混凝土灌注樁檢測(cè)

混凝土灌注樁檢測(cè)第1頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一篇混凝土灌注樁檢測(cè)技術(shù)概述灌注樁檢測(cè)按測(cè)試手段可分為動(dòng)力測(cè)試、靜載試驗(yàn)和鉆芯試驗(yàn)三大類(lèi)。按測(cè)試目的可分為承載力測(cè)試和完整性測(cè)試二大類(lèi)常用的檢測(cè)方法有靜載荷試驗(yàn)、高應(yīng)變、鉆芯試驗(yàn)、低應(yīng)變、聲波透射。第2頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章靜載試驗(yàn)單樁靜載試驗(yàn)又可分為單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)、單樁水平靜載試驗(yàn)第3頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)就是對(duì)樁頂施加豎直向下的壓力，并同時(shí)觀測(cè)樁頂?shù)某两?。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是采用接近于豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的方法，確定單樁的豎向抗壓承載力。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)圖幻燈片36第4頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單樁豎向靜載試驗(yàn)提供反力的方式有堆載、錨樁、堆載錨樁相結(jié)合三種方式優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)直觀，測(cè)試結(jié)果可靠缺點(diǎn)：試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，易受場(chǎng)地條件限制，成本高。第5頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)試驗(yàn)原理同抗壓靜載試驗(yàn)，不同的是施加的是豎直向上的力反力采用反力樁或天然地基提供可測(cè)量樁側(cè)抗拔摩阻力分布或上拔量第6頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)單樁水平靜載試驗(yàn)采用接近于水平受荷樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁水平臨界荷載和極限荷載，推定土抗力參數(shù)，或?qū)こ虡兜乃匠休d力進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)第7頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章高應(yīng)變檢測(cè)高應(yīng)變是通過(guò)在樁頂施加一定的打擊力，從而在樁頂產(chǎn)生一定能量的激振，用力傳感器和加速度傳感器接收振動(dòng)波在樁身傳播的信息，然后根據(jù)波動(dòng)論計(jì)算樁的測(cè)試承載力大小，并能定量分析樁身完整性。高應(yīng)變測(cè)試結(jié)果計(jì)算方法有CASE法和擬合法高應(yīng)變檢測(cè)示意圖如下幻燈片35第8頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章鉆芯法檢測(cè)鉆芯法用來(lái)檢測(cè)灌注樁的樁長(zhǎng)、混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，還能判定或鑒別樁底端持力層巖土性狀在完整性檢測(cè)類(lèi)別中，鉆芯法最直觀最準(zhǔn)確，常用來(lái)驗(yàn)證其它檢測(cè)手段的檢測(cè)結(jié)果。第9頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四章低應(yīng)變檢測(cè)低應(yīng)變檢測(cè)原理跟高應(yīng)變檢測(cè)相同跟高應(yīng)變不同之處是激振能量小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，樁身產(chǎn)生的應(yīng)變量也小幾個(gè)數(shù)量級(jí)低應(yīng)變只能檢測(cè)樁身完整性，所以樁頂不需安裝力傳感器低應(yīng)變檢測(cè)示意圖幻燈片34低應(yīng)變現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，適宜對(duì)工程中的基樁普遍檢測(cè)，故在中小型樁的完整性檢測(cè)中應(yīng)用很廣第10頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二篇聲波透射法檢測(cè)

第一章檢測(cè)設(shè)備混凝土灌注樁超聲波檢測(cè)設(shè)備主要有三大部分:換能器、超聲儀、提升裝置。第11頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第一節(jié)換能器換能器的工作原理幻燈片37換能器的種類(lèi)換能器有徑向換能器和平面換能器，基樁檢測(cè)中用的是徑向換能器換能器的性能要求幻燈片38

諧振頻率要求指向性尺寸要求水密性要求頻帶寬度第12頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月超聲儀是聲波檢測(cè)的主機(jī)部分，現(xiàn)在常用的聲測(cè)儀主要有以下五個(gè)部分組成：高壓發(fā)射與控制、程控放大與衰減、A/D轉(zhuǎn)換與采集、計(jì)算分析與存貯、信息輸入與輸出。其有關(guān)的性能參數(shù)要求如下幻燈片39聲波發(fā)射脈沖、電壓要求接收放大器頻帶寬度和增益范圍要求第二節(jié)超聲儀第13頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采集器精度及頻率要求計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)要求其它要求第14頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)提升裝置按深度記錄方式來(lái)分，可分為人工記錄換能器深度和儀器自動(dòng)記錄換能器深度兩種裝置。人工記錄深度應(yīng)要求測(cè)繩上有清晰的長(zhǎng)度標(biāo)志，刻度最小單位宜與測(cè)試步距相等，一般為20cm或25cm。第15頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定

第一節(jié)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)一、前期準(zhǔn)備工作聲測(cè)管埋設(shè)要點(diǎn)及埋置數(shù)量檢測(cè)聲測(cè)管暢通情況二、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備第16頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月搜集備檢基樁的成樁參數(shù)檢查聲測(cè)管內(nèi)是否注滿(mǎn)清水測(cè)試系統(tǒng)零聲時(shí)設(shè)定幻燈片41第17頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、儀器參數(shù)設(shè)定設(shè)置基樁參數(shù)儀器常見(jiàn)狀態(tài)參數(shù)設(shè)定幻燈片44采樣間隔采樣點(diǎn)數(shù)延遲時(shí)間發(fā)射脈寬頻帶寬度零聲時(shí)第18頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試示意圖第19頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定聲測(cè)時(shí)根據(jù)接收波形可測(cè)得的聲學(xué)參數(shù)有聲時(shí)t、聲幅A、頻率f聲速可以根據(jù)收發(fā)間距和聲時(shí)計(jì)算出來(lái)判定樁身混凝土缺陷需要給制聲速-深度曲線(xiàn)、波幅-深曲線(xiàn)，k.T曲線(xiàn)和頻譜分析可作為輔助異常判據(jù)。聲速異常點(diǎn)、波幅異常點(diǎn)均應(yīng)作為可疑缺陷區(qū)第20頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、聲速判據(jù)混凝土中有缺陷區(qū)時(shí)，聲速最容易出現(xiàn)異常。聲速異常點(diǎn)的判別計(jì)算方法二、波幅判據(jù)混凝土有缺陷時(shí)，波幅也常常會(huì)出現(xiàn)異常。波幅異常點(diǎn)的判別計(jì)算方法第21頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、PSD判據(jù)K·T曲線(xiàn)的含義k·T曲線(xiàn)上PSD值的計(jì)算方法幻燈片30四、波形分析。

更進(jìn)一步確定可疑缺陷的影響程度可借助測(cè)點(diǎn)波形分析?；脽羝?1第22頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、斜測(cè)平測(cè)發(fā)現(xiàn)某個(gè)測(cè)面有缺陷時(shí)斜測(cè)可確定缺陷的精確范圍斜測(cè)確定缺陷方法示意圖幻燈片46第23頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)數(shù)據(jù)分析計(jì)算實(shí)例有一根樁某一測(cè)面換能器收發(fā)間距為960mm,該測(cè)試系統(tǒng)零聲時(shí)為25us。測(cè)讀出的數(shù)據(jù)如下表,試通過(guò)計(jì)算判斷該測(cè)面混凝土有無(wú)異常點(diǎn)。第24頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月序號(hào)深度m波幅

dB聲時(shí)

us序號(hào)深度m波幅

dB聲時(shí)

us10.1084.33211143.3591.0519520.3583.46212153.6090.6619830.6082.50208163.8592.7819940.8581.97211174.1090.9520351.1083.46212184.3591.5120361.3581.70207194.6088.1320671.6082.50208204.8586.0220081.8565.85235215.1091.3320692.1076.48241225.3587.86204102.3580.50212235.6093.31204112.6091.33204245.8593.16209122.8589.49209256.1089.71209133.1090.56201266.3589.60209第25頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、聲速-深度曲線(xiàn)上聲速低于臨界值的測(cè)點(diǎn)為聲速異常點(diǎn)聲速臨界值采用正?；炷谅曀倨骄蹬c2倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差Vd=v–2σv聲速平均值和正?；炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差按如下公式求得第26頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月波幅平均值減6dB作為波幅監(jiān)界值，當(dāng)實(shí)測(cè)波幅低于波幅監(jiān)界值時(shí)，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)?；炷林杏腥毕輹r(shí),波幅出現(xiàn)異常比聲速異常更為敏感.第28頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月理論和實(shí)線(xiàn)都證明,K.T曲線(xiàn)作為輔助異常判據(jù)的作用非常明顯.尤其是當(dāng)聲速離散性較大時(shí),根據(jù)PSD值的大小可以進(jìn)一步判斷出是混凝土缺陷還是聲測(cè)管不平行造成的。PSD值用如下公式求得第29頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)前面三種判據(jù)方法能判定可疑缺陷區(qū)，更進(jìn)一步確定可疑缺陷的影響程度可借助測(cè)點(diǎn)波形分析。波形分析包括分析波形是否有畸變和對(duì)波形進(jìn)行頻譜分析波形突然產(chǎn)生畸變說(shuō)明混凝土中有缺陷存在，畸變的嚴(yán)重程度根缺陷的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。在其它參數(shù)相同的前提條件下，如果混凝土是勻質(zhì)的，各測(cè)點(diǎn)接收到的波形的主頻應(yīng)該是相近的。如果聲波傳播的混凝土中有缺陷，聲波會(huì)有頻散現(xiàn)象產(chǎn)生，接收到的聲波主頻會(huì)顯著下降。對(duì)可疑測(cè)區(qū)的測(cè)點(diǎn)波形進(jìn)行頻譜分析也能輔助判定缺陷的嚴(yán)重程度。規(guī)則波形與畸變波形典型圖例如下圖。第30頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第31頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月低應(yīng)變檢測(cè)意圖錘

樁身樁基動(dòng)測(cè)儀打印計(jì)算機(jī)分析處理傳感器第33頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q能器是一種可以將機(jī)械能和電能互換的裝置。在超聲波檢測(cè)時(shí)，超聲儀施加給發(fā)射換能器電壓，發(fā)射換能器產(chǎn)生振動(dòng)形成機(jī)械波，另一端的接收換能器接收到聲波的振動(dòng)后產(chǎn)生電壓傳給超聲儀。換能器的工作原理示意圖動(dòng)畫(huà)第36頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、諧振頻率要求。宜在25kHz～50kHz之間，頻率過(guò)高時(shí)，聲波在混凝土中的穿透能力下降，接收信號(hào)微弱；頻率過(guò)低時(shí)，對(duì)缺陷敏感性降低。2、指向性。徑向水平面應(yīng)無(wú)指向性。3、尺寸要求。在滿(mǎn)足前面2條的前提下，換能器外徑越小越好，長(zhǎng)度越短越好。（有利于其在聲測(cè)管中上下順利移動(dòng)）。一般要求外徑不宜大于32mm，長(zhǎng)度不宜大于25cm。4、水密性要求。在1MPa水壓下能正常工作，對(duì)應(yīng)測(cè)試樁長(zhǎng)為100m。水密性好壞直接影響換能器使用壽命.5、接收換能器帶有前置放大器時(shí)，頻帶寬度宜為5～60kHz。第37頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、聲波發(fā)射應(yīng)采用高壓階躍脈沖或矩形脈沖，電壓最大值不小于1000V,且可調(diào)分檔。2、接收放大器的頻帶寬度為5～200kHz，增益不應(yīng)小于100dB，放大器的噪聲有效值不大于2μV；波幅測(cè)量范圍不小于80dB,測(cè)量誤差小于1dB。3、采集器模-數(shù)轉(zhuǎn)換精度不低于8bit，采樣頻率不小于10MHz,最大采樣長(zhǎng)度不小于32kB。第38頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、計(jì)時(shí)顯示范圍應(yīng)大于2000μV，精度優(yōu)于0.5μV，計(jì)時(shí)誤差不應(yīng)大于2%。5、為了適應(yīng)建筑工程的快節(jié)奏，達(dá)到高效率和高精度的標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)部規(guī)范尚要求超聲儀具有實(shí)時(shí)顯示和記錄信號(hào)的時(shí)程曲線(xiàn)的功能，并有頻率測(cè)量或頻譜分析的功能?，F(xiàn)在的主流超聲儀也都具有此項(xiàng)功能。返回第二節(jié)超聲儀第39頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)零聲時(shí)包括兩部分：儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間t0、聲時(shí)修正值t’

儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間t0包括電脈沖從觸發(fā)器到換能器之間的傳輸時(shí)間、換能器的電能聲能互換時(shí)間、聲波在換能器殼體間的傳播時(shí)間三部分。第40頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聲時(shí)修正值t’的產(chǎn)生看如下示意圖，我們可以把聲波在兩個(gè)換能器之間傳播的路徑分為s1、s2、s3三段，s2是聲波在樁身砼中的行程，s1和s3是聲波在聲測(cè)管壁和聲測(cè)管中的清水中的行程，s1和s3大小相等，t’就是聲波在s1和s3段中的傳播時(shí)間，故應(yīng)該把t’從測(cè)讀出的聲時(shí)中剔除。第41頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采樣間隔采樣間隔設(shè)定越大，屏幕上顯示波形橫向越窄，反之越寬，為了儀器自動(dòng)判讀方便，波形顯示不宜太寬太窄，一般采樣間隔為1us左右。采樣點(diǎn)數(shù),一般512點(diǎn)已能夠滿(mǎn)足聲波檢測(cè)。延遲時(shí)間，延遲時(shí)間可以這樣理解，超聲儀在t1時(shí)刻發(fā)射脈沖后，產(chǎn)生的聲波首波經(jīng)過(guò)時(shí)間△t1后被接收到，讓儀器在t1時(shí)刻后經(jīng)過(guò)△t2才開(kāi)始采集接收到信號(hào)，只要△t2<△t1，就不影響接收信號(hào)信息的完整性。而且可以方便聲時(shí)聲幅的判讀，在有限的屏幕范圍內(nèi)顯示更多的有用的采樣信息。第43頁(yè)，課件共47頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)射脈寬,一般為10us，發(fā)射脈寬過(guò)大會(huì)使接收波形產(chǎn)生畸變。發(fā)射電壓常見(jiàn)的有500V\1000V