Hiện nay trong các công trường xây dựng việc sử dụng cọc khoan nhồi có tải trọng lớn hoặc trên nền đất yếu như nhà cao tầng, công trình cầu hoặc nhà trong khu vực xây chen,…Nhưng thực tế thực hiện công trình xây dựng sẽ có các tác động khác làm ảnh hưởng tới chất lượng của cọc khoan nhồi xảy ra rất nhiều, điều này một mặt ảnh hưởng đến tiến độ công trình, làm tăng chi phí đồng thời có thể ảnh hưởng đến chất lượng chịu tải của móng.

Chính vì nguyên nhân trên mà móng cọc khoan nhồi cần phải sử dụng các phương pháp kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi từ lúc thi công đến khi hoàn thành và đưa cọc vào sử dụng để đảm bảo chất lượng của công trình.

Ngày nay quy mô của các công trình càng lớn, các công trình nhà cao tầng, các công trình cầu vượt sông lớn ngày càng nhiều. Thông thường với các công trình này, về kết cấu móng thì giải pháp nền móng chủ yếu là móng cọc khoan nhồi, vì nhiều nguyên nhân khác nhau mà sự cố cọc khoan nhồi xảy ra rất nhiều, điều này một mặt ảnh hưởng đến tiến độ công trình, làm tăng chi phí đồng thời có thể ảnh hưởng đến chất lượng chịu tải của móng.

Cũng như các hạng mục công trình khác, để đảm bảo chất lượng, cọc khoan nhồi cần được kiểm tra chất lượng trong quá trình thi công (tạo lỗ, chất lượng bê tông, độ sạch đáy hố…) và khâu cuối cùng là kiểm tra chất lượng thân cọc và sức chịu tải của cọc. Đó là khâu kiểm tra có đặc thù riêng của cọc khoan nhồi.

Các khâu kiểm tra chất lượng thân cọc khoan nhồi và một số thiết bị siêu âm cọc khoan nhồi, máy siêu âm cọc khoan nhồi,….

Do có sức mang tải lớn, quá trình thi công gồm nhiều công đoạn phức tạp, nên mỗi cây cọc nhồi hoàn thành cần được bảo đảm chất lượng, kiểm tra khuyết tật bằng máy siêu âm cọc khoan nhồi để phát hiện khuyết tật tránh gây ảnh hưởng xấu đến sự làm việc của cọc so với thiết kế. Để đánh giá chất lượng của cây cọc, một hệ phương pháp không phá hủy và phá hủy được áp dụng. Phương pháp không phá hủy thường được ưu tiên sử dụng nhằm phát hiện các khuyết tật nguy hiểm và phương pháp phá hủy được sử dụng sau đó để đánh giá định lượng của chúng, giúp nhà thiết kế đề xuất biện pháp sữa chữa hợp lý.

Phương pháp đánh giá độ nguyên vẹn của cọc khoan nhồi

Độ nguyên vẹn là yêu cầu đảm bảo cọc làm việc như một kết cấu theo đúng yêu cầu thiết kế. Cụ thể như: đủ tiết diện, vật liệu thân cọc đảm bảo tính năng yêu cầu, không nứt gãy hay có các khuyết tật dọc theo thân cọc làm ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của cọc và như vậy người ta gọi đó là độ đồng nhất của cọc.

Phương pháp biến dạng nhỏ thiết bị kiểm tra PIT

Phương pháp này dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất trong thanh đàn hồi tuyến tính. Khi tạo một xung lực bằng cách gõ búa lên đầu cọc, sóng ứng suất xuất hiện và truyền theo thân cọc xuống dưới. Nếu gọi trở kháng cơ học của cọc là (Z), modul đàn hồi là (E), tiết diện ngang của cọc là (A), vận tốc lan truyền sóng trong thân cọc là (c) và  là dung trọng bê tông cọc, ta có các quan hệ sau:

E = .c²                                (4)
Z = E.A/c                               (5)

Nếu ta tác động lên đầu cọc một lực F, vận tốc chuyển dịch hạt W tại điểm tác động là.
W = F/Z                                (6)

Khi sóng ứng suất (W_i) từ đầu cọc truyền xuống dọc theo thân cọc, gặp sự biến đổi trở kháng từ từ Z₁ sang Z₂, tại điểm thay đổi trở kháng, sóng tách ra làm hai phần, một tiếp tục đi xuống (W_d), một phản xạ ngược lên trên (W_u), phương trình cân bằng lực và sóng

Sóng ứng suất sẽ bị phản xạ tại bất cứ vị trí nào có sự thay đổi trở kháng (thay đổi tiết diện, mật độ, gián đoạn…) và thời gian phản xạ tỷ lệ với khoảng cách gặp khuyết tật. Đo cường độ sóng phản xạ và thời gian phản xạ tại đầu cọc có thể đánh giá được sự thay đổi trở kháng của vật liệu cọc, tức là đánh giá được sự thay đổi của tiết diện, chất lượng cọc và vị trí của khuyết tật.

Trong thí nghiệm biến dạng nhỏ, xung do lực búa tạo ra gia tốc khoảng 10
 100 lần gia tốc trọng trường, biến dạng đầu cọc khoảng 10^-5mm với tốc độ cỡ 30mm/s và chuyển vị không quá 0.03mm. Gia tốc kế gắn trên đầu cọc ghi lại gia tốc của xung lực và được phân tích chuyển thành tốc độ. Kết qủa là tốc độ truyền sóng được hiển thị trên màn hình theo chiều dài cọc. Phần mềm xử lý động sẽ phân tích các dữ liệu đo và cho đặc điểm thay đổi tiết diện theo chiều dài cọc.

Phương pháp siêu âm cọc khoan nhồi

Máy siêu âm cọc khoan nhồi dùng để xác định chất lượng của cọc dựa trên đặc điểm của qúa trình truyền sóng siêu âm trong vật liệu. Vậy liệu có cấu tạo càng đặc chắc, tốc độ lan truyền của sóng siêu âm trong chúng càng lớn. Đối với bê tông đặc chắc, tốc độ lan truyền sóng siêu âm khoảng 3000  5000mm/s phụ thuộc vào thành phần cấp phối của vật liệu. Đối với bê tông tốt, đường vạch đầu tiên ứng với thời gian tới của đỉnh sóng đầu tiên phải đen. Dựa vào trị số tốc độ truyền sóng âm, suy đoán chất lượng vật liệu tạo cọc theo bảng 3 và 4.

Bảng 3. Đánh giá chất lượng bê tông cọc theo giá trị vận tốc truyền sóng siêu âm

Vận tốc (m/s)	< 2000	2000 - 3000	3000 - 3500	3500 - 4000	> 4000
Chất lượng	Rất kém	Kém	Trung bình	Tốt	Rất tốt

Bảng 4. Quan hệ cường độ bê tông cọc và vận tốc truyền sóng siêu âm

Vận tốc (m/s)	3000 - 3250	3250 - 3500	3500 - 3750	3750 - 4000
Cường độ nén (Mpa)	20	25	30	35

Hình 3. Nguyên lý kiểm tra cọc bằng siêu âm

Trong thí nghiệm siêu âm, hai đầu dò (đầu phát và đầu thu sóng siêu âm) được thả song song luôn cùng cao độ suốt chiều dài cọc theo các ống đặt sẵn
Các phương pháp truyền qua trực tiếp

	Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm truyền qua	Phương pháp kiểm tra bằng tia gamma truyền qua
Nguyên tắc và điều kiện áp dụng	Đo sóng âm truyền qua các ống đất sẵn hoặc các lỗ khoan lấy mẫu Các dao động được truyền từ một ống khác cùng cao độ để đo thời gian đến và biên độ dao động.	Đo số phóng xạ giữa các ống đặt sẵn hoặc các lỗ khoan lấy mẫu. Nguồn phóng xạ và đầu thu để trong các ống gần nhau hoặc đối diện nhau có đổ đầy nước. Vùng mật độ thấp sẽ làm tăng photon trên đầu đo.
Ưu điểm	Tương đối nhanh Xác định được khuyết tật giữa các ống khá chuẩn. Không bị hạn chế độ sâu. Xem kết quả ngay trên màn hình.	Tương đối nhanh Xác định được khuyết tật giữa các ống khá chuẩn. Không bị hạn chế độ sâu. Xem kết quả ngay trên màn hình
Nhược điểm	Phải đặt trước các ống hoặc phải khoan lỗ. Khó xác định được khuyết tật ở lỗi cọc.	Phải đặt trước các ống phải khoan lỗ Có thể gây nhiễm phóng xạ. Khoảng cách lớn nhất giữ các ông là 80 cm
Ứng dụng	- Kiểm tra tính đồng nhất của bê tông hoặc xác định bất kỳ khuyết tật nào trong thân cọc.	- Kiểm tra tính đồng nhất của bê tông hoặc xác định bất kỳ khuyết tật nào trong thân cọc.

Một số phương pháp cơ bản về kiểm tra siêu âm cọc khoan nhồi

Các khâu kiểm tra chất lượng thân cọc khoan nhồi và một số thiết bị siêu âm cọc khoan nhồi, máy siêu âm cọc khoan nhồi,….