Zkouška kvality provedení piloty metodou CHA
Zkoušky provedení pilot jsou běžnou součástí každé větší stavby. Nejčastější zkouškou integrity pilot je poměrně levná a rychlá metoda PIT (Pile Integrity Test), založená na analýze elastického vlnění vyvolaného poklepem kladívka na hlavu piloty. Méně běžnou metodou je zkouška CHA (Cross Hole Analysis). Oproti zkoušce PIT však spolehlivěji hodnotí kvalitu provedení piloty a ve značné míře omezuje subjektivitu zpracovatele naměřených dat.
Zkouška CHA vyžaduje delší čas na přípravu – jak ze strany zhotovitele zkoušky, tak zhotovitele piloty. Zhotovitel piloty musí pevně zabudovat trubky po celé délce vnitřku armokoše a zajistit jejich vnitřní prostor až do doby provedení zkoušky. V této fázi obvykle nastávají dva typy problémů, které později negativně ovlivňují průběh zkoušky.
Prvním bývá znečištění vnitřního prostoru trubek, nejčastěji způsobené jejich chybným utěsněním. Používají se materiály jako polystyren, styrodur, fólie apod. Nevhodně zvolený materiál může trubku ucpat nebo způsobit vniknutí betonu dovnitř, což znemožní průchod sondy jejím vnitřkem v celé délce. Správné zajištění průchodnosti měřicích trubek po celé délce by mělo být provedeno zavařením ocelové čepičky na hlavě a patě piloty.
Druhým častým problémem je nedostatečné připevnění měřicích trubek k armokoši a jejich následné vychýlení, což vede ke zkrácení jejich vzájemných vzdáleností a tím ke zvýšení seismických rychlostí.
Dalším častým problémem, tentokrát po betonáži, je proražení měřicích trubek při úpravě hlavy piloty – sbíjením či odsekáváním, což často způsobí ohnutí stěny trubky směrem dovnitř a znemožní průchod sondy.
Nejčastěji se používají čtyři měřicí trubky, běžný je však i variant se třemi nebo pěti trubkami. Počet osazených trubek obvykle závisí na průměru piloty. Od počtu trubek se pak odvíjí počet měřicích kombinací – u tří trubek jsou to tři kombinace, u čtyř šest a u pěti až deset vzájemných kombinací.
Příprava a průběh měření
Příprava měření zahrnuje zaměření vzájemných vzdáleností měřicích trubek, jejich výšky nad betonem, celkové délky a vnitřního průměru trubek. Do měřicích trubek se následně až po okraj nalije voda, která slouží jako médium pro přenos ultrazvukové vlny do dříku piloty.
Do připravených trubek se zavádí vysílací a přijímací sonda. Vysílací sonda generuje ultrazvukové pulzy, které procházejí betonem, a na druhé straně, v další měřicí trubce, se tyto ultrazvukové signály zaznamenávají. Měření se spouští pomocí odometru, který zajišťuje jednak impuls pro zahájení měření a kontrolu vzájemné polohy, ale také sleduje ujetou vzdálenost jednotlivých sond uvnitř trubek.
Při vyhodnocení zajímá interpretátora čas příchodu přímé vlny – kvantitativní parametr (FAT – First Arrival Time), stejně jako útlum signálu – kvalitativní parametr. Sondy lze posouvat zdola nahoru nebo naopak. Tento postup se opakuje, dokud nejsou vyčerpány všechny vzájemné kombinace měření.
Hodnocení
Hodnocení záznamů je založeno na analýze doby průchodu ultrazvukového signálu přes dřík piloty. Sleduje se tedy, za jaký čas signál projde betonem od vysílací sondy k přijímací. Vzdálenost mezi sondami je známá, a proto lze snadno určit rychlost šíření signálu v daném prostředí. U betonu se tato rychlost pohybuje typicky mezi 3 500 a 4 200 m/s v závislosti na třídě betonu.
Snížení času příchodu přímé vlny (FAT – First Arrival Time) bývá důsledkem nesprávného provedení piloty a obvykle je doprovázeno útlumem signálu. Útlum signálu se v záznamu projevuje jako pokles amplitudy měřeného signálu.
Pokles FAT v rozmezí 11–20 % je hodnocen jako nejistá kvalita, 21–30 % znamená P/F – výskyt trhlin, a pokles nad 31 % označuje P/D – nevyhovující, porušenou pilótu.
Pilota bez výrazných změn v nárůstu FAT v celém měřeném sloupci do 10 % a s rovnoměrným útlumem signálu je hodnocena jako vyhovující – kvalita jejího provedení je dobrá a pilota zkouškou prošla (obr. 2).
Pilota s nárůstem FAT nad 11 % má nejistou kvalitu, a při hodnotách nad 20 % se již v dané kombinaci považuje za problemovou (obr. 2). Může obsahovat trhliny (21–30 %), nebo být porušená (nad 31 %). V protokolu se uvádí i hloubkový úsek, kde se nárůst FAT vyskytuje.
V záznamech se často objevuje nárůst FAT u paty piloty, což je pravděpodobně důsledkem nasypání materiálu a jeho sedimentace na dně vrtu před betonáží.
Další častou poruchou, kterou je však nutné hodnotit samostatně, je nepřiměřený nárůst rychlosti šíření vlnění přes dřík piloty. Příčinou bývá nesprávné upevnění měřicích trubek k armokoši a jejich vychýlení, což vede ke zkrácení dráhy a tím i času příchodu FAT. Průměrná rychlost by měla být ve všech měřených kombinacích obdobná, což se však v praxi stává jen zřídka.
Záver
Skúška CHA testuje kvalitu zhotovenia pilóty spoľahlivejšie ako metóda PIT, je však drahšia a časovo náročnejšia na prípravu a spracovanie. Výsledky skúšky sú zato menej náročné na schopnosti a skúsenosti interpretátora, test teda dokáže spoľahlivejšie vyhodnotiť kvalitu zhotovenia pilóty.
Text: RNDr. Michal Grinč, PhD., INSET s.r.o.
Foto: INSET s.r.o
