Giáo trình kiểm tra kết cấu công trình cầu nghề thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ trình độ cao đẳng trường cđ gtvt trung ương i

Giáo trình kiểm tra kết cấu công trình cầu cho nghề thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ, trình độ cao đẳng của trường CĐ GTVT Trung ương I.

• Trường học: Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải Trung Ương I
• Chuyên ngành: Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ
• Đề tài: Kiểm tra kết cấu công trình cầu
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình kiểm tra kết cấu công trình cầu CĐ GTVT

Giáo trình Kiểm tra kết cấu công trình cầu dành cho nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ trình độ cao đẳng là một tài liệu học thuật cốt lõi, được biên soạn bởi Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải Trung ương I. Tài liệu này, với mã MĐ 29, ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về một nguồn học liệu chính thức, hệ thống hóa kiến thức chuyên sâu cho sinh viên và giảng viên. Trước đây, dù chương trình đào tạo CĐ GTVT Trung ương 1 đã được ban hành từ năm 2009 dựa trên phương pháp phân tích nghề DACUM, vẫn tồn tại một khoảng trống lớn về tài liệu giảng dạy chuyên ngành. Giáo trình này không chỉ là một sách chuyên ngành xây dựng cầu đường thông thường, mà còn là một công cụ định hướng, cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc và các quy trình thực hành chuẩn mực. Nội dung của giáo trình tập trung vào các phương pháp hiện đại và phổ biến nhất trong lĩnh vực giám định chất lượng công trình giao thông, từ kiểm tra không phá hủy đến các phương pháp thử tải phức tạp. Việc hệ thống hóa kiến thức giúp sinh viên thuộc hệ cao đẳng ngành xây dựng cầu đường nắm bắt bản chất của công tác kiểm định, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của thiết bị và cách phân tích dữ liệu một cách khoa học. Đây là nền tảng không thể thiếu để hình thành nên các thí nghiệm viên, kỹ sư kiểm định có năng lực, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành xây dựng hạ tầng giao thông tại Việt Nam.

1.1. Mục tiêu của chương trình đào tạo CĐ GTVT Trung ương 1

Mục tiêu chính của chương trình đào tạo CĐ GTVT Trung ương 1 đối với nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ là đào tạo ra đội ngũ kỹ thuật viên có đủ năng lực, phẩm chất và kỹ năng để thực hiện công tác kiểm định chất lượng các công trình cầu. Chương trình tập trung vào việc trang bị cho người học kiến thức lý thuyết nền tảng về vật liệu, kết cấu, và các tiêu chuẩn kiểm tra cầu TCVN hiện hành. Đồng thời, chương trình đặc biệt chú trọng vào kỹ năng thực hành, giúp sinh viên thành thạo việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm hiện đại, từ súng bật nảy, máy siêu âm đến các hệ thống thử tải động và tĩnh. Sinh viên sau khi tốt nghiệp phải có khả năng lập kế hoạch, triển khai và báo cáo kết quả kiểm định một cách độc lập và chính xác, đảm bảo công trình đáp ứng yêu cầu thiết kế và an toàn khai thác.

1.2. Cấu trúc và nội dung cốt lõi trong đề cương môn học

Đề cương môn học kiểm định chất lượng được xây dựng một cách khoa học, bao gồm nhiều bài học chuyên sâu. Cấu trúc giáo trình bắt đầu bằng các phương pháp kiểm tra không phá hủy NDT cơ bản như sử dụng súng bật nảy kết hợp siêu âm để đánh giá cường độ bê tông, xác định chiều dày lớp bảo vệ và vị trí cốt thép. Tiếp theo, giáo trình đi sâu vào các kỹ thuật phức tạp hơn như kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi bằng nhiều phương pháp: siêu âm (Sonic Logging), biến dạng nhỏ (PIT) và thử động biến dạng lớn (PDA). Cuối cùng, các bài học về thử tải tĩnh cọc đóng và cọc khoan nhồi cung cấp kiến thức toàn diện về đánh giá sức chịu tải thực tế của kết cấu móng. Mỗi bài học đều có phần lý thuyết, quy định chung, mô tả thiết bị và quy trình đo đạc chi tiết.

1.3. Vai trò của tài liệu kiểm định cầu đường trong thực tiễn

Trong bối cảnh ngành xây dựng cầu đường phát triển mạnh mẽ, vai trò của các tài liệu kiểm định cầu đường chuẩn mực như giáo trình này là vô cùng quan trọng. Nó không chỉ là tài liệu học tập cho sinh viên mà còn là nguồn tham khảo hữu ích cho các kỹ sư, thí nghiệm viên đang làm việc tại hiện trường. Tài liệu cung cấp một hệ thống các quy trình chuẩn, giúp thống nhất phương pháp luận trong công tác kiểm định trên toàn quốc. Việc áp dụng đúng các quy trình này đảm bảo kết quả kiểm tra có độ tin cậy cao, là cơ sở pháp lý vững chắc cho công tác nghiệm thu, bảo trì và sửa chữa công trình. Hơn nữa, những kiến thức trong giáo trình còn giúp nâng cao năng lực chuyên môn, góp phần đảm bảo an toàn và tuổi thọ cho các công trình hạ tầng giao thông trọng điểm.

II. Thách thức trong giám định chất lượng công trình giao thông

Công tác giám định chất lượng công trình giao thông là một lĩnh vực phức tạp, đối mặt với nhiều thách thức cả về kỹ thuật và an toàn. Một trong những khó khăn lớn nhất là sự đa dạng của các loại hình kết cấu và vật liệu, đòi hỏi người kiểm định phải có kiến thức sâu rộng và liên tục cập nhật. Việc áp dụng các tiêu chuẩn kiểm tra cầu TCVN không phải lúc nào cũng đơn giản, đặc biệt với các công trình có thiết kế đặc thù hoặc sử dụng công nghệ mới. Thách thức tiếp theo đến từ điều kiện làm việc khắc nghiệt tại hiện trường, thường xuyên tiếp xúc với thời tiết bất lợi, môi trường ô nhiễm và các rủi ro tiềm ẩn. Vấn đề an toàn lao động trong kiểm định cầu luôn được đặt lên hàng đầu, đòi hỏi quy trình làm việc phải chặt chẽ và người thực hiện phải được trang bị đầy đủ kiến thức, kỹ năng phòng ngừa tai nạn. Ngoài ra, sự thiếu hụt các sách chuyên ngành xây dựng cầu đường được biên soạn bài bản, cập nhật và phù hợp với chương trình đào tạo tại Việt Nam cũng là một rào cản. Điều này khiến cho việc tự học và nâng cao trình độ của sinh viên cũng như kỹ sư trẻ gặp nhiều khó khăn. Giáo trình của Trường CĐ GTVT Trung ương I ra đời chính là để giải quyết một phần những thách thức này, cung cấp một nguồn tài liệu đáng tin cậy và hệ thống.

2.1. Yêu cầu về an toàn lao động trong kiểm định cầu đường

An toàn lao động trong kiểm định cầu là yếu tố sống còn, quyết định sự thành công và bền vững của công tác kiểm định. Người thí nghiệm viên phải làm việc ở những vị trí có độ cao lớn, trên mặt nước, hoặc trong không gian hạn chế. Các yêu cầu an toàn bao gồm việc trang bị đầy đủ bảo hộ cá nhân (dây an toàn, mũ, áo phao), kiểm tra kỹ lưỡng giàn giáo, hệ thống tiếp cận trước khi làm việc. Ngoài ra, cần có kế hoạch ứng phó khẩn cấp và đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện khi làm việc trong môi trường ẩm ướt. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn không chỉ bảo vệ tính mạng con người mà còn đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu thu thập, tránh những sai sót do yếu tố tâm lý gây ra.

2.2. Khó khăn khi áp dụng các tiêu chuẩn kiểm tra cầu TCVN

Việc áp dụng các tiêu chuẩn kiểm tra cầu TCVN vào thực tế đôi khi gặp nhiều vướng mắc. Một số tiêu chuẩn có thể chưa cập nhật kịp thời với các công nghệ và vật liệu mới trên thế giới. Việc diễn giải và áp dụng một số điều khoản trong tiêu chuẩn có thể không đồng nhất giữa các đơn vị tư vấn, giám sát và thi công, dẫn đến tranh cãi không đáng có. Hơn nữa, điều kiện hiện trường thực tế thường phức tạp hơn so với các giả định trong tiêu chuẩn, đòi hỏi người kỹ sư phải có kinh nghiệm và khả năng phán đoán linh hoạt để đưa ra những điều chỉnh hợp lý mà vẫn đảm bảo tính chính xác của kết quả kiểm định. Việc đào tạo bài bản dựa trên các giáo trình chuyên sâu sẽ giúp giảm thiểu những khó khăn này.

2.3. Thiếu hụt sách chuyên ngành xây dựng cầu đường chất lượng

Một thực trạng đáng chú ý là sự thiếu hụt các sách chuyên ngành xây dựng cầu đường chất lượng cao, đặc biệt là tài liệu viết bằng tiếng Việt và bám sát chương trình đào tạo trong nước. Nhiều tài liệu hiện có mang tính lý thuyết hàn lâm, khó áp dụng hoặc là các bản dịch chưa được hiệu đính kỹ lưỡng. Sự khan hiếm này tạo ra một rào cản lớn cho sinh viên và kỹ sư trẻ trong việc tiếp cận kiến thức mới và hệ thống hóa kinh nghiệm thực tế. Do đó, việc biên soạn và phổ biến những giáo trình như "Kiểm tra kết cấu công trình cầu" có ý nghĩa rất lớn, góp phần xây dựng một nền tảng tri thức vững chắc cho thế hệ kỹ sư tương lai của ngành.

III. Hướng dẫn kiểm tra không phá hủy NDT trong giáo trình

Phần trọng tâm của giáo trình Kiểm tra kết cấu công trình cầu là các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT). Đây là nhóm phương pháp hiện đại, cho phép đánh giá chất lượng và phát hiện khuyết tật của kết cấu mà không gây hư hại đến công trình. Giáo trình trình bày chi tiết và có hệ thống nhiều kỹ thuật NDT phổ biến. Một trong những phương pháp cơ bản được giới thiệu là sự kết hợp giữa súng bật nảy và siêu âm. Theo tài liệu, phương pháp này "dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén của bê tông (R) với hai số đo đặc trưng là vận tốc xuyên (v) của siêu âm và độ cứng bề mặt (n)". Cách tiếp cận này cho kết quả chính xác hơn so với việc sử dụng riêng lẻ từng phương pháp. Bên cạnh đó, quy trình kiểm tra kết cấu bê tông để xác định chiều dày lớp bảo vệ và vị trí cốt thép bằng máy đo điện từ cũng được hướng dẫn cặn kẽ. Giáo trình cũng làm rõ về nguyên lý, thiết bị và các bước hiệu chuẩn máy để đảm bảo độ chính xác. Phương pháp siêu âm không chỉ dùng để xác định cường độ mà còn là công cụ hiệu quả để đánh giá độ đồng nhất và phát hiện các khuyết tật như rỗ, nứt, phân tầng trong bê tông, là một phần không thể thiếu trong quan trắc và đánh giá công trình cầu.

3.1. Quy trình kiểm tra kết cấu bê tông bằng súng bật nảy

Quy trình kiểm tra kết cấu bê tông bằng súng bật nảy kết hợp siêu âm được quy định rõ ràng. Trước tiên, cần chuẩn bị bề mặt bê tông, loại bỏ lớp vữa trát và mài phẳng. Mỗi vùng kiểm tra (tối thiểu 400cm²) tiến hành đo ít nhất 4 điểm siêu âm và 10 điểm bằng súng. Kết quả đo bằng súng bật nảy (n) cần được hiệu chỉnh theo góc nghiêng của súng so với phương ngang. Cường độ bê tông của kết cấu (R) được xác định bằng công thức R = C₀ * Rᵢ, trong đó Rᵢ là cường độ bê tông tiêu chuẩn tra từ biểu đồ hoặc bảng dựa trên vận tốc siêu âm (v) và trị số bật nảy (n), còn C₀ là hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào loại và hàm lượng xi măng, loại và kích thước cốt liệu.

3.2. Phương pháp siêu âm xác định chất lượng và độ đồng nhất

Phương pháp siêu âm là một kỹ thuật NDT mạnh mẽ để đánh giá chất lượng bê tông. Nguyên lý cơ bản là đo thời gian truyền (T) của một xung siêu âm qua một khoảng cách đã biết (L) trong bê tông, từ đó tính vận tốc truyền sóng V = L/T. Vận tốc này có mối tương quan chặt chẽ với các đặc tính cơ học của vật liệu như mô đun đàn hồi và cường độ. Bằng cách thực hiện đo trên một lưới các điểm, có thể đánh giá được sự đồng nhất của bê tông trong toàn bộ kết cấu. Những vùng có vận tốc truyền sóng giảm đột ngột thường là dấu hiệu của các khuyết tật như rỗ, nứt hoặc bê tông không đặc chắc. Giáo trình cung cấp các hướng dẫn chi tiết về cách bố trí đầu dò (truyền trực tiếp, bán trực tiếp, gián tiếp) để đạt hiệu quả cao nhất.

3.3. Kỹ thuật xác định vị trí và đường kính cốt thép

Việc xác định chính xác vị trí, đường kính và chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép là yêu cầu bắt buộc trong kiểm định. Giáo trình giới thiệu phương pháp sử dụng máy đo điện từ. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý trường điện từ tạo ra bởi đầu dò bị ảnh hưởng khi có sự hiện diện của cốt thép. Bằng cách di chuyển đầu dò trên bề mặt bê tông, máy sẽ chỉ thị tín hiệu cực đại khi đầu dò nằm ngay trên trục của thanh thép, từ đó xác định được vị trí của nó. Để xác định đường kính, một số máy hiện đại yêu cầu các phép đo bổ sung với miếng đệm có chiều dày đã biết. Việc hiệu chuẩn máy trước và trong quá trình đo là cực kỳ quan trọng để đảm bảo kết quả chính xác, theo quy định của nhà sản xuất.

IV. Phương pháp kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi toàn diện

Cọc khoan nhồi là bộ phận kết cấu móng quan trọng, do đó việc kiểm tra chất lượng cọc là nhiệm vụ không thể xem nhẹ. Giáo trình Kiểm tra kết cấu công trình cầu đã dành một phần đáng kể để trình bày các phương pháp kiểm tra cọc một cách toàn diện. Từ các phương pháp kiểm tra không phá hủy NDT đến thử tải phá hủy, mỗi kỹ thuật đều được mô tả chi tiết về nguyên lý, thiết bị và trình tự thực hiện. Phương pháp siêu âm cọc khoan nhồi (Sonic Logging Test) được giới thiệu là phương pháp phổ biến nhất để đánh giá tính đồng nhất và liên tục của bê tông thân cọc. Ngoài ra, các phương pháp thử động như biến dạng nhỏ (PIT - Pile Integrity Test) và biến dạng lớn (PDA - Pile Driving Analyzer) cũng được đề cập. PIT giúp phát hiện nhanh các khuyết tật lớn trong thân cọc, trong khi PDA cung cấp thông tin không chỉ về tính toàn vẹn mà còn ước tính được sức chịu tải của cọc. Đỉnh cao của công tác kiểm định chất lượng cọc là phương pháp thử tải tĩnh, được xem là "tiêu chuẩn vàng" để xác định sức chịu tải thực tế. Giáo trình đã mô tả cặn kẽ quy trình thử tải tĩnh cọc, từ việc chuẩn bị hệ gia tải, đối trọng đến trình tự tăng và giảm tải theo các tiêu chuẩn kiểm tra cầu TCVN.

4.1. Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi Sonic Logging

Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi yêu cầu phải đặt sẵn các ống đo bằng thép hoặc nhựa trong lồng cốt thép trước khi đổ bê tông. Số lượng ống phụ thuộc vào đường kính cọc, ví dụ cọc Ø < 60 cm cần 2 ống, cọc 60 < Ø < 100 cm cần 3 ống. Thí nghiệm được thực hiện bằng cách thả một cặp đầu dò (phát và thu) vào hai ống đo đã đổ đầy nước. Tín hiệu siêu âm được phát từ đầu phát, truyền qua bê tông giữa hai ống và được ghi nhận bởi đầu thu. Bằng cách kéo đồng thời hai đầu dò từ đáy lên đỉnh cọc, máy sẽ ghi lại biểu đồ thời gian truyền sóng theo chiều sâu. Những vị trí có thời gian truyền sóng tăng đột ngột (tương đương vận tốc giảm) là dấu hiệu của khuyết tật như bê tông rỗ, lẫn đất hoặc thắt hẹp tiết diện.

4.2. Phân tích biến dạng nhỏ PIT và biến dạng lớn PDA

Phương pháp biến dạng nhỏ (PIT) là một thử nghiệm nhanh để kiểm tra tính toàn vẹn của cọc. Một xung lực nhỏ được tạo ra bằng búa gõ lên đầu cọc, và một gia tốc kế gắn trên đầu cọc sẽ ghi lại sóng phản hồi. Sự thay đổi trong tín hiệu phản hồi cho biết sự thay đổi về kháng trở của cọc, từ đó có thể suy ra vị trí các khuyết tật. Trong khi đó, phương pháp biến dạng lớn (PDA) sử dụng một quả búa nặng rơi để tạo ra một lực tác động lớn lên đầu cọc. Các cảm biến biến dạng và gia tốc sẽ ghi lại lực và vận tốc tại đầu cọc. Dữ liệu này sau đó được phân tích bằng phần mềm chuyên dụng (như CAPWAP) để đánh giá sức chịu tải của cọc, bao gồm cả sức kháng ma sát và sức kháng mũi.

4.3. Quy trình thử tải tĩnh cọc theo tiêu chuẩn hiện hành

Thử tải tĩnh là phương pháp đáng tin cậy nhất để xác định sức chịu tải của cọc. Quy trình thử tải tĩnh cọc được thực hiện bằng cách tác dụng một lực nén dọc trục lên đầu cọc thông qua hệ thống kích thủy lực, với phản lực được tạo ra bởi hệ đối trọng (các khối bê tông) hoặc hệ neo. Tải trọng được gia tăng theo từng cấp, và tại mỗi cấp tải, độ lún của cọc được theo dõi cẩn thận bằng các đồng hồ chuyển vị có độ chính xác cao. Việc giữ tải tại mỗi cấp được thực hiện cho đến khi độ lún ổn định theo quy ước. Quy trình gia tải, giảm tải và thời gian theo dõi tuân thủ nghiêm ngặt theo TCVN 269:2002 hoặc theo yêu cầu cụ thể của thiết kế, cung cấp biểu đồ quan hệ tải trọng-độ lún, là cơ sở cuối cùng để nghiệm thu sức chịu tải của cọc.

V. Ứng dụng quan trắc và đánh giá công trình cầu thực tế

Kiến thức từ giáo trình Kiểm tra kết cấu công trình cầu có tính ứng dụng thực tiễn rất cao, là nền tảng cho công tác quan trắc và đánh giá công trình cầu một cách chuyên nghiệp. Việc nắm vững các phương pháp thí nghiệm cho phép các kỹ sư, thí nghiệm viên không chỉ thực hiện các phép đo một cách chính xác mà còn có khả năng phân tích, diễn giải kết quả để đưa ra những kết luận đáng tin cậy về tình trạng của công trình. Một trong những kỹ năng quan trọng được rèn luyện là khả năng lập báo cáo thí nghiệm. Các slide bài giảng kết cấu công trình và ví dụ trong giáo trình cung cấp mẫu biểu, cách trình bày dữ liệu và cấu trúc của một báo cáo kỹ thuật hoàn chỉnh. Kinh nghiệm này giúp sinh viên sau khi ra trường có thể nhanh chóng hòa nhập với công việc. Hơn nữa, giáo trình còn có thể được xem như một phần của sổ tay thí nghiệm viên cầu đường, cung cấp các chỉ dẫn nhanh và các lưu ý quan trọng khi tác nghiệp tại hiện trường. Cuối cùng, không thể không nhắc đến vai trò của thí nghiệm vật liệu xây dựng. Các kết quả kiểm định tại hiện trường luôn cần được đối chiếu và phân tích kết hợp với kết quả thí nghiệm các mẫu vật liệu trong phòng thí nghiệm để có được đánh giá toàn diện và chính xác nhất về chất lượng công trình.

5.1. Kinh nghiệm lập báo cáo từ slide bài giảng kết cấu công trình

Việc lập báo cáo là bước cuối cùng và quan trọng nhất của quá trình kiểm định. Một báo cáo tốt cần rõ ràng, súc tích và đầy đủ thông tin. Các slide bài giảng kết cấu công trình thường cung cấp các khuôn mẫu báo cáo chuẩn. Một báo cáo điển hình bao gồm các phần: giới thiệu chung về công trình, căn cứ thực hiện, mô tả phương pháp và thiết bị thí nghiệm, trình bày kết quả đo đạc (dưới dạng bảng biểu, đồ thị), phân tích và đánh giá kết quả, và cuối cùng là kết luận và kiến nghị. Việc tham khảo các mẫu báo cáo từ giáo trình và bài giảng giúp người học hình thành tư duy trình bày logic và khoa học, đảm bảo báo cáo có giá trị pháp lý và kỹ thuật cao.

5.2. Sổ tay thí nghiệm viên cầu đường và các lưu ý quan trọng

Giáo trình này có thể được coi là một phần không thể thiếu trong sổ tay thí nghiệm viên cầu đường. Nó tổng hợp các quy trình chuẩn, các công thức tính toán cần thiết và các bảng tra quan trọng. Một số lưu ý quan trọng khi làm việc tại hiện trường bao gồm: luôn hiệu chuẩn thiết bị trước mỗi ca làm việc, ghi chép cẩn thận các điều kiện thí nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm), chụp ảnh hiện trường và các vị trí đo, đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa đầu dò và bề mặt bê tông, và tuân thủ tuyệt đối các quy tắc về an toàn lao động trong kiểm định cầu. Việc mang theo và tham khảo thường xuyên những kiến thức cốt lõi này giúp giảm thiểu sai sót và nâng cao chất lượng công việc.

5.3. Vai trò của thí nghiệm vật liệu xây dựng trong kiểm định

Công tác thí nghiệm vật liệu xây dựng đóng vai trò hỗ trợ và kiểm chứng cho các kết quả kiểm định NDT tại hiện trường. Ví dụ, khi sử dụng phương pháp kết hợp súng bật nảy và siêu âm, các hệ số hiệu chỉnh (C₀) được xác định dựa trên đặc tính của xi măng và cốt liệu. Những đặc tính này được xác định chính xác nhất thông qua các thí nghiệm trong phòng. Tương tự, vận tốc truyền sóng trong bê tông, một tham số đầu vào quan trọng cho các phân tích PIT và PDA, cũng có thể được xác định chính xác bằng cách đo trên các mẫu bê tông được đúc và bảo dưỡng cùng lúc với kết cấu. Sự kết hợp giữa kiểm định hiện trường và thí nghiệm trong phòng tạo thành một quy trình kiểm soát chất lượng toàn diện, khép kín và đáng tin cậy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

GIACOYTHÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG A0 ĐẲNG 6IA0 THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG ï GIAO TRINH MO DUN KIEM TRA KET CAU CONG TRINH CAU BÌNH RIN at DV A CAV AN DANG Hà Nội, 2017 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I GIAO TRINH Mô đun: Kiểm tra kết cấu công trình câu NGHẼ: THÍ NGHIỆM VÀ KIÊM TRA CHAT LUGNG CAU ĐƯỜNG BỘ TRINH DO: CAO DANG Hà Nội - 2017 TUYÊN BÓ BẢN QUYÈN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nội bộ nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cắm. Mã tài liệu: MĐ 29 LỜI GIỚI THIỆU Chương trình khung quốc gia nghề 7Jí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phân tích công việc theo phương pháp DACUM. Chương trình đã được ban hành năm 2009, tuy nhiên từ đó đến nay vẫn chưa có tài liệu chính thức nào ban hành về các tài liệu, giáo trình cho nghề này.

Để tạo điều kiện thuận lợi cho các giáo viên giảng dạy và học sinh, sinh viên có tài liệu học tập, tham khảo,việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Giáo trình nội bộ “ Kiểm tra kết cấu công trình cầu” được biên soạn trên cơ sở đề cương chương trình mô đun 29 — Kiểm tra kết cấu công trình cầu trong chương trình khung nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ. Mặc dù đã rất cố gắng song không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, tác giả mong nhận được những góp ý cả về nội dung lẫn hình thức của bạn đọc để tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn. MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Bài 1: Kiểm tra chất lượng BTCT bằng súng bật nay kết hợp với siêu âm Bài 2: Xác định chiều dầy lớp bê tông bảo của kết cầu BTCT.

Bài 3: Xác định chất lượng, độ đồng pháp siêu âm Bài 4: Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi bằng phương pháp siêu âm. Bài 5: Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi bằng phương pháp biến dạng nhỏ (200 —. 34 Bài 6: Kiểm tra chất lượng cọc khoan nh bằng phương pháp thử động biến dang lon (PDA) Bài 7: Thử tải tĩnh coc khoan nhéi Bài 8: Thử tải tĩnh cọc đóng Bai 1: Kiém tra chat lugng BTCT bang sting bat nay ket hợp với siêu âm 1. Quy định chung Phương pháp xác định cường độ nén của tiêu chuẩn này dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén của bê tông (R) với hai số đo đặc trưng của phương pháp không phá hoại là vận tốc xuyên (v) của siêu âm và độ cứng bề mặt của bê tông qua trị số (n) đo được trên súng thử bê tông loại bật nây (quan hệ R-v, n).

Ngoài ra, còn sử dụng những số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần bê tông. Cường độ nén của bê tông được xác định bằng biểu đồ hoặc bảng tra thông qua vận tốc siêu âm và trị số bật nây đo được trên bê tông thử. Giá trị này bằng cường độ nén của một loại bê tông quy ước gọi là bê tông tiêu chuẩn dùng để xây dựng biểu đồ. Một số thành phần đặc trưng của bê tông tiêu chuẩn được quy định như sau: Xi mang poóclăng PC30 Hàm lượng xi măng 350 kg/m" Cốt liệu lớn: Đá đăm với Dmax= 40mm Cốt liệu nhỏ: Cát vàng có Mn từ 2,0 đến 3,0 Không sử dụng phương pháp này để xác định cường độ nén của bê tông trong những trường hợp sau: -_ Bê tông có mác nhỏ hon 100 và lớn hơn 350; Bê tông sử dụng các loại cốt liệu có đường kính lớn hơn 70mm; Bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật; Bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bê tông khác nhau; - _ Bê tông có chiều dày theo phương thí nghiệm nhỏ hơn 100mm.

Thiết bị và phương pháp đo 2. Thiết bị sử dụng để xác định vận tốc siêu âm. Để xác định vận tốc siêu âm, cần tiến hành đo hai đại lượng khoáng cách truyền xung siêu âm và thời gian truyền xung siêu âm. Vận tốc siêu âm (v) được xác định theo công thức: v=(1/0.10` (m/s) (1) Trong do: 1 - Khoang cach truyền xung siêu âm hay là khoảng cách giữa hai đầu thu và phát của máy (mm); t- Thời gian truyền xung siêu âm (s) Đo thời gian truyền xung siêu âm bằng các máy đo siêu âm.

Sai số đo không vượt quá giá trị A tính theo công thức: A= 0,01t + 0,1 (s) (2) Trong do: t - Thời gian truyền xung siêu âm. Đo khoảng cách truyền xung siêu âm bằng các dụng cụ đo chiều dài. Sai số không vượt quá 0,5% độ dài cần đo. Những máy đo siêu âm sử dụng để xác định vận tốc siêu âm là những thiết bị chuyên dùng được quy định trong tiêu chuẩn TCXD 84 : 14.

Máy đo siêu âm phải được kiểm tra trước khi sử dụng bằng một hệ thống mẫu chuẩn. Những nguyên tắc về sử dụng bảo dưỡng kiểm tra và hiệu chỉnh máy phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 84 : 14 2. Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông. - Thiết bị sử dụng dé xác định độ cứng bề mặt của bê tông là súng thử bê tông loại bật nây thông dụng (N) với năng lượng va đập từ 0,225 - 3 KGm.

- Súng phải được kiểm tra trên 2. Phương pháp đo Nếu trên bề mặt bê tông có lớp vữa trát hoặc lớp trang trí thì trước khi đo phải được đập bỏ và mài phẳng vùng sẽ kiểm tra. Vùng kiểm tra trên bề mặt bê tông phải có diện tích không nhỏ hơn 400cm. Trong mỗi vùng, tiến hành đo ít nhất 4 điểm siêu âm và 10 điểm bằng súng, theo thứ tự do siêu âm trước, đo bằng súng sau.

Nên tránh đo theo phương đỗ bê tông. Công tác chuẩn bị và tiến hành đo siêu âm phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 84 : 14. Vận tốc siêu âm của một vùng (Vtbi ) là giá tị trung bình của vận tốc siêu âm tại các điểm đo trong vùng đó (Vi). Thời gian truyền của xung siêu âm tại một điểm đo trong vùng so với giá trị trung bình không được vượt quá + 5%.

Những điểm đó không thoả mãn điều kiện này phải loại bỏ trước khi tính vận tốc siêu âm trung bình của vùng thử. Công tác chuẩn bị và tiến hành đo bằng súng thử bê tông loai bat nay phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 03 : 1985. Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm 0 x k £ theo phương ngang (góc ỏ =0 ) và vuông góc với bê mặt của câu kiện. Nêu phương của súng tạo với phương ngang một góc a thì trị số bật nay đo được trên súng phải hiệu chỉnh theo công thức: n=n¡+An @) Trong đó: n - Trị số bật nay cua diém kiém tra; n, - Tri sé bat nay do dugc trén sung.

An -Hé số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc a và lấy theo catalô của súng (kí hiệu của góc ỏ lấy theo biểu đồ dán trên súng) hoặc lấy theo bảng 1. Trị số bật nảy đo được trên Ab súng (n,) œ=+00° œ=+45° | a= 45° | œ=-90° 10 Ẹ : +25 +35 20 -5,5 -3,5 +25 +35 30 -5,0 - 3,0 +2,0 +35 40 -40 -2,5 +2,0 + 3,5 Trị số bật nây của một vùng kiểm tra ntbi là giá trị trung bình của các điểm đo trong ving (ni) sau khi đã loại bỏ những điểm có giá trị chênh lệch quá 4 vạch so với giá trị trung bình của tất cả các điểm đo trong vùng thí nghiệm. Xác định cường độ bê tông của cấu kiện và kết cấu xây dựng 3. Xác định cường đọ bê tông cúa cấu kiện và kết cấu xâp Xem xét bề mặt của cấu kiện, kết cấu để phát hiện các khuyết tật ( nữt, rỗ, trơ cốt thép ) của bê tông.

Xác định những số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần bê tông dùng để chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng : Loại xi măng hàm lượng xi mang (kg/m), loai cốt liệu lớn và đường kính lớn nhất của cốt liệu (Dmax). Lập phương án thí nghiệm, chọn số luợng cấu kiện, kết cấu cần kiểm tra và số vùng kiểm tra trên cấu kiện và kết cấu đó theo TCVN 03 : 1985 Chuẩn bị và tiền hành đo bằng máy đo siêu âm và song bat nay theo chi dẫn Cường độ nén của cấu kiện và kết cấu bê tông (R) là giá trị trung bình của cường độ bê tông ở các vùng kiểm tra. ER, R=— K (daNem? (4) Trong đó : K - S6 ving kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu ; R. — Cường độ rến của vùng kiểm tra thứ i; R.— Đựcợc xác định theo công thức : Ro — Cường R =C.R, (daN/cm9 =) độ nén của vùng kiểm tra thứ i được sử dụng bằng biểu đỏ 1 hoặc tra bảng 7 tương ứng với vận tốc siều âm Vi và trị số bật nẩy Ni đo được trong vùng đó ; Co- HỆ số ảnh hưởng dừng để cxét đến sự khác nhau giữa thành phản của bẻ tông vùng thử và bê tông tiêu chuẩn.

Co được xác định theo công thức : Co=C,Œœ€,C, Trong đó : C,—Hê số ảnh hưởng của xác xi măng sử dựng để chế tạo cấu kiện kết cấu xây dựng , lấy theo bảng 3; C; - Hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng sử dựng cho 1m” bê tông, lấy theo bảng 4; €;- Hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn sử dựng đề chế tạo cấu kiện, kết cấu, lấy theo bảng 5. Œ, - Hệ số ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của cốt liệu sử dụng đề chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng, lấy theo bảng 6.