桥梁工程施工检测技术课件

桥梁工程施工检测

1.概述

2.桥涵工程基础检测

3.桥梁上部结构检测

4.桥梁荷载试验

桥梁工程施工检测

1.概述

2.桥涵工程基础检1

1.概述

§1.1

桥涵工程试验检测的内容

1.概述

§1.1桥涵工程试验检测的内容

2§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述桥涵工程试验检测的内容随桥涵所处位置、结构形式和所用材料不同而异，应根据所建桥涵的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规桥涵试验检测的主要内容包括：1、施工准备阶段的试验检测项目①桥位放样测量；②钢材原材料试验；③钢结构连接性能试验；④预应力锚具、夹具和连接器试验；⑤水泥性能试验；⑥混凝土粗细集料试验；⑦混凝土配合比试验；⑧砌体材料性能试验；⑨台后压实标准试验；⑩其它成品、半成品试验检测；

§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述2、施工过程中的试验检测①地基承载力试验检测；②基础位置、尺寸和标高检测；③钢筋位置尺寸和标高检测；④钢筋加工检测；⑤混凝土强度抽样试验；⑥砂浆强度抽样试验；⑦桩基检测；⑧墩、台位置、尺寸和标高检测；⑨上部结构（构件）位置、尺寸检测；⑩预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；⑪预应力张拉控制检测；⑫桥梁上部结构标高、变形、内力（应力）监测；⑬支架内力、变形和稳定性监测；⑭钢结构连接加工检测；⑮钢构件防护涂装检测。

§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述2、施工过4§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3．施工完成后的试验检测①桥梁总体检测；②桥梁荷载试验；③桥梁使用性能监测。§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3．施工完5

2.桥涵工程基础检测

§2.1地基承载力检测

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测§2.3基桩承载力检测

2.桥涵工程基础检测

§2.1地基承载力检测

§26§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测一.荷载板试验

（一）荷载板试验原理：载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同或接近，测记每级荷载作用下荷载板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为25mm，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制P-S的关系曲线。分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。

（二）仪器设备：

１.荷载板（常用五千平方厘米的方或圆板）

２.千斤顶、百分表３.反力梁、加载块

§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测一.7§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测（三）试验方法试验加荷方法应采用分级维持荷载沉降相对稳定法。试验的加荷标准如下：试验的第一级荷载应接近卸去土的自重。每级荷载增量一般取被试地基土层预估极限承载力的1/8-1/10。施加的总荷载应尽量接近试验土层的极限荷载。各级荷载下沉降相对稳定标准一般采用连续2h的每小时沉降量不超过0.1mm，或连续1h的每30mm的沉降量不超过0.05mm。（四）土体极限状态：有下列现象之一时认为土体已达到极限状态，应停止试验。（1）承压板周围的土体有明显的侧向挤出或发生裂纹；（2）在24h内，沉降随时间趋于等速增加；（3）荷载P增加很小，但沉降量却急剧增大，P-S曲线出现陡降阶段。§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测（三8§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测二.标准贯入试验

标准贯入试验是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。适用于砂土或粘土。试验设备标准贯入器、触探杆和穿心锤等。试验方法：（1）用钻机先钻到需要进行标准贯入试验的土层，清孔后，换用标准贯入器，并量得深度尺寸。（2）将贯入器垂直打入试验土层中，先打入15cm，不计击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，次数即为标准贯入击数N。（3）提出贯入器，将贯入器中土样取出，进行鉴别、记录，然后换以钻探工具继续钻进，至下一需要进行试验的深度，重复上述操作，一般可每隔1-2m进行一次实验。（4）对于同一土层应进行多次试验，然后取锤击数的平均值。§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测二.9重型动力触探仪重型动力触探仪10§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

二成孔质量检测三灌注桩完整性检测

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础11§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

（一）泥浆作用1.护壁---防止塌孔；2.排渣（正.反循环）

（二）泥浆性能指标检测

1.相对密度：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度γx。若工地无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则γx=(m3－m1)/（m2－m1）。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检12§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

2.粘度η

：采用工地标准粘度计测定。用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆7oomL均注入漏斗，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。校正方法：漏斗中注入7oomL清水，流出5oomL，所需时间应是15s,其偏差如超过±1s；测量泥浆粘度时应校正。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检13§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

3.静切力θ工地可用浮筒切力计测定。量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，按净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后、静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检14§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

4.含砂率

工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆500mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率（有一种大型的含砂率计，内装9oomL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）。5．胶休率（%）胶休率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将100mL泥浆倒人100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后、量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100－5=95，即95％。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检15§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

6．失水率（mL／30min）用一张12cmxl2cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴人圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径（mm）,即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度（mm）即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。7．酸碱度即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上,0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出pH值。也可用pH酸碱计,将其探针插人泥浆，直接读出pH值。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检16冲击钻钻孔施工冲击钻钻孔施工17泥浆护壁泥浆护壁18§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测成孔质量检测

检测内容：桩位偏差采用全站仪检测，桩中心位置偏差对于群桩不得大于100mm，单排桩不得大于50mm。孔径桩的孔径不小于设计直径桩倾斜度一般要求对于竖直桩允许偏差不应超过1%，斜桩不应超过设计倾斜度的±2.5%。孔底沉淀厚度须满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000)的要求。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检19§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测

混凝土灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷，据统计国内外钻孔灌注桩的事故率高达5％～10％。因此，灌注桩的质量检测就显得格外重要。灌注桩成桩质量通常存在两方面问题：一是属于桩身完整性；常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等；二是嵌岩桩，影响桩底支承条件的质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，孔底沉淀厚度超过规定极限，影响承载力。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检20§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

检测方法有：１.钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。

２.振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）

３.超声脉冲检测法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。

４.射线法：射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检21钻芯检验法钻芯检验法22§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（1）反射波法原理：在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理分析，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和砼强度等级估计。

（2）仪器设备及要求：仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3V。频带宽度应不窄于10～1000Hz，滤波频率可调整。模/数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为50～1000s，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础23§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（3）现场检测及注意事项

①被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。

②检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。

③每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。

④激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。

⑤当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。

⑥为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。

⑦断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。

⑧每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检24§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（4）实测曲线判读解释的基本方法

１）缺陷存在可能性判读:桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，或缺陷轻微、规模小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身是否有缺陷及严重程度。

２）多次反射及多层反射问题

多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是杂乱的，不具有上述规律性。

（5）影响基桩质量检测波形的因素分析

１）露出桩头的钢筋对波形的影响:这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。２）桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检25§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（6）检测数据的处理与判定

桩身混凝土的波速Vp=2L/T

(1)反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。

(2)反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂。

(3)桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。

(4)缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。当有多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检26§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（1）基本原理：在桩内预埋若干根声测管作为检测通道，将超声脉冲径向发射换能器和径向接收换能器置于声测管中，并以管中充满清水作为耦合剂。检测时，超声脉冲穿过两声测管之间的砼，随着两换能器沿桩的纵轴方向同步升降，使超声脉冲扫过桩的纵剖面，从而得到各项参数沿桩的纵剖面变化的数据。通过数据处理及对所接收信号进行分析，按声时深度曲线相邻测点的斜率及相邻两点声时差值的乘积作为缺陷的判据，并对桩身砼强度等级作出估计。

耦合：物理学上是指两个或两个以上体系或运动之间相互影响以至联合的现象。（2）检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检27超声波法检测桩基完整性超声波法检测桩基完整性28§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（3）检测仪器

换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为25～50kHz，长度宜为20cm，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为5～50kHz。换能器的水密性应满足在1MPa水压下不漏水。发射换能器的长度，频带宽度及水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：（1）接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并应带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1%。（2）发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（3）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围应大于2000s，计时精度应大于1s。

（4）判断桩内缺陷的基本物理量

１）声时值；２）波幅（或衰减）；３）接收信号的频率变化；４）接收波形的崎变§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检29§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（５）预埋检测管时应注意问题：1）桩径小于1.0m时应埋设双管；桩径在1.0～2.5m时应埋设三根管；桩径2.5m以上应埋设四根管。2）声波检测管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为50～60mm。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，上端应加盖。3）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应相互平行。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检30§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测现有确定基桩承载力检测的方法有两种：一种是动测法，另一种是静荷载试验。

一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

垂直静载试验是在试桩顶上分级施加静荷载直到土对试桩的阻力破坏时为止，从而求得桩的容许承载力和单桩的下沉量。按现行地基基础规范：“单桩承载力宜通过现场静载试验确定，在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的1%，并不少于3根”。

1.垂直静载试验准备

１）基本要求（安全可靠、经济、选择合适的加载系统）

２）加载量确定:加载量不低于破坏荷载或最大加载量的１.５倍。

３）反力装置（多采用液压千斤顶、锚桩和横梁）

§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测31§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

2.试验加载步骤与方法

1）预备试验；2）分级加载；每级加载量为预估最大荷载的1/10~1/15。3）记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为40mm；4）卸载，并记录其回弹值；5）据记录绘制Ｐ－Ｓ曲线。

§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.32§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

3.破坏、极限及容许荷载的确定总位移量大于或等于40mm，本级荷载的下沉量大于或等于前一级荷载下沉量的5倍时，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。总位移量大于或等于40mm，本级荷载加上后24h未达稳定，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。巨粒土、密实砂类土以及坚硬的粘质土中，总下沉量小于40mm，但荷载已大于或等于设计荷载设计规定的安全系数，加载即可终止。取此时的荷载为极限荷载。施工过程中的检验性试验，一般加载应继续道桩的2倍的设计荷载为止。如果桩的总沉降量不超过40mm，及最后一级加载引起的沉降不超过前一级加载引起的沉降的5倍，则该桩可以停止试验。§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.33桩基静荷载试验桩基静荷载试验34§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测二.基桩高应变动力检测（凯斯法）

１.基本原理：凯斯法以现代波动理论为基础，借助于现代的振动测量和信号处理技术，在锤击桩的过程中，检测桩头的受力和运动响应信息，较全面的考虑桩和土及其相互作用的各种因素，通过复杂的运算，获得桩的承载力。

2.检测方法1）凯斯法对桩头的处理要求：桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积应与原桩身载面积相同，桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。2）传感器的安装为监视和减少可能出现的偏心锤击的影响，检测时应安装应变传感器和加速度传感器各两只。3.凯斯法适用范围和优点

１）适用范围：仅限于中、小直径的桩。

２）优点：凯斯法有完整的理论体系，测试较简单，尤其对打入桩。§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测二.35

3.桥梁上部结构检测

§3.1砼结构构件试验检测§3.2悬吊结构试验检测

3.桥梁上部结构检测

§3.1砼结构构件试验36§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测主要内容一.钻芯法检测混凝土强度

二.回弹法检测混凝土强度三.超声回弹综合法检测混凝土强度四.大梁静载试验§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测37§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（一）适应范围1.对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；2.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；3.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时；4.需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。

（二）钻芯取样要求1.结构或构件受力较小的部位；2.混凝土强度质量具有代表性的部位；3.便于钻芯机安放与操作的部位；4.避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋；5.用钻芯法和非破损法综合测定强度时，应与非破损法取同一测区。

§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测38§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（三）芯样要求

1.芯样数量：按单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不应少于3个，对于较小构件，钻芯数量可取2个；对构件的局部区域进行检测时，应由要求检测的单位提出钻芯位置及芯样要求。按试验检验批检测时，芯样试件的数量应根据检验批的容量确定。标准芯样试件的最小样本量不宜少于15个，小直径芯样试件的最小样本量应适当增加。2.芯样直径：标准芯样为公称直径100mm、高径比为1：1的混凝土圆柱体试件。非标准芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2倍，且不应小于70mm。3.芯样外观检查：每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等情况，并估计集料的最大粒径、形状种类及粗细集料的比例及分配，检查并记录存在气孔的位置、尺寸与分布情况。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测39§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（四）芯样测量1.平均直径；2.芯样高度；3.垂直度；4.平整度。（五）试样的抹平方法：1.用硫磺与矿粉的混合物在180-210度间加热后，摊铺在试样表面，用模板均匀按压，放置2小时以上。

2.用环氧树脂拌水泥，加入乙二胺固化，抹在试样表面，压平，使用矾土水泥养生18小时以上;用硅酸盐水泥养生3天。

芯样端面整平要求：与轴线垂直，误差不应大于1度。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测40§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（六）抗压强度试验抗压强度试验：芯样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验。当结构工作条件比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土的强度时，芯样试件宜在20℃±5℃的清水中浸泡40～48h，从水中取出后立即进行试验。芯样试件的抗压试验的操作应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081中对立方体试块抗压试验的规定。芯样试件的混凝土抗压强度可按下式计算：fcu,cor＝Fc/A式中fcu,cor——芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa）；Fc——芯样试件的抗压试验测得的最大压力（N）；A——芯样试件抗压截面面积（mm2)§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测41§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测二.回弹法检测混凝土强度

(一)回弹法的基本原理:回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击砼表面，并以重锤反弹回来的距离作为强度相关指标来推算砼强度的一种方法。

(二)回弹仪

仪器率定：在硬度为60±2的钢砧上,按规定方法回弹,其平均值应为80±2.

回弹仪的率定方法。回弹仪在工程检测前后，应在钢砧上作率定试验，并应符合下述要求：回弹仪率定试验宜在干燥、室温为5～35℃的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹值的平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90°弹击杆每旋转一次的率定平均值应为80±2。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测42回弹仪回弹仪43§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测回弹法检测混凝土强度

(三)检测方法1.收集资料2.选择测区：

每一结构或构件测区数不应小于10个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m。测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布，测区的面积不宜大于0.04m2。3.回弹值测量：选测点：1)测点宜在测区内均匀分布,相邻测点净距不少于20mm,测点距构件边缘不少于30mm,应避开外露钢筋及石料。2）每一测区回弹1６点。检测时，回弹仪的轴线必须垂直于结构或构件砼检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测44§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测回弹法检测混凝土强度

(三)检测方法4.碳化值的测定回弹完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点数不应少于构件测区数的30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。可采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗，同时应采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处。当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。每次读数精确至0.5mm。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测45§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测三.超声回弹综合法检测混凝土强度

（一）超声回弹法检验砼强度的基本原理

采用超声仪和回弹仪在构件同一测区分别进行声时值及回弹值的测定，然后利用已建立的测强公式或测强曲线推定测区砼强度的一种方法。

（二）测前准备1.资料准备2.测区布置的要求

①测区布置在构件混凝土浇注方向的侧面；②测区均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m；③测区避开钢筋密集区和预埋件；④测区尺寸为200mm×200mm；⑤测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢，并避开峰窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测46§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测超声回弹综合法检测混凝土强度

（三）检测方法（回弹值及声速值）超声回弹综合法中回弹值的测试和计算与回弹法相同。

超声声速值的测量与计算应满足如下要求。（1）超声测点应布置在回弹测试的同一测区内。（2）测量超声声时值时，应保证换能器与混凝土耦合良好。（3）测试的声时值应精确至0.1μs，声速值应精确至0.01km／s。超声测距的测量误差不大于±1%。（4）在每个测区内的相对测试面上，应各布置3个测点，且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上。

§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测47§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测主要内容：一斜拉桥施工控制与测试

二索力测量三冷铸锚试验§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测主48苏通大桥苏通大桥49§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测一斜拉桥施工控制与测试

（一）结构分析

１.选用合理的计算图式；合理估计主梁架设过程中各阶段的施工荷载。

２.计入非线性影响、砼收缩对结构变形和内力的影响以及要考虑温度和风力对变形和内力的影响。

３.用模拟来进行斜拉桥施工中的行为。

（二）施工控制的原理与方法

一般斜拉桥施工时，主梁架设阶段确保主梁线型顺直正确是第一位，即以标高控制为主。二期恒载施工时为保证结构的整体受力变形处于理想状态，拉索张拉时以索力控制为主。§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测一50§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测一斜拉桥施工控制与测试

（三）施工测试的主要内容有：

１.结构的几何位置和变形

主要观测主梁轴线和索塔顶端位置、主梁挠度和塔顶水平位移测试设备为：精密量测仪（全站仪）

２.应力测试

1)测试内容：主要测试斜拉索的索力、支座反力和主梁和塔的应力在施工中的变化。2)测试方法：主梁和塔的应力可用预埋钢弦式应变计来测试。

３.温度测试：观测主梁、索塔和斜拉索的温度，以确定结构温度场，监控主梁和索塔位移随温度和时间的变化规律。测定温度时可采用热电偶、红外温度计等测试。§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测一51§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测二索力测量

（一）索力测试方法

1.电阻应变法2.拉索伸长量测定法3.索拉力垂度关系测定法4.张拉千斤顶测定法5.压力传感器测定法6.振动测定法等。

方法1-3从理论上进是可行的，但实施会遇到较多的实际问题，一般不予采用；方法4-5测定拉索张拉过程的索力变化较方便，但不能测定成桥后索力；振动测定法实测斜拉索的固有频率，利用索的张力和固有频率的关系计算索力。

§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测二52§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测二索力测量

振动法测索力原理：方法是实测拉索的固有频率，利用索的张力和固有频率的关系计算索力。振动法可采用激振器激振或人工激振，亦可采用环境随机振动法。测试时用索夹或绑带将传感器固定在拉索上，进行激振和信号采集，现场分析，可以很方便测求索力。索力公式如下：其中P为索的张力，m为单位长度索的质量，l为索的计算长度，fk为索的第k阶的振动频率。§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测二53§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测三冷铸锚试验

目前工程中通常采用的拉索锚具为冷铸镦头锚，简称冷铸锚，每副冷铸镦头锚具主要由锚筒、锚固板、锚固螺母、压板、接长筒、卡环、钢护筒、冷铸填料等部分组成。§3.2悬吊结构试验检测3.桥梁上部结构检测三54

4.桥梁荷载试验

§4.1静载试验§4.2桥梁动载试验

4.桥梁荷载试验

§4.1静载试验55§4.1

静载试验4.桥梁荷载试验一试验观测与记录

１.温度稳定观测对结构温度变化进行观测并记录。２.仪表测读和记录应变、挠度、倾角仪观测并记录。３.裂缝观测观测结构原有裂缝是否进一步开展，是否出现新裂缝。

二加载实施与控制

１.加载程序严格按加载方案进行加载。２.加载稳定时间的控制加载后需要等待挠度和应变读数稳定才能读数

３.加载过程的观测４.终止加载控制条件结构出现较大挠度变形、应变远大于理论分析值、原有裂缝大幅开展、新出现较宽裂缝、结构出现异响等。§4.1静载试验4.桥梁荷载试验一试验观测56桥梁静载试验桥梁静载试验57§4.2

桥梁动载试验4.桥梁荷载试验

桥梁结构动载试验是通过测定桥梁结构在动载作用下的响应，分析桥梁的频率、阻尼和振型等模态参数进行桥梁承载力评定。

桥梁动力特性（频率、振型和阻尼比）是评定桥梁承载力状态的重要参数。结构振动问题涉及振源（输入）、结构（系统）和响应（输出），它们的关系为：振源（输入）结构（系统）响应（输出）。

一桥梁动载试验要解决的问题

在结构振动问题中输入、系统和输出知其中两者，可以求第三者，所以桥梁的动载实验可以划分为三类基本问题：

１.测定桥梁荷载的动力特性（数值、方向、频率等）

２.测定桥梁结构的动力特性（自振频率、阻尼、振型等）

３.测定桥梁在动荷载作用下的响应（动位移、动应力等）§4.2桥梁动载试验4.桥梁荷载试验58§4.2

桥梁动载试验4.桥梁荷载试验二.桥梁动载试验的激振方法

１.自振法（瞬态激振法）。

自振法的特点是使桥梁产生有阻尼的自由衰减振动，记录到的振动图形是桥梁的衰减振动曲线。为使桥染产生自由振动，一般常用突加载荷和突卸荷载商种方法。

２.共振法（强迫振动法）

连续改变激振器的频率，当激振力的频率与结构的固有频率相等时，结构出现共振现象，此时，所记录到的频率即为结构的固有频率。

３脉动法结构的脉动有一重要特性，就是它能明显的反映出结构的固有频率。通过采集结构脉动信号，并进行分析可得到结构的模态参数。§4.2桥梁动载试验4.桥梁荷载试验二.桥59精品课件！精品课件！60精品课件！精品课件！61§4.2

桥梁动载试验4.桥梁荷载试验三.桥梁动载试验的数据分析

１.结构固有频率的测定：在桥梁动载试验中，通过测试系统实测记录结构的衰减振动波形，在记录的结构振动波形曲线上，可根据时标符号直接计算出结构的固有频率。

２.结构阻尼的测定：桥梁结构的阻尼特性，一般用对数衰减率或阻尼比来表示。３.振型的测定：采用共振法测定振型时，将若干传感器安装在结构的各有关部位，当激振装置激发结构共振时，同时记录结构各部位的振幅和相位，比较各测点的振幅和相位便可绘出振型曲线。传感器测点布置：一般根据理论分析，估计振型的大致形状，然后在变形较大的部位布点，以便能较好的连接出振型曲线。

４.结构动力响应的测定:冲击系数：即最大动挠度与静挠度之比值。

冲击系数综合反映了荷载对桥梁的动力作用，它与结构的形式、车辆运行速度和桥面的平整度等有关。为了测定冲击系数，应使试验车辆以不同的速度驶过桥梁，并逐次记录跨中挠度的时历曲线，按冲击系数的定义计算。§4.2桥梁动载试验4.桥梁荷载试验三.桥62

桥梁工程施工检测

1.概述

2.桥涵工程基础检测

3.桥梁上部结构检测

4.桥梁荷载试验

桥梁工程施工检测

1.概述

2.桥涵工程基础检63

1.概述

§1.1

桥涵工程试验检测的内容

1.概述

§1.1桥涵工程试验检测的内容

64§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述桥涵工程试验检测的内容随桥涵所处位置、结构形式和所用材料不同而异，应根据所建桥涵的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规桥涵试验检测的主要内容包括：1、施工准备阶段的试验检测项目①桥位放样测量；②钢材原材料试验；③钢结构连接性能试验；④预应力锚具、夹具和连接器试验；⑤水泥性能试验；⑥混凝土粗细集料试验；⑦混凝土配合比试验；⑧砌体材料性能试验；⑨台后压实标准试验；⑩其它成品、半成品试验检测；

§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述65§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述2、施工过程中的试验检测①地基承载力试验检测；②基础位置、尺寸和标高检测；③钢筋位置尺寸和标高检测；④钢筋加工检测；⑤混凝土强度抽样试验；⑥砂浆强度抽样试验；⑦桩基检测；⑧墩、台位置、尺寸和标高检测；⑨上部结构（构件）位置、尺寸检测；⑩预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；⑪预应力张拉控制检测；⑫桥梁上部结构标高、变形、内力（应力）监测；⑬支架内力、变形和稳定性监测；⑭钢结构连接加工检测；⑮钢构件防护涂装检测。

§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述2、施工过66§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3．施工完成后的试验检测①桥梁总体检测；②桥梁荷载试验；③桥梁使用性能监测。§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3．施工完67

2.桥涵工程基础检测

§2.1地基承载力检测

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测§2.3基桩承载力检测

2.桥涵工程基础检测

§2.1地基承载力检测

§268§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测一.荷载板试验

（一）荷载板试验原理：载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同或接近，测记每级荷载作用下荷载板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为25mm，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制P-S的关系曲线。分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。

（二）仪器设备：

１.荷载板（常用五千平方厘米的方或圆板）

２.千斤顶、百分表３.反力梁、加载块

§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测一.69§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测（三）试验方法试验加荷方法应采用分级维持荷载沉降相对稳定法。试验的加荷标准如下：试验的第一级荷载应接近卸去土的自重。每级荷载增量一般取被试地基土层预估极限承载力的1/8-1/10。施加的总荷载应尽量接近试验土层的极限荷载。各级荷载下沉降相对稳定标准一般采用连续2h的每小时沉降量不超过0.1mm，或连续1h的每30mm的沉降量不超过0.05mm。（四）土体极限状态：有下列现象之一时认为土体已达到极限状态，应停止试验。（1）承压板周围的土体有明显的侧向挤出或发生裂纹；（2）在24h内，沉降随时间趋于等速增加；（3）荷载P增加很小，但沉降量却急剧增大，P-S曲线出现陡降阶段。§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测（三70§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测二.标准贯入试验

标准贯入试验是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。适用于砂土或粘土。试验设备标准贯入器、触探杆和穿心锤等。试验方法：（1）用钻机先钻到需要进行标准贯入试验的土层，清孔后，换用标准贯入器，并量得深度尺寸。（2）将贯入器垂直打入试验土层中，先打入15cm，不计击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，次数即为标准贯入击数N。（3）提出贯入器，将贯入器中土样取出，进行鉴别、记录，然后换以钻探工具继续钻进，至下一需要进行试验的深度，重复上述操作，一般可每隔1-2m进行一次实验。（4）对于同一土层应进行多次试验，然后取锤击数的平均值。§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测二.71重型动力触探仪重型动力触探仪72§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

二成孔质量检测三灌注桩完整性检测

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础73§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

（一）泥浆作用1.护壁---防止塌孔；2.排渣（正.反循环）

（二）泥浆性能指标检测

1.相对密度：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度γx。若工地无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则γx=(m3－m1)/（m2－m1）。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检74§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

2.粘度η

：采用工地标准粘度计测定。用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆7oomL均注入漏斗，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。校正方法：漏斗中注入7oomL清水，流出5oomL，所需时间应是15s,其偏差如超过±1s；测量泥浆粘度时应校正。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检75§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

3.静切力θ工地可用浮筒切力计测定。量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，按净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后、静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检76§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测

泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

4.含砂率

工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆500mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率（有一种大型的含砂率计，内装9oomL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）。5．胶休率（%）胶休率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将100mL泥浆倒人100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后、量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100－5=95，即95％。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检77§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测

（二）泥浆性能指标检测

6．失水率（mL／30min）用一张12cmxl2cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴人圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径（mm）,即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度（mm）即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。7．酸碱度即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上,0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出pH值。也可用pH酸碱计,将其探针插人泥浆，直接读出pH值。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检78冲击钻钻孔施工冲击钻钻孔施工79泥浆护壁泥浆护壁80§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测成孔质量检测

检测内容：桩位偏差采用全站仪检测，桩中心位置偏差对于群桩不得大于100mm，单排桩不得大于50mm。孔径桩的孔径不小于设计直径桩倾斜度一般要求对于竖直桩允许偏差不应超过1%，斜桩不应超过设计倾斜度的±2.5%。孔底沉淀厚度须满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000)的要求。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检81§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测

混凝土灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷，据统计国内外钻孔灌注桩的事故率高达5％～10％。因此，灌注桩的质量检测就显得格外重要。灌注桩成桩质量通常存在两方面问题：一是属于桩身完整性；常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等；二是嵌岩桩，影响桩底支承条件的质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，孔底沉淀厚度超过规定极限，影响承载力。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检82§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

检测方法有：１.钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。

２.振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）

３.超声脉冲检测法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。

４.射线法：射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检83钻芯检验法钻芯检验法84§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（1）反射波法原理：在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理分析，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和砼强度等级估计。

（2）仪器设备及要求：仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3V。频带宽度应不窄于10～1000Hz，滤波频率可调整。模/数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为50～1000s，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础85§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（3）现场检测及注意事项

①被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。

②检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。

③每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。

④激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。

⑤当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。

⑥为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。

⑦断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。

⑧每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检86§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（4）实测曲线判读解释的基本方法

１）缺陷存在可能性判读:桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，或缺陷轻微、规模小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身是否有缺陷及严重程度。

２）多次反射及多层反射问题

多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是杂乱的，不具有上述规律性。

（5）影响基桩质量检测波形的因素分析

１）露出桩头的钢筋对波形的影响:这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。２）桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检87§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（一）反射波法

（6）检测数据的处理与判定

桩身混凝土的波速Vp=2L/T

(1)反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。

(2)反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂。

(3)桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。

(4)缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。当有多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检88§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（1）基本原理：在桩内预埋若干根声测管作为检测通道，将超声脉冲径向发射换能器和径向接收换能器置于声测管中，并以管中充满清水作为耦合剂。检测时，超声脉冲穿过两声测管之间的砼，随着两换能器沿桩的纵轴方向同步升降，使超声脉冲扫过桩的纵剖面，从而得到各项参数沿桩的纵剖面变化的数据。通过数据处理及对所接收信号进行分析，按声时深度曲线相邻测点的斜率及相邻两点声时差值的乘积作为缺陷的判据，并对桩身砼强度等级作出估计。

耦合：物理学上是指两个或两个以上体系或运动之间相互影响以至联合的现象。（2）检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检89超声波法检测桩基完整性超声波法检测桩基完整性90§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（3）检测仪器

换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为25～50kHz，长度宜为20cm，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为5～50kHz。换能器的水密性应满足在1MPa水压下不漏水。发射换能器的长度，频带宽度及水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：（1）接收放大系统的频带宽度宜为5～50kHz，增益应大于100dB，并应带有0～60（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1%。（2）发射系统应输出250～1000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（3）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围应大于2000s，计时精度应大于1s。

（4）判断桩内缺陷的基本物理量

１）声时值；２）波幅（或衰减）；３）接收信号的频率变化；４）接收波形的崎变§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检91§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测灌注桩完整性检测

（二）超声波法

（５）预埋检测管时应注意问题：1）桩径小于1.0m时应埋设双管；桩径在1.0～2.5m时应埋设三根管；桩径2.5m以上应埋设四根管。2）声波检测管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为50～60mm。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，上端应加盖。3）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应相互平行。

§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检92§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测现有确定基桩承载力检测的方法有两种：一种是动测法，另一种是静荷载试验。

一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

垂直静载试验是在试桩顶上分级施加静荷载直到土对试桩的阻力破坏时为止，从而求得桩的容许承载力和单桩的下沉量。按现行地基基础规范：“单桩承载力宜通过现场静载试验确定，在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的1%，并不少于3根”。

1.垂直静载试验准备

１）基本要求（安全可靠、经济、选择合适的加载系统）

２）加载量确定:加载量不低于破坏荷载或最大加载量的１.５倍。

３）反力装置（多采用液压千斤顶、锚桩和横梁）

§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测93§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

2.试验加载步骤与方法

1）预备试验；2）分级加载；每级加载量为预估最大荷载的1/10~1/15。3）记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为40mm；4）卸载，并记录其回弹值；5）据记录绘制Ｐ－Ｓ曲线。

§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.94§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.静荷载试验（一）基桩的垂直静载试验

3.破坏、极限及容许荷载的确定总位移量大于或等于40mm，本级荷载的下沉量大于或等于前一级荷载下沉量的5倍时，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。总位移量大于或等于40mm，本级荷载加上后24h未达稳定，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。巨粒土、密实砂类土以及坚硬的粘质土中，总下沉量小于40mm，但荷载已大于或等于设计荷载设计规定的安全系数，加载即可终止。取此时的荷载为极限荷载。施工过程中的检验性试验，一般加载应继续道桩的2倍的设计荷载为止。如果桩的总沉降量不超过40mm，及最后一级加载引起的沉降不超过前一级加载引起的沉降的5倍，则该桩可以停止试验。§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测一.95桩基静荷载试验桩基静荷载试验96§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测二.基桩高应变动力检测（凯斯法）

１.基本原理：凯斯法以现代波动理论为基础，借助于现代的振动测量和信号处理技术，在锤击桩的过程中，检测桩头的受力和运动响应信息，较全面的考虑桩和土及其相互作用的各种因素，通过复杂的运算，获得桩的承载力。

2.检测方法1）凯斯法对桩头的处理要求：桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积应与原桩身载面积相同，桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。2）传感器的安装为监视和减少可能出现的偏心锤击的影响，检测时应安装应变传感器和加速度传感器各两只。3.凯斯法适用范围和优点

１）适用范围：仅限于中、小直径的桩。

２）优点：凯斯法有完整的理论体系，测试较简单，尤其对打入桩。§2.3基桩承载力检测2.桥涵工程基础检测二.97

3.桥梁上部结构检测

§3.1砼结构构件试验检测§3.2悬吊结构试验检测

3.桥梁上部结构检测

§3.1砼结构构件试验98§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测主要内容一.钻芯法检测混凝土强度

二.回弹法检测混凝土强度三.超声回弹综合法检测混凝土强度四.大梁静载试验§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测99§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（一）适应范围1.对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；2.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；3.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时；4.需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。

（二）钻芯取样要求1.结构或构件受力较小的部位；2.混凝土强度质量具有代表性的部位；3.便于钻芯机安放与操作的部位；4.避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋；5.用钻芯法和非破损法综合测定强度时，应与非破损法取同一测区。

§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测100§3.1

砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（三）芯样要求

1.芯样数量：按单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不应少于3个，对于较小构件，钻芯数量可取2个；对构件的局部区域进行检测时，应由要求检测的单位提出钻芯位置及芯样要求。按试验检验批检测时，芯样试件的数量应根据检验批的容量确定。标准芯样试件的最小样本量不宜少于15个，小直径芯样试件的最小样本量应适当增加。2.芯样直径：标准芯样为公称直径100mm、高径比为1：1的混凝土圆柱体试件。非标准芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2倍，且不应小于70mm。3.芯样外观检查：每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等情况，并估计集料的最大粒径、形状种类及粗细集料的比例及分配，检查并记录存在气孔的位置、尺寸与分布情况。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测101§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（四）芯样测量1.平均直径；2.芯样高度；3.垂直度；4.平整度。（五）试样的抹平方法：1.用硫磺与矿粉的混合物在180-210度间加热后，摊铺在试样表面，用模板均匀按压，放置2小时以上。

2.用环氧树脂拌水泥，加入乙二胺固化，抹在试样表面，压平，使用矾土水泥养生18小时以上;用硅酸盐水泥养生3天。

芯样端面整平要求：与轴线垂直，误差不应大于1度。§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测102§3.1砼结构构件试验检测3.桥梁上部结构检测一.钻芯法检测混凝土强度

（六）抗压强度试验抗压强度试验：芯样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验。当结构工作条件比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土的强度时