Các thiết bị thường dùng khi thử tải có vai trò ghi nhận độ võng, chuyển vị, biến dạng và phản ứng của kết cấu dưới từng cấp tải. Tùy loại công trình và mục tiêu kiểm tra, kỹ sư có thể sử dụng đồng hồ đo chuyển vị, cảm biến biến dạng, thiết bị trắc đạc và các dụng cụ theo dõi vết nứt để thu thập số liệu phục vụ đánh giá khả năng làm việc thực tế của kết cấu. Cùng BỐN IBST tìm hiểu rõ hơn trong bài viết dưới đây.
Các thiết bị thường dùng khi thử tải
Các thiết bị thường dùng khi thử tải được lựa chọn theo loại kết cấu, mục tiêu kiểm tra và các thông số cần theo dõi. Mỗi thiết bị đảm nhiệm một nhóm chức năng riêng như đo tải trọng, độ võng, chuyển vị, biến dạng hoặc vết nứt.
Đồng hồ đo chuyển vị
Đồng hồ đo chuyển vị thường được sử dụng để theo dõi độ võng hoặc dịch chuyển của cấu kiện trong quá trình tăng tải, giữ tải và dỡ tải.
Một số nội dung thường được ghi nhận gồm:
- Độ võng của dầm, sàn hoặc kèo.
- Chuyển vị tại các vị trí gối tựa.
- Biến dạng cục bộ của cấu kiện.
- Giá trị chuyển vị còn lại sau khi dỡ tải.
Thiết bị này phù hợp với các vị trí cần theo dõi chuyển vị nhỏ và cần ghi nhận sự thay đổi theo từng cấp tải.
Cảm biến đo biến dạng
Cảm biến biến dạng được sử dụng để theo dõi mức độ thay đổi của vật liệu hoặc cấu kiện khi chịu tải.
Các vị trí có thể bố trí gồm:
- Dầm chịu uốn.
- Cột chịu nén.
- Kết cấu thép.
- Các vị trí chịu ứng suất lớn.
- Khu vực cần theo dõi biến dạng cục bộ.
Số liệu đo giúp kỹ sư đánh giá phản ứng của cấu kiện dưới tải trọng thử và so sánh giữa các giai đoạn.
Máy toàn đạc điện tử
Máy toàn đạc được sử dụng khi cần theo dõi chuyển vị, độ nghiêng hoặc biến dạng của kết cấu trên phạm vi lớn.
Thiết bị có thể phục vụ:
- Đo chuyển vị ngang.
- Theo dõi độ nghiêng của cột.
- Đo biến dạng của khung kết cấu.
- Xác định thay đổi vị trí của các điểm quan trắc.
- Theo dõi nhiều vị trí trong cùng một khu vực.
Máy toàn đạc đặc biệt hữu ích với công trình có kích thước lớn hoặc cần quan trắc nhiều điểm.
Máy thủy bình
Máy thủy bình thường được sử dụng để kiểm tra cao độ và theo dõi độ lún hoặc độ võng theo phương đứng.
Một số ứng dụng gồm:
- Đo độ võng của sàn.
- Theo dõi lún tại các điểm quan trắc.
- So sánh cao độ trước và sau thử tải.
- Kiểm tra biến dạng tại nhiều vị trí.
Việc bố trí mốc ổn định là điều quan trọng để đảm bảo số liệu đo có thể so sánh giữa các thời điểm.
Xem thêm: Khi nào cần thử tải mái công trình trước khi lắp đặt thêm thiết bị?
Thiết bị đo vết nứt
Vết nứt là một trong những thông số cần theo dõi khi thử tải bê tông cốt thép. Thiết bị đo giúp ghi nhận:
- Chiều rộng vết nứt.
- Vị trí xuất hiện.
- Sự thay đổi theo từng cấp tải.
- Mức độ phát triển của vết nứt cũ.
- Khả năng khép lại sau khi dỡ tải.
Theo dõi vết nứt giúp bổ sung cơ sở đánh giá trạng thái làm việc của kết cấu.
Load cell đo tải trọng
Load cell được sử dụng để đo và kiểm soát lực tác động trong các phương án thử tải cần xác định chính xác giá trị tải.
Thiết bị có thể giúp:
- Xác định lực thực tế tác động lên cấu kiện.
- Theo dõi tải tại từng cấp.
- Kiểm soát quá trình tăng và giảm tải.
- Phát hiện sai lệch giữa tải dự kiến và tải thực tế.
Việc kiểm soát chính xác tải trọng giúp kết quả đo biến dạng có giá trị hơn khi phân tích.
Hệ thống thu thập dữ liệu
Với các phương án thử tải cần theo dõi nhiều cảm biến cùng lúc, hệ thống thu thập dữ liệu giúp ghi nhận số liệu theo thời gian.
Hệ thống thường được sử dụng để:
- Thu dữ liệu từ nhiều cảm biến.
- Theo dõi biến dạng liên tục.
- Đồng bộ thời điểm đo với từng cấp tải.
- Lưu trữ dữ liệu phục vụ phân tích.
- Phát hiện thay đổi bất thường trong quá trình thử.
Giải pháp này phù hợp với các thử nghiệm có nhiều điểm đo hoặc yêu cầu theo dõi liên tục.
Cách lựa chọn thiết bị phù hợp với từng loại kết cấu
Không phải mọi phương án thử tải đều cần sử dụng cùng một bộ thiết bị. Việc lựa chọn cần dựa trên loại kết cấu, phạm vi thử và thông số quan trọng cần đánh giá.
Một số nguyên tắc lựa chọn gồm:
- Dầm và sàn bê tông: Ưu tiên thiết bị đo độ võng, chuyển vị và theo dõi vết nứt.
- Kết cấu thép: Cần chú ý thiết bị đo chuyển vị, biến dạng, độ nghiêng và phản ứng tại các nút liên kết.
- Cột và hệ khung: Có thể sử dụng máy toàn đạc để theo dõi độ nghiêng, chuyển vị ngang và biến dạng tổng thể.
- Bể nước: Cần kết hợp thiết bị đo biến dạng với theo dõi vết nứt, mực nước và tình trạng thấm rò.
- Công trình có phạm vi lớn: Nên bố trí thiết bị trắc đạc và hệ thống thu dữ liệu tại nhiều điểm.
- Thử bằng lực tập trung: Có thể cần load cell để kiểm soát chính xác tải trọng tác động.
Thiết bị được lựa chọn phù hợp sẽ giúp tập trung vào đúng thông số cần đánh giá, đồng thời hạn chế số liệu không cần thiết.
Xem thêm: Thử tải ban công và kết cấu công xôn được thực hiện như thế nào?
Những lưu ý khi bố trí và sử dụng thiết bị đo
Độ chính xác của kết quả thử tải phụ thuộc không chỉ vào loại thiết bị mà còn vào cách bố trí và sử dụng tại hiện trường. Vì vậy, cần kiểm soát kỹ các điều kiện đo trước khi bắt đầu thử.
Một số lưu ý quan trọng gồm:
- Thiết bị cần phù hợp với khoảng đo và độ chính xác yêu cầu.
- Kiểm tra tình trạng hoạt động trước khi bố trí.
- Đặt điểm đo tại các vị trí có khả năng xuất hiện biến dạng lớn.
- Mốc tham chiếu phải ổn định và không chịu ảnh hưởng từ tải thử.
- Thiết bị cần được cố định chắc chắn trong suốt quá trình theo dõi.
- Ghi nhận giá trị ban đầu trước khi đặt tải.
- Đọc số liệu tại cùng thời điểm tương ứng với từng cấp tải.
- Hạn chế rung động hoặc tác động bên ngoài ảnh hưởng đến kết quả.
- Bảo vệ thiết bị khỏi nước, va chạm hoặc điều kiện môi trường bất lợi.
- Kiểm tra lại thiết bị nếu số liệu thay đổi đột ngột không phù hợp với phản ứng của kết cấu.
Bố trí đúng vị trí và kiểm soát điều kiện đo giúp giảm sai số, đồng thời tạo dữ liệu đáng tin cậy hơn cho quá trình đánh giá.
Cách ghi nhận và xử lý số liệu trong quá trình thử tải
Số liệu cần được ghi nhận theo một trình tự thống nhất từ trước khi đặt tải đến sau khi dỡ tải. Điều này giúp theo dõi được toàn bộ diễn biến của kết cấu dưới tác động của tải trọng.
Quá trình ghi nhận thường gồm:
- Ghi giá trị ban đầu tại tất cả điểm đo.
- Ghi mức tải tương ứng với từng thời điểm.
- Ghi số liệu sau mỗi cấp tăng tải.
- Theo dõi trong thời gian giữ tải.
- Ghi nhận vết nứt hoặc biến dạng mới.
- Ghi số liệu trong từng giai đoạn dỡ tải.
- Tiếp tục đo sau khi tải đã được tháo hoàn toàn.
- Xác định độ võng, chuyển vị hoặc biến dạng dư.
- So sánh số liệu trước, trong và sau thử.
- Đối chiếu với tiêu chí đánh giá áp dụng cho phương án thử.
Số liệu nên được thể hiện rõ theo từng điểm đo và từng cấp tải. Khi có giá trị bất thường, cần kiểm tra lại cả thiết bị, vị trí đo và phản ứng thực tế của kết cấu trước khi đưa ra kết luận.
Kết luận
Các thiết bị thường dùng khi thử tải giúp ghi nhận chính xác tải trọng, độ võng, chuyển vị, biến dạng và diễn biến vết nứt của kết cấu. Việc lựa chọn đúng thiết bị, bố trí đúng điểm đo và ghi nhận số liệu theo từng cấp tải là cơ sở quan trọng để đánh giá khả năng làm việc thực tế của công trình.
BỐN IBST nhận khảo sát, lập phương án thử tải, bố trí thiết bị đo và đánh giá số liệu cho nhiều loại kết cấu công trình. Liên hệ BỐN IBST để được tư vấn phương án thiết bị và phạm vi quan trắc phù hợp với từng trường hợp thực tế.
