NỘI DUNG 1. Mục đích thí nghiệm
2. Phương pháp thí nghiệm 3. Thiết bị thí nghiệm 4. Quy trình thí nghiệm 5. Báo cáo kết quả thí nghiệm
PHỤ LỤC - Chứng chỉ kiểm định thiết bị
Phân Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)
Đề c−ơng thí nghiệm cọc khoan nhồi 2
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm kiểm tra chất lượng bằng phương pháp siêu âm được tiến hành nhằm đánh giá sự đồng nhất và các khuyết tật của bê tông cọc. Kết quả thí nghiệm là sự cảnh báo hoặc sự xác định gián tiếp về tồn tại khuyết tật trong bê tông.
2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1. Nguyên lý thí nghiệm
Thí nghiệm kiểm tra chất lượng bê tông cọc bằng phương pháp siêu âm dựa trên nguyên lí truyền dao động đàn hồi trong môi trường vật chất. Các đặc trưng của xung siêu âm như: vận tốc truyền xung, biên độ xung, thời gian truyền xung, năng lượng truyền xung sẽ chủ yếu phụ thuộc vào độ đồng nhất, mật độ của vật liệu bê tông.
Đối với vùng bê tông không có khuyết tật giá trị vận tốc xung ổn định và đồng đều, biên độ xung biến đổi bình thường, thời gian truyền xung ổn định. Đối với vùng bê tông có khuyết tật biểu đồ vận tốc xung có sự thay đổi theo chiều giảm (thông thường giảm
20%), biên độ xung suy giảm rõ rệt, thời gian truyền xung tăng mạnh (thông thường tăng 20%), năng lượng truyền xung giảm mạnh (thông thường giảm 50%).
Việc phân tích các đặc trưng của sóng siêu âm, kết hợp với các điều kiện làm việc cụ thể khác của cọc sẽ gián tiếp xác định được các khuyết tật trong bê tông cọc.
2.2. Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn thí nghiệm siêu âm TCVN 9396 : 2012 - Cọc khoan nhồi - Xác định tính đồng nhất của bê tông-Phương pháp xung siêu âm.
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
Thiết bị siêu âm là máy chuyên dụng CHA (Cross Hole Analyzer) của hãng PDI Mỹ sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM D6760;
Phân Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)
Đề c−ơng thí nghiệm cọc khoan nhồi 3
Máy bao gồm các bộ phận sau:
- Các đầu dò (đầu thu & đầu phát siêu âm). Đầu phát có khả năng phát sóng siêu âm có tần số từ 20.000 Hz đến 100.000 Hz;
- Cáp truyền tín hiệu có độ dài 100m;
- Bộ vi xử lý cho phép điều khiển tiến trình đo, lưu giữ, chuyển đổi và hiển thị trực tiếp số liệu đo (nếu cần);
- Phần mềm xử lý, tính toán kết quả CHA đi kèm theo máy.
4. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm siêu âm
1
3
2 4
5 6 7
1. Cọc thí nghiệm 2. ống siêu âm 3. Đầu thu 4. Đầu phát
5. Môi trường nước 6. Thiết bị kiểm tra 7. Máy ghi
Phân Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)
Đề c−ơng thí nghiệm cọc khoan nhồi 4
4.1. Ống siêu âm
Các ống siêu âm được đặt sẵn suốt chiều dài thân cọc trước khi đổ bê tông, ống được làm bằng thép. Các ống phải bảo đảm độ cứng, không bị biến dạng, cong vênh, phải được đặt thẳng đứng với khoảng cách giữa các ống tương đối đều nhau trên bề mặt tiết diện cọc.
4.2. Chuẩn bị thí nghiệm tại hiện trường - Vận chuyển, tập kết thiết bị tới hiện trường;
- Kiểm tra ống siêu âm: cắt đầu, thông ống và làm sạch lòng ống, kiểm tra độ thẳng và độ thông suốt bằng đầu dò thử, ống phải được bơm đầy nước;
- Chuẩn bị và kiểm tra hoạt động của toàn bộ thiết bị;
- Lắp ráp thiết bị, nối nguồn điện, thử cho đến khi bộ vi xử lý sẵn sàng làm việc;
- Chỉ thực hiện thí nghiệm tối thiểu sau 07 ngày, kể từ ngày kết thúc việc đổ bê tông cọc.
4.3. Tiến hành thí nghiệm
- Thu thập các thông tin về cọc thí nghiệm: tên công trình, vị trí cọc, cao độ đáy và đỉnh cọc, tên mặt cắt, ngày đổ bê tông, số lượng và khoảng cách giữa các ống siêu âm, các sự cố trong quá trình đổ bê tông (nếu có) …vv, nhập một số thông tin cần thiết vào máy;
- Hạ đầu dò xuống đáy ống, điều chỉnh cao độ hai đầu dò bằng nhau, chọn lựa mức năng lượng hợp lý cho đầu phát;
- Từ từ kéo đều hai đầu dò lên cùng một lúc với tốc độ phù hợp với thiết bị thí nghiệm, ghi nhận các tín hiệu dọc theo chiều dài cọc;
- Tiến hành lấy số liệu tại tất cả các mặt cắt thí nghiệm;
- Tại hiện trường, nếu thấy có sự suy giảm vận tốc truyền xung hoặc tăng thời gian truyền xung, thì phải thí nghiệm lại ở cao độ của vị trí đó để khẳng định khuyết tật.
- Tiếp tục như trên cho các cọc khác tại hiện trường.
Phân Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)
Đề c−ơng thí nghiệm cọc khoan nhồi 5
Hình 2. Minh hoạ thí nghiệm siêu âm 4.4. Xử lý kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm siêu âm được đưa ra dưới dạng biểu đồ các đặc trưng của xung siêu âm (vận tốc, biên độ, thời gian, năng lượng truyền xung). Trước đó cần phân biệt để xử lý hoặc loại bỏ các xung bị ảnh hưởng do nhiễu. Kết hợp các đặc trưng của xung siêu âm để đánh giá sự đồng nhất và vị trí khuyết tật của bê tông cọc.
- Mức độ suy giảm của tốc độ truyền sóng siêu âm tại điểm nào đó trên thân cọc.
Chất lượng cọc Tốt Khuyết tật nhẹ Khuyết tật nặng
Mức độ suy giảm vận tốc, % 10
10-20
>20
Trong mọi trường hợp, kết quả thí nghiệm siêu âm cần được hiểu là sự cảnh báo hoặc sự xác định gián tiếp về tồn tại khuyết tật trong bê tông. Để khẳng định và đánh giá đặc điểm của khuyết tật cần kết hợp thực hiện thêm các phương pháp khác như khoan lấy lõi để thí nghiệm xác định cường độ nén của bê tông ... vv.
5. BÁO CÁO KẾT QUẢ
Kết quả thí nghiệm siêu âm được lập thành báo cáo bao gồm 2 phần: thuyết minh và phụ lục. Trong phần thuyết minh nêu. Sơ đồ vị trí cọc thí nghiệm, số liệu thí nghiệm ở dạng biểu đồ cho từng cọc sẽ được tập hợp trong phần phụ lục của báo cáo.
Phần thuyết minh bao gồm:
- Cơ sở lập báo cáo;
- Mục đích thí nghiệm;
- Nội dung, kết quả thí nghiệm: nguyên lý thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, quy trình thí nghiệm, khối lượng thí nghiệm, phương pháp xử lý kết quả và phân tích đánh giá chất lượng;
- Kết luận và kiến nghị.
Phân Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)
Đề c−ơng thí nghiệm cọc khoan nhồi 6