SIÊU ÂM CỌC KHOAN NHỒI (CSL – Crosshole Sonic Logging)
(Thực hiện theo TCVN 9396:2012 – Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông bằng phương pháp siêu âm truyền qua ống đặt sẵn)
1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi nhằm:
- Đánh giá tính đồng nhất và chất lượng bê tông thân cọc
- Phát hiện các khuyết tật như: rỗ tổ ong, phân tầng, co thắt tiết diện, lẫn bùn đất
- Kiểm tra mức độ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế
Đây là phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) được áp dụng phổ biến cho cọc khoan nhồi.
2. Phạm vi áp dụng
Áp dụng cho:
- Cọc khoan nhồi có đặt sẵn ống siêu âm (ống thép hoặc ống nhựa)
- Cọc đường kính từ 600 mm trở lên (hoặc theo yêu cầu thiết kế)
- Công trình nhà cao tầng, cầu đường, hạ tầng kỹ thuật
3. Nguyên lý phương pháp
Phương pháp CSL sử dụng:
- Một đầu phát siêu âm
- Một đầu thu siêu âm
Hai đầu dò được thả trong hai ống siêu âm song song đặt trong thân cọc. Sóng siêu âm truyền qua bê tông từ đầu phát sang đầu thu.
Thiết bị ghi nhận:
- Thời gian truyền sóng (Travel Time)
- Vận tốc truyền sóng (Velocity)
- Biên độ tín hiệu
Nếu bê tông đặc chắc → vận tốc cao, tín hiệu rõ.
Nếu bê tông có khuyết tật → vận tốc giảm, suy hao biên độ.
4. Điều kiện tiến hành thí nghiệm
- Cọc đã đạt tối thiểu 7 ngày tuổi (hoặc theo yêu cầu thiết kế)
- Ống siêu âm thông suốt, sạch, không tắc
- Bơm đầy nước sạch vào các ống trước khi đo
5. Thiết bị sử dụng
- Máy siêu âm chuyên dụng CSL
- Đầu dò phát và đầu dò thu
- Cáp đo chiều sâu
- Thiết bị ghi và xử lý dữ liệu
Thiết bị được kiểm định và hiệu chuẩn định kỳ theo hệ thống quản lý chất lượng ISO/IEC 17025.
6. Trình tự thực hiện
Bước 1: Kiểm tra ống siêu âm
- Kiểm tra số lượng và vị trí ống
- Thông rửa và bơm đầy nước
Bước 2: Lắp đặt đầu dò
- Đặt đầu phát vào một ống
- Đặt đầu thu vào ống còn lại
- Hai đầu dò cùng cao độ ban đầu
Bước 3: Tiến hành đo
- Hạ đầu dò từ đáy cọc lên theo từng bước (thường 20 cm hoặc nhỏ hơn)
- Ghi nhận dữ liệu liên tục theo chiều sâu
- Thực hiện đo cho tất cả các cặp ống
Bước 4: Thu thập và xử lý số liệu
- Phân tích biểu đồ vận tốc truyền sóng
- Đánh giá sự thay đổi biên độ và thời gian truyền
7. Đánh giá kết quả
Theo TCVN 9396:
- Vận tốc truyền sóng ổn định, không suy giảm bất thường → bê tông đồng nhất
- Giảm vận tốc > 20% hoặc mất tín hiệu → nghi ngờ khuyết tật
- Giảm vận tốc > 30% → có khả năng khuyết tật nghiêm trọng
Khi phát hiện bất thường, có thể đề xuất:
- Khoan kiểm tra
- Siêu âm bổ sung
- Thí nghiệm PIT hoặc các phương pháp khác
8. Báo cáo kết quả thí nghiệm
Báo cáo bao gồm:
- Thông tin công trình và vị trí cọc
- Sơ đồ bố trí ống siêu âm
- Biểu đồ vận tốc theo chiều sâu
- Nhận xét từng đoạn cọc
- Kết luận đánh giá chất lượng
- Kiến nghị (nếu có)
9. Ưu điểm của phương pháp
- Không phá hủy kết cấu
- Độ tin cậy cao
- Phát hiện khuyết tật trong toàn bộ chiều dài cọc
- Phù hợp cho cọc đường kính lớn
