樁基完整性檢測-超聲脈沖法課件

樁基完整性檢測技術(shù)——超聲脈沖法1ppt課件課程內(nèi)容

1、超聲脈沖法檢測原理；

2、超聲脈沖法的優(yōu)點；

3、超聲脈沖法的檢測設(shè)備及其檢測方式；

4、超聲脈沖法現(xiàn)場檢測方法及技術(shù)；

5、檢測結(jié)果分析及實例；

6、檢測中需要注意的若干問題；

7、超聲檢測技術(shù)需要探討有待改進(jìn)的地方2ppt課件一、超聲波法的原理

通過儀器發(fā)出一系列的電脈沖由儀器中的脈沖信號發(fā)生器發(fā)出一系列周期性電脈沖，并加在發(fā)射換能器的極板上而產(chǎn)生超聲脈沖，超聲脈沖這被測樁體，并被接收換能器所接收（圖1），聲波信號重新轉(zhuǎn)變成電信號，儀器顯示出超聲脈沖穿過被測介質(zhì)時的各種物理量如聲波傳播時間t、能量的損失A、頻率f的變化和波形畸變等。由于聲波穿過不同的介質(zhì)時，這些物理量均不同，因此可根據(jù)這上結(jié)物理量與介質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系判斷樁身中混凝土質(zhì)量的變異及內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小和位置。

3ppt課件4ppt課件二、超聲透射檢測的優(yōu)點

1、檢測細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；2、不受樁長樁徑限制；3、無盲區(qū)聲測管埋到什么部位就可檢測什么部位，包括樁頂?shù)蛷妳^(qū)和樁底沉渣厚度；4、毋須樁頂露出地面即可檢測，方便施工；5、可估算混凝土強度。5ppt課件

正因為如此，雖然該方法需預(yù)埋聲測管，費用較高，但仍然得到廣泛采用，特別是橋梁、高層建筑的大型、特大型灌注樁的檢測。6ppt課件三、檢測的主要設(shè)備及其檢測方式

一、檢測設(shè)備（1）普通的檢測裝置就是用一般的超聲檢測儀和發(fā)射及接受的探頭所組成，探頭在聲測管內(nèi)的移動是靠人工操作，數(shù)據(jù)讀出后再輸入計算機處理，這套裝置與一般的超聲檢測裝置通用。但檢測速度慢，效率較低。7ppt課件（2）全自動智能化測樁專用的檢測裝置:

由超聲發(fā)射及接受裝置探頭及自動升降裝置，測量控制裝置，數(shù)據(jù)處理計算機系統(tǒng)四大部分組成。8ppt課件（二）檢測的方式

1、雙孔檢測：a平測法、b斜測法、c扇面測法；一般采用平測和斜測兩種方法。

2、單孔檢測；

3、孔外檢測；以上三中方式中雙孔檢測是超聲脈沖檢測的基本形式，其他兩種方式在檢測和結(jié)果分析上都比較困難只能作為特殊情況下的補救措施。9ppt課件10ppt課件四、現(xiàn)場檢測1、聲測管的安裝埋設(shè)（鋼管、PVC管）35－50mm。通常是將聲測管固定在鋼筋籠架立筋的內(nèi)側(cè)，隨鋼筋籠一段段沉人樁孔中，然后澆注混凝土。11ppt課件

對聲測管總的要求是：聯(lián)結(jié)牢靠不脫開，密封良好不漏水，聯(lián)結(jié)平整不打折，管與管間相平行，管內(nèi)無異物保證通暢。對聲測管的材料要求是：有足夠的機械強度，保證在灌注樁混凝土澆注過程中不會變形，與混凝土粘結(jié)良好，不致在聲測管和混凝土間產(chǎn)生剝離縫，影響測試。12ppt課件

聲測管的數(shù)量和布置

D（樁徑）≤1m，2根；

1000m＜D≤2000mm，不少于3根；

D＞2000mm，不少于4根。13ppt課件五、測試數(shù)據(jù)分析及缺陷判定1、依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及判斷的基本物理量檢測按照中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)范》JTG/TF81-01-2004）中有關(guān)超聲波法規(guī)定進(jìn)行。基本的物理量：聲時值、波幅、接收信號的頻率變化、接收波形的畸變14ppt課件5.1樁身混凝土缺陷聲速判據(jù)聲速是判定砼缺陷的主要參數(shù)之一，運用概率統(tǒng)計理論原理確定聲速臨界值，聲速平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。聲速臨界值采用正常混凝土聲速平均值與2倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即：

式中：νD——聲速臨界值（km/s）;——正?；炷谅曀倨骄?km/s);

σν——正?；炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差；

νi——第i個測點聲速值(km/s)

n——測點數(shù)。15ppt課件當(dāng)實測混凝土聲速值低于聲速臨界值時應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。式中：νi——第i個測點聲速值（km/s）

νD——聲速臨界值(km/s)當(dāng)檢測剖面n個測點的聲速普遍低且離散性很小時，宜采用聲速低限值判據(jù)。聲速低限值由同條件混凝土試件做強度和速度對比試驗，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗確定。聲速低限值相對應(yīng)的混凝土強度不宜低于0.9R（R為混凝土設(shè)計強度），若試件為鉆孔芯樣，則不宜低于0.85R。當(dāng)實測混凝土聲速值低于聲速臨界值時應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中：νi——第i個測點聲速值（km/s）;

νL——聲速低限值(km/s);16ppt課件5.2樁身混凝土缺陷波幅判據(jù)實際中多是根據(jù)實測經(jīng)驗將波幅值的一半定為臨界值。

用波幅平均值減6dB作為波幅臨界值，當(dāng)實測波幅低于波幅臨界值時，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中：AＤ——波幅臨界值（dB）；

Am——波幅平均值（dB）；

Ai——第i個測點相對波幅值（dB）。17ppt課件5.3波形能直觀反映測點砼是否有缺陷若樁基砼是均質(zhì)的，聲波波形有兩頭小、中間大、同頻率等特征；若聲波經(jīng)過缺陷，聲波波形就會明顯變化，當(dāng)缺陷特別嚴(yán)重時表現(xiàn)在波形上為聲幅很低、首波不易確認(rèn)，頻率變小且同一波形中有不同頻率成分，比較容易直接判斷。

a）正常波形b）畸變波形18ppt課件5.4樁身混凝土缺陷PSD值判據(jù)PSD法是基于缺陷處聲時的變化引起聲時深度曲線的斜率明顯增大，而聲時差的大小又與缺陷程度密切相關(guān)，因此兩者之積對缺陷的反映更加明顯，即采用斜率法作為輔助異常判據(jù)，當(dāng)PSD值在某測點附近變化明顯時，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。

式中：ti——第i個測點聲時值（μs）;ti-1——第i－１個測點聲時值(μs);zi——第i個測點深度(m);zi-1——第i－l個測點深度（m）。19ppt課件5.5檢測結(jié)果的判斷：

在檢測時，聲時、聲幅和波形三種曲線經(jīng)常出現(xiàn)的情況：（1）某一測點聲時超判據(jù)，而聲幅未超判據(jù)，且波形完好時；這種情況表示該處砼仍為均質(zhì)的，砼的強度略有變小，若聲時超標(biāo)不大且在一兩個加密點出現(xiàn)，缺陷不影響樁的安全性能；或者因為測管彎曲，在測管拐點處數(shù)據(jù)超判據(jù)，就不應(yīng)該砼有缺陷。（2）聲時未超判據(jù)，聲幅超判據(jù)，波形除首波外其它正常；這種情況表示該砼局部有細(xì)小氣泡或空洞，不影響樁的安全性能（3）聲時未超判據(jù)，聲幅未超判據(jù)，波形不正常（整個波形幅值較低）。這種情況表示換能器位于砼強度變化的界面處，往往預(yù)示著在該測點附近可能有更大形式的缺陷出現(xiàn)。20ppt課件五個方面綜合判定1、異常點的實測聲速與正常砼聲速的偏離程度2、異常點的實測幅度與正常砼幅度的偏離程度3、異常點的波形與正常砼波形相比的畸變程度4、異常點的分布范圍及其他剖面異常點的分布情況5、樁的類型。21ppt課件5.6基樁完整性分類標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ類樁：各聲測剖面每個測點的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。

Ⅱ類樁：某一聲測剖面?zhèn)€別測點的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。

Ⅲ類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。

IV類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個測點或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴(yán)重畸變。22ppt課件5.7基樁完整性檢測實例分析

在檢測過程中不能根據(jù)某單一指標(biāo)來確定是否有缺陷，而應(yīng)綜合各個指標(biāo)來分析是否有缺陷以及缺陷的范圍和程度。對于混凝土聲速和波幅值出現(xiàn)異常并判為可疑缺陷區(qū)的部位，應(yīng)采用水平加密、等差同步或扇形掃測等方法進(jìn)行細(xì)測，結(jié)合波形分析確定樁身混凝土缺陷的位置及其嚴(yán)重程度。23ppt課件24ppt課件下面舉2個3類樁的例子，曲線圖見下頁。由下圖可以看出：1#樁樁頂下3.1m嚴(yán)重缺陷2#樁樁頂下3.4m嚴(yán)重缺陷所以這2個樁被判定為3類樁3類樁檢測曲線圖25ppt課件.26ppt課件某高速公路5號橋左線0號臺3號樁經(jīng)過超聲波檢測后，樁身有明顯缺陷，判定為2類樁。聲幅—深度關(guān)系曲線見下圖。

.由上面的曲線圖可以看出，樁頂下7.7米處縮頸故判為2類樁。27ppt課件六、檢測中應(yīng)注意的若干問題（1)樁身砼齡期的影響。齡期對聲測結(jié)果影響之大，建議檢測時間不低于14天齡期。

(2)聲測管問題。檢測前應(yīng)沖洗檢測管并灌滿清水作為耦合劑(3)超聲波法與鉆孔取芯法相互應(yīng)證,綜合應(yīng)用。超聲檢測中發(fā)現(xiàn)異常情況時不能盲目定性，必須結(jié)合地質(zhì)及相關(guān)資料，綜合不同的檢測方法合理判定基樁質(zhì)量。28ppt課件七、在實際工作中有待探討和改進(jìn)的地方（1）應(yīng)用聲速推定樁身砼強度的爭論也廣泛存在，各種方法也在嘗試之中；施工質(zhì)量越好的樁，判得越嚴(yán)；（2）進(jìn)一步發(fā)展運用聲測管或鉆芯孔處理樁身缺陷的技術(shù)，提高補強加固處理樁身缺陷的可靠性，使基樁的超聲波法檢測更為