Fundamental of Sonic Integrity Testing for Bored Pile ... · Fundamental of Sonic Integrity Testing for Bored Pile Foundations ... แบบไม ทําลาย (Nondestructive
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
28
หลักเกณฑการทดสอบเสาเข็มเจาะดวยวิธี โซนิก อินเทก’กริที เทสติ้ง Fundamental of Sonic Integrity Testing for Bored Pile Foundations
4.1 Sonic Echo Method: วิธีน้ีรูจักกันดีอยางแพรหลายแตเรียกขานตางกันออกไปในแตละพ้ืนที่ เชน 4.1.1 Seismic Test, 4.1.2 Sonic Integrity Test (SIT) 4.1.3 Sonic Echo Test (SET) 4.1.4 Pile Integrity Test (PIT) เปนตน วิธีน้ีใชการจับเวลาที่คลื่นทดสอบเดินทางผานในตัวเสาเข็มเปนเกณฑ (Time
Domain หรือ Time - base techniques) มีมาตรฐานการทดสอบรองรับคือ ACI 228-2R-98, ASTM D 5882-00 และ AS 2159-1995 วิธีการทดสอบตามรูปที่ 2 และรูปที่ 3
4.2.1 Shock Test 4.2.2 Sonic Vibration Test (SVT) 4.2.3 Transient Response Method (TRM) วิธีน้ีใชการจับความถี่คลื่นที่ทดสอบขณะเดินทางผานในตัวเสาเข็มเปนเกณฑ
(Frequency Domain หรือ Frequency – base technique) มีมาตรฐานการทดสอบรองรับคือ ACI 228-2R-98 และ ASTM D 5882-00 วิธีการทดสอบตามรูปที่ 4 และรูปที่ 5
รูปที่ 2 การทดสอบแบบ Sonic Echo Method (after Davis,1999)
ไดมีนักวิจัยนานาชาติหลายทานไดใหขอแนะนําอัตราสวนสูงสุดของความยาวเสาเข็มตอเสนผานศูนยกลางที่ยังเหมาะสมตอการทดสอบดวยวิธีน้ีในชั้นดินชนิดตาง ไวตามตารางที่ 1 ตารางที่ 1 Limiting value of aspect ratios encountered in practice (from Turner,1997) Soil Type Typical limiting
Aspect ratio Source
Very stiff glacial till Stiff clay Soft clay overlying strong founding strata Dense sand and gravels Soft soil London clay Stiff chalk
Up to 30:1 20-30:1 50:1 20:1 More than 50:1 30-40:1 20:1
McCavitt et al, (1989) Fleming et al, (1985) Fleming et al, (1985) Ellway (1987 [a] and [b]) Ellway (1987 [a] and [b]) Ellway (1987 [a] and [b]) Ellway (1987 [a] and [b])
7. การสะทอนกลับของคลื่นในตัวเสาเข็ม
การตรวจสอบความสมบูรณโดย Sonic echo test คือการวิเคราะหคลื่นสะทอนกลับขึ้นสูหัวเสาเข็มเปนหลัก ซ่ึงโดยทั่วไปคลื่นจะสะทอนกลับจากระดับที่เสาเข็มเกิดมีการเปลี่ยนแปลงเชน คุณสมบัติของวัสดุ ขนาดของหนาตัดเกิดการเปลี่ยนแปลง หรือจากระบบการยึดเกาะกันของผิวเสาเข็มกับดินโดยรอบ (Pile-Soil System) เสาเข็มแมจะฝงในชั้นดินที่มีคุณสมบัติสมํ่าเสมอเปนชนิดเดียวกัน (Uniform Homogeneous Soils) แตการเดินทางของคลื่นลงสูเบื้องลางก็ยังมีปจจัยหรืออิทธิพลจากสิ่งตางๆ เกี่ยวของหลายประการ คือ
measurement system analysis method CEBTP TNO van Es-Rossmark IFCO GRL Geomet
not specified: computer analysis give the pile shape an/or skin friction versus depth. visual: depth and nature of reflections analyzed. visual. not specified. P.I.T. WAP computer simulation visual: depth etc.
เชน ความเชี่ยวชาญของผูเคาะทดสอบ คุณภาพของเครื่องมือทดสอบ คุณสมบัติของชั้นดิน รูปรางของเสาเข็ม และวัสดุเสาเข็ม และคุณภาพของผูแปลคลื่นสัญญาณ และไดใหความเห็นเพ่ิมเติมวา วิธีการใหการรับรองผูผลิตเครื่องมือและวิธีการกําหนดมาตรฐานของเครื่องมือวิธีการทดสอบและวิธีการนําเสนอผลการแปลเปนสิ่งที่จําเปนตองมีการจัดทําขึ้น มีวิศวกรผูชํานาญการในการทดสอบดวยวิธีน้ีหลายทานไดกลาวใหระมัดระวังการ ประมวลผลการทดสอบจากผูที่ไมชํานาญการแตอางวาเปนผูเชี่ยวชาญ เชน Amir (1999) กลาววาใหระวังผูเชี่ยวชาญประเภทใชวาทศิลป (Artistical approach) ที่ชอบใชวิธีการสรุปผลการทดสอบเหมือนหมอดูลายมือ คือดูแตคลื่นสัญญาณทดสอบ โดยไมสนใจขอมูลระหวางการกอสรางประกอบ ซ่ึงผูเชี่ยวชาญประเภทน้ีจะชอบคลื่นสัญญาณที่ดูยุงยากมากๆเนื่องจากจะแปลอยางไรก็ได (the more ambiguous the reflectogram, the better) Sliwinski และ Fleming (1982) กลาวใหทราบวางานตรวจสอบดวยวิธี น้ี เปนงานสําหรับผู มีประสบการณสูงเทานั้น ไมใชงานของมือสมัครเลน (Experience and skill are necessary in the execution and interpretation of all such tests and that is not a suitable activity for unskilled amateurs)
10.1 ข้ันแรก : ทําการพิจารณาสัญญาณที่ทดสอบได เพ่ือหาตําแหนงที่การตอบสนองของเสาเข็มตอการเดินทางของคลื่นทดสอบเกิดการเปลี่ยนแปลง (Impedance change) และวิเคราะหวาการเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของเสาเข็มตอการเดินทางของคลื่นเปนการเปลี่ยนไปในทางบวกหรือทางลบ ซ่ึงจะแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเสาเข็มในทางบวกหรือทางลบ การวิเคราะหในขั้นแรกนี้ ถือวาเปนการอธิบายเกี่ยวกับการเดินทางของคลื่นเสียง (Acoustic interpretation) เพ่ือจัดหมวดหมูของคลื่นสัญญาณใหไดกอนวาเปน Type 0 signal หรือ Type 1 signal หรือ Type 2 signal ลําดับการพิจารณาขั้นแรกแสดงไวในรูปที่ 30
10.2 ข้ันที่สอง : การพิจารณาในขั้นตอนที่สองเปนการหาลักษณะตางๆของเสาเข็มในสวนที่เกี่ยวของกับการกอสราง โดยตองนําขอมูลเกี่ยวของอ่ืนๆมารวมพิจารณาดวย เชน สภาพชั้นดินของหนวยงาน และคุณสมบัติของดินแตละชั้น ขอมูลการกอสรางเสาเข็ม และระบบของเสาเข็ม (เชน เสาเข็มระบบเจาะแหง ระบบเจาะเปยก ใชปลอกกันดินชั่วคราวหรือถาวร และ ฯลฯ) การพิจารณาขั้นที่สองนี้ ลําดับการพิจารณาขั้นที่สองสําหรับคลื่นสัญญาณชนิด Type 0 signal, Type 1 signal และ Type 2 signal แสดงไวในรูปที่ 31 รูปที่ 32 และรูปที่ 33 ตามลําดับ 11. ขอแนะนําและขอสรุป จุดประสงคของการทดสอบความสมบูรณของเสาเข็มเจาะก็เพ่ือคนหาความบกพรองหลัก (Major defects) ที่มีเปนอันตรายตอหนาที่การรับนํ้าหนักของเสาเข็ม และไมใชการทดสอบเพื่อใชคนหาขอบกพรองเล็กนอย (Minor defect) หรือเพ่ือคนหาความแตกตางกันของเสาเข็มชนิดเดียวกันแตละตน
รูปที่ 30 การวิเคราะหสัญญาณทดสอบขั้นแรกจาก Sonic echo, Seismic testing (after Turner, 1997)
48
รูปที่ 31 การวิเคราะหสัญญาณทดสอบขั้นที่สองประเภท Type 0 (after Turner, 1997)
49
รูปที่ 32 การวิเคราะหสัญญาณทดสอบขั้นที่สองประเภท Type 1 (after Turner, 1997)
50
รูปที่ 33 การวิเคราะหสัญญาณทดสอบขั้นที่สองประเภท Type 2 (after Turner, 1997)
51
เอกสารอางอิง 1. ACI 228.2R.98 Nondestructive methods for evaluation of concrete in structure.
Reported by ACI committee 228. American Concrete Institute. 2. ASTM D5882-96 Standard Test Method of Low Strain Integrity Testing of Piles.
American Society for Testing and Materials., 1916 Race Street., Philadelphia, PA 19103
3. Amir, J. M., A Buyer Guide to Pile Integrity Testing., DFI 24th Annual Member’s Conference., Decades of Technology Advancing into the Future. Michigan. Pp.213-223, 1999.
4. Australian Standard AS2159-1995 Piling Design and Installation. Published by Standard Association of Auatralia.,1 the Crescent, Homebussh, NSW 2140, ISBN 0 7262 9884 0.
5. Davis, A. G., Nondestructive Testing and Evaluation of Drilled Shaft Foundations. Drilled Shaft Foundation Design and Construction of the ADSC’s Faculty Workshop Teaching Packages at Fort Collins, Colorado, USA.. (2000) ADSC: The International Association of Foundation Drilling.
6. Ellway, K. Practical Guidance on the use of integrity tests for the quality control of cast-in-situ piles. Proceeding Conference on Foundation and Tunnels. London, March 1987,.pp 228-234. also printed as: Practical guidance on the use of integrity tests for the quality control of cast-in-situ piles, Ground Engineering, Volume 20, No 7, October, 8-13
7. Fleming, W.G.K., Weltman, A.J., Randolph, M.F. and Elson, W.K. (1985) Piling Engineering. Surrey University Press/Blackie and Son Ltd.
8. Rausche, F. and Goble, G.G., Determination of Pile Damage by Top Measurements. Behavior of Deep Foundations, American Society for Testing and Material, 1979 ASTM STP-670, pp 500-506.
9. Reiding, F.J., Middendorp, P., Van Brederode, P.J. A digital approach to sonic pile testing. Prpc. of the second international conf. On the application of stress-wave theory on piles/Stockholm/27-30 May 1984. pp. 85-93
10. Sliwinski, Z. J. and Fleming, W. K., The integrity and performance of bored piles. Advance in piling and ground treatment for foundation. Technical conference organized by the Institution of Civil Engineers, London,1982. Pp. 153-165.
52
11. Smits, M. Th. J. H. Pile integrity tests., Application of Stress-Wave Theory to Piles: Test Results., Proc. of the 4th Intl. Conf. on the Application of Stress Wave Theory to Piles. The Hague/Netherland/21-24 September 1992. Published by A. A. Balkema / Rotterdam / Brookfield / 1996. Pp 25-54
12. Thasnanipan, N., Maung, A. W., Navaneethan, T. and Aye, Z. Z. (a), None- Destructive Testing on piles founded in Bangkok Subsoil. Proc. of the 6th Intl. Conf. on the Application of Stress Wave Theory to Piles. Quality Assurance on Land and Offshore Piling. Säu Paulo/Brazil. Pp. 171-177, 2000.
13. Thasnanipan N., Maung A. W., Tanseng P. & Z. Z. Aye. (b), Sonic Integrity Test of Piles-Integrity Effected by basement excavation in Bangkok soft clay, 6th International Conference on Application of Stress-Wave Theory to Piles, September 2000, Sao Paulo, Brazil. Pp 163-170, 2000.
14. The Institution of Civil Engineers. Specification for Piling and Embedded Retaining Walls. Thomas Telford. London 1996
15. Turner, M. J., Integrity Testing in Piling Practice. Construction Industry Research and Information Association.(CIRIA Report 144) , 1997.