BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tùng
Lớp: Xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Viện: Kỹ thuật xây dựng
Khóa: 52
Mã SV: 1114081
----------------------------------------------------------------------------------------------I.VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM
ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH:
Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con
người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị
với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt
nước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế. Chính vì vậy, chất
lượng công trình xây dựng phụ thuộc nhiều vào chất lượng vật liệu xây
dựng. Để đảm bảo được chất lượng công trình xây dựng, cần tiến hành các
thí nghiệm kiểm tra và giám sát chất lượng chúng trước khi đưa vào sử dụng.
Quản lý chất lượng công trình xây dựng công trình bao gồm các hoạt động
quản lý chất lượng của nhà thầu thi công thông qua việc tiến hành công tác thí
nghiệm, giám sát thi công xây dựng công trình và nghiệm thu công trình xây
dựng của chủ đầu tư, giám sát tác giả của nhà thầu thiết kế xây dựng công
trình. Do đó, công tác thí nghiệm vật liệu là một trong những công tác chính
của công tác quản lý chất lượng vật liệu nói riêng và công tác quản lý chất
lượng công trình nói chung.
1.1.
Các căn cứ pháp lý khẳng định vai trò của thí nghiệm trong
thực tiễn sản xuất.
Theo Luật xây dựng, Điều 76: Quyền và nghĩa vụ của nhà thầ thi công xây
dựng công trình quy định:
Nhà thầu xây dựng phải có nghĩa vụ:
d. Kiểm định vật liệu, sản phẩm xây dựng.
- Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 10 tháng 02 năm 2009 của Chính phủ về
Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình yêu cầu năng lực của tố chức cá

nhân tham gia hoạt động xây dựng như sau:
Tổ chức, cá nhân khi tham gia các lĩnh vực sau đây phải có đủ điều kiện


về năng lực:
a. Lập dự án đầu tư xây dựng công trình;
b. Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;
c. Thiết kế quy hoạch xây dựng;
d. Thiết kế xây dựng công trình;
đ. Khảo sát xây dựng công trình;
e. Thi công xây dựng công trình;
g. Giám sát thi công xây dựng công trình;
h. Thí nghiệm chuyên ngành xây dựng;
i. Kiểm định chất lượng công trình xây dựng;
k. Chứng nhận đủ điều kiện bảo đảm an toàn chịu lực công trình xây
dựng và chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng.
- Quyết định 22/2008/QĐ-BGTVT: Quy chế giám sát trong ngành giao thông
vận tải.
Yêu cầu tư vấn giám sát phải kiểm tra năng lực thí nghiệm trước khi khởi
công,
thi công công
trình.
- Quyết định 14/2008/QĐ-BGTVT: Ban hành Quy định công nhận và quản lý
hoạt động phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng giao thông.
- Quyết định 11/2008/QĐ-BXD: Ban hành Quy định công nhận và quản lý
hoạt động phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng.
- Thông tư 03/2011/TT-BXD: Hướng dẫn hoạt động kiểm định, giám
định và chứng nhận đủ điều kiện đảm bảo an toàn chịu lực, chứng nhận sự
phù hợp về chất lượng công trình xây dựng.
1.2. Vai trò của thí nghiệm đối với công tác nghiên

cứu
a.Nghiên cứu tính chất cơ lý của vật liệu.
Thông qua thí nghiệm, người ta có thể đánh giá được tính chất cơ lý của
vật liệu từ đó đề xuất ứng dụng làm các cấu kiện phù hợp.
Là thống số đầu vào quan trọng cho việc tính toán kết cấu.
Kiểm chứng các loại vật liệu mới và đề xuất hình dạng, kết cấu mới, kết
cấu đặc biệt.
b.Thí nghiệm đo đạc đánh giá cấu kiện, kết cấu mới.
Bổ trợ cho việc tính toán lý thuyết (tính toán cần giả thiết một số tham


s u vo, cú nhiu sai s)
Thc hin o c trờn mụ hỡnh kt hp vi tớnh toỏn lý thuyt giỳp cho
vic ng dng kt cu m bo an ton tit kim.
c.Thớ nghim o c lp trng thỏi ban u, ỏnh giỏ tui th cũn li ca cụng
Trỡnh.
Vic o c ly cỏc thụng tin trng thỏi ban u khng nh cht
lng theo yờu cu ca thit k v l c s theo dừi cht lng cụng trỡnh
theo thi gian.
- Thụng qua o c kim tra hin trng d bỏo tui th cũn li ca cụng
trỡnh.
d.Nghiờn cu iu chnh gi thit lý thuyt.
- Trong khoa hc k thut chuyờn ngnh, trong c hc vt rn bin dng
v c hc cụng trỡnh, vic nghiờn cu lý thuyt cha gii quyt c y
m phi cú kt qu nghiờn cu thc nghim lm c s cho vic ỏnh giỏ
s phự hp ca cỏc gi thit a ra v xỏc nhn giỏ tr ỳng n ca kt qu
nhn c t nghiờn cu lý thuyt.

II. CC PHNG PHP TH NGHIM
2.1.

Đặt vấn đề
Yếu tố ảnh hởng trực tiếp đầu tiên đến chất lợng, khả năng làm việc

và tuổi thọ của công trình là chất lợng của vật liệu sử dụng. Chất lợng đó
đợc thể hiện qua giá trị của các loại cờng độ giới hạn, biến dạng giới hạn,
môđun đàn hồi, tính chất và số lợng các khuyết tật đã tồn tại hoặc xuất hện
mới trên công trình trong quá trình thi công và khai thác.
Các đặc trng về cờng độ biến dạng cũng nh các khuyết tất của vật
liệu là những số liệu và thông tin cần thiết cho cả quá trình thiết kế, chế tạo thi
công và khai thác sử dụng công trình. Để có khả năng thấu hiểu sự làm việc
của công trình, trớc tiên phải tiến hành xác định và đánh giá chất lợng của
vật liệu.
Hiện nay trong kỹ thuật xây dựng, việc khảo sát và xác định các đặc trng
cơ bản của vật liệu bằng thí nghiệm thờng đợc thực hiện theo hai phơng
pháp cơ bản là phơng pháp phá hoại mẫu và phơng pháp thí nghiệm không
phá hoại.
2.2.

Phng phap thi nghim phá hoi mu


Vật liệu khảo sát đã có sẵn hoặc lấy ra từ công trình đợc chế tạo thành
các mẫu thử. Hình dạng và kích thớc của mẫu thử đợc xác định tuỳ theo:
- Cấu tạo vật liệu
- Mục đích thí nghiệm
- Các quy định trong tiêu chuẩn
Các mẫu vật liệu đợc đa vào máy thí nghiệm tơng ứng với trạng thái làm
việc của vật liệu (kéo, nén, uốn, xoắn), cho chịu tác dụng của lực ngoài có giá
trị tăng dần theo từng cấp cho đến lúc mẫu bị phá hoại hoàn toàn. Dới tác

dụng của lực ngoài, vật liệu trong mẫu thử sẽ bị biến dạng tơng ứng với trị
số của ứng suất do các cấp lực tác dụng gây ra trong mẫu. Tơng ứng với mỗi
giá trị của ứng suất, dùng các dụng cụ đo để đo trị số biến dạng tơng đối
trong vật liệu của mẫu thử. Các cặp trị số của ứng suất và biến dạng tơng đối
nhận đợc trong quá trình thí nghiệm phá hoại mẫu cho phép xây dựng một
đờng cong biểu diễn quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khảo
sát và đợc gọi là biểu đồ đặc trng của vật liệu, bởi vì qua đồ thị này có thể
xác định đợc các đặc trng cơ - lý của vật liệu khảo sát.
Biểu đồ vật liệu ( - ) nhận đợc qua quá trình thí nghiệm phá hoại
mẫu thử
thờng là biểu diễn quan hệ giữa ứng suất kép hoặc nén với biến dạng tơng
đối theo một trục dới tác dụng của tải trọg có tốc độ chậm rải, ở môi trờng
nhiệt độ phòng thí nghiệm. Với điều kiện thí nghiệm đó sẽ tạo ra trong mẫu sự
kéo hoặc nén tự do dới ảnh hởng của trờng ứng suất không đổi trên suốt
chiều dài làm việc của mẫu thử. Tuy nhiên, sự làm việc thực tế của vật liệu trên
kết cấu công trình thờng chịu các trạng thái ứng suất phức tạp hơn, không
giống hoàn toàn sự làm việc của vật liệu trong các mẫu thử.
Để có đợc một biểu đồ vật liệu phản ánh đúng đắn trạng thái làm việc
thực tế
của vật liệu trong mẫu là rất phức tạp trong các khâu: phơng pháp thí
nghiệm, kỹ thuật đo và biện pháp xử lý kết quả. Chẳng hạn, khi thí nghiệm và
xử lý kết quả thí nghiệm kéo phá hoại mẫu thử để xác định quan hệ giữa ứng
suất và biến dạng của vật liệu sẽ xảy ra ba trờng hợp sau:
a/ Biểu đồ xây dựng trên quan hệ = f() chịu kéo với giá trị tính toán về ứng
suất và biến dạng tơng đối xuất phát từ tiết diện ban đầu Fo và chiều
dài chuẩn đo ban đầu Lo của mẫu thử.


= P/Fo
= l/Lo

và
Xây dựng biểu đồ (- ) theo phơng pháp này thờng rất đơn giản cho
việc thí nghiệm, nhng thực ra cha phải là biểu đồ phản ánh đúng đắn sự
làm việc của vật liệu (đờng a trên hình 2.18).
b/ Biểu đồ (- ) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất xuất phát từ tiết
diện bị thu hẹp của mẫu thử.
Thực ra trong quá trình chịu kéo, tiết diện của mẫu sẽ không còn giữ
nguyên hình dạng ban đầu mà đã bị thu hẹp lại theo sự phát triển của tải trọng
(đặc biệt trong vùng có eo chảy). Nếu tính toán giá trị của ứng suất theo tiết
diện co thắt ở eo thì sẽ nhận đợc đờng quan hệ (- ) khác với đờng (a)
Đờng quan hệ (- ) đợc xây dựng với = P/Feo và = l/Lo sẽ cho
dạng gần đúng với sự làm việc của vật liệu hơn.

Hình 1. Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất - biến dạng parabol đối với kết
cấu bê tông chịu nén không có kiềm chế
c/ Biểu đồ (- ) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất và biến dạng tơng
đối xuất phát từ tiết diện bị thu hẹp và chiều dài cuối cùng của mẫu thử.
Đờng biểu diễn quan hệ (- ) ở trờng hợp (b) cũng cha phản ánh
đầy đủ mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong mẫu chịu kéo. Thật vậy,
khi giá trị ứng suất trong mẫu tăng (= P/Feo) thì độ giãn dài l của mẫu cúng
sẽ tăng nhanh nhng không rải đầu trên toàn bộ chiều dài Lo ban đầu, mà chỉ
tăng nhanh tại vùng xuất hiện eo chảy.
Nếu xây dựng quan hệ (- ) với ứng suất = P/Feo và biến dạng tơng
đối =leo/Leo thì sẽ nhận đợc đờng c trên hình 2.1. Đờng biểu diễn này


thể hiện đúng đắn mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khảo
sát.
Qua quá trình nghiên cứu các vật liệu xây dựng cho thấy, biểu đồ đặc
trng vật liệu (- ) nhận đợc bằng phơng pháp thí nghiệm phá hoại mẫu

sẽ chịu ảnh hởng trực tiếp các yếu tố sau:
a/ Tốc độ gia tải. Để nhận đợc quan hệ giữa ứng suất và biến dạng sát với
thực tế làm việc của vật liệu, khi tiến hành thí nghiệm kéo phá hoại mẫu bình
thờng, cần khống chế tốc độ gia tải lên mẫu quanh giới hạn 100kG/cm 2/s.
Khi tốc độ gia tải vợt quá giới hạn đó, biểu đồ biến dạng của vật liệu nhận
đợc sẽ cho giá trị giới hạn chảy cao hơn. Ngợc lại, khi thí nghiệm với tốc
độ thấp hơn 100kG/cm2/s, sẽ đợc biểu đồ có giá trị giới hạn chảy thấp hơn
bình thờng. Tuy nhiên giá trị mô đun biến dạng của vật liệu vẫn giữ nguyên
trị số, không chịu ảnh hởng của tốc độ gia tải thí nghiệm. Bởi vậy, tơng
ứng với các tốc độ gia tải ta sẽ đợc một họ đờng cong biến dạng nằm trong
một vùng xác định.
b/ Nhiệt độ môi trờng. Thực tế khảo sát cho thấy, khi tiến hành thí nghiệm
kéo phá hoại mẫu trong môi trờng nhiệt độ khác nhau thì các biểu đồ vật liệu
nhận đợc sẽ khác nhau. Ngoài việc tăng hoặc giảm giá trị giới hạn chảy, khi
tiến hành thí nghiệm trong môi trờng nhiệt độ khác với nhiệt độ bình
thờng thì giá trị của môđun biến dạng của vật liệu cũng thay đổi theo: mô
đun biến dạng của vật liệu sẽ giảm khi nhiệt độ môi trờng tăng và ngợc lại.
c/ Trạng thái ứng suất tác dụng. Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng sẽ
không giống nhau khi các mẫu vật liệu chịu tác dụng của trờng ứng suất
theo hai trục và theo ba trục.
Phơng pháp phá hoại mẫu vật liệu thờng đợc tiến hành trong các
phòng thí nghiệm, ở đây các điều kiện thử nghiệm nh: thiết bị máy móc,
môi trờng và thời gian đều đợc khống chế chuẩn; các số liệu nhận đợc
của phơng pháp thí nghiệm này thờng ít chịu ảnh hởng của các yếu tố
khác, vì vậy kết quả nhận đợc sẽ phản ánh tốt tính chất vốn có của vật liệu.
Khi vật liệu làm việc trên kết cấu công trình thực tế sẽ chịu nhiều yếu tố
ảnh hởng khác làm thay đổi khả năng chịu lực so với các điều kiện chuẩn.
Các phơng pháp phá hoại mẫu thử thờng ít có khả năng xét đến sự thay đổi

đó.
Trên thực tế, để có thể kể đến tất cả những yếu tố ảnh hởng đến sự làm
việc của vật liệu trên công trình thờng dùng các phơng pháp nghiên cứu
bằng cách khảo sát gián tiếp, không phá hoại vật liệu.
2.3.

Phơng pháp thí nghiệm không phá hủy
mẫu.
Phơng pháp thí nghiệm không phá hoại có u điểm là trong quá trình

nghiên cứu vật liệu không bị h hỏng và không đòi hỏi phải giải phóng vật
liệu khỏi trạng thái làm việc thực tế. Ngoài ra, một số các phơng pháp thí
nghiệm không phá hoại còn có khả năng đánh giá chất lợng và phát hiện các
khuyết tật nằm sâu bên trong vật liệu và kết cấu công trình. Vì vậy các
phơng pháp khảo sát vật liệu không phá hoại đợc sử dụng rộng rãi vào
việc đánh giá chất lợng ngay trên kết cấu công trình thực tế.
Phơng pháp không phá hoại thờng giải quyết hai nhiệm vụ cơ bản sau:
- Nhiệm vụ thứ nhất, xác định cờng độ tại nhiều vị trí khác nhau, qua đó
đánh giá
đợc mức độ đồng nhất của vật liệu. Trong phơng pháp không phá hoại, các
tham số đo đợc thực hiện bằng những dụng cụ đo thờng là:
+ Các đại lợng liên quan đến độ cứng H của vật liệu nh kích thớc của
vết hằn trên bề mặt vật liệu, độ nẩy đàn hồi của một vật thể có khối lợng xác
định khi va chạm với mặt ngoài của vật liệu khảo sát ...
+ Các đại lợng liên quan đến độ đặc chắc của vật liệu nh thời gian truyền
sóng siêu âm, tốc độ truyền các sóng dao động đàn hồi cũng nh các sóng dao
động điện từ xuyên qua môi trờng vật liệu nghiên cứu.
Để xác định độ cứng mặt ngoài của vật liệu, thờng dùng các dụng cụ cơ
học nh búa bi, búa có thanh chuẩn, súng bi ... nhằm mục đích tạo nên những
vết lõm trên về mặt vật liệu mà kích thớc của nó đặc trng cho độ cứng của

vật liệu; hoặc các thiết bị bật nẩy đàn hồi mà trị số của khoảng nẩy đàn hồi đó
phản ánh độ cứng của bề mặt vật liệu.
Để xác định độ đặc chắc của môi trờng vật liệu thờng dùng các loại
máy thử bằng âm thanh, siêu âm, các máy rọi tia rơngen, gamma để truyền các
sóng dao động


đàn hồi, các sóng dao động điện từ xuyên qua môi trờng vật liệu để xác định
thời gian truyền sóng (hay tốc độ truyền sóng), giá trị của các tham số này phụ
thuộc vào độ đặc chắc cũng nh cờng độ của vật liệu.
Trong phơng pháp thí nghiệm không phá hoại, để xác định đợc cờng
độ của vật liệu cần phải dùng nguyên lý so sánh chuẩn, tức là từ các số đo
nhận đợc khi thử vật liệu trên kết cấu công trình đa vào đồ thị chuyển đổi
chuẩn để suy ra giá trị của cờng độ vật liệu thực. Chuẩn ở đây là mối quan
hệ giữa cờng độ vật liệu với tham số đo trên dụng cụ đo đợc tiến hành thử
trực tiếp trên mẫu vật liệu trong các
điều kiện tiêu chuẩn. Vì thế trong phơng pháp nghiên cứu này, đồ thị chuyển
đổi chuẩn của mỗi máy đo giữ một vai trò quan trọng trong việc xác định
chính xác giá trị cờng độ vật liệu khảo sát. Khi có đồ thị chuyển đổi đúng thì
mức độ sai lệch của thiết bị đo sẽ giảm và độ chính xác của kết quả đo sẽ tăng.
Việc xây dựng biểu đồ chuyển đổi chuẩn cho mỗi một thiết bị đo là không thể
thiếu đợc và thờng mất rất nhiều công sức. Liên quan đến việc xây dựng
biểu đồ chuẩn này cần phải chế tạo một số lợng lớn các mẫu thử vật liệu;
chẳng hạn, để có đợc mác của bê tông thì chỉ cần có kết quả nén phá hoại
của 3 đến 9 mẫu thử, nhng để nhận đợc một điểm trung bình đặc trng
cho cờng độ của bê tông trên đồ thị chuẩn cần phải tiến hành từ 70 đến 100
thí nghiệm. Vì vậy, để xây dựng một biểu đồ chuẩn cho súng bi hay súng bật
nẩy thì cần phải tiến hành thử từ 700 đến 1000 thí nghiệm phá hoại mẫu.
+ Nhiệm vụ thứ hai và cũng là nhiệm vụ chủ chốt của phơng pháp thí
nghiệm không

phá hoại vật liệu là phát hiện các khuyết tật tồn tại bên trong môi trờng vật
liệu do quá trình chế tạo, do ảnh hởng của các tác động khác bên ngoài hoặc
tải trọng tác dụng. Các khuyết tật đó thờng là lỗ rỗng, bọt khí, vết nứt, sứt
mẻ, lớp vật liệu bên ngoài bị biến chất ... Các khuyết tật này có thể là nguyên
nhân trực tiếp dẫn đến làm giảm tuổi thọ hoặc phá hoại kết cấu công trình. Cho
nên, việc thăm dò, phát hiện và đo đạc xác định kích thớc các khuyết tật tồn
tại trong môi trờng vật liệu là vấn đề quan trọng trong việc đánh giá chất
lợng của kết cấu công trình. Từ nhu cầu đó của thực tế sản xuất, trong lĩnh
vực đo lờng đo hình thành một hệ thống máy móc thiết bị thăm dò và phát
hiện hoàn chỉnh các khuyết tất trong vật liệu, đặc biệt là trong kết cấu kim loại
và đờng hàn. Các loại thiết bị thăm dò khuyết tật này đợc nghiên cứu và
chế tạo theo nhiều cơ sở vật lý khác nhau nh kỹ thuật vô tuyến điện tử, kỹ
thuật điện từ, âm thanh, từ trờng và các tia vật lý phóng xạ ...
Hiện nay trong sản suất, khi khảo sát các đặc trng cơ - lý của vật liệu xây


dựng thờng đợc tiến hành đồng thời cùng một lúc cả hai phơng pháp thí
nghiệm phá hoại và thí nghiệm không phá hoại vật liệu. Kết quả nhận đợc từ
hai phơng pháp này sẽ bồi bổ cho nhau để có đợc những kết luận đánh giá
chất lợng của vật liệu trên công trình với độ tin cậy và chính xác cao.
III/ MT S TH NGHIM DNG TRONG NH GI V KIM
NH CễNG TRèNH:
3.1.Thớ nghim xỏc nh ng nht v cng ca bờ tụng s ng
(TCVN 9334:2012).
Trong phng phỏp kho sỏt khụng phỏ hy cng vt liu, cỏc tham
s
o c xỏc nh thụng qua mt tham s no ú ca vt liu cú liờn quan n
c trng cng nh cng b mt, c chc ca vt liu. Khi o cỏc
i lng liờn quan n cng ca vt liu nh kớch thc vt hng trờn b
mt vt liu, ny n hi ca mt vt th cú khi lng xỏc nh khi va

chm vi mt ngoi ca vt liu kho sỏt, ta thng dựng cỏc dng c c
hc nh bỳa bi, bỳa cú thanh chun, sỳng binhm mc ớch to nờn nhng
vt lừm trờn v mt vt liu m kớch thc ca nú c trng cho cng ca
vt liu hoc cỏc thit b bt ny n hi m tr s ca khong ny n hi ú
phn ỏnh cng ca b mt vt liu.
3.1.1.Phm vi ỏp dng
Sỳng bt ny l phng phỏp thớ nghim giỏn tip: cng nộn ca bờ tụng
c xỏc nh thụng qua vic xỏc nh cng (tr bt ny) ca lp bờ tụng b
mt ca kt cu.
La chn phng phỏp thớ nghim theo tiờu chun TCXD 239:2000.
Khụng ỏp dng tiờu chun ny trong cỏc trng hp sau:


Giỏm nh phỏp lý kim tra cht lng cụng trỡnh;



i vi bờ tụng cú mỏc di 100 v trờn 500;


i vi bờ tụng dựng cỏc loi ct liu ln cú kớch thc trờn 40 mm
(Dmax>40mm);


i vi vựng bờ tụng b nt, r hoc cú cỏc khuyt tt ;


i vi bờ tụng b phõn tng hoc l hn hp ca nhiu loi bờtụng khỏc
nhau;

i vi bờ tụng b hoỏ cht n mũn v bờ tụng b ho hon;



i vi kt cu khi ln nh ng bng sõn bay, tr cu, múng p;

Khụng c dựng tiờu chun ny thay th yờu cu ỳc mu v th mu nộn;


3.1.2Các yêu cầu súng bật nẩy và quy định khi thí nghiệm
* Các súng bật nẩy thường được sử dụng hiện nay để thí nghiệm là súng
SCHMIDT loại N (xem phụ lục D) và các loại có cấu tạo và tính năng tương tự.
* Các súng bật nẩy được dùng để thí nghiệm xác định cường độ bê tông phải
được kiểm định 6 tháng một lần hoặc cộng dồn sau 1000 lần bắn.
Sau mỗi lần hiệu chỉnh hoặc thay chi tiết của súng bật nẩy phải kiểm định lại
súng.
*Việc kiểm định súng bật nẩy được tiến hành trên đe thép chuẩn hình trụ có
khối lượng không nhỏ hơn 10 kg.
Độ cứng của đe thép không nhỏ hơn HB 500. Chỉ số bật nẩy khi kiểm tra trên
đe chuẩn tương ứng với từng loại súng (chỉ số bật nẩy trên đe chuẩn N09
Proceq Thụy Sỹ có giá trị bằng 80 ± 2 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật
nẩy SCHMIDT -N).
* Khi kiểm định súng bật nẩy trên đe chuẩn, độ chênh lệch của từng kết quả thí
nghiệm riêng biệt so với giá trị trung bình của 10 phép thử, không được vượt
quá ±5%. Nếu quá ±5% thì cần phải hiệu chỉnh lại súng bật nẩy.
Giá trị trung bình n’ của 10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi kiểm tra súng để thí
nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá ±2,5%, so với giá trị trung bình n của
10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi xây dựng đường chuẩn. Nếu chênh lệch trong
khoảng 2,6 đến 5% thì kết quả thí nghiệm phải hiệu chỉnh bằng hệ số Kn

Kn =

n
n'

(5)

Trong đó:
n là giá trị bật nẩy trên đe thép chuẩn (khi kiểm tra súng, để thí nghiệm mẫu xây
dựng đường chuẩn);
n’ là giá trị bật nẩy trên đe thép chuẩn (khi kiểm tra súng, để thí nghiệm trên kết
cấu).
*Sau mỗi lần thí nghiệm, súng bật nẩy cần được lau sạch bụi bẩn, cất giữ trong
hộp, để ở nơi khô giáo.
Việc bảo dưỡng và kiểm định do cơ quan chuyên môn có thẩm quyền thực
hiện.
* Thí nghiệm xác định cường độ trên các kết cấu có chiều dày theo phương thí
nghiệm không nhỏ hơn 100 mm.
* Khi tiến hành thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50
mm. Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30
mm. Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu không
nhỏ hơn 30 mm.


* Độ ẩm của vùng bê tông thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 30%
so với độ ẩm của mẫu bê tông khi xây dựng biểu đồ quan hệ R - n. Nếu vượt
quá giới hạn này, có thể sử dụng hệ số ảnh hưởng của độ ẩm khi đánh giá
cường độ bê tông (Phụ lục C).
* Tuổi bê tông của kết cấu ở thời điểm kiểm tra phải được ghi rõ trong báo cáo
thí nghiệm. Loại phụ gia và liều lượng sử dụng trong bê tông cũng phải ghi

trong báo cáo thí nghiệm.
*Bề mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải được đánh nhẵn và sạch bụi, diện
tích mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu không nhỏ hơn 400 cm2.
*Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang (góc α = 00) và
luôn đảm bảo vuông góc với bề mặt của bê tông.
*Nếu trục của súng tạo với phương ngang một góc α thì trị số bật nẩy đo
được trên súng phải hiệu chỉnh theo công thức:

n = nα + ∆ n
(6)
Trong đó:
n là trị số bật nẩy của điểm kiểm tra;
nα là trị số bật nẩy đọc được trên súng;
∆n là trị số hiệu chỉnh theo góc α ;
Bảng 1.a – Trị số hiệu chỉnh theo góc α
∆n

nα
α = + 900

α = + 450

α = - 450

α = - 900

20

-5,4

-3,5

+2,5

+3,4

30

-4,7

-3,1

+2,2

+3,1

40

-3,9

-2,6

+2,0

+2,7

Phương thí nghiệm, trên kết cấu và trên mẫu để xây dựng quan hệ R - n phải
như nhau.
*Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu (hoặc trên các 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 trung bình. Giá trị bật
nẩy xác định chính xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy.
*Giá trị bật nẩy trung bình n của mỗi vùng trên kết cấu được tính theo công
thức:

n = nb ⋅ K n

(7)


Trong ú:
nb l giỏ tr bt ny trung bỡnh ca vựng;
Kn l h s c xỏc nh theo cụng thc (5) khi tớnh cỏc giỏ tr bt ny trung
bỡnh ca tng vựng thớ nghim.
3.2.Thí nghiệm xác định độ mở rộng vết nứt.
Dùng mô phỏng vết nứt để đánh giá ảnh hởng của vết nứt tác động đến
công trỡnh
3.3. Sử dụng thiết bị TML DRA-30A trong đo đạc công trình.
3.4 .Thí nghiệm đánh giá chất lợng bê tông bằng vận tốc xung siêu
âm (TCVN 9357:2012).
Khi súng siờu õm truyn qua mụi trng vt liu bờ tụng c to thnh t
nhiu
vt liu thnh phn nh cỏt, si, ỏ, xi mng,cỏc hin tng phn x, khỳc
x, nhiu x, khuych tỏn xy ra ng thi v c c trng bi s khuych
tỏn nng lng v tc truyn súng trong trng hp ny ph thuc ch
yu vo ng nht, mt ,ca vt liu bờ tụng hay gi chung l cht
lng vt liu bờ tụng. Vỡ vy, khi tin hnh thu nhn súng siờu õm sau khi ó
c truyn qua mt phm vi nghiờn cu cú th ỏnh giỏ c cht lng ca
vt liu bờ tụng trong phm vi truyn súng õm ú. Cht lng ca vt liu bờ
tụng c phn ỏnh trc tip bi cng chu nộn ca loi bờ tụng ú. Vỡ

vy, vn tc truyn súng siờu õm trong cu kin cú quan h vi cng
chu nộn ca bờ tụng trong cu kin. Thụng qua mi quan h ny, chỳng ta cú
th xỏc nh c cng chu nộn ca bờ tụng khi bit c vn tc truyn
súng siờu õm qua cu kin.
3.4.1.Phm vi ỏp dng
Tiờu chun ny hng dn phng phỏp xỏc nh vn tc xung siờu õm ỏnh
giỏ cỏc tớnh cht ca bờ tụng, bờ tụng ct thộp v bờ tụng ct thộp ng sut
trc.
Tiờu chun ny c ỏp dng trong cỏc trng hp sau:
- Xỏc

nh ng nht ca bờ tụng trong mt cu kin hoc gia nhiu cu
kin (iu 8);
- Xỏc

nh s hin din v d oỏn s phỏt trin ca vt nt, xỏc nh cỏc l
rng v cỏc khuyt tt khỏc (iu 9);
- Xỏc

nh s thay i c tớnh ca bờ tụng theo thi gian (iu 10);

- Kim

tra cht lng bờ tụng da trờn mi quan h gia vn tc xung siờu
õm v cng (iu 11);


- Xác

định môđun đàn hỗi tĩnh và hệ số Poisson động của bê tông (Điều 12).

Để đảm bảo độ tin cậy của phương pháp, cần thiết lập trước mối quan hệ giữa
vận tốc xung siêu âm với đặc tính của loại bê tông cần đánh giá dựa trên các
mẫu đúc sẵn hoặc trong quá trình thi công (Điều 11, Điều 12).
Tiêu chuẩn này áp dụng cho bê tông có cường độ
không lớn hơn 60 MPa.
Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho bê tông có cường độ lớn hơn 60 MPa. Khi đó
cần cân nhắc một số yếu tố có ảnh hưởng tới mối quan hệ giữa vận tốc xung và
cường độ như loại và hàm lượng xi măng, các phụ gia, loại và cỡ cốt liệu, các
điều kiện dưỡng hộ, tuổi của bê tông và thận trọng khi xử lý kết quả.
Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với
các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với
tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao
gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và
bảo dưỡng mẫu thử.
TCVN 3115:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích.
TCVN 3118:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén.

3.4.2.Thiết bị, dụng cụ
3.4.2.1.Tổng quát
Các bộ phận chủ yếu của thiết bị bao gồm bộ phận tạo xung điện, một đôi đầu
dò, bộ phận khuếch đại và bộ phận thiết bị điện đếm thời gian giữa thời điểm
lúc xung bắt đầu phát ra từ đầu dò phát và thời điểm xung bắt đầu đến đầu do
thu - lúc mặt trước của xung đầu tiên chạm tới đầu thu. Có hai loại thiết bị
điện đếm thời gian và hiển thị kết quả đếm, một loại dùng màn hình hiện sóng
và hiển thị xung nhận được trên một thang đo thời gian thích hợp, loại kia
dùng bộ đếm thời gian và hiển thị bằng số đọc trực tiếp.
3.4.2.2Các đặc tính

Các thiết bị cần có những đặc tính sau:
a) Có

khả năng đo thời gian truyền qua các độ dài trong phạm vi từ 100 mm
đến 3 000 mm (xem 5.7) với độ chính xác là ± 1%, được xác định theo trình
tự miêu tả ở 5.6.
Xung kích thích có độ dốc không lớn hơn 1/4 chu kỳ dao động của đầu phát
(xem 5.3.2). Điều này nhằm tạo được xung có mặt trước rõ nét.
Khoảng ngắt giữa các xung phải đủ lớn để đảm bảo rằng với các mẫu bê tông
kiểm tra có kích thước nhỏ thì mặt trước của tín hiệu xung nhận được không


bị ảnh hưởng do sự dội lại của các xung đã được tạo ra trong chu kỳ phát
trước đó.
3.4.3. Đầu dò:
3.4.3.1.Loại đầu dò
Các đầu dò có tần số như quy định ở 5.3.2 đều có thể dùng được. Loại đầu dò
điện áp và từ giảo đều dùng được, song, với các dải tần số thấp thì loại đầu dò
từ giảo thích hợp hơn.
3.4.3.2.Tần số của đầu dò
Thông thường tần số của đầu dò nằm trong phạm vi từ 20 KHz đến 150 KHz,
khi quãng đường truyền rất dài có thể dùng loại đầu dò tần số thấp đến 10 KHz
và ngược lại có thể dùng loại đầu dò có tần số đến 1MHz cho vữa và hồ xi
măng. Các đầu dò có tần số từ 50 KHz đến 60 KHz là thông dụng nhất.
3.4.4.Xác định vận tốc xung
3.4.4.1.Cách bố trí đầu dò
Để thực hiện được việc đo vận tốc xung có ba cách đặt đầu dò như sau:
a) Hai

đầu dò đặt trên hai mặt đối diện (truyền trực tiếp);

b) Hai

đầu dò đặt trên hai bề mặt vuông góc (truyền bán trực tiếp);

c) Hai

đầu dò đặt trên cùng một bề mặt (truyền gián tiếp hoặc truyền bề mặt).

Ba cách bố trí đầu dò này được thể hiện trong các Hình 1a, Hình 1b và Hình
1c.

CHÚ THÍCH:
T: Đầu dò phát; R: Đầu dò thu.
Hình 1 - Phương pháp truyền và nhận xung
3.4.4.2.Cách xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền trực tiếp
Nên dùng phương pháp truyền trực tiếp vì nó có ưu điểm là năng lượng


truyền qua giữa hai đầu dò đạt tới mức lớn nhất và do đó độ chính xác của
phép đo vận tốc xung sẽ chỉ bị ảnh hưởng chủ yếu bởi độ chính xác của phép
đo độ dài. Cần phủ lớp đệm càng mỏng càng tốt để tránh hiệu ứng đầu mút
do vận tốc xung khác nhau trong vật liệu đệm và trong bê tông gây nên.
3.4.4.3.Cách xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền bán trực tiếp.
Phương pháp truyền bán trực tiếp có độ nhạy nằm giữa độ nhạy của hai cách
truyền kia, mặc dù trong phương pháp đo này, độ chính xác của phép đo
chiều dài đường truyền có kém hơn nhưng việc lấy khoảng cách giữa tâm hai
mặt đầu dò làm chiều dài đường truyền vẫn đạt độ chính xác cần thiết.
3.4.4.4.Cách xác định vận tốc xung theo phương pháp truyền gián tiếp
Phương pháp truyền gián tiếp được dùng khi bê tông chỉ lộ một bề mặt, khi

cần xác định chiều sâu vết nứt hoặc khi cần xem xét mối quan hệ giữa chất
lượng bề mặt với chất lượng chung của bê tông (Điều 9).
Phương pháp đo này có độ nhạy thấp nhất trong ba cách đo, với cùng một
chiều dài đường truyền cho trước, theo phương pháp đo này, biên độ của tín
hiệu tại đầu thu chỉ bằng 2 % hay 3 % biên độ của tín hiệu khi đo theo
phương pháp truyền trực tiếp. Trên cùng một cấu kiện bê tông, khi đo gián
tiếp thì vận tốc xung thường thấp hơn so với khi đo trực tiếp từ 5 % đến 20
% tùy thuộc chủ yếu vào chất lượng bê tông kiểm tra.
Khi đo gián tiếp, việc xác định chiều dài đường truyền có phần kém chính xác
nên cần thực hiện một loạt các phép đo với các đáy đo khác nhau để hạn chế
nhược điểm này: đầu phát phải được đặt cố định vào mặt bê tông tại điểm x và
đầu thu được đặt ở các điểm xn xa dần điểm x dọc theo một tuyến chọn trước
trên bề mặt bê tông. Thời gian truyền xung tương ứng với các vị trí xn được vẽ
thành những điểm trên biểu đồ, qua đó thấy mối tương quan giữa chúng với đáy
đo tương ứng. Xem ví dụ trên Hình 2 đường b.
Đo độ dốc (tgα) của đường thẳng nhất đi qua các điểm đã vẽ và lấy nó là vận
tốc xung trung bình của bê tông trên tuyến đã chọn. Trên tuyến này, tại những
điểm có sự đột biến về vận tốc thì ở đó có vết nứt bề mặt hoặc có lớp bê tông
bề mặt kém chất lượng (xem 9.4) và vận tốc xung đo được trên đáy đo này chỉ
là cá biệt.


a - Kết quả đối với bê tông có lớp kém chất lượng
dày 50 mm (xem 9.4)

b - Kết quả đối với bê
tông đồng nhất
Hình 2 - Xác định vận tốc xung bằng phương pháp
truyền gián tiếp (bề mặt)
3.4.4.5.Áp đầu dò lên mặt bê tông

Để đảm bảo các xung siêu âm từ đầu phát xuyên qua bê tông rồi phát hiện
được ở đầu thu, phải có sự nối âm tốt giữa bê tông và bề mặt các đầu dò. Để
tiếp âm tốt, bề mặt bê tông cần được tạo đủ phẳng bằng cách dùng chất đệm
truyền âm và đồng thời phải áp mạnh đầu dò lên mặt bê tông. Các chất đệm
thường dùng là dầu mỏ đông, mỡ vô cơ, xà phòng nhẹ, hồ cao lanh, hồ
glycerin… Cần phải đọc số liệu nhiều lần cho đến khi thu được giá trị thời
gian truyền nhỏ nhất
Cần đặt đầu dò lên bề mặt bê tông phía tiếp giáp với ván khuôn hoặc thành
khuôn đúc. Khi phải đo trên bề mặt được tạo hình bằng cách khác (như trát
tay) cần đo trên một tuyến dài hơn so với tuyến đo bình thường. Với bề mặt
không được tạo hình bằng khuôn thì dùng chiều dài đường truyền tối thiểu là
150 mm khi truyền trực tiếp và tối thiểu là 400 mm khi truyền gián tiếp. Khi
bề mặt bê tông quá xù xì và gồ ghề thì phải làm cho phẳng và mài nhẵn vùng
sẽ áp đầu dò. Có thể dùng một số loại chất tạo phẳng như
nhựa epoxy đóng rắn nhanh hoặc vữa trát, song phải đảm bảo sự bám dính tốt
giữa chúng với bề mặt bê tông để xung được truyền hoàn toàn vào bê tông
kiểm tra. Lớp tạo phẳng càng mỏng càng tốt. Nếu lớp này khá dày thì phải kể
đến vận tốc xung trong nó khi tính toán vận tốc xung trong bê trong. Để tránh
những ảnh hưởng rắc rối đến vấn đề tiếp âm tốt giữa đầu dò và bề mặt không
đủ phẳng, cho phép dùng một lớp đệm mỏng và dùng loại đầu dò đặc biệt có
thể phát và nhận xung qua mũi nhọn có đường kính 6 mm. Khi dùng loại đầu
dò đặc biệt, bắt buộc phải chỉnh 0. Khi áp đầu dò không cẩn thận, số đọc sẽ
biến động liên tục, khi áp đầu dò tốt thì số đọc sẽ nhanh chóng ổn định.


3.4.5.Các yếu tố có ảnh hưởng đến việc đo vận tốc xung
3.4.5.1.Tổng quát
Để đảm bảo phép đo vận tốc xung có thể lặp lại và chỉ phụ thuộc và phụ
thuộc chủ yếu vào tính chất của bê tông kiểm tra, cần phải xem xét các yếu tố
ảnh hưởng tới vận tốc và mối quan hệ của các yếu tố đó với đặc tính vật lý

của bê tông.
3.4.5.2.Độ ẩm
Độ ẩm có hai tác động đến vận tốc xung: tác động hóa học và tác động vật lý.
Trong việc thiết lập đường chuẩn nhằm dự đoán cường độ của bê tông, hai tác
động này có vai trò quan trọng. Vận tốc xung đo trên mẫu lập phương được
dưỡng hộ chuẩn và vận tốc xung đo trên một bộ phận kết cấu được chế tạo
cũng bằng loại bê tông ấy có thể khác nhau nhiều. Sự khác nhau này phần lớn
là do điều kiện dưỡng hộ khác nhau tác động lên sự thủy hóa xi măng gây nên,
còn phần nhỏ là do lượng nước tự do trong lỗ rỗng gây nên. Cần xem xét kỹ
các tác động này khi đánh giá cường độ của bê tông.
3.4.5.3.Nhiệt độ của bê tông
Sự thay đổi nhiệt độ của bê tông trong khoảng từ 10 oC đến 30 oC không gây ra
những biến đổi lớn về các đặc trưng cường độ và tính đàn hồi. Việc hiệu chỉnh
kết quả đo vận tốc xung chỉ cần thực hiện đối với khoảng nhiệt độ nằm ngoài
phạm vi này.
3.4.5.4. Chiều dài đường truyền:
Đường truyền phải đủ dài để vận tốc xung đo được không bị ảnh hưởng nhiều
bởi tính không đồng nhất tự nhiên của bê tông. Ngoài những điều quy định
trong 7.5, đường truyền phải dài tối thiểu là 100 mm đối với bê tông dùng cốt
liệu thô là 20 mm và dài tối thiểu là 150 mm đối với bê tông dùng cốt liệu thô
từ 20 mm đến 40 mm. Khi thay đổi chiều dài đường truyền vận tốc xung
không bị ảnh hưởng nhiều, mặc dù nó có xu hướng giảm đôi chút khi chiều
dài đường truyền tăng. Vận tốc xung giảm đi là do khó xác định chính xác
mặt trước của xung và nó phụ thuộc vào phương pháp cụ thể dùng để xác định
mặt trước xung. Sự giảm vận tốc xung này thường nhỏ và nằm trong phạm vị
độ chính xác cho phép khi đo thời gian truyền .
3.4.5.5.Hình dạng và kích thước mẫu
Khi kích thước nhỏ nhất của mẫu kiểm tra nhỏ hơn một giá trị cực tiểu nhất
định thì vận tốc xung sẽ bị giảm nhưng nếu tỉ số giữa chiều dài bước sóng
của xung và cạnh nhỏ nhất của mẫu nhỏ hơn 1 thì mức độ giảm sẽ ít đi. Bảng

2 cho mối quan hệ giữa vận tốc xung trong bê tông, tần số của đầu dò và kích
thước tối thiểu cho phép của cạnh mẫu.
Nếu kích thước tối thiểu này nhỏ hơn chiều dài bước sóng hoặc nếu dùng cách
đo gián tiếp thì dạng lan truyền sóng sẽ thay đổi và vận tốc xung thu được sẽ


khác đi. Khi so sánh các cấu kiện bê tông có kích thước khác nhau nhiều thì
điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.
3.4.5.6.Ảnh hưởng của cốt thép.
3.4.6. Xác định độ đồng nhất của bê tông
Việc đo vận tốc xung cho phép nghiên cứu về độ đồng nhất của bê tông. Để đạt
mục đích này phải lựa
chọn một hệ thống điểm đo phân bố đều trên một bề mặt bê tông nhất định của
kết cấu.
Số lượng điểm kiểm tra phụ thuộc vào kích thước của kết cấu, vào độ chính
xác yêu cầu và tính biến động của bê tông. Khi kết cấu lớn, làm bằng bê tông
khá đồng nhất, nên dùng mạng lưới điểm đo có khoảng cách là 1 m, nhưng khi
cấu kiện nhỏ và bê tông có độ biến động lớn thì cần giảm kích thước lưới
điểm đo. Khi dùng chiều dài đường truyền T không đổi trong suốt quá trình
đo thì có thể sử dụng ngay
giá trị thời gian truyền để đánh giá độ đồng nhất của bê tông mà không cần
phải chuyển đổi qua vận tốc.
Trong thực tế, cách làm này chỉ thích hợp với cách truyền trực tiếp.
Độ đồng nhất của bê tông được biểu diễn dưới dạng một đại lượng thống
kênh độ lệch chuẩn hay hệ số biến động của vận tốc xung đo được trên lưới
đo. Tuy nhiên, chỉ có thể dùng những thông số này để so sánh sự biến động
trong các cấu kiện bê tông có kích thước hoàn toàn giống nhau.
Khi đánh giá tầm quan trọng của độ biến động, cần kể đến những yếu tố có thể
tác động đến bộ phận kết cấu kiểm tra. Ví dụ như sự phân bố ứng suất trong
kết cấu ở điều kiện tải trọng tới hạn hoặc là điều kiện bề mặt kết cấu.

3.4.7.Xác định các khuyết tật
3.4.7.1.Tổng quát
Việc sử dụng vận tốc xung siêu âm để dò tìm và vạch rõ quy mô khuyết tật bên
trong bê tông phải do các
chuyên gia có kinh nghiệm thực hiện.
Nếu chỉ đơn thuần căn cứ vào những kết quả đo vận tốc xung siêu âm mà đưa
ra các kết luận chung là rất nguy hiểm. Các khuyết tật nằm giữa hai đầu dò, có
kích thước lớn hơn bề rộng của đầu dò và lớn hơn bước sóng của xung siêu âm
sẽ làm cho thời gian truyền xung trong bê tông bị kéo dài do xung bị nhiễu xạ
ở những vùng khuyết tật. Hiệu ứng này được sử dụng để xác định vị trí các vết
rạn nứt, các lỗ rỗng hoặc khuyết tật khác có kích thước lớn hơn khoảng 100
mm ở đó sâu khoảng hơn 100 mm. Việc xác định vị trí khuyết tật được căn cứ
trên các đường đồng mức của các xung siêu âm. Tại những chỗ bị nứt nhưng
vẫn gắn kết với nhau do có lực nén (như ở cọc chịu lực) thì xung vẫn truyền
qua được. Nếu vết nứt bị lấp đầy bằng chất lỏng có tính truyền năng lượng


xung nh nc bin thỡ khụng phỏt hin vt
nt bng thit b hin s c m phi o s suy gim nng lng dũ tỡm
vt nt.
3.4.7.2.Dũ tỡm cỏc l rng hoc cỏc hc khớ ln
Trờn phn bờ tụng chu kim tra, t mt li o cú kớch thc ụ li phự
hp vi kớch thc ca l rng. Bng cỏch o thi gian truyn xung gia cỏc
u dũ trờn mng li im o, s nghiờn cu c quy mụ cỏc hc khớ ln
khi nú nm trờn ng truyn xung. Kớch thc ca cỏc hc ny c d
oỏn trờn c s tha nhn rng xung c truyn theo ng ngn nht gia
hai u dũ v i xung quanh cỏc hc khớ ú. Vic d oỏn ny ch cú giỏ tr
khi bờ tụng xung quanh hc khớ l ng nht, chc c v cú th o c
vn tc xung loi bờ tụng ú. Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi xác
định độ đồng nhất và khuyết tật của bê tông.

3.5 Thí nghiệm kiểm tra khuyết cọc tật bằng phơng pháp động biến
dạng nhỏ.
3.5.1. Phạm vi áp dụng
3.5.1.1 Tiêu chuẩn này đợc áp dụng cho cọc móng của công trình xây dựng.
3.5.1.2 Phơng pháp động biến dạng nhỏ đợc áp dụng để phát hiện khuyết tật trên
cọc đơn chế tạo bằng bê tông cốt thép hoặc bằng thép, hạ theo phơng thẳng đứng
hoặc xiên.
3.5.1.3 Không nên sử dụng phơng pháp thí nghiệm này cho cừ ván thép và cho
cọc có trên 1 mối nối và cọc có đờng kính tiết diện lớn hơn 1,5 m.
3.5.1.4 Không sử dụng phơng pháp thí nghiệm này để đánh giá sức chịu tải của
cọc.
Ghi chú:
1) Độ sâu thí nghiệm kiểm tra trong điều kiện thông thờng khoảng 30 lần
đờng kính cọc. Trong trờng hợp một phần thân cọc nằm trong nớc hoặc
trong đất rất yếu, có thể kiểm tra đến độ sâu lớn hơn.
2) Khi có đủ căn cứ, phơng pháp này có khả năng xác định chiều dài cọc và
cờng độ bê tông thân cọc.
3.5.2. Qui định chung
3.5.2.1 Đề cơng thí nghiệm phải đợc lập và đợc phê duyệt trớc khi bắt đầu thí
nghiệm.
3.5.2.2 Ngời thực hiện thí nghiệm phải có chứng chỉ xác nhận năng lực chuyên
môn về thí nghiệm động biến dạng nhỏ do cơ quan có thẩm quyền cấp.
3.5.2.3 Thiết bị thí nghiệm phải là loại chuyên dùng cho công tác kiểm tra cọc
bằng phơng pháp động biến dạng nhỏ. Thiết bị thí nghiệm phải có chứng chỉ
hiệu chuẩn định kỳ 2 năm/lần (nếu nhà cung cấp thiết bị không yêu cầu thời
gian hiệu chuẩn ngắn hơn).
3.5.2.4 Cần kết hợp thí nghiệm biến dạng nhỏ với một số phơng pháp thí nghiệm
khác khi kiểm tra khuyết tật của cọc.
3.5.3. Tiêu chuẩn viện dẫn
TCXDVN 326 : 2004 "Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu "

3.5.4. Thuật ngữ


3.5.4.1 Khuyết tật của cọc (deffect): Biến động của kích thớc hình học hoặc của
mật độ vật liệu cọc.
3.5.4.2 Vận tốc truyền sóng c (wave speed): Vận tốc sóng ứng suất lan truyền
dọc trục cọc phụ thuộc vào tính chất của vật liệu cọc, m / s .
3.5.4.3 Kháng trở của cọc Z (impedance): Là đại lợng xác định theo công thức
Z=

AE
c , kN .s / m , trong đó:
2
E là mô đun đàn hồi của vật liệu cọc, kN / m ;
2

A là diện tích tiết diện ngang của cọc, m ;
c là vận tốc truyền sóng ứng suất dọc trục cọc, m / s .
3.5.4.4 Vận tốc đầu cọc (pile head velocity): Vận tốc theo phơng dọc trục cọc
đo đợc tại đầu cọc khi thí nghiệm biến dạng nhỏ, trong phần tiếp theo của tiêu
chuẩn này đợc gọi tắt là vận tốc.
3.5.4.5 Phơng pháp phản xạ xung (pulse echo method): Phơng pháp phân
tích trong đó số liệu đo vận tốc đợc phân tích dới dạng hàm số của thời
gian.
3.5.4.6 Phơng pháp ứng xử nhanh (transient response method): Phơng pháp
phân tích trong đó vận tốc và xung lực của búa đợc phân tích dới dạng hàm
số của tần số.
3.5.4.7 Phơng pháp tín hiệu phù hợp (signal matching method): Phơng
pháp phân tích mức độ khuyết tật của cọc trong đó độ chính xác của kết
quả đợc đánh giá theo sự phù hợp của vận tốc đầu cọc tính toán với vận tốc

đo đợc tại hiện trờng.
3.5.5. Thiết bị thí nghiệm
3.5.5.1 Thiết bị thí nghiệm gồm 3 bộ phận chính:
a) Thiết bị tạo xung lực;
b) Các đầu đo vận tốc và lực (nếu có);
c) Thiết bị thu và hiển thị tín hiệu.
Ghi chú:
Một số thiết bị thí nghiệm thờng dùng ở Việt Nam đợc giới thiệu trong phụ
lục D.
3.5.5.2 Thiết bị tạo xung lực (va đập): Xung lực có thể đợc tạo bởi các dụng cụ
nh búa cầm tay hoặc quả nặng. Dụng cụ phải tạo xung lực theo phơng dọc trục
cọc với thời gian tác động nhỏ hơn 1 ms và không gây h hỏng cục bộ trên đầu
cọc.
Ghi chú:
Nên sử dụng búa cầm tay có phần đầu búa bằng chất dẻo với trọng lợng
búa khoảng 0,5ữ5 kg.
3.5.5.3 Các đầu đo: Gồm 1 hoặc nhiều đầu đo vận tốc và đầu đo xung lực
(không bắt buộc). Trờng hợp kiểm tra cọc dứơi đài cọc đã thi công cần sử dụng
ít nhất 2 đầu đo vận tốc.
3.5.5.3.1 Đầu đo vận tốc : Vận tốc có thể đợc xác định bằng đầu đo gia tốc,
đầu đo vận tốc hoặc đầu đo chuyển vị. Nếu sử dụng đầu đo gia tốc thì cần
tích phân tín hiệu để xác định vận tốc. Nếu sử dụng đầu đo chuyển vị thì vận tốc
đợc xác định bằng cách vi phân tín hiệu đo.


3.5.5.3.2 Đầu đo lực (không bắt buộc): Đầu đo lực gắn trên dụng cụ tạo xung
phải có khả năng đo xung lực thay đổi theo thời gian.
3.5.5.3.3 Tín hiệu đo vận tốc và lực đợc chuyển về thiết bị thu và hiển thị tín
hiệu bằng dây dẫn tín hiệu có khả năng chống nhiễu.
3.5.5.4. Thiết bị thu và hiển thị tín hiệu: Là thiết bị nhận tín hiệu từ các đầu đo,

thực hiện một số xử lý ban đầu và hiển thị tín hiệu trên màn hình. Yêu cầu đối
với thiết bị này đợc trình bày từ 5.4.1 đến 5.4.5.
3.5.5.4.1 Tín hiệu tơng tự (analog signal) từ các đầu đo đợc chuyển đổi sang tín
hiệu số. Tần số lấy mẫu khi chuyển đổi không nhỏ hơn 30000 Hz. Tín hiệu ứng
với mỗi nhát búa cần đợc lu giữ cùng với mã số tín hiệu, thông tin về cây cọc, hệ
số khuyếch đại, thời gian thí nghiệm.
3.5.5.4.2 Trờng hợp các đầu đo gia tốc đợc sử dụng trong thí nghiệm, tín hiệu
cần đợc hiệu chuẩn và tích phân để xác định vận tốc. Bộ phận thu số liệu cũng
phải có khả năng chỉnh cho vận tốc về 0 trong khoảng thời gian giữa các nhát
búa.
3.5.5.4.3 Nếu sử dụng đầu đo xung lực, bộ phận thu số liệu phải có khả năng cân
bằng về 0 trong khoảng thời gian giữa các nhát búa, hiệu chuẩn và khuyếch đại
số liệu đo lực.
3.5.5.4.4 Bộ phận xử lý ban đầu phải thực hiện chuẩn hoá tín hiệu lực và vận tốc
theo cùng đờng cong ứng xử tần số để tránh sự lệch pha tơng đối và sự chênh
lệch về biên độ.
3.5.5.4.5 Các tín hiệu đo vận tốc và lực (nếu có) đợc hiển thị dới dạng biểu đồ
vận tốc - thời gian và lực - thời gian. Cần đảm bảo là thiết bị có khả năng hiển
thị tín hiệu ứng với nhát búa đợc lựa chọn trong thời gian không ít hơn hơn 30
giây.
3.5.6. Xác định số lợng và vị trí cọc thí nghiệm
3.5.6.1 Số lợng cọc đợc kiểm tra bằng phơng pháp động biến dạng nhỏ đợc xác
định theo yêu cầu của TCXDVN 326:2004. Trờng hợp phát hiện tỷ lệ cọc có
khuyết tật vợt quá 30% số cọc đã kiểm tra thì tăng thêm 50% số cọc thí nghiệm
và nếu tỷ lệ cọc có khuyết tật vẫn vợt quá 30% số cọc đó thì tiến hành kiểm tra
toàn bộ các cọc của công trình.
3.5.6.2 Tất cả các cọc thuộc móng có 1 cọc phải đợc kiểm tra bằng phơng pháp
động biến dạng nhỏ nếu cha đợc kiểm tra bằng phơng pháp khác. Đối với móng
có từ 2 đến 3 cọc, nếu thí nghiệm phát hiện một cọc có khuyết tật thì kiểm tra
các cọc còn lại.

3.5.6.3 Đối với các móng có nhiều cọc, vị trí cọc đợc thí nghiệm nên đợc xác
định theo tầm quan trọng của cây cọc, tình hình thực tế thi công cọc hoặc lựa
chọn một cách ngẫu nhiên.
3.5.7. Thí nghiệm ở hiện trờng
3.5.7.1 Chuẩn bị thí nghiệm
3.5.7.1.1 Đối với cọc nhồi hoặc cọc ống có đổ bê tông lấp lòng cọc thì thời gian
bắt đầu công tác thí nghiệm lấy bằng giá trị lớn hơn của:
a) 7 ngày, kể từ khi kết thúc đổ bê tông;
b) Thời gian để cờng độ bê tông đạt 75% giá trị thiết kế.
3.5.7.1.2 Đầu cọc phải dễ tiếp cận, không đợc ngập nớc, phần bê tông chất lợng
thấp trên đầu cọc phải đợc loại bỏ cho tới lớp bê tông tốt, đất và các phế thải xây
dựng trên bề mặt đầu cọc phải đợc tẩy sạch.
3.5.7.1.3 Số lợng tối thiểu các điểm thí nghiệm trên bề mặt đầu cọc là:


a) 1 điểm đối với cọc D 0,60 m
b) 3 điểm đối với cọc D > 0,60 m (hình 1)
3.5.7.1.4 Trên bề mặt đầu cọc cần mài phẳng các vị trí dự kiến đặt đầu đo vận
tốc và các vị trí tạo xung lực (gõ búa).
Ghi chú: Nên dùng dụng cụ cầm tay để mài phẳng các vị trí đo, phạm vi
mài phẳng quanh mỗi vị trí đo có đờng kính khoảng 10 đến 15 cm.

Hình 1 - Sơ đồ bố trí các điểm đo
3.5.7.2. Lắp đặt thiết bị đo
3.5.7.2.1 Việc lắp đặt đầu đo vận tốc trên đầu cọc phải đảm bảo cho trục của
đầu đo song song với trục của cọc. Nên sử dụng vật liệu đệm nh sáp, va-dơ-lin,
v.v., để đảm bảo sự tiếp xúc giữa đầu đo và bề mặt đầu cọc. Bề dày của lớp vật
liệu đệm càng mỏng càng tốt.
3.5.7.2.2 Sau khi nối các đầu đo vào bộ phận ghi tín hiệu cần kiểm tra hoạt
động của thiết bị. Nếu phát hiện thiết bị hoạt động không bình thờng thì phải

dừng thí nghiệm.
3.5.7.3 Đo sóng
3.5.7.3.1 Xác định các tham số làm việc cho thiết bị trên cơ sở các đặc tính của
cây cọc thí nghiệm. Có thể đo thử một vài nhát búa để điều chỉnh các tham số.
3.5.7.3.2 Lần lợt tiến hành gõ và đo sóng tại các điểm đã định trên bề mặt đầu
cọc. Búa phải đợc gõ để tạo ra xung lực theo phơng dọc trục cọc. Tại mỗi điểm
cần thực hiện phép đo cho ít nhất 3 nhát búa.
3.5.7.3.3 Trớc khi thí nghiệm mỗi cây cọc nên sơ bộ kiểm tra chất lợng tín hiệu.
Biểu đồ vận tốc thu đợc tại mỗi điểm trên bề mặt đầu cọc phải có dạng tơng tự.
Những biến đổi bất thờng của dạng biểu đồ tín hiệu có thể do hoạt động không
bình thờng của thiết bị đo, h hỏng cục bộ gần bề mặt cây cọc hoặc sai sót trong
thao tác của ngời thí nghiệm.
3.5.Ghi chú:
1.
Trên mỗi điểm thí nghiệm, những tín hiệu có dạng khác tín hiệu đặc trng
của điểm đó thì cần đợc loại bỏ trớc khi lấy giá trị trung bình để phân
tích.
2.
Nếu nhận định nguyên nhân làm chất lợng số liệu không đạt yêu cầu là
do thiết bị đo thì phải dừng thí nghiệm để sửa chữa hoặc hiệu chỉnh lại
thiết bị.
7.3.4 Cùng với việc đo sóng cần thu thập các số liệu hiện trờng có liên quan đến
cọc thí nghiệm, cụ thể là:


a)
b)
c)
d)

Số hiệu cây cọc thí nghiệm;
Đờng kính và chiều dài của cọc theo thiết kế và hoàn công;
Điều kiện đất nền;
Đờng kính và chiều dài ống chống (casing), ống chống tạm hay để lại
vĩnh viễn;
e) Ngày đổ bê tông, biểu đồ khối lợng đổ bê tông theo độ sâu, phơng
pháp đổ bê tông;
f) Vị trí tạo xung và vị trí đặt đầu đo vận tốc;
g) Cao độ đầu cọc tại thời điểm thí nghiệm;
h) Các biên bản hiện trờng theo dõi quá trình thi công cọc.
3.5.8. Phân tích tín hiệu
3.5.8.1 Mục đích của phân tích tín hiệu là phát hiện dấu hiệu của khuyết tật, xác
định vị trí và dự báo mức độ của khuyết tật. Việc phân tích có thể đợc thực hiện
theo phơng pháp phản xạ xung, phơng pháp ứng xử nhanh hoặc phơng
pháp "tín hiệu phù hợp".
3.5.8.2 Phân tích theo phơng pháp phản xạ xung: Phơng pháp này xác định độ
sâu có thay đổi kháng trở trên cơ sở số liệu đo vận tốc ở đầu cọc. Thông thờng
trong thí nghiệm xung biến dạng nhỏ chỉ cần phân tích theo phơng pháp này là
đủ. Việc phân tích đợc thực hiện theo các bớc từ 8.2.1 đến 8.2.3.
3.5.8.2.1 Biểu diễn số liệu đo
Số liệu đo đợc biểu diễn dới dạng biểu đồ vận tốc - thời gian (hình 2), trong đó
trục tung của biểu đồ là biên độ sóng và trục hoành là trục của thời gian hoặc độ
sâu. Khuyếch đại tín hiệu sao cho biên độ sóng phản xạ từ mũi cọc đợc hiển
thị với biên độ tơng đơng biên độ sóng ban đầu. Nên áp dụng hệ số khuyếch
đại dạng hàm số mũ với trị tăng theo thời gian.

Hình 2 - Biểu đồ vận tốc
3.5.8.2.2 Xác định biểu đồ sóng đặc trng
Biểu đồ sóng đặc trng đợc xác định từ kết quả thí nghiệm các cọc có cùng đờng
kính, chiều dài, vật liệu và đợc hạ trong cùng điều kiện đất nền. Xác định biểu

đồ sóng đặc trng theo trình tự sau:
a) Quan sát tất cả các biểu đồ thí nghiệm của các cây cọc đã thí nghiệm, sơ bộ
nhận dạng các đặc tính chung của biểu đồ sóng. Tham khảo kết quả khảo


sát địa chất công trình để đánh giá ảnh hởng của điều kiện đất nền đối với
ứng xử của các cọc thí nghiệm;
b) Loại bỏ các cây cọc có dạng sóng đột biến;
c) Lấy giá trị trung bình của số liệu đo của các cây cọc có biểu đồ sóng tơng
tự. Biểu đồ sóng trung bình đợc lấy làm biểu đồ đặc trng của các cây cọc
thí nghiệm.
3.5.8.2.3 Phân tích số liệu đo
Việc phân tích số liệu đo đợc thực hiện cho từng cây cọc thí nghiệm theo trình
tự sau:
a) So sánh dạng của biểu đồ sóng vận tốc của mỗi cây cọc với biểu đồ sóng
đặc trng, từ đó xác định các cây cọc nghi ngờ có khuyết tật thể hiện bởi
sóng phản xạ cùng hớng với sóng ban đầu trong khoảng độ sâu từ đầu cọc
tới mũi cọc;
b) Xác định dấu hiệu của phản xạ từ mũi cọc;
c) Có thể đánh giá cọc không có khuyết tật khi đáp ứng các điều kiện:
-

d)

Không xảy ra thay đổi đột ngột của biên độ sóng cùng hớng với
sóng ban đầu từ các độ sâu nhỏ hơn độ sâu mũi cọc;

- Sóng phản xạ từ mũi cọc đợc quan sát rõ.
Trờng hợp quan sát thấy sóng phản xạ từ các độ sâu nhỏ hơn chiều dài cọc
theo cùng hớng với sóng ban đầu và phản xạ từ mũi cọc không quan sát đợc

thì cây cọc có khả năng có khuyết tật ở độ sâu:
x=

ct
2

(1)
trong đó:
x là khoảng cách từ đầu cọc đến độ sâu phát sinh phản xạ cùng hớng với
sóng vận tốc ban đầu, m;
t

là khoảng thời gian kể từ khi xung tác động vào đầu cọc đến khi sóng
phản xạ trở lại đầu cọc, s;
c là vận tốc truyền sóng trong cọc, m/s, xác định theo phơng pháp trình
bày trong phụ lục B.
3.5.8.3 Phân tích theo phơng pháp ứng xử nhanh: Phơng pháp này phân tích số
liệu đo vận tốc và xung lực theo tần số (xem phụ lục A). Việc phân tích đợc thực
hiện theo các bớc từ 8.3.1 và 8.3.2.
3.5.8.3.1 Biểu diễn số liệu đo
Kết quả đo đợc thể hiện dới dạng biểu đồ quan hệ giữa độ dẫn nạp, M , và
tần số dao động, f (Hình 3).


Hình 3 - Biểu đồ độ dẫn nạp của cọc
3.5.8.3.2 Phân tích số liệu đo
Việc phân tích số liệu đo đợc thực hiện cho từng cây cọc thí nghiệm theo trình
tự sau:
a)
Quan sát biểu đồ độ dẫn nạp của cọc, xác định các tần số trội cách

đều;
b)
Xác định các tần số ứng với các cực trị nêu trên và ;
e)
Tính toán độ sâu phát sinh sóng phản xạ theo công thức:
x=

(2)

c
2 f

trong đó:
f

là chênh lệch về tần số giữa 2 tần số trội liên tiếp, Hz;
c và x có ý nghĩa nh trong công thức (1).
3.5.8.4 Phân tích theo phơng pháp "tín hiệu trùng phù hợp": Số liệu đo có thể
đợc phân tích bằng phần mềm theo thuật toán tín hiệu trùng phù hợp để định lợng mức độ khuyết tật của cọc (xem phụ lục A). Cần kết hợp kết quả phân tích
bằng phơng pháp này với các thông tin về thiết kế và thi công cọc và điều kiện
đất nền để đánh giá mức độ nguyên vẹn của cọc.