樁基檢測技術(shù)課件

樁基質(zhì)量檢測技術(shù)樁基質(zhì)量檢測技術(shù)1課程內(nèi)容一、樁基檢測概論二、灌注樁成孔質(zhì)量檢測三、樁的靜載試驗(yàn)四、樁的低應(yīng)變、高應(yīng)變動(dòng)力檢測五、聲波透射檢測六、鉆芯法檢測七、動(dòng)力觸探檢測課程內(nèi)容一、樁基檢測概論2一樁基檢測概論(一)在我國各類工程建設(shè)中，廣泛采用樁基礎(chǔ);樁基礎(chǔ)是歷史悠久、應(yīng)用廣泛的一種基礎(chǔ)形式。在我國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)以至核電站等工程中，都有普遍應(yīng)用。7000年前我國就出現(xiàn)了木樁（如上海北宋的龍華塔）；1820年以后，出現(xiàn)了鑄鐵鋼板樁修筑圍堰和碼頭；1900年以后，美國出現(xiàn)了大量鋼樁基礎(chǔ)；1898年俄國提出就地灌注混凝土樁；1901年美國提出沉管灌注樁，1930左右在我國上海應(yīng)用；1960年以后，我國研制出預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。

一樁基檢測概論(一)在我國各類工程建設(shè)中，廣泛采用樁基礎(chǔ)3樁基檢測概論（續(xù)）

自此以后，隨著樁基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)寬，機(jī)械設(shè)備和施工技術(shù)不斷得到改進(jìn)與發(fā)展，產(chǎn)生了各種新樁型和新工法，為樁在復(fù)雜地質(zhì)條件和環(huán)境條件下的應(yīng)用注入了勃勃生機(jī)。今天樁基礎(chǔ)已成為高層建筑、大型橋梁、深水碼頭和海上石油平臺(tái)等采用的主要基礎(chǔ)形式。目前我國橋梁工程中最大樁徑已超過5m，基樁入土深度已達(dá)100m以上。樁基檢測概論（續(xù)）自此以后，隨著樁基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)4樁基礎(chǔ)在我國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)以至核電站等工程中，都得到普遍應(yīng)用。樁基礎(chǔ)在我國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺(tái)5基樁分類按成樁方法對(duì)土層的影響分類：1、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）；2、部分?jǐn)D土樁、微排土樁（I型、H型鋼樁、鋼板樁、開口式鋼管樁和螺旋樁）；3、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；按成樁方法對(duì)土層的影響分類：1、木樁；2、鋼樁；3、混凝土樁；4、組合樁；基樁分類按成樁方法對(duì)土層的影響分類：6基樁分類按樁的功能分類：1、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；2、抗側(cè)壓樁；3、抗拔樁；按成樁方法分類：1、打入樁；2、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、夯擴(kuò)樁、復(fù)打樁、支盤樁、樹根樁）；3、靜壓樁；4、螺旋樁；5、碎石樁；6、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。基樁分類按樁的功能分類：7樁基工程常見的質(zhì)量問題（1）沉管灌注樁1、斷裂（側(cè)向擠土）；2、拉裂（隆起）；3、縮頸；4、斷樁離析；5、吊腳樁；（2）沖、鉆孔灌注樁1、斷樁；2、離析；3、塌孔、縮頸、夾泥；4、沉渣過厚；（3）混凝土預(yù)制樁1、樁身開裂；2、樁頭打碎；3、擠折斷；4、破裂；樁基工程常見的質(zhì)量問題（1）沉管灌注樁8樁基檢測概論（二）樁基檢測技術(shù)是保證樁基質(zhì)量的重要手段施工前的檢測、施工中的檢測、施工后的檢測；常規(guī)方法：1、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)；2、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)；3、單樁水平靜載試驗(yàn)；4、鉆芯法；7、動(dòng)力觸探法；5、高應(yīng)變動(dòng)測；8、聲波透射法；6、低應(yīng)變動(dòng)測；9、取樣試件試驗(yàn)；樁基檢測概論（二）樁基檢測技術(shù)是保證樁基質(zhì)量的重要手段9樁基檢測技術(shù)課件10樁基檢測技術(shù)課件11樁基檢測技術(shù)課件12樁基檢測新方法1、測定承載力的自平衡法；2、靜動(dòng)法；3、檢測樁身混凝土缺陷的CT掃描等；樁基檢測新方法1、測定承載力的自平衡法；13樁基檢測技術(shù)課件14樁基檢測技術(shù)課件15

CT樁身質(zhì)量檢測反力架靜載試驗(yàn)

16樁基檢測技術(shù)課件17樁基檢測技術(shù)課件18高應(yīng)變動(dòng)力檢測高應(yīng)變動(dòng)力檢測19靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)20成孔質(zhì)量檢測成孔質(zhì)量檢測21樁基檢測技術(shù)課件22樁基取芯檢測樁基取芯檢測23樁基檢測技術(shù)課件24樁基低應(yīng)變檢測技術(shù)樁基動(dòng)測實(shí)測曲線樁基低應(yīng)變檢測技術(shù)樁基動(dòng)測實(shí)測曲線25樁基檢測技術(shù)課件26

灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分，成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質(zhì)量控制難度大，復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工的失誤，都有可能產(chǎn)生塌孔、縮頸、樁孔偏斜、沉渣過厚等問題。成孔質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容：

樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度、泥漿指標(biāo)。二灌注樁成孔質(zhì)量檢測灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分，成孔作業(yè)由于是27樁基檢測技術(shù)課件28一簡易法檢測一簡易法檢測29樁基檢測技術(shù)課件30二、傘形孔徑儀檢測傘形孔徑儀是由孔徑儀、孔斜儀、沉渣厚度測定儀三部分組成的一個(gè)測試系統(tǒng)。儀器由孔徑測頭、自動(dòng)記錄儀、電動(dòng)絞車等組成。二、傘形孔徑儀檢測31三、聲波法檢測三、聲波法檢測32樁基檢測技術(shù)課件33樁基檢測技術(shù)課件34孔底沉渣厚度檢測

孔底沉渣的厚薄直接影響樁端承力的發(fā)揮，沉渣太厚將使樁的承載能力大大降低，因此樁孔在灌注混凝土之前必須對(duì)沉渣厚度進(jìn)行檢測，必要時(shí)須進(jìn)行再次清孔，直到沉渣厚度滿足要求。目前測量沉渣厚度的方法大致有測錘法、電阻率法、電容法、聲波法等。孔底沉渣厚度檢測孔底沉渣的厚薄直接影響樁端承力的發(fā)揮35樁基檢測技術(shù)課件36樁基檢測技術(shù)課件37一、豎向抗壓靜載試驗(yàn)；二、單樁豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)；三、單樁水平靜載試驗(yàn)；靜載試驗(yàn)可確定樁的承載力，可為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也可以為工程驗(yàn)收提供依據(jù)，是獲得樁軸向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、最可靠的方法。我國建筑工程中慣用的靜載試驗(yàn)方法是維持荷載法。又可分為慢速維持荷載法和快速維持荷載法。三樁基靜載試驗(yàn)一、豎向抗壓靜載試驗(yàn)；三樁基靜載試驗(yàn)38靜載方法原理簡介利用堆載或錨樁等反力裝置，由千斤頂施力于單樁、復(fù)合地基或天然地基，并記錄被測對(duì)象的位移變化，由獲得的力與位移曲線（Q-S），或位移時(shí)間曲線（S-Lgt）等資料，按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可確定:

1、單樁、復(fù)合地基或天然地基等極限承載力

2、對(duì)工程樁的承載力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)

3、實(shí)測樁身摩阻力和樁端阻力(研究性試驗(yàn))

適用范圍：單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)、單樁水平靜載荷試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)、地基處理的靜載荷試驗(yàn)、天然地基的平板豎向靜載荷試驗(yàn)等。

靜載方法原理簡介利用堆載或錨樁等反力裝置，由千斤頂施力于單樁39（一）豎向抗壓靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，就是采用接近于豎向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法。荷載作用于樁頂，樁頂產(chǎn)生位移（沉降），可得到單根試樁Q－S曲線，還可獲得每級(jí)荷載下樁頂沉降隨時(shí)間的變化曲線S－lgt，當(dāng)樁身中埋設(shè)量測元件（傳感器、位移桿）時(shí)，還可以直接測得樁側(cè)各土層的極限摩阻力和端承力（成本較高，主要用于大型、重點(diǎn)工程和科研試驗(yàn)）。

（一）豎向抗壓靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，就是采用接近于豎40試驗(yàn)加載裝置1、錨樁橫梁反力裝置；2、堆重平臺(tái)反力裝置；3、錨樁堆重聯(lián)合反力裝置；4、地錨反力裝置；試驗(yàn)加載裝置1、錨樁橫梁反力裝置；41樁基檢測技術(shù)課件42樁基檢測技術(shù)課件43樁基檢測技術(shù)課件44樁基檢測技術(shù)課件45樁基檢測技術(shù)課件46錨樁橫梁反力裝置錨樁橫梁反力裝置47堆重平臺(tái)反力裝置堆重平臺(tái)反力裝置48堆重平臺(tái)反力裝置堆重平臺(tái)反力裝置49傘形地錨裝置示意圖地錨反力裝置2000T樁基靜載設(shè)備，曾用于北京海洋館作靜載試驗(yàn)

傘形地錨裝置示意圖2000T樁基靜載設(shè)備，曾用于北京海洋館作50測試儀表一般選用單臺(tái)或多臺(tái)同型號(hào)的千斤頂并聯(lián)加載；荷載可用并聯(lián)于千斤頂?shù)母呔葔毫Ρ頊y定油壓，并換算為荷載，重要的樁基試驗(yàn)還需在千斤頂上放置應(yīng)力環(huán)或壓力傳感器實(shí)行雙控校正。沉降測量一般采用百分表或電子位移計(jì)，設(shè)置在樁的2個(gè)正交直徑方向，對(duì)稱安裝4個(gè)；小直徑樁可安裝2個(gè)或3個(gè)。沉降測定平面離開樁頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于0.5倍樁徑。

測試儀表一般選用單臺(tái)或多臺(tái)同型號(hào)的千斤頂并聯(lián)加載；51樁身量測元件國內(nèi)樁身埋設(shè)的測試元件用得較多的是電阻式應(yīng)變計(jì)和振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)，用屏蔽導(dǎo)線引出。在國外，以美國材料及試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）推薦的量測鋼管樁樁身應(yīng)變的方法較為常用，即沿樁身的不同標(biāo)高處預(yù)埋不同長度的金屬管及測桿，用千分表量測桿趾部相對(duì)于樁頂處的下沉量，經(jīng)計(jì)算求得應(yīng)變與荷載。樁端阻力一般用埋置于樁端的扁千斤頂量測。

鋼筋應(yīng)力計(jì)

樁身量測元件國內(nèi)樁身埋設(shè)的測試元件用得較多的是電阻式應(yīng)變計(jì)和52加載方法一般采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每一級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，再加下一級(jí)荷載，直至破壞，然后卸載至零。我國沿海軟土地區(qū)也較多采用快速維持荷載法，即每隔lh加一級(jí)荷載?？焖俜ㄋ玫臉O限荷載所對(duì)應(yīng)的沉降值比慢速法的偏小百分之十幾。另外還有多循環(huán)加卸載法（每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后卸載到零）及等貫入速率法。此法的加荷速率常取0.5mm／min,加載至總貫人量為50－70mm，或荷載不再增大為止。

加載方法一般采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每一級(jí)荷載達(dá)到相53試驗(yàn)資料整理繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線，一般繪制Q－S（按整個(gè)圖形比例橫：豎=2：3，取Q/S的坐標(biāo)比例)S-lgt、S-lgQ曲線以及其他進(jìn)行輔助分析所需曲線。

試驗(yàn)資料整理繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線，一般繪制Q－S（按整個(gè)圖形54樁基檢測技術(shù)課件55單樁豎向極限承載力的確定在工程實(shí)踐中，除了遵循有關(guān)的規(guī)范規(guī)程外，可參照下列標(biāo)準(zhǔn)確定極限承載力：l）當(dāng)今S曲線的陡降段明顯時(shí)，取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)的荷載；2）對(duì)于緩變型Q－S曲線，一般可取S＝40～60mm對(duì)應(yīng)的荷載；3）取S－lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載。

單樁豎向極限承載力的確定在工程實(shí)踐中，除了遵循有關(guān)的規(guī)范規(guī)程56樁基檢測技術(shù)課件57某樁靜載試驗(yàn)Q－s曲線圖2Q-S曲線

圖3lgt～S曲線

某樁靜載試驗(yàn)Q－s曲線圖2Q-S曲線圖3lgt～S曲58樁基檢測技術(shù)課件59（二）豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)高聳建（構(gòu)）筑物往往承受較大的水平力，導(dǎo)致部分樁承受上拔力，多層地下室的底板也會(huì)承受較大水浮力，而抗拔樁是重要的措施。迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還沒有從理論上得以很好解決，現(xiàn)場原位抗拔試驗(yàn)就顯得相當(dāng)重要。（二）豎向抗拔靜荷載試驗(yàn)高聳建（構(gòu)）筑物往往承受較大的水平力60試驗(yàn)加載裝置一般采用千斤頂加載，其反力裝置一般采有兩根錨樁和承載梁組成，試樁和承載梁用拉桿連接，將千斤頂置于兩根試樁之上，頂推承載梁，引起試樁上拔。應(yīng)盡量利用工程樁為反力錨樁，若灌注樁作錨樁，直沿樁身通長配筋，以免出現(xiàn)樁身的破損。試驗(yàn)加載裝置一般采用千斤頂加載，其反力裝置一般采有兩根錨樁和61樁基檢測技術(shù)課件62樁基檢測技術(shù)課件63樁基檢測技術(shù)課件64（三）單樁水平靜載試驗(yàn)單樁水平靜載試驗(yàn)采用接近于水平受荷樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法達(dá)到下列目的：1．確定試樁承載能力試樁的水平承載力可直接由水平荷載和水平位移曲線判定，亦可根據(jù)實(shí)測樁身應(yīng)變來判定。2．確定試樁在各級(jí)荷載下彎矩分布規(guī)律當(dāng)樁身埋設(shè)有量測元件時(shí)，可以較精確求得各級(jí)水平荷載作用下樁身彎矩的分布情況，從而為檢驗(yàn)樁身強(qiáng)度，推求不同深度彈性地基系數(shù)提供依據(jù)。3．確定彈性地基系數(shù)4．推求實(shí)際地基反力系數(shù)

（三）單樁水平靜載試驗(yàn)單樁水平靜載試驗(yàn)采用接近于水平受荷樁實(shí)65樁基檢測技術(shù)課件66樁基檢測技術(shù)課件67樁基檢測技術(shù)課件68樁基檢測技術(shù)課件69自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)osterberg法傳統(tǒng)單極豎向抗壓靜載試驗(yàn)需要較大的反力裝置，除非埋設(shè)樁底反力和樁身應(yīng)力、應(yīng)變測量元件，試驗(yàn)結(jié)果不能劃分樁側(cè)阻力和樁端阻力。對(duì)于大直徑大噸位的樁和大開挖的樁基工程，由于試驗(yàn)設(shè)備無法安裝，靜載試驗(yàn)難以進(jìn)行。靜載試驗(yàn)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。以致許多重要的建、構(gòu)筑物的大噸位基樁往往得不到準(zhǔn)確的承載力數(shù)據(jù)，基樁的承載潛力不能得到有效地發(fā)揮。

自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)osterberg法傳統(tǒng)單極豎向70原理自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)是將千斤頂放置在樁的底部，向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載一位移曲線，疊加后得到樁頂?shù)某休d力和位移關(guān)系的Q－s曲線。這種方法解決了大噸位樁豎向承載力現(xiàn)場試驗(yàn)，并分別測得樁側(cè)阻力和樁端阻力以便更有利于指導(dǎo)設(shè)計(jì)。利用這種新試驗(yàn)技術(shù)，還可完成人工挖孔樁持力層原位荷載試驗(yàn)，對(duì)受場地條件限制無法進(jìn)行常規(guī)靜載試驗(yàn)的樁進(jìn)行單樁豎向承載力現(xiàn)場試驗(yàn)。

原理自平衡法靜載試驗(yàn)技術(shù)是將千斤頂放置在樁的底部，向71應(yīng)用范圍自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁等，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相關(guān)困難的水上試樁。坡上試樁、基坑底試樁，狹窄場地試樁等情況。

1998年10月，Osterberg本人撰文總結(jié)了該試樁法在世界各地10年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。據(jù)稱，該法已成功地應(yīng)用于鉆孔樁、壁板樁、打人式鋼管樁及預(yù)制混凝土樁等樁型共約300余例。單樁最大試驗(yàn)荷載已達(dá)到133MN（13300t），深長達(dá)90m，樁徑達(dá)3m。應(yīng)用范圍自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、巖層中72試驗(yàn)裝置

自平衡試樁法的主要裝置是經(jīng)特別設(shè)計(jì)的液壓千斤頂式的荷載箱，也稱為壓力單元。荷載箱可以是一次性的，也可以是可回收的?？苫厥盏暮奢d箱一般放置在空心預(yù)制樁的內(nèi)部、離樁底不遠(yuǎn)的位置。一對(duì)精細(xì)加工的卡口事先澆筑在試驗(yàn)樁內(nèi)部樁端的稍上部，試驗(yàn)時(shí)將荷載箱放到卡口的位置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，將其鎖住；試驗(yàn)后再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，將其卸下回收，重復(fù)使用。不可回收的千斤頂可以是鍋式的，可以是鞘式的.試驗(yàn)裝置自平衡試樁法的主要裝置是經(jīng)特別設(shè)計(jì)的液壓千斤頂式的73樁基檢測技術(shù)課件74樁基動(dòng)力檢測是指在樁頂施加一個(gè)動(dòng)態(tài)力（可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力）。樁土系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)力的作用下產(chǎn)生動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)（位移、速度、加速度信號(hào)），通過對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析或傳遞函數(shù)分析，判斷樁身結(jié)構(gòu)的完整性，推斷單樁承載力。根據(jù)作用在樁頂上的動(dòng)荷載能量能否使樁土之間發(fā)生一定彈性位移或塑性位移，把動(dòng)力測樁分為低應(yīng)變、高應(yīng)變兩種方法。低應(yīng)變作用在樁頂上的動(dòng)荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，能量小，只能使樁土產(chǎn)生彈性變形。四樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測樁基動(dòng)力檢測是指在樁頂施加一個(gè)動(dòng)態(tài)力（可以是瞬態(tài)75低應(yīng)變動(dòng)測技術(shù)反射波法機(jī)械阻抗法水電效應(yīng)法動(dòng)力參數(shù)法共振法球擊法青藏線基樁檢測

低應(yīng)變動(dòng)測技術(shù)反射波法青藏線基樁檢測76原理

基樁反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性。原理

基樁反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂77低應(yīng)變動(dòng)測儀器激振設(shè)備、傳感器、放大器、信號(hào)采集分析儀。低應(yīng)變動(dòng)測儀器激振設(shè)備、傳感器、放大器、信號(hào)采集分析儀。78FDP204(B)掌上動(dòng)測儀FDP204(B)掌上動(dòng)測儀79樁基檢測技術(shù)課件80樁基檢測技術(shù)課件81樁基檢測技術(shù)課件82樁基檢測技術(shù)課件83樁基檢測技術(shù)課件84目前傾向于低應(yīng)變法僅能檢測樁身完整性

目前傾向于低應(yīng)變法僅能檢測樁身完整性85樁身完整性定義樁身完整性類別是按缺陷對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的：一類－－－樁身完整。，二類－－－樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的發(fā)揮。三類－－－樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響，一般應(yīng)采用其他方法驗(yàn)證其可用性，或根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理。四類－－－樁身存在嚴(yán)重缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。樁身完整性定義樁身完整性類別是按缺陷對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力的影響程86樁基檢測技術(shù)課件87樁基檢測技術(shù)課件88樁基檢測技術(shù)課件89樁基檢測技術(shù)課件90樁基檢測技術(shù)課件91樁基檢測技術(shù)課件92樁基檢測技術(shù)課件93樁基檢測技術(shù)課件94樁基檢測技術(shù)課件95樁基檢測技術(shù)課件96樁基檢測技術(shù)課件97檢測實(shí)例檢測實(shí)例981.湖南省長沙市黃興路步行街人工挖孔樁無損檢測

湖南省長沙市黃興路步行街人工挖孔擴(kuò)底灌注樁，樁長7米、樁徑1.2米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30。采用FDP204PDA一體化掌上動(dòng)測儀。從檢測波形來看，在5.9米左右出現(xiàn)明顯的擴(kuò)頸，屬工程設(shè)計(jì)的擴(kuò)底位置。對(duì)應(yīng)地質(zhì)資料及人工挖空出露的巖層來看，已經(jīng)到中風(fēng)化巖層。經(jīng)工程質(zhì)量監(jiān)督站證明，檢測結(jié)果符合工程實(shí)際情況。

1.湖南省長沙市黃興路步行街人工挖孔樁無損檢測99

2．云南鋼鐵廠嵌巖樁建筑工程檢測

云南省昆明鋼廠二廠區(qū)擴(kuò)建工程鉆孔灌注樁，樁長22米、樁徑800mm、砼強(qiáng)度等級(jí)C25，本次工程樁試驗(yàn)采用FDP204PDA掌上動(dòng)測儀，同時(shí)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)的是美國PIT型低應(yīng)變動(dòng)測儀，PIT動(dòng)測儀設(shè)置參數(shù)放大50倍，預(yù)設(shè)樁長和波速，F(xiàn)DP204PDA采集時(shí)未做樁底放大和冪放大，樁底清晰，波形歸零情況良好，與PIT動(dòng)測儀的測試結(jié)果一致。

2．云南鋼鐵廠嵌巖樁建筑工程檢測100

3．貴州省遵義市萬里路某建筑工程檢測

貴州省遵義市萬里路某建筑工程人工挖孔灌注樁，樁長11.5米、樁徑1200mm、砼強(qiáng)度等級(jí)C20，本次工程樁試驗(yàn)采用FDP204(B)動(dòng)測儀，下圖樁底很清晰，有明顯的擴(kuò)大頭反射，而且波形的歸零情況良好。

3．貴州省遵義市萬里路某建筑工程檢測101

4．武漢市某模型樁檢測測試結(jié)果

武漢市某模型樁，樁長7.5米、樁徑500mm、砼強(qiáng)度等級(jí)C20-C25，本次工程樁試驗(yàn)采用FDP204PL動(dòng)測儀，下圖樁底清晰，波形的歸零情況良好，距樁頂4.2米左右有夾泥現(xiàn)象。

4．武漢市某模型樁檢測測試結(jié)果102本研究理論在浙江某工地一預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢測分析中的應(yīng)用

樁長28米，樁外徑為600毫米，壁厚100毫米，混凝土標(biāo)號(hào)C60，該場地土層均為軟-流塑狀淤泥或淤泥質(zhì)粘土。（7米處斷裂）本研究理論在浙江某工地一預(yù)應(yīng)力管樁質(zhì)量檢測分析中的應(yīng)用103浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測試該樁約19米，直徑為1200毫米，混凝土標(biāo)號(hào)為C25。（能反映導(dǎo)納的衰減現(xiàn)象）機(jī)械阻抗法是通過獲得樁頂速度導(dǎo)納幅頻曲線來分析樁身質(zhì)量和樁的工程力學(xué)性狀。

浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測試104樁基檢測技術(shù)課件105樁基檢測技術(shù)課件106

高應(yīng)變動(dòng)力試樁的基本原理：用重錘沖擊樁頂，使樁土產(chǎn)生足夠的相對(duì)位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，通過安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接收樁的應(yīng)力波信號(hào)，應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力和速度時(shí)程曲線，從而判定樁的承載力和評(píng)價(jià)樁身質(zhì)量完整性.五樁基高應(yīng)變動(dòng)力檢測高應(yīng)變動(dòng)力試樁的基本原理：五樁基高應(yīng)變動(dòng)力檢測107已有的方法1、打樁公式法，用于預(yù)制樁施工時(shí)的同步測試，采用剛體碰撞過程中的動(dòng)量與能量守恒原理，打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式最為流行；2．錘擊貫人法，簡稱錘貫法，曾在我國許多地方得到應(yīng)用，仿照靜載荷試驗(yàn)法獲得動(dòng)態(tài)打擊力與相應(yīng)沉降之間的曲線，通過動(dòng)靜對(duì)比系數(shù)計(jì)算靜承載力，也有人采用波動(dòng)方程法和經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算承載力；3．Smith波動(dòng)方程法，設(shè)樁為一維彈性桿，樁土問符合牛頓粘性體和理想彈塑性體模型，將錘、沖擊塊、錘墊、樁墊、樁等離散化為一系列單元，編程求解離散系統(tǒng)的差分方程組，得到打樁反應(yīng)曲線，根據(jù)實(shí)測貫人度，考慮土的吸著系數(shù)，求得樁的極限承載力；4．波動(dòng)方程半經(jīng)驗(yàn)解析解法，也稱CASE法，將樁假定為一維彈性桿件，土體靜阻力不隨時(shí)間變化，動(dòng)阻力僅集中在樁尖。根據(jù)應(yīng)力波理論，同時(shí)分析樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力；5．波動(dòng)方程擬合法，即CAPWAP法，其模型較為復(fù)雜，只能編程計(jì)算，是目前廣泛應(yīng)用的一種較合理的方法；6．靜動(dòng)法，也稱偽靜力法，其意義在于延長沖擊力作用時(shí)間（100ms）使之更接近于靜載荷試驗(yàn)狀態(tài)。已有的方法1、打樁公式法，用于預(yù)制樁施工時(shí)的同步測試，采用剛108CASE法和CAPWAP法CASE法和CAPWAP法是目前最常用的兩種高應(yīng)變動(dòng)力試樁方法，也是狹義的高應(yīng)變動(dòng)力試樁法。它們的現(xiàn)場測試方法和測試系統(tǒng)完全相同，通過重錘沖擊樁頭，產(chǎn)生沿樁身向下傳播的應(yīng)力波和一定的樁土位移，利用對(duì)稱安裝于樁頂兩側(cè)的加速度計(jì)和特制工具式應(yīng)變計(jì)記錄沖擊波作用下的加速度與應(yīng)變，并通過長線電纜傳輸給樁基動(dòng)測儀；然后采用不同軟件求得相應(yīng)承載力和基樁質(zhì)量完整性指數(shù).CASE法由于分析較為簡單，可在現(xiàn)場提交，高應(yīng)變動(dòng)力試樁現(xiàn)場測試示意圖結(jié)果，因而也稱波動(dòng)方程實(shí)時(shí)分析法；而擬合法因要進(jìn)行大量擬合反演運(yùn)算，一般只能在室內(nèi)進(jìn)行。CASE法和CAPWAP法CASE法和CAPWAP法是109樁基檢測技術(shù)課件110激振設(shè)備：預(yù)制樁打樁機(jī)械自制自由落錘錘重應(yīng)大于預(yù)估的單樁極限承載力的1.0％——1.5％激振設(shè)備：111樁基檢測技術(shù)課件112樁基檢測技術(shù)課件113樁基檢測技術(shù)課件114◆如圖采用美國PDI公司PAL型基樁高應(yīng)變動(dòng)測儀檢測樁基，檢測結(jié)果可提供基樁的極限承載力指標(biāo)和樁身結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)。

檢測目的:

１、判定單樁豎向承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求

２、檢測樁身缺陷及位置，判定樁身完整性

３、分析樁側(cè)和樁端阻力

◆如圖采用美國PDI公司PAL型基樁高應(yīng)變動(dòng)測儀檢測樁基，檢115樁基檢測技術(shù)課件116樁基檢測技術(shù)課件117樁基檢測技術(shù)課件118樁基檢測技術(shù)課件119樁基檢測技術(shù)課件120樁基檢測技術(shù)課件121CASE法

凱司法是美國凱司技術(shù)學(xué)院Goble教授等人經(jīng)十余年努力，逐步形成的一套以行波理論為基礎(chǔ)的樁動(dòng)力測量和分析方法。這個(gè)方法從行波理論出發(fā)，導(dǎo)出了一套簡潔的分析計(jì)算公式并改善了相應(yīng)的測量儀器，使之能在打樁現(xiàn)場立即得到關(guān)于樁的承載力。樁身完整性、樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞等分析結(jié)果其優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)測量分析功能。

CASE法凱司法是美國凱司技術(shù)學(xué)院Goble教授等人經(jīng)十余122利用疊加原理的打樁總阻力估算公式

初始速度曲線第一峰的時(shí)刻為t1，則在t2＝t1＋2L/C時(shí)刻，樁頂實(shí)測的力和速度記錄中將包含以下四種影響：1）由土阻力產(chǎn)生的全部上行壓縮土阻力波的總和RT/2；2）由初始的下行壓力波經(jīng)樁底反射產(chǎn)生的上行拉力波，其大小即為Fd(t1)但符號(hào)為負(fù)；3）由土阻力產(chǎn)生的下行拉力波經(jīng)樁底反射后以壓縮波的形式上行，并與第(2）項(xiàng)的上行波同時(shí)到達(dá)樁頂，其大小也為RT/2；4）全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波Fd(t2）。利用疊加原理的打樁總阻力估算公式初始速度曲線第一峰的時(shí)刻為123土阻力表達(dá)式土阻力表達(dá)式124Case承載力計(jì)算方法根據(jù)前式，已經(jīng)得到了應(yīng)力波在2L/C一個(gè)完整行程中所遇到的總的土阻力計(jì)算公式。但是并不能回答總阻力R，與樁的極限承載力之間的關(guān)系。因?yàn)槠渲邪型磷枘岬挠绊?，也即土的?dòng)阻力的影響，是需要扣除的；而根據(jù)樁的荷載傳遞機(jī)理，樁的承載力是與豎向位移有關(guān)的，位移的大小決定了樁周土的靜阻力發(fā)揮程度。顯然其中所包含的靜阻力的發(fā)揮程度也需要探究。所以，需要更具體地考慮以下幾方面問題：Case承載力計(jì)算方法根據(jù)前式，已經(jīng)得到了應(yīng)力波在2L/C一1251）去除土阻尼的影響。2）對(duì)給定的F和V曲線，正確選擇t1時(shí)刻，使其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮。3）對(duì)于樁先于2L/C回彈（速度為負(fù))造成樁中上部土阻力凡卸載，需對(duì)此做出修正。4）在試驗(yàn)過程中，樁周土應(yīng)出現(xiàn)塑性變形，即樁出現(xiàn)永久貫人度，以證實(shí)打樁時(shí)土的極限阻力充分發(fā)揮；否則不可能得到樁的極限承載力。5）考慮樁的承載力隨時(shí)間變化的因素。1）去除土阻尼的影響。126Case承載力計(jì)算方法1)假設(shè)土阻尼存在于樁端，至于樁端運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；2）假設(shè)由阻尼引起的樁端土的動(dòng)阻力預(yù)樁端運(yùn)動(dòng)速度成正比；Rd=JcZV(toe,t);3)靜阻力Rs＝Rt－RdCase承載力計(jì)算方法1)假設(shè)土阻尼存在于樁端，至于樁端運(yùn)動(dòng)127樁基檢測技術(shù)課件128樁基檢測技術(shù)課件129樁基檢測技術(shù)課件130CAPWAP實(shí)測曲線擬合法實(shí)測曲線擬合法是通過波動(dòng)問題數(shù)值計(jì)算，反演確定樁和土的力學(xué)模型及其參數(shù)值。其過程為：假定各樁單元的樁和土力學(xué)模型及其模型參數(shù)，利用實(shí)測的速度（或力、上行波、下行波）曲線作為輸人邊界條件，數(shù)值求解波動(dòng)方程，反算樁頂?shù)牧Γɑ蛩俣取⑾滦胁?、上行波）曲線。若計(jì)算的曲線與實(shí)測曲線不吻合，說明假設(shè)的模型或其參數(shù)不合理，有針對(duì)性地調(diào)整模型及參數(shù)再行計(jì)算，直至計(jì)算曲線與實(shí)測曲線（以及貫人度的計(jì)算值與實(shí)測值）的吻合程度良好且不易進(jìn)一步改善為止。CAPWAP實(shí)測曲線擬合法實(shí)測曲線擬合法是通過波動(dòng)問題數(shù)值計(jì)131若干規(guī)定1）所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能分別反映樁和土的實(shí)際力學(xué)性狀，模型參數(shù)的取值范圍應(yīng)能限定。2）擬合分析選用的參數(shù)應(yīng)在巖土工程的合理范圍內(nèi)。3）曲線擬合時(shí)間段長度在t1＋2L/C時(shí)刻后延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于20ms;4）各單元所選用的土的最大彈性位移值不應(yīng)超過相應(yīng)樁單元的最大計(jì)算位移值。5）擬合完成時(shí)，土阻力響應(yīng)區(qū)段的計(jì)算曲線與實(shí)測曲線應(yīng)吻合，其他區(qū)段的曲線應(yīng)基本吻合。6）貫人度的計(jì)算值應(yīng)與實(shí)測值接近。

若干規(guī)定1）所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能132樁基檢測技術(shù)課件133樁基檢測技術(shù)課件134樁基檢測技術(shù)課件135樁基檢測技術(shù)課件136樁基檢測技術(shù)課件137樁基檢測技術(shù)課件138CASE法判定單樁承載力凱司法與實(shí)測曲線擬合法在計(jì)算承載力上的本質(zhì)區(qū)別是：前者在計(jì)算極限承載力時(shí)，單擊貫人度與最大位移是參考值，計(jì)算過程與它們無關(guān)。另外，凱司法承載力計(jì)算公式是基于以下三個(gè)假定推導(dǎo)出的：樁身阻抗基本恒定；動(dòng)阻力只與樁底質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度成正比，即全部動(dòng)阻力集中于樁端；土阻力在時(shí)刻t2=t1+2L/C已充分發(fā)揮；Jc值實(shí)際上是一個(gè)無明確意義的綜合調(diào)整系數(shù)。

CASE法判定單樁承載力凱司法與實(shí)測曲線擬合法在計(jì)算承載力上139樁基檢測技術(shù)課件140限制條件1）樁身存在缺陷，無法判定樁的豎向承載力。2）樁身缺陷對(duì)水平承載力有影響。3）單擊貫人度大，樁底同向反射強(qiáng)烈且反射峰較寬，側(cè)阻力波、端阻力波反射弱，即波形表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報(bào)告中的地質(zhì)條件不符合。4）嵌巖樁樁底同向反射強(qiáng)烈，且在時(shí)間2L/C后無明顯端阻力反射,也可采用鉆芯法核驗(yàn)。限制條件1）樁身存在缺陷，無法判定樁的豎向承載力。141

六灌注樁聲波檢測基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點(diǎn)檢測聲波穿過樁身各截面的聲學(xué)參數(shù)，然后對(duì)這些檢測數(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、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。六灌注樁聲波檢測基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)142原理砼結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔漿及侵粗骨料組成的多相體系，當(dāng)一定頻帶寬的超聲脈沖在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象。所有這些信息可以由聲傳播速度和接收信號(hào)強(qiáng)度、波形來表征它所反映的被測材料的粘彈力學(xué)特性及缺陷的性質(zhì)。因此，采用適應(yīng)的超聲檢測方法，可用來評(píng)價(jià)樁基的質(zhì)量、澆注均勻性、缺陷的范圍及性質(zhì)等。原理砼結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔漿及侵粗骨料組成的多相體系，當(dāng)一143

特點(diǎn)超聲法檢測灌注樁混凝土質(zhì)量是近10多年逐漸發(fā)展起來的一種檢測方法。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：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?qiáng)區(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(qiáng)度。正因?yàn)槿绱?，雖然該方法需預(yù)埋聲測管，費(fèi)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。特點(diǎn)超聲法檢測灌注樁混凝土質(zhì)量是近10多年逐漸發(fā)展起來的一144樁基檢測技術(shù)課件145

JL－TV數(shù)字超聲電視

——鉆孔超聲波自動(dòng)連續(xù)掃描檢測的國際領(lǐng)先設(shè)備

JL－TV數(shù)字超聲電視

146樁基檢測技術(shù)課件147樁基檢測技術(shù)課件148樁基檢測技術(shù)課件149樁基檢測技術(shù)課件150超聲檢測設(shè)備：換能器（發(fā)射換能器、接收換能器）和超聲儀超聲檢測設(shè)備：151聲學(xué)原理（一）波動(dòng)波動(dòng)是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式。波動(dòng)可分成兩大類：一類是機(jī)械波，如水波、聲波、超聲波等，它是由于機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引起的波動(dòng)過程；另一類是電磁波，如無線電波、紅外線、紫外線、可見光等，它是由于電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場和變化磁場在空間的傳播過程。聲學(xué)原理（一）波動(dòng)152（二）聲波聲波是彈性介質(zhì)中的機(jī)械波。人們所能聽到聲波的頻率范圍是20－2x104Hz，這叫可聞聲波。當(dāng)聲波頻率超過2x104Hz時(shí)，人耳就聽不到了，這種聲波就叫超聲波。頻率低于20Hz的叫次聲波，人耳也聽不到。（二）聲波153波的產(chǎn)生與傳播在彈性介質(zhì)中，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)點(diǎn)與鄰近的質(zhì)點(diǎn)間有相互作用的彈性力聯(lián)系著，所以它的振動(dòng)將傳遞給與之相鄰近的質(zhì)點(diǎn)，使鄰近的質(zhì)點(diǎn)也同樣地發(fā)生振動(dòng)，然后振動(dòng)又傳給下一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，依此類推。這樣，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)向各個(gè)方向以一定速度傳播出去，從而形成了機(jī)械波。波的產(chǎn)生與傳播在彈性介質(zhì)中，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫@154波的種類和形式（一）波的種類波的種類是根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系來區(qū)分的。它分為縱波、橫波、表面波和板波等。波的種類和形式（一）波的種類1551．縱波

介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，這種波稱為縱波，如空氣、水中傳播的聲是縱波?？v波又常稱“P”波?？v波的傳播是依靠介質(zhì)時(shí)疏時(shí)密使介質(zhì)的容積發(fā)生變形引起壓強(qiáng)的變化而傳播的，因此和介質(zhì)的容變彈性有關(guān)。任何彈性介質(zhì)（固體、液體、氣體）在容積變化時(shí)都能產(chǎn)生彈性力，所以縱波可以在任何固體、液體、氣體中傳播。1．縱波介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，這種波156樁基檢測技術(shù)課件157樁基檢測技術(shù)課件158橫波介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直，這種波稱為橫波，如繃緊的繩子上傳播的波就是橫波。橫波又常稱“S”波。橫波的傳播是使介質(zhì)產(chǎn)生剪切變形時(shí)引起的剪切應(yīng)力變化而傳播的，因此和介質(zhì)的切變彈性有關(guān)。由于液體、氣體無一定形狀，當(dāng)它們的形狀發(fā)生變化時(shí)不產(chǎn)生切變應(yīng)力，所以液體、氣體不能傳播橫波，只有固體才能傳播橫波。在氣體、液體中只有縱波存在。

橫波介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相垂直，這種波稱159樁基檢測技術(shù)課件160樁基檢測技術(shù)課件161表面波固體介質(zhì)表面受到交替變化的表面張力，使介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相應(yīng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，結(jié)果使質(zhì)點(diǎn)作這兩種振動(dòng)的合成振動(dòng)，即繞其平衡位置作橢圓振動(dòng)。橢圓振動(dòng)又作用于相鄰的質(zhì)點(diǎn)而在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，這種波稱表面波，常以“R”表示。振動(dòng)的長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向。表面波傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅隨深度的增加而迅速減小。當(dāng)深度等于2倍波長時(shí)，振幅已經(jīng)很小了，因此，表面波多用于探測構(gòu)件表面的情況。表面波也只能在固體中傳播。表面波固體介質(zhì)表面受到交替變化的表面張力，使介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)162續(xù)

自然界中的機(jī)械波，還有許多復(fù)雜的形式，如板波（蘭姆波）扭轉(zhuǎn)波、拉伸波等。單純的縱波和單純的橫波是最簡單的兩種波。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，根據(jù)疊加原理，任何復(fù)雜的波都是縱波和橫波疊加的結(jié)果。充滿聲波的空間叫聲場。聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗率是描寫聲場特征的幾個(gè)重要物理量。續(xù)自然界中的機(jī)械波，還有許多復(fù)雜的形式，如板波（蘭姆163樁基檢測技術(shù)課件164樁基檢測技術(shù)課件165聲波在介質(zhì)界面的反射與透射

聲波在無限大介質(zhì)中傳播只是在理論上成立，實(shí)際上任何介質(zhì)總有一個(gè)邊界。當(dāng)聲波在傳播中從一種介質(zhì)到達(dá)另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分聲波被反射，仍然回到原來介質(zhì)中，稱為反射波；另一部分聲波則透過界面進(jìn)人另一種介質(zhì)中繼續(xù)傳播，稱為折射波（透射波），聲波透過界面時(shí)，其方向、強(qiáng)度、波形均產(chǎn)生變化。這種變化取決于兩種介質(zhì)的特性阻抗和入射波的方向。聲波在介質(zhì)界面的反射與透射聲波在無限大介166樁基檢測技術(shù)課件167樁基檢測技術(shù)課件168聲波在傳播過程的衰減

聲波在介質(zhì)的傳播過程中，其振幅將隨傳播距離的增大而逐漸減小，這種現(xiàn)象稱為衰減。聲波在任何介質(zhì)中傳播都有衰減存在。聲波衰減的大小及其變化不僅取決于所使用的超聲頻率及傳播距離，也取決于被檢測材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能。因此，研究聲波在介質(zhì)中的衰減情況將有助于探測介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能。1、吸收衰減；2、散射衰減；3、擴(kuò)散衰減聲波在傳播過程的衰減聲波在介質(zhì)的傳播過程中，其振169樁基檢測技術(shù)課件170混凝土的聲學(xué)參數(shù)混凝土超聲檢測目前主要采用所謂“穿透法”，即用一發(fā)射換能器重復(fù)發(fā)射超聲脈沖波，讓超聲波在所檢測的混凝土中傳播，然后由接收換能器接收。被接收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后再經(jīng)超聲儀放大顯示在屏幕上，用超聲儀測量收到的超聲信號(hào)的聲學(xué)參數(shù)。當(dāng)超聲波經(jīng)混凝土中傳播后，它將攜帶有關(guān)混凝土材料性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成的信息。準(zhǔn)確測定這些參數(shù)的大小及變化，可以推斷混凝土性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成情況。目前在混凝土檢測中所常用的聲學(xué)參數(shù)為聲速（波速）、振幅、頻率以及波形。衰減系數(shù)，在現(xiàn)場檢測中上難以運(yùn)用，通常只用于室內(nèi)試驗(yàn)研究中?；炷恋穆晫W(xué)參數(shù)混凝土超聲檢測目前主要采用所謂“穿透法”，即171樁基檢測技術(shù)課件172樁基檢測技術(shù)課件173樁基檢測技術(shù)課件174樁基檢測技術(shù)課件175樁基檢測技術(shù)課件176超聲法檢測混凝土強(qiáng)度的原理1.混凝土聲（波）速c一般在4000－5000m／s之間變化。混凝土強(qiáng)度f與波速c之間有較好的相關(guān)性?；炷翉?qiáng)度越高，其波速也越快。理論與實(shí)驗(yàn)都證實(shí)，物體的密實(shí)性越好，孔隙率越低，其波速越高。對(duì)混凝土來說，密實(shí)性越好，孔隙率越低，其強(qiáng)度必然越高。因此，混凝土強(qiáng)度和波速之間也有相關(guān)性。2．當(dāng)知道f－c之間的關(guān)系曲線后，測出結(jié)構(gòu)物混凝土的波速就可以推算結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度。超聲法檢測混凝土強(qiáng)度的原理1.混凝土聲（波）速c一般在400177探測混凝土內(nèi)部缺陷的原理

當(dāng)混凝土無缺陷時(shí)，混凝土是連續(xù)體，超聲波在其中正常傳播。當(dāng)換能器正對(duì)著缺陷時(shí)，情況就不一樣了。由于缺陷（空洞、蜂窩區(qū)）的存在，混凝土連續(xù)性中斷，缺陷區(qū)與混凝土之間成為界面（空氣與混凝土）。在這界面上，超聲波傳播情況發(fā)生變動(dòng)發(fā)生反射、散射與繞射。超聲波經(jīng)過缺陷后接收波聲學(xué)參數(shù)將發(fā)生如下變化：探測混凝土內(nèi)部缺陷的原理當(dāng)混凝土無缺陷時(shí)，混凝土是連續(xù)體178空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小179接收波振幅的變化

由于缺陷對(duì)聲波的反射或吸收比正?；炷链?，所以當(dāng)超聲波通過缺陷后，衰減比正?；炷链?，即接收波的振幅將減少。因此，和聲時(shí)（速）一樣，根據(jù)接收波首波振幅的異常變化也可以發(fā)現(xiàn)缺陷的存在。如果傳播路徑中遇到裂縫，由于裂縫對(duì)聲波的強(qiáng)烈反射，只有很少的聲波通過裂縫，接收波振幅將大大降低，振幅的變化可以較靈敏地發(fā)現(xiàn)裂縫的存在。接收波振幅的變化由于缺陷對(duì)聲波的反射或吸收比正?；炷链螅?80

接收波主頻率的變化

對(duì)接收波信號(hào)的頻譜分析證明，不同質(zhì)量的混凝土對(duì)超聲脈沖波中的高頻分量的吸收、衰減不同。因此，當(dāng)超聲波通過不同質(zhì)量的混凝土后，接收波的頻譜（各頻率分量的幅度）也不同，質(zhì)量差或有內(nèi)部缺陷、裂縫的混凝土，其接收波中高頻分量相對(duì)減少而低頻分量相對(duì)增大，接收波的主頻率值下降，從而反映出缺陷和裂縫的存在。接收波主頻率的變化對(duì)接收波信號(hào)的頻譜分析證明，不同質(zhì)量181接收波波形的變化當(dāng)超聲波通過混凝土內(nèi)部缺陷時(shí)，由于混凝土的連續(xù)性已被破壞，使超聲波的傳播路徑復(fù)雜化，直達(dá)波、繞射波等各類波相繼到達(dá)接收換能器，它們具有不同的頻率和相位，這些波的疊加有時(shí)會(huì)造成波形的畸變。接收波波形的變化當(dāng)超聲波通過混凝土內(nèi)部缺陷時(shí)，由于混凝土的連182樁基檢測技術(shù)課件183樁基檢測技術(shù)課件184樁基檢測技術(shù)課件185超聲法檢測混凝土灌注樁質(zhì)量1、聲測管的安裝埋設(shè)（鋼管、PVC管）35－50mm。

聲測管是預(yù)留的聲波換能器的通道，需預(yù)先埋設(shè)在灌注樁中。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。對(duì)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(duì)聲測管的材料要求是：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保證在灌注樁混凝土澆注過程中不會(huì)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。超聲法檢測混凝土灌注樁質(zhì)量1、聲測管的安裝埋設(shè)（鋼管、PVC186樁基檢測技術(shù)課件187聲測管的數(shù)量和布置D（樁徑）≤800mm，2根；800m＜D≤2000mm，不少于3根；D＞2000mm，不少于4根。每兩根聲測管組成一對(duì)進(jìn)行測試，稱為一個(gè)測試面。埋兩根管有一個(gè)測試面；三根管三個(gè)測試面；四根管六個(gè)測試面。聲測管的數(shù)量和布置D（樁徑）≤800mm，2根；188樁基檢測技術(shù)課件189樁基檢測技術(shù)課件190樁身混凝土質(zhì)量的判斷和評(píng)定對(duì)樁身混凝土質(zhì)量的判斷和評(píng)定包括以下三個(gè)方面：樁身混凝土是否存在缺陷及其位置范圍、及性質(zhì)；樁身混凝土強(qiáng)度；樁身混凝土均勻性。其中對(duì)缺陷的判斷和評(píng)定是最主要的。對(duì)缺陷的判斷主要根據(jù)二個(gè)聲學(xué)參數(shù)：波速和振幅，必要時(shí)輔以主頻率值和波形。

樁身混凝土質(zhì)量的判斷和評(píng)定對(duì)樁身混凝土質(zhì)量的判斷和評(píng)定包括以191樁基檢測技術(shù)課件192樁基檢測技術(shù)課件193樁基檢測技術(shù)課件194

混凝土強(qiáng)度是灌注樁施工質(zhì)量驗(yàn)收的主控項(xiàng)目，樁身混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求?；炷翉?qiáng)度檢驗(yàn)的方法為：在澆注灌注樁混凝土?xí)r預(yù)留一定數(shù)量立方體試件，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得試件的抗壓強(qiáng)度，并根據(jù)試件強(qiáng)度評(píng)定樁身混凝土的抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)留混凝土試件強(qiáng)度檢驗(yàn)方法是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收方法，現(xiàn)場混凝土強(qiáng)度的無損檢測方法不能代替該方法。當(dāng)混凝土試件強(qiáng)度評(píng)定不合格或?qū)υ嚰拇硇杂袘岩蓵r(shí)，可采用鉆芯法推定樁身混凝土的強(qiáng)度，檢測結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求可按合格驗(yàn)收。

七灌注樁試件強(qiáng)度檢測與鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度是灌注樁施工質(zhì)量驗(yàn)收的主控項(xiàng)目195樁基抽芯檢測

進(jìn)口HD-120S-A全液壓錨桿鉆機(jī)

樁基抽芯檢測進(jìn)口HD-120S-A全液壓錨桿鉆機(jī)196●檢測目的：

檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判定或鑒別樁端巖土性狀，判定樁身完整性類別

福寧高速公路鉆芯檢測樁身完整性及樁端持力層情況，(樁長50m,樁徑800mm,持力層微風(fēng)化花崗巖）.●檢測目的：

檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚197鉆芯法概述

采用巖芯鉆探技術(shù)和施工工藝，在樁身上沿長度方向鉆取混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，通過對(duì)芯樣的觀察和測試，用以評(píng)價(jià)成樁質(zhì)量的檢測方法稱為鉆孔取芯法，簡稱鉆芯法。檢測內(nèi)容如下：1）驗(yàn)證樁身完整性，如樁身混凝土膠結(jié)狀況。有無氣孔、松散或斷樁等；2）檢測樁身混凝土強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求；3）樁底沉渣是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求；4）樁底持力層的巖土性狀（強(qiáng)度）和厚度是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求；5）施工記錄樁長是否真實(shí)。鉆芯法概述采用巖芯鉆探技術(shù)和施工工藝，在樁身上沿長度方向鉆198鉆進(jìn)取樣方法鋼粒鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)；鋼粒鉆進(jìn)與硬質(zhì)合金鉆進(jìn)因存在芯樣直徑小、易破碎、磨損大等缺點(diǎn)不適用于基樁鉆芯法檢測。金剛石鉆頭切削刀細(xì)、破碎巖石平穩(wěn)、鉆具孔壁間隙小、破碎孔底環(huán)狀面積小，且由于金剛石較硬、研磨性較強(qiáng)，高速鉆進(jìn)時(shí)、芯樣受鉆具磨損時(shí)間短，容易獲得比較真實(shí)的芯樣，應(yīng)采用。鉆進(jìn)取樣方法鋼粒鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)；199抽檢數(shù)量的規(guī)定福建省地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ—28－1999規(guī)定：當(dāng)采用本規(guī)程鉆芯法檢測時(shí)，檢測樁的數(shù)量按工程總樁數(shù)的2％且不應(yīng)少于3根，當(dāng)工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)，鉆芯法檢測不應(yīng)少于2根。檢測樁號(hào)應(yīng)由設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)及監(jiān)理（建設(shè)）方有關(guān)人員考慮施工質(zhì)量等因素后共同商定”；鉆