桩基础工程质量检测培训资料桩基低应变检测

第4章基桩低应变检测2013年XX省地基基础工程质量检测培训XX教授2013年8月主要内容4.1概述4.2基本理论和原理4.3仪器设备4.4测试技术4.5现场检测方法4.6数据处理4.7报告编写4.8工程实例分析一、低应变法4.1概述采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。二、方法适用范围检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。三、反射波法4.1概述低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线，基于一维波动理论分析来判定基桩的完整性，称之为反射波法（或瞬态时域分析法）一、应力波4.2基本理论和原理当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。波阻抗是桩横截面积、材料密度和弹性模量的函数ρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积；E：桩的弹性模量;一维直杆：d<<L的杆件二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理手锤锤击桩端面。（1）振源桩L远大于桩径D。一维直杆（2）传播介质：应力波以锤击点为中心半球向外传播，当应力波传播至桩身一定距离S后（一般S>1D-2D），波振面才近似为平面。此时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中竖直方向传播。（3）传播：二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（4）一维杆应力波波动方程二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（5）应力波在自由端完整桩中的传播二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（5）应力波在自由端完整桩中的传播TV入射波与反射波同相二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（5）应力波在自由端完整桩中的传播桩在自由端桩底反射，与入射波同相二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（6）应力波在固定端完整桩中的传播二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（6）应力波在固定端完整桩中的传播入射波与反射波反相二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（6）应力波在固定端完整桩中的传播TVL桩嵌岩桩底反射，与入射波反相二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩截面减小入射波与反射波同相桩底反射二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩缩径缩径反射，与入射波同相扩径反射，与入射波反相桩底反射二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩截面增大并嵌岩扩径反射，与入射波反相桩底反射，与入射波反相二、应力波在桩中的传播4.2基本理论和原理（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩扩径扩径反射，与入射波反相缩径反射，与入射波同相桩底反射，与入射波同相三、检测原理4.2基本理论和原理（1）检测原理利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性给予评价三、检厦测原理4.2基本理论葬和原理（2）引起压反射波嗓的原因截面发泳生变化桩底夹泥混凝土炎质量变斥化离析土层变化三、检测纵原理4.2基本理悉论和原蹄理（3）低应古变所能较检测到抚的现象三、检摔测原理4.2基本理论西和原理（4）低应滩变不能少检测到趴的现象四、低应丝式变检测的哄优点4.2基本理论本和原理（1）快速检朽测方法（50-讯200根/日）（2）准备姿简便（3）操作穴简单（4）经验剩丰富五、低慨应变检海测的局宝限4.2基本理苗论和原生理（1）不能提雹供单桩承着载力（2）对小缺曲陷灵敏度鲜不高（3）无法检否测桩底沉氏渣一、检兼测系统4.3仪器设嘴备测量部竭分激振设备计算部分信号采短集分析崖仪一、检测夫系统4.3仪器设备一、检晨测系统4.3仪器设盯备记录仪采集仪手锤传感器一、检献测系统4.3仪器设备FDP2制04(B场)掌上动测菌仪一、检测垂系统4.3仪器设备加速度板计适调器S/H采保器A/变换器触发器力传感者器锤传感器基桩回声法污软件二、激插振设备4.3仪器设葵备选择不得同材质紧的锤头垒或锤垫督，以获换得低频问宽脉冲促或高频奴窄脉冲锅。宜用题宽脉冲皮获取桩谅底或桩即身下部慌缺陷反包射信号计，宜用帅窄脉冲尿获取桩船身上部逮缺陷反呜射信号射。二、激衫振设备4.3仪器设包备三、测量匙部分4.3仪器设备电荷放大驳器加速度传品感器滤波器程控指得数增益被放大器三、测巧量部分4.3仪器设备（1）传感器传感器宜夺选用压电归式加速度强传感器或缘瑞磁电式速睛度传感器扰，频响曲忘线的有效筑范围应覆刑盖整个测厅试信号的皱频带范围环。1）加速度厘传感器技桶术指标电压灵虽敏度应漂大于100m胖V/g电荷灵敏象度应大于20PC来/g上限频骑率不应扑小于5kHz，安装谐砌振频率不薯应小于6kH饲z量程应达大于100剪g三、测载量部分4.3仪器设备（1）传感器2）速度传狼感器技术邮指标固有谐振骨频率不应招大于30Hz灵敏度智应大于200辨mV/造cm·读s-1上限频率眨不应小于1.5忌kHz，安装谐编振频率不停应小于1.5专kHz三、测量捎部分4.3仪器设备（2）电荷放丧大器技术指用标测量模畜式加速恩度灵敏度西调节可姑调灵敏度增柜益1~10东mV/p稿C,20床dB总频率范柏围1~2皂00k坟Hz四、采集松部分4.3仪器设备模数转撇换器（A/D霸)采样保持而器（S/H)程控放大题器触发器四、采集砍部分4.3仪器设纷备（1）采样保期持器（S/H）技术指标精度0.01侵%~0.策02%采样频率100k肃Hz（单通柱道）（2）模数享转换器贿（A/D）技术指标位数>12位动态70~1沈20dB幅值精辰度优于0.0食2%（0.2围dB）四、采浪集部分4.3仪器设石备（3）程控放睛大器技术指或标指数型exi（增益盾为时间阿的指数盖函数）（4）触发器技术指标触发模介式信号强触发（捏软或硬存）触发延迟拦超前、滞较后线性五、计答算部分4.3仪器设备在一般PC机上运行筝，所配打喂印机能在璃信号回放敏处理时使纹用。五、计算猛部分4.3仪器设夜备主操作耳界面五、计牧算部分4.3仪器设同备设置界俘面五、计算疼部分4.3仪器设仓备打印高扒级设置彻界面五、计伞算部分4.4测试技料术波形处理辱界面五、计悲算部分4.4测试技术打印信息披预览界面五、计算亭部分4.3仪器设热备打印信息页预览界面4.3仪器设备RSM敏—24寨FD分体机4.3仪器设备RSM—翠24FD肢N一体机一、受杠检桩规慨定4.4测试技术（1）当采用蛛低应变或是声波透射途法检测时选，受检桩当混凝土强企度至少达隶到设计强翠度的70%，且不均小于15M舒Pa。（2）桩头的庆材质、强蕉度、截面陵尺寸应与低桩身基本吸等同。（3）桩顶面婚应平整、么密实，并怠与桩轴线脱基本垂直梳。二、测弊试参数顺规定4.4测试技岗术（1）时域信般号记录的辛时间段长注度应在2L/令c时刻后延直续不少于5ms；幅频信慢号分析的级频率范围担上限不应下小于200衡0Hz。（2）设定汪桩长应亏为桩顶喘测点至蜡桩底的炊施工桩役长，设誓定桩身矩截面积什应为施暑工截面拆积。。（3）桩身波竿速可根据志本地区同剧类型桩的给测试值初纪步设定。（4）采样燃时间间篮隔或采耕样频率捷应根据讯桩长、虫桩身波摊速和频盯域分辨剑率合理乎选择；集时域信薯号采样疼点数不联宜少于1024点。（5）传感器巧的设定值译应按计量僚检定结果否设定。三、测量插传感器安声装和激振多操作规定4.4测试技凝术（1）传感此器安装夫应与桩显顶面垂喉直；用沉耦合剂绘粘结时取，应具希有足够扑的粘结栗强度。（2）实心饶桩的激洽振点位汤置应选出择在桩陕中心，狂测量传哄感器安税装位置垮宜为距耀桩中心2/3半径处故；空心倦桩的激埋振点与尽测量传缺感器安烫装位置碎宜在同锈一水平笼面上，狂且与桩恩中心连肉线形成见的夹角宫宜为90°，激振点死和测量传饱感器安装顺位置宜为怖桩壁厚的1/2处。三、测量倍传感器安弹装和激振狡操作规定4.4测试技址术（3）激振诞点与测特量传感勉器安装仔位置应由避开钢勺筋笼的些主筋影高响。（4）激振方飞向应沿桩兆轴线方向成。（5）瞬态激甲振应通过妙现场敲击摇试验，选墨择合适重旨量的激振勇力锤和锤锈垫，宜用蜻宽脉冲获哭取桩底或蹄桩身下部撇缺陷反射虫信号，宜物用窄脉冲忍获取桩身纳上部缺陷粒反射信号榴。（6）稳态珠激振应排在每一践个设定提频率下泽获得稳侄定响应洋信号，穿并应根奏据桩径艳、桩长乔及桩周忌土约束层情况调距整激振绘力大小四、信号循采集和筛贤选规定4.4测试技术（1）根据桩娘径大小，洒桩心对称厕布置2～4个检测班点；每呆个检测或点记录校的有效菜信号数锄不宜少碎于3个。（2）检查仇判断实联测信号绩是否反五映桩身主完整性暂特征。（3）不同步检测点躬及多次欠实测时占域信号啊一致性撤较差，餐应分析歇原因，影增加检安测点数森量。（4）信号不影应失真和伪产生零漂怨，信号幅翁值不应超衬过测量系遵统的量程联。一、检套测流程4.5现场检测冰方法桩头处理仪器连接传感器安漏装程序设置手锤锤固击信号采集做与分析结果打厅印二、桩头窑处理4.5现场检须测方法凿掉浮晃浆打磨平整桩头干华净干燥一、桩头则处理4.5现场检测烫方法有浮浆馆敲除浮形浆三、仪苦器连接4.5现场检全测方法分体机交流电源茅接线三、仪器暗连接4.5现场检测刘方法分体机燥后面板蕉接线三、仪董器连接4.5现场检测拦方法加速度传梦感器连接三、仪器薯连接4.5现场检测侵方法速度传难感器连惑接三、仪器军连接4.5现场检测畅方法基桩动新测仪RS-宾161徐6K(梳S)仪器和数传感器漫接线三、仪柜器连接4.5现场检测论方法基桩动测吐仪RS-1棋616K谅(S)三、仪咏器连接4.5现场检沾测方法一体机速迷度传感器庄连接四、传感延器安装4.5现场检胸测方法传感器龙耦合橡皮泥耦少合黄油耦匆合口香糖耦特合使传感器格与桩头粘销合在一起改，要求越风紧越好四、传感仰器安装4.5现场检测差方法传感器挎放置距疾桩心2/3办~3公/4R处且安装谢位置要求平整以尽可能使泡传感器垂遍直与桩头益平面五、程走序设置4.5现场检则测方法基桩动测担仪RS-狭161同6K(天S)常用设枝置进入主操沃作界面后辱，单击按创键进入设愚置界面单击进入设置界面五、程悉序设置4.5现场检援测方法2、采样方式为连续采样；3、设置桩土参数（后有详解）6、参数存盘后自动进入采集页面5、参数存盘1、输入正确的检测日期，工地名称简写。4、外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致五、程梯序设置4.5现场检诱测方法五、程序匪设置4.5现场检测遥方法分体机程欢序常用设听置进入主操雹作界面后才，点击设吸置按键进近入设置界签面单击设置进入设置界面五、程序娇设置4.5现场检测次方法桩长=12米；混凝亮土标号：C30；桩径芽：1米药用营速度传感忧器进行检拢测仪器与笔记本电脑通讯速率，586以上请选57600仪器与笔记本电脑通讯口设置，视电脑串口设置而定，有COM1-6供选外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致预设桩长预设波速：C25：3300C30：3600C35：3800C20：3000单击进入主操作界面六、手鹊锤锤击4.5现场检测绝方法手锤垂台直与桩助面，锤咐击点平尤整，锤孝击干脆您，形成贞单扰动七、信号评采集4.5现场检测辨方法打开采集圾仪开关，昨点击主操泼作界面的胶“采样”腊按键屏幕出现义锤数，仪染器进入采荣样等待状炉态，此时用手敏锤敲击，脾信号将显孟示在屏幕弟上，完成搏采集。基桩动谅测仪RS-勤161阅6K(负S)信号采亮集七、信号推采集4.5现场检航测方法当四次寒采集的滥波形基叼本一致司，桩底棉清晰，厌请点击店“磁盘黎”按键挨进行波铃形的存帝储。七、信戚号采集4.5现场检铸测方法此时已完斤成一根桩乏的现场测征试单次存盘键入文件名称单击确认完成保存七、信号耀采集4.5现场检头测方法打开采带集仪开饰关，点叙击主操惭作界面决的“采帆样”按振键屏幕出现阵彩色滚动桃条，仪器砍进入采样艰等待状态临，此时用手衫锤敲击，宜信号将显词示在屏幕越上，完成感第一次采竹集。分体机付信号采青集七、信号货采集4.5现场检已测方法按前次操易作完成第抖二次采集七、信滨号采集4.5现场检伏测方法完成第誉三次采社样七、信所号采集4.5现场检腹测方法当三次困采集的限波形基占本一致割，桩底铸清晰，白请点击意“存盘你”按键隆进行波助形的存绘储。七、信还号采集4.5现场检紧测方法键入文件名称单击完成保存此时已完音成一根桩予的现场测斩试八、波形满分析4.5现场检测果方法选文件夹选文件名单击完成读取（1）波形签读取八、波形初分析4.5现场检腰测方法单击进入处理界面（2）波形处泼理八、波形斯分析4.5现场检君测方法原始波形低通800Hz处理后的波形单击完成处理（2）波形三处理八、波习形分析4.5现场检测例方法（3）波形肥分析移动到桩头位置单击鼠标左键定桩头，同时时间零点移动移动到桩朗底位置单滋击鼠标右缩慧键定桩底计算波速八、波形斗分析4.5现场检稀测方法（3）波形蜓分析定桩后出壤现的桩底垂类型选择诊界面单击选择桩底类型八、波野形分析4.5现场检适测方法（3）波形分深析定桩底后自动化出的模拟桩图形移动到认为有缺陷的位置单击鼠标左键确定缺陷位置计算出的缺陷位置八、波形改分析4.5现场检都测方法（3）波形分梁析定缺陷耽位置后路出现的俗缺陷类音型选择既界面单击确定缺陷类型单击确定缺陷程度八、波靠形分析4.5现场检堡测方法（3）波形乖分析自动化出的缺陷示意图完整性的评价单击进入打印界面九、结乎果打印4.5现场检栋测方法波形打绩印点击打量印后出悟的打印象信息预迷览界面单击进行打印九、结果夫打印4.5现场检测桥方法波形打下印打印确定后出来的打印提示，当分析完四根桩的波形后并都打印确定后打印机才开始输出九、结果至打印4.5现场检削测方法波形打壶印打印输出透格式由设余置界面中凳打印信息胳栏和打印冶高级设置省决定选择打印的内容和输出方式指定每页打印几个波形十、影响沈测试因素4.5现场检班测方法传感器撑安装现场干扰桩周土十、影扑响测试简因素4.5现场检订测方法（1）现场丸干扰现场有重筐型机械在歼施工回产域生振动干刘扰解决方卵案：建女议在检孤测采样桨时停止现场电匪压不稳饺造成干庸扰解决方安案：建侍议仪器浊用电池迈供电或拜将仪器济接地十、影涛响测试胀因素4.5现场检茅测方法（2）传感器僻安装影响产生振荡调整传感器安装振荡消除解决方幻玉案：调歼整传感圾器安装禽使其紧宏粘桩头十、影响斥测试因素4.5现场检泉测方法（3）桩周响土影响桩在空气鉴中十、影创响测试免因素4.5现场检扎测方法（3）桩周土昨影响桩在土中十、影长响测试冰因素4.5现场检占测方法（3）桩周土馋影响桩在土中十、影响野测试因素4.5现场检候测方法（3）桩周土允影响土层磨阻饮对桩底反扶射有衰减土层变保化对应旺力波有娱影响硬土层鹊变为软金土层与届缩颈信勤号相似软土层变妖为硬土层贡与扩颈信扇号相似解决方案绵：（a）利用指故数放大（b）了解土吹层参数（碑或地质资队料）十、影响纽奉测试因素4.5现场检测巡寿方法（3）桩周染土影响十、影名响测试异因素4.5现场检测旺方法（3）桩周脏土影响十、影位响测试边因素4.5现场检测梁方法（3）桩周土鬼影响一、桩聚身波速填平均值势的确定4.6数据处理（1）当桩拿长已知缝、桩端校反射信饰号明显将时，选蜜取相同阿条件下扮不少于5根Ⅰ类桩的笨桩身波吸速按下塌式计算阻其平均新值：式中cm——桩身波减速平均聪值(m/砍s);Ci——第i根桩的膏桩身波奔速计算权值（m/s）；L——完整桩桩牛长（m）；ΔT——时域信屈号第一汤峰与桩锅端反射由波峰间截的时间剥差(ms使)；Δf——幅频曲线广桩端相邻系谐振峰间鞭的频差（Hz），计算坑时不宜取阶第一与第盆二峰；n——基桩数世量（n≥5）一、桩闲身波速挺平均值论的确定4.6数据处暖理（2）当桩身般波速平均气值无法按隆上款确定妹时，可根灯据本地区鸟相同桩型症及施工工伤艺的其他岭桩基工程浓的测试结睬果，并结精合桩身混纽奉凝土强度巡寿等级与实迫践经验综姥合确定。二、桩蒸身缺陷怒位置的榴确定4.6数据处诞理计算公流式式中x——测点至勿桩身缺殃陷之间借的距离忙（m）；Δtx——时域信号拿第一峰与禾缺陷反射帆波峰间的船时间差（ms）；Δfx——幅频曲乒线所对源应缺陷术的相邻殿谐振峰贵间的频股差（Hz）；C——桩身波傅速(m/s蒜)，无法确亩定时用cm值替代术。三、桩验身完整迅性类别抹判定的艇原则4.6数据处变理（1）Ⅰ类桩：骂桩端反醒