Bài giảng Bài 10: Kiểm định và đánh giá chất lượng kết cấu cầu và đường giao thông

BÀI 10 : KIỂM ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG<br /> KẾT CẤU CẦU VÀ ĐƯỜNG GIAO THÔNG<br /> GS.TS NGUYỄN VIẾT TRUNG - ĐH GTVT)<br /> a. kiÓm ®Þnh, ®¸nh gi¸ chÊt l-îng kÕt cÊu cÇu<br /> 1. ®Æt vÊn ®Ò.<br /> 1.1. Kh¸i niÖm chung<br /> * Môc ®Ých:<br /> §¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng cña c«ng tr×nh ®ang ®-îc khai th¸c. Trªn c¬ së ®ã x©y dùng c¸c khuyÕn<br /> c¸o (®Ò nghÞ) vÒ viÖc tiÕp tôc sö dông c«ng tr×nh.<br /> * Yªu cÇu:<br /> - CÇn ph¶i nghiªn cøu kü tÊt c¶ c¸c hå s¬ kü thuËt cña c«ng tr×nh cßn ®-îc l-u tr÷ tr-íc khi<br /> tiÕn hµnh kiÓm tra.<br /> - ViÖc kiÓm tra cÇn ®-îc tiÕn hµnh ®èi víi tÊt c¶ c¸c bé phËn c«ng tr×nh nh»m thu thËp c¸c sè<br /> liÖu tin cËy vÒ sù lµm viÖc cña c«ng tr×nh.<br /> * T¸c dung cña c«ng t¸c kiÓm tra:<br /> Trªn c¬ së c¸c sè liÖu kiÓm tra (chÈn ®o¸n kü thuËt c«ng tr×nh) ng-êi ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®-îc<br /> hiÖn tr¹ng chÊt l-îng c«ng tr×nh, x¸c ®Þnh ®-îc n¨ng lùc chÞu t¶i, kh¶ n¨ng tiÕp tôc sö dông còng<br /> nh- ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p kü thuËt nh»m n©ng cao ®é tin cËy vµ tuæi thä hoÆc ®-a ra nh÷ng chÕ ®é<br /> thay ®æi viÖc khai th¸c c«ng tr×nh.<br /> 1.2. mét sè tiªu chuÈn kü thuËt cã liªn quan<br /> 1 Quy tr×nh thö nghiÖm cÇu<br /> 2 Quy tr×nh kiÓm ®Þnh cÇu trªn ®-êng « t«<br /> 3 Quy tr×nh kü thuËt kiÓm ®Þnh cÇu ®-êng s¾t<br /> 4 Cäc khoan nhåi<br /> Quy tr×nh thi c«ng vµ nghiÖm thu dÇm cÇu bª t«ng dù øng<br /> 5<br /> lùc<br /> 6 Quy tr×nh thi c«ng vµ nghiÖm thu cÇu cèng<br /> 7 Quy tr×nh thÝ nghiÖm bª t«ng xi m¨ng<br /> 8 Gèi cÇu cao su cèt b¶n thÐp<br /> 9 Hµn cÇu thÐp - Yªu cÇu kü thuËt vµ kiÓm tra<br /> 10 Bu l«ng c-êng ®é cao dïng cho cÇu thÐp<br /> C«ng tr×nh giao th«ng trong vïng cã ®éng ®Êt – Tiªu<br /> 11<br /> chuÈn thiÕt kÕ<br /> Quy tr×nh thi c«ng vµ nghiÖm thu dÇm cÇu thÐp liªn kÕt<br /> 12<br /> b»ng bu l«ng c-êng ®é cao<br /> X-1<br /> <br /> 22 TCN 170 - 1987<br /> 22 TCN 243 - 1998<br /> 22 TCN 258 - 1999<br /> 22 TCN 257 - 2000<br /> 22 TCN 247 - 1998<br /> 22TCN -266- 2000<br /> 22 TCN 60 - 1984<br /> 22 TCN 217 - 1994<br /> 22 TCN 280 - 2001<br /> 22 TCN 204-91<br /> 22TCN 221-95<br /> 22 TCN 24-84<br /> <br /> 13<br /> 14<br /> 15<br /> 16<br /> 17<br /> 18<br /> 19<br /> 20<br /> 21<br /> 22<br /> <br /> S¬n dïng cho cÇu thÐp vµ kÕt cÊu thÐp<br /> Quy tr×nh thÝ nghiÖm ®é bÒn cña vËt liÖu vµ kÕt cÊu chÞu t¶i<br /> träng ®éng<br /> S¬n cÇu thÐp vµ kÕt cÊu thÐp - Quy tr×nh thi c«ng vµ<br /> nghiÖm thu<br /> Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu<br /> Quy tr×nh thÝ nghiÖm c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®¸<br /> ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c-êng ®é BTXM<br /> Bª t«ng nÆng - lÊy mÉu, chÕ t¹o vµ b¶o d-ìng mÉu thö<br /> Bª t«ng nÆng – ph-¬ng ph¸p thö ®é sôt<br /> Quy tr×nh ph©n tÝch n-íc dïng trong c«ng tr×nh giao th«ng<br /> Quy tr×nh thÝ nghiÖm ph©n tÝch nhanh thµnh phÇn h¹t cña<br /> ®Êt trong ®iÒu kiÖn hiÖn tr-êng<br /> <br /> 22 TCN 235-97<br /> 22 TCN 71-84<br /> 22 TCN 253-98<br /> 22TCN 272-05<br /> 22 TCN 57 - 84<br /> TCVN 3118 - 1993<br /> TCVN 3105 - 1993<br /> TCVN 3106 - 1993<br /> 22 TCN 61 - 84<br /> 22 TCN 66 - 84<br /> TCVN 337 - 86<br /> ®Õn TCVN 346 - 86<br /> TCVN 4376 - 86<br /> TCVN 1770<br /> ®Õn TCVN 1772 - 87<br /> TCVN 139 - 91<br /> TCVN 4506 - 87;<br /> TCVN 2655 ®Õn 2671 - 78<br /> TCVN 2682- 92, TCVN 4029<br /> - 85 ®Õn 4032 - 85<br /> TCVN 141 - 86<br /> TCVN 144 - 86<br /> TCVN 4787 - 89<br /> TCVN 5747 - 93<br /> <br /> 23<br /> <br /> C¸t x©y dùng<br /> <br /> 24<br /> <br /> C¸t x©y dùng - ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh hµm l-îng mica<br /> <br /> 25<br /> <br /> C¸t, ®¸, sái x©y dùng<br /> <br /> 26<br /> <br /> C¸t tiªu chuÈn ®Ó thö xi m¨ng<br /> <br /> 27<br /> <br /> N-íc cho bª t«ng vµ v÷a<br /> <br /> 28<br /> <br /> Xi m¨ng<br /> <br /> 29<br /> 30<br /> 31<br /> 32<br /> <br /> ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hµm l-îng SO3 trong xi m¨ng<br /> ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hµm l-îng mÊt khi nung xi m¨ng<br /> Xi m¨ng<br /> §Êt x©y dùng<br /> §Êt x©y dùng - Ph-¬ng ph¸p chØnh lý thèng kª c¸c kÕt qu¶<br /> 20 TCN 74 - 87<br /> tÝnh chÊt c¬ - lý cña ®Êt<br /> §Êt x©y dùng - qui ph¹m thi c«ng vµ nghiÖm thu<br /> TCVN 4447 - 87<br /> <br /> 33<br /> 34<br /> <br /> 2. kh¶o s¸t s¬ bé<br /> 2.2- c«ng t¸c ®o ®¹c theo dâi cÇu<br /> 2.2.1- theo dâi t×nh h×nh lßng s«ng d-íi cÇu.<br /> Do ®iÒu kiÖn lÞch sö ®Ó l¹i, c¸c s«ng ë miÒn B¾c th-êng cã ®ª viÒn hai bªn bê, c¸c s«ng ë miÒn<br /> Nam vµ miÒn Trung th-êng kh«ng cã ®ª nªn n-íc ch¶y trµn bê khi cã lò. §iÒu kiÖn nµy ¶nh h-ëng<br /> ®Õn chÕ ®é dßng ch¶y vµ c¸c hiÖn t-îng xãi mßn, båi ®¾p ë c¸c khu vùc cÇu víi c¸c ®Æc ®iÓm kh¸c<br /> nhau ë mçi miÒn ®Êt n-íc. Ng-êi qu¶n lý cÇu cÇn l-u ý vÊn ®Ò nµy.<br /> B×nh th-êng lßng s«ng d-íi cÇu Ýt cã biÕn ®éng, nh-ng nh÷ng n¨m gÇn ®©y do n¹n ph¸ rõng<br /> bõa b·i vµ c¸c biÕn ®éng thêi tiÕt khiÕn cho c¸c ®iÒu kiÖn thuû v¨n ë c¸c miÒn ®Òu kh¸c tr-íc, g©y ra<br /> nh÷ng thay ®æi t×nh h×nh lßng s«ng d-ìi cÇu. V× vËy sau hoÆc trong nh÷ng mïa lò cÇn ph¶i theo dâi<br /> nh÷ng biÕn ®æi cña lßng s«ng d-ìi cÇu, ®Æc biÖt ®èi víi cÇu lín vµ cÇu trung.<br /> X-2<br /> <br /> Nh÷ng nguyªn nh©n lµm thay ®æi tr¹ng th¸i lßng s«ng d-ìi cÇu lµ:<br /> - KhÈu ®é cÇu kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng tho¸t lò.<br /> - C«ng tr×nh ®iÒu chØnh lßng s«ng kh«ng cã hoÆc kh«ng ®¸p øng yªu cÇu.<br /> - M¸i dèc ®-êng vµo cÇu, nãn mè ®Çu cÇu kh«ng ®-îc gia cè ®ñ mức cÇn thiÕt ®Ó chèng xãi<br /> lë.<br /> - Cã nh÷ng c«ng tr×nh nµo ®ã míi ®-îc x©y dùng ë th-îng l-u hoÆc h¹ l-u g©y ¶nh xÊu ®Õn<br /> chÕ ®é dßng ch¶y.<br /> §Ó ph¸t hiÖn ®óng nguyªn nh©n cÇn ph¶i cã c¸c tµi liÖu thèng kª nhiÒu n¨m vÒ sè liÖu ®o ®¹c<br /> mÆt c¾t lßng s«ng vµ chÕ ®é thuû v¨n cÇu (c¸c mùc n-íc, c¸c l-u tèc, h-íng dßng ch¶y chÝnh v.v..).<br /> §Ó ®o ®¹c mÆt c¾t ngang s«ng d-íi cÇu th-êng c¸ch 25m vÒ phÝa th-îng l-u còng nh- h¹ l-u<br /> cÇu vµ chÝnh trôc däc cÇu cÇn ph¶i ®o vÏ. Thêi ®iÓm ®o nªn ë tr-íc vµ sau mçi mïa lò. NÕu ph¸t<br /> hiÖn cã t×nh tr¹ng xãi côc bé nhiÒu ë quanh trô th× ph¶i ®o nhiÒu ®iÓm ë ®ã. Nãi chung nÕu cÇu dµi<br /> qu¸ 50m th× c¸c ®iÓm ®o th-êng c¸ch nhau chõng 10m. NÕu cÇu ng¾n h¬n 50m th× ®o c¸ch qu·ng<br /> 5m. NÕu cÇu cã kÕt cÊu nhÞp giµn nªn th¶ c¸c d©y ®o tõ c¸c ®iÓm nót giµn cho thô©n tiÖn ®o vµ vÏ.<br /> Cã thÓ ®o tõ kÕt cÊu nhÞp hay tõ thuyÒn b»ng ph-¬ng ph¸p nµo thuËn tiÖn, ®ñ chÝnh x¸c. Nãi<br /> chung ë ViÖt Nam th-êng ®o b»ng c¸ch buéc vËt nÆng. NÕu cã m¸y ®o s©u b»ng thuû ©m th× hiÖn ®¹i<br /> h¬n vµ nhanh h¬n. Lo¹i m¸y nµy ®o thêi gian ph¶n håi cña sãng ©m thanh ph¸t ra h-íng xuèng ®¸y<br /> s«ng, tõ ®ã suy ra ®é s©u cña lßng s«ng. NÕu dïng d©y ®o th× nªn ®¸nh dÊu c¸ch qu·ng 20cm trªn<br /> d©y. §Ó ®Þnh ®óng vÞ trÝ ®iÓm ®o khi ®o tõ thuyÒn cã thÓ c¨ng mét d©y th¼ng ngang s«ng nÕu s«ng<br /> nhá hoÆc dïng phÐp ®o kiÓu toµn ®¹c víi m¸y kinh vÜ trªn bê vµ mÝa dùng trªn thuyÒn. KÕt qu¶ ®o<br /> sÏ ®-îc vÏ theo d¹ng mÉu nh- h×nh vÏ 1.1<br /> 2.2.2- ®o ®¹c kÝch th-íc h×nh häc.<br /> Môc ®Ých c«ng t¸c nµy lµ ®o vµ lËp l¹i c¸c b¶n vÏ mÆt b»ng, tr¾c däc cÇu, c¸c mÆt c¾t ngang<br /> ®Æc tr-ng thùc tÕ cña c¶ cÇu nãi chung còng nh- cña tõng bé phËn trong kÕt cÊu nhÞp, mè trô, mãng,<br /> ®-êng ®Çu cÇu, c¸c c«ng tr×nh phô kh¸c..<br /> Ph¶i c¨n cø vµo c¸c tµi liÖu míi ®o vÏ nµy c¸c tµi liÖu thiÕt kÕ hoÆc hoµn c«ng còng nh- c¸c tµi<br /> liÖu kiÓm ®Þnh cò ®Ó ®¸nh gi¸ vÞ trÝ chÝnh x¸c cña c¸c bé phËn cÇu trong kh«ng gian vµ chÊt l-îng<br /> cÇu. Tõ ®ã nhËn xÐt c¸c nguyªn nh©n h- háng, sù chuyÓn vÞ hay biÕn d¹ng cña c¸c bé phËn cÇu theo<br /> thêi gian.<br /> 2.2.2.1- §o cao ®é.<br /> Ph¶i cao ®¹c b»ng c¸c m¸y cao ®¹c cã ®é chÝnh x¸c trung b×nh, sai sè trung ph-¬ng ± 4mm<br /> trªn 1km.<br /> <br /> X-3<br /> <br /> Lp=55.0<br /> <br /> Lp=55.0<br /> <br /> MNCN<br /> <br /> MNTN<br /> <br /> Mùc n­íc<br /> <br /> Cù ly lÎ<br /> <br /> CN<br /> <br /> Cao ®é<br /> lßng s«ng<br /> <br /> TN<br /> <br /> H×nh 2.1. MÆt c¾t ngang lßng s«ng d-íi cÇu<br /> §èi víi nh÷ng cÇu mµ qua ®iÒu tra ph¸t hiÖn ®ang biÕn d¹ng lín vµ cã nhiÒu nghi vÊn cÇn<br /> dïng lo¹i m¸y cao ®¹c ®é chÝnh x¸c cao nh- Ni - 004 víi sai sè trung ph-¬ng ± 5mm trªn 1 km.<br /> Ph¶i ®o Ýt nhÊt 2 lÇn tõ c¸c cäc mèc kh¸c nhau ®Ó gi¶m sai sè. Trong sè ®o ®¹c cÇn ghi râ ®iÒu<br /> kiÖn ®o: thêi tiÕt, nhiÖt ®é khÝ quyÓn v.v..<br /> C¸c vÞ trÝ ®Æt mia ®-îc ®¸nh dÊu s¬n ®á vµ ghi chó trong b¶n vÏ còng nh- b¶n thuyÕt minh<br /> c«ng t¸c cao ®¹c.<br /> C¸c giµn chñ ®-îc cao ®¹c ë m¹ giµn th-îng l-u còng nh- giµn h¹ l-u. Mia ph¶i ®-îc ®Æt t¹i<br /> c¸c vÞ trÝ t-¬ng øng cña mäi nót ®· ®-îc ®¸nh dÊu tr-íc b»ng s¬n. VÝ dô: cïng ®Æt mia lªn c¸c tÊm<br /> n»m ngang cña b¶n c¸ch c¸c dÇm ngang s¸t b¶n nót giµn.<br /> C¸c tÊm bª t«ng cèt thÐp ®-îc cao ®¹c Ýt nhÊt t¹i 3 mÆt c¾t ®Æc tr-ng (gi÷a nhÞp, trªn gèi).<br /> Trong mçi mÆt c¾t ph¶i cao ®¹c 2 ®iÓm bªn phÝa th-îng l-u vµ phÝa h¹ l-u.<br /> NÕu t¹i c¸c chç dù ®Þnh ®Æt mia trªn kÕt cÊu nhÞp thÐp mµ sè l-îng tÊm b¶n thay ®æi kh¸c nhau<br /> hoÆc cã b¶n ®Öm kh¸c nhau th× ph¶i ghi chó ®Ó xö lý kÕt qu¶ ®o sÏ qui ®æi theo cïng mét møc<br /> chuÈn.<br /> Ph¶i cao ®¹c mäi giµn chñ, dÇm phÇn xe ch¹y, bÖ kª gèi, ®Ønh 2 ray chÝnh ë c¸c ®iÓm ®Æc<br /> tr-ng ®· chän tr-íc.<br /> KÕt qu¶ cao ®¹c ph¶i ®-îc vÏ thµnh b¶n vÏ tr¾c däc. Cã thÓ vÏ chËp tõng cÆp c¸c bé phËn<br /> gièng nhau cña phÝa h¹ l-u vµ phÝa th-îng l-u ®Ó ph©n biÖt nhËn xÐt sù biÕn d¹ng cña kÕt cÊu.<br /> <br /> X-4<br /> <br /> C¨n cø vµo tr¾c däc vµ mÆt b»ng ®· ®o vÏ ®-îc cã thÓ ®-a ra c¸c nhËn xÐt trªn c¬ së nh÷ng gîi<br /> ý sau ®©y:<br /> - H×nh d¹ng ®Òu ®Æn cña tr¾c däc cã ®é vång x©y dùng chøng tá lµ kÕt cÊu nhÞp cã chÊt l-îng<br /> tèt.<br /> - H×nh d¹ng nhÊp nh«, g·y khóc cña tr¾c däc cã thÓ do sai sãt lóc thi c«ng, chÕ t¹o vµ lóc l¾p<br /> dùng kÕt cÊu nhÞp, hoÆc do biÕn d¹ng qu¸ møc trong qu¸ tr×nh khai th¸c cÇu.<br /> - NÕu cã c¸c tµi liÖu ®o vÏ cò t-¬ng tù th× ph¶i so s¸nh ®Ó xem cã sù chªnh lÖch qu¸ lín gi÷a<br /> c¸c lÇn ®o th× cÇn t×m nguyªn nh©n vµ ®Ò xuÊt c¸ch kh¾c phôc. NÕu chªnh lÖch Ýt còng cÇn ph©n tÝch<br /> nguyªn nh©n vµ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng khai th¸c cÇu liªn tôc.<br /> 2.2.2.2 §o vÏ mÆt b»ng.<br /> 2.2.2.2.1 §o vÏ mÆt b»ng kÕt cÊu nhÞp.<br /> §Ó ®o vÏ mÆt b»ng kÕt cÊu nhÞp vµ ®-êng ray trªn ®ã còng nh- cña mè trô vµ ®-êng ®Çu cÇu,<br /> ph¶i dïng m¸y kinh vÜ cã sai sè kh«ng qu¸ ±15”, th-íc thÐp, m¸y ®o dµi kiÓu ¸nh s¸ng...<br /> Quy -íc ®o trôc däc kÕt cÊu nhÞp lµ ®-êng ®i qua ®iÓm cña hai dÇm ngang hai ®Çu nhÞp.<br /> MÆt b»ng cña kÕt cÊu nhÞp th-êng ®-îc vÏ theo c¸c vÞ trÝ t©m nót giµn ë ®é cao cã mÆt ph¼ng<br /> phÇn xe ch¹y. Khi cã ®iÒu kiÖn nªn ®o c¶ mÆt b»ng cña hai mÆt ph¼ng biªn trªn vµ biªn d-íi cña<br /> giµn. Tõ ®ã sÏ ph©n tÝch møc ®é biÕn d¹ng ngang cña kÕt cÊu d-íi t¸c dông cu¶ tÜnh t¶i.<br /> Sau khi ®o vÏ mÆt b»ng giµn chñ nÕu ph¸t hiÖn thÊy c¸c lç sai lÖch ®ét ngét cña c¸c nót giµn<br /> riªng lÎ nµo ®ã cã víi vÞ trÝ thiÕt kÕ cña nã th× cÇn kiÓm tra kü bæ sung ngay vÒ t×nh tr¹ng hÖ liªn kÕt<br /> däc vµ hÖ liªn kÕt ngang cña giµn chñ.<br /> Khi kiÓm tra ph¸t hiÖn c¸c sai lÖch lín cña vÞ trÝ c¸c bé phËn kÕt cÊu nhÞp trªn mÆt b»ng th× cÇn<br /> kiÓm to¸n ¶nh h-ëng cña c¸c sai lÖch ®ã ®Õn ®iÒu kiÖn chÞu lùc (sù qu¸ t¶i) cña c¸c bé phËn kÕt cÊu.<br /> Riªng ®èi víi cÇu giµn cã ®-êng xe ch¹y d-íi th× ph¶i kiÓm tra thªm vÒ khæ giíi h¹n th«ng xe.<br /> 2.2.2.2.2 -§o vÏ mÆt c¾t mè trô, ®-êng ®Çu cÇu.<br /> Yªu cÇu ®o vÞ trÝ c¸c ®iÓm ®Æc tr-ng ®Ó cã thÓ vÏ ®óng h×nh d¹ng thùc tÕ c¬ b¶n cña tõng mè<br /> trô trªn mÆt b»ng.<br /> Khi ®o vÏ cÇn ®èi chiÕu víi c¸c hå s¬ l-u tr÷ ®Ó nhËn xÐt. §èi víi ®-êng ®Çu cÇu chØ cÇn vÏ s¬<br /> ho¹ vµ m« t¶ nÕu cã ®-êng cong.<br /> <br /> X-5<br /> <br />