and 610-2014
Post on 18-Nov-2015
174 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
1
COMPANIA NAIONALA DE AUTOSTRZI I DRUMURI NAIONALE DIN
ROMNIA
CONSILIUL TEHNICO ECONOMIC
COD: PTE-1/VADT-CTE-Q/D
Nr. 4404 / 31.10.2014
PRESEDINTE C.T.E.
DIRECTOR GENERAL
Ing. NARCIS STEFAN NEAGA
DOCUMENT DE AVIZARE
1. DATE GENERALE
Denumirea lucrarii: Instructiune tehnica privind metoda
carotajului sonic pentru determinarea
omogenitatii si integritatii pilotilor de beton cu
dispozitivul Cross hole ultrasonic monitor
(CHUM) seria 0906
Ordonatorul principal de credite: DEPARATEMENTUL PENTRU PROIECTE
DE INFRASTRUCTURA, INVESTITII
STRAINE, PARTENERIAT PUBLIC
PRIVAT SI PROMOVAREA EXPORTURILOR
Beneficiar: COMPANIA NATIONALA DE AUTOSTRAZI
SI DRUMURI NATIONALE DIN ROMANIA
C.E.S.T.R.I.N.
Elaborator: C.E.S.T.R.I.N.
-
2
2. PREVEDERI GENERALE
2.1. Prezentele instruciuni se refer la metodologia de determinare cu ajutorul dispozitivului Cross Hole
Ultrasonic Monitor (CHUM) seria 0906, a omogenitii i integritii piloilor de beton, baretelor,
coloanelor prin metoda carotajului sonic, preciznd att scopul acestor determinri, ct i modul de
efectuare a msurtorilor i de prelucrare a datelor obinute. Prin extindere, metoda poate fi aplicat i
la examinarea rocilor de guri de foraj tubate sau netubate pentru determinarea caracteristicilor elasto-
dinamice (vitez de propagare longitudinal, modul de elasticitate dinamic etc.) ale acestora.
2.2. Principiul de msurare cu ajutorul dispozitivului Cross Hole Ultrasonic Monitor (CHUM) seria 0906
se bazeaz pe urmrirea propagrii impulsurilor ultrasonice ntre un emitor i un receptor de
ultrasunete, ce se deplaseaz n interiorul piloilor, msurnd timpul de propagare prin beton ntre dou
tuburi paralele.
2.3. Datele rezultate din msurrile cu dispozitivul Cross Hole Ultrasonic Monitor (CHUM) seria 0906
sunt stocate n memoria laptop-ului ntr-un fiier creat de programul CHUM (C:/pile testing).
3. DOMENIUL DE APLICARE
3.1. Metoda carotajului sonic face parte din pachetul de ncercri care certific stabilitatea i rezistena
structurilor, cerine eseniale din Legea 10/1995 privind calitatea. Aceste determinri se utilizeaz la
controlul nedistructiv al calitii betonului n masa construciilor ngropate in teren, ce au o singur fa
accesibil, de tipul fundaiilor indirecte (pereilor mulai, baretelor, coloanelor, piloilor forai etc.),
permind stabilirea existenei unor defecte de turnare a betonului de tipul: rosturilor de turnare, fisuri,
goluri, incluziuni de pmnt, straturilor de beton amestecat cu bentonit, funduri de foraj necurate. Se
aplic n cazul podurilor noi din beton armat i/sau beton precomprimat, cu condiia evitrii zonelor de
influen a armturilor asupra rezultatelor msurtorilor i la care au fost instalate tuburile n timpul
execuiei pilotului. Metoda poate fi aplicat strict la execuia fundaiilor, dar i n anumite situaii din
perioada de exploatare a lucrrilor. Efectuarea unor teste ulterioare privind starea i stabilitatea unor
coloane prin aceast metod apare ca necesar n situaii critice (extreme) cum ar fi: alunecri de teren,
deformaii ale structurilor, cutremure, alte calamiti. La unele lucrri la care structura geotehnic este
precar i sunt situate n zone cu risc seismic ridicat, evile metalice utilizate la msurtori trebuie sa fie
confecionate din oteluri speciale inoxidabile, nchise ermetic (sigilate), prelungite prin radier pentru a
avea acces la ele, conservate corespunztor etc. Aceste coloane cu echipare special vor fi prevzute
prin proiect, n vederea efecturii unor urmriri periodice i /sau n cazul unor calamiti naturale, care
ar putea afecta coloanele fundaiilor.
3.2. Metodele adiionale suportate de dispozitivul Cross Hole Ultrasonic Monitor (CHUM) seria 0906
sunt metoda Single Hole Ultrasonic Testing (SHUT), tomografia bidimensional i tridimensional.
4. DETERMINAREA OMOGENITII I INTEGRITII PILOILOR DE BETON CU
DISPOZITIVUL CROSS HOLE ULTRASONIC MONITOR (CHUM)
4.1. Principiul metodei
4.1.1. Metoda const n msurarea timpului de propagare necesar unei unde longitudinale ultrasonice de
a strbate, prin beton, distana ntre emitor i receptor. Palpatorii emitor i receptor sunt imersai n
ap, n interiorul a dou tuburi adiacente ce au fost montate n interiorul elementului anterior turnrii
betonului i fixate n prealabil de carcasa de armtur. Cei doi palpatori sunt cobori pan la baza
pilotului i apoi ridicai concomitent pentru realizarea msurtorilor pe ntreaga nlime a acestuia.
Emitorul genereaz unde ultrasonice la intervale regulate de timp pe tot traseul parcurs de palpatori.
Pentru fiecare und se nregistreaz adncimea la care palpatorii realizeaz msurtoarea i semnalele
recepionate de ctre palpatorul receptor. Aceste date sunt colectate i salvate ca grafice amplitudine
versus timp.
-
3
Datele sunt utilizate pentru a confirma calitatea corespunztoare a betonului sau identificarea zonelor de
beton de calitate redus. Dac sunt detectate defecte sunt necesare testri suplimentare, distructive sau
nedistructive, iar n cazul n care este confirmat un defect este necesar s se ia masuri de remediere.
Din timpul de propagare msurat se obin informaii fie n legtur cu mrimea defectului interpus ntre
emitor i receptor, fie n legtur cu viteza de propagare ce caracterizeaz betonul din element. Pe baza
vitezei de propagare a undelor longitudinale se poate calcula modulul de elasticitate dinamic al betonului
sau rezistena betonului la compresiune.
4.1.2. Rezultatele msurrilor sunt nregistrate i stocate prin intermediul unui procesor de sistem,
memoria unui computer (un laptop, DELL XPS M1530) prevzut cu o imprimant (HP LASER JET
P1006).
4.1.3. Limitarea primar a metodei este dat de faptul c rezultatele se refer doar la betonul poziionat
ntre tuburi i nu ofer informaii despre betonul de acoperire a carcasei de armtur (tuburile fiind
instalate n interiorul acesteia). Alte limitri ale metodei sunt date de: instalarea tuburilor, temperatur,
vrsta betonului, adncimea maxim i grosimea de beton.
Figura 1. Schia de ncercare cu ajutorul sistemului CHUM
Instalarea corespunztoare a tuburilor este esenial pentru o interpretare i o testare adecvat.
Domeniul de temperaturi este limitat ntre 0 i 80C datorit faptului c tehnica de examinare folosete
ca lichid de imersie apa.
ncercrile pot fi fcute dup o ntrire suficient a betonului, care s permit propagarea impulsurilor
ultrasonice ntre emitor i receptor. Limita inferioar de timp depinde de condiiile de ntrire i de
distana emitor-receptor. Pentru condiii normale, se poate admite, n mod acoperitor, ca limit
inferioar vrsta de 3 zile pentru diametre mici i 7 zile pentru diametre mari. n cazul ncercrilor ce
urmeaz a fi comparate cu clasa betonului este indicat ca ele s se fac la vrste ale betonului apropiate
de 28 zile.
Adncimea maxim ce poate fi explorat n construciile de beton i beton armat cu aceast aparatur
este de 145 m. Grosimea de beton maxim ce poate fi explorat cu ajutorul aparaturii este de circa 4,00
m pentru un beton cu clas de rezisten la compresiune medie (C 12/15).
4.2. Descrierea dispozitivului Cross Hole Ultrasonic Monitor (CHUM) seria 0906
4.2.1. Aparatura de ncercare are urmtoarele componente:
- partea electronic CHUM;
- o pereche de scripei cu sistem de msurare a lungimii cablurilor ce sunt rulate;
- doi traductori ultrasonici - transmitor i receptor;
- cabluri coaxiale bobinate pe mosoare cu lungimea de 100 m;
-
4
- ncrctor de baterie i adaptor la bateria de la main 12V c.c.
- laptop Dell XPS M1530;
- spioni cilindrici.
Partea electronic CHUM este aezat ntr-o carcas de aluminiu i include:
- baterie NiMH rencrcabil, 12V / 2,7 Ah, cu o durat de utilizare de 5 ore;
- un micro-controler, prelucrtor de date, cu circuite de procesare i achiziionare date;
- panou de conectori CHUM.
Scripeii conin un codificator rotativ bidirecional care genereaz numrul exact de impulsuri per rotire
i nu necesit calibrare.
Traductorii conin elemente ceramice piezo-electrice care genereaz semnale de 60 kHz (frecvena
nominal) i au diametrul de 25 mm. Un traductor este un transmitor dedicat, iar cellalt traductor este
un receptor dedicat. Fiecare dintre cei doi traductori trebuie s fie suficient de grei astfel nct s se
scufunde sub propria greutate n tuburile de acces, iar nveliul lor trebuie s fie impermeabil la ap.
Cablurile trebuie s fie suficient de rezistente ca s susin greutatea palpatorilor, cu grad ridicat de rezisten
la uzur pentru utilizarea repetat pe teren i s-i menin flexibilitatea la temperaturile din interiorul
tuburilor. Ele vor fi marcate din 0,25 m n 0,25 m cu vopsea rezistent la ap pentru a cobor palpatorii
concomitent la aceeai adncime. Mufele de conectare trebuie s fie i ele impermeabile la ap.
4.2.2. Computerul este de tip laptop, marca DELL XPS M1530 i conine:
- sistemul de operare Windows;
- programul de colectare a datelor CHUM versiunea 3.1.5.
Imprimanta ce l deservete este de dimensiuni reduse, iar computerul i imprimanta se interconecteaz
printr-un cablu USB.
Computerul i imprimanta sunt alimentate n timpul efecturii msurrilor direct de la bateria mainii
(12 V/c.c.), de la brichet, prin intermediul unui convertor auto.
Prin intermediul computerului, operatorul comand ntreaga operaiune de efectuare a msurrii. n
computer se introduc setrile i datele de identificare, iar acesta execut mai departe afiarea, procesarea,
memorarea (pe hard-disk) i imprimarea n continuare a datelor obinute prin msurtori cu dispozitivul
CHUM.
4.3. Detalii preliminarii efecturii ncercrilor
Numrul elementelor ncercate este mod curent ntre 10 25%, dar trebuie s fie de cel puin 5% din
totalul elementelor de fundare. n cazul unor structuri de importan major (poduri mari, baraje, blocuri
cu multe niveluri) el poate s depeasc chiar i procentul de 50% din totalul elementelor de fundare.
Figura 2. Sistemul CHUM
Tuburile pot fi metalice, din oel sau n cazuri excepionale din PVC. Tuburile metalice sunt preferate
deoarece nu se deformeaz datorit temperaturilor mari generate n timpul turnrii betonului. Ele pot fi
-
5
luate la nevoie n calculul seciunii de armare a elementului. Diametrul interior liber al tubului va fi de
minimum 38 mm, iar cel maxim 50 mm. Diametrele mai mici nu asigur glisarea palpatorilor, iar
diametrele mai mari determin erori prea mari n msurtori, datorit variaiei poziiei palpatorului n
tub. n vederea asigurrii lungimii necesare, tuburile se pot mbina fie prin nfiletare, fie prin sudur.
mbinarea prin sudur se va realiza sub forma unei suduri etane, evitndu-se realizarea sudurilor ce
obtureaz o parte din seciunea tubului. Pentru diminuarea acestui risc, la tuburile mbinate prin sudur
se recomand ca diametrul interior minim al tubului s fie de 60 mm. Tuburile se nchid etan, la cele
dou capete, cu capace, nfiletate sau sudate. La elementele executate n terenuri relativ moi, este indicat
ca, dimensiunile capacului de fund s permit evitarea ptrunderii armturilor i tuburilor n stratul de
baz.
Tuburile se fixeaz de carcasa de armtur prin sudur sau cu ajutorul unor bride de strngere. Distana
ntre dou puncte de fixare nu trebuie s depeasc 1 m, iar n cazul tuburilor PVC este mai mic. La
manevrarea carcasei de armtur cu tuburile fixate, se va avea grij s nu se transmit ocuri carcasei
care s duc la ruperea bridelor sau deformarea tuburilor.
Locaia tuburilor n element va fi astfel aleas nct s se evite armturile paralele cu direcia de
propagare i ine cont de defectele ce se urmresc a fi detectate. n fig. 3 (A i B) sunt prezentate diferite
posibiliti de amplasare a tuburilor pentru testarea coloanelor i baretelor.
Amplasarea tuburilor va ine cont de tehnologia de turnare a elementului, tehnologia de spare a gropii
i distana maxim ntre tuburi pentru a obine un semnal recepionat clar. Pentru identificarea uoar a
tuburilor la suprafaa elementului, lungimea tuburilor va depi cu 50 cm nivelul armturilor.
Figura 3A. Configuraii tipice pentru tuburi n coloane
Figura 3B. Configuraii tipice pentru tuburi n barete
Numrul de tuburi cel mai uzual utilizat este 3. Numrul de tuburi depinde de diametrul pilotului ce
urmeaz a fi ncercat, pentru fiecare 0,25-0,30 m ai diametrului pilotului fiind necesar cte un tub,
distanai centrat n jurul circumferinei pilotului.
-
6
Figura 4. Alegerea numrului de tuburi funcie de diametrul pilotului ncercat
Lovirea tuburilor cu plnia de turnare n timpul betonrii se va evita pe ct posibil, aceasta putnd
conduce la deformarea tuburilor i astfel la mpiedicarea glisrii palpatorilor, precum i msurarea
corect a distanelor emitor-receptor.
n cazurile n care n timpul turnrii nu au fost montate tuburi i se dorete investigarea prin aceast
metod, se pot realiza guri prin forare, dar acest lucru este foarte greoi de realizat i relativ costisitor.
4.4. Stabilirea elementelor ce se ncearc
4.4.1. Nominalizarea elementelor ngropate ce se ncearc se face de proiectant, cu consultarea
conductorului ncercrii, n funcie de urmtorii factori:
- nivelul de solicitare al elementului;
- caracteristicile terenului;
- tehnologiile de spare sau de turnare folosite;
- caracteristicile geometrice i de armare ale elementelor.
4.4.2. Echipa de ncercare va fi nsoit pe toat perioada ncercrii de un delegat al constructorului.
4.4.3. Modul de soluionare a defeciunilor constatate aparine proiectantului.
4.5. Modul de efectuare a msurtorilor cu dispozitivul Cross Hole Ultrasonic Monitor (CHUM)
seria 0906
ncercrile prin carotaj sonic combinate cu ncercri clasice ultrasonice permit determinarea rezistenei
betonului din lucrare, inclusiv variaia sa pe nlimea elementului. Pentru determinarea relaiei de
transformare vitez de propagare-rezisten la compresiune este necesar a se cunoate datele ce
caracterizeaz reeta betonului i, de asemenea, dac este posibil, este necesar existena unui numr de
3 corpuri de prob (cuburi de 14 cm latur) din betonul turnat.
De asemenea, metoda permite identificarea adncimii la care se afl fundul elementului ngropat precum
i determinarea modulului de elasticitate dinamic al betonului din element. Pentru aceasta este necesar
a se cunoate sau estima greutatea specific aparent i coeficientul Poisson dinamic al betonului
examinat.
naintea turnrii elementului se impune pregtirea corespunztoare a elementului pentru controlul
nedistructiv. Elementele prestabilite a fi ncercate, vor avea prevzute tuburi pentru realizarea testrii i
se vor preciza prin proiect locurile i modurile de fixare ale acestora de carcasa de armtur.
4.5.1. Metodologia de msurare comport urmtoarele etape:
4.5.1.1. Se identific elementele i tuburile n concordan cu proiectul lucrrii i se asigur o notare
uniform a acestora.
4.5.1.2. Se deschid capacele superioare ale tuburilor i se asigur alinierea la aceeai cot a gurilor
superioare ale tuburilor.
4.5.1.3. Se ntocmete o schi a elementului pe care vor figura:
- amplasarea i numerotarea tuburilor;
- distana ntre tuburi;
- cota gurii tuburilor n raport cu suprafaa betonului;
-
7
- cota suprafeei betonului n raport cu cota terenului;
- orientarea elementului;
- identificarea elementului.
4.5.1.4. Se verific posibilitatea de glisare liber a palpatorilor n tuburi cu ajutorul unor spioni cilindrici.
n timpul operaiilor de verificare se va adopta o procedur de coborre lin a spionului n lungul tubului
pentru a se va evita nepenirea acestora.
4.5.1.5. Se umplu cu ap tuburile i se verific meninerea unui nivel constant al apei n tuburi.
4.5.1.6. Se conecteaz aparatura de ncercare la reea i se acord un timp de circa 10 minute pentru
nclzirea aparatului.
4.5.1.7. Se amplaseaz la gura fiecrui tub palpatorul cu cablu, operatorul ncepe explorarea pe vertical
prin msurtori, n plan orizontal, a calitii betonului dintre tuburi. Msurtorile pot fi ncepute fie de
la partea superioar fie de la partea inferioar a tubului. Ultima soluie apare preferat pentru exactitatea
stabilirii fundului tubului. Distana ntre dou msurtori este variabil n funcie de precizia cerut la
examinarea fiecrui element. Ea variaz n mod normal ntre 10 i 25 cm. Distane mai mari de 25 cm
pot duce la ignorarea unui defect de dezvoltare preferenial plan, iar distane mai mici de 10 cm
presupun lungirea excesiv a timpului necesar pentru examinarea unui element.
Msurtorile se fac de regul n plane orizontale paralele. La nevoie, pentru detectarea unor defecte cu
orientare nclinat se pot organiza i msurtori n planul acestor defecte sau, ceea ce este mai rar necesar,
msurtori perpendiculare pe planul acestora (fisuri).
4.5.1.8. O msurtoare curent const din nregistrarea timpului de propagare msurat la o anumit cot
i va fi notat n carnetul de nregistrare. La finalul ncercrii unui element se obin dou coloane de
date, una indicnd cota la care s-a fcut msurtoarea i alta, valoarea brut a timpului de propagare
msurat, ambele coloane sub denumirea elementului pe care s-au fcut ncercrile i a perechii de tuburi
ntre care s-au fcut msurtorile.
4.5.1.9. Dup ncheierea cercetrilor inclusiv nsuirea i definitivarea soluiilor de remediere se va
realiza golirea tuburilor de glisare de ap cu ajutorul unei pompe submersibile pentru ape uzate i
umplerea golurilor cu mortar de ciment.
4.6. Utilizarea programului informatic CHUM
Pentru nceperea msurtorilor cu calculatorul pornit, se lanseaz programul CHUM versiunea 3.1.5.
dndu-se dublu clic pe icoana CHUM.
4.6.1. Se va deschide fereastra principal.
Figura 5. Ecranul ferestrei principale
-
8
4.6.2. Se d clic pe meniul File i apoi pe butonul Start a new project, se alege numele noului fiier i
se apas OK. Opional se poate introduce text n csuele pentru Titlu, Subtitlu i Locaia.
Figura 6. Ecranul datelor de identificare a proiectului
4.6.3. Din fereastra principal a soft-ului CHUM, se apas butonul [+] pentru a activa ecranul de testare
a pilotului.
4.6.4. n acest ecran, se introduc informaiile despre pilot: numele pilotului, sublocaia, diametrul,
aranjamentul tuburilor de acces, nivelul i distana ntre tuburi. Pilotul ce urmeaz a fi testat trebuie s
aib cel puin 2 tuburi ncorporate.
4.6.5. Se aeaz scripeii deasupra tuburilor i se coboar transmitorul i receptorul pn la vrful
pilotului.
4.6.6. Se d clic pe selecia care trebuie testat i va aprea fereastra de aducere la nivel a celor doi
palpatori (putem apsa tasta Next nainte de coborrea cablurilor, aceasta ne va permite urmrirea
lungimii aproximative a pilotului).
Figura 7. Ecranul de testare a pilotului
-
9
Figura 8. Ecranul de aducere la nivel a celor doi palpatori
4.6.7. Pe ecran se observ trei elemente:
n partea din stnga, o band neagr care se mic de jos n sus pe ecran, indicnd puterea relativ a
semnalului (consistena semnalului) i primul timp de sosire (FAT first arrival time).
n partea dreapt jos a ferestrei Scope se vizualizeaz forma semnalului, puterea i selecia automat a
primului timp de sosire (triunghi).
n partea dreapt sus un msurtor de distan, indicnd distana aproximativ dintre senzori n metri. n
timpul afirii ferestrei de aducere la nivel, putei muta n sus sau n jos orice palpator pentru a-i aduce
la acelai nivel. Aceasta se poate realiza urmrind urmtorii indicatori:
- linia neagr se deplaseaz ct mai aproape de stnga ecranului i devine din ce n ce mai lat
- semnalul din fereastra Scope devine mai puternic (ctig redus)
- distana din fereastra de msur este minim (aceasta trebuie s fie aproximativ egal cu
distana dintre tuburi).
Figura 9. Ecranul aducerii la nivel a celor doi palpatori
4.6.8. Dac s-a realizat aducerea la nivel a celor doi senzori, apsm Next, dup care se va afia promter-
ul de tragere.
Dei nu se apas butonul Next, programul va trece automat la urmtoarea faz a testului cnd ncepem
ridicarea palpatorilor. Extragerea cablurilor se face concomitent, ct mai ncet cu putin pn cnd ambii
senzori ajung la suprafa. Viteza de ridicare nu trebuie s depeasc 2 m pe secund.
-
10
Figura 10. Ecranul promter-ul de tragere
4.6.9. Fereastra de colectate a datelor este urmtoarea:
Figura 11. Ecranul de colectare a datelor
Imaginea din stnga se va mica n sus concomitent cu tragerea cablului. n zonele suspecte ale betonului,
senzorii pot fi ridicai sau cobori pentru a ncerca nmulirea numrului de puncte in care se colecteaz
date suplimentare. Schia semnalului se va mica n sus i n jos n funcie de micarea cablului. Zonele
suspecte vor fi vizibile cnd linia se subiaz sau cnd muchia din stnga liniei se ndeprteaz mai mult
de axa adncimii (cretere a primului timp de sosire).
4.6.10. La terminarea tragerii palpatorilor din tuburi se efectueaz clic pe butonul Next i se trece la
fereastra Analysis (analiz).
Figura 12. Fereastra rezultatelor testelor
n aceast form, primul timp de sosire (FAT) i energia nregistrat de receptor sunt artate ca funcii
de adncime. O cretere local a FAT sau descretere a punctelor de energie arat un defect.
-
11
4.6.11. Datele colectate pe parcursul efecturii testelor se pot exporta n fiier format *.csv recunoscut
de Microsoft Excel. Pentru generarea acestuia se selecteaz piloii i/sau seciunile dorite, apoi se
efectueaz clic pe butonul More i se salveaz un fiier individual sau unul compact, acesta din urm
coninnd suplimentar i forma fiecrui puls in parte.
Figura 13. Fereastra de salvare a datelor colectate
4.6.12. Dup salvarea fiierului se va lansa automat aplicaia Microsoft Excel i vor fi afiate datele
stocate: denumirea proiectului, numrul pilotului, denumirea seciunii, filtrul, distana dintre tuburi (cm),
note referitoare la seciune, citirile principale ale adncimilor (cm de la suprafaa pilotului), citirile
secundare ale adncimilor (cm de la suprafaa pilotului, specifice doar tomografiei 3D), primul timp de
sosire, date referitoare la forma undei, etc.
Figura 14. Fereastra fiierului de date
4.6.13. Opional se pot realiza i grafice ale variaiei energiei pe adncime sau grafice care extrag
forma unei singure unde, cu ajutorul facilitailor Microsoft Excel.
4.7. Prelucrarea i interpretarea rezultatelor msurrilor cu dispozitivul Cross Hole Ultrasonic
Monitor (CHUM) seria 0906
4.7.1. Prima etap a prelucrrii rezultatelor const n determinarea timpilor de propagare corespunztori
exclusiv propagrii prin beton. n acest scop, din timpii de propagare totali, citii direct la aparat, trebuie
sczut timpul de propagare corespunztor propagrii prin tuburi.
0ttt totbet (1)
Valorile lui 0t depind de poziia reglajului de zero al aparatului, de diametrul tuburilor, de natura i
grosimea pereilor acestora. Valorile curente ale lui 0t sunt cuprinse ntre 7...15 s.
4.7.2. A doua etap a prelucrrilor este reprezentat de calculul vitezelor de propagare. n acest scop se
aplic relaia:
-
12
bet
betL
t
LV (2)
unde: betL - distana minim ntre emitor i receptor numai prin beton;
bett - timpul de propagare prin beton dedus conform relaiei (1).
n unele cazuri betL ce se msoar la suprafaa elementului, nu este acelai cu betL din masa
elementului din cauza poziiilor nclinate ale tuburilor, insuficient de bine fixate de carcasa de armtur.
n aceste cazuri de tuburi aliniate, relaia (2) poate fi nlocuit, la fiecare cot, printr-o relaie echivalent
de forma:
bet
bet
Lt
LV (3)
n care termenul sum de la numrtor i numitor nsumeaz spaiile i timpii msurtorilor la aceeai
cot.
Relaia (3) este independent de nclinarea tuburilor mediane i d valori mai exacte privind calitatea
betonului la o anumit cot.
Armturile paralele cu direcia de ncercare pot exercita o anumit influen asupra rezultatelor
msurtorilor, conducnd la valori ale timpului de propagare msurat mai mari dect cele reale. Influena
este cu att mai puternic cu ct raportul dintre viteza de propagare n beton i cea din armtur este mai
mic.
Influenele asupra rezultatului msurtorilor nu sunt foarte puternice atta timp ct:
4
1
betL
a (4)
n care a este distana cea mai scurt de la traiectoria impulsului la bara de armtur.
Vitezele de propagare msurate in situ, ntr-un punct i , care difer cu mai mult de 10% fa de viteza
medie n zona curent, deci care satisface condiia:
mci VV 1,1 (5)
n care prin mcV se nelege viteza medie n zona fr defecte, pot fi suspectate de a include influene
ale armturii.
n general viteze individuale ce depesc limita:
smVi 4700 (6)
includ influene ale armturii i trebuie eliminate.
Verificarea includerii, ntr-un punct de msurare, a influenelor armturii poate fi fcut i cu ajutorul
comparrii rezultatelor cu datele de proiect, mai ales dac distana dintre dou seciuni succesive
reprezint un submultiplu al distanelor dintre etrieri, armturi ce sunt paralele cu direcia de propagare.
n asemenea cazuri prezena unei anumite periodiciti n apariia rezultatelor suspecte este un indiciu al
influenei armturii asupra timpilor de propagare msurai.
4.7.3. Transformarea vitezelor de propagare msurate n rezistene ale betonului la compresiune poate fi
fcut pe una din urmtoarele ci:
a) cunoscnd compoziia i maturitatea betonului ncercat;
b) dispunnd de corpuri de prob din betonul ncercat;
c) folosind att compoziia cunoscut, ct i corpurile de prob existente.
4.7.4. Procedura determinrii rezistenei betonului din lucrare, atunci cnd compoziia sa este cunoscut,
este urmtoarea:
a) se listeaz factorii de compoziie care determin forma relaiei de transformare vitez-rezisten:
-
13
- tipul cimentului;
- dozajul de ciment;
- natura agregatului;
- dimensiunea maxim a agregatului;
- fraciunea de fin (0-1 mm) a agregatului;
- existena unor adaosuri;
- maturitatea betonului;
- umiditatea betonului.
b) se determin coeficienii pariali de influen corespunztori fiecrui parametru al compoziiei;
c) se calculeaz coeficientul total de influen caracteristic betonului, pe baza coeficienilor pariali de
influen ai fiecrui factor de compoziie, conform relaiei:
umpgadccomp
t CCCCCCCCC (7)
unde: cC - este coeficientul de influen al tipului de ciment;
dC - este coeficientul de influen al dozajului;
aC - este coeficientul de influen al naturii agregatului;
C - este coeficientul de influen al dimensiunii maxime a agregatului;
gC - este coeficientul de influen al fraciunii fine a agregatului;
mC - este coeficientul de influen al maturitii betonului;
pC - este coeficientul de influen al adaosurilor;
uC - este coeficientul de influen al umiditii betonului.
Tabelul 1
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL TIPULUI DE CIMENT
Tipul de ciment Coeficientul de influen
cC
P 50
P 400
Pa 35, ST 35
M 30
F 25
1,14*
1,07
1,00
0,92
0,85
*) Valoarea este valabil pentru vrsta de 28 zile. La vrsta de 3 zile valoarea este 1,40. Pentru vrste
intermediare se va interpola. La vrste mai mari de 28 zile, coeficientul continua s scad tinznd ctre
valoarea limit 1,10.
Tabelul 2
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL DOZAJULUI
Dozaj
Kg/m3
Coeficientul de influen
dC
100
150
200
250
300
350
400*
450*
500*
550*
600*
700*
0,46
0,61
0,75
0,88
1,00
1,10
1,20
1,29
1,38
1,46
1,53
1,63
-
14
*) La dozajele notate cu asteriscuri, folosirea metodelor ultrasonice nu este indicat, ca urmare a erorilor
mari ce pot interveni n determinarea rezistenei betonului. Utilizarea lor n asemenea cazuri are caracter
de excepie
n cazul n care betonul este confecionat cu agregate concasate sau agregatele nu sunt de tip silico-
calcar, determinarea coeficientului C se face pe cale experimental prin ridicarea unei curbe de
transformare vitez-rezisten, pe baza datelor obinute prin ncercri distructive i nedistructive
efectuate pe aceleai epruvete. Cu titlu orientativ se dau valori deduse pentru agregate concasate de
diferite proveniene n tabelul 3.
Tabelul 3
COEFICIENI DE INFLUEN AI NATURII AGREGATULUI
Tip agregat Proporie
%
Coeficientul de influen
aC
Cuar de ru
Andezit concasat
Andezit concasat
Granit concasat
Calcar concasat
Baritin concasat
Balast concasat
100
75
100
100
100
100
100
1,00
1,06
1,10
1,09
0,82
1,70
0,91
Coeficientul de influen al naturii agregatelor se ia egal cu unitatea pentru agregatele de ru silico-
calcare neconcasate: 00,1aC .
Tabelul 4
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL DIMENSIUNII MAXIME A AGREGATULUI
Dimensiunea maxim
mm
Coeficientul de influen
C
70-80
30
15
7
3
1
0,94
1,00
1,05
1,12
1,25
1,71
Tabelul 5
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL FRACIUNII FINE
Procentul de fraciuni
0-1 mm
Coeficientul de influen
gC
6
12
18
30
42
54
0,96
1,00
1,04
1,12
1,20
1,28
Tabelul 6
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL ADAOSULUI DE CLORUR DE CALCIU (CaCl2)
Procent de adaos
%
Coeficientul de influen
pC
0
2
4
1,00
1,19
1,40
Pentru adaosul plastifiant lignosulfonat de calciu: 00,1pC .
Tabelul 7
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL MATURITII BETONULUI
-
15
Factor de maturitate
f Coeficientul de influen
mC
100
250
500
900
3000
6000
15000
20000
0,73
0,87
0,95
1,00
1,08
1,14
1,18
1,20
NOT: Prin factor de maturitate f se nelege produsul
k
i
iitf1
10 , n grad centigrad x zile,
n care t este vrsta betonului n zile i temperatura de ntrire n grade Celsius.
Tabelul 8
COEFICIENTUL DE INFLUEN AL UMIDITII BETONULUI
Modul de pstrare Coeficientul de influen
uC
Pstrare n aer
Pstrare conform STAS
1275-70 (7 zile n ap + 21
zile n aer)
Pstrare n ap
1,04
1,00
0,80
NOT: n toate tabelele, pentru valorile intermediare, se interpoleaz.
d) se determin curba de transformare vitez-rezisten n funcie de valoarea calculat a coeficientului
total de influen ( comptC ) determinat cu relaia (7):
bv
c eaR (8)
n care a exprimat n daN/cm2 i b n s/km, sunt factori ce urmeaz a fi determinai, innd seama
de faptul c relaia vitez-rezisten nu este n general univoc (unei aceeai rezistene pot s-i
corespund viteze de propagare diferite, dac anumii factori din compoziia betonului ce se ncearc
sunt diferii).
Valoarea factorului a al relaiei (8), pentru beton oarecare, este dat de relaia:
ts Caa (9)
n care 265,2 cmdaNas este valoarea coeficientului pentru betonul standard.
Pentru toate betoanele confecionate cu agregate silico-calcare de ru, se admite coeficientul b al
relaiei (8) constant i egal, cu 1,06 s/km.
n acest fel, pentru definitivarea curbei de transformare vitez-rezisten a acestor betoane, este
suficient un punct al curbei.
e) se calculeaz rezistenele corespunztoare fiecrei viteze msurate.
Calculul rezistenelor corespunztoare diferitelor viteze de propagare, msurate la un beton caracterizat
printr-o valoare dat a coeficientului tC , se efectueaz pe baza relaiei (8) sau a tabelului 9.
Tabelul 9
TRANSFORMAREA VITEZEI DE PROPAGARE N REZISTEN LA COMPRESIUNE
-
16
Viteza de
propagare
V [m/s]
Rezistena la compresiune Rc n daN/cm2
Pentru valorile coeficientului de influen Ct total
0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50
3000 38 45 51 58 64 70 77 83 90 96
3050 40 47 54 60 67 74 80 87 94 101
3100 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105
3150 44 52 59 67 74 81 89 96 104 111
3200 47 55 62 70 78 86 94 101 109 117
3250 49 57 68 74 82 90 98 107 115 123
3300 52 61 70 78 87 96 104 113 122 131
3350 55 64 74 83 92 101 110 120 129 138
3400 58 68 78 87 97 106 116 126 136 146
3450 61 72 82 92 102 112 122 133 143 154
3500 65 76 86 97 108 118 129 140 151 162
3550 68 80 91 102 114 125 137 148 160 171
3600 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180
3650 76 89 103 114 127 140 152 165 178 191
3700 81 95 108 122 135 148 162 175 186 202
3750 85 99 114 128 142 156 170 185 199 213
3800 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225
3850 95 111 127 142 158 174 190 205 221 237
3900 100 117 134 150 167 183 200 217 234 251
3950 106 124 142 159 177 195 212 230 248 266
4000 113 132 150 169 188 207 225 244 263 282
4050 119 139 159 179 199 219 239 259 279 299
4100 126 147 168 189 210 231 252 273 294 315
4150 133 155 178 200 222 244 266 289 311 333
4200 140 164 187 211 234 257 280 304 328 351
4250 148 172 197 221 246 271 295 320 344 369
4300 155 181 206 232 258 284 310 335 361 387
4350 162 189 216 243 270 297 324 351 378 405
4400 169 197 226 254 282 310 338 367 395 423
4450 177 206 236 266 295 325 354 384 413 448
4500 190 222 254 285 317 349 380 412 444 478
4550 197 230 263 296 329 362 395 428 461 494
4600 206 241 275 310 344 378 413 447 481 516
4650 217 253 290 326 362 398 434 471 507 543
4700 229 267 305 343 381 419 457 495 533 572
4750 241 281 322 362 402 442 482 523 563 603
4800 255 298 340 383 425 468 510 553 595 638
4850 269 314 358 403 448 493 538 582 627 672
4900 283 330 378 425 472 519 566 614 661 708
4950 298 348 398 447 497 547 596 646 696 746
5000 314 366 418 471 523 575 628 680 732 785
4.7.5. Precizia determinrii rezistenei betonului n lucrare, conform metodologiei descrise, de un
specialist cu experien, trebuie estimat la circa + (2025)% n cazul existenei unor informaii corecte
privind compoziia betonului din lucrare i a poziionrii corecte a tuburilor de investigare.
4.7.6. n cazul existenei unor corpuri de prob, cuburi de 14 sau 20 cm latur, aceste elemente se
ncearc nedistructiv, determinndu-se viteza de propagare a impulsurilor ultrasonice i distructiv
determinndu-se rezistena betonului la compresiune a epruvetelor.
Se calculeaz cu ajutorul curbei de transformare a betonului standard ( 00,1tC ), rezistena
corespunztoare vitezei de propagare msurate ( stcR ).
Se calculeaz raportul:
-
17
st
c
cc
iiR
RC
exp..exp (10)
care determin coeficientul total de influen ce caracterizeaz betonul din epruvet i .
Valoarea medie a coeficientului total experimental pentru betonul din cele k epruvete se determin
cu relaia:
k
C
C
k
i
c
iic
t
1
..exp
..exp (11)
Coeficientul total de influen ce caracterizeaz betonul din lucrare se determin cu relaia:
..expexp ctut CCC (12)
unde: uC - coeficientul total de influen al umiditii betonului din lucrare, are n vedere diferenele de
umiditate dintre betonul din epruvet i cel din lucrare.
Precizia determinrii rezistenei betonului din lucrare, conform metodologiei descrise, se estimeaz la
circa (15...20)% i depinde de experiena conductorului ncercrii.
4.7.7. n cazul n care este cunoscut att compoziia betonului de ncercat, i garantat existena
corpurilor de prob, se aplic att metodologia descris pentru determinarea coeficientului total de
influen al compoziiei comptC conform relaiei (7), ct i cea descris pentru determinarea
coeficientului total de influen experimental exptC , conform relaiei (12).
Se compar cei doi coeficieni de influen cu ajutorul relaiei:
exp
expexp
t
tt
comp
t
C
CCC (13)
Dac valoarea raportului dat de relaia (11) este mai mic de 10%, se consider acordul celor dou ci
de determinare perfect i se poate conta pe o precizie ridicat n determinarea rezistenei betonului.
Dac valoarea raportului dat de relaia (11) este cuprins ntre 10...25%, acordul celor dou ci de
determinare a rezistenei betonului din lucrare se consider satisfctor, iar relaiile de calcul vor folosi
drept valoare a coeficientului total de influen valoarea medie:
2
exp
t
comp
tfin
t
CCC
(14)
Dac valoarea raportului dat de relaia (11) depete 25%, se constat un dezacord ntre cele dou ci
de determinare a coeficientului total de influen i trebuie efectuat o analiz pentru identificarea i
eliminarea valorilor eronate.
Precizia determinrii rezistenei betonului din lucrare cnd exist condiiile necesare, adic epruvete i
compoziie cunoscut, este de regul cuprins ntre 10...15%.
4.7.8. Rezultatele ncercrilor se reprezint sub forma unor grafice ce au n ordonat cota la care s-a
fcut msurtoarea nedistructiv i n abscis viteza de propagare msurat sau rezistena la compresiune
determinat la cota respectiv.
Zonele coninnd defecte locale se identific ca zonele n care au loc scderi pronunate ale vitezei de
propagare care se situeaz la valori sub 0,85 din viteza medie n zona curent, fr defecte, a elementului
investigat. Aceste scderi au loc cu o anumit continuitate a curbei vitezei, iar zona defect trebuie
considerat ca ncepnd cel puin din domeniul n care curba de variaie a vitezei pe adncime se
ndeprteaz de la valorile curente nregistrate n zonele fr defecte.
-
18
Figura 15. Graficele timp/viteza de propagare funcie de lungimea pilotului investigat
Tipurile curente de defecte ntlnite la examinarea construciilor ngropate turnate sub noroi bentonitic
sunt, n ordinea frecvenei, urmtoarele:
a) strat de suprafa contaminat, de slab rezisten, provenind din amestecarea betonului cu noroiul
bentonitic;
b) strat de fund de slab rezisten, provocat din blocarea unei perne de ml pe fundul elementului;
defectul provine din curarea corespunztoare a fundului gropii de fundaie;
c) strat curent de slab rezisten, provenit din nesincronizarea vitezei de turnare cu viteza de ridicare
a plniei, ceea ce duce la prinderea n masa betonului a unui strat de noroi bentonitic, din ntreruperea
turnrilor sau din folosirea unui beton necorespunztor;
d) lovirea malurilor gropii de fundaie, ceea ce duce la prbuirea local a acestora i amestecarea
terenului cu betonul.
Estimarea calitii betonului funcie de viteza de propagare a undelor ultrasonice este dat n tabelul 10:
Tabelul 10
Calitatea betonului Viteza de propagare
a undelor (m/s)
Rea < 2700
Acceptabil 2700-3300
Bun 3300-3800
Foarte bun 3800-4000
Excelent 4000-4200
Imposibil in condiii
normale > 4200
-
19
Anexa 1 Exemplu de raport de ncercare privind determinarea integritii piloilor de beton cu
dispozitivul CHUM prin metoda carotajului sonic (conform ASTM D 6760:2008)
RAPORT DE NCERCARE NR..
DETERMINAREA INTEGRITII PILOILOR DE BETON CU DISPOZITIVUL CHUM PRIN METODA
CAROTAJULUI SONIC
(conform ASTM D 6760:2008)
NUME ADR. CLIENT:
COMANDA nr.: din data de: Locul efecturii ncercrii:
I. Obiectul: Data efecturii ncercrii:
Elementul ncercat si geometria sa:
Lungimea pilotului: Data turnrii elementului:
Diametrul pilotului: Condiiile de turnare (sub noroi bentonitic etc.):
Clasa de calitate a betonului utilizat: Aparatura utilizat:
Valoarea coreciei de zero:
II. Datele caracteristice ale betonului si coeficienii de influena
Sort
ciment
Dozaj
kg/m3 Agregat
max (mm)
< 1 mm
%
Maturitate
f = Umiditate Adaos
Coeficient de
influenta total
umpgadc
comp
t CCCCCCCCC
III. Determinarea continuitii/discontinuitii pe lungimea pilotului. Rezultatele msurtorilor directe
Direcia
Distana dintre
tuburi
betL
Adncimea
(cota)
explorat
(intre 0,10-
0,25 m)
Citiri
timp
(s)
Timp
corectat
0ttt totbet
(s)
Viteze (km/s)
Viteze
calculate
bet
bet
it
LV
Viteza
minima pe
direcie
minV
Viteza
medie pe
direcie
mcV
Viteza
medie pe
element
1-2
0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
2-3
0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
1-3
0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
-
20
IV. Schia localizrii pilotului si de amplasare a tuburilor:
V. Profile tipice ultrasonice
VI. Interpretarea msurtorilor pentru stabilirea continuitii/discontinuitii pe lungimea pilotului
Direcia Adncimea (cota)
explorat (ntre 0,10-
0,25 m)
Viteze (km/s) Coeficientul
continuitii
%85min mc
vV
VC
Continuu/
Discontinuu Viteza minim
pe direcie
minV
Viteza medie
pe direcie
mcV
1-2 0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
2-3 0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
1-3 0-0,10 m
0,10-0,20 m
.. m
-
21
VII. Defecte constatate
SCHIA ELEMENTULUI NCERCAT I A ZONELOR DE NCERCARE
Observaii:
NOTE: Acest raport de ncercare este conform cu .. i cuprinde .pagini.
Raportul a fost editat ntr-un numr deexemplare.
Rezultatele din prezentul raport de ncercare se refer numai la materialul din zona ncercat.
Reproducerea parial sau total a acestui document fr acordul este interzis!
Rezultatele din acest raport vor fi utilizate exclusiv n scopul precizat n comand!
Data eliberrii raportului: Numr exemplar:
ef Secie, Executant ncercare,
Prezenta instructiune a fost avizata in C.T.E - C.E.S.T.R.I.N cu avizul nr. 2 / 16.10.2014.
In urma analizarii documentatiei prezentate, Consiliul Tehnico Economic al C.N.A.D.N.R.
AVIZEAZA FAVORABIL
Instructiunea tehnica privind metoda carotajului sonic pentru determinarea omogenitatii
si integritatii pilotilor de beton cu dispozitivul Cross hole ultrasonic monitor (CHUM) seria 0906
VICEPRESEDINTE CTE,
Director Directia Implementare Proiecte DN si Poduri
Ing. Stefan IONITA
SECRETAR CTE,
Ing. Florina GHIZOLU
610AND 610-2014
top related