Chng 6: Ph-ơng pháp đồng vị phóng
xạ (tia gamma)
Để kiểm tra chất l-ợng và phát hiện khuyết tật trong bê tông
móng, ng-ời ta sử dụng nguồn đồng vị C
s
-137 (hoặc C
r-60
) để khảo
sát đặc tr-ng cơ bản của vật liệu.
Khi truyền qua bê tông, c-ờng độ bức xạ bị giảm yếu do sự hấp
thụ của bê tông. Về lý thuyết đã chứng minh đ-ợc: mật độ bê tông
thay đổi phụ thuộc tuyến tính với logarit của c-ờng độ bức xạ I thu
nhận theo ph-ơng trình:
= A + B ln I
Trong đó: A, B đ-ợc xác định trên mẫu chuẩn trong phòng thí
nghiệm phụ thuộc vào c-ờng độ bức xạ ban đầu Io, chiều dày của
móng d, hệ số suy giảm
và một số tham số khác.
Khi chiều dày d không đổi thì việc xác định
chỉ hoàn toàn
phụ thuộc vào số l-ợng tia phóng xạ phát và thu.
Từ mật độ
và sự phân bố của nó sẽ xác định đ-ợc các khuyết
tật và độ đồng nhất của bê tông cọc móng.
(3) Ph-ơng pháp biến dạng nhỏ (PIT)
Ph-ơng pháp thử bằng biến dạng nhỏ dựa trên nguyên lý phản xạ khi
trở kháng thay đổi, của sóng ứng suất truyền dọc theo thân cọc, gây ra
bởi tác động của lực xung tại đầu cọc.
Nguyên lý công tác của thiết bị dùng trong ph-ơng pháp này
đ-ợc trình bày về nguyên tắc ở hình 7.20 với trình tự thực hiện chủ
yếu nh- sau:

lớn đ-ợc xử lý bằng phần mềm chuyên dụng và có dạng nh- trình
bày trên hình 6.22.
Có thể phán đoán mức độ khuyết tật (có tính chất định tính) của
cọc theo hệ số hoàn chỉnh
(theo bảng 7.38).
Bảng 6.38. Phán đoán mức độ khuyết tật của thân cọc
Hệ số
1,0 0,8-1,0 0,6-0,8
0,6
Mức độ khuyết tật Hoàn chỉnh Tổn thất ít Phá hỏng Nứt gẫy
Nh- đã l-u ý trên đây, các ph-ơng pháp kiểm tra không phá hỏng
vừa nêu có những hạn chế của nó. Do đó để có độ tin cậy cao hơn
trong việc xác định các khuyết tật của cọc th-ờng phải dùng không
ít hơn hai ph-ơng pháp khác nhau để cùng kiểm tra và xác nhận,
không vội tin vào một ph-ơng pháp nào khi có nhiều nghi ngờ về
kết quả. Có thể để khẳng định, phải dùng các ph-ơng pháp trực
giác tuy tốn kém và cồng kềnh nh- khoan lấy mẫu hoặc đào khi
điều kiện cho phép.
Trong bảng 7.39 và 7.40 tóm tắt nêu một số -u và nh-ợc điểm
cũng nh- phạm vi áp dụng của các ph-ơng pháp kiểm tra nói trên.
Bảng 6.39. Các ph-ơng pháp truyền qua trực tiếp (tia gamma hoặc
siêu âm)
P
pháp
Ư khuyết
Ph-ơng pháp kiểm tra
bằng siêu âm truyền qua
Ph-ơng pháp kiểm tra bằng
gamma truyền qua
Nguyên tắc

giữa các ống khá chuẩn
-Không bị hạn chế độ sâu
-Xem kết quả ngay trên màn
hình
Nh-ợc
điểm
-Phải đặt tr-ớc các ống
hoặc phải khoan lỗ
-Khó xác định đ-ợc
khuyết tật ở gần mặt bên
của cọc
-Phải đặt tr-ớc các ống hoặc
phải khoan lỗ
-Có thể gây nhiễm phóng xạ
-Khoảng cách lớn nhất giữa
các ống là 80cm.
ứng dụng -Kiểm tra đồng chất của
bê tông hoặc xác định
bất kỳ khuyết tật nào
trong cọc
-Kiểm tra đồng chất của bê
tông hoặc xác định bất kỳ
khuyết tật nào trong thân cọc
Bảng 6.40. Các ph-ơng pháp thử động bề mặt (PIT, MIM, PDA)

P.pháp
Ư khuyết
Ph-ơng pháp thử động
biến dạng nhỏ (gõ - PIT,
MIM)

-Nhanh
Nh-ợc
điểm
-Không xác định đ-ợc
đ-ờng kính cọc
-Không xác định đ-ợc
các khuyết tật trong phạm
vi 30cm ở đầu cọc hoặc
chiều dài lớn hơn 30 lần
đ-ờng kính
-Phải có quả búa rơi đủ nặng
và gây va đập trên đầu cọc
khoan nhồi
-Việc chuẩn bị thử rất phức
tạp và đòi hỏi sự cẩn thận cao.
ứng dụng
-Kiểm tra sơ bộ tính đồng
nhất của bê tông và xác
định sơ bộ khuyết tật
trong thân cọc
-Xác định khá chính xác vị trí
và mức độ khuyết tật trên thân
cọc.
-Xác định sức chịu tải của cọc
(phân bố ma sát thành
bên+sức chống ở mũi)
-Xây dựng đ-ợc biểu đồ quan
hệ tải trọng chuyển vị.
3.3.7. Kiểm tra sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải của cọc là thông số quan trọng và có ý nghĩa nhất

ASTM D1142-81 (Mỹ) hoặc CP 2004 (Anh).
Dùng đối trọng (quả nặng, vật liệu xây dựng, bao cát) với hệ
thống kích thuỷ lực hoặc dùng ph-ơng pháp neo với hệ thống kích
thuỷ lực là cách th-ờng dùng hiện nay trong thử tĩnh. Trên hình
6.23 trình bày hệ thống thiết bị neo của hãng BAUER (CHLB) Đức
để thử tĩnh cọc nhồi đ-ờng kính 1200mm, dài 18,50m với tải trọng
1700 tấn ở độ lún 12,1m tại A rập Xêut.
(2) Ph-ơng pháp thử tĩnh cọc có gắn thiết bị đo lực và chuyển
vị
Quanh thân cọc theo chiều sâu, thống tin thu đ-ợc gồm: Lực Q
i
,
chuyển vị

i
ở các độ sâu khác nhau L
i
của cọc. Đây là ph-ơng
pháp do Hiệp hội thí nghiệm vật liệu của Mỹ (ASTM) đề nghị. Sơ
đồ cọc có gắn thiết bị đo nh- trình bày trên hình 6.24 và quan hệ Q
i
và
i
có thể biểu diễn:
Trong đó:
A, E - lần l-ợt là diện tích tiện diện và môdun đàn hồi của
cọc;


i

đo chuyển vị và đo lực gắn sẵn trong hộp OSTERBERG sẽ vẽ đ-ợc
các biểu đồ quan hệ giữa lực tác dụng và chuyển vị mũi cọc và
chuyển vị thân cọc. Tuỳ theo tr-ờng hợp phá hoại có thể thu đ-ợc
một trong hai dạng biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị có dạng
gần giống nh- biểu đồ P-S trong thử tĩnh truyền thống. Ph-ơng
pháp này phù hợp với các cọc có sức chống cho phép ở thành bên
và mũi t-ơng đ-ơng nhau, nếu không, phải -ớc tính để đặt hộp áp
lực tại nhiều tầng trong thân cọc.