樁基檢測技術_學習課件

1、課程內容課程內容 一、樁基檢測概論一、樁基檢測概論 二、灌注樁成孔質量檢測二、灌注樁成孔質量檢測 三、樁的靜載試驗三、樁的靜載試驗 四、樁的低應變、高應變動力檢測四、樁的低應變、高應變動力檢測 五、聲波透射檢測五、聲波透射檢測 六、鉆芯法檢測六、鉆芯法檢測 七、動力觸探檢測七、動力觸探檢測 一一 樁基檢測概論樁基檢測概論 ( (一一) )在我國各類工程建設中，在我國各類工程建設中， 廣泛采用樁基礎廣泛采用樁基礎; ; 樁基礎是歷史悠久、應用廣泛的一種基礎形式。在我樁基礎是歷史悠久、應用廣泛的一種基礎形式。在我 國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺國高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼

2、頭、海上采油平臺 以至核電站等工程中，都有普遍應用以至核電站等工程中，都有普遍應用。 70007000年前我國就出現了木樁（如上海北宋的龍華年前我國就出現了木樁（如上海北宋的龍華 塔）；塔）； 18201820年以后，出現了鑄鐵鋼板樁修筑圍堰和碼頭；年以后，出現了鑄鐵鋼板樁修筑圍堰和碼頭； 19001900年以后，美國出現了大量鋼樁基礎；年以后，美國出現了大量鋼樁基礎； 18981898年俄國提出就地灌注混凝土樁；年俄國提出就地灌注混凝土樁； 19011901年美國提出沉管灌注樁，年美國提出沉管灌注樁，19301930左右在我國上海左右在我國上海 應用；應用； 19601960年以后，我國研制

3、出預應力鋼筋混凝土管樁。年以后，我國研制出預應力鋼筋混凝土管樁。 樁基檢測概論（續(xù)）樁基檢測概論（續(xù)） 自此以后，隨著樁基礎應用領域的擴寬，機械設備和施工技術不斷得到改進自此以后，隨著樁基礎應用領域的擴寬，機械設備和施工技術不斷得到改進 與發(fā)展，產生了各種新樁型和新工法，為樁在復雜地質條件和環(huán)境條件下的應用與發(fā)展，產生了各種新樁型和新工法，為樁在復雜地質條件和環(huán)境條件下的應用 注入了勃勃生機。今天樁基礎已成為高層建筑、大型橋梁、深水碼頭和海上石油注入了勃勃生機。今天樁基礎已成為高層建筑、大型橋梁、深水碼頭和海上石油 平臺等采用的主要基礎形式。平臺等采用的主要基礎形式。 目前我國橋梁工程中最大樁

4、徑已超過目前我國橋梁工程中最大樁徑已超過5 5m m，基樁入土深度已達基樁入土深度已達100100m m以上。以上。 樁基礎在我國高層樁基礎在我國高層 建筑、重型廠房、建筑、重型廠房、 橋梁、港口碼頭、橋梁、港口碼頭、 海上采油平臺以至海上采油平臺以至 核電站等工程中，核電站等工程中， 都得到普遍應用都得到普遍應用。 基樁分類基樁分類 按成樁方法對土層的影響分類：按成樁方法對土層的影響分類： 1 1、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）；、擠土樁（打入、壓入、沉管灌注樁）； 2 2、部分擠土樁、微排土樁（、部分擠土樁、微排土樁（I I型、型、H H型鋼樁、鋼板型鋼樁、鋼板 樁、開口式鋼管樁和螺旋樁

5、）；樁、開口式鋼管樁和螺旋樁）； 3 3、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）；、非擠土樁（挖孔、鉆孔灌注樁）； 按成樁方法對土層的影響分類：按成樁方法對土層的影響分類： 1 1、木樁；、木樁；2 2、鋼樁；、鋼樁；3 3、混凝土樁；、混凝土樁；4 4、組合樁；、組合樁； 基樁分類基樁分類 按樁的功能分類：按樁的功能分類： 1 1、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）；、抗軸向壓樁（摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁）； 2 2、抗側壓樁；、抗側壓樁；3 3、抗拔樁；、抗拔樁； 按成樁方法分類：按成樁方法分類： 1 1、打入樁；、打入樁； 2 2、就地灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工、就地灌注樁（沉管

6、灌注樁、鉆孔灌注樁、人工 挖孔灌注樁、夯擴樁、復打樁、支盤樁、樹根挖孔灌注樁、夯擴樁、復打樁、支盤樁、樹根 樁）；樁）； 3 3、靜壓樁；、靜壓樁；4 4、螺旋樁；、螺旋樁；5 5、碎石樁；、碎石樁； 6 6、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。、水泥土攪拌樁（深層攪拌樁、粉噴樁）。 樁基工程常見的質量問題樁基工程常見的質量問題 （1 1）沉管灌注樁）沉管灌注樁 1 1、斷裂（側向擠土）；、斷裂（側向擠土）；2 2、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）； 3 3、縮頸；、縮頸；4 4、斷樁離析；、斷樁離析；5 5、吊腳樁；、吊腳樁； （2 2）沖、鉆孔灌注樁）沖、鉆孔灌注樁 1 1、斷樁；、斷樁；2

7、2、離析；、離析；3 3、塌孔、縮頸、夾泥；、塌孔、縮頸、夾泥； 4 4、沉渣過厚；、沉渣過厚； （3 3）混凝土預制樁）混凝土預制樁 1 1、樁身開裂；、樁身開裂；2 2、樁頭打碎；、樁頭打碎；3 3、擠折斷；、擠折斷；4 4、破、破 裂；裂； 樁基檢測概論樁基檢測概論 （二）樁基檢測技術是保證樁基質量的重要手段（二）樁基檢測技術是保證樁基質量的重要手段 施工前的檢測、施工中的檢測、施工后的檢測；施工前的檢測、施工中的檢測、施工后的檢測； 常規(guī)方法：常規(guī)方法： 1 1、單樁豎向抗壓靜載試驗；、單樁豎向抗壓靜載試驗； 2 2、單樁豎向抗拔靜載試驗；、單樁豎向抗拔靜載試驗； 3 3、單樁水平靜載

8、試驗；、單樁水平靜載試驗； 4 4、鉆芯法；、鉆芯法； 7 7、動力觸探法；、動力觸探法； 5 5、高應變動測；、高應變動測； 8 8、聲波透射法；、聲波透射法； 6 6、低應變動測；、低應變動測； 9 9、取樣試件試、取樣試件試 驗；驗； 樁基檢測新方法樁基檢測新方法 1 1、測定承載力的自平衡法；、測定承載力的自平衡法； 2 2、靜動法；、靜動法； 3 3、檢測樁身混凝土缺陷的、檢測樁身混凝土缺陷的CTCT掃描等；掃描等； CTCT樁身質量檢測樁身質量檢測 反力架靜載試驗反力架靜載試驗 高應變動力檢測高應變動力檢測 靜載試驗靜載試驗 成孔質量檢測成孔質量檢測 樁基取芯檢測樁基取芯檢測 樁基

9、低應變檢測技術樁基低應變檢測技術 樁基動測實測曲線樁基動測實測曲線 灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分，灌注樁的施工分為成孔和成樁兩部分， 成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質量控成孔作業(yè)由于是在地下、水下完成，質量控 制難度大，復雜的地質條件和施工的失誤，制難度大，復雜的地質條件和施工的失誤， 都有可能產生塌孔、縮頸、樁孔偏斜、沉渣都有可能產生塌孔、縮頸、樁孔偏斜、沉渣 過厚等問題。過厚等問題。 成孔質量檢驗的內容：成孔質量檢驗的內容： 樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度、樁孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度、 泥漿指標。泥漿指標。 一一 簡簡 易易 法法 檢檢 測測 二、傘形孔徑儀檢測二

10、、傘形孔徑儀檢測 傘形孔徑儀是由孔徑儀、孔傘形孔徑儀是由孔徑儀、孔 斜儀、沉渣厚度測定儀三部斜儀、沉渣厚度測定儀三部 分組成的一個測試系統(tǒng)。分組成的一個測試系統(tǒng)。 儀器由孔徑測頭、自動記錄儀器由孔徑測頭、自動記錄 儀、電動絞車等組成。儀、電動絞車等組成。 三、聲波法檢測三、聲波法檢測 孔底沉渣的厚薄直接影響樁端承力的發(fā)揮， 沉渣太厚將使樁的承載能力大大降低，因此樁 孔在灌注混凝土之前必須對沉渣厚度進行檢測， 必要時須進行再次清孔，直到沉渣厚度滿足要 求。 目前測量沉渣厚度的方法大致有測錘法、電阻 率法、電容法、聲波法等。 一、豎向抗壓靜載試驗；一、豎向抗壓靜載試驗； 二、單樁豎向抗拔靜荷載試驗

11、；二、單樁豎向抗拔靜荷載試驗； 三、單樁水平靜載試驗；三、單樁水平靜載試驗； 靜載試驗可確定樁的承載力，可為設計提靜載試驗可確定樁的承載力，可為設計提 供依據，也可以為工程驗收提供依據，是獲得供依據，也可以為工程驗收提供依據，是獲得 樁軸向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、樁軸向抗壓、抗拔以及橫向承載力的最基本、 最可靠的方法。我國建筑工程中慣用的靜載試最可靠的方法。我國建筑工程中慣用的靜載試 驗方法是維持荷載法。又可分為慢速維持荷載驗方法是維持荷載法。又可分為慢速維持荷載 法和快速維持荷載法。法和快速維持荷載法。 三三 樁基靜載試驗樁基靜載試驗 靜載方法原理簡介靜載方法原理簡介 利用堆載或錨

12、樁等反力裝置，由千斤頂施力于單利用堆載或錨樁等反力裝置，由千斤頂施力于單 樁、復合地基或天然地基，并記錄被測對象的位樁、復合地基或天然地基，并記錄被測對象的位 移變化，由獲得的力與位移曲線（移變化，由獲得的力與位移曲線（Q-SQ-S），），或位移或位移 時間曲線（時間曲線（S-LgtS-Lgt）等資料，按照國家行業(yè)標準可等資料，按照國家行業(yè)標準可 確定確定: : 1 1、單樁、復合地基或天然地基等極限承載力、單樁、復合地基或天然地基等極限承載力 2 2、對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價、對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價 3 3、實測樁身摩阻力和樁端阻力、實測樁身摩阻力和樁端阻力( (研究性

13、試驗研究性試驗) ) 適用范圍：單樁豎向抗壓靜載荷試驗、單樁水平適用范圍：單樁豎向抗壓靜載荷試驗、單樁水平 靜載荷試驗、單樁豎向抗拔靜載荷試驗、地基處靜載荷試驗、單樁豎向抗拔靜載荷試驗、地基處 理的靜載荷試驗、天然地基的平板豎向靜載荷試理的靜載荷試驗、天然地基的平板豎向靜載荷試 驗等。驗等。 （一）豎向抗壓靜載試驗（一）豎向抗壓靜載試驗 單樁豎向抗壓靜載試驗，就是采用接近于豎向抗壓樁實際工作條件的試驗方法。單樁豎向抗壓靜載試驗，就是采用接近于豎向抗壓樁實際工作條件的試驗方法。 荷載作用于樁頂，樁頂產生位移（沉降），可得到單根試樁荷載作用于樁頂，樁頂產生位移（沉降），可得到單根試樁Q QS S曲

14、線，還可獲得曲線，還可獲得 每級荷載下樁頂沉降隨時間的變化曲線每級荷載下樁頂沉降隨時間的變化曲線S Slgtlgt，當樁身中埋設量測元件（傳感器、當樁身中埋設量測元件（傳感器、 位移桿）時，還可以直接測得樁側各土層的極限摩阻力和端承力（成本較高，主位移桿）時，還可以直接測得樁側各土層的極限摩阻力和端承力（成本較高，主 要用于大型、重點工程和科研試驗）。要用于大型、重點工程和科研試驗）。 試驗加載裝置試驗加載裝置 1 1、錨樁橫梁反力裝置；、錨樁橫梁反力裝置； 2 2、堆重平臺反力裝置；、堆重平臺反力裝置； 3 3、錨樁堆重聯合反力裝置；、錨樁堆重聯合反力裝置； 4 4、地錨反力裝置；、地錨反力

15、裝置； 錨樁橫梁反力裝置錨樁橫梁反力裝置 堆重平臺反力裝置堆重平臺反力裝置 堆重平臺反力裝置堆重平臺反力裝置 傘形地錨裝置示意圖傘形地錨裝置示意圖 地錨反力裝置地錨反力裝置 20002000T T樁基靜載設備，曾用 于北京海洋館作靜載試驗 測試儀表測試儀表 一般選用單臺或多臺同型號的一般選用單臺或多臺同型號的千斤頂千斤頂并聯加載；并聯加載； 荷載可用并聯于千斤頂的高精度荷載可用并聯于千斤頂的高精度壓力表壓力表測定油壓，測定油壓， 并換算為荷載，重要的樁基試驗還需在千斤頂上并換算為荷載，重要的樁基試驗還需在千斤頂上 放置放置應力環(huán)應力環(huán)或或壓力傳感器壓力傳感器實行雙控校正。實行雙控校正。 沉降測

16、量一般采用沉降測量一般采用百分表百分表或或電子位移計電子位移計，設置在，設置在 樁的樁的2 2個正交直徑方向，對稱安裝個正交直徑方向，對稱安裝4 4個；小直徑樁個；小直徑樁 可安裝可安裝2 2個或個或3 3個。沉降測定平面離開樁頂的距離個。沉降測定平面離開樁頂的距離 不應小于不應小于0.50.5倍樁徑。倍樁徑。 樁身量測元件樁身量測元件 國內樁身埋設的測試元件用得較多的是國內樁身埋設的測試元件用得較多的是電阻式電阻式 應變計應變計和和振弦式鋼筋應力計振弦式鋼筋應力計，用屏蔽導線引出。用屏蔽導線引出。 在國外，以美國材料及試驗學會（在國外，以美國材料及試驗學會（ASTMASTM）推薦推薦 的量測

17、鋼管樁樁身應變的方法較為常用，即沿的量測鋼管樁樁身應變的方法較為常用，即沿 樁身的不同標高處預埋不同長度的樁身的不同標高處預埋不同長度的金屬管金屬管及及測測 桿桿，用千分表量測桿趾部相對于樁頂處的下沉用千分表量測桿趾部相對于樁頂處的下沉 量，經計算求得應變與荷載。量，經計算求得應變與荷載。 樁端阻力一般用埋置于樁端的樁端阻力一般用埋置于樁端的扁千斤頂扁千斤頂量測量測。 鋼筋 應力 計 加載方法加載方法 一般采用一般采用慢速維持荷載法慢速維持荷載法，即逐級加載，每一級荷，即逐級加載，每一級荷 載達到相對穩(wěn)定后，再加下一級荷載，直至破壞，載達到相對穩(wěn)定后，再加下一級荷載，直至破壞， 然后卸載至零。

18、然后卸載至零。 我國沿海軟土地區(qū)也較多采用我國沿海軟土地區(qū)也較多采用快速維持荷載法快速維持荷載法，即，即 每隔每隔lhlh加一級荷載?？焖俜ㄋ玫臉O限荷載所對應加一級荷載?？焖俜ㄋ玫臉O限荷載所對應 的沉降值比慢速法的偏小百分之十幾。的沉降值比慢速法的偏小百分之十幾。 另外還有另外還有多循環(huán)加卸載法多循環(huán)加卸載法（每級荷載達到相對穩(wěn)定（每級荷載達到相對穩(wěn)定 后卸載到零）及等貫入速率法。此法的加荷速率常后卸載到零）及等貫入速率法。此法的加荷速率常 取取0.5 0.5 mmmmmin,min,加載至總貫人量為加載至總貫人量為50507070mmmm，或或 荷載不再增大為止。荷載不再增大為止。 試驗

19、資料整理試驗資料整理 繪制有關試驗成果曲線，一般繪制繪制有關試驗成果曲線，一般繪制Q QS S（按整個圖形比例橫：豎按整個圖形比例橫：豎=2=2：3 3，取，取Q/SQ/S的的 坐標比例坐標比例) )S-lgtS-lgt、S-lgQS-lgQ曲線以及其他進行輔助分析所需曲線。曲線以及其他進行輔助分析所需曲線。 單樁豎向極限承載力的確定單樁豎向極限承載力的確定 在工程實踐中，除了遵循有關的規(guī)范規(guī)程外，可參照下列標準確定極限承載力：在工程實踐中，除了遵循有關的規(guī)范規(guī)程外，可參照下列標準確定極限承載力： l l）當今當今S S曲線的陡降段明顯時，取相應于陡降段起點的荷載；曲線的陡降段明顯時，取相應于

20、陡降段起點的荷載； 2 2）對于緩變型對于緩變型Q QS S曲線，一般可取曲線，一般可取S S404060mm60mm對應的荷載；對應的荷載； 3 3）?。┤ Slgtlgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載。曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載。 圖圖2 2 Q-SQ-S曲線曲線 圖圖3 3lgtlgtS S曲線曲線 （二）豎向抗拔靜荷載試驗（二）豎向抗拔靜荷載試驗 高聳建（構）筑物往往承受較大的水平力，導致部分樁承受上拔力，多層地下高聳建（構）筑物往往承受較大的水平力，導致部分樁承受上拔力，多層地下 室的底板也會承受較大水浮力，而抗拔樁是重要的措施。室的底板也會承受較大水浮力，而抗拔樁

21、是重要的措施。 迄今為止，樁基礎上拔承載力的計算還沒有從理論上得以很好解決，現場原位迄今為止，樁基礎上拔承載力的計算還沒有從理論上得以很好解決，現場原位 抗拔試驗就顯得相當重要?？拱卧囼灳惋@得相當重要。 試驗加載裝置試驗加載裝置 一般采用千斤頂加載，其反力裝置一般采有兩根錨樁和承載梁組成，試樁和承載一般采用千斤頂加載，其反力裝置一般采有兩根錨樁和承載梁組成，試樁和承載 梁用拉桿連接，將千斤頂置于兩根試樁之上，頂推承載梁，引起試樁上拔。應盡梁用拉桿連接，將千斤頂置于兩根試樁之上，頂推承載梁，引起試樁上拔。應盡 量利用工程樁為反力錨樁，若灌注樁作錨樁，直沿樁身通長配筋，以免出現樁身量利用工程樁為反

22、力錨樁，若灌注樁作錨樁，直沿樁身通長配筋，以免出現樁身 的破損。的破損。 （三）單樁水平靜載試驗（三）單樁水平靜載試驗 單樁水平靜載試驗采用接近于水平受荷樁實際工單樁水平靜載試驗采用接近于水平受荷樁實際工 作條件的試驗方法達到下列目的：作條件的試驗方法達到下列目的： 1 1確定試樁承載能力確定試樁承載能力 試樁的水平承載力可直接由水平荷載和水平位移試樁的水平承載力可直接由水平荷載和水平位移 曲線判定，亦可根據實測樁身應變來判定。曲線判定，亦可根據實測樁身應變來判定。 2 2確定試樁在各級荷載下彎矩分布規(guī)律確定試樁在各級荷載下彎矩分布規(guī)律 當樁身埋設有量測元件時，可以較精確求得各級當樁身埋設有量

23、測元件時，可以較精確求得各級 水平荷載作用下樁身彎矩的分布情況，從而為檢水平荷載作用下樁身彎矩的分布情況，從而為檢 驗樁身強度，推求不同深度彈性地基系數提供依驗樁身強度，推求不同深度彈性地基系數提供依 據據。3 3確定彈性地基系數確定彈性地基系數 4 4推求實際地基反力系數推求實際地基反力系數 自平衡法靜載試驗技術自平衡法靜載試驗技術osterberg法法 傳統(tǒng)單極豎向抗壓靜載試驗需要較大的反力傳統(tǒng)單極豎向抗壓靜載試驗需要較大的反力 裝置，除非埋設樁底反力和樁身應力、應變測量裝置，除非埋設樁底反力和樁身應力、應變測量 元件，試驗結果不能劃分樁側阻力和樁端阻力。元件，試驗結果不能劃分樁側阻力和樁

24、端阻力。 對于大直徑大噸位的樁和大開挖的樁基工程，對于大直徑大噸位的樁和大開挖的樁基工程， 由于試驗設備無法安裝，靜載試驗難以進行。靜由于試驗設備無法安裝，靜載試驗難以進行。靜 載試驗工作費時、費力、費錢。以致許多重要的載試驗工作費時、費力、費錢。以致許多重要的 建、構筑物的大噸位基樁往往得不到準確的承載建、構筑物的大噸位基樁往往得不到準確的承載 力數據，基樁的承載潛力不能得到有效地發(fā)揮。力數據，基樁的承載潛力不能得到有效地發(fā)揮。 原理原理 自平衡法靜載試驗技術是將千斤頂放置在樁自平衡法靜載試驗技術是將千斤頂放置在樁 的底部，向上頂樁身的同時，向下壓樁底，使樁的底部，向上頂樁身的同時，向下壓樁

25、底，使樁 的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載一位的摩阻力和端阻力互為反力，分別得到荷載一位 移曲線，疊加后得到樁頂的承載力和位移關系的移曲線，疊加后得到樁頂的承載力和位移關系的Q Q s s曲線。這種方法解決了大噸位樁豎向承載力現曲線。這種方法解決了大噸位樁豎向承載力現 場試驗，并分別測得樁側阻力和樁端阻力以便更場試驗，并分別測得樁側阻力和樁端阻力以便更 有利于指導設計。利用這種新試驗技術，還可完有利于指導設計。利用這種新試驗技術，還可完 成人工挖孔樁持力層原位荷載試驗，對受場地條成人工挖孔樁持力層原位荷載試驗，對受場地條 件限制無法進行常規(guī)靜載試驗的樁進行單樁豎向件限制無法進行常規(guī)靜載試

26、驗的樁進行單樁豎向 承載力現場試驗。承載力現場試驗。 應用范圍應用范圍 自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、自平衡試樁法適用于部性土、粉土、砂土、 巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁 等，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相關困難的水上試等，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相關困難的水上試 樁。坡上試樁、基坑底試樁，狹窄場地試樁等情樁。坡上試樁、基坑底試樁，狹窄場地試樁等情 況。況。 19981998年年1010月，月，OsterbergOsterberg本人撰文總結了該本人撰文總結了該 試樁法在世界各地試樁法在世界各地1010年的應用經驗。據稱，該法年的應用經驗

27、。據稱，該法 已成功地應用于鉆孔樁、壁板樁、打人式鋼管樁已成功地應用于鉆孔樁、壁板樁、打人式鋼管樁 及預制混凝土樁等樁型共約及預制混凝土樁等樁型共約300300余例。單樁最大試余例。單樁最大試 驗荷載已達到驗荷載已達到133133MNMN（13300t13300t），），深長達深長達9090m m，樁樁 徑達徑達3 3m m。 試驗裝置 自平衡試樁法的主要裝置是經特別設計的液壓千自平衡試樁法的主要裝置是經特別設計的液壓千 斤頂式的荷載箱，也稱為壓力單元。斤頂式的荷載箱，也稱為壓力單元。 荷載箱可以是一次性的，也可以是可回收的?？珊奢d箱可以是一次性的，也可以是可回收的?？?回收的荷載箱一般放置在

28、空心預制樁的內部、離回收的荷載箱一般放置在空心預制樁的內部、離 樁底不遠的位置。一對精細加工的卡口事先澆筑樁底不遠的位置。一對精細加工的卡口事先澆筑 在試驗樁內部樁端的稍上部，試驗時將荷載箱放在試驗樁內部樁端的稍上部，試驗時將荷載箱放 到卡口的位置，順時針旋轉到卡口的位置，順時針旋轉9090度度，將其鎖?。辉噷⑵滏i??；試 驗后再逆時針旋轉驗后再逆時針旋轉9090度，將其卸下回收，重復使度，將其卸下回收，重復使 用。不可回收的千斤頂可以是鍋式的，可以是鞘用。不可回收的千斤頂可以是鍋式的，可以是鞘 式的式的. . 樁基動力檢測是指在樁頂施加一個動態(tài)力樁基動力檢測是指在樁頂施加一個動態(tài)力 （可以是瞬

29、態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力）。樁土系統(tǒng)（可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力）。樁土系統(tǒng) 在動態(tài)力的作用下產生動態(tài)響應信號（位移、速在動態(tài)力的作用下產生動態(tài)響應信號（位移、速 度、加速度信號），通過對信號的時域分析、頻度、加速度信號），通過對信號的時域分析、頻 域分析或傳遞函數分析，判斷樁身結構的完整性，域分析或傳遞函數分析，判斷樁身結構的完整性， 推斷單樁承載力。推斷單樁承載力。 根據作用在樁頂上的動荷載能量能否使樁土根據作用在樁頂上的動荷載能量能否使樁土 之間發(fā)生一定彈性位移或塑性位移，把動力測樁之間發(fā)生一定彈性位移或塑性位移，把動力測樁 分為低應變、高應變兩種方法。低應變作用在樁分為低應變、高應變兩種

30、方法。低應變作用在樁 頂上的動荷載遠小于樁的使用荷載，能量小，只頂上的動荷載遠小于樁的使用荷載，能量小，只 能使樁土產生彈性變形。能使樁土產生彈性變形。 四四 樁基低應變動力檢測樁基低應變動力檢測 低應變動測技術低應變動測技術 反射波法反射波法 機械阻抗法機械阻抗法 水電效應法水電效應法 動力參數法動力參數法 共振法共振法 球擊法球擊法 原理原理 基樁反射波法檢測樁身結構完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號產生應基樁反射波法檢測樁身結構完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號產生應 力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞力波，該應力波沿樁身傳播過程中，

31、遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞 等缺陷）和樁底面時，將產生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特等缺陷）和樁底面時，將產生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特 征，就能判斷樁的完整性。征，就能判斷樁的完整性。 低應變動測儀器低應變動測儀器 激振設備、激振設備、 傳感器、放傳感器、放 大器、信號大器、信號 采集分析儀。采集分析儀。 FDP204(B)FDP204(B)掌上動測儀掌上動測儀 目前傾向于低應目前傾向于低應 變法僅能檢測樁變法僅能檢測樁 身完整性身完整性 樁身完整性定義樁身完整性定義 樁身完整性類別是按缺陷對樁身結構承載力的樁身完整性類別是按缺陷對樁身結構承

32、載力的 影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的：影響程度，統(tǒng)一劃分為四類的： 一類一類樁身完整。，樁身完整。， 二類二類樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結 構承載力的發(fā)揮。構承載力的發(fā)揮。 三類三類樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載 力有影響，一般應采用其他方法驗證其可用性，力有影響，一般應采用其他方法驗證其可用性， 或根據具體情況進行設計復核或補強處理。或根據具體情況進行設計復核或補強處理。 四類四類樁身存在嚴重缺陷，一般應進行補樁身存在嚴重缺陷，一般應進行補 強處理。強處理。 檢測實例檢測實例 本研究理論在浙江某工地一預應力管樁質量檢測分析中的應用本

33、研究理論在浙江某工地一預應力管樁質量檢測分析中的應用 樁長樁長2828米，樁外徑為米，樁外徑為600600毫米，壁厚毫米，壁厚100100毫米，混凝土標號毫米，混凝土標號C60C60，該場地土層均為軟該場地土層均為軟- -流流 塑狀淤泥或淤泥質粘土。（塑狀淤泥或淤泥質粘土。（7 7米處斷裂）米處斷裂） t V v -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 01234567891011121314 實實測測曲曲線線 理理論論計計算算曲曲線線 浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測試浙江南部海島某工地的一根鉆孔灌注樁的測試 該樁約該樁約1919米，直徑為米，直徑為12001

34、200毫米，混凝土標號為毫米，混凝土標號為C25C25。 （能反映導納的衰減現象）能反映導納的衰減現象） 機械阻抗法是通過獲得樁頂速度導納幅頻曲線來分 析樁身質量和樁的工程力學性狀。 f (Hz) H v 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 050100150200250300350400450500550600 實實測測曲曲線線 理理論論計計算算曲曲線線 高應變動力試樁的高應變動力試樁的基本原理：基本原理： 用重錘沖擊樁頂，使樁土產生足夠的相用重錘沖擊樁頂，使樁土產生足夠的相 對位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，對位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力， 通過安裝在樁頂

35、以下樁身兩側的力和加速度傳通過安裝在樁頂以下樁身兩側的力和加速度傳 感器接收樁的應力波信號，應用應力波理論分感器接收樁的應力波信號，應用應力波理論分 析處理力和速度時程曲線，從而判定樁的承載析處理力和速度時程曲線，從而判定樁的承載 力和評價樁身質量完整性力和評價樁身質量完整性. . 五五 樁基高應變動力檢測樁基高應變動力檢測 已有的方法已有的方法 1 1、打樁公式法，、打樁公式法，用于預制樁施工時的同步測試，采用剛體碰撞過程中用于預制樁施工時的同步測試，采用剛體碰撞過程中 的動量與能量守恒原理，打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式最的動量與能量守恒原理，打樁公式法以工程新聞公式和海利打樁公式

36、最 為流行；為流行； 2 2錘擊貫人法，錘擊貫人法，簡稱錘貫法，曾在我國許多地方得到應用，仿照靜載簡稱錘貫法，曾在我國許多地方得到應用，仿照靜載 荷試驗法獲得動態(tài)打擊力與相應沉降之間的曲線，通過動靜對比系數計荷試驗法獲得動態(tài)打擊力與相應沉降之間的曲線，通過動靜對比系數計 算靜承載力，也有人采用波動方程法和經驗公式法計算承載力；算靜承載力，也有人采用波動方程法和經驗公式法計算承載力； 3 3SmithSmith波動方程法波動方程法，設樁為一維彈性桿，樁土問符合牛頓粘性體和設樁為一維彈性桿，樁土問符合牛頓粘性體和 理想彈塑性體模型，將錘、沖擊塊、錘墊、樁墊、樁等離散化為一系列理想彈塑性體模型，將錘

37、、沖擊塊、錘墊、樁墊、樁等離散化為一系列 單元，編程求解離散系統(tǒng)的差分方程組，得到打樁反應曲線，根據實測單元，編程求解離散系統(tǒng)的差分方程組，得到打樁反應曲線，根據實測 貫人度，考慮土的吸著系數，求得樁的極限承載力；貫人度，考慮土的吸著系數，求得樁的極限承載力； 4 4波動方程半經驗解析解法，也稱波動方程半經驗解析解法，也稱CASECASE法，法，將樁假定為一維彈性桿件，將樁假定為一維彈性桿件， 土體靜阻力不隨時間變化，動阻力僅集中在樁尖。根據應力波理論，同土體靜阻力不隨時間變化，動阻力僅集中在樁尖。根據應力波理論，同 時分析樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力；時分析樁身完整性和樁土系統(tǒng)承載力； 5 5

38、波動方程擬合法，即波動方程擬合法，即 CAPWAPCAPWAP法，法，其模型較為復雜，只能編程計算，其模型較為復雜，只能編程計算， 是目前廣泛應用的一種較合理的方法；是目前廣泛應用的一種較合理的方法； 6 6靜動法靜動法，也稱偽靜力法，也稱偽靜力法，其意義在于延長沖擊力作用時間（其意義在于延長沖擊力作用時間（100100msms） 使之更接近于靜載荷試驗狀態(tài)。使之更接近于靜載荷試驗狀態(tài)。 CASECASE法和法和CAPWAPCAPWAP法法 CASE CASE法和法和CAPWAPCAPWAP法是目前最常用的兩種高應變法是目前最常用的兩種高應變 動力試樁方法，也是狹義的高應變動力試樁法。動力試樁

39、方法，也是狹義的高應變動力試樁法。 它們的現場測試方法和測試系統(tǒng)完全相同，通它們的現場測試方法和測試系統(tǒng)完全相同，通 過重錘沖擊樁頭，產生沿樁身向下傳播的應力波和過重錘沖擊樁頭，產生沿樁身向下傳播的應力波和 一定的樁土位移，利用對稱安裝于樁頂兩側的加速一定的樁土位移，利用對稱安裝于樁頂兩側的加速 度計和特制工具式應變計記錄沖擊波作用下的加速度計和特制工具式應變計記錄沖擊波作用下的加速 度與應變，并通過長線電纜傳輸給樁基動測儀；然度與應變，并通過長線電纜傳輸給樁基動測儀；然 后采用不同軟件求得相應承載力和基樁質量完整性后采用不同軟件求得相應承載力和基樁質量完整性 指數指數. .CASECASE法

40、由于分析較為簡單，可在現場提交，法由于分析較為簡單，可在現場提交， 高應變動力試樁現場測試示意圖結果，因而也稱波高應變動力試樁現場測試示意圖結果，因而也稱波 動方程實時分析法；而擬合法因要進行大量擬合反動方程實時分析法；而擬合法因要進行大量擬合反 演運算，一般只能在室內進行。演運算，一般只能在室內進行。 激振設備：激振設備： 預制樁打樁機械預制樁打樁機械 自制自由落錘自制自由落錘 錘重應大于預估錘重應大于預估 的單樁極限承載力的單樁極限承載力 的的1.01.01.51.5 如圖采用美國PDIPDI公司 PALPAL型基樁高應變動測儀 檢測樁基，檢測結果可 提供基樁的極限承載力 指標和樁身結構完

41、整性 評價。 檢測目的: : 、判定單樁豎向承 載力是否滿足設計要求 、檢測樁身缺陷及 位置，判定樁身完整性 、分析樁側和樁端 阻力 CASE法法 凱司法是美國凱司技術學院凱司法是美國凱司技術學院GobleGoble教授等人經十余年努力，逐步形成的一套以行教授等人經十余年努力，逐步形成的一套以行 波理論為基礎的樁動力測量和分析方法。波理論為基礎的樁動力測量和分析方法。 這個方法從行波理論出發(fā)，導出了一套簡潔的分析計算公式并改善了相應的測量這個方法從行波理論出發(fā)，導出了一套簡潔的分析計算公式并改善了相應的測量 儀器，使之能在打樁現場立即得到關于樁的承載力。樁身完整性、樁身應力和錘儀器，使之能在打

42、樁現場立即得到關于樁的承載力。樁身完整性、樁身應力和錘 擊能量傳遞等分析結果其優(yōu)點是具有很強的實時測量分析功能擊能量傳遞等分析結果其優(yōu)點是具有很強的實時測量分析功能。 利用疊加原理的打樁總阻力估算公利用疊加原理的打樁總阻力估算公 式式 初始速度曲線第一峰的時刻為初始速度曲線第一峰的時刻為 t1t1，則在則在 t2t2t1t1 2L/C2L/C時刻，樁頂實測的力和速度記錄中將包含以下四時刻，樁頂實測的力和速度記錄中將包含以下四 種影響：種影響： 1 1）由土阻力產生的全部上行壓縮土阻力波的總和）由土阻力產生的全部上行壓縮土阻力波的總和 RT/2RT/2； 2 2）由初始的下行壓力波經樁底反射產生

43、的上行拉力由初始的下行壓力波經樁底反射產生的上行拉力 波，其大小即為波，其大小即為Fd(t1) Fd(t1) 但符號為負；但符號為負； 3 3）由土阻力產生的下行拉力波經樁底反射后以壓縮由土阻力產生的下行拉力波經樁底反射后以壓縮 波的形式上行，并與第波的形式上行，并與第 (2 (2）項的上行波同時到達樁項的上行波同時到達樁 頂，其大小也為頂，其大小也為 RT/2RT/2； 4 4）全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波全部的上行波在樁頂反射而形成的下行波Fd(t2Fd(t2）。 土阻力表達式土阻力表達式 CaseCase承載力計算方法承載力計算方法 根據前式，已經得到了應力波在根據前式，已經得到

44、了應力波在2L/C2L/C一個完整行一個完整行 程中所遇到的總的土阻力計算公式。但是并不能程中所遇到的總的土阻力計算公式。但是并不能 回答總阻力回答總阻力R R，與樁的極限承載力之間的關系。因與樁的極限承載力之間的關系。因 為其中包含有土阻尼的影響，也即土的動阻力的為其中包含有土阻尼的影響，也即土的動阻力的 影響，是需要扣除的；而根據樁的荷載傳遞機理，影響，是需要扣除的；而根據樁的荷載傳遞機理， 樁的承載力是與豎向位移有關的，位移的大小決樁的承載力是與豎向位移有關的，位移的大小決 定了樁周土的靜阻力發(fā)揮程度。顯然其中所包含定了樁周土的靜阻力發(fā)揮程度。顯然其中所包含 的靜阻力的發(fā)揮程度也需要探究

45、。的靜阻力的發(fā)揮程度也需要探究。 所以，需要更具體地考慮以下幾方面問題：所以，需要更具體地考慮以下幾方面問題： 1 1）去除土阻尼的影響。去除土阻尼的影響。 2 2）對給定的對給定的F F和和V V曲線，正確選擇曲線，正確選擇t1t1時刻，使其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮。時刻，使其中所包含的靜阻力充分發(fā)揮。 3 3）對于樁先于對于樁先于2L/C2L/C回彈（速度為負回彈（速度為負) ) 造成樁中上部土阻力凡卸載，需對此做出修正。造成樁中上部土阻力凡卸載，需對此做出修正。 4 4）在試驗過程中，樁周土應出現塑性變形，即樁出現永久貫人度，以證實打樁時土在試驗過程中，樁周土應出現塑性變形，即樁出現永久

46、貫人度，以證實打樁時土 的極限阻力充分發(fā)揮；否則不可能得到樁的極限承載力。的極限阻力充分發(fā)揮；否則不可能得到樁的極限承載力。 5 5）考慮樁的承載力隨時間變化的因素。）考慮樁的承載力隨時間變化的因素。 CaseCase承載力計算方法承載力計算方法 1)1)假設土阻尼存在于樁端，至于樁端運動速度有關；假設土阻尼存在于樁端，至于樁端運動速度有關； 2 2）假設由阻尼引起的樁端土的動阻力預樁端運動速度成正假設由阻尼引起的樁端土的動阻力預樁端運動速度成正 比；比；Rd=JcZV(toe,t);Rd=JcZV(toe,t); 3)3)靜阻力靜阻力RsRsRtRtRdRd CAPWAPCAPWAP實測曲線

47、擬合法實測曲線擬合法 實測曲線擬合法是通過波動問題數值計算，反演確實測曲線擬合法是通過波動問題數值計算，反演確 定樁和土的力學模型及其參數值。定樁和土的力學模型及其參數值。 其過程為：假定各樁單元的樁和土力學模型及其模其過程為：假定各樁單元的樁和土力學模型及其模 型參數，利用實測的速度型參數，利用實測的速度 （或力、上行波、下行（或力、上行波、下行 波）曲線作為輸人邊界條件，數值求解波動方程，波）曲線作為輸人邊界條件，數值求解波動方程， 反算樁頂的力（或速度、下行波、上行波）曲線。反算樁頂的力（或速度、下行波、上行波）曲線。 若計算的曲線與實測曲線不吻合，說明假設的模型若計算的曲線與實測曲線不

48、吻合，說明假設的模型 或其參數不合理，有針對性地調整模型及參數再行或其參數不合理，有針對性地調整模型及參數再行 計算，直至計算曲線與實測曲線（以及貫人度的計計算，直至計算曲線與實測曲線（以及貫人度的計 算值與實測值）的吻合程度良好且不易進一步改善算值與實測值）的吻合程度良好且不易進一步改善 為止。為止。 若干規(guī)定若干規(guī)定 1 1）所采用的力學模型應明確合理，樁和土的力學模型應能）所采用的力學模型應明確合理，樁和土的力學模型應能 分別反映樁和土的實際力學性狀，模型參數的取值范圍應分別反映樁和土的實際力學性狀，模型參數的取值范圍應 能限定。能限定。 2 2）擬合分析選用的參數應在巖土工程的合理范圍

49、內。）擬合分析選用的參數應在巖土工程的合理范圍內。 3 3）曲線擬合時間段長度在曲線擬合時間段長度在t1t12L/C2L/C時刻后延續(xù)時間不應時刻后延續(xù)時間不應 小于小于2020ms; ms; 4 4）各單元所選用的土的最大彈性位移值不應超過相應樁單各單元所選用的土的最大彈性位移值不應超過相應樁單 元的最大計算位移值。元的最大計算位移值。 5 5）擬合完成時，土阻力響應區(qū)段的計算曲線與實測曲線應）擬合完成時，土阻力響應區(qū)段的計算曲線與實測曲線應 吻合，其他區(qū)段的曲線應基本吻合。吻合，其他區(qū)段的曲線應基本吻合。 6 6）貫人度的計算值應與實測值接近。貫人度的計算值應與實測值接近。 CASE法判定

50、單樁承載力法判定單樁承載力 凱司法與實測曲線擬合法在計算承載力上的凱司法與實測曲線擬合法在計算承載力上的 本質區(qū)別是：前者在計算極限承載力時，單本質區(qū)別是：前者在計算極限承載力時，單 擊貫人度與最大位移是參考值，計算過程與擊貫人度與最大位移是參考值，計算過程與 它們無關。另外，凱司法承載力計算公式是它們無關。另外，凱司法承載力計算公式是 基于以下三個假定推導出的：基于以下三個假定推導出的： 樁身阻抗基本恒定；樁身阻抗基本恒定； 動阻力只與樁底質點運動速度成正比，即全動阻力只與樁底質點運動速度成正比，即全 部動阻力集中于樁端；部動阻力集中于樁端； 土阻力在時刻土阻力在時刻t2=t1+2L/Ct2

51、=t1+2L/C已充分發(fā)揮；已充分發(fā)揮； JcJc值實際上是一個無明確意義的綜合調整系值實際上是一個無明確意義的綜合調整系 數數。 限制條件限制條件 六六 灌注樁聲波檢測灌注樁聲波檢測 基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內 預埋若干根聲測管作為聲波發(fā)射和接收換預埋若干根聲測管作為聲波發(fā)射和接收換 能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后 開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向 以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各截以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各截 面的聲學參數，然后對這些檢測數據進行面的聲學參數，然

52、后對這些檢測數據進行 處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺 陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土的 完整性。完整性。 原理原理 特點特點 JLJLTVTV數字超聲電視數字超聲電視 鉆孔超聲波自動連續(xù)掃描檢測的國際領先設備鉆孔超聲波自動連續(xù)掃描檢測的國際領先設備 超聲檢測設備：超聲檢測設備： 換能器（發(fā)射換換能器（發(fā)射換 能器、接收換能能器、接收換能 器）和超聲儀器）和超聲儀 聲聲 學學 原原 理理 （二）聲波（二）聲波 波的產生與傳播波的產生與傳播 波的種類和形式波的種類和形式 1 1縱波縱波 橫波橫波 介質質點的振動方向與

53、波的傳播方向相垂介質質點的振動方向與波的傳播方向相垂 直，這種波稱為橫波，如繃緊的繩子上傳播的直，這種波稱為橫波，如繃緊的繩子上傳播的 波就是橫波。橫波又常稱波就是橫波。橫波又常稱“S S”波。波。 橫波的傳播是使介質產生剪切變形時引起橫波的傳播是使介質產生剪切變形時引起 的剪切應力變化而傳播的，因此和介質的切變的剪切應力變化而傳播的，因此和介質的切變 彈性有關。由于液體、氣體無一定形狀，當它彈性有關。由于液體、氣體無一定形狀，當它 們的形狀發(fā)生變化時不產生切變應力，所以液們的形狀發(fā)生變化時不產生切變應力，所以液 體、氣體不能傳播橫波，只有固體才能傳播橫體、氣體不能傳播橫波，只有固體才能傳播橫

54、 波。在氣體、液體中只有縱波存在。波。在氣體、液體中只有縱波存在。 表面波表面波 固體介質表面受到交替變化的表面張力，使介質表固體介質表面受到交替變化的表面張力，使介質表 面的質點發(fā)生相應的縱向振動和橫向振動，結果使面的質點發(fā)生相應的縱向振動和橫向振動，結果使 質點作這兩種振動的合成振動，即繞其平衡位置作質點作這兩種振動的合成振動，即繞其平衡位置作 橢圓振動。橢圓振動又作用于相鄰的質點而在介質橢圓振動。橢圓振動又作用于相鄰的質點而在介質 表面?zhèn)鞑ィ@種波稱表面波，常以表面?zhèn)鞑ィ@種波稱表面波，常以“R R”表示。表示。 振動的長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的振動的長軸垂直于波的傳播方向，

55、短軸平行于波的 傳播方向。表面波傳播時，質點振動的振幅隨深度傳播方向。表面波傳播時，質點振動的振幅隨深度 的增加而迅速減小。當深度等于的增加而迅速減小。當深度等于2 2倍波長時，振幅倍波長時，振幅 已經很小了，因此，表面波多用于探測構件表面的已經很小了，因此，表面波多用于探測構件表面的 情況。情況。 表面波也只能在固體中傳播。表面波也只能在固體中傳播。 續(xù)續(xù) 聲波在介質界面的反射與透射聲波在介質界面的反射與透射 聲波在無限大介質中傳播只是在理論上成立，聲波在無限大介質中傳播只是在理論上成立， 實際上任何介質總有一個邊界。實際上任何介質總有一個邊界。 當聲波在傳播中從一種介質到達另一種介質當聲波

56、在傳播中從一種介質到達另一種介質 時，在兩種介質的分界面上，一部分聲波被反射，時，在兩種介質的分界面上，一部分聲波被反射， 仍然回到原來介質中，稱為反射波；另一部分聲仍然回到原來介質中，稱為反射波；另一部分聲 波則透過界面進人另一種介質中繼續(xù)傳播，稱為波則透過界面進人另一種介質中繼續(xù)傳播，稱為 折射波（透射波），聲波透過界面時，其方向、折射波（透射波），聲波透過界面時，其方向、 強度、波形均產生變化。這種變化取決于兩種介強度、波形均產生變化。這種變化取決于兩種介 質的特性阻抗和入射波的方向。質的特性阻抗和入射波的方向。 聲波在傳播過程的衰減聲波在傳播過程的衰減 聲波在介質的傳播過程中，其振幅將

57、隨傳聲波在介質的傳播過程中，其振幅將隨傳 播距離的增大而逐漸減小，這種現象稱為衰減。播距離的增大而逐漸減小，這種現象稱為衰減。 聲波在任何介質中傳播都有衰減存在。聲波衰聲波在任何介質中傳播都有衰減存在。聲波衰 減的大小及其變化不僅取決于所使用的超聲頻減的大小及其變化不僅取決于所使用的超聲頻 率及傳播距離，也取決于被檢測材料的內部結率及傳播距離，也取決于被檢測材料的內部結 構及性能。因此，研究聲波在介質中的衰減情構及性能。因此，研究聲波在介質中的衰減情 況將有助于探測介質的內部結構及性能。況將有助于探測介質的內部結構及性能。 1、吸收衰減；2、散射衰減；3、擴散衰減 混凝土的聲學參數混凝土的聲學

58、參數 超聲法檢測混凝土強度的原理超聲法檢測混凝土強度的原理 1.1.混凝土聲（波）速混凝土聲（波）速c c一般在一般在400040005000m5000ms s之之 間變化。混凝土強度間變化。混凝土強度f f與波速與波速c c之間有較好的相關之間有較好的相關 性。混凝土強度越高，其波速也越快。性。混凝土強度越高，其波速也越快。 理論與實驗都證實，物體的密實性越好，孔隙率理論與實驗都證實，物體的密實性越好，孔隙率 越低，其波速越高。對混凝土來說，密實性越好，越低，其波速越高。對混凝土來說，密實性越好， 孔隙率越低，其強度必然越高。因此，混凝土強孔隙率越低，其強度必然越高。因此，混凝土強 度和波速

59、之間也有相關性。度和波速之間也有相關性。 2 2當知道當知道f fc c之間的關系曲線后，測出結構物之間的關系曲線后，測出結構物 混凝土的波速就可以推算結構物混凝土的強度混凝土的波速就可以推算結構物混凝土的強度。 探測混凝土內部缺陷的原理探測混凝土內部缺陷的原理 當混凝土無缺陷時，混凝土是連續(xù)體，超聲波在其中正常傳播。當換能器正對著缺當混凝土無缺陷時，混凝土是連續(xù)體，超聲波在其中正常傳播。當換能器正對著缺 陷時，情況就不一樣了。由于缺陷（空洞、蜂窩區(qū)）的存在，混凝土連續(xù)性中斷，陷時，情況就不一樣了。由于缺陷（空洞、蜂窩區(qū)）的存在，混凝土連續(xù)性中斷， 缺陷區(qū)與混凝土之間成為界面（空氣與混凝土）。

60、在這界面上，超聲波傳播情況發(fā)缺陷區(qū)與混凝土之間成為界面（空氣與混凝土）。在這界面上，超聲波傳播情況發(fā) 生變動發(fā)生反射、散射與繞射。超聲波經過缺陷后接收波聲學參數將發(fā)生如下變化：生變動發(fā)生反射、散射與繞射。超聲波經過缺陷后接收波聲學參數將發(fā)生如下變化： 空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小空洞、松散等缺陷部位測得的聲速要比正常部位小 接收波振幅的變化接收波振幅的變化 由于缺陷對聲波的反射或吸收比正?；炷链?，由于缺陷對聲波的反射或吸收比正?；炷链?， 所以當超聲波通過缺陷后，衰減比正常混凝土大，所以當超聲波通過缺陷后，衰減比正?；炷链?， 即接收波的振幅將減少。因此，和聲時（速）一樣，即