ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN

ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN

ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN

1. Lý do chọn đề tài

Thành phố Tuy Hòa là trung tâm hành chính của tỉnh Phú Yên nên tập trung hầu hết các cơ quan, ban ngành, đoàn thể. Song hành với sự phát triển kinh tế xã hội là sự phát triển đô thị về mặt hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội; trong những năm gần đây, lĩnh vực xây dựng cơ bản trên địa bàn tỉnh được quan tâm và đầu tư phát triển, trong đó có các công trình xây dựng dân dụng.

Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển thì vấn đề chất lượng công trình xây dựng cần phải luôn được quan tâm. Các giới truyền thông cũng đã lên tiếng cảnh báo và xã hội cũng đã phản ảnh về sự xuống cấp của chất lượng một số công trình xây dựng sau một thời gian ngắn đưa vào sử dụng, thậm chí là có công trình đã sụp đổ ngay trong thời gian thi công. Vậy đâu là nguyên nhân và giải pháp khắc phục thế nào để nâng cao chất lượng đầu tư xây dựng công trình?

Trên địa bàn tỉnh Phú Yên, phần lớn công trình xây dựng sử dụng vật liệu bê tông xi măng là chủ yếu. Tuy nhiên, trình độ và công nghệ thi công bê tông toàn khối tại TP. Tuy Hòa nói riêng và toàn tỉnh Phú Yên nói chung chưa đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật cho công tác này, cho thấy việc kiểm soát chất lượng bê tông phải được xem xét nghiêm túc. Việc khảo sát hệ số biến động bê tông, đánh giá chính xác chất lượng bê tông các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh, từ đó có cơ sở đề xuất giải pháp, công nghệ thi công hợp lý, đáp ứng được yêu cầu phát triển xây dựng công trình dân dụng trên địa bàn tỉnh thời gian tới là vấn đề cần thiết. Trong giới hạn nghiên cứu, luận văn sẽ đánh giá chất lượng bê tông thông qua việc tính toán hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông (ν) các công trình dân dụng đã được xây dựng trên địa bàn tỉnh Phú Yên.

2. Mục đích nghiên cứu

Thu thập kết quả thí nghiệm cường độ nén mẫu bê tông từ các công trình xây dựng dân dụng thực tế đã xây dựng, căn cứ vào cường độ thiết kế, tính toán lại hệ số biến động bê tông, đánh giá chất lượng bê tông của công trình thực tế. Nhằm mục đích quản lý, đánh giá chất lượng xây dựng công trình dân dụng trên địa bàn tỉnh Phú Yên.

3. Đối tượng nghiên cứu

Bê tông các công trình xây dựng dân dụng tiêu biểu đã xây dựng trên địa bàn thành phố Tuy Hòa và các huyện của tỉnh Phú Yên.

4. Phạm vi nghiên cứu

Khảo sát, lấy mẫu bê tông sử dụng từ các công trình xây dựng dân dụng trên địa bàn tỉnh Phú Yên; nghiên cứu bản vẽ thiết kế của các công trình đã xây dựng; thu thập kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén, tính toán, đánh giá hệ số biến động của bê tông.

5. Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá hệ số biến động của bê tông căn cứ vào kết quả tính toán, số liệu của hồ sơ thiết kế. Áp dụng tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 356:2005 – “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế”.

6. Bố cục luận văn

Ngoài phần mở đầu, nội dung luận văn được trình bày như sau:

Chương1: Tổng quan về tính toán kết cấu bê tông cốt thép

Chương 2: Hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông các công trình trên địa bàn tỉnh Phú Yên

Chương 3: Xử lý số liệu – Xây dựng hệ số biến động

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TÍNH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1. NGUYÊN TẮC CHUNG VÀ YÊU CẦU CƠ BẢN KHI TÍNH TOÁN

1.1.1. Những nguyên tắc chung [6]

1.1.2. Những yêu cầu cơ bản khi tính toán [6]

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

1.2.1. Đại cương về các phương pháp tính [1]

1.2.2. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất [1]

1.2.3. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai [1]

1.2.4. Cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính toán của bê tông [1]

Cường độ tiêu chuẩn (về nén là Rbn và về kéo là Rbtn):

Rbn= γKC×Rch (1.6)

Cường độ tính toán của bê tông về nén là Rb và về kéo là Rbt:

Rb= (γbi×Rbn)/γbc; Rbt= (γbi×Rbtn)/γbt (1.7)

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

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

Thực hiện thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 3118:1993. [9]

a. Chuẩn bị mẫu thử (Theo tiêu chuẩn TCVN 3105:1993). [8]

b. Phương pháp xác định cường độ chịu nén [9]

Cường độ của mẫu R được xác định: R= (α×P)/A (1.8)

c. Cường độ chịu nén trung bình [1]

Cường độ trung bình Rm được tính: Rm= ΣRi/n (1.9)

d. Cường độ đặc trưng của mẫu thử [1]

Cường độ đặc trưng được tính: Rch= Rm(1 – S×ν) (1.10)

e. Quy đổi mẫu nén hình lập phương sang mẫu nén hình lăng trụ [6]

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 – 0,001Rch)Rch (1.11)

1.3.2. Phương pháp xác định cường độ bê tông trên hiện trường [5]

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

Thực hiện theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006. [5]

Bước 1: Xác định cường độ nén từng mẫu khoan.

Bước 2: Xác định cường độ hiện trường từng mẫu khoan.

Bước 3: Xác định cường độ bê tông hiện trường trung bình.

Bước 4: Đánh giá cường độ bê tông.

b. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng siêu âm

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 (1.18)

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.

ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN
ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN

c. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng súng bật nẩy

Thực hiện theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9334:2012. [2]

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%.

d. Phương pháp xác định cường độ bê tông bằng siêu âm kết hợp súng bật nẩy

Thực hiện theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9335:2012. [3]

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

Bước 1: Xác định cường độ bê tông từng vùng kiểm tra (Rhti).

Bước 2: Xác định cường độ bê tông trung bình

Bước 3: Xác định cường độ bê tông hiện trường

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

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006: Rht ≥ 0,9Ryc (1.22)

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

1.4.1. Hệ số biến động bê tông và tầm quan trọng [1]

1.4.2. Cách tính hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông [1]

a. Phương pháp thí nghiệm mẫu đúc

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rm (1.23)

Độ lệch quân phương: σ= (1.24)

b. Phương pháp thí nghiệm mẫu khoan

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rht (1.25)

Độ lệch quân phương: σ= (1.26)

c. Phương pháp thí nghiệm siêu âm

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Vtb (1.29)

Độ lệch quân phương: σ= (1.30)

d. Phương pháp thí nghiệm bắn súng bật nẩy

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rht (1.31)

Độ lệch quân phương: σ= (1.32)

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

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/ (1.34)

Độ lệch quân phương: σ= (1.35)

CHƯƠNG 2

HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ YÊN

2.1. CÁC SỐ LIỆU THU THẬP ĐƯỢC

2.2. HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG ĐỐI VỚI MẪU THỬ CHỊU NÉN

Thu thập số liệu thực tế 15 công trình thuộc ba nhóm cấp bền thiết kế là B15, B20 và B22,5. Số liệu mỗi công trình tập hợp trong Phụ lục 1. Thống kê cường độ bê tông trên mẫu nén hiện trường.

2.2.1. Hệ số biến động về cường độ bê tông từng công trình

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

1) Công trình: Mở rộng Khách sạn Du lịch Công đoàn Phú Yên (Hạng mục: Khối nghỉ)

Độ lệch quân phương: σ= = 0,5381 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rm= 0,5381/21,446= 0,0251

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)

2.2.2. Hệ số biến động về cường độ bê tông (ν), cường độ tính toán chịu nén (Rb) của bê tông các công trình toàn tỉnh Phú Yên

Tập hợp kết quả tính toán hệ số biến động thành bảng 2.1 sau:

Bảng 2.1. 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 Rm (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)
1Mở rộng, nâng cấp Khách sạn Du lịch Công đoàn Phú Yên21,4460,53810,0251
2Trường CĐXD Số 320,9980,75330,0359
3Khu văn hóa H.Đồng Xuân21,3190,70580,0331
II. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)
4Mở rộng BHXH tỉnh Phú Yên25,7570,67810,0263
5HĐND-UBND huyện Phú Hòa25,8500,48700,0188
6Trụ sở làm việc NHNN & PTNT Chi nhánh Phú Yên28,6101,97010,0689
7Trung tâm VH-HN H.Tuy An26,3240,94140,0358
8Nâng cấp TTYT H.Sơn Hòa25,6460,55170,0215
9BV Đa khoa Thị xã Sông Cầu26,3721,00220,0380
10Khu giảng đường, hiệu bộ trường ĐHXD Miền Trung25,8170,71830,0278
11Nhà máy tinh bột Sông Hinh26,5780,82480,0310
III. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)
12Khu du lịch Gió chiều31,8291,53670,0483
13BVĐK Trung tâm Phú Yên31,3940,65770,0210
14Cơ sở II trường CĐCN Tuy Hòa33,2231,16350,0350
15Mở rộng trường ĐH Phú Yên31,0710,35530,0114

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 2.2 sau:

Bảng 2.2. 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 Rm (MPa)Cường độ đặc trưng Rch (MPa)Cường độ quy đổi Rbn (MPa)Cường độ tính toán Rb (MPa)
I. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)
1Mở rộng, nâng cấp KS Du lịch Công đoàn Phú Yên21,44620,56415,41110,669
2Trường CĐXD Số 320,99819,76314,82710,265
3Khu văn hóa H.Đồng Xuân21,31920,16115,11710,466
II. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)
4Mở rộng BHXH tỉnh Phú Yên25,75724,64518,36912,717
5HĐND-UBND H.Phú Hòa25,85025,05118,66212,920
6Trụ sở làm việc NHNN & PTNT Chi nhánh Phú Yên28,61025,37918,89813,083
7Trung tâm VH-HN H.Tuy An26,32424,78018,46712,785
8Nâng cấp TTYT H.Sơn Hòa25,64624,74218,43912,765
9BV Đa khoa TX.Sông Cầu26,37224,72818,42912,759
10Khu giảng đường, hiệu bộ trường ĐHXD Miền Trung25,81724,63918,36512,714
11Nhà máy tinh bột Sông Hinh26,57825,22518,78713,006
III. Công trình có bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)
12Khu du lịch Gió chiều31,82929,30921,70915,029
13BVĐK Trung tâm Phú Yên31,39430,31622,42415,524
14Cơ sở II CĐCN Tuy Hòa33,22331,31523,13216,014
15Mở rộng trường ĐH Phú Yên31,07130,48922,54715,609

Tính trung bình các đại lượng theo cấp bền, lập thành bảng 2.3:

Bảng 2.3. 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 Rm (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động νCường độ đặc trưng Rch (MPa)Cường độ tính toán Rb (MPa)Ghi chú
120021,2540,66580,031420,16310,467
225026,3690,89670,033524,89912,844
330031,8800,92830,028930,35715,544

2.3. HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG QUA CÁC THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG

2.3.1. Hệ số biến động của bê tông qua thí nghiệm khoan mẫu hiện trường

Các số liệu thu thập, các đại lượng tính toán tập hợp trong Phụ lục 2. Thống kê cường độ bê tông trên mẫu khoan hiện trường:

1) Công trình: Trường Cao đẳng Công nghiệp Tuy Hòa (Hạng mục: Xưởng thực hành)

Độ lệch quân phương: σ= = 0,9256 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rht= 0,9256/19,390= 0,0477

Tính toán tương tự cho các công trình còn lại.

2.3.2. Hệ số biến động của bê tông qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm

Các số liệu tập hợp trong Phụ lục 3. Thống kê kết quả thí nghiệm cường độ bê tông bằng đo xung siêu âm:

1) Công trình: Trường tiểu học xã EaTrol huyện Sông Hinh (Hạng mục: Nhà lớp học 06 phòng)

Độ lệch quân phương: σ= = 119,864 (m/s)

Hệ số biến động: ν= σ/Vtb= 119,864/3915,455= 0,0306

Tính toán tương tự cho các công trình còn lại.

2.3.3. Hệ số biến động của bê tông qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy

Số liệu thu thập, các đại lượng tính toán tập hợp trong Phụ lục 4. Thống kê kết quả thí nghiệm cường độ bê tông bằng súng bật nẩy:

1) Công trình: Trường Cao đẳng Xây dựng Số 3 (Hạng mục: Giảng đường A3)

Độ lệch quân phương: σ= = 1,0204 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rht= 1,0204/20,915= 0,0488

Tính toán tương tự cho các công trình còn lại.

2.3.4. Hệ số biến động của bê tông qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy

Các số liệu được tập hợp trong Phụ lục 5. Thống kê kết quả thí nghiệm cường độ bê tông bằng siêu âm kết hợp súng bật nẩy:

1) Công trình: Thủy điện sông Ba Hạ – Huyện Sông Hinh (Hạng mục: Các khối đổ)

Độ lệch quân phương: σ= = 1,0242 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/= 1,0242/21,516= 0,0476

Tính toán tương tự cho các công trình còn lại.

Tập hợp kết quả tính toán hệ số biến động cường độ bê tông của các công trình qua thí nghiệm hiện trường thành bảng 2.8 sau:

Bảng 2.8. 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
1Trường CĐ Công nghiệp Tuy Hòa19,3900,92560,0477
2Phân xưởng may Phú Lâm23,7061,84140,0777
3Kè biển An Ninh Đông, H.Tuy An23,3141,66610,0715
II. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm
4Trường tiểu học EaTrol-Sông Hinh3915,455119,8640,0306
5Cty Cổ phần Khoáng sản Phú Yên3837,929136,1290,0355
6Trường THPT Nguyễn Huệ3879,471161,4170,0416
7Mầm non Seongdong – Tuy Hòa3982,833162,0080,0407
III. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy
8Trường Cao đẳng Xây dựng Số 320,9151,02040,0488
9Văn phòng Công ty Bảo hiểm nhân thọ AIA tại Phú Yên20,7250,96960,0468
10Trường THPT Nguyễn Công Trứ26,0180,73950,0284
11Nhà ở gia đình25,8240,97090,0376
12Cục thuế tỉnh Phú Yên30,7351,01100,0329
13Khách sạn KaYa – TP. Tuy Hòa30,6911,10430,0360
IV. Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy
14Thủy điện sông Ba Hạ21,5161,02420,0476
15Trường THPT Ng Bỉnh Khiêm21,2491,19100,0560
16Nhà nghỉ Hoàng Vân27,5661,14500,0415
17HĐND-UBND Phường Phú Thạnh25,4271,34490,0529
18Khu du lịch Gió chiều30,0281,88650,0628
19Trung tâm TDTT huyện Tây Hòa32,8551,18040,0359

Xác định được cường độ đặc trưng (Rch), cường độ quy đổi (Rbn) và cường độ tính toán (Rb) của bê tông. Kết quả tính các đại lượng được lập thành bảng 2.9 như sau:

Bảng 2.9. 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 Rch (MPa)Cường độ quy đổi Rbn (MPa)Cường độ tính toán Rb (MPa)
I. Các công trình qua thí nghiệm khoan mẫu hiện trường
1Trường CĐCN Tuy Hòa19,39017,87213,4429,306
2Phân xưởng may Phú Lâm23,70620,68615,50010,731
3Kè biển An Ninh Đông, H.Tuy An, tỉnh Phú Yên23,31420,58215,42410,678
II. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm
4Trường tiểu học xã EaTrol huyện Sông Hinh3915,455
5Cty CP Khoáng sản Phú Yên3837,929
6Trường THPT Nguyễn Huệ3879,471
7Trường mầm non Seongdong – Tuy Hòa3982,833
III. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy
8Trường CĐ Xây dựng Số 320,91519,24214,44610,001
9Văn phòng Cty Bảo hiểm nhân thọ AIA tại Phú Yên20,72519,13514,3689,947
10Trường THPT Nguyễn Công Trứ – H.Đông Hòa26,01824,80518,48512,797
11Nhà ở gia đình25,82424,23218,07212,511
12Cục thuế tỉnh Phú Yên30,73529,07721,54414,915
13Khách sạn KaYa – Tuy Hòa30,69128,87921,40314,818
IV. Các công trình qua thí nghiệm bằng phương pháp đo xung siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy
14Thủy điện sông Ba Hạ21,51619,83614,88010,302
15Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm – TP. Tuy Hòa21,24919,29614,48510,028
16Nhà nghỉ Hoàng Vân27,56625,68819,12013,237
17Trụ sở HĐND – UBND Phường Phú Thạnh25,42723,22117,34112,005
18Khu du lịch Gió chiều30,02826,93420,01413,856
19Trung tâm TDTT H.Tây Hòa32,85530,91922,85115,820

Tính trung bình hệ số biến động của các loại mác bê tông thiết kế và tập hợp trong bảng 2.10 sau đây:

Bảng 2.10. Giá trị trung bình hệ số biến động qua các phương pháp thí nghiệm

Số TTPhương pháp thí nghiệmHệ số biến động bê tông (ν)
M200M250M300
1Nén mẫu thử lập phương0,03140,03350,0289
2Nén mẫu khoan hiện trường0,04770,0746
3Đo vận tốc xung siêu âm0,03310,0412
4Bắn súng bật nẩy0,04780,03300,0345
5Siêu âm kết hợp súng bật nẩy0,05180,04720,0494

* Kết luận:

Qua tính toán ta thấy: Hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông trong các công trình được khảo sát theo phương pháp thí nghiệm nén mẫu thử nhỏ hơn so với các phương pháp thí nghiệm hiện trường. Điều này là phù hợp thực tế 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; cũng vì điều kiện bảo dưỡng tương đối tốt nên cường độ chịu nén của các mẫu thử lập phương ổn định hơn và lớn hơn so với các cấu kiện thực tế được khảo sát tại hiện trường.

CHƯƠNG 3

XỬ LÝ SỐ LIỆU – XÂY DỰNG HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG

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 15 công trình, bao gồm:

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

Tổng cộng có 03 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= (16 + 29 + 24)3= 207 (mẫu).

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

Tổng cộng có 08 công trình sử dụng bê tông thiết kế cấp bền B20 (M250) với tổng số mẫu thử có kết quả thí nghiệm được tính toán là: n= (10 + 14 + 23 + 18 + 15 + 14 + 28 + 7)3= 387 (mẫu).

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

Tổng cộng có 04 công trình sử dụng bê tông thiết kế cấp bền B22,5 (M300) với tổng số mẫu thử có kết quả thí nghiệm được tính toán là: n= (57 + 35 + 21 + 17)3= 390 (mẫu).

Các kết quả cụ thể từng công trình sau khi xử lý tập hợp vào Phụ lục 1. Thống kê cường độ bê tông trên mẫu nén hiện trường.

3.1.2. Hệ số biến động về cường độ bê tông của mẫu thử trong một số công trình trên địa bàn tỉnh Phú Yên

a. Hệ số biến động, biểu đồ tần suất, biểu đồ độ lệch

a1) Đối với các công trình có thiết kế cấp bền B15 (M200)

Độ lệch quân phương: σ= = 0,7147 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rm= 0,7147/21,214= 0,0337

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG B15 (M200)
Số lần xuất hiện Cường độ chịu nén (MPa)

Hình 3.1. Biểu đồ tần suất cường độ mẫu chuẩn Ri của bê tông B15

Rm= 21.214

Hình 3.2. Biểu đồ độ lệch cường độ chịu nén của bê tông B15

a2) Đối với các công trình có thiết kế cấp bền B20 (M250)

Độ lệch quân phương: σ= = 1,4930 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rm= 1,4930/26,466= 0,0564

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG B20 (M250)
Số lần xuất hiện Cường độ chịu nén (MPa)

Hình 3.3. Biểu đồ tần suất cường độ mẫu chuẩn Ri của bê tông B20

Rm= 26.466

Hình 3.4. Biểu đồ độ lệch cường độ chịu nén của bê tông B20

a3) Đối với các công trình có thiết kế cấp bền B22,5 (M300)

Độ lệch quân phương: σ= = 1,3493 (MPa)

Hệ số biến động bê tông: ν= σ/Rm= 1,3493/31,838= 0,0424

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG B22,5 (M300)
Số lần xuất hiện Cường độ chịu nén (MPa)

Hình 3.5. Biểu đồ tần suất cường độ mẫu chuẩn Ri bê tông B22,5

Rm= 31.838

Hình 3.6. Biểu đồ độ lệch cường độ chịu nén của bê tông B22,5

Dựa vào biểu đồ tần suất cường độ bê tông nhận thấy, các biểu đồ đều thể hiện những quy luật chung sau:

+ Cường độ trung bình Rm có giá trị tương đối gần với cường độ bê tông thiết kế; tuy nhiên, tần suất của cường độ trung bình là không cao, cụ thể theo bảng 3.1;

+ Trên biểu đồ, những giá trị gần với Rm có tần suất cao và những giá trị xa với Rm có tần suất thấp hơn, cụ thể theo bảng 3.2;

+ Bê tông có hệ số biến động khá nhỏ (νB15= 0,0337; νB20=0,0564; νB22,5= 0,0424), nghĩa là bê tông tương đối đồng chất.

Dựa vào các biểu đồ độ lệch nhận thấy: Cường độ mẫu thử bê tông B15 phân phối khá đều và tập trung với giá trị cường độ trung bình; tông B20 và B22,5 thì cường độ mẫu thử phân phối lệch nhiều, tập trung ở những giá trị cường độ nhỏ hơn cường độ trung bình, tuy nhiên những giá trị cường độ này đều đảm bảo yêu cầu thiết kế.

b. Cường độ tính toán

b1) Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B15 (M200)

Cường độ đặc trưng: Rch= Rm(1 – 1,64×ν)= 20,041 (MPa)

Cường độ quy đổi: Rbn= (0,77 – 0,001Rch)Rch= 15,030 (MPa)

Cường độ tính toán: Rb= (0,9×15,030)/1,3= 10,406 (MPa)

b2) Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B20 (M250)

Cường độ đặc trưng: Rch= Rm(1 – 1,64×ν)= 24,018 (MPa)

Cường độ quy đổi: Rbn= (0,77 – 0,001Rch)Rch= 17,917 (MPa)

Cường độ tính toán: Rb= (0,9×17,917)/1,3= 12,404 (MPa)

b3) Đối với bê tông thiết kế cấp độ bền B22,5 (M300)

Cường độ đặc trưng: Rch= Rm(1 – 1,64×ν)= 29,625 (MPa)

Cường độ quy đổi: Rbn= (0,77 – 0,001Rch)Rch= 21,934 (MPa)

Cường độ tính toán: Rb= (0,9×21,934)/1,3= 15,185 (MPa)

Tập hợp được các số liệu vào bảng 3.3 như sau:

Bảng 3.3. Kết quả cường độ tính toán quy đổi của các loại bê tông khảo sát

Số TTMác bê tôngCường độ trung bình Rm (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động νCường độ đặc trưng Rch (MPa)Cường độ tính toán Rb (MPa)Cường độ thiết kế Rb (MPa)
120021,2140,71470,033720,04110,4068,5
225026,4661,49300,056424,01812,40411,5
330031,8381,34930,042429,62515,18513,0

Nhận xét: So sánh kết quả tính toán trước xử lý số liệu trong Bảng 2.3 và sau xử lý số liệu trong Bảng 3.3 nhận thấy:

+ Giá trị cường độ tính toán Rb quy đổi của từng nhóm cấp bền bê tông sau khi xử lý số liệu giảm hơn trước khi xử lý số liệu nhưng không đáng kể, 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;

+ Kết quả tính toán của 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 B20 và B22,5 có tỷ lệ phần trăm chênh lệch khá lớn, cho thấy là bê tông có độ đồng nhất thấp hơn. Tỷ lệ phần trăm chênh lệch của các đại lượng trước và sau khi xử lý số liệu tập hợp thành bảng 3.4.

3.2. LẬP BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Kết quả thu thập sau khi xử lý số liệu tập hợp thành bảng 3.5:

Bảng 3.5. Kết quả xác định hệ số biến động bê tông

Số TTMác bê tôngCường độ trung bình Rm, Rht (MPa)Độ lệch quân phương σ (MPa)Hệ số biến động νCường độ đặc trưng Rch (MPa)Cường độ chịu nén bê tông Rb; 0,9Ryc (MPa)
Tính toánThiết kếChênh lệch
IHệ số biến động đối với mẫu thử chịu nén
20021,2140,71470,033720,04110,4068,5+1,906
25026,4661,49300,056424,01812,40411,5+0,904
30031,8381,34930,042429,62515,18513,0+2,185
IIHệ số biến động qua thí nghiệm hiện trường
1Hệ số biến động qua thí nghiệm khoan mẫu hiện trường
20019,3900,92560,047717,8729,3068,5+0,806
25023,5101,69920,072320,72310,75011,5-0,750
2Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm
2003872,040132,5400,0342
2503922,241166,9850,0426
3Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp bắn súng bật nẩy
20020,8360,98660,047319,2189,9898,5+1,489
25025,9140,86630,033424,49312,64211,5+1,142
30030,7151,03480,033729,01814,88613,0+1,886
4Hệ số biến động qua thí nghiệm bằng phương pháp siêu âm kết hợp bắn súng bật nẩy
20021,4071,08440,050719,62910,1978,5+1,697
25026,4141,64300,062223,71912,25511,5+0,755
30031,0312,14670,069227,51114,14113,0+1,141

3.3. NHẬN XÉT

Một số nhận xét đánh giá tổng hợp kết quả thu được như sau:

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

+ Hỗn hợp bê tông đúc mẫu thử được lấy tại nơi đổ bê tông, tại vị trí cần kiểm tra, do đó mẫu thử là đại diện cho khối hỗn hợp bê tông cần kiểm tra. Ngoài ra, mẫu thử được chế tạo chính xác và dưỡng hộ tốt, theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3105:1993;

+ Phép thử để xác định cường độ chịu nén của mẫu thử được thực hiện trong phòng thí nghiệm, theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118:1993 nên mẫu thử ít bị ảnh hưởng của các yếu tố khách quan;

+ Tuy nhiên, cần xét đến ảnh hưởng của các yếu tố chủ quan như: Việc kiểm tra, giám sát quá trình lấy mẫu, đúc mẫu, đầm và bảo dưỡng mẫu. Do đó, kết quả xác định cường độ nén của mẫu thử lưu chưa thực sự phản ánh chính xác chất lượng bê tông sử dụng;

+ Về kết quả thu được: Cường độ chịu nén trung bình (Rm) 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 3.6. Cường độ 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 nén đối với mẫu khoan:

+ Công trình được thí nghiệm là nhà kho, xưởng một tầng, khung thép chịu lực, mái lợp tole nên mẫu khoan chỉ được lấy tại nền công trình. Kích thước mẫu không đồng nhất do phụ thuộc điều kiện khoan, việc đầm bê tông đến sự phân bố cốt liệu, việc cắt mẫu, sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bê tông hiện trường do tác động của quá trình thi công hoặc do dưỡng hộ bê tông không chặt chẽ;

+ Tuy nhiên, mẫu khoan được thử ép tại phòng thí nghiệm nên phương pháp cho kết quả với độ chính xác cao, đồng thời mẫu thử ép là mẫu khoan được lấy tại hiện trường nên kết quả thử phản ánh chính xác chất lượng bê tông thực tế sử dụng cho công trình;

+ Về kết quả thu được nhận thấy rằng:

▪ Theo tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006:

◦ Với bê tông M200: Ryc= 0,778×200= 155,6 (daN/cm2)

hay Ryc= 15,56 (MPa) và 0,9Ryc= 14,004 (MPa)

◦ Với bê tông M250: Ryc= 0,778×250= 194,5 (daN/cm2)

hay Ryc= 19,45 (MPa) và 0,9Ryc= 17,505 (MPa)

Chứng tỏ cường độ bê tông đảm bảo yêu cầu thiết kế;

▪ So sánh với số liệu theo phương pháp nén mẫu thử thấy: Cường độ nén trung bình (Rm), cường độ đặc trưng (Rch) 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 các đại lượng tập hợp như bảng 3.7: Bê tông các công trình được thí nghiệm theo phương pháp khoan mẫu hiện trường có độ đồng nhất thấp hơn bê tông các công trình được thí nghiệm theo phương pháp nén mẫu lưu.

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

+ Phương pháp thí nghiệm này phụ thuộc cách bố trí đầu dò và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nhiệt độ môi trường, độ ẩm bê tông, chiều dài đường truyền, loại cốt liệu, hình dạng và kích thước mẫu, cốt thép; do đó, kết quả thu được có độ chính xác không cao;

+ Trong phạm vi luận văn, vì không có điều kiện để xây dựng đường chuẩn (V – R) nên chỉ có thể đánh giá độ đồng nhất của bê tông thông qua hệ số biến động của kết quả đo vận tốc xung mà không thông qua giá trị cường độ.

– Phương pháp xác định cường độ nén bằng súng bật nẩy:

+ Thường gặp khó khăn trong lựa chọn vị trí, tiếp cận vùng cần kiểm tra, chịu ảnh hưởng của các yếu tố về tuổi bê tông, điều kiện làm việc cấu kiện, vị trí bắn súng, cấu tạo kết cấu, điều kiện hiện trường, công nghệ thi công, dưỡng hộ, đầm nén, 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;

+ Kết quả thí nghiệm chỉ dựa trên biểu đồ có sẵn trên súng bật nẩy, cường độ xác định được chỉ có ý nghĩa định tính, tham khảo;

+ So sánh kết quả tính toán ở Bảng 3.5 nhận thấy: Cường độ nén hiện trường trung bình (Rht) xấp xỉ mác thiết kế; cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi cao hơn cường độ thiết kế. Tỷ lệ chênh lệch các đại lượng tập hợp trong bảng 3.8: Chứng tỏ kết quả thí nghiệm là tương đối chính xác. Tuy nhiên, số lượng công trình được thí nghiệm còn hạn chế nên kết quả tính chỉ có thể dùng để tham khảo mà không đại diện cho các công trình có mác bê tông thiết kế tương ứng.

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

+ Dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén bê tông (R) với hai số đo đặc trưng là vận tốc siêu âm (V) và trị số bật nẩy (n) trên súng bật nẩy. Ngoài ra, còn sử dụng những số liệu như kích thước cốt liệu (Dmax), loại xi măng, hàm lượng xi măng cho 1m3 bê tông;

+ Các kết quả kiểm tra cũng chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như phương pháp đo xung siêu âm và bắn súng bật nẩy;

+ So sánh kết quả tính toán ở Bảng 3.5 nhận thấy: Cường độ nén hiện trường trung bình (Rht) cao hơn mác bê tông thiết kế, cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi cao hơn cường độ thiết kế với tỷ lệ chênh lệch không lớn, cho thấy kết quả thí nghiệm là tương đối chính xác. Tỷ lệ chênh lệch các đại lượng được tập hợp trong bảng 3.9.

So sánh số liệu giữa phương pháp bắn súng bật nẩy với đo xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy: Các đại lượng cường độ nén hiện trường trung bình (Rht), cường độ đặc trưng (Rch), cường độ tính toán (Rb) sau quy đổi của hai phương pháp 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 các đại lượng được tập hợp trong bảng 3.10.

+ Trong phạm vi luận văn, khi tính trung bình tỷ lệ chênh lệch hệ số biến động (ν) ứng với mỗi loại mác thiết kế các công trình theo phương pháp đo xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy lớn hơn 1,5 lần hệ số biến động theo phương pháp bắn súng bật nẩy;

+ Bê tông các công trình thí nghiệm theo phương pháp đo siêu âm kết hợp súng bật nẩy có độ đồng nhất thấp hơn phương pháp bắn súng bật nẩy; hệ số biến động (ν) các loại mác thiết kế thí nghiệm theo phương pháp đo xung siêu âm kết hợp súng bật nẩy là cao nhất, chứng tỏ bê tông các công trình này có độ đồng nhất thấp nhất.

Qua khảo sát cường độ nén của bê tông các công trình xây dựng dân dụng trên địa bàn tỉnh Phú Yên, hệ số biến động về cường độ nén của bê tông qua các thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.11 sau:

Bảng 3.11. Kết quả xác định hệ số biến động qua các phương pháp thí nghiệm

Số TTPhương pháp thí nghiệmHệ số biến động bê tông (ν)
M200M250M300
1Nén mẫu thử lập phương0,03370,05770,0424
2Nén mẫu khoan hiện trường0,04770,0723
3Đo vận tốc xung siêu âm0,03420,0426
4Bắn súng bật nẩy0,04730,03340,0337
5Siêu âm kết hợp súng bật nẩy0,05070,06220,0692

* Kết luận:

Hệ số biến động về cường độ chịu nén của mẫu thử tương đối nhỏ, của mẫu khoan trên kết cấu công trình lớn. Do đó, cường độ tính toán của mẫu thử lớn hơn của mẫu khoan.

Hệ số biến động ν của phương pháp súng bật nẩy tương đối nhỏ.

Dựa vào sai số % cường độ tính toán, phương pháp khoan mẫu có thể cho kết quả là bê tông không đạt yêu cầu về cường độ thiết kế. Nếu dùng kết quả thí nghiệm để kiểm tra thì phương pháp khoan mẫu để nén là an toàn hơn trong việc đánh giá cường độ bê tông.

Phương pháp thí nghiệm nén mẫu khoan cho kết quả chính xác nhất; như vậy, kết quả tính hệ số ν của các phương pháp: Nén mẫu thử, đo xung siêu âm, 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.

Hệ số biến động của ba loại bê tông theo các phương pháp thí nghiệm là: νM200= (0,0337 ÷ 0,0507); νM250= (0,0334 ÷ 0,0723); νM300= (0,0337 ÷ 0,0692). Như vậy, bê tông mác thấp có cường độ chịu nén ít biến động hơn so với bê tông mác cao.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Trên cơ sở nghiên cứu, so sánh kết quả tính toán cường độ bê tông trên mẫu thử của công trình thực với cường độ tính toán của thiết kế, tác giả có một số kết luận đánh giá chất lượng bê tông của các công trình dân dụng và công nghiệp trên địa bàn tỉnh Phú Yên như sau:

– Về cường độ, bê tông công trình đạt yêu cầu so với thiết kế.

– Với hệ số biến động ν tính toán được có giá trị từ 0,0334 đến 0,0723 là tương đối lớn nên chất lượng bê tông trong các công trình là chưa ổn định.

Như vậy, bê tông đã sử dụng trong các công trình xây dựng dân dụng trên địa bàn tỉnh Phú Yên có độ đồng nhất thấp, chất lượng không đồng đều. Thực trạng về 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

Càn có biện pháp cụ thể về 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.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN KY THUAT\LUAN VAN 2014\LUAN VAN KY THUAT\NG.T.CONG

Trả lời

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