TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 358 : 2005 Xuất lần Cọc khoan nhồi phơng pháp xung siêu âm xác định tính đồng bê tông Bored Pile - Sonic pulse method for determination of homogeneity of concrete Hà Nội - 2005 tcxdvn 358 : 2005 tcxdvn 358 : 2005 tcxdvn 358: 2005 Lời nói đầu TCXDVN 358 : 2005 "Cọc khoan nhồi - Phơng pháp xung siêu âm xác định tính đồng bê tông" đợc Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số: 43/2005 ngày30 tháng11năm 2005 tcxdvn 358 : 2005 Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 358:2005 Xuất lần Cọc khoan nhồi - Phơng pháp xung siêu âm xác định tính đồng bê tông Bored Pile - Sonic pulse method for determination of homogeneity of concrete Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn áp dụng cho việc kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi phơng pháp xung siêu âm Ngoài tiêu chuẩn đợc áp dụng cho cấu kiện móng bê tông khác có đặt sẵn ống đo siêu âm nh: giếng chìm, tờng đất, cọc ba - ret móng khối bê tông chôn đất 1.2 Kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi phơng pháp xung siêu âm thực phơng pháp kiểm tra không phá huỷ cho phép xác định tính đồng khuyết tật bê tông phạm vi từ điểm phát đến điểm thu 1.3 Trong trờng hợp khuyết tật bê tông cọc khoan nhồi cấu kiện móng đợc phát phơng pháp xung siêu âm cần đợc 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 phơng pháp khác nh: khoan lấy mẫu lõi bê tông, thí nghiệm nén mẫu bê tông vv Quy định chung 2.1 Thí nghiệm kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi phơng pháp xung siêu âm đợc thực hai giai đoạn: thi công cọc thử, thi công cọc đại trà 2.1.1 Thí nghiệm kiểm tra phơng pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc thử đợc tiến hành trớc thi công cọc đại trà Kết thí nghiệm sở để lựa chọn thiết bị công nghệ thi công cọc 2.1.2 Thí nghiệm kiểm tra phơng pháp xung siêu âm giai đoạn thi công cọc đại trà đợc tiến hành thời gian thi công công trình sau thi công xong cọc Kết thí nghiệm sở cần thiết để đánh giá tổng thể chất lợng thi công cọc 2.1.3 Số lợng cọc cần tiến hành kiểm tra phơng pháp xung siêu âm đợc lựa chọn tuỳ theo giai đoạn Trong giai đoạn thi công cọc thử số lợng cọc đợc kiểm tra tất cọc có thực phơng pháp kiểm tra sức chịu tải cọc tải trọng tĩnh tải trọng động Trong giai đoạn thi công cọc đại trà số lợng cọc có đặt ống siêu âm đợc qui định tối thiểu 50% tổng số lợng cọc có công trình, số lợng cọc cần tiến hành kiểm tra đợc xác định cách ngẫu nhiên lấy 25% tổng số lợng cọc có công trình 2.2 Thời gian bắt đầu tiến hành thí nghiệm phơng pháp xung siêu âm cọc khoan nhồi cấu kiện móng thực đợc tối thiểu sau ngày tính từ kết thúc đổ bê tông cọc cấu kiện móng tcxdvn 358 : 2005 2.3 Thiết bị thí nghiệm phải đợc kiểm tra hiệu chuẩn định kỳ theo qui định quan có thẩm quyền cấp phép 2.4 Ngời thực thí nghiệm phải đợc đào tạo phơng pháp thí nghiệm đợc quan có thẩm quyền cấp chứng xác nhận Thuật ngữ 3.1 Tính đồng bê tông: Là đặc tính vùng bê tông đặc có chất lợng đồng Trong phơng pháp xung siêu âm tính đồng bê tông thể ổn định đồng vận tốc truyền xung qua bê tông đợc kiểm tra theo phơng dọc trục phơng ngang trục 3.2 Khuyết tật bê tông: Là vùng bê tông không đặc có chất lợng thay đổi lớn theo chiều giảm.Trong phơng pháp xung siêu âm khuyết tật bê tông thể vùng vận tốc truyền xung qua bê tông bị giảm đột ngột (thờng giảm 20%) 3.3 Mặt cắt thí nghiệm: Là tập hợp giá trị đo đợc 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 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 thờng có yêu cầu nh kích thớc (đờng kính đầu đo từ 25 mm đến 30 mm),về khả chống thấm tần số dao động.Thông thờng 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 đ ợc qui định phù hợp theo khả loại máy khác Sai số cho phép phép đo độ sâu đợc chọn lấy giá trị lớn hai giá trị sau : 1/500 chiều sâu ống đo 5cm 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 lu trữ hiển thị số liệu 4.3.1 Khối máy máy tính gồm có: hình hiển thị số liệu, đĩa cứng chứa chơng trình điều khiển lu trữ số liệu thí nghiệm, nút điều khiển bàn phím thao tác 4.3.2 Yêu cầu dung lợng nhớ máy phải đủ lớn, số liệu thí nghiệm phải đợc tự động cập nhật truyền tải qua máy tính để xử lý lu trữ lâu dài Các thông tin thu đợc trình thí nghiệm phải đợc hiển thị dới dạng biểu bảng đồ thị Yêu cầu lắp đặt ống siêu âm tcxdvn 358 : 2005 5.1 ống đo siêu âm để thả đầu đo đợc làm thép nhựa có đờng kính phù hợp với kích thớc đầu đo, ống đợc chôn sẵn bê tông Đờng kính ống thí nghiệm đợc chọn nằm phạm vi từ 50 mm đến 60 mm, chiều dày thành ống chọn từ 2mm đến 6mm phải tính toán đảm bảo khả chịu áp lực(cả áp lực thẳng đứng áp lực ngang) Đầu d ới ống đợc 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 trình đổ bê tông Các ống đợc đặt song song với dọc theo suốt chiều dài thân cọc, đáy ống đo đợc đặt cao độ sát đáy hố khoan.Việc liên kết đoạn ống phải đảm bảo kín khít không cho nớc bẩn tạp chất lọt vào ống 5.3 Phía ống đo siêu âm phải đợc kiểm tra thông suốt đổ đầy nớc trớc tiến hành đổ bê tông 5.4 Số lợng ống đo đợc qui định tuỳ thuộc vào kích thớc 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 đờng kính cọc () số lợng ống đo dự tính cho cọc nh sau: a) ống, 60 cm (góc ống 180o); b) ống, 60 < 100 cm (góc ống 120o); c) ống, >100 cm (góc ống 90o) 5.6 Có thể tham khảo sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác phụ lục A Thí nghiệm trờng 6.1 Công tác chuẩn bị thí nghiệm 6.1.1 Trớc tiến hành thí nghiệm cần thu thập thông tin liên quan đến cọc cấu kiện móng thí nghiệm nh sau: a) Tên công trình, hạng mục; b) Vị trí cọc cấu kiện móng vẽ thi công; 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 lợng ống đo siêu âm đợc đặt cọc cấu kiện móng; g) Các cố trình đổ bê tông (nếu có) 6.1.2 ống đo đợc cắt hở ra, đầu ống phía phải cao mặt bê tông 0.2 m Cần kiểm tra độ thông suốt ống đo trớc tiến hành thí nghiệm Xác định cao độ mép ống khoảng cách tâm ống theo tổ hợp mặt cắt cần tiến hành thí nghiệm tcxdvn 358 : 2005 Trong trờng hợp đo đợc trực tiếp khoảng cách tâm ống cho phép xác định theo vẽ thiết kế Vị trí ống phải đợc thể vẽ có đánh số thứ tự theo chiều kim đồng hồ hớng bắc nam Ghi chú: Đối với cọc có đặt ống khoan lấy mẫu lõi đáy cọc, đáy ống khoan lấy mẫu th ờng đợc 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 Tiến hành thí nghiệm 6.2.1 Lắp đặt kết nối thiết bị chuẩn bị cho thí 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 thí nghiệm đợc đảm bảo theo hai điều kiện sau: a) Đầu thu đầu phát đợc thả vào lòng ống đo, độ sâu dự định để điều chỉnh tín hiệu đầu đo phải đặt cao độ; b) Tín hiệu đợc điều chỉnh cho thời gian truyền xung siêu âm từ điểm phát đến điểm thu tối thiểu biên độ thu đợc tín hiệu xung lớn Hình - Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi 6.2.3 Trong trình thí nghiệm đầu đo dịch chuyển từ đáy lên đỉnh cọc (hình 1).Cả đầu thu đầu phát đợc kéo lên với vận tốc tính trớc phù hợp với chiều dài cọc khả thiết bị, ống đo phải đảm bảo đầy nớc, tín hiệu xung siêu âm đợc hiển thị hình theo chiều dài mặt cắt thí nghiệm đợc ghi lại thành tệp số liệu Kết thí nghiệm thu đợc thông thờng bao gồm số liệu sau: a) Thời gian truyền xung, tần số biên độ xung độ sâu thí nghiệm từ điểm phát đến điểm thu; b) Chiều dài mặt cắt thí nghiệm Đánh giá kết thí nghiệm 7.1 Trên sở kết đo khoảng cách tâm hai đầu đo (khoảng cách tâm hai ống đo mặt cắt thí nghiệm) thời gian truyền xung hai đầu đo đó, vận tốc truyền xung siêu âm bê tông độ sâu thí nghiệm đợc tính theo công thức: tcxdvn 358 : 2005 V = L T Trong đó: V- Vận tốc truyền xung siêu âm, m/s; L - Khoảng cách tâm hai đầu đo, m; T - Thời gian truyền xung siêu âm qua chiều dài L, s Ghi : Trong trờng hợp khoảng cách tâm hai đầu đo 30 cm , cần ý đến giá trị vận tốc truyền xung bê tông bị ảnh hởng đáng kể sai số xung siêu âm phải truyền qua môi trờng nớc vật liệu làm ống siêu âm 7.2 Sai số cho phép thời gian truyền xung thu đợc theo độ sâu khác sau hiệu chỉnh không vợt 1%, sai số biên độ xung không vợt 5% Phần mềm để xử lý kết phải có khả xử lý loại bỏ nhiễu kết thí nghiệm (phụ lục C) 7.3 Tại trờng sơ đánh giá kết đo tính đồng bê tông cọc dựa theo biểu đồ tín hiệu thời gian vận tốc truyền xung siêu âm thu đợc 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 thí nghiệm lại cao độ vị trí để khẳng định khuyết tật Ghi : Khi xác định tính đồng bê tông phơng pháp xung siêu âm cần đánh giá kết hợp với kết thí nghiệm nén mẫu bê tông xét cho phần mẫu bê tông đạt yêu cầu cờng độ theo thiết kế 7.4 Để đánh giá tính đồng vị trí khuyết tật bê tông cọc khoan nhồi cấu kiện móng thí nghiệm nên kết hợp đặc trng xung siêu âm ghi nhận đợc nh : vận tốc, biên độ, lợng, thời gian truyền xung siêu âm Phơng pháp đánh giá đợc tham khảo phụ lục C Báo cáo kết thí nghiệm 8.1 Báo cáo kết thí nghiệm cần nêu đợc nội dung sau đây: 8.1.1 Mở đầu (giới thiệu tên công trình, địa điểm, hạng mục thí nghiệm, ngày bắt đầu thí nghiệm vv); 8.1.2 Phơng pháp thí nghiệm; 8.1.3 Thiết bị thí nghiệm (tính thiết bị, phạm vi hoạt động, hãng chế tạo, thời hạn kiểm định hiệu chuẩn cho phép sử dụng); 8.1.4 Đánh giá kết thí nghiệm (tính đồng bê tông dọc theo chiều dài cọc, phạm vi nghi ngờ khuyết tật có vv ); 8.1.5 Kết luận kiến nghị; 8.1.6 Phụ lục (các biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm theo mặt cắt thí nghiệm đo đợc, xem phụ lục B) tcxdvn 358 : 2005 Phụ lục A (Tham khảo) sơ đồ bố trí ống đo siêu âm cấu kiện móng khác A1 - Khi đờng kính cọc A2 - Khi đờng kính cọc A3 - Khi đờng kính cọc A4 - Đối với tờng đất; A5 - Đối với cọc Ba - ret : 60 cm (2 ống, góc ống 180o); : 60 < 100 cm (3 ống, góc ống 120o); : > 100 cm ( ống, góc ống 90o); Hình A Sơ đồ bố trí ống đo siêu âm 10 tcxdvn 358 : 2005 Phụ lục B (Qui định) biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm 1.Tên công trình: Hạng mục: Đơn vị thí nghiệm: Số hiệu cọc thí nghiệm: Tên mặt cắt thí nghiệm: Ngày thí nghiệm: : 11 tcxdvn 358 : 2005 Hình B Biểu đồ vận tốc truyền xung siêu âm Phụ lục C (Tham khảo) xác định tính đồng khuyết tật bê tông C.1 Xác định tính đồng khuyết tật bê tông theo đặc trng xung siêu âm C.1.1 Tính đồng bê tông cọc đợc hiểu đồng chất lợng bê tông theo chiều dài thân cọc mặt cắt tiết diện cọc Trong phơng pháp xung siêu âm vùng bê tông 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 tông khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thờng, 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 đợc thể hình C1, C2 C3, trục tung biểu đồ biên độ xung độ sâu thí nghiệm trục hoành thời gian vận tốc truyền xung Hình C1 Biểu đồ xung siêu âm truyền qua vùng bê tông khuyết tật 12 tcxdvn 358 : 2005 Hình C2 Biểu đồ xung siêu âm qua vùng bê tông có khuyết tật, biên độ giảm thời gian truyền xung tăng mạnh Hình C3 Sự suy giảm vận tốc truyền xung siêu âm vùng bê tông có khuyết tật C.1.2 Khi mức độ suy giảm vận tốc truyền xung lớn 20%, cần xem thêm nguyên nhân khác nh khả điều kiện chịu lực cọc, phạm vi vùng nghi có khuyết tật cọc theo chiều đứng nh 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 ph ơng pháp xử lý xét đến giảm yếu cọc tính toán C.1.3 Trong trình xử lý kết thí nghiệm cần phân biệt để xử lý loại bỏ xung bị ảnh hởng nhiễu (hình C4) 13 tcxdvn 358 : 2005 Hình C4 Biểu đồ xung siêu âm bị ảnh hởng nhiễu C.1.4 Kết hợp lợng vận tốc truyền xung cho phép ngời thí nghiệm đánh giá cách có hiệu khả xuất khuyết tật thân cọc khoan nhồi nh cấu kiện móng bê tông khác C.1.5 Năng lợng truyền xung siêu âm giá trị đo vận động môi trờng mà xung truyền qua Năng lợng truyền xung đợc tính tích phân số liệu thu đợc khoảng sử dụng mà đợc đếm liệu Năng lợng đợc đo Volt - giây, nhng thực tế giá trị thực bị bỏ qua Năng lợng thực tế đợc truyền nhận phần cứng thiết bị khó để đánh giá cách định lợng, đợc đánh giá cách định tính tơng đối Thông thờng giá trị lợng đợc biểu thị theo biểu đồ logarit C.1.6 Từ biểu đồ biến thiên lợng truyền xung siêu âm độ sâu thí nghiệm (hình C5), xuất khuyết tật bê tông đợc đánh giá tơng ứng với độ giảm 50% lợng 14 tcxdvn 358 : 2005 Hình C5 Biểu đồ vận tốc lợng truyền xung siêu âm C.2 Xác định vị trí hình dạng khuyết tật Sau xác định cọc bị khuyết tật, nh cần xác định hình dạng khuyết tật dùng phơng pháp quét xung siêu âm hai phía (hình C6) Nguyên lý phơng pháp cố định đầu đo vị trí có khuyết tật, đầu di chuyển theo phơng đứng để nhận tia quét Tại vị trí đo phải tính đợc khoảng cách truyền xung siêu âm (khoảng cách hai đầu đo theo đờng chéo), kết hợp nhiều mặt cắt vào vận tốc lợng truyền xung để xác định hình dạng khuyết tật 15 tcxdvn 358 : 2005 Hình C6 Sơ đồ bố trí đầu thu, phát xung siêu âm để xác định vị trí hình dạng khuyết tật 16 tcxdvn 358 : 2005 17 tcxdvn 358 : 2005 18 tcxdvn 358 : 2005 19 tcxdvn 358 : 2005 20 tcxdvn 358 : 2005 21 tcxdvn 358 : 2005 22 tcxdvn 358 : 2005 23 tcxdvn 358 : 2005 24 tcxdvn 358 : 2005 25 tcxdvn 358 : 2005 26 [...]... truyền xung siêu âm Phụ lục C (Tham khảo) xác định tính đồng nhất và khuyết tật của bê tông C.1 Xác định tính đồng nhất và khuyết tật của bê tông theo các đặc trng của xung siêu âm C.1.1 Tính đồng nhất của bê tông cọc đợc hiểu là sự đồng đều về chất lợng bê tông theo chiều dài thân cọc và mặt cắt tiết diện cọc Trong phơng pháp xung siêu âm vùng bê tông có tính đồng nhất thể hiện ở sự ổn định và đồng... xung siêu âm C.2 Xác định vị trí và hình dạng của khuyết tật Sau khi xác định cọc bị khuyết tật, nếu nh cần xác định hình dạng của khuyết tật dùng phơng pháp quét xung siêu âm cả hai phía (hình C6) Nguyên lý của phơng pháp này là cố định một đầu đo tại vị trí có khuyết tật, đầu kia di chuyển theo phơng đứng để nhận tia quét Tại từng vị trí đo phải tính đợc khoảng cách truyền xung siêu âm (khoảng cách giữa... cách định lợng, vì vậy nó chỉ đợc đánh giá một cách định tính hoặc tơng đối Thông thờng giá trị năng lợng đợc biểu thị theo biểu đồ logarit C.1.6 Từ biểu đồ biến thiên năng lợng truyền xung siêu âm tại các độ sâu thí nghiệm (hình C5), sự xuất hiện khuyết tật trong bê tông đợc đánh giá tơng ứng với độ giảm 50% năng lợng 14 tcxdvn 358 : 2005 Hình C5 Biểu đồ vận tốc và năng lợng truyền xung siêu âm C.2 Xác. .. siêu âm truyền qua vùng bê tông không có khuyết tật 12 tcxdvn 358 : 2005 Hình C2 Biểu đồ xung siêu âm đi qua vùng bê tông có khuyết tật, biên độ giảm thời gian truyền xung tăng mạnh Hình C3 Sự suy giảm của vận tốc truyền xung siêu âm trong vùng bê tông có khuyết tật C.1.2 Khi mức độ suy giảm vận tốc truyền xung lớn hơn 20%, cần xem thêm các nguyên nhân khác nh khả năng và điều kiện chịu lực của cọc, ... (hình C4) 13 tcxdvn 358 : 2005 Hình C4 Biểu đồ xung siêu âm bị ảnh hởng do nhiễu C.1.4 Kết hợp giữa năng lợng và vận tốc truyền xung sẽ cho phép ngời thí nghiệm đánh giá một cách có hiệu quả về khả năng xuất hiện khuyết tật trên thân cọc khoan nhồi cũng nh các cấu kiện móng bê tông khác C.1.5 Năng lợng truyền xung siêu âm là một giá trị đo sự vận động của môi trờng mà xung truyền qua Năng lợng truyền... tốc truyền xung siêu âm có sự thay đổi theo chiều giảm lớn hơn 20% thì xuất hiện khuyết tật Vùng bê tông không có khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thờng, vùng xuất hiện khuyết tật biên độ xung suy giảm rõ rệt Các biểu đồ biểu diễn sự thay đổi về thời gian, biên độ xung và vận tốc truyền xung đợc thể hiện ở các hình C1, C2 và C3, trong đó trục tung của biểu đồ là biên độ xung hoặc độ sâu thí nghiệm... nhân khác nh khả năng và điều kiện chịu lực của cọc, phạm vi vùng nghi có khuyết tật của cọc cả theo chiều đứng cũng nh trên toàn bộ tiết diện ngang của cọc, vai trò của cọc có khuyết tật và của cả móng cọc đó, khả năng sửa chữa Để kiến nghị cần hay không cần xử lý và ph ơng pháp xử lý hoặc xét đến sự giảm yếu của cọc trong tính toán C.1.3 Trong quá trình xử lý kết quả thí nghiệm cần phân biệt để xử... khoảng cách truyền xung siêu âm (khoảng cách giữa hai đầu đo theo đờng chéo), kết hợp nhiều mặt cắt và căn cứ vào vận tốc và năng lợng truyền xung để xác định hình dạng khuyết tật 15 tcxdvn 358 : 2005 Hình C6 Sơ đồ bố trí đầu thu, phát xung siêu âm để xác định vị trí và hình dạng khuyết tật 16 tcxdvn 358 : 2005 17 tcxdvn 358 : 2005 18 tcxdvn 358 : 2005 19 tcxdvn 358 : 2005 20 tcxdvn 358 : 2005 21 tcxdvn