工程桩桩身完整性检测毕业论文.doc

毕 业 论 文论文题目：工程桩桩身完整性检测技术应用探讨 系 部： 路桥工程系 专业名称： 道路桥梁工程技术 班 级： 09212 学 号： 32号 姓 名： 薛文奥 指导教师： 辛建丽 完成时间： 二零一二 年 五 月 一 日目录摘要3前言31桩的分类32声波透射法基本原理.43 水准测量精度要求64 水准测量控制措施.65 水准测量成果7结束语10参考文献10工程桩桩身完整性检测技术应用探讨摘要：简述声波透射法的原理，方法及其缺陷，并结合工程实例来说明其应用，最后总结并提出建议。关键字：声波透射法原理，方法，缺陷，应用。前言桩式基础具有承载力高，沉降均匀，可提供较大的水平荷载，有较好的抗震性能等优势。故 桩式基础是应用广泛的建筑基础。上世纪九十年代末（1997）的统计表明全国用桩量约300 万条，进入二十一世纪 ，我国国民经济高速发展，国家基础设施建筑力度加大，全国的用桩量显然早已大大超过300 万条。但是，工程桩的施工是隐蔽于地下，由于地层的复杂、技术的难度、施工的人为因素，桩身的完整性难于保证。例如根据原地质矿产部19951997 年对其所属80 余个桩基检测单位的综合统计结果表明：“每年平均检测的12 万条桩中，有缺陷的桩平均在20%，甚至有的年份高达25.6%”，由此说明基桩在施工后对其完整性检测的必要性。1. 桩的分类1.1按桩身材料类型分：混凝土桩，钢管桩，木桩，组合桩1.2按桩的功能分：抗压桩，抗拔桩，水平受荷桩1.3按成桩工艺分：打入式预制桩，灌注桩（沉管灌注桩，钻孔灌注桩，人工挖孔灌注桩，挤扩多支盘灌注桩） 2. 工程桩完整性检测方法低应变反射波法，高应变法，声波透射法，钻芯法3. 桩身完整性质量检测的标准及缺陷特征3.1桩身完整性质量检测的标准问题 目前对桩身的完整性质量检测尚无明确定义,近年不少专家提出了桩身完整性类别的划分方法,即把桩基划分为类桩、类桩和类桩。类桩为桩身完整,无缺陷; 类桩为桩身有轻微缺陷,但不影响承载力; 类桩为桩身存在严重缺陷,影响承载力。这种划分其实也没有统一标准。 桩身完整性检测只是检测桩身材料、尺寸等方面的质量问题,而这种划分或多或少地依赖于承载力的达标与否。众所周知,对低应变检测桩基承载力至今还缺乏统一认识,且桩身缺陷对承载力的影响也只能凭检测人员的经验判断。在实际工程中可能存在这种情况:低应变检测出桩身存在严重缺陷的桩,由于设计承载力保守,静荷载试验仍能通过。故这种划分方法不够科学,对桩身完整性缺陷的判定还只能是一种定性分析。但是为了检测中有一个明确的结论,必须对桩基的完整性做出判定,这也是进行桩基低应变检测的目的所在。为了增强对缺陷判定的准确性,检测人员应加强实践,通过对标准桩以及各种缺陷桩的反复检测,掌握不同缺陷以及不同程度缺陷在波形图上表现的细微差异,从而使自己的判定结果客观而公证。3.2. 不同类型桩的缺陷特征 对预制桩而言,由于预制混凝土工艺的成熟,所以预制桩的桩身一般不会有大的缺陷,但预制桩最终都要通过对桩头的重击才进入基础之中,在这个过程中可能在桩头附近造成缺陷。缺陷都表现为桩顶破裂或浅部裂隙,若不存在运输过程中的损伤及接桩不良问题,这类桩是安全可靠的。灌注桩的桩身完整性检测较复杂,这类桩成型后是不可见的,桩身质量不仅受到施工方面的人为因素影响,还受地质条件等自然因素的影响。其缺陷主要表现为缩径(严重的缩径甚至达到断裂的程度) 、扩径(有利缺陷) 、混凝土离析、夹泥及开挖时的机械破损。此类桩检测曲线分析需考虑的因素比预制桩复杂,其变化的截面(即缺陷的表现) 一旦增多,应力反射的叠加就会使曲线变得杂乱,给分析带来一定的困难。桩周土对曲线性状的影响也比较突出,由于桩和土在荷载作用下共同受力,且桩周土摩阻力的分布又不均匀,在桩周土摩阻力突变处桩土系统的阻抗也会产生突变,它不仅干扰了应力波的传播,本身也会产生反射,增加了缺陷判定的难度。在检测中,若桩身上部处于硬土中,下部处于软土中,应力波通过该界面时,桩周土摩阻力的减小就会引起阻抗的降低,从而出现缩径假象,而在这种界面变化处一般会有地层变化或是地下水位变化等,正是缺陷最易出现的地方,所以,必须审慎判定。对于沉管灌注桩还存在施工时间对相邻桩的影响问题,小桩距施工时,如不合理安排施工顺序,就会引发相邻桩桩身的质量事故,尤其是浅部,缺陷通常表现为断裂。可见,对灌注桩的桩身完整性曲线分析要结合各种因素(施工记录、地质情况等) 进行综合判断。4. 声波透射法检测的原理声波透射法检测，是在预埋在桩身内成对的检测管内，分别放入声波发射换能器和接收换能器，发射换能器发射的声波穿透桩身混凝土后，被接收换能器接收。声波透射法检测基桩完整性是根据接收换能器接收到的声参量的变化对混凝土灌注桩桩身缺陷和桩身完整性进行评价的一种有效方法。当有缺陷存在时，超声脉冲波穿越被测混凝土时传播时间（或传播速度）及波幅（能量）都要发生变化，即：1. 声时的变化：超声波在遇到缺陷时产生绕射，声时加长，计算声速降低如图1；2. 波幅的变化：超声波在缺陷界面产生反射、折射、绕射、散射如图2。这时接收的声波能量衰减加大，于是波幅在有缺陷的部位波幅会降低，这是因为：声波波幅的衰减有下列关系，如式（1） 上式中l 为声波传播距离；am 是发射点的声波波幅； 为声波的衰减系数（它是频率的函数即高频率的衰减比低频要大，一般 与频率的一次方或二次方有关）；a 是接收点的波幅。3.主频的变化：由（1）式可知，声波在遇到缺陷时，高频成份损失较多，导致接收波主频向低频偏移。4. 接收波形的变化：发射的声波信号如图3，桩身完整部分的混凝土接收波形如图4，桩身有缺陷或匀质性差的混凝土接收波形如图5。所以由接收波形也能了解混凝土的质量状况。 5声波透射法判断桩身缺陷的思路与方法 1. 由上所述可见，利用接收到的声波信号的声时（或声速）、波幅、频率、波形对桩身混凝土的缺陷、匀质性较差的部位均能做出反映。但是，混凝土是非均匀介质，它的致密程度、强度随粗骨料（石子）的分布状况而异，相应桩身各点的声速也是非均匀分布，那么如何对非匀质中的缺陷鉴别出来？只有用数理统计的方法来加以区分。2. 数理统计的思路与方法，是把非匀质混凝土声速的波动看做是随机的，即属于随机误差，因此其分布是符合正态分布的。但是，缺陷是人为产生的，属于人为误差。只要对桩身各测点所测得的声时（或声速）、波幅作下列数理统计处理，即可将缺陷区分出来。a由声速判定是否存在缺陷的临界值vd 上式中k 值的确定方法:将同一检测面各点声速值由大到小依次排列，即 v1v2v3vivn-kvn-1vnk 值是上式中将被舍去的明显小的声速值的个数。 的确定方法可由下表查出表1.统计数据个数(n-k)与对应的 值 b. 由波幅判断是否存在缺陷的临界值ad声波波幅比声速对缺陷反应更灵敏，采用比正常混凝土的声波波幅减少一半，做为可能存在缺陷的临界值，即 波幅应用的前提条件是应保证：发射与接收换能器距离一致；发射电压不变；数字化声波检测仪可以直接