橋梁工程檢測技術(shù)-樁身完整性檢測(低應(yīng)變法)

1、鉆（挖）孔灌注樁檢測橋梁工程檢測技術(shù)樁身完整性檢測低應(yīng)變法目錄3.信號處理4.波形分析樁身缺陷位置確定原理1.低應(yīng)變法概述適用范圍2.試驗(yàn)方法5.檢測結(jié)果評價(jià)6.課后小結(jié)引入鉆（挖）孔灌注樁的檢測項(xiàng)目有哪些？原材料和配合比施工過程檢測基樁承載力檢測基樁完整性檢測低應(yīng)變法超聲波法鉆芯法知識目標(biāo)1、了解低應(yīng)變法檢測基樁完整性的主要步驟；2、了解不同反射波形對應(yīng)的缺陷類型；3、了解樁身完整性評判的類別。能力目標(biāo)1、能夠合作操作低應(yīng)變法檢測基樁完整性的儀器；2、能夠通過反射波形做出初步的缺陷判定。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法1.檢測樁身混凝土的完整性，判定樁身缺陷位置及影響程度；2.推定缺陷類型及樁在

2、樁身中的位置；3.可以對樁長進(jìn)行校核；4.對樁身混凝土強(qiáng)度等級做出估計(jì)。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法一、低應(yīng)變法概述適用范圍 樁身缺陷：使樁身完整性惡化，在一定程度上引起樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低的樁身斷裂、裂縫、縮徑、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象的統(tǒng)稱。基本原理：在樁身頂部進(jìn)行豎向激振，彈性波沿樁身向下傳播。當(dāng)樁身存在明顯波阻抗差異的界面（如樁底、斷樁和嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面積變化（如縮頸或擴(kuò)頸）部位，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接收放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，可識別來自不同部位的反射信息，據(jù)此計(jì)算樁身波速、判斷樁身完整性及混凝土質(zhì)量，還可以根據(jù)視波速偏高對樁的實(shí)際長度加以核對。樁身完整性檢測低應(yīng)變

3、反射波法一、低應(yīng)變法概述基本原理樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法一、低應(yīng)變法概述基本原理波形示例： 1.建筑工程基樁檢測技術(shù)規(guī)范 （JGJ/T 106-2003） 2.公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程 （JTG/T F81-01-2004） 3.基樁低應(yīng)變動力測樁規(guī)程 （JGJ/T 9395）樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法一、低應(yīng)變法概述檢測依據(jù)組合手錘速度傳感器加速度傳感器傳感器采集儀樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法一、低應(yīng)變法概述檢測系統(tǒng) 1.美國 Pile Dynamics Inc 的 PIT ( Pile Integrity Tester ) 2.荷蘭 TNO 機(jī)構(gòu)IBBC（研究所）的 FPDS-4/5

4、 型基樁診斷系統(tǒng) 3.北京康科瑞公司的 KON-PIT（N） 4.武漢沿海公司的 RS-1616K(S) 樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法一、低應(yīng)變法概述檢測系統(tǒng)常用低應(yīng)變檢測基樁完整性的產(chǎn)品：樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法低應(yīng)變法檢測基樁完整性的試驗(yàn)步驟？ 認(rèn)真學(xué)習(xí)第二部分，學(xué)習(xí)完畢請同學(xué)上臺模擬操作。1.樁頭處理鑿掉浮漿打磨平整樁頭干凈干燥 灌注樁鑿去樁頂浮漿或松散、破損部分，并露出堅(jiān)硬的混凝土表面；樁頂表面應(yīng)平整干凈且無積水；妨礙正常測試的樁頂外露主筋應(yīng)割掉。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法（1）出現(xiàn)高頻噪聲樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法樁頭打磨不平整有什么危害？（2）擊振一

5、致性差 速度型接收傳感器的接收信號樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法黃油耦合橡皮泥耦合凡士林耦合 傳感器安裝應(yīng)與樁頂面垂直；用耦合劑粘結(jié)時(shí)，應(yīng)具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度；測試時(shí)不得用手碰觸傳感器。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法2.傳感器耦合 激振點(diǎn)位置應(yīng)選擇在樁中心，測量傳感器安裝位置宜為距樁中心2/3半徑處。且安裝位置要求平整盡可能使傳感器垂直與樁頭平面根據(jù)樁徑大小，樁心對稱布置24個檢測點(diǎn)；每個檢測點(diǎn)記錄的有效信號數(shù)不宜少于3個。3.傳感器安裝樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法 連接儀器，將傳感器通過耦合劑粘貼于安裝點(diǎn)，用手錘振擊樁頂，采集反射的應(yīng)力波信號。4.采集信號樁身完

6、整性檢測低應(yīng)變反射波法二、試驗(yàn)方法樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法請分四步模擬低應(yīng)變檢測樁身完整性的試驗(yàn)步驟。1.波形移動 2.低通濾波3.高通濾波 4.積分處理5.波形放大 6.聲速調(diào)節(jié) 信號處理的目的是去除雜波、改善信號質(zhì)量，主要包括一下內(nèi)容：樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法三、信號處理（a）原始信號（b）低通濾波（c）指數(shù)放大（d)積分（e）旋轉(zhuǎn) （f) 移動樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法三、信號處理樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析1、摩擦樁的樁頂與樁底反射波同向,波速3800m/s。2、嵌巖樁的樁頂與樁底反射波反向,波速3800m/s。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析基樁反射波形

7、“同摩異嵌”的原因？樁頂與樁底反射波同相摩擦樁樁底為自由端嵌巖樁樁底為固定端樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析TVL樁頂與樁底反射波反相樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析3、縮頸截面反射波與樁頂反射波同向,波速3800m/s。4、擴(kuò)徑截面反射波與樁頂反射波反向,波速3800m/s?？s頸截面減小TVL入射波與反射波同相樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析基樁反射波形“同縮異擴(kuò)”的原因？擴(kuò)徑截面增大TVL擴(kuò)徑反射，與入射波反相樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析5、夾泥、離析截面反射波與樁頂反射波同向,當(dāng)缺陷較嚴(yán)重時(shí)，波速小于正常波速。6

8、、斷樁截面反射波與樁頂反射波同向，波速3800m/s,斷樁較淺時(shí)，應(yīng)力波在斷面多次反射，形成多個同向反射波。波速3400m/s不同混凝土強(qiáng)度等級的反射波波速經(jīng)驗(yàn)值39004100C4037003900C3034003700C2530003400C20應(yīng)力波波速范圍混凝土強(qiáng)度等級式中：X樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離（m）；tx速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差（ms）；C受檢樁的樁身波速（m/s)；fx幅頻曲線上缺陷相鄰振峰間的頻差樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析樁身缺陷位置確定原理 某工地樁身平均縱波速度為4000m/s，現(xiàn)有一試樁，其波形分析可能出現(xiàn)缺陷，其缺陷處波形反射時(shí)間為4.

9、5103s，求可能出現(xiàn)缺陷距樁頂?shù)木嚯x。解：根據(jù)缺陷部位距樁頂距離計(jì)算公式 1 X=- t*C 2000 1 =-*4.5*4000=9(m) 2000樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法四、波形分析樁身缺陷位置確定練習(xí)樁身完整性類別劃分樁身完整性類別主 要 特 征類樁樁身完整，可正常使用。類樁樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。類樁樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響。 類樁樁身有嚴(yán)重缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有嚴(yán)重影響。樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法五、檢測結(jié)果評價(jià)樁身完整性檢測低應(yīng)變反射波法五、檢測結(jié)果評價(jià)樁身完整性類別判定原則1、類樁：樁底反射較明顯，無缺陷反射波，振幅譜線分布正常，混凝土波

10、速處于正常范圍；2、類樁：樁底反射較明顯，但又局部缺陷所產(chǎn)生的反射信號，混凝土波速處于正常范圍；3、類樁：樁底反射不明顯，可見缺陷二次反射波信號，有樁端反射但波速明顯偏低；4、無樁端反射信號，可見因缺陷引起的多次強(qiáng)反射信號，或按平均波速計(jì)算的樁長明顯短于設(shè)計(jì)樁長。課后小結(jié)1、通過波速判斷樁底反射波位置（C25混凝土） 水下灌筑樁，設(shè)計(jì)樁長50m，可見明顯的直達(dá)波和樁底反射波。如按設(shè)計(jì)樁長50 m 計(jì)算，聲速為4413m/s，聲速偏高。 水下灌注樁的聲速應(yīng)在3300-3600m/s，將聲速按3500m/s計(jì)算實(shí)際樁長只有39.7m，顯然施工存在問題。課后小結(jié)2、由正確的樁身混凝土聲速確定實(shí)際樁長 （1）由于樁較長，聲波傳播過程高頻衰減較多，低頻豐富，選用0.5KHz低通濾波。（2）用指數(shù)放大后可見明顯的樁底反射波。課后小結(jié)3、通過信號處理尋找樁底反射波 在26.8m處有一與直達(dá)波同相位反射，應(yīng)為縮徑類缺陷，有多種可能，如縮徑、蜂窩、空洞、離析、二次澆灌面、夾泥、斷裂。一般在26m處斷裂不大可能，可以排除； 如果26m處的地層是黏土，且塑性指數(shù)較大，成孔后間隔時(shí)間較長才澆灌混土，那么有可能是縮徑； 如果不是縮徑，那么有可能是蜂窩、離析、二次澆灌面、夾泥 、斷裂。課后小結(jié)4、判斷缺陷類型