Thử tải giúp kiểm tra khả năng làm việc thực tế của sàn, dầm, cầu và các bộ phận chịu lực. Tuy nhiên, việc đưa tải trọng lớn lên kết cấu luôn tiềm ẩn nguy cơ nứt, võng hoặc mất ổn định nếu thực hiện sai phương án. Vì vậy, an toàn khi thử tải công trình phải được kiểm soát từ khâu khảo sát, tính toán đến chất tải, quan trắc và dỡ tải. Trong bài viết này, Bốn IBST phân tích 7 nguyên tắc quan trọng giúp chủ đầu tư và kỹ sư tổ chức thử tải đúng mục tiêu, hạn chế sự cố và thu được số liệu đáng tin cậy.
Vì sao phải kiểm soát an toàn khi thử tải công trình?
Thử tải tạo tác động trực tiếp lên bộ phận chịu lực. Chỉ một sai lệch về khối lượng, vị trí đặt tải hoặc tốc độ gia tải cũng có thể khiến kết cấu chịu nội lực khác với phương án tính toán.
Công tác thử tải thường được thực hiện khi cần kiểm tra khả năng chịu lực, đánh giá chất lượng sau thi công, thay đổi công năng hoặc xác minh mức độ an toàn của kết cấu đang sử dụng. Đây cũng có thể là một phần của hoạt động kiểm định chất lượng công trình xây dựng khi hồ sơ hiện trạng chưa đủ để đưa ra kết luận.
Nếu không kiểm soát tốt, quá trình thử tải có thể dẫn đến:
- Tải trọng vượt khả năng chịu lực: Khối lượng thực tế lớn hơn số liệu tính toán hoặc tải tập trung sai vị trí có thể gây võng, nứt và phá hoại cục bộ.
- Không phát hiện kịp thời biến dạng: Thiếu thiết bị đo hoặc đọc số liệu không đúng thời điểm khiến người chỉ huy không nhận ra kết cấu đang tiến gần giới hạn nguy hiểm.
- Ảnh hưởng đến người và tài sản: Khu vực bên dưới, công trình lân cận hoặc thiết bị đang hoạt động có thể bị tác động khi kết cấu xuất hiện chuyển vị bất thường.
- Kết quả thử nghiệm thiếu giá trị: Sơ đồ tải, thời gian giữ tải và số liệu quan trắc không đúng đề cương sẽ làm giảm độ tin cậy của báo cáo.
Mỗi loại công trình xây dựng có đặc điểm kết cấu và điều kiện khai thác khác nhau. Vì vậy, không nên sử dụng một phương án chất tải chung cho mọi sàn, dầm, cầu hoặc cấu kiện.
7 nguyên tắc an toàn khi thử tải kết cấu công trình
An toàn khi thử tải công trình phụ thuộc vào cả tính toán kỹ thuật và tổ chức hiện trường. Bảy nguyên tắc dưới đây cần được xác định rõ trong đề cương trước khi triển khai.
Khảo sát hiện trạng kết cấu trước khi thử tải
Khảo sát giúp xác định kết cấu có đủ điều kiện tham gia thử nghiệm hay không. Phạm vi kiểm tra cần bao gồm bộ phận được chất tải, các cấu kiện truyền lực liên quan và khu vực bên dưới.
Kỹ sư cần ghi nhận vết nứt, độ võng, nghiêng, lún, ăn mòn cốt thép, bong tróc bê tông hoặc biến dạng liên kết. Những dấu hiệu bất thường phải được đo đạc, đánh dấu và chụp ảnh để so sánh trước và sau thử tải.
Hồ sơ thiết kế, bản vẽ hoàn công, lịch sử sửa chữa và công năng sử dụng cũng cần được thu thập. Nếu hồ sơ thiếu hoặc hiện trạng khác bản vẽ, có thể phải kiểm tra vật liệu, kích thước cấu kiện và bố trí cốt thép trước khi lập phương án.
Lập đề cương và tính toán tải trọng thử
Đề cương là căn cứ để điều hành toàn bộ quá trình thử tải. Nội dung phải xác định mục tiêu, đối tượng thử nghiệm, tải trọng, sơ đồ chất tải, cấp tải, thời gian giữ tải và phương pháp đánh giá.
Tải trọng thử không được lựa chọn theo kinh nghiệm chủ quan. Giá trị tải phải được xác định từ hồ sơ thiết kế, công năng sử dụng, hiện trạng kết cấu và tiêu chuẩn áp dụng. Với bộ phận bê tông cốt thép chịu uốn được thử bằng tải tĩnh tại hiện trường, TCVN 9344:2012 là một trong những tiêu chuẩn cần được xem xét khi phù hợp với đối tượng thử.
Kiểm soát chính xác tải thử và vị trí chất tải
Vật liệu hoặc thiết bị dùng làm tải phải xác định được khối lượng. Bao cát, bồn nước, khối bê tông, xe tải hay thiết bị chuyên dụng đều cần được kiểm tra trước khi đưa lên kết cấu.
Vị trí đặt tải phải đúng sơ đồ đã tính toán. Tải phân bố không đều hoặc tập trung tại một điểm có thể tạo ra nội lực lớn ngoài dự kiến. Trong quá trình sắp xếp, cần sử dụng đệm kê phù hợp để hạn chế va đập và tránh làm hỏng bề mặt cấu kiện.
Khoanh vùng nguy hiểm và kiểm soát người ra vào
Trước khi chất tải, khu vực thử nghiệm phải được rào chắn và đặt biển cảnh báo. Phạm vi kiểm soát không chỉ nằm trên sàn mà còn bao gồm tầng dưới, lối tiếp cận và vị trí có nguy cơ chịu ảnh hưởng.
Nhân sự không có nhiệm vụ không được đứng dưới hoặc gần bộ phận đang thử tải. Người thực hiện đo đạc cần làm việc tại vị trí an toàn, có đường rút lui và giữ liên lạc với người chỉ huy.
Mỗi ca thử tải phải phân công rõ người điều hành, người chất tải, người quan trắc và người ghi số liệu. Chỉ người chỉ huy được quyền ra lệnh tăng tải, giữ tải, giảm tải hoặc dừng thử nghiệm.
Quan trắc liên tục phản ứng của kết cấu
Quan trắc là cơ sở phát hiện sớm dấu hiệu mất an toàn. Trước khi chất tải, thiết bị phải được kiểm tra trạng thái, vị trí lắp đặt, phạm vi đo và số đọc ban đầu.
Các thông số cần theo dõi tùy thuộc mục tiêu thử nghiệm, thường gồm độ võng, chuyển vị, biến dạng, độ mở rộng vết nứt và khả năng phục hồi sau dỡ tải. Điểm đo phải bố trí tại vị trí dự kiến có phản ứng lớn và các khu vực nhạy cảm.
Số liệu cần được ghi theo từng cấp tải và thời gian giữ tải. Khi kết quả tăng bất thường, không ổn định hoặc khác nhiều so với dự báo, quá trình gia tải phải tạm dừng để kiểm tra. Không tiếp tục tăng tải chỉ vì chưa quan sát thấy hư hỏng bằng mắt thường.
Chất tải theo từng cấp, không tăng tải đột ngột
Tải thử cần được đưa lên kết cấu theo các cấp đã quy định trong đề cương. Sau mỗi cấp, phải giữ tải đủ thời gian để quan trắc phản ứng và kiểm tra hiện trạng.
Việc tăng toàn bộ tải trong một lần khiến kỹ sư không có đủ thời gian phát hiện xu hướng biến dạng. Tải trọng đưa lên quá nhanh còn có thể tạo tác động động, làm kết quả khác với điều kiện thử tải tĩnh.
Thiết lập điều kiện dừng và phương án xử lý sự cố
Một đề cương thử tải an toàn phải quy định cụ thể trường hợp nào cần tạm dừng hoặc dừng hoàn toàn. Quyết định không nên chỉ dựa vào cảm nhận tại hiện trường.
Thử nghiệm cần dừng khi độ võng, chuyển vị, biến dạng hoặc vết nứt đạt ngưỡng cảnh báo; số liệu tăng nhanh không ổn định; tải bị dịch chuyển; thiết bị đo gặp lỗi hoặc xuất hiện âm thanh, rung động bất thường.
Phương án ứng phó phải xác định cách giảm tải, hướng sơ tán, khu vực tập kết và người chịu trách nhiệm. Việc dỡ tải khẩn cấp cũng cần được tính trước để không tạo thêm tác động bất lợi lên kết cấu.
Kiểm soát an toàn trước, trong và sau thử tải
Mỗi giai đoạn có mục tiêu kiểm soát riêng. Việc lập danh mục công việc giúp hạn chế bỏ sót và tạo cơ sở đối chiếu khi lập báo cáo.
| Giai đoạn | Công việc trọng tâm | Yêu cầu an toàn |
| Trước thử tải | Khảo sát, thu thập hồ sơ, tính tải và kiểm tra thiết bị | Xác nhận kết cấu đủ điều kiện thử |
| Khi chất tải | Đặt tải đúng vị trí, tăng theo cấp và giữ tải | Không vượt sơ đồ hoặc cấp tải đã duyệt |
| Khi quan trắc | Đọc số liệu, kiểm tra nứt và theo dõi chuyển vị | Dừng ngay khi xuất hiện dấu hiệu bất thường |
| Khi dỡ tải | Giảm tải theo trình tự và đo độ phục hồi | Tránh dỡ lệch hoặc thay đổi tải đột ngột |
| Sau thử tải | Kiểm tra hiện trạng, xử lý số liệu và lập báo cáo | Chỉ kết luận khi có đủ số liệu đánh giá |
Xem thêm: Quy trình nghiệm thu công trình xây dựng cần thực hiện
Kết luận
An toàn khi thử tải công trình không chỉ phụ thuộc vào tải trọng lớn hay nhỏ. Yếu tố quyết định là khảo sát đúng hiện trạng, lập đề cương có căn cứ, chất tải theo cấp, quan trắc liên tục và quy định rõ điều kiện dừng.
Nếu công trình cần thử tải sàn, dầm hoặc kết cấu chịu lực, hãy liên hệ Bốn IBST để được khảo sát và xây dựng phương án phù hợp. Chuẩn bị đúng ngay từ đầu giúp giảm rủi ro tại hiện trường và bảo đảm kết quả thử nghiệm có giá trị sử dụng.
