III. Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi.
5. Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc bằng phương pháp siêu âm.
a) Thiết bị.
+ Một đầu đo phát sóng dao động đàn hồi (xung siêu âm) với cáp dẫn và một bộ phận xung có tần số truyền sóng = 20 - 100 Hz
+ Một đầu đo thu sóng có cáp dẫn.
+ Một thiết bị điều khiển các cáp được nối với các đầu đo cho phép tự động đo chiều sâu hạ đầu đo.
+ Một số thiết bị điện tử để ghi nhận và điều chỉnh tín hiệu thu được. + Một só hệ thống hiển thị tín hiệu.
+ Một số hệ thống ghi nhận và biến đổi tín hiệu thành những đại lượng vật lí đo được.
+ Cơ cấu định tâm cho hai đầu đo khi đường kính của đầu đo nhỏ hơn ít nhất 10 mm so với đường kính trong của ống đo.
b) Phương pháp bố trí các ống đo.
+ ống đo được bịt kín hai đầu và thả vào lỗ cọc cùng với lồng thép, chúng được cố định vào khung lồng thép để không bị dịch chuyển khi đổ bêtông. + ống đặt sẵn có thể bằng kim loại hoặc chất dẻo.
*ống kim loại: - Ưu điểm:
. Nối với nhau dễ dàng bằng vặn ren nên mối nối kín không bị nước vữa ximăng vào trong ống gây tắc.
. Có độ cứng lớn, dính kết tốt với bêtông nên làm tăng độ cứng của lồng cốt thép
- Nhược điểm:
. Tốc độ truyền âm lớn, trở kháng cao nên dễ bị mất liên tục trong quá trình truyền sóng âm, nhậy với nhiễu xạ của vật cản.
. Giá thành cao *ống bằng chất dẻo: - Ưu điểm:
. Giá thành rẻ hơn so với ống kim loại.
. Tốc độ truyền sóng ở giữa nước và bêtông nên khó bị nhiễu xạ - Nhược điểm:
. Dính kết với bêtông không tốt, dễ bị vỡ hoặc mối nối bị hở làm cho vữa ximăng lọt vào trong ống.
. Độ cứng nhỏ nên ống dễ bị cong vặn trong quá trình đổ bêtông làm cản trở các đầu đo xuống đến đáy ống hay rút lên khi đo .
. Khi bêtông đông cứng xung quanh ống nhựa dễ tạo thành khe hở cản trở truyền sóng âm.
. Dùng ống nhựa sau khi đổ bêtông 15 ngày. . Dùng ống kim loại sau khi đổ bêtông 45 ngày.
+ Đường kính trong của ống phụ thuộc đường kính ngoài của đầu đo để đảm bảo đầu đo di chuyển dễ dàng trong ống nhưng không được quá to làm ảnh hưởng đến độ nguyên vẹn của bêtông cọc.
+ Đầu đo có đường kính ngoài = 25 - 35 mm nên đường kính trong của ống không được nhỏ hơn 40 - 50 mm.
+ Só lượng ống đo chôn sẵn phụ thuộc kích thước cọc khoan nhằm kiểm tra được nhiều nhất khối lượng bêtông trong khi góc quét của chùm tia siêu âm bị hạn chế.
Theo TCXD 206: 1998 qui định:
- D 60 cm : 2 ống (Hoặc 1 ống ở giữa cọc khi đầu phát và thu thuộc cùng 1 trục)
- 60 < D < 120 : 3 ống - D 120 : 4 ống
c) Số lượng cọc cần kiểm tra.
Số lượng cọc cần kiểm tra phụ thuộc vào độ tin cậy của công nghệ thi công, kĩ năng và kinh nghiệm của kíp thợ, điều kiện thi công, điều kiện địa chất, thuỷ văn, tính chất làm việc của cọc và tầm quan trọng của công trình.
Theo TCXD 206: 1998 thì số lượng cọc cần kiểm tra không ít hơn 25% số lượng cọc thi công và có kết hợp với các phương pháp kiểm tra khác. Đối với các móng có số lượng cọc ít nhưng tầm quan trọng của móng đó đối với công trình là lớn như mố trụ trong các công trình cầu nhịp lớn hoặc tháp cao ... thì cần tăng tỉ lệ cọc kiểm tra lên cao
hơn.
d) Thời gian được phép kiểm tra siêu âm sau khi đổ bêtông.
Theo TCVN: tốt nhất là sau khi đổ bêtông 3-7 ngày tuỳ theo vật liệu bêtông có dùng hay không dùng các phụ gia tăng nhanh quá trình đông cứng.
e) Phương pháp thí nghiệm.
Đầu phát và đầu thu nối máy trung tâm được thả đều xuống lỗ đã được đặt trước trong thân cọc. Sóng siêu âm được phát ra qua đầu phát và được thu lại tại đầu thu sẽ truyền về máy trung tâm. Tín hiệu được chuyển thành
thiết bị
thu thiết bị phát
đặt sẵn ống d50
dạng số và lưu vào trong máy. Bất cứ thay đổi nào của tín hiệu nhận được như yếu đi hoặc chậm sẽ được máy phân tích và chỉ ra khuyết tật của bêtông như rỗ, giảm cường độ do ximăng bị rửa trôi, rạn nứt hoặc có vật lạ.
f) Quy trình thí nghiệm.
+ Các ống dẫn (bằng nhựa hoặc bằng thép) có đường kính 50 - 70 mm được đặt cùng cốt thép trước khi đổ bêtông. Lòng ống phải trơn tru, không tắc, có độ thẳng cho phép để đầu phát và đầu thu dịch chuyển dễ dàng. Khi tiến hành đo bằng 2 đầu trên 2 ống khác nhau phải luôn điều chỉnh để đảm bảo 2 đầu đo đều nằm trên một mặt phẳng ngang của cọc. Khi tiến hành đo bằng 2 đầu trong cùng 1 ống phải luôn giữ cố định khoảng cách giữa hai đầu đo.
+ Đầu phát và đầu thu nối với máy chính thả đều vào 2 lỗ. Sóng siêu âm đo được trong suốt hành trình sẽ được ghi lại trong máy với trục y là chiều sâu cọc và trục x là tín hiệu sóng.
+ Tốc độ kéo dây lên lớn nhất không được vượt quá 20 m / s, nếu kéo nhanh quá biểu đồ hình dạng sóng sẽ không phản ánh đúng chất lượng môi trường sóng siêu âm đi qua.
+ Sau khi kết thúc ở hai lỗ đầu, đầu đo chuyển sang lỗ thứ 3 trong khi đầu phát chuyển vào lỗ thứ 2. Cứ như vậy một cọc sẽ được đo 3 lần.
+ Số liệu ghi lại được trong quá trình đo sẽ được xử lí trong phòng.