báo cáo thí nghiệm chuyên môn công tác kiểm định chất lượng công trình

THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CÔNG TRÌNH
BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Giáo viên hướng dẫn: T.S NGÔ NGỌC QUÝ
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN XUÂN TUẤN
Nhóm : 5
Lớp : CẦU HẦM
Khóa : 52
Mã sinh viên : 1122110
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 1
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Hà Nội - 2015
MỤC LỤC
MỤC LỤC
A. LÝ THUYẾT
1. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM, KIỂM ĐỊNH CHẤT
LƯỢNG CÔNG TRÌNH.
1.1 . Vai trò của công tác thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình:
Trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học công nghệ nói chung cũng như của ngành
xây dựng GTVT nói riêng, vai trò của thí nghiệm vật lệu (TNVL) và thí nghiệm công trình
(TNCT) đã được khẳng định nhằm mục đích:
- Giải quyết các vấn đề của công nghệ và thực tế sản xuất đòi hỏi như đánh giá chất
lượng của vật liệu của kết cấu công trình làm cơ sở cho công tác thiết kế, thi công,
nghiệm thu, bàn giao và khai thác v.v
- Giải quyết và hoàn thiện những bài toán mà các phương pháp lý thuyết chưa và không
giải quyết được đầu đủ hoặc đang còn nằm trong ý tưởng gần thăm dò.
Công tác TNVL và TNCT là nhiệm vụ bắt buộc để được sản phẩm có chất lượng, đồng thời
trong suốt thời gian thi công cho đến khi hoàn thành chúng ta luôn kiểm soát được từng hạng
mục của công trình, giúp chúng ta phát hiện kịp thời được những khiếm khuyết, những lỗi

trong giai đoạn thi công để dễ điều chỉnh kịp thời.
Nói tóm lại công tác thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình giúp cho chúng ta kiểm
định và đánh giá chất lượng công trình trên cơ sở khoa học thực tiễn khách quan, giải quyết và
hoàn thiện các bài toán mà phương pháp lý thuyết chưa và không giải quyết được đầy đủ hoặc
còn nằm trong ý tưởng càn thăm dò, giúp hoàn thiện cho việc tính toán lý thuyết của kết cấu
công trình được chính xác hơn do các giả thiết khi tính toán gắn với thực tế khách quan hơn.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 2
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
1.2. Nhiệm vụ cơ bản của thí nghiệm và kiểm định chất lượng công trình.
 Xác định, đánh giá khả năng làm việc và tuổi thọ của vật liệu và KCCT:
- Đây là nhiệm vụ bắt buộc thường được tiến hành đối với tất cả các VLXD và kết cấu công
trình (KCCT) trước khi đưa vào sửdụng và khai thác.
- Khả năng làm việc thực của một KCCT mới xây dựng xong sẽ được phản ánh trong công
việc đánh giá chất lượng chúng thông qua các kết quảthí nghiệm kiểm tra, được thực hiện
trong quá trình xây dựng và kết quả kiểm định trực tiếp trên công trình. Kết quả này là tài liệu
quan trọng trong hồ sơ nghiệm thu bàn giao công trình.
- Công tác xác định và đánh giá khả năng chịu lực cũng được tiến hành đối với những kết cấu
công trình đã được khai thác quá lâu năm, chất lượng đã bị giảm yếu theo thời gian, đối với
các kết cấu công trình có yêu cầu sửa chữa cải tạo, cũng như các công trình khi đưa vào khai
thác với nhiệm vụ thiết kế xây dựng ban đầu.
 Đề xuất và nghiên cứu các hình thức kết cấu mới, kết cấu đặc biệt vào việc thiết kế XDCT:
Một trong những biện pháp để tiến hành tìm kiếm một loại kết cấu mới, phù hợp là dùng
phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm, vì nó cho phép xác định nhanh được một hình
thức kết cấu phù hợp, có ngay được những số liệu cần thiết và tin cậy về tham số phù hợp,
phục vụ trực tiếp cho việc thiết kế và tính toán công trình. Kết quả trong những trường hợp
chọn một dạng kết cấu có sẵn lý thuyết tính toán nhưng khi đưa vào ứng dụng cho một công
trình cụ thể tùy thuộc vào tầm quan trọng của công trình và mức độ chặt chẽ của phương pháp
tính, cũng cần phải triển khai thực nghiệm từng phần hay toàn bộkết cấu để kiểm tra sự đúng
đắn của phương pháp tính toán lý thuyết và tính khả thi của công trình.
 Nghiên cứu phát minh những vấn đề mới

Trong khoa học kỹ thuật chuyên ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng, cơ học công trình
mà nghiên cứu lý thuyết hoàn toàn chưa được giải quyết hoặc chưa giải quyết đầy đủ tận gốc
đòi hỏi phải có kết quả nghiên cứu thực nghiệm để làm cơ sở cho việc đánh giá sự phù hợp của
các giả thiết đưa ra và xác nhận sự đúng đắn của kết quả nhận được từ nghiên cứu lý thuyết.
2. KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG TĨNH
2.1. Nhiệm vụ thí nghiệm:
- Thí nghiệm thử tải nghiệm thu công trình mới xây dựng xong.
- Thí nghiệm thử tải đối với các công trình đã và đang khai thác sử dụng.
- Thí nghiệm kiểm tra các cấu kiện và kết cấu chế tạo hàng loạt.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 3
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Các thí nghiệm nghiên cứu khoa học ứng dụng.
2.2. Đối tượng thí nghiệm:
 Những kết cấu tiến hành thí nghiệm với mục đích kiểm tra chất lượng sản phẩm, thường là
những cấu kiện định hình, được sản xuất tại các nhà máy cấu kiện bê tông đúc sẵn. Ở đây
cấu kiện được chọn làm thí nghiệm là những cấu kiện có chất lượng tốt nhất và xấu nhất
trong nhóm sản phẩm. Căn cứ để lựa chọn các đối tượng đó là các thông tin nhận được từ
quá trình khảo sát hiện trạng bằng phương pháp không phá hoại. Số lượng đối tượng thí
nghiệm của một chủng loại kết cấu được quy định trong các tiêu chuẩn kiểm định quốc gia.
 Những kết cấu cần tiến hành thí nghiệm để làm sáng tỏ các yêu cầu trong quá trình kiểm
định các công trình đã xây dựng xong hoặc các kết cấu công trình đang thi công. Lưu ý khi
chọn đối tượng:
- Số lượng phần tử kết cấu cần đặt tải phải là tối thiểu.
- Thí nghiệm cần phải bao quát tất cả những dạng cơ bản của các phần tử chịu lực trong
công trình.
- Chọn những kết cấu có sơ đồ làm việc rõ ràng nhất và tĩnh định hoặc các kết cấu đứng
riêng lẽ không có liên hệ với các bộ phận khác trong công trình, vì khi tồn tại những
liên hệ đó sẽ làm sai lệch trạng thái làm việc của đối tượng khảo sát.
 Đối tượng được chọn trong công trình bị sự cố kĩ thuật, bị hư hỏng do các tác nhân bên
ngoài phải là những kết cấu bị hư hỏng nhiều nhất trong công trình.

 Đối tượng thí nghiệm dùng trong nghiên cứu khoa học thường được thiết kế và chế tạo
theo các yêu cầu riêng phục vụ cho mục đích của vấn đề nghiên cứu.
2.3. Tải trọng thí nghiệm:
2.3.1. Yêu cầu:
- Có thể cân đo đong đếm và đảm bảo được độ chính xác cần thiết;
- Có khả năng đáp ứng và xác định chính xác giá trị lực yêu cầu;
- Truyền trực tiếp và đầy đủ các giá trị của tải trọng lên kết cấu thí nghiệm;
- Trị số tải trọng phải ổn định khi tác dụng lâu dài và không chịu ảnh hưởng của môi
trường
2.3.2. Hình thức:
- Hình thức phân bố: tải trọng thí nghiệm thường có cường độ không lớn nhưng được rải
đều trên những vùng rộng hay toàn bộ bề mặt chịu lực của đối tượng.
- Hình thức tập trung: loại tải trọng này có cường độ lớn, tác dụng riêng lẻ tại một vị trí
chật hẹp hoặc tại một điểm xác định trên đối tượng nghiên cứu.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 4
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
 Tải trọng phân bố tĩnh.
Các biện pháp gây tải trọng :
- Vật liệu rời.
- Viên khối vật liệu.
- Gia tải trọng băng nước.
- Tải trọng phân bố qua hệ dầm truyền tĩnh định.
 Tải trọng tập trung.
- Gây tải trọng bằng biện pháp treo vật nặng.
- Gây tải trọng bằng các thiết bị căng kéo.
- Gây tải trọng bằng kích thủy lực
2.4. Phương pháp đo lường các đại lượng khảo sát:
2.4.1. Phương pháp đo độ võng trên kết cấu chịu uốn:
 Một số phương pháp đo
+ Đo bằng cơ: Bách phân kế, máy thủy bình, ống bọt nước chuyên dụng.

+ Đo bằng điện.
 Nguyên tắc bố trí điểm đo: Đo tại mặt cắt có độ võng lớn nhất.
2.4.2. Phương pháp đo biến dạng :
 Một số phương pháp đo:
+ Đo bằng tenzomet cơ học.
+ Đo bằng tenzomet cảm biến điện trở.
 Nguyên tắc bố trí điểm đo:
 Đo biến dạng trong trường hợp kết cấu chịu trạng thái ứng suất 1 trục: Dụng cụ đo
bố trí tại những điểm có có biến dạng lớn trên tiết diện quan sát.
- Khi lực dọc tác dụng đúng tâm chỉ cần bố trí 1 tenzomet.
- Khi có tác dụng đồng thời của cả lực dọc và mô men uốn hay lực dọc đặt lệch tâm:
• Nếu biết mômen hoặc lực đặt lệch tâm nằm trong mặt phẳng đối xứng nào đó của tiết
diện khảo sát thì phải bố trí không ít hơn hai tenzomet.
• Nếu mômen uốn hoặc lực lệch tâm tác dụng bất kì, bắt buộc trên tiết diện khảo sát
phải có 3 tenzomet thì mới có thể xác định được 3 ẩn số của nội lực là N, M
x
, và M
y
.
 Đo biến dạng trên những kết cấu chịu trạng thái ứng suất phẳng.
Tại mỗi điểm khảo sát cần bố trí một số tenzomet theo các phương khác nhau để tạo
thuận tiện cho việc lắp đặt. Số lượng các phần tử cảm biến tại một điểm đo tùy theo mục đích
nghiên cứu:
- Trường hợp I: Phương của ứng suất chính tại điểm khảo sát đã biết
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 5
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Cần có ít nhất 2 phần tử cảm biến nằm trên hai phương ứng suất chính đã biết, thẳng góc
với nhau.
- Trường hợp II: Phương của các ứng suất chính hoàn toàn chưa biết.
Trong trường hợp này tại mỗi điểm đo phải có ít nhất 3 phần tử cảm biến đặt theo kiểu bộ

3 trực giao.
 Đo biến dạng ở trạng thái ứng suất khối (ba trục).
 Thường xuất hiện trong các công trình khối lớn như trụ cầu, đê đập, các công trình thủy
nông, đối với những trường hợp này, ưu việt lớn nhất là dùng loại tenzomet kiểu dây
rung đặt trước trong công trình khi thi công.
2.5. Tiến hành thí nghiệm:
2.5.1. Những điều cần kiểm tra trước khi tiến hành thí nghiệm
- Các dụng cụ phải được lắp đúng, ổn định, chắc chắn, làm việc bình thường;
- Các thiết bị đo phải được bảo vệ, che chắn;
- Sự ảnh hưởng dao động nhiệt của môi trường qua thời gian đến số đo trên các dụng cụ
đo bằng cách khảo sát số đo giữ trên dụng cụ đo qua 1 ngày đêm khi kết cấu chưa chịu
tải;
- Khả năng dễ dàng đọc số đo trên tất cả các dụng cụ đo;
- Ghi kí hiệu và số thứ tự các dụng cụ đo theo từng chủng loại;
- Bề mặt của đối tượng tại vùng dễ xuất hiện vết nứt cần phải làm trắng;
- Các biện pháp an toàn đối với toàn bộ hệ thống thí nghiệm và người thực hiện.
2.5.2. Gia tải trọng kiểm tra ban đầu
Mục đích là để kiểm tra sự hoạt động của toàn bộ hệ thống thiết bị đã chuẩn bị như sự
làm việc của đối tượng, độ ổn định của hệ thống tải trọng, sự chuyển động chính xác của dụng
cụ đo.
2.5.3. Ghi chép số đọc trên thiết bị đo
Sau khi hoàn thành chất và dỡ cấp tải thử, thí nghiệm chính thức được bắt đầu bằng việc
đọc và ghi số liệu đầu tiên trên tất cả các thiết bị đo. Trong khảo sát thực nghiệm, yêu cầu có
tính nguyên tắc là các số đọc trên tất cả các thiết bị đo được sử dụng trên đối tượng phải được
ghi lại trong cùng một thời điểm. Điều này có thể đáp ứng được khi sử dụng toàn bộ thiết bị đo
ghi tự động.
Ngoài việc đọc các số liệu trên các thiết bị đo khi tiến hành thí nghiệm còn cần phải chú ý
lấy các số liệu về thời gian và điều kiện thí nghiệm.
2.5.4. Quan sát trạng thái của đối tượng khi chịu tải
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 6

THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Trước khi bắt đầu thí nghiệm, phải đánh dấu tất cả những khuyết tật, nứt nẻ, hư hỏng trên
mặt ngoài của kết cấu. Sau mỗi cấp tải trọng tác dụng cần khảo sát lại tất cả những khuyết tật
đã được đánh dấu để có nhận xét về khả năng phát triển của chúng và phát hiện thêm những hư
hỏng mới.
Trong quá trình chất tải trọng và kết thúc thí nghiệm cần phải ghi lại bằng hình ảnh, đặc
biệt là những vị trí kết cấu bị hư hỏng phá hoại. Các hình ảnh đó là những tài liệu rất quan
trọng để chứng minh và giải thích sự đúng đắn cũng như độ tin cậy đối với kết quả thí nghiệm.
2.5.5. Kĩ thuật an toàn khi thí nghiệm tải trọng tĩnh
Dưới đối tượng thí nghiệm thường đặt thêm các dàn hay trụ để đỡ khi có sự cố với điều
kiện là các phương tiện này không được tiếp xúc và không làm ảnh hưởng đến các chuyển vị
tự do của kết cấu thí nghiệm khi chịu tải.
2.6. Theo dõi quá trình thử nghiệm:
2.7. Đánh giá kết quả thí nghiệm:
Đánh giá kết quả thí nghiệm tĩnh tiến hành trên cơ sở phân tích toàn diện và so sánh với
kết quả tính toán lý thuyết theo các tham số đã được khảo sát, đo đạc thực tế về đặc trưng hình
học, vật liệu và trạng thái của đối tượng kiểm tra.
Sự đánh giá đầy đủ nhất chỉ có thể nhận được khi có kết quả về khả năng chịu lực cuối
cùng của đối tượng thí nghiệm. Lúc này mới có thẻ làm sáng tỏ những vẫn đề cơ bản sau:
- Nguyên nhân làm mất khả năng chịu lực của kết cấu;
- Độ sai lệch giữa tải trọng tính toán và tải trọng phá hoại thực tế;
- Sự tương ứng của các tham số chuyển vị và biến dạng đo được trong thời gian thí
nghiệm với kết quả lý thuyết.
B. THỰC HÀNH
BÀI 1 : THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA LỰC - BIẾN DẠNG – ĐỘ
VÕNG TRÊN MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN
1. Mục đích thí nghiệm:
- Nghiên cứu quy luật phân bố nội lực trong giới hạn đàn hồi của mô hình dầm giàn đơn
chịu tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung.
- Xác định các giá trị ứng suất, biến dạng tương đối của đối tượng khi chịu lực và độ

võng tổng thể của dầm giản đơn ứng với các cấp tải trọng.
- Làm quen với phương pháp thí nghiệm kiểm tra xác định khả năng chịu tải của một dầm
giản đơn, biết cách tính toán các giá trị ứng suất độ võng tại các mặt cắt của dầm chịu
tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 7
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Biết cách sử dụng các thiết bị đo để xác định các giá trị ứng suất biến dạng và độ võng
bằng phương pháp thực nghiệm.
2. Mô hình thí nghiệm:
- Mô hình thí nghiệm:
• Dầm thí nghiệm được chọn là dầm thép định hình I100. Các kích thước hình học
như: Ltt=2000mm, H=100mm, F=12 cm
2
, Jx=198 cm
4
, Wx= 39,7 cm
3
.
• Dầm được kê trên hai gối và được tạo lực tại 2 điểm đối xứng cách đều 2 gối. Sơ đồ
làm việc của dầm như 1 dầm giản đơn chịu 2 lực tập trung.
P/2 P/2
60
200
Sơ đồ thí nghiệm mô hình giản đơn
- Xác định tải trọng thí nghiệm: P thay đổi từ 0kg, 40kg, 80kg, 120kg, 160kg, 200kg.
- Tính toán các giá trị lý thuyết:
• Tính toán khả năng chịu lực của dầm, xác định tải trọng thí nghiệm. Sau khi chọn
được tải trọng thí nghiệm P=200kg thì ta tiến hành thí nghiệm
• Tính ứng suất. Ta có công thức tính ứng suất
Trong đó: + M là Mômen uốn tác dụng tại mặt cắt gắn đầu đo biến dạng,

+ b là khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực tập trung.
+ Jx là mômen quán tính trục chịu uốn của mặt cắt.
+ σ là Ứng suất tại bề mặt mặt cắt gắn đầu đo.
+ y là khoảng cách từ trục trung hòa đến bề mặt mặt gắn đầu đo lấy
y =
Ta tính được: (kg/cm
2
)
• Tính toán độ võng: Ta sử dụng phương pháp nhân biểu đồ Vê rê sa ghin.

70 60 70
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 8
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

35.P 35.P
M

50
Mk
1
30
700 600 700
Ta có:
[ ]
MkMp
EJ
l
1







=∆
.
[ ]
1 1 (35 50).30 1 2
. . 2. . 35 .70.35. .35
2 2 3
l Mp Mk P P
EJ EJ
+
   
∆ = = × +
   
   

Trong đó ta có:
E= 2.1( kg/cm
2
). J= 198cm
4
. Ta được:
4
3.52133 10 .l P
−
∆ = ×
(cm)

Từ các tính toán ta tính ra được đô võng
- Bố trí thiết bị đo:
• Mô hinh thí nghiệm được bố trí tại nhà A10. Tải trọng được chất tải bằng các quả
cân 10 kg và 5 kg.
• Lắp đặt thiết bị đo: Các thiết bị đo được bố trí tại mặt cắt giữa dầm.
• Thiết bị đo ứng suất: sử dụng thiết bị đo biến dạng TDS 302 với đầu đo điện trở
Đatric R = 120 ôm và các Tenzomet cơ học sử dụng đồng hồ Thiên phân kế 0.001
mm với chiều dài chuẩn đo Lo= 200mm. Cánh dưới của dầm (đáy dầm) và cánh trên
của dầm (đỉnh dầm) được bố trí 02 điểm đo ứng suất: 1 điểm Tenzomet cơ học và 1
điểm điện từ TDS 302. Tổng số 4 điểm đo ứng suất.
• Thiết bị đo độ võng: Sử dụng đầu đo LVDT kết hợp với máy đo biến dạng TDS 302
và các đồng hồ đo võng bằng Bách phân kế 0.0 lmm hành trình 30 mm. Tổng số 2
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 9
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
điểm đo độ võng: 1 điểm do điện tử TDS 302 + LVDT và 1 điểm cơ học BPK hành
trình 30 mm.
3. Các bước tiến hành:
- Lắp đặt các thiết bị thí nghiệm
- Gia tải với cấp tải 0,2P(60Kg), quan sát các thiết bị đo và của toàn bộ mô hình thí
nghiệm. Nếu phát hiện sự cố cần điều chỉnh lại. Nếu chúng làm việc bình thường thì hạ
tải về không. Đọc và ghi lại các số liệu ban đầu ( tương ứng với tải trọng P=0) tại các
dụng cụ đo vào biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm.
- Tiến hành tác dụng tải trọng theo từng cấp. Sau khi chất đủ tải, mỗi cấp áp lực dừng 5
phút để đọc và ghi số liệu vào biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm.
- Sau khi đọc số liệu đo ứng với cấp tải trọng cuối cùng thì tiến hành hạ tải về không.
- Quá trình hạ tải phải thực theo từng cấp ngược với quá trình chất tải và cũng ghi lại các
số liệu tương ứng để có nhận xét của sự làm việc thuận nghịch.
- Thực hiện quá trình chất tải và hạ tải theo từng cấp lực 3 lần.
4. Xử lý kết quả thí nghiệm:
- Kết quả thí nghiệm:

Biểu ghi kết quả thí nghiệm của nhóm 5 - Cầu Hầm-k52
4.1 Số liệu đo độ võng.
4.2 Kết quả đo.
4.3 Số liệu đo biến dạng.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 10
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
4.4 Kết quả biến dạng.

ỨNG SUẤT (N/Cm2)
0 Tải 0.2P 0.4P 0.6P 0.8P 1P 0.8P 0.6P 0.4P 0.2P 0 tải
THỚ TRÊN 0.00 -5.88 -11.34 -16.8 -22.26 -27.8 -20.79 -15.96 -11.13 -5.88 0.42
THỚ DƯỚI 0.00 4.41 8.82 13.86 18.69 23.1 18.27 14.49 10.08 4.62 -0.21
5. Nhận xét kết luận:
- Độ sai lệch giữa lý thuyết và thực nghiệm được xác định như sau:

100.
lt
lttn
N
NN
S
−
=
%.
- Sai số giữa lí thuyết và thực nghiệm trên có thể lí giải do 1 số nguyên nhân sau:
• Khi tính toán lý thuyết là ta tính cho “kết cấu thanh” nên tại giữa dầm chỉ chịu kéo,
trong khi thực tế làm việc thì luôn phân ra 2 vùng (Vùng trên chịu nén và vùng dưới
chịu kéo).
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 11
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

• Dụng cụ thí nghiệm không chính xác (do để quá lâu ngày hoặc đã sử dụng nhiều lần,
hoặc ngay cả khi là đồ dùng loại tốt nhất cũng không thể chính xác 100% được).
• Do trong quá trình đọc kết quả ta đọc không ngang tầm mắt, đọc không đúng cách
dẫn đến lệch số và sai sót.
• Thao thác máy chưa thành thạo, ghi chép số liệu chưa chính xác (do mắt đọc).
• Do làm tròn số trong quá trình tính toán. ( kết quả thường ra những số vô tỉ nên ta k
thể viết hết mà phải làm tròn).
• Do sai sót trong tiến trình thí nghiệm như đặt dụng cụ không đúng vị trí.
• Do địa điểm thí nghiệm (đo trọng lực thì sẽ có bị ảnh hưởng của địa hình và địa
điểm).
• Do mẫu thí nghiệm ( Dầm thép I100) với các chỉ số hình học không sát với thực tế.
• Do môđun đàn hồi của vật liệu (E=2,1x10
6
kg/cm
2
) Có thể E của vật liệu chưa đạt
đến giá trị đó.
Kết luận: Các sai sót về chủ quan ta có thể khắc phục nhưng riêng sai số do hệ thống (thuộc về
máy móc kĩ thuật) thì cần sửa chữa máy móc thiết bị. Vậy nên sai sót là không thể tránh khỏi.
BÀI 2: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BTXM BẰNG PHƯƠNG PHÁP
KHÔNG PHÁ HỦY - SIÊU ÂM KẾT HỢP SÚNG BẬT NẨY
(TCVN 9335-2012: Bê Tông Nặng – Phương pháp không phá hủy - Xác định cường độ chịu
nén của bê tông bằng phương pháp siêu âm kết hợp súng bật nẩy)
1. Phạm vi áp dụng:
 Cho các loại cấu kiện, kết cấu bê tông của công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp
trong các trường hợp:
- Không xây dựng được biểu đồ chuẩn dùng để xác định cường độ nén của bê tông bằng
phương pháp không phá hoại.
- Không có mẫu khoan lấy từ các loại cấu kiện, kết cấu xây dựng để xác định cường độ bê
tông.

 Không sử dụng phương pháp này để xác định cường độ chịu nén của bê tông trong những
trường hợp sau:
- Bê tông có cường độ nén nhỏ hơn 10MPa hoặc lớn hơn 35MPa;
- 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.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 12
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
 Phép đo vận tốc xung siêu âm trong bê tông (đo khoảng thời gian truyền từ đầu phát đến
đầu thu) có thể được áp dụng:
- Xác định độ đồng nhất của bê tông trong hoặc giữa cấu kiện.
- Xác định các khuyết tật.
- Xác định chiều sâu vết nứt bề mặt của cấu kiện bê tông.
- Xác định sự biến đổi các tính chất (cường độ…) theo thời gian.
- Xác định mối tương quan giữa tốc độ truyền xung siêu âm và cường độ của bê tông.
- Xác định mô đun đàn hồi và hệ số biến dạng ngang động của bê tông. Đối với phương
pháp này cường độ chịu nén của bê tông được xác định trên cơ sở xây dựng trước mối quan
hệ giữa cường độ nén của các mẫu bê tông trên máy nén (R) và trị số bật nẩy trung bình (n)
trên súng bât nẩy nhận được từ kết quả thí nghiệm trên cùng mẫu thử.
2. Nguyên tắc chung của phương pháp:
 Phương pháp xác định cường độ nén dưạ 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 được đo trên súng thử bê tông loại bật
nảy (quan hệ R-v, n). Ngoài ra còn sử dụng các số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần
bê tông.
 Cường độ chịu nén của bê tông xác định bằng biểu đồ hoặc bảng tra thông qua vận tốc siêu
âm và trị số bật nảy đo được trên bê tông cần thử. Một số thành phần đặc trưng của bê tông
tiêu chuẩn được quy định như sau:
- Xi măng pooc lăng PC30

- Hàm lượng xi măng là 350 kg/m
3
- Cốt liệu lớn: đá dăm với đường kính lớn nhất D
max
= 40 mm
- Cốt liệu nhỏ: cát vàng có Mn từ 2,0 đến 3,0
 Nếu bê tông cần thử có thành phần khác với bê tông tiêu chuẩn thì cường độ chịu nén của
bê tông được hiệu chỉnh bằng các hệ số ảnh hưởng.
 Để xác định được cường độ chịu nén của bê tông cần thử phải có các số liệu kĩ thuật liên
quan đến thành phần bê tông thử: loại xi măng, hàm lượng xi măng sử dụng cho 1m
3
bê
tông, loại cốt liệu lớn và D
max
.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 13
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
 Trong trường hợp có mẫu lưu, cần sử dụng kết hợp mẫu lưu để xác định cường độ nén của
bê tông. Tổng số mẫu lưu không ít hơn 6 mẫu.
 Khi không có đầy đủ những số liệu kĩ thuật lien quan đến thành phần bê tông cần thử thì
kết quả thu được chỉ mang tính chất định tính.
Nguyên lý: Một xung điện chuyển thành dao động từ đầu phát tiếp xúc với bề mặt bê tông
của mẫu thử truyền qua đoạn đường từ đầu phát đến đầu thu đã biết trong bê tông được nghịch
đảo thành tín hiệu ở đầu thu. Chuyển mạch điện và bộ đếm thời gian xác định thời gian truyền
T của dao động từ đầu phát đến đầu thu.
Tốc độ truyền xung V (km/s hoặc m/s) được tính bằng:
V = L/T
Trong đó: L là chiều dài đường truyền, T là thời gian truyền.
Khi xung được truyền từ đầu phát vào trong bê tông một phần được phản xạ (dội lại) từ
biên của các loại vật liệu khác nhau trong bê tông, phần khác nhiễm xạ thành các sóng dọc

(nén) và ngang (cắt) truyền trong bê tông.
3. Thiết bị và phương pháp đo:
- Để xác định vận tốc siêu âm, cần tiến hành đo hai đại lượng khoảng cách truyền xung
siêu âm và thời gian truyền xung siêu âm.
- Đo thời gian truyền xung siêu âm bằng các máy đo siêu âm. Sai số đo không được vượt
quá giá trị ∆ tính theo công thức sau:
∆ = 0.01t + 0.1
Trong đó: t là thời gian truyền xung siêu âm (µs).
- Vận tốc siêu âm (v) được tính theo công thức :
3
.10
L
v
T
=
Trong đó : t là thời gian truyền của xung siêu âm tính bằng µs.
L :Khoảng cách truyền xung giữa 2 đầu thu-phát (mm)
v : Vận tốc truyền xung siêu âm (µs)
- Đo khoảng cách truyền xung siêu âm bằng các dụng cụ đo dài sai số không được vượt
quá 0.5% độ dài cần đo.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 14
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông: Súng thử bê tông loại bật nảy
thông dụng (N) với năng lượng va đập từ 0.225kgm – 3kgm. Trong bài thí nghiệm này
sử dụng loại sung SCHMIDT – N hoặc NR có năng lượng va đập E = 2.205N.m
4. Tiến hành thí nghiệm:
- Mẫu thử đã được chuẩn bị sẵn: 02 mẫu thử kích thước 15 x 15 x 60 cm được đúc sẵn có
thành phần cấp phối như sau:
+ Xi măng Pooc lăng PC40
+ Hàm lượng xi măng 375 kg/m

3
+ Cốt liệu lớn: Đá dăm D
max
= 20 mm
- Xác định vận tốc siêu âm xuyên: Trên chiều dài mỗi mẫu xác định 5 vùng thí nghiệm
xác định vận tốc siêu âm truyền qua theo chiều kích thước 15cm (xác định 5 giá trị vận
tốc siêu âm).
- Xác định chỉ số bật nẩy: Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên mặt mẫu phải tiến hành thí
nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thường lớn nhất và 3 giá trị dị
thường nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy giá trị trung bình. Giá trị bật nảy xác định chính
xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy.
- Xác định các hệ số ảnh hưởng: C1, C2, C3 và C4. Tra bảng theo tiêu chuẩn
- Tra bảng hoặc biểu đồ xác định cường độ nén của bê tông.
+ Xác định hệ số ảnh hưởng dùng để xét đến sự khác nhau giữa thành phần của bê tông
vùng thử và bê tông tiêu chuẩn C
o
:
C
o
= C
1
xC
2
xC
3
xC
4
+ C
1
là hệ số ảnh hưởng của mác xi măng sử dụng để chế tạo cấu kiện lấy theo bảng 3:

ứng với mác xi măng là PC40: C
1
= 1.04
+ C
2
là hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng sử dụng cho 1m
3
bê tông lấy theo bảng
4: 375kg/m
3
nội suy tương ứng ta được C
2
= 1.03
+ C
3
là hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn sử dụng để chế tạo bê tông lấy theo bảng 5:
ứng với loại cốt liệu lớn là đá dăm, v > 4400m/s C
3
= 1.00
+ C
4
là hệ số ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của cốt liệu lớn sử dụng để chế tạo bê
tông lấy theo bảng 6: ứng với đường kính lớn nhất cốt liệu là 20mm suy ra C
4
= 1.03.
Suy ra: C
o
= 1.04 x 1.03 x 1 x 1.03 = 1.103
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 15
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

- Khi thí nghiệm,trục sung phải nằm theo phương ngang góc α =0
0
và vuông góc với bề
mặt cấu kiện. Nếu phương của súng tạo với phương ngang 1 góc α thì trị số bật nẩy đo
được trên súng phải được hiệu chỉnh theo công thức:
n = n
1
+ ∆
n
Trong đó : n là trị số bật nẩy của điểm kiểm tra.
n
1
là trị số đo được trên súng.
∆
n
là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc α.
5. Kết quả thí nghiệm, nhận xét kết quả thí nghiệm
- Kết quả thí nghiệm bằng máy siêu âm
Bảng kết quả xác định vận tốc (v) bằng máy siêu âm
Mẫu
Vùng kiểm tra Khoảng cách thời gian vận tốc
Vận tốc
trung
bình
(m) (μs) m/s
m/s
1 0.15 34.6 4360
4288
2 0.15 36.1 4180
Mẫu M1

3 0.15 34.8 4310
4 0.15 35.0 4280
5 0.15 34.8 4310
1 0.15 33.7 4450
4526
2 0.15 33.3 4500
Mẫu M2 3 0.15 33.3 4500
4 0.15 32.7 4590
5 0.15 32.7 4590
- Kết quả thí nghiệm bắn súng
Bảng kết quả trị số bật nẩy (n) của điểm kiểm tra
TT Kết quả bắn súng Các hiệu số hiệu
chỉnh C
Trị số bật
nảy
Góc
bắn
Trị số bật nảy
hiệu chỉnh góc
bắn
Trị số
bật nảy
trung
bình
(vạch) (độ) (vạch) (vạch)
C=
1
C
.
2

C
.
3
C
.
4
C
Mẫu 1 41 -90 44.5 44.7
1
C
=1.04
43 -90 46.5
42 -90 45.5
43 -90 46.5
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 16
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
2
C
=1.03
3
C
=1
4
C
=1.03
C=1.103
39 -90 42.5
43 -90 46.5
39 -90 42.5
44 -90 47.5

39 -90 42.5
39 -90 42.5
Mẫu 2
38 -90 41.5
44.4
1
C
=1.04
2
C
=1.03
3
C
=1
4
C
=1.03
C=1.103
44 -90 47.5
44 -90 47.5
39 -90 42.5
37 -90 40.5
44 -90 47.5
40 -90 43.5
42 -90 45.5
39 -90 42.5
41 -90 44.5
Tra bảng 7 trong tiêu chuẩn TCVN 9335 -2012 ta xác định được cường độ chịu nén tiêu chuẩn như
sau: Căn cứ vào kết quả đo cho thấy các giá trị vận tốc và chỉ số bật nẩy đều vượt quá bảng tra theo
chiều lớn hơn, như vậy các giá trị cường độ chịu nén tra bảng đều > 35MPa

Mẫu Vận tốc (m/s) n
tổng hợp
R
tc
(MPa)
M1
4288
44.7 >35
M2
4526
44.4 >35
Nhận xét, kết luận:
- Từ các kết quả về vận tốc siêu âm ( v >4500 m/s và trị số súng bật nẩy (n>35 vạch) nên
ta có thể kết luận là cường độ bê tông lớn hơn 350 kg/cm
2
(35 Mpa).
- Nếu vẫn muốn xác định cường độ chịu nén của mẫu theo phương pháp không phá hoại
này thì ta tiến hành xây dựng thêm biểu đồ ,khi đó đã biết cấp phối ta trộn hỗn hợp bê
tông theo cấp phối này đúc các mẫu ,sau 28 ngày tuổi đi siêu âm bắn súng .sau đó mang
chính mẫu ấy đi nén được giá trị cường độ nén.từ các số liệu ta được các quan hệ và vẽ
thêm biểu dồ.
- Phương pháp xác định cường độ nén của bê tông bằng sóng siêu âm và súng bật nảy
mang tính tương đối.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 17
THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
- Phương pháp này có ưu điểm là không phá hoại mẫu, đánh giá được cường độ của toàn
bộ cấu kiện bê tông.
- Nhưng nhược điểm là có các sai số đo: thiết bị đo, bề mặt của cấu kiện, trình độ của
người thí nghiệm…do vậy kết quả chỉ mang tính chất tương đối.
Nguyễn Xuân Tuấn Cầu Hầm K52 Page 18