Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9396:2012

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9396:2012. Tiêu chuẩn về Cọc khoan nhồi - xác định tính đồng nhất của bê tông - phương pháp xung siêu âm. Mời các bạn cùng tham khảo.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9396:2012 CỌC KHOAN NHỒI - XÁC ĐỊNH TÍNH ĐỒNG NHẤT CỦA BÊ TƠNG - PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM Bored pile - Determination of homogeneity of concrete - Sonic pulse method Lời nói đầu TCVN 9396:2012 chuyển đổi từ TCXDVN 358:2005 theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9396:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố CỌC KHOAN NHỒI - XÁC ĐỊNH TÍNH ĐỒNG NHẤT CỦA BÊ TƠNG - PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM Bored pile - Determination of homogeneity of concrete - Sonic pulse method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho việc kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi phương pháp xung siêu âm truyền qua ống Ngồi tiêu chuẩn áp dụng cho cấu kiện móng bê tơng khác có đặt sẵn ống đo siêu âm như: giếng chìm, tường đất, cọc ba - ret móng khối bê tơng chơn đất Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn có sử dụng thuật ngữ, định nghĩa sau: 2.1 Tính đồng bê tơng (Homogeneity of concrete) Đặc tính vùng bê tơng đặc có chất lượng đồng Trong phương pháp xung siêu âm tính đồng bê tông thể ổn định đồng vận tốc truyền xung qua bê tông kiểm tra theo phương dọc trục phương ngang trục 2.2 Khuyết tật bê tông (Defects of the concrete) Vùng bê tơng khơng đặc có chất lượng thay đổi lớn theo chiều giảm Trong phương pháp xung siêu âm khuyết tật bê tông thể vùng vận tốc truyền xung qua bê tông bị giảm đột ngột (thường giảm 20 %) 2.3 Mặt cắt thử nghiệm (Sonic logging test) Tập hợp giá trị đo thời gian, biên độ tần số xung siêu âm truyền qua bê tông điểm phát điểm thu độ sâu khác dọc theo chiều dài thân cọc Quy định chung 3.1 Trong trường hợp khuyết tật bê tơng cọc khoan nhồi cấu kiện móng phát phương pháp xung siêu âm cần hiểu cảnh báo xác định gián tiếp tồn khuyết tật bê tông Để khẳng định đánh giá đặc điểm khuyết tật cần kết hợp thực thêm phương pháp khác như: khoan lấy mẫu lõi bê tơng, thí nghiệm nén mẫu bê tông 3.2 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi phương pháp xung siêu âm thực phương pháp kiểm tra không phá huỷ cho phép xác định tính đồng khuyết tật bê tông phạm vi từ điểm phát điểm thu 3.3 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi phương pháp xung siêu âm thực hai giai đoạn: thi công cọc thử, thi cơng cọc đại trà 3.3.1 Thí nghiệm kiểm tra phương pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc thử tiến hành trước thi công cọc đại trà Kết thí nghiệm sơ để lựa chọn thiết bị công nghệ thi cơng cọc 3.3.2 Thí nghiệm kiểm tra phương pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc đại trà tiến hành thời gian thi cơng cơng trình sau thi cơng xong cọc Kết thí nghiệm sở cần thiết để đánh giá tổng thể chất lượng thi công cọc 3.3.3 Số lượng cọc cần tiến hành kiểm tra phương pháp xung siêu âm lựa chọn tuỳ theo giai đoạn Trong giai đoạn thi công cọc thử số lượng cọc kiểm tra tất cọc có thực phương pháp kiểm tra sức chịu tải cọc tải trọng tĩnh tải trọng động Trong giai đoạn thi công cọc đại trà số lượng cọc có đặt ống siêu âm quy định tối thiểu 50 % tổng số lượng cọc có cơng trình, số lượng cọc cần tiến hành kiểm tra xác định cách ngẫu nhiên lấy 25 % tổng số lượng cọc có cơng trình 3.3.4 Thời gian bắt đầu tiến hành thí nghiệm phương pháp xung siêu âm cọc khoan nhồi cấu kiện móng thực tối thiểu sau ngày tính từ kết thúc đổ bê tơng cọc cấu kiện móng 3.4 Thiết bị thí nghiệm phải kiểm tra hiệu chuẩn định kỳ theo quy định quan có thẩm quyền cấp phép 3.5 Người thực thí nghiệm phải đào tạo phương pháp thí nghiệm quan có thẩm quyền cấp chứng xác nhận Thiết bị thí nghiệm 4.1 Đầu đo 4.1.1 Đầu phát có khả biến đổi dao động điện thành dao động học với tần số cao 4.1.2 Đầu thu có chức biến đổi dao động học đầu phát phát thành tín hiệu điện 4.1.3 Cả đầu phát đầu thu thường có u cầu kích thước (đường kính đầu đo từ 25 mm đến 30 mm), khả chống thấm tần số dao động Thông thường tần số xung đầu đo nằm phạm vi từ 20 kHz đến 100 kHz 4.2 Bộ phận đo chiều dài 4.2.1 Bánh xe đo tốc độ kéo có chức đo chiều dài mặt cắt thí nghiệm theo nguyên lý cảm ứng từ hiệu ứng quang điện Khi thí nghiệm tốc độ kéo đầu đo quy định phù hợp theo khả loại máy khác Sai số cho phép phép đo độ sâu chọn lấy giá trị lớn hai giá trị sau: 1/500 chiều sâu ống đo cm 4.2.2 Hai cuộn dây cáp tín hiệu nối với đầu phát đầu thu để truyền tín hiệu từ đầu đo lên khối máy suốt chiều dài mặt cắt thí nghiệm Các cuộn dây cáp điện cáp tín hiệu lại nối phận đo tốc độ kéo với khối máy 4.3 Bộ phận lưu trữ hiển thị số liệu 4.3.1 Khối máy máy tính gồm có: hình hiển thị số liệu, đĩa cứng chứa chương trình điều khiển lưu trữ số liệu thí nghiệm, nút điều khiển bàn phím thao tác 4.3.2 Yêu cầu dung lượng nhớ máy phải đủ lớn, số liệu thí nghiệm phải tự động cập nhật truyền tải qua máy tính để xử lý lưu trữ lâu dài Các thơng tin thu q trình thí nghiệm phải hiển thị dạng biểu bảng đồ thị 5 Yêu cầu lắp đặt ống siêu âm 5.1 Ống đo siêu âm để thả đầu đo làm thép nhựa có đường kính phù hợp với kích thước đầu đo, ống chơn sẵn bê tơng Đường kính ống thí nghiệm chọn nằm phạm vi từ 50 mm đến 60 mm, chiều dày thành ống chọn từ mm đến mm phải tính toán đảm bảo khả chịu áp lực (cả áp lực thẳng đứng áp lực ngang) Đầu ống bịt kín, đầu có nắp đậy 5.2 Các đoạn ống đo siêu âm hàn buộc chặt vào phía lồng cốt thép, khoảng cách mối hàn buộc phải đảm bảo ổn định ống không bị xê dịch q trình đổ bê tơng Các ống đặt song song với dọc theo suốt chiều dài thân cọc, đáy ống đo đặt cao độ sát đáy hố khoan Việc liên kết đoạn ống phải đảm bảo kín khít không cho nước bẩn tạp chất lọt vào ống 5.3 Phía ống đo siêu âm phải kiểm tra thông suốt đổ đầy nước trước tiến hành đổ bê tông 5.4 Số lượng ống đo quy định tuỳ thuộc vào kích thước cấu kiện móng cần thí nghiệm Đối với cấu kiện móng khoảng cách tâm hai ống để thả đầu đo nên bố trí khoảng từ 0,3 m đến 1,5 m 5.5 Đối với cọc khoan nhồi có đường kính cọc (Ф) số lượng ống đo dự tính cho cọc sau: a) Hai ống Ф ≤ 60 cm (góc ống 180°); b) Ba ống 60 cm < Ф ≤ 100 cm (góc ống 120o); c) Lớn bốn ống Ф >100 cm (góc ống ≤ 90o) 5.6 Có thể tham khảo sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác (xem Phụ lục B) Thí nghiệm trường 6.1 Cơng tác chuẩn bị thí nghiệm 6.1.1 Trước tiến hành thí nghiệm cần thu thập thông tin liên quan đến cọc cấu kiện móng thí nghiệm sau: a) Tên cơng trình, hạng mục; b) Vị trí cọc cấu kiện móng vẽ thi cơng; c) Cao độ đáy đỉnh cọc cấu kiện móng; d) Diện tích mặt cắt ngang cọc cấu kiện móng; e) Ngày đổ bê tông; f) Số lượng ống đo siêu âm đặt cọc cấu kiện móng; g) Các cố q trình đổ bê tơng (nếu có) 6.1.2 Ống đo cắt hở ra, đầu ống phía phải cao mặt bê tơng 0,2 m Cần kiểm tra độ thông suốt ống đo trước tiến hành thí nghiệm Xác định cao độ mép ống khoảng cách tâm ống theo tổ hợp mặt cắt cần tiến hành thí nghiệm Trong trường hợp đo trực tiếp khoảng cách tâm ống cho phép xác định theo vẽ thiết kế Vị trí ống phải thể vẽ có đánh số thứ tự theo chiều kim đồng hồ hướng bắc nam CHÚ THÍCH: Đối với cọc có đặt ống khoan lấy mẫu lõi đáy cọc, đáy ống khoan lấy mẫu thường đặt cách đáy cọc từ 1,0 m đến 2,0 m sử dụng ống khoan lấy mẫu làm ống đo siêu âm sau cọc thực xong công tác khoan lấy mẫu lõi đáy cọc 6.2 Cách tiến hành 6.2.1 Lắp đặt kết nối thiết bị chuẩn bị cho thử nghiệm Sau việc kết nối hoàn thành, kiểm tra nguồn điện khởi động máy 6.2.2 Hiệu chỉnh tín hiệu thu phát bắt đầu thử nghiệm đảm bảo theo hai điều kiện sau: a) Đầu thu đầu phát thả vào lòng ống đo, độ sâu dự định để điều chỉnh tín hiệu đầu đo phải đặt cao độ; b) Tín hiệu điều chỉnh cho thời gian truyền xung siêu âm từ điểm phát điểm thu tối thiểu biên độ thu tín hiệu xung lớn 6.2.3 Trong trình thử nghiệm đầu đo dịch chuyển từ đáy lên đỉnh cọc (xem Hình 1) Cả đầu thu đầu phát kéo lên với vận tốc tính trước phù hợp với chiều dài cọc khả thiết bị, ống đo phải đảm bảo đầy nước, tín hiệu xung siêu âm hiển thị hình theo chiều dài mặt cắt thí nghiệm ghi lại thành tệp số liệu Kết thí nghiệm thu thơng thường bao gồm số liệu sau: a) Thời gian truyền xung, tần số biên độ xung độ sâu thử nghiệm từ điểm phát điểm thu; b) Chiều dài mặt cắt thử nghiệm CHÚ DẪN: Máy đo siêu âm Cáp tín hiệu Ống đo siêu âm Cấu kiện bê tông cần kiểm tra Đầu phát Đầu thu Hình - Thử nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi Đánh giá kết thử nghiệm 7.1 Trên sơ kết đo khoảng cách tâm hai đầu đo (khoảng cách tâm hai ống đo mặt cắt thử nghiệm) thời gian truyền xung hai đầu đo đó, vận tốc truyền xung siêu âm bê tông độ sâu thử nghiệm tính theo cơng thức: V = (1) đó: V vận tốc truyền xung siêu âm, tính mét giây (m/s); L khoảng cách tâm hai đầu đo, tính mét (m); T thời gian truyền xung siêu âm qua chiều dài L, tính giây (s) CHÚ THÍCH: Trong trường hợp khoảng cách tâm hai đầu đo ≤ 30 cm, cần ý giá trị vận tốc truyền xung bê tơng bị ảnh hưởng đáng kể sai số xung siêu âm phải truyền qua môi trường nước vật liệu làm ống siêu âm 7.2 Sai số cho phép thời gian truyền xung thu theo độ sâu khác sau hiệu chỉnh không vượt %, sai số biên độ xung không vượt % Phần mềm để xử lý kết phải có khả xử lý loại bỏ nhiễu kết thử nghiệm (xem Phụ lục C) 7.3 Tại trường sơ đánh giá kết đo tính đồng bê tơng cọc dựa theo biểu đồ tín hiệu thời gian vận tốc truyền xung siêu âm thu theo suốt chiều dài mặt cắt thí nghiệm Khi thấy có giảm vận tốc truyền xung (giảm ≥ 20 %) tăng thời gian truyền xung (tăng ≥ 20 %), phải thử nghiệm lại cao độ vị trí để khẳng định khuyết tật CHÚ THÍCH: Khi xác định tính đồng bê tông phương pháp xung siêu âm cần đánh giá kết hợp với kết thử nghiệm nén mẫu bê tông xét cho phần mẫu bê tông đạt yêu cầu cường độ theo thiết kế 7.4 Để đánh giá tính đồng vị trí khuyết tật bê tông cọc khoan nhồi cấu kiện móng thử nghiệm nên kết hợp đặc trưng xung siêu âm ghi nhận như: vận tốc, biên độ, lượng, thời gian truyền xung siêu âm Phương pháp đánh giá tham khảo (xem Phụ lục C) Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần nêu nội dung sau đây: - Mở đầu (giới thiệu tên cơng trình, địa điểm, hạng mục thí nghiệm, ngày bắt đầu thử nghiệm ); - Phương pháp thử nghiệm; - Thiết bị thử nghiệm (tính thiết bị, phạm vi hoạt động, hãng chế tạo, thời hạn kiểm định hiệu chuẩn cho phép sử dụng); - Đánh giá kết thử nghiệm (tính đồng bê tông dọc theo chiều dài cọc, phạm vi nghi ngờ khuyết tật có, ); - Kết luận kiến nghị; - Phụ lục (các biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm theo mặt cắt thí nghiệm đo được, xem Phụ lục A) Phụ lục A (Quy định) Biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm Biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm thể Hình A.1 Báo cáo thử nghiệm phải có đầy đủ nội dung: 1) Tên cơng trình; 4) Số hiệu cọc thử nghiệm; 2) Hạng mục; 5) Tên mặt cắt thử nghiệm; 3) Đơn vị thử nghiệm; 6) Ngày thử nghiệm CHÚ DẪN: Vùng bê tông thân cọc có khuyết tật Hình A.1 - Biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm Phụ lục B (Tham khảo) Sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác Sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác thể Hình B.1 CHÚ DẪN: Ống đo siêu âm Mặt cắt siêu âm hai ống CHÚ THÍCH: Bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác a) Khi đường kính cọc Ф ≤ 60 cm (2 ống, góc ống 180°); b) Khi đường kính cọc 60 cm < Ф ≤ 100 cm (3 ống, góc ống 120°); c) Khi đường kính cọc Ф > 100 cm (≥ ống, góc ống ≤ 90o); d) Đối với tường đất; e) Đối với cọc Ba - ret Hình B.1 - Sơ đồ bố trí ống đo siêu âm Phụ lục C (Tham khảo) Xác định tính đồng khuyết tật bê tơng C.1 Xác định tính đồng khuyết tật bê tông theo đặc trưng xung siêu âm C.1.1 Tính đồng bê tông cọc hiểu đồng chất lượng bê tông theo chiều dài thân cọc mặt cắt tiết diện cọc Trong phương pháp xung siêu âm vùng bê tơng có tính đồng thể ổn định đồng vận tốc truyền xung Khi biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm có thay đổi theo chiều giảm lớn 20 % xuất khuyết tật Vùng bê tơng khơng có khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thường, vùng xuất khuyết tật biên độ xung suy giảm rõ rệt Các biểu đồ biểu diễn thay đổi thời gian, biên độ xung vận tốc truyền xung thể (xem Hình C.1, C.2 C.3), trục tung biểu đồ biên độ xung độ sâu thí nghiệm trục hoành thời gian vận tốc truyền xung C.1.2 Khi mức độ suy giảm vận tốc truyền xung lớn 20 %, cần xem thêm nguyên nhân khác khả điều kiện chịu lực cọc, phạm vi vùng nghi có khuyết tật cọc theo chiều đứng toàn tiết diện ngang cọc, vai trò cọc có khuyết tật móng cọc đó, khả sửa chữa Để kiến nghị cần hay không cần xử lý phương pháp xử lý xét giảm yếu cọc tính tốn C.1.3 Trong q trình xử lý kết thí nghiệm cần phân biệt để xử lý loại bỏ xung bị ảnh hưởng nhiễu (xem Hình C.4) Hình C.1 - Biểu đồ xung siêu âm truyền qua vùng bê tơng khơng có khuyết tật Hình C.2 - Biểu đồ xung siêu âm qua vùng bê tơng có khuyết tật, biên độ giảm thời gian truyền xung tăng mạnh CHÚ DẪN: Vùng bê tơng thân cọc có khuyết tật Vùng bê tông thân cọc đồng nhất, vận tốc truyền xung ổn định đồng Hình C.3 - Sự suy giảm vận tốc truyền xung siêu âm vùng bê tông có khuyết tật Hình C.4 - Biểu đồ xung siêu âm bị ảnh hưởng nhiễu C.1.4 Kết hợp lượng vận tốc truyền xung cho phép người thí nghiệm đánh giá cách có hiệu khả xuất khuyết tật thân cọc khoan nhồi cấu kiện móng bê tơng khác C.1.5 Năng lượng truyền xung siêu âm giá trị đo vận động môi trường mà xung truyền qua Năng lượng truyền xung tính tích phân số liệu thu khoảng sử dụng mà đếm liệu Năng lượng đo Volt - giây, thực tế giá trị thực bị bỏ qua Năng lượng thực tế truyền nhận bơi phần cứng thiết bị khó để đánh giá cách định lượng, đánh giá cách định tính tương đối Thơng thường giá trị lượng biểu thị theo biểu đồ logarit C.1.6 Từ biểu đồ biến thiên lượng truyền xung siêu âm độ sâu thí nghiệm (xem Hình C.5), xuất khuyết tật bê tông đánh giá tương ứng với độ giảm 50 % lượng C.2 Xác định vị trí hình dạng khuyết tật Sau xác định cọc bị khuyết tật, cần xác định hình dạng khuyết tật dùng phương pháp quét xung siêu âm hai phía (xem Hình C.6) Nguyên lý phương pháp cố định đầu đo vị trí có khuyết tật, đầu di chuyển theo phương đứng để nhận tia quét Tại vị trí đo phải tính khoảng cách truyền xung siêu âm (khoảng cách hai đầu đo theo đường chéo), kết hợp nhiều mặt cắt vào vận tốc lượng truyền xung để xác định hình dạng khuyết tật CHÚ DẪN: Đường biểu diễn vận tốc Đường biểu diễn lượng Vùng bê tơng thân cọc có khuyết tật Hình C.5 - Biểu đồ vận tốc lượng truyền xung siêu âm CHÚ DẪN: Các vị trí khuyết tật khác cấu kiện bê tông Đầu phát Đầu thu Ống đo siêu âm Khuyết tật bê tơng Vùng bóng Hình C.6 - Sơ đồ bố trí đầu thu, phát xung siêu âm để xác định vị trí Và hình dạng khuyết tật MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Thuật ngữ định nghĩa Quyết định chung Thiết bị thí nghiệm Yêu cầu lắp đặt ống siêu âm Thí nghiệm trường Đánh giá kết thí nghiệm Báo cáo kết thí nghiệm Phụ lục A (quy định): Biểu mẫu vận tốc truyền xung siêu âm Phụ lục B (tham khảo): Sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác Phụ lục C (tham khảo): Xác định tính đồng khuyết tật bê tông ... lựa chọn tuỳ theo giai đoạn Trong giai đoạn thi công cọc thử số lượng cọc kiểm tra tất cọc có thực phương pháp kiểm tra sức chịu tải cọc tải trọng tĩnh tải trọng động Trong giai đoạn thi công... cơng nghệ thi cơng cọc 3.3.2 Thí nghiệm kiểm tra phương pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc đại trà tiến hành thời gian thi cơng cơng trình sau thi cơng xong cọc Kết thí nghiệm sở cần thiết... khoan nhồi phương pháp xung siêu âm thực hai giai đoạn: thi công cọc thử, thi công cọc đại trà 3.3.1 Thí nghiệm kiểm tra phương pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc thử tiến hành trước thi