Zakládání staveb, a.s. může jako jeden z mála podniků v České republice provádět kontrolu kvality vyrobených pilot pomocí nedestruktivní zkoušky jejich integrity (tzv.SONIC Integrity Testem - SIT). O moderním přístroji s továrním označením "PIT" americké firmy Pile Dynamics Inc. Z Clevelandu, který naše firma používá od loňského roku, jsme informovali v informačním zpravodaji Zakládání č. 2/1997. Jaký je současný trend ve vývoji hardwarového a softwarového vybavení, použití a využívání výsledků SIT zkoušek přibližují následující řádky.

První zkoušky integrity pilot proběhly již před 30 lety. Během následujících období metoda prodělala bouřlivý vývoj jak v přístrojovém vybavení, tak v citlivosti a schopnosti vyhodnocovat a interpretovat získané výsledky. Začátkem sedmdesátých let vážila souprava zkušebního zařízení skoro čtvrt tuny a jedna zkouška trvající asi 30 minut byla poměrně drahou záležitostí. Vyhodnocení bylo velmi pracné, výsledky značně omezené. Přesto v technické veřejnosti zavládlo nadšení, že se našel způsob, jak zjistit celistvost piloty bez jejích porušení. O deset let později však počáteční euforie opadla a zdálo se, že je tomuto typu zkoušek odzvoněno. Mnozí uživatelé si od zkoušky slibovali víc než mohla přinést a z výsledků málo spolehlivých a nedostatečně citlivých přístrojů byli rozčarováni. Nelze pochybovat o tom, že ani dodavatelé pilotovacích prací nestáli o to, aby se zpochybňovalo provedení jejich práce, případně se zjišťovalo, že piloty nejsou zcela dokonalé.

Dnes, na konci tisíciletí, se však zdá, že nastal čas nejširšího využití této zkušební metody a výsledků, které přináší. O rostoucím zájmu o její použití svědčí i zvyšující se počet výrobců zařízení pro SIT včetně neustálého zdokonalování softwarového vybavení pro interpretaci výsledků a vyhodnocení zkoušek. V neposlední řadě je s metodou zkoušky SIT, s jejími možnostmi a omezeními, seznámena nepoměrně širší obec odborných pracovníků než dříve a cena zkoušky je nesrovnatelně nižší.

Současný stav
V současnosti se v inženýrské praxi využívají dva typy zkoušek SIT, které svým uživatelům poskytují informace odlišné kvality.

Prvním, jednodušším typem je zkouška s přímým odrazem, při které se na pilotu udeří plastovým kladívkem a pomocí snímače-akcelerometru se měří odezva piloty na úder. Výsledkem zkoušky je diagram průběhu vyvolané vlny v závislosti na čase (ze kterého se dále odvozuje hloubka piloty). Není-li piloty příliš štíhlá a zároveň dlouhá, je vidět odraz vlny na patě piloty, z diagramu lze detekovat i anomálie na dříku piloty, zejména jeho rozšíření nebo praskliny.

Druhy, dokonalejší typ zkoušky užívá dva snímače. Jeden je vestavěn do kladiva a měří sílu úderu, druhy měří odezvu piloty na úder. Záznam zkoušky pilotu akusticky kvantifikuje ve směrech X a Y, které představují její průměr a hloubku. Takto získaný diagram je specifický a nezaměnitelný pro každou zkušenou pilotu.

Kvalitní test integrity jsou schopné interpretovat výsledky odezvy piloty na úder v oboru časovém, tak v oboru frekvenčním.

Nejmodernější zařízení pro zkoušky SIT odpovídají výše uvedeným požadavkům. Hardware používaný přímo na stavbě se snadno obsluhuje, snadnost jeho použití, anglicky označovaná jako "user friendly", umožňuje jeho obsluhu pouze jedním zaškolených pracovníkem. Zařízení má kapesní rozměry, včetně příslušenství se vejde do příručního kufříku a je nezávislé na zdroji energie. Vlastní zkouška je natolik jednoduchá, že lze provést několik desítek až stovek měření denně. Při zkoušce se obvykle provede několik (obvykle pět) úderů na jednu pilotu. Zkušební systém údery zaznamená, vyhodnotí a dva nejhůře zpracovatelné záznamy automaticky vyloučí. Zbylé zpracuje a uloží do paměti. Grafické zpracování se může ihned zobrazit na displeji pro předběžné vyhodnocení, což umožňuje ihned reagovat na zjištěné anomálie. Nejmodernější přístroje jsou vybaveny modemem, kterým lze data přenést během několika vteřin pomocí mobilního telefonu do PC na vyhodnocovacím pracovišti.

Vyhodnocení a interpretace výsledků
Programy k vyhodnocování zaznamenaných dat zkoušek, které jsou součástí dodávky zařízení SIT, se neustále zdokonalují a poskytují uživateli stále více informací. Jednotliví výrobci přicházejí s vlastním softwarovým vybavením, který má umožnit co nejdokonalejší vyhodnocení požadovaných parametrů. Výrobci většinou poskytují i konzultační službu svými odborníky při problematicky vyhodnotitelných nebo sporných výsledcích. Při dnešních možnostech globálních počítačových sítí je i tato služba velmi rychlá a operativní.

Klasický způsob vyhodnocení je založen na srovnání teoretického předpokladu šíření vln materiálem piloty (betonem) předpokládaného rozměru se skutečně změřenými hodnotami. V poslední době se k tomuto připojuje postup, jehož základem je teorie, že každý reálný výsledek zkoušky je ovlivněn dvěma faktory - vlastnostmi samotné piloty a vlastnostmi zeminy, která pilotu obklopuje a je sní v interakci. Programy kvantifikující vlastnosti zeminy se snaží odstranit vliv na odezvu vzruchu vyvolaného úderem a ponechat pouze informace mající vztah k akustickým vlastnostem piloty.

Limity zkoušek
Zkouška integrity piloty, jako každá nepřímá zkouška, má vnitřní a vnější omezení, se kterými musí uživatel počítat a vzít je v úvahu při přípravě programu zkoušek a jejich vyhodnocení.

Jedním z nejběžnějších omezení je hloubkový dosah. U dlouhých štíhlých pilot nemusí být "vidět" celá délka piloty. Dosah se snižuje zejména v pevných jílovitých zeminách. V tzv. londýnských jílech je ověřen hloubkový dosah do cca 30 m, naproti tomu v Nizozemí, kde jsou zkoušky integrity pilot běžnou praxí, je útlum signálu v měkkých neulehlých vrstvách malý a lze získat odraz od paty z hloubky rovnající se až 60ti násobku průměru piloty.

Dalším omezením, které je vlastní systémům zkoušek s přímým odrazem (bez snímače v kladivu), je neschopnost rozlišit anomálie velmi blízko hlavy s výjimkou prasklin přes celou šířku piloty.

V následujícím přehledu uvádím, co obecně lze a nelze s přihlédnutím k hloubkovým omezením od moderní zkoušky integrity piloty očekávat :

 

LZE ZJISTIT	NELZE ZJISTIT
hloubku paty piloty praskliny napojení výrazné náhlé zvětšení nebo zmenšení profilu piloty náhlé změny vrstev podloží velké inkluze výrazné změny materiálu piloty	zakřivení piloty místní ztráty krytí výztuže nevyčištěnou patu piloty postupné zvětšení nebo zmenšení profilu piloty postupné změny vrstev podloží malé inkluze postupné změny materiálu piloty

  Použití
Integritu pilot lze pomocí SIT zkoušky provést u většiny běžných typů pilot - beraněných, vrtných, beraněných cast-in-situ, CFA pilot i mikropilot. Zkoušení je rychlé, relativně levné, lze je použít na každém staveništi. Dnešní pohled na využití zkoušek integrity se díky jejím výhodám podstatně mění. Již není pouze kontrolou a konečným arbitrem kvality provedení díla jako součásti přebírání a předávání stavby, ale stává se nedílnou součástí celkového sytému kontroly kvality zhotovitele a umožňují včasnou nápravu chyb. Zkoušky integrity nelze provést u podzemních stěn, převrtávaných pilot a pilot pod zabudovanou konstrukcí nebo spojených s dobetonovanou hlavou a kalichem. I tyto konstrukční prvky však lze zkoušet pomocí nedestruktivních metod, a to pomocí ultrazvuku nebo seismiky. Tyto metod jsou však podstatně časově náročnější, vyžadují zabudování speciálních prvků do měřené konstrukce, a proto jsou několikanásobně nákladnější.

Ani jedna z metod zkoušek integrity však nic nepoví o chování piloty v situaci, pro kterou byla zkonstruována - totiž při přenosu zatížení. To lze zjistit pouze použitím statické, případně dynamické zatěžovací zkoušky.

Závěr
Zkoušky integrity pilot pomocí moderních přístrojů se v dnešní době stávají výkonným nástrojem kontroly kvality pilot. Okamžité vyhodnocení umožňuje operativní zpětnou vazbu. Již během realizace pilot mohou potvrdit vhodnost vybrané technologie.

Zkoušky jsou rychlé, současný vývoj zařízení a softwarových programů zajišťuje jejich citlivost a spolehlivost výsledků. Umožňují včas identifikovat případné problémové piloty, na které se pak lze zaměřit s dalšími zkouškami (např.únosnosti) nebo s nápravními opatřeními.