課題13：橋梁工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)-樁身完整性檢測(cè)(超聲波法)

1、引入引入基樁完整性檢測(cè)的方法有哪些？基樁完整性檢測(cè)的方法有哪些？低應(yīng)變法低應(yīng)變法超聲波法超聲波法鉆芯法鉆芯法鉆（挖）孔灌注樁檢測(cè)鉆（挖）孔灌注樁檢測(cè)橋梁工程檢測(cè)技術(shù)樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1、了解超聲波法檢測(cè)基樁完整性的主要步驟；、了解超聲波法檢測(cè)基樁完整性的主要步驟；2、了解不同超聲波形對(duì)應(yīng)的缺陷類(lèi)型；、了解不同超聲波形對(duì)應(yīng)的缺陷類(lèi)型；3、了解樁身完整性評(píng)判的類(lèi)別。、了解樁身完整性評(píng)判的類(lèi)別。能力目標(biāo)能力目標(biāo)1、能夠合作操作超聲波法檢測(cè)基樁完整性的儀器；、能夠合作操作超聲波法檢測(cè)基樁完整性的儀器；2、能夠通過(guò)超聲波形做出初步的缺陷判定。、能夠通過(guò)超聲波形做

2、出初步的缺陷判定。樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法 在預(yù)埋聲測(cè)管之間發(fā)射并接在預(yù)埋聲測(cè)管之間發(fā)射并接收聲波，通過(guò)收聲波，通過(guò)實(shí)測(cè)聲波實(shí)測(cè)聲波在混凝土在混凝土介質(zhì)中的傳播介質(zhì)中的傳播時(shí)間、頻率和波幅時(shí)間、頻率和波幅衰減衰減等聲學(xué)參數(shù)的變化，對(duì)等聲學(xué)參數(shù)的變化，對(duì)樁身樁身完整性完整性進(jìn)行檢測(cè)的方法。進(jìn)行檢測(cè)的方法。樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述定義定義 基樁成孔后，灌混凝土之基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)前，在樁內(nèi)預(yù)埋預(yù)埋若干根若干根聲測(cè)管聲測(cè)管作為作為聲波發(fā)射和接收換能器的聲波發(fā)射和接收換能器的通道，通道，在樁身混凝土灌注若干在樁身混凝

3、土灌注若干天后開(kāi)始檢測(cè)，用天后開(kāi)始檢測(cè)，用聲波檢測(cè)儀聲波檢測(cè)儀沿樁的縱軸方向以一定的間距沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)逐點(diǎn)檢測(cè)聲波穿過(guò)樁身各截面檢測(cè)聲波穿過(guò)樁身各截面的聲學(xué)參數(shù)的聲學(xué)參數(shù)，然后對(duì)這些檢測(cè)，然后對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。的完整性。樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述基本原理基本原理公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程 JGJ/T F81-01-2004JGJ/T F81-01-20

4、04 規(guī)定：規(guī)定：重要重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測(cè)管，工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測(cè)管，檢測(cè)樁數(shù)不少于檢測(cè)樁數(shù)不少于50%50%。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002 GB50007-2002 規(guī)定：規(guī)定：直徑大于直徑大于800mm800mm的混凝土嵌巖樁應(yīng)采用鉆孔抽芯法或聲波透射法檢測(cè)，檢的混凝土嵌巖樁應(yīng)采用鉆孔抽芯法或聲波透射法檢測(cè)，檢測(cè)樁數(shù)測(cè)樁數(shù)不得少于總樁數(shù)的不得少于總樁數(shù)的10%10%，且，且每根柱下承臺(tái)的抽檢樁每根柱下承臺(tái)的抽檢樁數(shù)不得少于數(shù)不得少于1 1根根。建筑工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范建筑工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 JGJ 106-2003JGJ 106-200

5、3 規(guī)定：規(guī)定：聲波透射聲波透射法僅適用于在灌注樁成型過(guò)程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根或兩根以法僅適用于在灌注樁成型過(guò)程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根或兩根以上聲測(cè)管的基樁，抽檢數(shù)量上聲測(cè)管的基樁，抽檢數(shù)量不得少于總樁數(shù)的不得少于總樁數(shù)的10%10%。一、超聲波法概述一、超聲波法概述基本原理基本原理樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)設(shè)備樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法采集儀采集儀換能器換能器聲測(cè)管聲測(cè)管1、埋設(shè)聲測(cè)管、埋設(shè)聲測(cè)管（1 1）聲測(cè)管材料）聲測(cè)管材料 宜采用宜采用金屬管金屬管，可用焊接鋼管（有，可用焊接鋼管（有縫焊接、普通管）縫焊接、普通管）（

6、2 2）聲測(cè)管尺寸）聲測(cè)管尺寸 聲測(cè)管內(nèi)徑應(yīng)比換能器外徑聲測(cè)管內(nèi)徑應(yīng)比換能器外徑大大15mm15mm，宜為宜為5060mm5060mm。樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法埋設(shè)數(shù)量與樁徑大小有關(guān)：埋設(shè)數(shù)量與樁徑大小有關(guān)：D800mmD800mm，2 2根；根；800D2000mm8002000mmD2000mm，不少于，不少于4 4根。根。（3 3）聲測(cè)管數(shù)量及布置）聲測(cè)管數(shù)量及布置 a) b) c)聲測(cè)管埋設(shè)示意圖聲測(cè)管埋設(shè)示意圖a) a) 雙管；雙管；b) b) 三管；三管；c) c) 四管四管樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)

7、方法 主筋 架立筋 聲測(cè)管 管口高出樁頂管口高出樁頂300mm300mm以上；以上；埋設(shè)至樁底；埋設(shè)至樁底；牢固焊接或綁扎在鋼筋籠牢固焊接或綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)。的內(nèi)側(cè)。二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法1 1）被檢樁的混凝土齡期應(yīng)）被檢樁的混凝土齡期應(yīng)大于大于14d14d（強(qiáng)度（強(qiáng)度不小于不小于15mpa15mpa) )；2 2）聲測(cè)管內(nèi)應(yīng)）聲測(cè)管內(nèi)應(yīng)灌滿清水，灌滿清水，且保證通暢，且保證通暢，靜置靜置1 1小時(shí)后再開(kāi)小時(shí)后再開(kāi)始測(cè)量；始測(cè)量；3 3）標(biāo)定標(biāo)定超聲波檢測(cè)儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)超聲波檢測(cè)儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)延遲時(shí)間延遲時(shí)間t t0 0；4 4）準(zhǔn)確量測(cè)

8、聲測(cè)管的）準(zhǔn)確量測(cè)聲測(cè)管的內(nèi)、外徑內(nèi)、外徑和兩和兩相鄰聲測(cè)管外壁間的相鄰聲測(cè)管外壁間的距離距離，量測(cè)精度為，量測(cè)精度為1mm1mm；5 5）取芯孔的垂直度誤差不應(yīng)大于）取芯孔的垂直度誤差不應(yīng)大于0.5%0.5%，檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行孔，檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行孔內(nèi)清洗。內(nèi)清洗。2 2、檢測(cè)準(zhǔn)備工作、檢測(cè)準(zhǔn)備工作樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法（3 3）測(cè)試方式）測(cè)試方式nni+1iii+1n (a)(a)平測(cè)平測(cè) (b)(b)斜測(cè)斜測(cè) (c)(c)扇形掃測(cè)扇形掃測(cè) 雙孔測(cè)量雙孔測(cè)量又分為又分為平測(cè)平測(cè)（兩個(gè)換能

9、器在同一水平（兩個(gè)換能器在同一水平面）、面）、斜測(cè)斜測(cè)（兩個(gè)換能器一上一下）、（兩個(gè)換能器一上一下）、扇形掃側(cè)扇形掃側(cè)（一個(gè)不動(dòng)，另一個(gè)上下移動(dòng)）。（一個(gè)不動(dòng)，另一個(gè)上下移動(dòng)）。樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法 按測(cè)量聲按測(cè)量聲測(cè)管數(shù)量分成測(cè)管數(shù)量分成雙孔雙孔、三孔三孔和和四孔四孔測(cè)量。測(cè)量。（4 4）檢測(cè)剖面的編號(hào)及檢測(cè)次序）檢測(cè)剖面的編號(hào)及檢測(cè)次序 一根樁有多根檢測(cè)管時(shí)，應(yīng)將每一根樁有多根檢測(cè)管時(shí)，應(yīng)將每2 2根檢測(cè)管編為一根檢測(cè)管編為一組，分組進(jìn)行測(cè)試。組，分組進(jìn)行測(cè)試。二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法二、試驗(yàn)方法二

10、、試驗(yàn)方法樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法5 5、采集數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù) 目前樁身混凝土缺陷判別主要依據(jù)于目前樁身混凝土缺陷判別主要依據(jù)于實(shí)測(cè)聲速、實(shí)測(cè)聲速、波幅波幅及其隨深度的及其隨深度的變化曲線變化曲線，根據(jù)，根據(jù)聲速判據(jù)、波幅判聲速判據(jù)、波幅判據(jù)據(jù)和和PSDPSD判據(jù)判據(jù)綜合分析樁身質(zhì)量及混凝土綜合分析樁身質(zhì)量及混凝土缺陷程度缺陷程度。1)1) 聲時(shí)聲時(shí)，波速，波速2 2）首波波幅）首波波幅三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法1 1、聲速異常

11、值的判斷步驟、聲速異常值的判斷步驟 當(dāng)實(shí)測(cè)混凝土聲速值低于當(dāng)實(shí)測(cè)混凝土聲速值低于聲速臨界值聲速臨界值時(shí)應(yīng)將其作時(shí)應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。為可疑缺陷區(qū)。v vi i v vD Dv vD D=v-2=v-2 三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法1 1、聲速異常值的判斷步驟、聲速異常值的判斷步驟 當(dāng)檢測(cè)剖面當(dāng)檢測(cè)剖面n n個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用性很小時(shí)，宜采用聲速低限值聲速低限值判據(jù)。即實(shí)測(cè)混凝土判據(jù)。即實(shí)測(cè)混凝土聲速值低于聲速低限值時(shí)，可直接判定為異常。聲速值低于聲速低限值時(shí)，可直接判定為異常。v

12、 vi ivvL L三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法2 2、波幅異常值的判斷步驟、波幅異常值的判斷步驟 波幅不能小于波幅臨界值，波幅臨界值為平波幅不能小于波幅臨界值，波幅臨界值為平均值減去均值減去6 6，即，即161pimnmpiiAAAAn三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法3 3、PSDPSD法判斷樁身缺陷法判斷樁身缺陷PSDPSD即為聲時(shí)即為聲時(shí)深度曲線的斜率乘以對(duì)應(yīng)聲時(shí)的變化值。深度曲線的斜率乘以對(duì)應(yīng)聲時(shí)的變化值。111ciciiiciciPSDKtttKzzttt PSDPSD

13、正常是正常是應(yīng)該接近應(yīng)該接近0 0，異常時(shí)會(huì)異常時(shí)會(huì)突然增大。突然增大。缺陷性質(zhì)的綜合判斷缺陷性質(zhì)的綜合判斷1. 1. 樁底沉渣樁底沉渣 聲速低，波幅衰減嚴(yán)重；聲速低，波幅衰減嚴(yán)重；2. 2. 層狀缺陷層狀缺陷 聲速與波幅明顯下降，樁身則為斷樁，聲速與波幅明顯下降，樁身則為斷樁，樁頭則超高不夠；樁頭則超高不夠；3. 3. 孔壁坍塌或泥團(tuán)孔壁坍塌或泥團(tuán) 若包裹聲測(cè)管則波幅衰減嚴(yán)重，若包裹聲測(cè)管則波幅衰減嚴(yán)重，斜測(cè)可分辨。斜測(cè)可分辨。4. 4. 混凝土離析混凝土離析 石多漿少，聲速不降，波幅減小，漿石多漿少，聲速不降，波幅減小，漿多石少，波幅不降，聲速下降。多石少，波幅不降，聲速下降。5. 5.

14、蜂窩蜂窩 聲速下降不大，波幅明顯衰減。聲速下降不大，波幅明顯衰減。三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定三、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法樁身完整性評(píng)價(jià)樁身完整性評(píng)價(jià)JTG/T F81-01-2004JTG/T F81-01-2004樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法l類(lèi)樁類(lèi)樁l類(lèi)樁類(lèi)樁檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定l類(lèi)樁類(lèi)樁樁身混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)樁身混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)l孔底沉渣樁孔底沉渣樁l孔斜樁孔斜樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析1 1、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析

15、l 根據(jù)根據(jù)圖形分析及圖形分析及綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身完整，綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身完整，波形正常，各聲測(cè)剖面上的波形正常，各聲測(cè)剖面上的聲速值和波幅值均大聲速值和波幅值均大于相應(yīng)的臨界值于相應(yīng)的臨界值，可，可判為判為類(lèi)樁類(lèi)樁。 1 1、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析2 2、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析l 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身有綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身有輕度缺陷，波形基本正常輕度缺陷，波形基本正常，ABAB聲測(cè)剖面在聲測(cè)剖面在32.5m32.5m處、處、ACAC聲測(cè)剖面在聲測(cè)

16、剖面在32.0m32.0m處各有一點(diǎn)聲速處各有一點(diǎn)聲速值和波幅值均小于臨界價(jià)值和波幅值均小于臨界價(jià)，其余聲速值和波幅，其余聲速值和波幅值均大于相應(yīng)的臨界值，值均大于相應(yīng)的臨界值，可判為可判為類(lèi)樁類(lèi)樁。2 2、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析3 3、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析l 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身有明顯綜合評(píng)價(jià)：該樁樁身有明顯缺陷，缺陷，ABAB、ACAC、BCBC三個(gè)聲測(cè)剖面在三個(gè)聲測(cè)剖面在30.5-32.8m30.5-32.8m同一同一深度截面處，其聲速值

17、和波幅值均小于臨界值，波形深度截面處，其聲速值和波幅值均小于臨界值，波形畸變畸變，可判為可判為類(lèi)樁類(lèi)樁。 3 3、類(lèi)樁類(lèi)樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析4 4、孔底沉渣樁、孔底沉渣樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分析 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評(píng)價(jià)：在樁身綜合評(píng)價(jià)：在樁身13.00-13.00-13.50m13.50m處聲速值和波幅值均小于臨界值，處聲速值和波幅值均小于臨界值，在樁在樁底底70.50-71.40m70.50-71.40m處聲速值和波幅值明顯小于臨處聲速值和波幅值明顯小于臨界值界值，樁底有沉渣樁底有沉渣。 4 4、孔底沉渣樁、孔底沉渣樁樁身完整性檢測(cè)樁身完整性檢測(cè)超聲波法超聲波法四、工程實(shí)例分析四、工程實(shí)例分