1. Số lượng và cách bố trí ống siêu âm
Ống đặt sẵn trong cọc khoan nhồi để siêu âm (gọi là ống siêu âm) phải bố trí đều trên mặt cắt ngang. Theo hướng dẫn của ASTM D6760-08, trong một cọc tối thiểu phải có 3 ống siêu âm. Theo tiêu chuẩn Việt Nam tối thiểu là 2 ống đối với cọc có đường kính 0,6m. Chi tiết so sánh về số lượng ống siêu âm, vật liệu làm ống, đường kính ống và sai số đo sâu được tổng hợp từ nhiều nguồn trong Bảng 1. Cách bố trí ống theo mặt cắt ngang theo hướng dẫn của TCVN 9396:2012 như trong Hình 1.
Hình 1: Cách bố trí ống siêu âm theo mặt cắt ngang.
2. Vật liệu và kích thước ống siêu âm.
- Khi sử dụng ống PVC, gặp rủi ro gãy vỡ ống lúc gia công lắp đặt, đặc biệt là đối với các cọc có chiều dài lớn. Ngoài ra, việc mất dính bám “debonding” giữa mặt ngoài ống PVC với bê tông rất dễ xảy ra, kết quả sẽ làm cản trở quá trình truyền dẫn sóng âm. Theo yêu cầu của ASTM D6760-08, mặt ngoài ống PVC phải được làm nhám toàn bộ trước khi lắp đặt vào lồng thép để tăng độ dính bám với bê tông. Ưu điểm của ống PVC là có trở kháng sóng âm thấp hơn nhiều so với ống thép nên năng lượng truyền sóng trong ống PVC cao hơn ống thép. Ngoài ra, ống PVC cũng sẽ dễ khoan phá khi phụt vữa sửa chữa cọc.
- Khi sử dụng ống thép, nên sử dụng thép cacbon thấp, thường dùng ống màu đen, mặt ngoài của ống thép cũng phải đảm bảo không dính các tạp chất như dầu mỡ, gỉ, bụi bẩn, hay vảy thép để tạo độ dính bám với bê tông xung quanh.
- Nếu sử dụng ống PVC nên thí nghiệm siêu âm trong vòng từ 2 đến 10 ngày sau khi đổ bê tông để hạn chế hiện tượng mất dính bám và từ 2 đến 45 ngày sau khi đổ bê tông đối với ống thép. Ống thăm dò thường có đường kính trong từ 50 mm đến 60 mm (theo TCVN 9396:2012) và từ 38 mm đến 50 mm (theo ASTM D6760:08), nếu ống quá lớn sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của thời gian đến và tốc độ truyền sóng tính toán trong bê tông. Chi tiết xem Bảng 1 về kích thước yêu cầu của siêu âm.
.png)
Bảng 1: Yêu cầu về ống siêu âm trong một số tiêu chuẩn.
3. Nước và chất lượng nước trong ống siêu âm
- Nước sạch là môi trường trung gian để sóng có thể truyền từ đầu phát vào môi trường nước – thành ống - bê tông và tiếp tục từ thành ống qua nước rồi đến đầu thu. Nước cần phải được đổ vào ống thăm dò trước hoặc ngay khi kết thúc quá trình đổ bê tông để hạn chế mất dính bám giữa thành ngoài ống với bê tông khi bê tông ninh kết. Chỗ không dính bám làm kết quả siêu âm phản ánh không đúng bản chất thực của bê tông (cho kết quả xấu hơn so với chất lượng thực của cọc hoặc đôi khi mất sóng).
4. Thời điểm thực hiện thí nghiệm
- Theo quy định tại điều 3.3.4 tiêu chuẩn TCVN 9396:2012, thời gian bắt đầu tiến hành thí nghiệm trên cọc tối thiểu phải sau 7 ngày tính từ khi kết thúc đổ bê tông ở cọc. Thực tế, quy định này nhằm đảm bảo bê tông đạt cường độ yêu cầu để kết quả siêu âm đánh giá đúng chất lượng bê tông. Tuy nhiên, trong tiêu chuẩn ASTM D6760:08 quy định thí nghiệm không sớm hơn từ 3 đến 7 ngày sau khi đổ bê tông, điều này phụ thuộc vào cường độ bê tông và đường kính cọc (đường kính càng lớn thì thời gian càng gần 7 ngày) và tiêu chuẩn trao quyền quyết định thí nghiệm cho kỹ thuật hiện trường.
- Theo một số nghiên cứu, công trình cọc khoan nhồi thi công giữ thành bằng vữa mà có sử dụng ống siêu âm bằng PVC thì nên tiến hành thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi trong vòng 10 ngày để tránh hiện tượng mất dính bám. Vậy khi áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam, để có kết quả thí nghiệm tốt thì “thời điểm vàng” để thí nghiệm đối với cọc khoan nhồi sử dụng ống PVC chỉ có 3 ngày. Điều này gây khó khăn với thực tế công trường.
Nguồn: Xác định và đánh giá khuyết tật cọc khoan nhồi bằng phương pháp xung siêu âm truyền qua hai ống.
ThS. Trần Quang Huy, Ks. Đặng Quốc Mỹ
Khoa Xây dựng - Đại học Nha Trang
