Các loại vật liệu sử dụng trong quá trình thiết kế xây dựng mới, nâng cấp các loại công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?

Nội dung chính

• Các loại vật liệu sử dụng trong quá trình thiết kế xây dựng công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?
• Vật liệu thép dùng để xây dựng công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?
• Các giá trị đặc trưng của thép được dùng trong xây dựng công trình cảng biển là gì?

Các loại vật liệu sử dụng trong quá trình thiết kế xây dựng công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?

Căn cứ Mục 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11820-3:2019 về Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 3: Yêu cầu về vật liệu, yêu cầu chung đối với vật liệu sử dụng trong quá trình thiết kế xây dựng công trình cảng biển được quy định như sau:

"4 Yêu cầu chung

4.1 Các loại vật liệu được sử dụng trong xây dựng các công trình cảng biển cần phải đảm bảo có các thông số kỹ thuật tối thiểu tuân theo các yêu cầu được nêu trong tiêu chuẩn này.

4.2 Tùy theo điều kiện cụ thể của từng dự án, nếu có sử dụng các loại vật liệu theo các tiêu chuẩn khác như Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (Japanese Industrial Standards - JIS), Tiêu chuẩn Anh (British Standard - BS), Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ (American Society for Testing and Materials - ASTM),... thì chất lượng của các loại vật liệu đó phải đảm bảo tương đương hoặc cao hơn so với các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn này.

4.3 Đối với một số loại mới vật liệu, bao gồm:

- Các loại vật liệu tái chế đã được áp dụng ở trong nước (xi, bê tông nghiền, bê tông at-phan cào bóc, vật liệu nạo vét,...), nhưng chưa có Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN).

- Các loại vật liệu mới, trong tương lai sẽ được áp dụng (tấm thảm nhựa đường, ma tit nhựa đường cát, sợi các bon, vải thủy tinh...).

Khi sử dụng những vật liệu này trong công trình, ngoài việc phải đảm bảo chất lượng và công nghệ thi công theo những yêu cầu kỹ thuật được quy định trong các tiêu chuẩn nước ngoài tương ứng, theo chỉ dẫn của thiết kế hoặc nhà sản xuất, thì còn phải tuân thủ các quy định hiện hành về việc áp dụng vật liệu mới trong xây dựng công trình ở Việt Nam."

Các loại vật liệu sử dụng trong quá trình thiết kế xây dựng công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?

Vật liệu thép dùng để xây dựng công trình cảng biển cần đáp ứng yêu cầu gì?

Tại tiểu mục 5.1 Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11820-3:2019 về Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 3: Yêu cầu về vật liệu, yêu cầu chung đối với vật liệu chính là thép dùng trong quá trình xây dựng cảng biển được nêu cụ thể như sau:

"5.1 Yêu cầu chung

5.1.1 Thép sử dụng trong công trình cảng biển cần được lựa chọn từ những loại vật liệu thép thích hợp có xét tới các ảnh hưởng của tải trọng và tác động, sự xuống cấp, tuổi thọ, hình dáng, khả năng thi công, tính kinh tế, điều kiện môi trường và các yếu tố khác có liên quan.

5.1.2 Thép được sử dụng trong công trình cảng biển cần phải có chất lượng phù hợp để có thể đáp ứng các yêu cầu của công trình và tuân thủ theo quy định của các tiêu chuẩn quốc gia được nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 - Các tiêu chuẩn về chất lượng đối với các vật liệu thép

5.1.3 Thép kết cấu có cường độ kéo ≥ 490 MPa thường được gọi là thép cường độ cao. Thép cường độ cao có một đặc tính quan trọng là cường độ càng cao thì tỷ lệ giữa cường độ chảy dẻo và cường độ kéo càng lớn.

5.1.4 Thép chống ăn mòn là loại thép có tính kháng cao đối với các thành phần của muối trong nước biển. Khi cần thiết, có thể dùng loại thép hợp kim.

5.1.5 Khi sử dụng thép cán cho kết cấu thông thường, thép cán cho kết cấu hàn, hoặc thép cán nóng chống gỉ cho kết cấu hàn, thì cần phải chọn độ dày tuân theo TCVN tương ứng với mỗi loại thép, nhất là đối với thép dùng cho kết cấu hàn.

5.1.6 Khi sử dụng dây thép và bó thép dự ứng lực (PC) cần lưu ý việc đáp ứng các yêu cầu về cường độ và thành phần hóa học của thép.

5.1.7 Ở các công trình có nhiều chi tiết hàn, như các công trình có mối nối thi công, thì cần phải chú ý đến thành phần hóa học và tính hàn được của thép."

Các giá trị đặc trưng của thép được dùng trong xây dựng công trình cảng biển là gì?

Căn cứ tiểu mục 5.2 Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11820-3:2019 về Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 3: Yêu cầu về vật liệu, giá trị đặc trưng của thép được quy định cụ thể như sau:

"5.2 Giá trị đặc trưng của thép

5.2.1 Các giá trị đặc trưng về mô đun đàn hồi, mô đun chịu cắt, hệ số Poission và hệ số dãn dài của thép và thép đúc có thể sử dụng các giá trị trong Bảng 2.

Bảng 2 - Đặc tính cơ học của thép

5.2.2 Giá trị đặc trưng về cường độ chảy

Các giá trị đặc trưng về cường độ chảy đối với thép và thép đúc phải được xác định dựa trên các kết quả thí nghiệm.

5.2.2.1 Giá trị đặc trưng đối với thép kết cấu

1) Các giá trị đặc trưng của cường độ chảy đối với thép kết cấu dựa theo mác và độ dày của thép phải tuân theo các yêu cầu kỹ thuật được quy định trong các tiêu chuẩn TCVN 1765:1975, TCVN 2057:1977, TCVN 6522:2008, TCVN 6526:2006.

2) Cường độ chảy của thép khi cắt (được tính toán theo công thức Von Mises) tạm lấy bằng 57.5 % cường độ chảy kéo.

3) Khi cơ chế tiếp xúc giữa hai mặt thép (bao gồm các mặt trụ và các mặt cong gần như phẳng) có thể coi là hai mặt phẳng, thì cường độ chảy nén có thể lấy cao hơn 50 % so với cường độ chảy kéo.

5.2.2.2 Giá trị đặc trưng đối với cọc ống thép và cọc ống ván thép

1) Các giá trị cường độ chảy dẻo đặc trưng đối với cọc ống thép và cọc ván ống thép phải được xác định tuân theo các yêu cầu kỹ thuật quy định trong TCVN 9245:2012 và TCVN 9246:2012.

2) Khi cần tổ hợp ứng suất dọc trục và ứng suất cắt, thì cường độ chảy có thể được xác định bằng cách tham khảo các tiêu chuẩn nước ngoài phù hợp.

3) Cường độ uốn dọc phụ thuộc vào điều kiện làm việc của bộ phận kết cấu đó và được xác định hợp lý trong quá trình kiểm tra công trình.

5.2.2.3 Giá trị đặc trưng đối với cọc ván thép

Các giá trị đặc trưng về cường độ chảy đối với cọc ván thép phải được xác định tuân theo các yêu cầu kỹ thuật quy định trong TCVN 9685:2013, TCVN 9686:2013.

5.2.2.4 Giá trị đặc trưng đối với vật liệu đúc và rèn

1) Các giá trị đặc trưng về cường độ chảy đối với thép đúc cần tuân theo các yêu cầu kỹ thuật quy định trong TCVN 1765:1975. Hoặc tham khảo tiêu chuẩn JIS G5101.

2) Đối với vật liệu gang đúc, thành phần hóa học cần tuân theo TCVN 2361:1989.

3) Các giá trị đặc trưng về cường độ chảy của thép rèn, thép và gang đúc tham khảo trong Bảng 3.

Bảng 3 - Cường đô chảy đối với các vật liệu rèn và đúc

Đơn vị tính: MPa

5.2.2.5 Cường độ chảy đối với các bộ phận hàn và vật liệu thép dùng cho ghép nối

1) Giá trị đặc trưng về cường độ chảy đối với các bộ phận hàn trong xưởng được xác định dựa theo loại và cường độ của thép được sử dụng tương ứng. Khi ghép nối thép có cường độ khác nhau thì thường dùng giá trị đối với thép có cường độ thấp hơn.

2) Nếu công nghệ hàn tại chỗ được thực hiện và kiểm soát chất lượng một cách thích hợp, thì cường độ chảy có thể lấy tương tự như hàn tại xưởng. Ở những nơi khó có thể xác định về các điều kiện môi trường tốt cho việc hàn các loại vật liệu như cọc ống thép, cọc ống ván thép thì giá trị cường độ chảy đối với hàn tại chỗ có thể lấy bằng 90 % giá trị đối với hàn tại xưởng.

3) Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu que hàn tuân theo các quy định trong TCVN 3223:2000 (ISO 2560:1973) và TCVN 3734:1989.

4) Cường độ chảy riêng đối với chốt neo và chốt định vị có thể được xác định bằng cách tham khảo các tiêu chuẩn phù hợp.

5) Các bu lông neo được giả định là chôn trong bê tông. Do việc thi công chốt neo có thể không thường xuyên đảm bảo chất lượng đồng đều, cho nên để duy trì được sự cân bằng về cường độ giữa chốt thép và bê tông giữ chốt, thì khi tính toán các giá trị thiết kế cần phải xem xét có độ dự trữ an toàn phù hợp.

6) Do chốt định vị không sử dụng các lỗ bu lông như trong thép tấm hoặc thép hình, và thường không sử dụng các rãnh, cho nên không cần xem xét về việc sẽ bị tập trung ứng suất. Ngoài ra, mặc dù chốt định vị thường được kiểm tra về tính chịu cắt và chịu nén, các giá trị giới hạn của chúng không thấp hơn đối với ứng suất cắt đi kèm với trượt.

7) Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu bu lông, chốt, vít cấy được xác định tuân theo các quy định trong TCVN 1916:1995.

5.2.2.6 Cường độ chảy của thép dùng cho bê tông cốt thép (BTCT) và BTCT dự ứng lực

Các giá trị đặc trưng về cường độ chảy của thép đối với các kết cấu BTCT và BTCT dự ứng lực được xác định tương ứng tuân theo: TCVN 1651-1:2008, TCVN 1651-2:2018, và TCVN 6284-1÷ 5:1997."

Như vậy, đối với vật liệu xây dựng công trình cảng biển nói chung và vật liệu chính như thép nói riêng, các yêu cầu về kỹ thuật được quy định cụ thể tại Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11820-3:2019 về Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế - Phần 3: Yêu cầu về vật liệu để các cá nhân, tổ chức liên quan áp dụng một cách thống nhất.