奥果韦大桥灌注桩专项施工方案

1、加 蓬PORT GENTIL-OMBOU 和BOOU 桥梁项目奥果韦大桥奥果韦大桥灌注桩专项施工方案灌注桩专项施工方案加蓬加蓬 POPO 项目项目 A A 工区经理部工区经理部2014.102014.10CRBC2目目 录录一、编制依据一、编制依据.3二、工程数量二、工程数量.3三、施工计划三、施工计划.3四、施工人员及机械配置四、施工人员及机械配置.3五、主要机械设备参数（仅供参考）五、主要机械设备参数（仅供参考）.4六、施工工艺六、施工工艺.56.16.1 施工方案概述施工方案概述.56.26.2 基桩施工流程图基桩施工流程图.56.36.3 基桩施工详细步骤基桩施工详细步骤.6七、安全环

2、保措施七、安全环保措施.12八、质量控制标准八、质量控制标准.13附件附件 1 1.15附件附件 2 2.18附件附件 3 3.21CRBC3基桩施工专项方案基桩施工专项方案一、编制依据一、编制依据（1） 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）（2） 公路工程质量检验评定标准 （JTG F80/12004）（3） 基桩检测技术规范 （JGJ106-2003）（4） 公路工程安全施工技术规程 （JTJ 076-95）（5） 公路桥位勘测设计规范 （JTJ062-91）（6） 奥果韦大桥 EXE 图纸（7）与业主签订的 CCTP 及项目 PAQ 文件要求二、工程二、工程数量数量本工程 O

3、GUOUEI 大桥共有灌注桩 402 根，其中 1.6m 直径桩 326 根，最大桩长 68m，最短桩长 45m；1.8m 直径桩 76 根，最大桩长 84m，最短桩长 53m。三、施工计划三、施工计划灌注桩总数为 402 根，计划 18.5 个月完成，平均每月完成 23 根桩，计划开始时间 2016.12.15，结束时间 2016.6.30。2014 年 12 月 15 日-2015 年 2 月 19 日，施工 139-150 号墩的 42 根桩；2015 年 1 月 20 日-2015 年 3 月 25 日，施工 21-24 号墩的 42 根桩；2015 年 3 月 26 日-2016 年

4、 3 月 25 日，施工 25-138 号墩的 274 根桩；2016 年 3 月 26 日-2016 年 6 月 30 日，施工 0-20 号墩的 44 根桩。四、施工人员及机械配置四、施工人员及机械配置表表 4-14-1 人员配置人员配置序号工种数量备 注1钻孔工人281混凝土工62吊装工23普工44司机85钢筋工156测量员37现场技术员3合计69CRBC4表表 4-24-2 机械设备配置机械设备配置序号设备名称型号数量备注1挖机CLG922D12汽车吊25t2钢筋笼装运及下放3平板运输车40t1钢筋笼运输4履带吊50t2钢筋笼装运及下放5混凝土运输车10m6混凝土运输6钻机GPS-20

5、0047泥浆泵138钢筋弯曲机2 台9钢筋切割机2 台10钢筋滚丝机2 台11钢筋调直机2 台12钢筋切断机2 台13钢筋电焊机4 台350KW1250 kW114发电机200KW2五、主要机械设备参数（仅供参考）五、主要机械设备参数（仅供参考）图图 5-15-1钻机实物图钻机实物图全液压钻机：全液压钻机：（1）钻孔直径： 一般土层 11.8m 岩层（c200MPa）（2）钻孔深度： 130m（3）排渣方式：反循环/正循环（4）动力头起重量： 1200KN（5）封口盘载量： 1200KN（6）钻杆规格： 3513013000mm（7）钻机总功率： 502 KW +18KW（8）主机外形尺寸：

6、782044326770mm（9）主机重量（不含钻具、液压站）：24tGPS200GPS200 钻机钻机: :CRBC5（1）钻孔直径 (mm)：2000（2）钻进深度 (m)：120（3）转盘扭矩 (kN.m):60（4）功率 (kw)（泥浆泵）：22（5）钻机功率 (kw)：45（6）主机外形尺寸（长宽高）(mm）：567024009350（7）主机重量（不包括钻具和泵组） （t）:12六、施工六、施工工艺工艺6.16.1 施工方案概述施工方案概述基桩施工采用正循环回旋钻机钻孔，优质泥浆护壁，分节加工钢筋笼，采用吊车将钢筋笼分节下放，钢筋笼之间采用直螺纹连接，拌合站集中拌制混凝土，汽车运输

7、至施工现场，水下浇灌混凝土。6.26.2 基桩施工基桩施工流程图流程图CRBC6 - 图图 6-1.6-1. 基桩施工工艺流程基桩施工工艺流程6.36.3 基桩施工详细步骤基桩施工详细步骤6.3.16.3.1 施工准备施工准备基桩开工前，需要完成以下工作：（1）检查基桩施工各种机械设备和材料的进场情况，保证施工的连续性。CRBC7（2）检验各类材料的质量，并得到监理工程师的认证。（3）完成混凝土配比的相关试验工作，并报监理工程师确认。（4）基桩施工前拌合站需完成试拌工作，以检验混凝土的实际工作性能和拌合站的运转情况。（5）完成桥梁控制点的加密复测工作，申请监理验收确认。6.3.26.3.2 钻

8、孔平台施工钻孔平台施工钻孔平台：摆放钻机和各类施工机械物资的地方。陆地及浅滩区的基桩采用挖机平整桩位，桩位处于浅水区的回填砂至最高水位以上。回填砂需要进行浇水密实，防止钻孔过程中钻机发生不均匀的沉降。水深超过 3m 的基桩位则需要搭设临时钢管平台，钢管平台利用基桩护筒和钢管桩作为基础，2I25 工字钢为承重梁，贝雷梁或 40b 工字钢为纵梁，22#槽钢作为面板。6.3.36.3.3 测量放样测量放样项目测量工程师采用 GPS 或者全站仪放出基桩中心，并将中心点引至桩外4 点，用红色的油漆做好标记，以便钻孔过程中能随时复测钻杆偏位情况。6.3.46.3.4 钢护筒加工及安装钢护筒加工及安装钢护筒

9、：基桩施工辅助结构，由钢板卷制而成，主要是提高孔内的水位，使孔内水位比孔外高 1-1.5m,在孔壁上形成向外的水压，稳住孔壁，阻止塌孔。钢护筒直径一般比基桩直径大 20cm，以方便钻头的上下移动。钢护筒长度根据水位高度及承受荷载大小确定，详细情况参照附件 1钢护筒长度设置说明钢护筒在钢结构加工区加工制作，检验合格后，用平板车运至施工点，采用吊车配合振桩锤下沉到位。陆地护筒顶标高比原地面标高高出 30cm，水中钢护筒顶标高比最高水位高 1.5m 以上。图图 6-2.6-2. 钢护筒加工及安装实例图钢护筒加工及安装实例图CRBC86.3.56.3.5 钻机钻机安装安装正循环回旋钻机：适用于地下水较

10、多的地区基桩施工，回旋主要是指钻头的旋转，依靠钻头的旋转来刮掉孔内的土层。正循环主要是指泥浆循环的方式，是从孔口流出，到达沉淀池，沉淀后利用泥浆泵由泥浆管回流至钻杆内，钻杆内泥浆出口离钻头大约 2m；相反，如果泥浆从钻杆流出，孔口流入则为反循环。在钻孔平台上铺好垫梁，利用吊机将钻机吊装就位，立好钻架，安设好起吊系统，调整底座找平并保持平稳，将钻头吊入护筒内，并对准基桩桩位。6.3.66.3.6 泥浆的配制及指标要求泥浆的配制及指标要求优质泥浆：在塑性较高的粘土中参入一定量的膨润土（或者粘土） ，与水搅拌形成比重高、胶体率好、粘度大的不易沉淀的泥浆。膨润土：膨润土(Bentonite)是以蒙脱石

11、为主的含水粘土矿。蒙脱石的化学成分为：（Al2,Mg3）Si4O10 OH2nH2O，与水搅拌而成的泥浆具有强吸附性，粘性好，胶体率高，不易沉淀的特点钻孔过程中的泥浆指标为：相对比重： 1.151.40粘度：2025Pa.s；胶体率：95%以上酸碱性：8-106.3.76.3.7 钻孔施工钻孔施工钻孔施工时，在不同土层中选择与之相适应的进尺和转速。护筒底口和不同地层交接处附近，采用低挡慢速钻进，每小时进尺不大于 0.5m；对于粉细砂层，采用低档慢速、稠泥浆钻进，每小时进尺不大于 1m，以免发生塌孔现象；对于黏土层、中砂层采用中等钻速，每小时进尺不大于 2m。 钻孔作业分班连续进行，经常检验钻孔

12、泥浆，不合要求时，及时调整；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时记入记录表中。钻孔过程中始终保证孔内泥浆面高于地下水位 1-1.5m。6.3.86.3.8 终孔及第一次清孔终孔及第一次清孔当钻孔达到设计终孔标高时，进行终孔验收申请，采用钢筋笼探孔器或JJC-1 井式检孔仪（工作原理参考附件 2JJC-1D 成孔质量井式检测仪介绍 ）检测钻孔的直径、孔深，各项指标达到规范及设计要求后，提起钻头至距孔底CRBC9约 30cm，钻机继续旋转，逐步把孔内的钻渣换出，在清孔排渣时。当泥浆指标满足下列要求，孔底沉渣厚度不大于 30cm 时，可以停止第一次清孔。 相对密度：1.151.20g/

13、cm粘度：1720Pa.s含砂率：8拆除钻杆及钻头，移开钻机，准备安装钢筋笼。图图 6-3.6-3. 检孔仪及钢筋笼探孔器示意图检孔仪及钢筋笼探孔器示意图6.3.96.3.9 钢筋笼及声测管制作安装、导管安装钢筋笼及声测管制作安装、导管安装基桩钢筋笼前期采用“靠模法”施工，待基桩大量开始施工后，采用大型数控钢筋笼成型机加工。钢筋笼在钢筋场加工，平板车分节运至施工现场，吊车分节吊装下放入孔。钢筋笼标准段长为 12m，采用直螺纹机械连接。钢筋笼吊放具体分六步走：第一步：指挥转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。第二步：检查三吊点钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。第三步：钢筋笼吊至离地

14、面 0.3m0.5m 后，检查钢筋笼处于平稳状态后，主钩提升，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副钩配合提升。第四步：钢筋笼吊起后，主钩匀速提升，副钩配合使钢筋笼垂直于地面。第五步：指挥起重工卸除副钩，然后远离起吊作业范围。第六步：指挥吊车吊钢筋笼入孔、定位。钢筋笼吊装过程中，保持吊车走行平稳，钢筋笼上拉牵引绳将钢筋笼控制在平稳状态。CRBC10b、根据配料要求绑扎第一节底节钢筋笼；b、逆时针旋转底节钢筋笼套筒，b、在两节钢筋笼对应钢筋上作标记；第三步：a、绑扎倒数第二节钢筋笼，使之旋入第二节钢筋笼；第二步：a、以底节钢筋笼为模具，定位倒数第二节钢筋笼主筋；c、将直螺纹套筒旋入长丝口端；第一步

15、：a、钢筋笼主筋一端滚扎长丝口；加劲圈倒数第二节钢筋笼直螺纹套筒底节钢筋笼底节钢筋笼倒数第二节钢筋笼长螺纹直螺纹套筒底节钢筋笼长螺纹倒数第二节钢筋笼主筋短螺纹底节钢筋笼标记c、从第一步开始以倒数第二节钢筋笼第四步：a、顺时针旋转套筒，b、移开底节钢筋笼；直至套筒全部旋回底节钢筋笼；这样以此类推完成钢筋笼的制作。作模具绑扎倒数第三节钢筋笼，图图 6-4.6-4. 钢筋笼靠模法施工流程图钢筋笼靠模法施工流程图 图图 6-5.6-5. 钢筋笼制作及吊装实例图钢筋笼制作及吊装实例图钢筋笼分节安装过程中，同时安装声测管，声测管在钢筋笼四周均布安装4 根超声波检测管。声测管沿基桩方向每隔 6.0m 采用直

16、径大于 1.5mm 的铁丝CRBC11与钢筋笼绑扎固定。检测管承口端部设计了两个凸槽，凸槽内配有密封圈，安装时将插口端插入承口端，然后用专用液压钳同时对两个凸槽进行挤压，被挤压部位的管材受力后收缩变形，两个凸槽之间的外层管材深陷入内层管材，从而有效实现了可靠连接；同时橡胶材质的密封圈在受挤压后变形贴服在两层管材之间，起到了极为良好的密封作用。图图 6-6.6-6. 声测管端口形状及连接施工声测管端口形状及连接施工6.3.106.3.10 第二次清孔第二次清孔钢筋笼下放安装到位后，开始安装导管，利用导管进行二次清孔，采用反循环的方式进行二次清孔，即在导管内插入一根送风管，直径 5cm，利用空压机

17、，将高压空气送入导管中下部，依靠空气的浮力顶托泥浆从导管流出，过滤后流回桩内，以此循环完成二次清孔，当泥浆指标满足下列要求，可以开始灌注砼。孔底沉渣厚度小于 30cm 泥浆相对密度：1.031.1泥浆粘度：1720Pa.sPa.s泥浆含砂率：26.3.116.3.11 水下砼灌注水下砼灌注将导管向上提起，使导管底口至桩孔底距离在 0.3-0.4m 范围，在导管上口安装料斗。砼由搅拌站集中拌和，砼运输车运输至现场。在砼灌注过程中，严格控制导管埋管深度，保证导管埋置深度大于 2m，设专人测量混凝土面深度，做到先测好高度，再拆除导管，避免导管拆除过快，拔空导管。最后灌注混凝土面应高出设计桩顶且不小于

18、 0.5m，混凝土浇筑完成后，及时清理桩头直至露出合格的混凝土面，并采用插入式振捣器进行桩头补振，保CRBC12证桩头的混凝土的密实度。6.3.126.3.12 钢护筒拆除钢护筒拆除砼浇筑完毕后，将处于陆地部分的桩基钢护筒拆除，水中桩基的钢护筒作为结构的一部分保留。6.3.136.3.13 成桩检测成桩检测基桩施工完成，并且砼强度及龄期达到检测要求后，对基桩进行超声波检测，超声波法检测的基本原理详见附件 3超声波成桩检测工作原理 。6.3.146.3.14 塌孔防止措施及处置方法塌孔防止措施及处置方法塌孔主要是由于护壁泥皮遭到破坏，护筒内水位高度不够引起的，为阻止塌孔现象的出现，在钻孔、清孔、

19、钢筋笼安装和混凝土浇筑过程中，应特别注意以下事项：（1）在松散粉砂土或流砂中钻进，应控制进尺速度，选用较大相对密度（大于 1.25g/cm） ，粘度（大于 25 Pa.s） ，胶体率（大于 95%）高的泥浆。（2）汛期或潮汛水位变化过大时，及时向护筒内增加泥浆，保持足够的水位差。（3）清孔时指定专人补浆，保证孔内的水位高度。（4）下放钢筋笼时对准钻孔中心竖直下放，严禁碰撞孔壁。（5）任何情况下，泥浆停止循环间歇不得超过 2 小时。（6）钻孔时发生塌孔，首先判明坍塌位置，然后回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上 12m，严重时全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。（7）二次清孔完成，泥浆指标检测合格

20、后，及时灌注砼，降低塌孔风险。七、安全环保措施七、安全环保措施参与施工的人员适应正确佩戴安全防护用品（包括安全帽、防滑鞋、水上施工时穿救生衣、高处作业必须挂好安全带）等，遵守现场施工安全规定。（1）钻机就位后，应对钻机及配套设备进行全面的检查，钻机安设必须平稳、牢固。（2）钻机所使用的电缆线必须定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水、不漏电；经常处于水、泥浆浸泡的电缆线要架空搭设，不得挤压电缆线及风水管。（3）对已埋设但未开始钻孔或已成桩护筒，加设护筒顶盖或铺设安全网CRBC13进行遮盖。（4）在钻进过程中，定时清理工作平台，钻孔现场设备、材料必须堆放整齐，保持现场整洁。（5）钢筋笼下放前对吊

21、装用的钢丝绳进行检查，对磨损严重的钢丝绳进行替换。（6）每节钢筋笼下放时，对钢筋笼的吊点及焊接接头进行检查，注意吊点的局部加强措施。（7）根据施工平台现场情况合理安排吊车停靠位置，使之处于最佳起吊位置，不得用吊车拖拽和超负荷起吊。（8）作业队在灌孔过程中，必须指定一人专门负责指挥，所用手势、哨音和手势必须事先与吊车司机沟通。做到指挥清楚，司机明白。指挥人员所站位置不能影响吊车司机的视线。（9）灌孔拆卸的导管堆放必须整齐并及时进行清洗，对平台上残留的泥浆也必须及时冲洗干净。以防作业人员在作业过程中滑倒。（10）由于基桩施工连续性的要求，夜间施工无法避免，夜间施工时需要有足够的照明设施。（11）任

22、何时候禁止工人酒后作业。八、质量控制标准八、质量控制标准表表 8-1钻孔灌注桩检查项目钻孔灌注桩检查项目项次检查项目允许偏差检查方法1混凝土强度(MPa)在合格标准内按公路工程质量检验评定标准2004 版附录 D 进行检查群桩100允许502桩位(mm)排架桩极值100全站仪：每桩检查3孔 深(m)不小于设计测绳量：每桩测量4孔 径（mm）不小于设计超声波检孔仪5钻孔倾斜度(mm)1%桩长，且不大于500钻杆垂线法：每桩检查7钢筋骨架底面高程(mm)50表表 8-2钢筋安装实测项目钢筋安装实测项目项次检 查 项 目允许偏差检查方法和频率CRBC14两排以上排距5梁、板、拱肋10同排基础、锚碇、

23、墩台、柱201受力钢筋间距(mm)灌注桩20尺量：每构件检查 2 个断面2箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)10尺量：每构件检查 510 个间距长103钢筋骨架尺寸宽、高或直径5尺量：按骨架总数 30%抽查4弯起钢筋位置(mm)20尺量：每骨架抽查 30%5保护层厚度(mm)柱、梁、拱肋5尺量：每构件沿模板周边检查 8 处CRBC15附件附件 1 1奥果韦大桥单根基桩钢护筒埋深计算奥果韦大桥单根基桩钢护筒埋深计算1 1、计算依据、计算依据公路施工手册桥涵 。对于深水河床护筒底端埋置深度的计算公式如下：-（1）wdowHHhL式中：护筒埋置深度，m；L 施工水位至河床表面深度，m；H 护筒内

24、水头，即护筒内水位与施工水位之差，m；h 护筒内泥浆容重，；w3mkN 水的容重，10；o3mkN 护筒外河床土的饱和容重，；d3mkN -（2）11doee 式中：砂粒的相对密度；取 1.8 e饱和砂的孔隙比；取 0.3-0.9 之间，取 0.72 2、计算说明、计算说明钻孔桩施工中，为了控制护筒内外泥浆面差值，现场采取了辅助泥浆泵等来调节泥浆面高度，防止护筒内外压力差过大。本计算，护筒内泥浆面比护筒外差值相对维持在 1.5m 左右。3 3、计算、计算以奥果韦大桥 22#墩基桩为例进行计算由公式（2）： 32.80.710.71020.5dkN m护筒内泥浆面与施工水位差值 1.5m。即：主

25、墩。3331.5,20,13,10dwohkN mkN mkN m由公式（1）:1.59139 1020.5136.2wodwLhHHmCRBC16即护筒的埋深需最小 6.2m。4 4、护筒冲涮深度、护筒冲涮深度计算所用的基本参数计算流速 V=1.5m/s；桥墩计算宽度 b1=2m（钢管桩外直径） ；设计断面桥孔部分最大水深 hMax=10m；墩型系数 K=1；河床圆砾平均粒径：d=1.5mm（可以修正） ；冲刷计算一般冲刷:由于钢护筒属于临时工程，一般冲刷不明显，故取。mh5 . 01局部冲刷:112210.41.90.41.92.160.112.160.111.3741.51.5Kdd依据

26、公路桥位勘测设计规范表： 0.5oV 1.85oV 10.20.20.150.15110.9811.51.51.85onVdV则10.9810.60.61 12()1 1.374 21.50.51.601.85nbooVhK K bVVmV 总冲刷深度取 h=0.5+1.60=2.1m。最大冲刷深度取 2.5m。5 5、钢护筒受力计算、钢护筒受力计算单根钢筋笼重 15000kg,首批混凝土和导管 17500kg,其他机具 3000kg,钢护筒承担的结构自重约 12000kg,合计 47500kg,计入 1.1 的冲击系数，总荷载52250kg。采用港口工程桩基规范 （JTJ 25498）中的公

27、式： CRBC17dd11.451.55mkpamkpalRRRRRnlRQUqlq AQUqlq式中单桩垂直极限承载力设计值（KN ）单桩垂直承载力分项系数。取，当地地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，可取；桩身截面周长（）；单桩第i 层土的极限侧摩擦阻力标准值（）。桩身穿过第i 层土的长度（）；单桩极限桩端阻力标准值（）。，考虑到 2.5m 的冲涮深/1.45 522.5/6.28 254.83idRklQUqKNm度，最小入土深度需大于 4.83+2.5=7.33m。5 5、单根钢护筒长度确定、单根钢护筒长度确定根据上述条件，综合考虑主桥主墩基桩钢护筒的设计长度 21.5m，入土深度

28、8m，护筒顶标高 7.0m。其余水中基桩护筒长度计算结果显示在 15-21.5m 之间，将根据墩位处实际水深进行选取，陆地基桩护筒不承受荷载，考虑 6m 长度。CRBC18附件附件 2 2JJC-1D 成孔质量井式检测仪介绍成孔质量井式检测仪介绍图图 1-JJC-1D 检测仪实物照检测仪实物照1 1、用途、用途本仪器是为钻孔灌注桩的成孔质量检测而设计制造的专用设备，主要用于高层建筑、机场、桥梁、高速公路、高速铁路、海港、码头等工程建设中钻孔灌注桩成孔孔径、深度、孔的垂直度、孔壁形状的质量检测。本仪器采用电脑控制技术，通过与井下仪器串行通讯，实时显示各项检测数据和曲线.2 2、工作原理、工作原理

29、孔径测量：孔径测量采用接触式方法测量，将 2 个正交方向上的 4 条测量腿紧贴井壁，根据孔壁直径的变化带动测量腿倾角的变化，其变化由传感器变成电流信号，电缆每移动 2.5cm 下位机做一次采样，通过串口传至上位机处理。CRBC19图图 2 测量孔径及垂直度示意图测量孔径及垂直度示意图垂直度测量：采用 JJM-1 型高精度数字测斜仪，该仪器传感器采用液体摆，通过液体摆的变化将信号上传计算机，井斜仪内装有 2 个正交的液体摆。深度测量：深度测量系统主要由带有光脉冲发生器的井口滑轮和电缆组成，滑轮装在由 2 条铝合金槽钢组成的井口支架上，电缆每移动 1m，滑轮 3 圈，滑轮上装的光电脉冲发生器随着滑

30、轮一起转动，并产生 3600 深度脉冲信号传给微处理器处理，并在上位机上显示深度值。3 3、系统配套、系统配套（1）笔记本电脑（2）JJC-1D 微机检测仪（地面仪器）（3）JJY-5 型井径仪（井下仪器）（4）JC-1B 型电动绞车（地面仪器）（5）井口滑轮（6）JNC-1 沉渣测定仪（井下仪器）（7）JJM-1 高精度测斜仪（井下仪器）CRBC20图图 3-JJC-1D 检测系统组成图检测系统组成图4 4、技术指标、技术指标（1）孔径测量范围：1500mm2500mm （JJY-5 型），选购安装 770mm 的扩展腿，测量范围可扩展至 2800mm。（2）孔径测量误差：25mm（JJY-

31、5 型）。（3）井径仪供电电流：10mA。（4）电缆长度：100m（最长可选配 125m）。（5）电缆拉力：0.35t （拉断力 0.65t）。（6）垂直度检测：可配测斜仪探管井下仪器,测量范围 010，分辨率 0.01,测量误差 0.1%。（7）深度指示误差：1。（8）工作温度：测量探管 050，地面仪器 -1045，相对湿度85%。（9）井径仪耐压：3Mpa。（10）工作电压： 220V，50HZ，50W。CRBC21附件附件 3 3超声波透射法基桩检测介绍超声波透射法基桩检测介绍图图 1 仪器设备及现场检测图仪器设备及现场检测图1.1.混凝土超声检测原理混凝土超声检测原理超声波检测法是根

32、据超声波在混凝土中传播后，其声学参数将发生变化，通过分析这些声学参数的变化，探测混凝土内部缺陷、裂缝及质量情况。常用混凝土超声探测的声学参数有：波速 v（声速）： 波速就是声波在介质中传播的速度。tLv 式中 L声波传播距离。因为是以最先到达的波为准，L 是发、收换能器间的最短距离。通过实体丈量得到； t声波传播时间（声时）。声时由超声仪测得。振幅 A：接收波首波的幅度。振幅以分贝（db）表示，由超声仪上读出，也可凭示波器上的刻度（mm）度量。振幅参数是探测缺陷和裂缝的重要参数。收波主频率（简称频率）f：发射换能器发出的超声脉冲波是复频脉冲波，它包含各种频率成分。超声脉冲波在混凝土中传播过程中

33、高频成分首先衰减，结果随着传播距离的增加，超声波的主频率不断下降。接收波主频率的下降除了与传播距离有关外，还取决于混凝土内部缺陷、裂缝和质量。因此，接收波频率也是一个有用的参数。图图 2 超声测试波形超声测试波形 LTtACRBC22首波后面 12 个周波是直达的纵波，所以测定接收波频率时应当测定这12 个波的频率。可以通过移动游标的办法测定两个波谷（峰）的声时t1、t2，则频率 f：121ttf波形：即波的形状。正常的混凝土，超声波接收波形是衰减正弦波，其包络线大致为半圆形。当混凝土内存在缺陷时，有时会出现畸变波，如图 2 所示。波形受许多因素影响，在判断缺陷中只能作为一种辅助参数。在结构物

34、上布置换能器，让声传播线通过需要检测的部位，测量声波通过这些部位后，声学参数的大小及其变化情况，据此判断混凝土内部缺陷及质量情况。2.2.技术参数技术参数（仅供参考）（仅供参考）3.3.声测管的埋设声测管的埋设声测管呈正方形（4 根）布置彼此相互平行。声测管通常用有缝钢管，使用挤压的方法连接各段钢管。钢管固定在灌注桩钢筋笼的架立筋内侧，底端焊死，一起埋入灌注桩。声测管的直径以能保证径向换能器能在管中通畅上下提升为度。4.4.检测步骤检测步骤在检测管中注满清水，将径向换能器放入管中，从上至下逐段检测。检测间距为 2050cm。每两根声测管组成一对检测面，如 AB、BC、CA。测定参数为CRBC2

35、3声时和振幅，同时注意观察波形。在发现声学参数反常的部位应缩小测试间距，以 1020cm 的间距进行加密测量。同时进行斜交叉测量以确定缺陷的性质、范围和部位，如下图。a）局部缺陷；b）层状缺陷（断桩） ；c）缩颈或声测管附着泥团a） b） c）图图 3 斜交法检测示意图斜交法检测示意图5.5.缺陷判断缺陷判断5.1 用波速参数判断用波速参数判断在目前的有关灌注桩检测规程中，根据波速来判断灌注桩内缺陷的方法有两种：概率法和斜率法。（1）概率法概率法是南京水利科学研究院罗骐先于 1965 年提出。用于判断包括灌注桩在内的各类混凝土结构内部缺陷，目前载于各类超声探测缺陷规程中。新修订的超声法检测混凝

36、土缺陷技术规程（CECS21：2000）中“灌注桩混凝土缺陷检测”一章中规定用概率法判断缺陷。概率法的基本出发点是概率论。其计算临界值的公式为：SKxxaL1在这里，不管测点多少，也不分单点或相邻点，Ka 一律取 2。根据理论分析及一些试验结果，以平均值减 2 倍标准差作为判断缺陷的临界值误判的概率较高。（2）斜率法斜率法是湖南大学吴慧敏于 1984 年提出。该判断法的基本出发点是，桩内缺陷处波速明显变小，即声时明显变大，形成一突变。为表示这种突变，将相邻测点声时之差 t（t=ti-ti-1）除以测点深度之差 d（d=di- di-1），既令：CRBC2411iiiiddttdtS若深度声时曲线是以深度为纵坐标绘制，则 k 是声时变化的斜率。实际中，常用被称为 PSD 的判据 K，其定义为：121)(iiiiddttK把声时差取平方实际上是把这种突变放大，另外，取平方后，K 值恒为正。检测规程中要求绘制 Kd 曲线，并按 K 值的大小，结合振幅值判定缺陷区的边界。但到底 K 多大才能定为缺陷，规范并未给出。创立者曾提出各类缺陷PSD 临界值的计算方法，但需要预先知道或假设缺陷物质（泥砂或其与水泥浆混合物）的波速。对于某些缓变的缺陷，例如桩顶附近的低强区，PSD 值并不大，PSD 值容易漏判。利用斜率法判断桩的缺陷时，由于将声学参数（声时）变为没有单位和物理意