Bài giảng kiểm định Cầu - UTT

Bài thực hành 1: Phương pháp thử động biến dạng lớn PDABài thực hành 2: Phương pháp siêu ẩm kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồiBài thực hành 3: Thí nghiệm xác định ứng suất trong kết cấu bằng thiết bị UCAM60BBài thực hành 4: Đo dao động bằng thiết bị IMVBài thực hành 5: Xác định vết nứt của bê tông bằng thiết bị kiểm tra vết nứt từ xa KUMONOS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

BỘ MÔN CẦU – KHOA CÔNG TRÌNH

BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM KIỂM ĐỊNH CÔNG TRÌNH CẦU

Hà Nội, 2014

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

Bài thực hành 1 PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN PDA 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.2 Nguyên lý và thiết bị thí nghiệm 3

1.3 Phương pháp CASE 10

1.4 Trình tự thí nghiệm 12

1.5 Đọc và diễn dịch kết quả 12

Bài thực hành 2 PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG COC KHOAN NHỒI 15

2.1 Giới thiệu chung 15

2.2 Nguyên lý và thiết bị thí nghiệm 15

2.3 Cấu tạo và trình tự thí nghiệm 22

2.4 Đọc và diễn dịch kết quả 28

2.5 Một số nguyên nhân làm cọc hư hỏng 31

Bài thực hành 3 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU BẰNG THIẾT BỊ UCAM-60B 43

3.1 Giới thiệu chung vể UCAM 60 43

3.2 Các phím điều khiển và hiển thị 43

3.3 Trình tự sử dụng 45

3.4 ƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TRÊN PHẦN MỀM: 56

Bài thực hành 4 ĐO DAO ĐỘNG BẰNG THIẾT BỊ IMV 5123/6 62

4.1 Phần mềm phân tích dạng sóng DS 5123A Error! Bookmark not defined 4.2 Trình tự thao tác Error! Bookmark not defined 4.3 Hiển thị và thao tác Error! Bookmark not defined Bài thực hành 5 XÁC ĐỊNH VẾT NỨT CỦA BÊ TÔNG BẰNG THIẾT BỊ KIỂM TRA VẾT NỨT TỪ XA KUMONOS 34

5.1 Giới thiệu về thiết bị kiểm tra vết nứt KUMONOS 34

5.2 Các bộ phận chính và thiết lập cơ bản KUMONOS 37

5.3 Các bước xác định chiều rộng vết nứt bằng thiết bị KUMONOS 40

2

Bài thực hành 1 PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN PDA

GV soạn: Trần Anh Tuấn

1.1 Giới thiệu chung

Thí nghiệm thử động biến dạng lớn được biết đến đầu

tiên vào năm 1958 bởi luận án Thạc sĩ của Eiber dưới sự

hướng dẫn của giáo sư Nara tại viện công nghệ CASE (và

do đó, phương pháp được gọi là phương pháp CASE)

Năm 1964 luận án này được phát triển thành một dự án

quy mô do giáo sư Scanlan và giáo sư Goble dẫn dắt với

sự hỗ trợ tài chính từ Bộ giao thông Ohio, FHWA (hiệp

hội cầu đương Mỹ) và các công ty tư nhân khác Đến năm

1976 PDA mới được sử dụng vào mục đích thương mại

cùng với sự ra đời của phần mềm CAPWAP

Trong thí nghiệm PDA, người ta gắn các đầu đo gia

tốc và biến dạng ở đầu cọc Tại mỗi nhát búa đóng cọc,

gia tốc và biến dạng đầu cọc được ghi lại và xử lý bằng

thiết bị PDA (Pile driving analayser) Kết quả này cũng

được xử lý bằng phần mềm CAPWAP

PDA và CAPWAP có rất nhiều ứng dụng như sau:

1.1.1 Đánh giá sức chịu tải của cọc

Đánh giá được sức chịu tải của cọc tại thời điểm thí nghiệm PDA Nếu làm thí nghiệm PDA lúc cọc vừa hạ xong và làm thí nghiệm PDA sau một thời gian cọc nghỉ, ta

sẽ đánh giá được sự tăng hay giảm sức chịu tải theo thời gian

Thí nghiệm lúc đầu đóng (hạ) cọc đến lúc hạ xong cọc, ta sẽ đánh giá được sức chịu tải của cọc ở những chiều dài khác nhau Từ đó, giúp điều chỉnh chiều dài cọc thiết kế theo thực tế đất nền

Sử dụng CAPWAP có thể đánh giá sự phân bố sức kháng (bên và mũi cọc) đánh giá

hệ số quake và cản nhớt (damping) của đất bằng việc tính lặp

1.1.2 Đánh giá sự làm việc của búa đóng cọc

Đánh giá phần trăm năng lượng hiệu quả của búa Đánh giá ảnh hưởng của đệm búa, đệm cọc đến số nhát búa Xác định sự cố của búa, ví dụ như đánh lửa quá sớm (búa diesel), hoặc cửa rò rỉ hơi (búa hơi)

Nếu số nhát búa thực đóng khác với số nhát búa dự đoán, xác định được nguyên nhân là do điều kiện địa chất hày do sự làm việc của búa

Hình 1.1 Thí nghiệm PDA

3

1.1.3 Đánh giá ứng suất phát sinh trong cọc và sự toàn vẹn của cọc

Dự báo ứng suất kéo và ứng suất nén phát sinh trong toàn bộ cọc khi đóng, từ đó kiểm tra khả năng cọc bị phá hỏng

Khi đóng cọc xong rồi, có thể dùng PDA kiểm tra sự toàn vẹn của cọc, nếu cọc hư hỏng ta sẽ kịp thời đề nghị biện pháp để thêm cọc hoặc giảm tải

1.2 Nguyên lý và thiết bị thí nghiệm

Thông thường thí nghiệm PDA đòi hỏi phải gắn tối thiểu hai đầu đo biến dạng và hai đầu đo gia tốc đối diện nhau qua tiết diện cọc và cách đầu cọc từ 2-3d (d là đường kính cọc)

Đối với cọc đóng ta tính toán chọn búa phù hợp với cọc, sau đó sử dụng búa đóng cọc để đóng cọc Với cọc nhồi, sau khi cọc nhồi thi công xong và bê tông đã đạt cường

độ ta sẽ dùng búa đóng vài nhát thí nghiệm mà thôi

Thiết bị PDA trên Hình 1.2 sẽ chuyển đổi các tín hiệu biến dạng và gia tốc đo được sang lực và vận tốc (tại thời điểm t) như sau:

F(t) = EAε(t) (theo định luật Hook) (1.1)

trong đó:

F(t) : lực tác động vào phân tố cọc (đặt tại vị trí đầu đo) tại thời điểm t;

V(t) : vận tốc chuyển động của phân tố cọc (vị trí đặt đầu đo) tại thời điểm t;

E : môdun đàn hồi của vật liệu làm cọc

A : tiết diện ngang cọc

ε(t) : biến dạng đo được tại thời điểm t

a(t) : gia tốc chuyển động của phân tố cọc đo được tại thời điểm t

Gắn đầu đo trên cọc thép Gắn đầu đo trên cọc BTCT

Hình 1.2 Đầu đo gia tốc và đầu đo biến dạng

4

Đầu đo gia tốc Đầu đo biến dạng Bộ xử lý PDA

Hình 1.3 Thiết bị thí nghiệm PDA

1.2.1 Giới thiệu về sóng cơ học

Khi đóng một nhát búa xuống đầu cọc, đầu cọc chịu một lực nén là F (do đó, ứng suất nén là σ= F/A), đồng thời đầu cọc chuyển động xuống dưới với vận tốc V Tuy nhiên, ở thời điểm t = 0 thì mũi cọc vẫn chưa chịu lực, cũng chưa chuyển động xuống Sau một thời gian t = L/c (L là chiều dài cọc, c là vận tốc lan truyền sóng lực F và sóng vận tốc V), thì tác động đầu cọc mới lan truyền và ảnh hưởng tới mũi cọc

Cần lưu ý rằng c là một hằng số chỉ phụ thuộc vào bản chất vật liệu, trong khi V là đại lương thay đổi phụ thuộc vào độ lớn của nhát búa đóng cọc và phụ thuộc vào sức kháng của đất nền, c thường gấp vài nghìn lần V

Từ các giá trị của F và V tại các thời điểm khác nhau, ta sẽ dự báo được sức chịu tải của cọc Trước tiên, ta phải xem xét hai trường hợp lý tưởng hòa: cọc không có sức kháng của đất tác dụng và cọc ngàm chống Sau khi hiểu rõ hai mô hình này, ta sẽ xem xét một cọc trong thực tế Trong phần này ta cần biết một tham số trung gian quan trọng

là trở kháng của cọc Z, bởi vì đồ thị thường thể hiện F và ZV, chứ không thể hiện F và V (vì F, ZV có cùng thứ nguyên)

Z = EA/c = Mc/L (1.3)

trong đó: E : môđun đàn hồi của cọc;

A, L : diện tích tiết diện ngang và chiều dài cọc;

t1=0, sóng bắt đầu từ cọc, thì tại t₂ = L/c sóng truyền được tới mũi cọc (Hình 1.4a, với L

là chiều dài cọc)

Tại t1=0, F1 > 0; ₁ > 0;tại t₂ = L/c, vì mũi cọc không có sức kháng mũi, nên ta cân

bằng lực sẽ được F₂ = 0 F₂ = 0 là do có một sóng ứng suất kéo (dấu âm) truyền ngược từ

mũi cọc lên (Hình 1.4b) Như vậy, cọc không có sức kháng (hoặc sức kháng nhỏ-tức là đất yếu) thì dễ bị phá hoại do ứng suất kéo Sóng ứng suất kéo truyền ngược lên sẽ làm vân tốc V₂ được gấp đôi lên (Hình 1.4b) Tuy nhiên, ở mũi cọc ta không gắn các đầu đo

biến dạng và vận tốc, mà ta chỉ gắn các đầu đo ở gần đầu cọc, Hình 1.4c thể hiện kết quả

đo được ở các đầu đo này L là khoảng cách từ vị trí đầu đo đến mũi cọc (xấp xỉ bằng chiều dài cọc, vì các đầu đo chỉ đặt cách đầu cọc một đoạn 2d-3d) Trên hình này, ta có:

- Điểm A là điểm bắt đầu xuất hiện các sóng tại cá đầu đo Tuy nhiên, ta không

quan tâm nhiều đến điểm này;

- Điểm B là điểm xuất hiện sóng cực trị Tại đây, F1 ≈ 2050 kN và V1 ≈

xa dần ra;

- Điểm D là điểm cách điểm B một đoạn thời gian 2L/c Tại đây, lực F₂ = 0 còn V₂

= 2V₁ = 1.48 x2 ≈ 2.96 m/s;

- Sau điểm D, có rất nhiều sóng lên và xuống lẫn lộn nhau, do đó rất khó phân tích

Người ta thường không xem xét đồ thị sau điểm D

Tại điểm D (t₂ = 2L/c so với điểm B), V₂ = 0, F₂ = 2F₁

- Tại thời điểm t = 2A/c sóng phản hồi lại các đầu đo, do đó lực F sẽ tăng lên chút

ít, trong khi vận tốc V sẽ giảm đi chút ít Hai đồ thị bắt đầu tách ra và đi song song một đoạn;

8

- Tương tự, tại thời điểm t = 2B/c, sóng phản hồi do sức kháng của đất ở điểm B cũng gặp các đầu đo, do đó hai đồ thị tiếp tục tách ra xa hơn và đi song song một đoạn đến điểm C;

- Điểm C là diểm cách điểm bắt đầu đồ thị một đoạn là 2L c⁄ L/c Sau điểm C, lực F giảm đi và vận tốc V tăng lên do gặp sóng kéo phản hồi từ mũi cọc (tiết diện cọc bị thu nhỏ bằng 0 tại mũi cọc)

Hình 1.6 Kết quả đo được từ PDA với cọc có sức kháng tại A và B

Ta xét tiếp ba ví dụ khác như sau:

Trên Hình 1.7 ta thấy, trong khoảng thời gian 2L/c ban đầu, hai đồ thị này tách đần nhau ra nhưng rất ít, như vậy sức kháng bên là nhỏ Tại gần điểm 2L c⁄ L/c, lực F lại giảm, và vận tốc V tăng (do xuất hiện sóng ứng suất kéo), như vậy sức kháng mũi cũng

gần như không có (tương tự Hình 1.4) Tóm lại, cọc này nằm trong đất yếu;

Trên hình 4.21, sức kháng bên là nhỏ Tuy nhiên, sức kháng mũi là lớn ví tại lân cận

điểm 2L/c, lực F tăng mạnh và vận tốc V giảm mạnh (tương tự Hình 1.5);

Trên Hình 1.9, hai đồ thị tách ra rất nhanh, chứng tỏ sức kháng bên là lớn Tuy

nhiên, cọc này có sức kháng mũi rất nhỏ

9

Hình 1.7 Kết quả đo được từ PDA với cọc có sức kháng bên và mũi nhỏ

Hình 1.8 Kết quả đo được từ PDA với cọc có sức kháng mũi lớn

Hình 1.9 Kết quả đo được từ PDA với cọc có sức kháng bên lớn

1.2.5 Xác định hư hỏng trong cọc

Cọc được đặt trong đất, vì vậy cọc luôn có sức kháng bên dọc suốt thân cọc Theo

như phân tích ở phần Cọc thực tế, nếu cọc không thay đổi tiết diện, thì hai đồ thị luôn

luôn phải tách dần nhau ra (trong đoạn 2L/c đầu tiên)

Nếu cọc bị hư, tiết diện cọc bị thu hẹp lại, thì hai đồ thị (F và VZ) sẽ gần nhau lại Mức độ gần nhau của đồ thị này gọi là BTA (hay β) Theo Rauche và Goble, có thể đánh

Pu (1- Jc)𝐹1+𝑍𝑉1

2 + (1+Jc)𝐹2−𝑍𝑉2

2 (3.4) trong đó:

Z : trở kháng của cọc

F1,V1 : lực và vận tốc đo được tại các đầu đo ở thời điểm t1; t1 là thời điểm mà hai sóng này đạt cực trị đầu tiên

F2,V2 : lực và vận tốc đo được tại các đầu đo ở thời điểm t2; t2 = t1 + 2L/c

Jc : hệ số cản nhớt (hay cản động) CASE.Rất lưu ý rằng, hệ số Jc này là không thứ nguyên và khác với hệ số J của Smith Hệ số Jc ban đầu được Goble kiến nghị như ở cột 2 trong Bảng 1.2 tuy nhiên năm 1996 các tác giả đã cập nhật và kiến nghị lại như ở cột 3 trong bảng này

Hình 1.10 trình bày một ví dụ dự báo Pu theo phương pháp CASE chuẩn Ý nghĩa của phương pháp CASE chuẩn như sau: sức chịu tải của cọc càng lớn khi (i) điểm F1

càng cao; (ii) điểm F2 càng xa điểm V2 (hai sóng càng tách xa nhau tại t2)

Tuy nhiên, với cọc chống hoặc cọc nén chặt đất nhiều thì ta nên sử dụng phương pháp CASE max khác phương pháp CASE chuẩn ở hai điểm:

- Ta phải tìm thời điểm t1 để sao cho sức chịu tải Pu là lớn nhất Hình 1.11 trình bày một ví dụ dự báo Pu theo phương pháp CASE max

- Hế số Jc phải có giá trị tối thiểu là 0.4 (với sỏi, cuội thì tối thiểu lá 0.3) và thường lớn hơn hệ số Jc của phương pháp CASE chuẩn từ 0.2 đến 0.3 (cột 4,bảng 4.3)

 Ngoài hai phương pháp CASE trên, còn có hai phương pháp nữa là phương pháp CASE tự động RAU và RA2.Tuy nhiên, hai phương pháp này ít dùng hơn

Bảng 1.2 Hệ số Jc

LE : chiều dài cọc tính từ đầu đo đến mũi cọc

AR : diện tích tiết diện cọc

EM : môdun đàn hồi của cọc

Giai đoạn chuẩn bị

Tiến hành thử động cho 3 và 4

lần sauBúa rơi tự do lần 1

Dùng CAPWAP phân tích

sức chịu tải của cọc

Kiểm tra độ nhạy của các đầu đo

Không cần lưu dữ liệu của lần thử động này

Nghiên cứu hồ sơ

dự án (bản vẽ thiết

kế, địa chất nền, sức kháng tính toán

Chọn búa thử động, gia cố đầu cọc, lắp đặt đầu đo gia tốc, đầu đo lực…

Lưu ý rằng, thứ nguyên thường là kNx10, hay chính là tấn Có nghĩa là sức chịu tải

sẽ tính bằng tấn, còn năng lượng sẽ là tấn.m

14

Hình 1.13 Cọc ống thép d=406mm, dày 13mm, bịt kín mũi Trên Hình 1.13, nếu cọc bị hư hỏng thì còn có một đường đứt nét ở giữa (đường D-D) Khi đó, trên màn hình sẽ xuất hiện một cửa sổ nhỏ, trong đó ghi giá trị BTA Trên Hình 1.13, tại vị trí đường D-D ta thấy hai đồ thị F va ZV xích lại gần nhau chứng tỏ cọc

có hư hỏng Trong hình này, BTA=89%, tức là cọc bị hư hỏng nhẹ, vị trí hư hỏng trong hình này là LTD = 14.9 m tính từ vị trí đầu đo

- Nhóm ‘Kết quả’

CSX và TSX (MPa) : ứng suất nén và ứng suất kéo tại vị trí đầu đo;

CSB (MPa) : ứng suất nén dự báo tương đối ở mũi cọc;

Trên Hình 1.12 (cọc bêtông), CSX =20MPa Như vậy, nếu cường độ chịu nén của bêtông của cọc thấp thì cọc có khả năng bị phá hoại do nén Trên Hình 1.13 (cọc thép), CSX = 211.5 MPa < Rad 220MPa của thép làm cọc ống và cọc thép hình chữ H

15

Bài thực hành 2 PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG COC KHOAN NHỒI

GV soạn: Nguyễn Hữu Giang

2.1 Giới thiệu chung

Khi sóng siêu âm truyền qua môi trường vật liệu bê tông được tạo thành từ nhiều vật liệu thành phần như đá, sỏi, cát, xi măng… Các hiện tượng phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, khuyếch tán xảy ra đồng thời và được đặc trưng bằng sự khuyếch tán của năng lượng và tốc độ truyền sóng trong trường hợp này phụ thuộc chủ yếu vào độ đồng nhất, mật độ … của vật liệu bê tông hay còn gọi chung là chất lượng của vật liệu bê tông Vì vậy khi tiến hành thu nhận sóng siêu âm của vật liệu bê tông trong phạm vi nghiên cứu có thể đánh giá được chất lượng của vật liệu bê tông trong phạm vi truyền sóng siêu âm đó

2.2 Nguyên lý và thiết bị thí nghiệm

2.2.1 Nguyên lý cấu tạo thiết bị

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc thiết bị siêu âm truyền qua

- Thiết bị kiểm tra lượng vật liệu bê tông thân cọc khoan nhồi hay các cấu kiện móng theo phương pháp siêu âm truyền qua sơ đồ cấu tạo nguyên tắc sau:

- Một đầu do phát sóng dao động đàn hồi (xung siêu âm) với cấp dẫn và một bộ phân xung có tần số sóng trong phạm vi 20÷100 kHz

- Một đầu do thu sóng có cáp dẫn;

Sai số về số liệu đo của thiết bị: theo tiêu chuẩn nước ngoài (NF P94-160-1 của Pháp

và ASTM C579-83 của Mỹ) thì sai số về đo chiều sâu của đầu đo là giá trị lớn nhất trong

2 trị số sau:

 1/500 khoảng cách giữa đầu đo và đỉnh ống;

 5 cm;

 Sai số về phép đo thời gian là 3% thời gian chuyển động của sóng thu được

2.2.2 Phương pháp kiểm tra

Thăm do bằng siêu âm truyền qua một cấu kiện móng công trình bằng bê tông có đặt trước ít nhất hai ống song song nhau theo phương thẳng đứng bao gồm các bước sau:

- Phát xung siêu âm từ một đầu đo đặt trong ống chứa đầy nước sạch và truyền qua bê tông của các cấu kiện móng công trình

- Thu sóng siêu âm bằng đầu đo thứ hai đặt trong 1 ống khác cũng như chứa đầy nước sạch, ở cùng mức cao độ với đầu phát

- Đo cùng thời gian truyến sóng giữa 2 đầu đo trên suốt chiều cao của ống

- Ghi sự biến thiên biên độ của tín hiệu thu được

2.2.3 Bố trí các ống đo

Cọc hoặc các cấu kiện móng được kiểm tra cần bố trí trước ống đo.ống đo được bịt kín 2 đầu và thả vào lỗ cọc cùng với lồng thép, chúng được cố định vào khung lồng thép

để không bị dich chuyển khi đổ bê tông

Các ống có thể làm bằng kim loại hoặc chất dẻo Ống kim loại là có ưu điểm nối với nhau dễ dàng bằng vặn ren nên mối nối kín không bị nước vữa xi măng vào trong gây tắc, chúng có độ cứng lớn, dính kết tốt với bê tông và làm tăng độ cứng của lồng cốt thép Nhược điểm của ống im loại là tốc độ truyền âm lớn, trở kháng cao, dễ bị mất liên tục trong quá trình truyền âm, đồng thời nhậy với nhiễu xạ của vật cản, giá thành cao

Ống bằng chất dẻo so với ống kim loại rẻ hơn, tốc độ truyền sóng ở giữa của nước và

bê tông nên khó dẫn đến nhiễu xạ Nhược điểm của ống nhựa là dính kết với bê tông không tốt, dễ bị vỡ hoặc mối nối bị hở vữa xi măng lọt vào ống Do độ cứng của ống nhỏ nên ông dễ bị cong vặn trong quá trình đổ bê tông nên cản trở các đầu đo xuống đến đáy

17

ống hay rút lên khi đo Khi bê tông đông cứng xung quanh ống nhựa dễ tao thành khe hở cản trở quá trình truyền âm Vì vậy trong tiêu chuẩn của Anh và Mỹ kiến nghị nếu dùng ống nhựa thì nên đo siêu âm truyền qua ống trong vòng 15 ngày, dùng ống thép thì trong vòng 45 ngày sau khi đổ bê tông tránh hiện tượng này Đường kính trong của ống được chọn phụ thuốc vào đường kính ngoài của đầu đo để đảm bảo đầu đo di chuyển dễ dàng trong ống, nhưng ống không quá to ảnh hưởng đến độ nguyên vẹn của bê tông móng Đầu đo thường có đường kính ngoài 25÷35mm, đường kính trong của ống đo chôn sẵn thường chọn không nhỏ hơn 40÷50mm

Hình 2.2 Hình 1.2 Bố trí các ống đo

Số lượng ống đo chôn sẵn phụ thuộc vào kích thước cọc khoan hoặc cấu kiện móng nhằm kiểm tra được nhiều nhất khối lượng bê tông trong khi góc quét của chùm tia siêu

âm bị hạn chế

Theo TCXD 206 :1998, điều 5.6 quy định:

 D ≤ 60 cm: Đặt 2 ống (hoặc 1 ống ở giữa cọc khi đầu phát và thu nằm trên cùng một trục);

Tiêu chuẩn của Mỹ quy đinh chi tiết hơn:

 D ≤ 750 mm : 2 ống, góc của giữa các ông là 1800

 750 < D < 1050 mm : 3 ống, góc giữa các ống là 1200

 1050 <D < 1500 mm : 4 ống, góc giữa các ống là 1800

 1500 < D ≤ 2400 mm : 6 ống, góc giữa các ống là 600

Hình 2.3 Bố trí các ống đo siêu âm Cũng có thể gặp trường hợp nghi ngờ chất lượng bê tông của móng đã làm xong hoặc cần kiểm tra móng cũ để tìm biện pháp gia cố, ta phải tạo lỗ bằng cách khoan và thả một đầu phát với 2 đầu thu đặt ở 2 bên (Hình 2.6a) khi phần móng nằm trên mặt đất, hoặc tạo lỗ cho 2 đầu phát và thu (Hình 2.6b) khi phần móng nằm phía dưới mặt đất (bị khuất), yêu cầu các lỗ khoan phải để cự ky giữa hai đầu phát và thu không đổi

Khi dao động sóng âm đạt giá trị lớn nhất và sau đó ổn định (Hình 2.6b) ta sẽ xác định độ sâu của khuyết tật (ví dụ là vết nứt)

Hình 2.4 Thăm do khuyết tậ bê tông móng bằng siêu âm qua lỗ khoan

a) Cho phần móng lộ trên mặt đất; b) Cho phần móng nằm dưới đất

19

Trong trường hợp cọc có đường kính nhỏ như ở công trình bên số 3 cảng Tiên Sa –

Đà Nẵng cọc ɸ 55 cm chỉ đặt được 1 ống ɸ5 cm, đã dùng phương pháp đo để 2 đầu chênh cao trình 100 cm và tiến hành đo như 2 đầu đo đặt 2 ống song song Phạm vi đo được thể hiện như trên Hình 2.5

Hình 2.5 Dùng hai đầu đo cùng đặt trong 1 ống đo

2.2.4 Số lượng cọc cần kiểm tra

Số lượng cọc cần kiểm tra (đi theo là số cọc cần dặt trước ống đo) phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ tin cậy của công nghệ thi công, kỹ năng và kinh nghiệm của kíp thợ, điều kiện thi công ở hiện trường, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn và 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 cọc thi công và có kết hợp các biện pháp kiểm tra khác Đối các dạng móng có số lượng cọc ít nhưng tầm quan trọng của móng với công trình là lớn nhự mố, trụ trong công trình cầu có khẩu độ lớn hoặc tháp cao thì cần tăng

tỷ lệ cọc kiểm tra lên trên cao hơn nữa Theo tiêu chuẩn của Pháp thì yêu cầu đặt ống, kiểm tra phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng và cách thức tiếp nhận lực của cọc (Hình 2.6)

Loại ống to 102/104 (đường kính trong/ đường kính ngoài – theo mm) thường được

bố trí 1 ống trong 1 cọc Đáy ống này thường đặt cao hơn đáy cọc khoan hay cấu kiện móng để sau này tiến hành khoan kiểm tra chất lượng bê tông mũi cọc và độ lắng cặn mùn khoan (Hình 2.6)

20

Hình 2.6 Bố trí ống để khoan ở mũi cọc Bảng 2.1Bảng 1.1: Quy định tỷ lệ % cọc cần đặt sẵn ống và kiểm tra đối với công trình thông thường (DTU 13.2, P1-212.9-1992, Pháp)

Số lượng cọc kiểm tra

Số lượng ống đặt sẵn

Số lượng cọc kiểm tra

Các ống 50/60 (mm)

Ống 102/114 (mm)

Thăm

dò thân cọc NDT

Khoan lấy lõi tại mũi cọc

Các ống 50/60 (mm)

Ống 102/114 (mm)

Thăm

dò thân cọc NDT

Khoan lấy lõi tại mũi cọc

21

2.2.5 Thời gian được phép kiểm tra siêu âm sau khi đổ bê tông

Theo tiêu chuẩn của Pháp việc thí nghiệm siêu âm chỉ có thể thực hiện tối thiểu sau 7 ngày kể từ khi kết thúc đổ bê tông cọc Trong khi đó tiêu chuẩn Mỹ lại cho rằng có thể tiến hành đo ngay sau 24 giờ tuy nhiên nếu càng để gần tuổi đạt cường độ thì càng tốt Theo kinh nghiêm thực tế ở Việt Nam, tốt nhất là sau khi đổ bê tông 3÷ 7 ngày tùy theo vật liệu bê tông có dùng hay không dùng các phụ gia tăng nhanh quá trình đông cứng + Thao tác đo:

Khi tiến hành đo 2 đầu trên 2 ống khác nhau phải luôn luôn điều chỉnh để đảm bảo 2 đầu đo cùng nằm trên một mặt phẳng nằm ngang (cao độ) của cọc Khi tiến hành đo bằng

2 đầu trong cùng 1 ống phải luôn giữ cố định khoảng cách giữa 2 đầu đo

Trong trường hợp 2 đầu đo đã cùng tới đáy các ống đo, cần điều chỉnh thêm các cáp dẫn nhằm đảm bảo trong thời gian truyền sóng âm giữa 2 đầu phát và đầu thu là nhỏ nhất

và biên độ tín hiệu nhận được là lớn nhất

Để theo dõi vị trí các điểm

đo, gốc của điểm đo và chiều

dài cáp phải tương ứng với

mép trên cùng của ống đo chôn

sâu nhất

Khi tiến hành kéo các vị

trí đầu đo từ các vị trí sâu nhất

lên, thao tác đo được tiến hành

cùng một lúc các đại lượng vật

lý cần đo Tốc độ kéo dây lớn

nhất không được vượt quá

20m/s, nếu kéo nhanh quá thì

biểu đồ hình dạng sóng sẽ

không phản ứng đúng chất

lượng sóng âm truyền qua

Theo độ sâu của ống đo cứ mỗi

khoảng nhất định tiến hành

thao tác đo, có thể bằng tay

hoặc tự động Vùng nghi có

khuyết tật (sự biến đổi đột ngột

về thời gian truyền sóng lớn

hơn 20%) cần thiết tiến hành thao tác đo lại bằng cách giảm khoảng cách nhỏ hơn nữa và tăng biến thiên độ tin hiệu nhận được

Hình 2.7 Mô hình thí nghiệm siêu âm

22

+ Báo cáo kết quả đo:

- Kết quả đo phải bao gồm tối thiếu các thông tin sau đây:

- Tiêu chuẩn sử dụng

- Tên cơ quan và người chịu trách nhiệm đo

- Mặt bằng công trình và vị trí, ký hiệu móng và cọc được thí nghiệm

- Đặc điểm của các cọc thí nghiệm:

- Ngày đỏ bê tông và các sự cố (nếu có) đã xảy ra

- Cao độ mặt bằng va cao độ đáy cọc đã quy định về cao độ quy ước

- Xác định vị trí các ống đo đã được đánh số trên bản vẽ, có ghi cao độ chính xác và gắn theo phương ngang bắc chuẩn hoặc hướng thượng hạ lưu sông

- Các số liệu quy về cao độ quy ước của các đầu trên của các ống

- Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa thời gian truyền tín hiệu giữa đầu phát và đầu thu và chiều sâu

- Nhận xét có liên quan đến kết quả thí nghiệm đặc biệt là sự giảm của biên độtin hiệu thu được; các sự cố và các thao tác quy định không lường được trước và có khả năng ảnh hưởng đến kết quả đo

- Hồ sơ kiểm định (so với chuẩn) của thiết bị đo

Hình 2.8 Thiết bị thí nghiệm siêu âm

2.3 Cấu tạo và trình tự thí nghiệm

2.3.1 Cấu tạo thiết bị thí nghiệm

23

Hình 2.9 Chi tiết thiết bị siêu âm cọc khoan nhồi

- (1)- 1 máy tính thu thập và phân tích dữ liệu Olson Freedom Data PC

- (2) - 1 bảng mạch gồm các cổng nhận tín hiệu xung siêu âm

- (3) - 1 bảng mạch gồm các cổng phát tín hiệu xung siêu âm

- (4) - 2 cuộn dây màu cam để kết nối với 2 đầu thu phát xung siêu âm (6) và máy tính (1)

- (5) - 1 cảm biến đo chiều sâu

- (6) - 2 đầu thu phát xung siêu âm

- (7) - 1 giá 3 chân

- (8) - 1 dây cáp để truyền tín hiệu về chiều sâu (cáp màu vàng, loại 3 chân)

- (9) - 1 dây cáp truyền tín hiệu phát xung siêu âm

- (10) - 1 dây cáp truyền tín hiệu nhận xung siêu âm (loại 4 chân)

24

Hình 2.10 Hộp thoại truy cập tùy chọn CSL

Thực hiện các bước như sau:

1 Nhập tên dự án mong muốn và trong ô trống ở trên Tên này sẽ được sử dụng để tạo ra một thư mục mới (nếu thư mục chưa tồn tại) nếu thư mục đã tồn tại, bạn cũng có

thể kích chuột chọn nút Browse để lựa chọn thư mục đang tồn tại

2 Điền ngày thí nghiệm

3 Nếu người dùng cần thực hiện thí nghiệm siêu âm cọc mới, siêu âm lại cọc đã thí

nghiệm, phân tích cọc đã siêu âm thì kích chọn nút CSL Nếu người dùng cần thí nghiệm chụp cắt lớp, thì kích chuột chọn nút Tomograph

Hình 2.11 Các tùy chọn CSL từ menu chính

Tùy chọn 1 – Test New Shaft

Cho phép thực hiện thí nghiệm siêu âm cọc mới

Tùy chọn 2 – Retest Existing Shaft

Cho phép thực hiện thí nghiệm siêu âm lại cọc đang tồn tại (siêu âm lại cọc đã siêu

âm trước đó)

Tùy chọn 3 – Analyze Shaft

Cho phép thực hiện phân tích cọc đã thí nghiệm siêu âm

Tùy chọn 4 – Print Report

Cho phép in ấn báo cáo kết quả thí nghiệm

Tùy chọn 5 – Link Report to MS Word

25

Cho phép liên kết báo cáo kết quả thí nghiệm tới tập tin MS Word

Tùy chọn 6 – Generate Output for Geotom

Cho phép xuất ra dữ liệu CSL bằng sử dụng phần mềm tạo hình ảnh 3D

2.3.2.2 Thí nghiệm siêu âm cọc mới

Hình 2.12 Thiết lập nhập thông tin thí nghiệm cọc

1 – Ô Shaft Name : nhập tên cọc

2 – Ô Max Log Lengh : nhập chiều dài cọc

3 – Ô Stickup : nhập chiều dài đoạn ống siêu âm phía trên bê tông cọc

4 – Ô Placement Date : nhập ngày đổ bê tông

5 – Ô Shaft Note : Ghi chú thông tin cọc

6 – Ô Number of Tubes : nhập số ống siêu âm

7 – Chọn loại cọc cần thí nghiệm: cọc – Shaft hoặc tường – Wall

8 – Nút Tube Spacing : để nhập giá trị khoảng cách giữa các ống siêu âm

9 – Nút Define Tube Template : để định nghĩa mẫu mặt cắt siêu âm

10 – Nút Load Tube Template : để tải về mẫu ỗng siêu âm đã định nghĩa

2.3.2.3 Cài đặt số lượng đầu thu, phát

Vào menu Acquisition/Number of Receivers

Chọn mục 1 receiver (CSL-1) khi thiết bị có một đầu nhận

Chọn mục 2 receiver (CSL-2) khi thiết bị có hai đầu nhận

26

2.3.2.4 Cài đặt tỷ lệ biểu đồ

Để cài đặt tỷ lệ biểu đồ hiển thị xung siêu âm, kích chọn biểu tượng để làm hiển thị thiết lập như sau:

Hình 2.13 Cài đặt tỷ lệ biểu đồ hiển thị xung siêu âm

Khu vực Time – X Scale để cài đặt giá trị min và max cho giá trị thời gian truyền

xung siêu âm

Minimum Time: 0 µs (thời gian nhỏ nhất)

Maximum Time: 500 µs (thời gian lớn nhất)

Khu vựcVelocity – X Scale để cài đặt giá trị min và max cho giá trị vận tốc truyền

xung siêu âm

Minimum Velocity: 0 ft/s (vận tốc nhỏ nhất)

 Maximum Velocity: 15000 ft/s vận tốc lớn nhất)

2.3.2.5 Cài đặt các tham số dữ liệu

Vào menu Acquisition > Data Parameter hoặc ấn phím tắt F4 trên bàn phím để làm xuất hiện thiết lập Parameter như sau:

Hình 2.14 Cài đặt tham số dữ liệu

27

1 Scan Time : khoảng thời gian quét dữ liệu (đơn vị là µs)

2 Number of Points / Record: số lượng điểm lấy mẫu cho mỗi dạng sóng Giá trị

này là lớn nhất, dữ liệu lớn hơn thu được trong mỗi dạng sóng (cũng phụ thuộc vào Time/Point)

3 Time/Point : vận tốc lấy mẫu Trong trường hợp này, mặc định bằng 2mẫu/µs

4 Depth Wheel Calibration là số hiệu chuẩn cho mỗi bánh xe chiều sâu Trong

trường hợp này giá trị hiệu chuẩn chiều sâu bằng 2.4 Tức là khi bánh xe đo chiều sâu quay được chiều dài 2.4 in (6 cm) thì hệ thống CSL sẽ tạo ra một xung siêu âm (6 cm) ứng với Setting C “Normal” Chế độ mặc định hiệu chuẩn chiều sâu luôn là Setting C

“Normal”

5 Input Calibration là giá trị hiệu điện thế cài đặt đầy đủ của phần cứng, ở đây đặt

bằng 10,000 millivolts cho hệ thống CSL-1 và CSL-2 tiêu chuẩn

6 Settingđể cài đặt chế độ siêu âm:

28

Với tùy chọn này, chương trình sẽ tự động nhận dạng mặt cắt theo thứ tự, giả sử khi

chúng ta cài đặt số ống siêu âm bằng 3, sau khi siêu âm mặt cắt 1-2, khi nến nút Next

Tube Pair chương trình sẽ tự động chuyển tới mặt cắt 2-3

2.4 Đọc và diễn dịch kết quả

2.4.1 Đánh mức độ đồng nhất

Sự đồng nhất được hiểu là đồng đều về chất lượng bê tông thân cọc dọc theo chiều dài, cũng như trên toàn tiết diện ngang của cọc Để đánh giá độ đồng nhất người ta dựa vào các đặc trưng âm ghi nhận được như: vận tốc, biên độ, năng lượng, và thời gian truyền hoặc dựa vào hình dáng của sóng âm thu nhận được

Để phán đoán về chất lượng bê tông thân cọc có thể tham khảo kinh nghiệm của Liu xin Lu (Trung Quốc -1997) sau đây:

Bảng 2.2 Căn cứ phán đoán chất lượng bê tông thân cọc

Chất lượng Thời gian truyền Biên độ Hình dạng sóng

Tốt Đều đặn, không có độ biến Không suy giảm lơn Bình thường

Theo kinh nghiệm của Mỹ, Pháp và Anh nếu biều đồ tốc độ (hay thời gian) truyền sóng âm có đột biến lơn hơn 20% thì có khuyết tật lớn (phải xem xét) Vùng không có khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thường, vùng có khuyết tật biên độ suy giảm rõ rệt

Hình 2.17 Hình dạng sóng xung đi qua vùng có và không có khuyết tật

29

Theo kinh nghiệm thực tiễn ở Việt Nam, chủ yếu dựa vào biến đổi đột biến và tốc độ suy giảm của vận tốc truyền để xác định vị trí và mức độ khuyết tật Nếu độ suy giảm đột biến < 15% xem như khuyết tật nhẹ, nếu mức độ suy giảm này lớn hơn từ 35÷ 40% phải xem xét khả năng cọc bị gián đoạn hay nứt gãy Trong mức độ suy giảm từ 15% đến 35% cần xem xét các nhân tố khác nữa như điều kiện chịu lực của cọc, tầm quan trọng của các khuyết tật và cả móng có cọc đó, khả năng sửa chữa để quyết định có xử lý hay không

xử lý hoặc xét đến sự suy giảm yếu tố cọc trong tính toán Việc đánh giá này còn phải xem xét cùng với nhiều yếu tố khác, đặc biệt là phạm vi vùng nghi ngờ có khuyết tật theo chiều đứng, cũng như trên toàn tiết diện ngang của cọc

2.4.2 Xác định vị trí và phạm vi khuyết tật

Việc xác định vị trí các khuyết tật bê tông thân cọc (xốp rỗng, hang hốc, nứt gãy,thay đổi tiết diện hay lẫn bùn đất ) được thực hiện trên cơ sở các biểu đồ biến đổi tốc độ truyền âm theo độ sâu Dựa theo tung độ chỉ độ sâu người ta có thể xác định được vị trí

và phạm vi phân bố theo chiều sâu của khuyết tật đó trong phạm vi một mặt phẳng đang xem xét Kết hợp nhiều mặt căt khảo sát có thể xác định phạm vi không gian của khuyết tật Trong trường hợp cần thiết, sau khi đã xác định được vùng nghi có khuyết tật có thể dùng phương pháp tia quét sóng âm theo cả hai phía để xác định phạm vi khuyết tật Nguyên lý của phương pháp này là cố định một đầu đo tại vị trí có khuyết tật, đầu kia di chuyển theo phương đứng để nhận các tia quét Tại từng vị trí đo phải tính được khoảng cách truyền sóng âm (khoảng cách giừa 2 đầu đo theo đường chéo) Sơ đồ bố trí các đầu

đo như trong

Hình 2.18 Nguyên lý bố trí đầu thu- phát siêu âm để xác định khuyết tật

2.4.3 Xác định cương độ bê tông thân cọc

Vật liệu bê tông là môi trường đồng nhất và đẳng hướng, chất lượng của nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nên các đặc trưng âm học đo được của nó cũng chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố Các nhân tố này là:

- Độ ẩm và tỷ lệ nước xi măng

30

- Nhiệt độ và tuổi của bê tông lúc kiểm tra

- Chiều dài đường truyền

- Hình dạng và kích thước mẫu

- Cốt thép trong bê tông (song song hay vuông goc với phương truyền âm)

- Độ lớn, thành phần khoáng vật, tỷ lệ cấp phối của chất liệu

Có thể thấy rõ các ảnh hưởng qua các kết quả nghiên cứu sau:

Whitehurst (1996) đã xây dựng bản quan hệ giữa tốc độ xung truyền qua vật liêu bê tông như sau:

Bảng 2.3 Quan hệ giữa cường độ bê tông và vận tốc âm Vận tốc âm (m/s) Cường độ nén (MPa) Vận tốc âm (m/s) Cường độ nén (MPa)

Hình 2.19 Ảnh hưởng của loại vật liệu làm cốt liệu thô cho bê tông trong quan hệ cường

độ chịu nén khối lập phương và vận tốc truyền xung (theo J.H Bungey và

S.G.Millard, 1996)

31

Bằng các thí nghiệm thực trong phòng, trong các điều kiện khác nhau so với thực

tế, J.C.Tijou (1984) đã xây dựng mối quan hệ và vận tốc âm như sau:

Bảng 2.4 Quan hệ giữa tốc độ xung và chất lượng bê tông

Trong các trường hợp cần xác định cường độ bê tông thân cọc khoan nhồi từ các số liệu đo vận tốc siêu âm truyền qua thu được phải tiến hành các bước sau:

Xây dựng tương quan cường độ vận tốc siêu âm truyền qua cho từng cọc từng cọc độ sâu đổ bê tông trên cơ sở đo đạc ở các mẫu thí nghiệm lấy khi đổ bê tông thân cọc theo từng tuổi bê tông

Tiên hành đo siêu âm thông qua các lỗ đặt sẵn và suy ra cường độ của của bê tông thân cọc

Nếu không làm được trước các mẫu thí nghiệm như nói ở trên, có thể tiến hành khoan lấy lõi, gia công thành các mẫu nên để xác định cường độ và vận tốc siêu âm truyền qua của bê tông thay đổi theo độ sâu để xâu dựng tương quan nói trên

2.5 Một số nguyên nhân làm cọc hư hỏng

Dưới đây làm một ví dụ về khuyết tật trên cọc, nguyên nhân do rút ống đổ bê tông lên quá cao đã gây ra thấu kính bùn trong cọc

32

Hình 2.20 Cọc hư hỏng thối thân cọc

- Do rút casing tạo ra thu hẹp tiết diện cọc;

- Bê tông giảm chất lượng do lẫn đất sạt lở từ thành cọc;

- Mũi cọc kém do thổi rửa đáy hố khoan không đạt yêu cầu hoặc do sạt vách;

- Do ống đổ bê tông rút cao hơn mặt bê tông tạo ra các thấu kínhbùn\đất\bentonite trong lòng cọc;

- Các khoảng rỗng trong cọc tạo ra do dùng bê tông có độ sụt quá lớn;

- Bê tông bị rỗ do mất xi măng;

- Hình thành các vùng bê tông bị lẫn bùn bentonite do bơm bê tông quá nhanh Cọc khoan nhồi đang được sử dụng rộng rãi tại nhiềucông trình dân dụng, công nghiệp và giao thông tại ViệtNam Loại cọc này có khả năng áp dụng thích hợp cho cáccông trình có tải trọng lớn, trong các khu đô thị đôngđúc Một trong những yếu tố xuất hiện trong quá trìnhthi công ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của cọclà việc hình thành các khuyết tật ảnh hưởng tới tínhnguyên dạng của cọc Để đánh giá tính nguyên vẹn vàchất lượng bê tông của cọc, phổ biến hiện nay người tadùng phương pháp thí nghiệm không pháp huỷ (NDT) ápdụng sóng siêu âm trong phép thử (Crosshole LoggingSonic - CLS)

Bảng 2.6 Một số kiểu khuyết tật và nguyên nhân thường gặp

Chất lượng

bê tông

Ký hiệu

Suy giảm vận tốc hay gia tăng thời gian tới

33

bị bùn đất xâm nhập vào tiết diện cọc hoặc bê tông chất lượng kém Không có

Nước NC 1450m/s - 1525m/s Nước xâm nhập hoặc nước đổ vào

ống thí nghiệm quá ít

Hình 2.21 Biểu đồ kết quả siêu âm cọc nhồi có khuyết tật

34

Bài thực hành 3 XÁC ĐỊNH VẾT NỨT CỦA BÊ TÔNG BẰNG THIẾT BỊ KIỂM

TRA VẾT NỨT TỪ XA KUMONOS

GV soạn: Nguyễn Hữu May

Trong xây dựng cơ bản (nhà cao tầng, công trình cầu, công trình thủy điện, thủy lợi, điện hạt nhân v.v), vấn đề nứt bề mặt là không tránh khỏi Theo phương pháp truyền thống các kỹ sư xây dựng kiểm tra, theo dõi vết nứt bằng cách dựng giàn giáo hoặc xử dụng các trang bị chuyên dụng Công việc đó dẫn đến chi phí khổng lồ và nguy hiểm cho công nhân thực hiện việc đo vết nứt

Nhược điểm của phương pháp đo lường truyền thống:

Chuẩn bị - lắp đặt giàn giáo, …v.v - kiểm tra trực quan (bản vẽ phác thảo) – chuyển đổi từ bản phác thảo sang bản vẽ CAD

Vấn đề phải giải quyết: An toàn khi lắp đặt giàn giáo, sự phối hợp để kiểm soát giao thông, kết quả bản vẽ phác thảo khác nhau từ người này sang người khác, dữ liệu không chính xác và công việc tốn thời gian

3.1 Giới thiệu về thiết bị kiểm tra vết nứt KUMONOS

3.1.1 Giới thiệu chung

- KUMONOS là một thiết bị đo, được trang bị hệ thống thấu kính, trên thấu kính đó

đã được in sẵn kích thước chuẩn với các độ dày khác nhau, dựa vào vạch chia đó có thể

đo được độ dày (độ rộng) vết nứt của bê tông, tường nhà, trụ cầu, Qua thấu kính này,

35

hình dạng và kích thước vết nứt sẽ được đo đạc và mô phỏng lại mà người đo không phải thao tác trực tiếp trên bề mặt vết nứt

Hình 3.1 Hình ảnh thước đo Gauge được tích hợp trong thấu kính

- Dữ liệu thu được sau quá trình đo có thể được chỉnh sửa qua hệ thống máy tính bới phần mềm Autocad

- Hình dạng của vết nứt được đi bằng cách đo các điểm nằm trên vết nứt mà tại đó tạo thành đoạn gấp khúc sau đó nối các điểm lại ta sẽ thu được dạng của vết nứt

- Để phân tích các thông số đo được từ hệ thống KUMONOS, máy tính cần trang bị như sau:

 Hệ điều hành: Win 7 professinal (32bit hoặc 64bit)

 Cài đặt phần mềm KUMONOS for Leica

 Phần mềm Autocad phiên bản 2000 hoặc 2012

 Phần mềm Excel phiên bản 2003 trở lên

3.1.2 Đặc điểm của thiết bị kiểm tra vết nứt từ xa KUMONOS

* Tính năng:

- Là sự kết hợp máy toàn đạc điện tử (Leica Viva TS11)

- Xây dựng quy mô vết nứt và theo dõi quá trình phát triển của hệ thống vết nứt

- Phần mềm ứng dụng được thiết kế chuyên dùng cho đo vết nứt

- KUMONOS có thể đo độ rộng vết nứt 0.3mm, 0.2mm, 0.1mm từ khoảng cách tương ứng 80m, 50m, 25m

sử dụng khi được yêu cầu kiểm tra vết nứt

ở những vị trí khó khăn

- Chế độ đo bù góc chuẩn trực:

Khi chúng ta quan sát cùng một chiều rộng vết nứt từ góc độ khác nhau, độ rộng khác nhau Một số trông dày, mỏng và một số khác có chiều rộng trung bình của hình ảnh hiển thị

Hình 3.2 Hình ảnh bề rộng vết nứt từ góc vuông trực diện và từ một góc xiên

Hiện tượng này là một vấn đề cho kiểm tra vết nứt,nhưng KUMONOS tự động đền

bù cho các góc và đo đượcchiều rộng chính xác

- Thiết bị kiểm tra vết nứt từ xa có thể đo:

+ Bức tường, đập, đường hầm, vỉa hè bê tông và các kết cấu bê tông khác

+ Nơi khó tiếp cận: Chẳng hạn như một đường phố bận rộn, các trụ cầu giữa sông, các vị trí đặc biệt như gối cầu, xà mũ

+ Nơi giàn giáo và thang máy kéo dài không thể tiếp cận

* Ưu và nhược điểm

- Ưu điểm:

+ Lao động phổ thông được giảm

+ Giảm rủi ro chấn thương vì không cần thiết lắp giàn giáo hoặc thang nâng

+ Chi phí giảm cho việc lắp giàn giáo hoặc thang nâng

+ Dễ dàng theo dõi những thay đổi các vết nứt theo thời gian

37

+ Công cụ quan trọng trọng trong việc lập kế hoạch

+ Xây dựng kế hoạch sửa chữa thích hợp

- Nhược điểm:

+ Có các nhược điểm giống máy toàn đạc điện tử như: chứa các sai số do nhiệt độ, ánh sáng, chất lượng máy

+ Phụ thuộc vào kinh nghiệm, thao tác của người đo

3.2 Các bộ phận chính và thiết lập cơ bản KUMONOS

3.2.1 Các bộ phận chính và công dụng

Hình 3.3 Các bộ phận chính của máy KUMONOS

- Các bộ phận chính của máy KUMONOS bao gồm:

1: Ống kính, là sự kết hợp giữa ống kính trong máy toàn đạc điện tử với thước đo Gauge được tích hợp bên trong Tác dụng ngắm và so sánh giữa vết nứt thực tế và thước Gauge để lấy được thông số nhập vào máy

2: Các phím điểu khiển, bao gồm các phím để nhập số và chữ, các phím chức năng Dùng đê nhập các thông số, lựa chọn các chế độ đo

3: Màn hình hiển thị, máy được trang bị 1 màn hình hiển thị cảm ứng Có thể quan sát kết quả đo hoặc thao tác trực tiếp trên màn hình

4: Phím điều khiền bàn độ ngang Dùng để di chuyển ống kính theo phương ngang vào vị trí vết nứt trong quá trình đo

5: Phím điều khiển bàn độ đứng Dùng để di chuyển ống kính theo phương đứng vào

vị trí vết nứt trong quá trình đo

38

- Ngoài ra trên máy còn có:

+ Thẻ nhớ ngoài, giúp lưu trữ và chuyển sang phầm mềm xử lý

+ Hệ thống tia laser giúp đinh hướng đo và xác định sơ bộ vết nứt

+ Bọt thủy tròn giúp xác định trạng thái cân bằng của máy

+ Hệ thống ống kính phụ trợ phục vụ cho việc kiểm tra trại các vị trí: trần nhà, đáy dầm, các cấu kiện cong

+ Hệ thống chân máy

3.2.2 Các chế độ đo trong máy

Hình 3.4 Các chế độ đo của thiết bị KUMONOS

3.2.3 Các thiết lập cơ bản

* Tạo dữ liệu cho quá trình đo

Trước khi tiến hành đo, ta cần tạo cơ sở dữ liệu mới cho quá trình đo, đây là nơi lưu trữ dữ liệu trong suốt quá trình đo

- Bật thiết bị

- Truy cập vào menu “ Job &

Data”

- Đây là nơi chứa dữ liệu trong

quá trình đo và cài đặt, xác

lập điểm tham chiếu

- Nhấn “Store” để lưu

* Tạo điểm tham chiếu

Tương tự như máy toàn đạc điện tử, tại mỗi trạm máy khác nhau, chúng ta cần xác lập điểm tham chiếu để phục vụ cho quá trình đo Cách tạo điểm tham chiếu như sau:

- Chọn menu “Job & Data”

- Chọn “View & edit data”

-

- Chọn “New”