Thiết bị Koden Test là hệ thống đo siêu âm chuyên dụng dùng để kiểm tra hình học hố khoan cọc khoan nhồi trước khi đổ bê tông. Thay vì chỉ xác định độ sâu bằng thước dây, thiết bị này quét toàn bộ thành hố bằng sóng siêu âm và dựng lại biên dạng thực tế của hố khoan. Bài viết dưới đây giới thiệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình đo của thiết bị Koden Test tại hiện trường.
Cấu tạo cơ bản của thiết bị Koden Test
Một bộ thiết bị Koden Test hoàn chỉnh gồm ba cụm chính: cụm đầu dò siêu âm, hệ tời cáp điện cơ và bộ điều khiển kèm phần mềm xử lý số liệu.
Cụm đầu dò là bộ phận trực tiếp thả xuống hố khoan. Vỏ đầu dò được chế tạo từ hợp kim chịu được áp lực và môi trường dung dịch khoan, bên trong là các cảm biến thạch anh vừa phát vừa thu sóng siêu âm. Các cảm biến được bố trí quay quanh thân đầu dò để quét 360 độ thành hố.
Hệ tời cáp điện cơ gồm trống cuốn cáp, động cơ điện và bộ đếm chiều sâu. Tời có nhiệm vụ thả đầu dò xuống đáy hố rồi kéo lên với tốc độ đều, đồng thời truyền tín hiệu đo về bộ điều khiển qua cáp tín hiệu. Tốc độ kéo đều là yếu tố quyết định độ chính xác của số liệu.
Bộ điều khiển đặt tại mặt bằng thi công, tiếp nhận tín hiệu từ đầu dò, ghi lại thời gian phát – thu sóng siêu âm theo từng độ sâu và chuyển dữ liệu thô sang máy tính để dựng mặt cắt hố khoan.
Nguyên lý hoạt động: đo thời gian sóng siêu âm phản xạ
Nguyên lý hoạt động của thiết bị Koden Test dựa trên sự lan truyền của sóng siêu âm trong môi trường dung dịch giữ vách. Khi đầu dò được thả xuống hố khoan, các cảm biến thạch anh phát ra xung siêu âm theo hướng ngang, vuông góc với thành hố.
Khi gặp thành hố, xung siêu âm phản xạ trở lại đầu dò. Thiết bị đo khoảng thời gian từ lúc phát đến lúc thu tín hiệu phản xạ; từ thời gian này, hệ thống tính ra khoảng cách từ đầu dò đến thành hố tại điểm đo. Trong quá trình kéo đầu dò lên với tốc độ đều, thiết bị quét liên tục theo chu vi hố tại hàng nghìn mặt cắt ngang ở các độ sâu khác nhau.
Phần mềm đi kèm ghép các số liệu này thành mô hình ba chiều của hố khoan, đồng thời xuất ra các biểu đồ thể hiện đường kính hố, độ lệch trục và độ sâu theo từng mét khoan. Nhờ đó, mọi bất thường về hình học như vị trí sạt lở, đoạn phình hố hay đoạn thắt hố đều được định vị chính xác.
Điều kiện hố khoan trước khi đo
Để sóng siêu âm lan truyền tốt, hố khoan phải được duy trì đầy dung dịch giữ vách, thường là dung dịch bentonite. Dung dịch này vừa giữ ổn định thành hố, vừa là môi trường truyền sóng từ đầu dò đến thành hố và ngược lại.
Trước khi đo, hố khoan cần được vệ sinh, đảm bảo không còn vật cản ảnh hưởng đến đường đi của đầu dò. Mặt bằng thi công phải đủ rộng để bố trí tời cáp và bộ điều khiển, đồng thời kỹ thuật viên cần thu thập hồ sơ thiết kế cọc gồm đường kính, chiều sâu và tọa độ để đối chiếu với kết quả đo.
Quy trình đo tại hiện trường
Một ca đo Koden Test tại hiện trường thường được thực hiện theo các bước sau:
Bước 1 – Lắp đặt và hiệu chuẩn thiết bị: Lắp ráp đầu dò, cáp tín hiệu, tời điện và bộ điều khiển; kiểm tra nguồn điện và hiệu chuẩn thiết bị theo quy trình của nhà sản xuất trước khi thả xuống hố.
Bước 2 – Thả đầu dò xuống đáy hố: Thả đầu dò từ từ đến độ sâu thiết kế hoặc đáy hố thực tế, theo dõi tín hiệu để phát hiện sớm dấu hiệu bất thường.
Bước 3 – Quét và thu số liệu: Kéo đầu dò lên với tốc độ đều tay để quét toàn bộ chiều sâu. Kỹ thuật viên theo dõi tín hiệu theo thời gian thực để kịp thời phát hiện dấu hiệu bất thường.
Bước 4 – Xử lý số liệu: Chuyển dữ liệu thô về máy tính, dùng phần mềm chuyên dụng để dựng mặt cắt hố khoan, tính toán đường kính tại các độ sâu, độ nghiêng của trục hố và xác định các vị trí có hình học bất thường.
Bước 5 – Lập báo cáo: Tổng hợp kết quả thành biên bản và báo cáo thí nghiệm, đối chiếu với yêu cầu thiết kế và tiêu chuẩn nghiệm thu để kết luận hố khoan đạt hay cần xử lý trước khi đổ bê tông.
Đọc kết quả cơ bản
Kết quả đo Koden Test thường được thể hiện qua hai dạng: mặt cắt ngang tại từng độ sâu và biểu đồ đường kính theo chiều sâu. Đường kính đo được tại mỗi độ sâu được so sánh với đường kính thiết kế: đoạn hố có đường kính lớn hơn thiết kế là đoạn phình, nhỏ hơn là đoạn thắt.
Biểu đồ độ lệch trục cho biết trục hố có bị nghiêng lệch hay không. Khi các chỉ số nằm trong giới hạn cho phép theo TCVN 9395:2012 – Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu, hố khoan được nghiệm thu để chuyển sang công đoạn hạ lồng thép và đổ bê tông. Ngược lại, các vị trí bất thường cần được xử lý trước khi đổ bê tông.
Koden Test VN – Đơn vị thí nghiệm Koden Test
Để kết quả đo chính xác và có giá trị pháp lý, công tác kiểm tra bằng thiết bị Koden Test cần do đơn vị thí nghiệm có năng lực thực hiện. Koden Test VN thực hiện thí nghiệm Koden Test cho hố khoan cọc khoan nhồi với phòng thí nghiệm đạt chứng nhận LAS-XD 990 của Bộ Xây dựng, cung cấp số liệu phục vụ nghiệm thu theo TCVN 9395:2012.
Quý khách có thể tìm hiểu thêm về siêu âm hố khoan cọc khoan nhồi và các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí kiểm tra Koden. Để được chúng tôi tư vấn cụ thể, vui lòng liên hệ hotline 0963.886.661.
