桥梁工程试验检测工程师培训二

第三章桥梁灌注桩质量检测桩基础成为各种基础类型中采用最多的基础形式之一灌注桩成桩质量通常存在两方面问题主要内容3.1基桩检测方法综述3.2反射波法

3.3机械阻抗法3.4动力参数法3.5声波透射法3.6高应变动力检测法

3.1基桩检测方法综述工程中常用的钻孔灌注桩质量的检测方法主要分为两大类：一类是关于单桩竖向承载力检测①静荷载试验法②高应变法③动参数法④机械阻抗法(稳态、瞬态和随机激振)⑤水电效应激振频谱法另一类是灌注桩完整性检测①超声脉冲检验法②反射波法③钻芯检验法检测规程《基桩低应变动力检测规程》(JGJ／T93-95)《基桩高应变动力检测规程》(JGTl06-97)《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-01-2004）

3.2反射波法优点：设备轻便灵活、现场检测工作量小、检测效率高、检测费用低等。

1.基本原理当桩嵌于土体中，将受到桩周土阻尼的影响，桩的动力特性满足一维波动方程，即：式中：—质点振动位移；—振动质点到振动源的距离；—质点振动的时间；—阻尼系数；—桩的截面积；—纵波在桩中传播的速度；3.2反射波法2.适用范围反射波法适用于混凝土灌注桩和预制桩等刚性材料桩的桩身完整性检测。3.检测仪器与设备3.2反射波法

①信号采集及处理仪应符合下列规定：a.数据采集装置的模-数转换器不得低于12bit。b.采样间隔宜为10～500μs,可调。c.单通道采样点不少于1024点。d.放大器增益宜大于60dB，可调，线性度良好，其频响范围应满足5Hz～5kHz。②传感器的性能应符合下列规定：a.传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。b.加速度传感器的电压灵敏度应大于100mV／g，电荷灵敏度应大于20PC／g，上限频率不应小于5kHz，安装谐振频率不应小于6kHz，量程应大于100g。c.速度传感器的固有谐振频率不应大于30Hz，灵敏度应大于200mV／cm·s-1，上限频率不应小于1.5kHz，安装谐振频率不应小于1.5kHz。3.2反射波法4.现场检测方法①凿去桩头浮浆，平整桩头，安置传感器；②检查仪器设备，进行激振方式和接收条件的选择试验，设置有关参数；③进行多次重复激振与接收；④出现异常波形，反复测试，了解施工记录。5.实测曲线分析与判定

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。3.2反射波法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，同相为缩径，反相为扩径。④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。⑤桩身混凝土严重离析时，其波速较低。3.2反射波法6.桩身完整性类别Ⅰ类桩：桩端反射较明显，无缺陷反射波，振幅谱线分布正常，混凝土波速处于正常范围。Ⅱ类桩：桩端反射较明显，但有局部缺陷所产生的反射信号，混凝土波速处于正常范围。Ⅲ类桩：桩端反射不明显，可见缺陷二次反射波信号，或有桩端反射但波速明显偏低。Ⅳ类桩：无桩端反射信号，可见因缺陷引起的多次强反射信号，或按平均波速计算的桩长明显短于设计桩长。3.3机械阻抗法

机械导纳

3.4动力参数法输入→系统→输出

机械阻抗法判定基桩完整性机械阻抗法判定基桩完整性3.5声波透射法1.基本原理

①超声脉冲波在混凝土中遇到缺陷时产生绕射，可根据声时及声程的变化，判别和计算缺陷的大小；②超声脉冲波在缺陷界面产生散射和反射，到达接收换能器的声波能量(波幅)显著减小，可根据波幅变化的程度判断缺陷的性质和大小；③超声脉冲波中各频率成份在缺陷界面衰减程度不同，接收信号的频率明显降低，可根据接收信号主频或频率谱的变化分析判别缺陷情况；④超声脉冲波通过缺陷时，部分声波会产生路径和相位变化，不同路径或不同相位的声波叠加后，造成接收信号波形畸变，可参考畸变波形分析判断缺陷。2检测方式①双孔检测②单孔检测③桩外孔检测3.5声波透射法3.主要设备一对径向焕能器超声波仪

3.5声波透射法4测前准备和要求

①预埋检测管数量、材料、内径接头、管底封闭、管口加盖测管相互平行。②现场检测前测定声波检测仪发射至接收系统的延迟时间。5.现场检测步骤

①在检测管内注满清水；②检测管编组，并测量每一组检测管中心间的距离；③调试仪器④检测宜由检测管底部开始，将发射与接收换能器置于同一标高，测量点距小于或等于250mm，测取声时、波幅或频率，并记录。⑤发现异常，加密测量。3.5声波透射法6.检测数据的处理方法①声速判据②PSD判据法3.5声波透射法③波幅(衰减量)判据法用波幅平均值减6dB作为波幅临界值

—波幅临界值(dB)

—波幅平均值(dB)；—第个测点相对波幅值(dB)；

—测点数。

3.唤5声波秆透射脸法7.厕桩身情缺陷俱细测泉判读3.贼5声波恶透射肠法8.位桩身椅完整第性类夜别判箩定Ⅰ类即桩：携各声酿测剖晨面每灵个测馋点的编声速膏、波稳幅均嗽大于搁临界单值，坡波形蝇正常原。Ⅱ类匪桩：业某一辆声测岁剖面者个别吹测点卷的声脊速、膨波幅静略小修于临变界值台，但钩波形摇基本猫正常蝇。Ⅲ类懂桩：秘某一幼声测姿剖面蝇连续芬多个陷测点狸或某散一深糖度桩窜截面猎处的哑声速它、波嗓幅值减小于日临界催值，只PS移D值氧变大驶，波烛形畸涛变。Ⅳ类轻桩：鄙某一岭声测婶剖面猜连续裹多个唐测点箩或某谅一深门度桩存截面汇处的屑声速贯、波谷幅值荒明显翼小于战临界睡值，猪PS棋D值惧突变嫁，波议形严闭重畸气变。3.调5声波晕透射凭法9.帆反平射波案法和好超声剧波法嗽的优浮缺点予比较①检慌测效级率：反射热波法顿高于狸超声应波法现场及检测浅，数相据处露理②检俊测成喷本：反射帅波法切优于孟超声梨波法超声改波法戒要求减埋声汗测管③检很测结浩果：超声惕波法南的准示确性园优于厉反射付波法a.雅较大筋缺陷甘并且本位置算较浅歌时；b.期多处犹缺陷舰；c.偿缺陷画位置嫂的准福确性勺（深夜度和墓截面涉）；d.塌缺陷沾性质宝和范费围；e.郑长桩威。3.冻5声波半透射驾法10锻.仅反射员波法幕和超荒声波挠法对把比研筛究反射童波法和超声念波法目前亲在全杨国应震用都未比较眯普遍宣，但限由于遮各地路的地精质条爹件不注同、丙桩长娇桩径浇变化射较大滤、加炸之对犯这两蹄种方阁法的猾优缺肯点认利同度勺差异既，各墨地采坟用这伶两种愚方法挡比例窜差别容较大野。河南胡省公笼路桥借梁建朋设中百桩基牧检测叼全部办采用超声券波法。昏为了救探索秩反射惯波法蜘在河治南省练公路壁桥梁挂建设提中的荐应用惰，我翅们依熊托郑忧少高界速公箭路和闹新郑誉高速劫公路捏数十大座桥晨梁的垃桩基骨础，棉对比淹测试六了6箭1根慰不同栗地质探条件槽、不浪同桩谊长桩胞径和梦不同屯缺陷仁的灌正注桩辜，并访对其缴每一巧根桩吃的检喂测结括果进顾行了奶对比冻分析推研究净，得举到了许一些摇有用肺的结警论。完其中希比较毕典型祥的1征3根井桩的皆测试充分析绪结果舅见表膏1～迎表1辜3。工程名称渭南桩基检测基地桩编号5测试桩长13.4m设计桩径0.6m砼标号C20灌注日期年月日检测日期2005年04月15日地质概况0～15m,粘土；实测反射波曲线波形分析桩身完整，桩底反射明显，混凝土质量良好，与超声法检测结果基本一致。备注标准试验桩，反射波形也比较标准。表1罪反射熟波法慌检测构曲线廉分析揪