Test kvality zhotovenia pilóty metódou CHA: Je spoľahlivejší?
Časopis Inžinierske stavby 
Skúšky vyhotovenia pilót sú bežnou súčasťou každej veľkej stavby. Najbežnejšou skúškou integrity pilót je relatívne lacná a rýchla metóda PIT (Pile Integrity Test), ktorá je založená na analýze elastického vlnenia vybudeného poklepom kladivka po hlave pilóty. Menej bežnou je skúška CHA (Cross Hole Analysis). Oproti skúške PIT však spoľahlivejšie zhodnotí kvalitu vyhotovenia pilóty a do značnej miery obmedzuje subjektivitu spracovateľa nameraných dát.
Skúška CHA si vyžaduje dlhší čas na prípravu – a to od zhotoviteľa skúšky aj od zhotoviteľa pilóty. Zhotoviteľ pilóty musí pevne zabudovať rúrky pozdĺž celého vnútra armokoša a zabezpečiť ich vnútorný priestor až do času skúšky pilóty. V tejto fáze zvyknú nastať dva druhy problémov, ktoré neskôr negatívne ovplyvňujú priebeh skúšky.
Prvým býva znečistenie vnútorného priestoru rúrok, najčastejšie spôsobené ich chybným blendovaním. Zväčša ide o materiály ako polystyrén, styrodur, fólia a podobne. Nevhodne zvolený materiál môže upchať rúrku alebo spôsobí natečenie betónu dovnútra, čo znemožní prechod sond jej vnútrom v celom stĺpci. Správne zabezpečenie priechodnosti meracích rúrok v plnej dĺžke by malo byť vyhotovené zavarením oceľovej čiapky na hlave a päte pilóty.
Druhým častým problémom je nedostatočné pripútanie meracích rúrok k armokošu a ich následné vychýlenie, čo spôsobí skrátenie ich vzájomných vzdialeností a následný nárast seizmických rýchlostí.
Ďalším častým problémom, už po betonáži, je prerazenie meracích rúrok pri úprave hlavy pilóty zbíjaním, resp. šramovaním hlavy pilóty, čo má často za následok ohyb steny rúrky smerom dovnútra a znepriechodnenie rúrky pre sondu.
Najčastejšie sa používajú štyri meracie rúrky, bežný je však aj variant s tromi či piatimi rúrkami. Počet osadených meracích rúrok záleží zvyčajne na priemere pilóty. Od počtu meracích rúrok potom závisí počet meracích kombinácií – pri troch rúrkach sú to tri kombinácie, pri štyroch je to šesť a pri piatich až desať vzájomných kombinácií.
Príprava a priebeh merania
Príprava merania pozostáva z namerania vzájomných vzdialeností meracích rúrok, ich výšky nad betónom, ich celkovej dĺžky a vnútorného priemeru rúrok. Do meracích rúrok sa následne až po vrch naleje voda, ktorá slúži ako médium prenosu ultrazvukovej vlny do drieku pilóty.
Do pripravených rúrok sa zavádza vysielacia a prijímacia sonda. Vysielacia sonda vysiela ultrazvukové pulzy, ktoré prechádzajú cez betón, a na druhej strane, v ďalšej meracej rúrke, sa ultrazvukové signály registrujú. Meranie sa spúšťa odometrom, ktorý zabezpečuje jednak povel na spustenie merania a kontrolu vzájomnej polohy, ale aj prejdenú vzdialenosť jednotlivých sond vnútrom rúrok.
Pri vyhodnotení zaujíma interpretátora čas príchodu priamej vlny – kvantitatívny parameter (FAT – First Arrival Time), ako aj útlm signálu – kvalitatívny parameter. Sondy môžu byť posúvané zdola nahor alebo aj naopak. Tento postup sa opakuje, až sa vyčerpajú všetky vzájomné kombinácie.
Hodnotenie
Hodnotenie záznamov je založené na analýze času prechodu ultrazvukového signálu cez driek pilóty. Sleduje sa teda, za aký čas prejde signál cez betón od vysielacej sondy k prijímacej. Vzdialenosť na povrchu je známa, je teda veľmi jednoduché určiť rýchlosť signálu v skúmanom prostredí. Pre betón sa rýchlosť pohybuje typicky od 3 500 do 4 200 m/s v závislosti od triedy betónu.
Zníženie času príchodu priamej vlny je dôsledkom nesprávneho vyhotovenia pilóty, zväčša je sprevádzané aj útlmom signálu. Útlm signálu sa prejavuje v zázname ako zníženie amplitúd meraného signálu. Zníženie FAT v intervale od 11 do 20 % sa hodnotí ako otázna kvalita, od 21 do 30 % ako P/F – s výskytom trhlín – a nad 31 % ako P/D – pilóta je nevyhovujúca, porušená.
Pilóta bez výrazných zmien v náraste FAT v celom meranom stĺpci do 10 % a s rovnakým prejavom (útlmom) je hodnotená ako vyhovujúca, kvalita jej zhotovenia je teda dobrá a prešla testom (obr. 2).
Pilóta s nárastom FAT nad 11 % má otáznu kvalitu a nad 20 % už má v danej kombinácii problém (obr. 2). Buď obsahuje trhliny (21 – 30 %), alebo je porušená (nad 31 %). V protokole sa uvádza aj hĺbkový úsek, kde sa nárast FAT vyskytuje.
V záznamoch sa často stretávame s nárastom FAT na päte pilóty, čo je pravdepodobne dôsledkom usypania materiálu a jeho sedimentáciou na päte vrtu pred betonážou.
Ďalšou častou poruchou, ktorú však treba hodnotiť samostatne, je neúmerný nárast rýchlosti prechodu vlnenia cez driek pilóty. Ide zrejme o zlé pripevnenie meracích rúr k armokošu a ich vychýlenie, čo má za následok skrátenie času príchodu FAT. Priemerná rýchlosť by mala byť vo všetkých meraných kombináciách rovnaká, čo sa však v praxi stáva málokedy.
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 A FOTO: Inset s.r.o.
