cho ba nhóm bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200); B20 (M250); và B25 (M300).

2.4.4. Thí nghiệm bằng siêu âm

Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm thu thập số liệu được 05 công trình cho hai nhóm bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200), B20 (M250) và B22,5 (M300).

Tập hợp kết quả tính toán hệ số biến động về cường độ bê tông của các công trình qua thí nghiệm hiện trường thành Bảng 2.10 như sau:

Bảng 2.10. Bảng tổng hợp hệ số biến động về cường độ bê tông các công trình qua thí nghiệm hiện trường

Số TTCông trìnhCường độ trung bình Rht (Vtb) (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động (ν)
I. Hệ số biến động qua thí nghiệm khoan mẫu hiện trường
1Xây dựng Trường Mầm non xã Nghĩa Dũng, thành phố Quảng Ngãi21,0441,0680,051
2Trường Mầm non Quảng Phú (08 phòng theo Đề án Phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ em 05 thuổi)21,2080,9710,046
3Xây dựng Nhà hiệu bộ và các phòng chức năng Trường THCS Tịnh An23,8651,5550,065
II. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy
4Trụ sở làm việc Trung tâm Phát triển quỹ đất thành phố Quảng Ngãi23,1020,9960,043
5Xây dựng sân nền và mái che hành lang giữa các dãy phòng học Trường THCS Nguyễn Nghiêm, thành phố Quảng Ngãi23,4971,0820,046
6Nhà làm việc Đảng ủy và các Hội Đoàn thể xã Nghĩa An, thành phố Quảng Ngãi26,6201,3290,050
7Trường giáo dục trẻ em khuyết tật tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục : Nhà hiệu bộ, tường rào28,0650,8110,029
8Trụ sở Bảo hiểm xã hội tỉnh Quảng Ngãi30,9381,2510,040
III. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy
9Nhà hàng tiệc cưới Hương Lúa19,9730,5120,026
10Tòa nhà Viettel Quảng Ngãi19,4560,6310,032
11Trung tâm Giáo dục thường xuyên tỉnh Quảng Ngãi25,4200,5980,024
12Rạp chiếu bóng Hòa Bình31,8650,6660,021

IV. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm

Số TTCông trìnhVận tốc trung bình Vtb (m/s)Độ lệch quân phương σ (m/s)Hệ số biến động (ν)
13Xây dựng Hội trường UBND xã Tịnh Hòa, thành phố Quảng Ngãi3751,7239,320,01
14Trường Mầm non tư thục Hoa Cương3932,4483,260,02
15Tòa soạn Báo Nhân dân tỉnh Quảng Ngãi3969,6086,460,02
16Trường THCS Trần Phú, thành phố Quảng Ngãi3977,78119,960,03
17Trường Mầm non Lê Hồng, thành phố Quảng Ngãi4043,4192,610,02

Xác định được cường độ đặc trưng (B), cường độ quy đổi (Rbn) và cường độ tính toán (Rb) của bê tông (trừ trường hợp dùng phương pháp siêu âm). Kết quả tính các đại lượng được này được nêu cụ thể tại Bảng 2.11 như sau:

Bảng 2.11. Bảng tổng hợp cường độ tính toán chịu nén của bê tông các công trình qua thí nghiệm hiện trường

Số TTCông trìnhCường độ nén trung bình Rht (MPa)Cường độ đặc trưng B (MPa)Cường độ qui đổi Rbn

(MPa)

Cường độ tính toán Rb (MPa)
I. Các công trình qua thí nghiệm khoan mẫu hiện trường
1Xây dựng Trường Mầm non xã Nghĩa Dũng, thành phố Quảng Ngãi21,0419,2914,4810,03
2Trường Mầm non Quảng Phú (08 phòng theo Đề án Phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ em 05 thuổi)21,2119,6214,7210,19
3Xây dựng Nhà hiệu bộ và các phòng chức năng Trường THCS Tịnh An23,8621,3115,9611,05
II. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy
4Trụ sở làm việc Trung tâm Phát triển quỹ đất thành phố Quảng Ngãi23,1021,4716,0711,12
5Xây dựng sân nền và mái che hành lang giữa các dãy phòng học Trường THCS Nguyễn Nghiêm, thành phố Quảng Ngãi23,5021,7216,2511,25
6Nhà làm việc Đảng ủy và các Hội Đoàn thể xã Nghĩa An, thành phố Quảng Ngãi26,6224,4418,2212,61
7Trường giáo dục trẻ em khuyết tật tỉnh Quảng Ngãi- Hạng mục : Nhà hiệu bộ, tường rào28,0626,7319,8713,76
8Trụ sở Bảo hiểm xã hội tỉnh Quảng Ngãi30,9428,8921,4114,82
III. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm kết hợp với bắn súng bật nẩy
9Nhà hàng tiệc cưới Hương Lúa19,9718,9314,229,84
10Tòa nhà Viettel Quảng Ngãi19,4618,4213,849,58
11Trung tâm Giáo dục thường xuyên tỉnh Quảng Ngãi25,4224,4418,2212,61
12Rạp chiếu bóng Hòa Bình31,8630,7722,7515,75

IV. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm

Số TTCông trìnhVận tốc trung bình Vtb (m/s)
13Xây dựng Hội trường UBND xã Tịnh Hòa, thành phố Quảng Ngãi3751,72
14Trường Mầm non tư thục Hoa Cương3932,44
15Tòa soạn Báo Nhân dân tỉnh Quảng Ngãi3969,60
16Trường THCS Trần Phú, thành phố Quảng Ngãi3977,78
17Trường Mầm non Lê Hồng, thành phố Quảng Ngãi4043,41

Từ kết quả được tính toán qua các phương pháp thí nghiệm, chúng tôi tiến hành tính toán hệ số biến động về cường độ bê tông của từng công trình được biểu thị tại Bảng 2.12 như sau:

Bảng 2.12. Giá trị trung bình hệ số biến động các phương pháp thí nghiệm hiện trường

Số TTPhương pháp thí nghiệmHệ số biến động bê tông (ν)
M200M250M300
1Nén mẫu thử lập phương0,0460,0380,044
2Nén mẫu khoan hiện trường0,0480,065 
3Bắn súng bật nẩy0,0450,0390,040
4Siêu âm kết hợp súng bật nẩy0,0320,0240,021
5Đo vận tốc xung siêu âm0,0160,0260,023

* Kết luận:

Từ kết quả nghiên cứu của hai phương pháp thí nghiệm mẫu thử tại phòng thí nghiệm và tại hiện trường cho thấy: hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trong các công trình được nghiên cứu theo phương pháp thí nghiệm nén mẫu thử nhỏ hơn các phương pháp thí nghiệm hiện trường. Điều này có thể giải thích là vì các mẫu thử chịu nén được bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm, ít chịu ảnh hưởng của thời tiết và các tác nhân khác như các cấu kiện trên công trình.

CHƯƠNG 3

XỬ LÝ SỐ LIỆU THU THẬP TỪ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

3.1. XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐÃ THU THẬP

Trong phạm vi luận văn, tiến hành xử lý số liệu thu thập về kết quả thí nghiệm cường độ nén bê tông trên mẫu thử với bê tông cấp bền B15, B20, và B22,5. Kết quả xử lý thu được như sau:

3.1.1. Số liệu thu thập được

Thu thập được số liệu của 12 công trình, bao gồm:

a. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)

Tổng cộng có 04 công trình sử dụng bê tông thiết kế cấp bền B15 (M200) với tổng số mẫu thử có kết quả thí nghiệm được tính toán là:

n = (6 + 7 + 7+ 6) × 3 = 78 (mẫu)

b. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)

Tổng cộng có 4 công trình sử dụng bê tông thiết kế cấp độ bền B20

n = (8 + 8 + 6 + 6) × 3 = 84 (mẫu).

c. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)

Tổng cộng có 4 công trình sử dụng bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5

n = (8 + 10 + 13 + 12) × 3 = 129 (mẫu)

Các kết quả cụ thể về cường độ chịu nén Bi của mẫu thử, cường độ trung bình Bm của các giá trị cường độ chịu nén Bi và loại cấu kiện kiểm tra trong từng công trình sau khi đã xử lý được tập hợp vào Phụ lục 1. Thống kê cường độ bê tông trên mẫu nén hiện trường.

3.2. HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG VỀ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỦA MẪU THỬ TRONG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

3.2.1. Hệ số biến động, biểu đồ tần suất

a) Đối với các công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)

– Độ lệch quân phương:

= 0,767 (MPa)

– Hệ số biến động bê tông: = 0,036

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG

Hình 3.1. Biểu đồ tần số cường độ mẫu chuẩn Bi của bê tông B15(M200)

  1. Đối với các công trình bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)

– Độ lệch quân phương: = 1,04 (MPa)

– Hệ số biến động bê tông: = 0,04

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG

Hình 3.3. Biểu đồ tần suất cường độ mẫu chuẩn Bm của bê tông B20(M250)

  1. Đối với các công trình bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)

– Độ lệch quân phương: = 1,50 (MPa)

– Hệ số biến động bê tông: = 0,04

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG

Hình 3.5. Biểu đồ tần suất cường độ mẫu chuẩn Bm của BT B22,5(M300)

Cường độ trung bình Bm có giá trị tương đối gần với cường độ bê tông thiết kế; tuy nhiên, tần suất của cường độ trung bình cụ thể theo Bảng 3.4 sau:

Bảng 3.4. Tần suất của cường độ trung bình

Mác bê tôngCường độ trung bình Bm (MPa)Tổng số mẫu thử (n)Tần suất của cường độ trung bìnhTỷ lệ

(%)

20021,397833,85
25027,658455,95
30034,5612932,33

Dựa vào các biểu đồ độ lệch nhận thấy: cường độ mẫu thử của bê tông B15 (M200) và B20 (M250) phân phối khá đều và tập trung so với giá trị cường độ trung bình; ngược lại, bê tông B22,5 (M300) có cường độ mẫu thử phân phối lệch nhiều, tập trung ở những giá trị cường độ lớn hơn so với cường độ trung bình, tuy nhiên những giá trị cường độ có độ phân phối tập trung này đều đảm bảo yêu cầu thiết kế.

3.2.2. Cường độ tính toán

  1. Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)

Cường độ đặc trưng: B = 21,39 × (1 – 1,64 × 0,04) = 20,13 (MPa)

Cường độ quy đổi:Rbn = 20,13 × (0,77 – 0,001 × 20,13) = 15,09 (MPa)

Cường độ chịu nén: Rb = (0,9 × 15,09)/1,3 = 10,45 (MPa)

  1. Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)

Cường độ đặc trưng: B = 27,65 × (1 – 1,64 × 0,04) = 25,93 (MPa)

Cường độ quy đổi:Rbn = 25,93 × (0,77 – 0,001 × 25,93) = 19,29 (MPa)

Cường độ chịu nén: Rb =(0,9 × 19,29)/1,3= 13,36 (MPa)

  1. Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)

Cường độ đặc là: B = 34,57 × (1 – 1,64 × 0,04) = 32,11 (MPa)

Cường độ quy đổi:Rbn = 32,11 × (0,77 – 0,001 × 32,11) = 23,68 (MPa)

Cường độ chịu nén: Rb = (0,9 × 23,68)/1,3 = 16,40 (MPa)

Hệ số biến động bê tông, cường độ đặc trưng, cường độ quy đổi, cường độ tính toán được nêu tại Bảng 3.6 như sau:

Bảng 3.6. Kết quả cường độ tính toán quy đổi của các loại bê tông khảo sát

Số

TT

Mác bê tôngCường độ trung bình Bm (MPa)Độ lệch quân phương σ(MPa)Hệ số biến động (ν)Cường độ đặc trưng B(MPa)Cường độ tính toánRb (MPa)Cường độ thiết kế Rb (MPa)
120021,390,600,0420,4210,608,49
225027,6471,040,0425,9313,3611,32
330034,571,500,0432,1116,4012,74

So sánh số liệu tại Bảng 3.6 và Bảng 2.5 cho thấy rằng:

+ Giá trị cường độ tính toán Rb quy đổi của từng nhóm cấp bền bê tông sau khi xử lý số liệu giảm không đáng kể trước khi xử lý số liệu, đồng thời các kết quả tính cường độ chịu nén thực tế đều đảm bảo yêu cầu so với cường độ chịu nén thiết kế;

+ Hệ số biến động bê tông (ν) sau khi xử lý số liệu tăng so với trước khi xử lý số liệu, đặc biệt bê tông cấp bền B15 (M200), B20 (M250) và B22,5 (M300) có tỷ lệ phần trăm chênh lệch khá lớn, cho thấy là bê tông có độ đồng nhất thấp hơn.

Lập bảng kết quả tính toán

Kết thu thập sau khi xử lý số liệu được tập hợp thành Bảng 3.7 kết quả về cường độ chịu nén trung bình (Bm), cường độ đặc trưng (B), cường độ chịu nén tính toán quy đổi (Rb) và hệ số biến động về cường độ chịu nén của bê tông (ν); tính đối với bê tông có cấp bền B15 (M200), B20 (M250) và B22,5 (M300) cho một số công trình tiêu biểu trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.

Bảng 3.7. Kết quả xác định hệ số biến động bê tông

S TTMác bê tôngCường độ trung bình Bm (MPa)Độ lệch quân phươg σ (MPa)Hệ số biến độngνCường độ đặc trưng B (MPa)Cường độ chịu nén bê tông Rb; 0,9Ryc (MPa)
Tính toánThiết kếChênh lệch
IHệ số biến động với mẫu thử chịu nén
20021,390,770,0420,1310,458,491,96
25027,651,040,0425,9313,3611,322,04
30034,571,500,0432,1116,4012,743,66
II Hệ số biến động qua thí nghiệm hiện trường
1 Hệ số biến động qua thí nghiệm mẫu khoan hiện trường
20021,131,020,0519,4510,118,491,62
25023,861,550,0621,3111,0511,32-0,27
2Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp súng bật nẩy
20023,301,040,0421,5911,128,492,70
25027,341,070,0425,5913,1911,321,87
30030,941,250,0428,8914,8212,732,09
3Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm kết hợp súng bật nẩy
20019,710,630,0318,679,718,4901,22
25025,420,600,0224,4412,6111,321,29
30031,860,670,0230,7715,7512,733,01
4 Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm
2003842,0861,290,02
2503973,69103,210,03
3004043,4192,610,02

* Nhận xét:

– Phương pháp xác định cường độ chịu nén đối với mẫu thử:

+ Về kết quả thu được: Cường độ chịu nén trung bình (Bm) cao hơn mác bê tông thiết kế, cường độ tính toán sau quy đổi (Rb) cao hơn cường độ tính toán thiết kế với tỷ lệ chênh lệch được tập hợp trong Bảng 3.8.

Bảng 3.8. Tỷ lệ chênh lệch của (Bm) và (Rb) đối với các loại bê tông theo phương pháp nén mẫu thử

SốTTMác
bê tông
Tỷ lệ chênh lệch của đại lượng(%)
(Bm) so sánh với (Mtk)Trung bình(Rb, sau quy đổi)
so sánh với
(Rb, thiết kế)
Trung bình
1200+ 6,94+ 10,93+ 24,82+ 23,86
2250+ 10,59+ 18,00
3300+ 15,25+ 28,76

Kết quả trên cho thấy cường độ chịu nén của bê tông các công trình là đảm bảo yêu cầu thiết kế và kết quả thu thập được là tương đối chính xác.

– Phương pháp xác định cường độ chịu nén đối với mẫu khoan:

+ Về kết quả thu được cho thấy rằng:

• Theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006: Với bê tông thiết kế được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì Ryc = 0,778 × M (M là mác bê tông thiết kế) và cường độ bê tông đạt yêu cầu về cường độ chịu nén khi Rht (Bm) ≥ 0,9Ryc.

• Với bê tông mác 200 (M200):

Ryc = 0,778 × 200 = 155,6 (daN/cm2) hay Ryc = 15,56 (MPa)

0,9 × Ryc = 0,9 × 15,56 = 14,00 (MPa)

• Với bê tông mác 250 (M250):

Ryc = 0,778 × 250 = 194,5 (daN/cm2) hay Ryc = 19,45 (MPa)

0,9 × Ryc = 0,9 × 19,45 = 17,50 (MPa)

Chứng tỏ cường độ bê tông các công trình đảm bảo yêu cầu thiết kế.

• So sánh với các số liệu theo phương pháp nén mẫu thử nhận thấy: Cường độ nén trung bình (Bm), cường độ đặc trưng (B) và cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi thấp hơn; hệ số biến động (ν) có giá trị lớn hơn rất nhiều. Tỷ lệ chênh lệch của các đại lượng được tập hợp trong Bảng 3.9.

Bảng 3.9. Tỷ lệ chênh lệch của (Bm), (B), (Rb) và (v) đối với các loại bê tông theo phương pháp nén mẫu thử và khoan mẫu hiện trường

Số TTMác bê tôngTỷ lệ chênh lệch của đại lượng(%)
(Bm)Trung bình(B)Trung bình(Rb)Trung bình(ν)Trung bình
1200– 1,23– 7,45– 3,36– 10,58– 3,27– 10,28+ 34,58+ 53,44
2250– 13,68– 17,81– 17,30+ 72,31
  • Phương pháp xác định cường độ chịu nén bằng súng bật nẩy:

+ Phương pháp thí nghiệm này thường gặp khó khăn trong việc lựa chọn vị trí, tiếp cận các vùng cần kiểm tra trên công trình. Ngoài ra, còn chịu ảnh hưởng của các yếu tố về tuổi của bê tông, điều kiện làm việc của cấu kiện, vị trí bắn súng trên cấu kiện, cấu tạo của kết cấu, điều kiện hiện trường, công nghệ thi công, điều kiện dưỡng hộ, công tác đầm nén bê tông, ảnh hưởng từ sự biến động có tính quy luật của cường độ bê tông trong bản thân kết cấu dưới tác động của trọng lượng bản thân. Vì vậy, phương pháp thí nghiệm này không thực sự đại diện cho khối hỗn hợp bê tông cần kiểm tra.

Bảng 3.10. Tỷ lệ chênh lệch của (Rht) và (Rb) đối với các loại bê tông theo phương pháp sử dụng súng bật nẩy

SốTTMác

BT

Tỷ lệ chênh lệch của đại lượng(%)
(Rht) so sánh với (Mtk)Trung bình(Rb, sau quy đổi)
so sánh với (Rb, thiết kế)
Trung bình
120016,50+ 9,66+ 31,79+ 21,55
22509,37+ 16,48
33003,13+ 16,38

– Phương pháp xác định cường độ chịu nén bằng vận tốc xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy:

+ So sánh kết quả tính toán ở Bảng 3.7 nhận thấy: Cường độ chịu nén hiện trường trung bình (Rht) gần tương đương so với mác bê tông thiết kế, cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi cao hơn cường độ tính toán thiết kế với tỷ lệ chênh lệch không lớn, cho thấy kết quả thí nghiệm là tương đối chính xác. Tỷ lệ chênh lệch của các đại lượng được tập hợp tại Bảng 3.11:

Bảng 3.11. Tỷ lệ chênh lệch của (Rht) và (Rb ) đối với các loại bê tông theo phương pháp đo vận tốc xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy

SốTTMác bê tôngTỷ lệ chênh lệch của đại lượng(%)
(Rht) so sánh với (Mtk)Trung bình(Rb, sau quy đổi)
so sánh với (Rb, thiết kế)
Trung bình
1200– 1,43+ 2,16+ 14,41+ 11,87
2250+ 1,68+ 11,43
3300+ 6,22+ 23,66

Qua số liệu Bảng 3.11 cho thấy các đại lượng cường độ chịu nén hiện trường trung bình (Rht) ,cường độ đặc trưng (B), cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi của hai phương pháp thí nghiệm ứng với mỗi loại mác bê tông tăng – giảm không theo quy luật do ảnh hưởng của hệ số biến động (ν). Tỷ lệ chênh lệch của các đại lượng được tập hợp trong Bảng 3.12 như sau:

Bảng 3.12. Tỷ lệ chênh lệch của (Rht), (B), (Rb) và (ν) đối với các loại bê tông theo phương pháp bắn súng bật nẩy và phương pháp đo vận tốc xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy.

TTMác

bê tông

Tỷ lệ chênh lệch của các đại lượng (%)
(Rht)Trung bình(B)Trung bình(Rb)Trung bình(ν)Trung bình
1200+ 18,18+7,61+ 15,64+ 4,74+ 15,19+ 4,6138,62+ 66,46
2250+ 7,56+ 4,70+ 4,5367,39
3300– 2,91– 6,13– 5,8993,38

Kết quả thí nghiệm cường độ nén công trình theo phương pháp đo vận tốc xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy có độ đồng nhất thấp hơn bê tông các công trình được thí nghiệm theo phương pháp bắn súng bật nẩy. Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy là tương đối cao, chứng tỏ bê tông các công trình được thí nghiệm theo phương pháp này có độ đồng nhất thấp nhất.

– Phương pháp xác định cường độ chịu nén bằng đo xung siêu âm:

Qua khảo sát cường độ chịu nén của bê tông các công trình xây dựng dân dụng trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi cho thấy hệ số biến động về cường độ chịu nén của bê tông qua các thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 3.12.

Bảng 3.12. Kết quả xác định hệ số biến động qua các phương pháp

thí nghiệm

Số

TT

Phương pháp thí nghiệmHệ số biến động bê tông(ν)
M200M250M300
1Nén mẫu thử lập phương0,0360,0380,044
2Nén mẫu khoan hiện trường0,0480,065 
3Bắn súng bật nẩy0,0450,0390,040
4Siêu âm kết hợp súng bật nẩy0,0320,0240,021
5Đo vận tốc xung siêu âm0,0160,0260,023

Kết luận chương 3

Kết quả nghiên cứu tại chương 3 cho thấy hệ số biến động về cường độ chịu nén của mẫu thử là tương đối nhỏ, hệ số biến động về cường độ chịu nén của mẫu khoan trên kết cấu công trình tương đối lớn.

Sai số % về cường độ tính toán cho thấy phương pháp khoan lấy mẫu có thể cho kết quả là bê tông không đạt yêu cầu về cường độ thiết kế.

Phương pháp thí nghiệm nén mẫu khoan trên kết cấu cho kết quả chính xác nhất; như vậy, kết quả tính toán hệ số biến động ν của các phương pháp: nén mẫu thử hình lập phương, bắn súng bật nẩy, đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy chưa phản ánh đúng sự thật về cường độ của bê tông công trình.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Dựa vào kết quả nghiên cứu cường độ nén bê tông của các công trình đang thi công tại tỉnh Quảng Ngãi, chúng tôi đưa ra một số kết luận đánh giá chất lượng bê tông của các công trình dân dụng và công nghiệp trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi như sau:

Hầu hết mẫu thử cường độ bê tông các công trình đạt yêu cầu so với thiết kế, tuy nhiên, cường độ các mẫu thử này chỉ đạt ở mức cận dưới của yêu cầu thiết kế.

Hệ số biến động ν tính toán được có giá trị từ 0,021 đến 0,059, sự chênh lệch của hệ số biến động này là tương đối lớn, vì vậy, chất lượng bê tông trong các công trình là chưa thật sự ổn định.

Vì vậy, bê tông đã sử dụng trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi có độ đồng nhất thấp, chất lượng không đồng đều. Độ đồng nhất và chất lượng của bê tông như trên, xảy ra không chỉ với các công trình mà còn là giữa các cấu kiện, kết cấu trong cùng một công trình được khảo sát.

2. Kiến nghị về định hướng nghiên cứu

Do điều kiện và phạm vi nghiên cứu của luận văn này chỉ nghiên cứu một số công trình dân dụng và công nghiệp tại tỉnh Quảng Ngãi. Vì vậy, nhằm nâng cao chất lượng xây dựng công trình trong thời gian tới, chúng tôi đề xuất cần có những nghiên cứu khoa học với các nội dung sau:

– Giải pháp nâng cao chất lượng bê tông thông qua chất lượng cốt liệu và chất kết dính sử dụng ngay từ đầu vào để chế tạo hỗn hợp bê tông.

– Ứng dụng khoa học kỹ thuật trong quản lý công tác đổ và đầm bê tông trong quá trình thi công bê tông toàn khối.

– Tăng cường thanh, kiểm tra để kiểm soát chất lượng các công trình dân dụng và công nghiệp nhằm đảm bảo chất lượng của bê tông.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\LUAN VAN DUY TAN\LUAN VAN DUY TAN\KY THUAT\HUYNH MY SA\sau bao ve\New folder

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *