課題13：橋梁工程結(jié)構(gòu)試驗檢測-樁身完整性檢測(超聲波法)

1、引入引入基樁完整性檢測的方法有哪些？基樁完整性檢測的方法有哪些？低應(yīng)變法低應(yīng)變法超聲波法超聲波法鉆芯法鉆芯法鉆（挖）孔灌注樁檢測鉆（挖）孔灌注樁檢測橋梁工程檢測技術(shù)樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法知識目標知識目標1、了解超聲波法檢測基樁完整性的主要步驟；、了解超聲波法檢測基樁完整性的主要步驟；2、了解不同超聲波形對應(yīng)的缺陷類型；、了解不同超聲波形對應(yīng)的缺陷類型；3、了解樁身完整性評判的類別。、了解樁身完整性評判的類別。能力目標能力目標1、能夠合作操作超聲波法檢測基樁完整性的儀器；、能夠合作操作超聲波法檢測基樁完整性的儀器；2、能夠通過超聲波形做出初步的缺陷判定。、能夠通過超聲波形做

2、出初步的缺陷判定。樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法 在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射并接在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射并接收聲波，通過收聲波，通過實測聲波實測聲波在混凝土在混凝土介質(zhì)中的傳播介質(zhì)中的傳播時間、頻率和波幅時間、頻率和波幅衰減衰減等聲學參數(shù)的變化，對等聲學參數(shù)的變化，對樁身樁身完整性完整性進行檢測的方法。進行檢測的方法。樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述定義定義 基樁成孔后，灌混凝土之基樁成孔后，灌混凝土之前，在樁內(nèi)前，在樁內(nèi)預(yù)埋預(yù)埋若干根若干根聲測管聲測管作為作為聲波發(fā)射和接收換能器的聲波發(fā)射和接收換能器的通道，通道，在樁身混凝土灌注若干在樁身混凝

3、土灌注若干天后開始檢測，用天后開始檢測，用聲波檢測儀聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點逐點檢測聲波穿過樁身各截面檢測聲波穿過樁身各截面的聲學參數(shù)的聲學參數(shù)，然后對這些檢測，然后對這些檢測數(shù)據(jù)進行處理，分析和判斷，數(shù)據(jù)進行處理，分析和判斷，以確定樁身混凝土缺陷的位置以確定樁身混凝土缺陷的位置、程度，從而推斷樁身混凝土、程度，從而推斷樁身混凝土的完整性。的完整性。樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述基本原理基本原理公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程 JGJ/T F81-01-2004JGJ/T F81-01-20

4、04 規(guī)定：規(guī)定：重要重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測管，工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測管，檢測樁數(shù)不少于檢測樁數(shù)不少于50%50%。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002 GB50007-2002 規(guī)定：規(guī)定：直徑大于直徑大于800mm800mm的混凝土嵌巖樁應(yīng)采用鉆孔抽芯法或聲波透射法檢測，檢的混凝土嵌巖樁應(yīng)采用鉆孔抽芯法或聲波透射法檢測，檢測樁數(shù)測樁數(shù)不得少于總樁數(shù)的不得少于總樁數(shù)的10%10%，且，且每根柱下承臺的抽檢樁每根柱下承臺的抽檢樁數(shù)不得少于數(shù)不得少于1 1根根。建筑工程基樁檢測技術(shù)規(guī)范建筑工程基樁檢測技術(shù)規(guī)范 JGJ 106-2003JGJ 106-200

5、3 規(guī)定：規(guī)定：聲波透射聲波透射法僅適用于在灌注樁成型過程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根或兩根以法僅適用于在灌注樁成型過程中已經(jīng)預(yù)埋了兩根或兩根以上聲測管的基樁，抽檢數(shù)量上聲測管的基樁，抽檢數(shù)量不得少于總樁數(shù)的不得少于總樁數(shù)的10%10%。一、超聲波法概述一、超聲波法概述基本原理基本原理樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法一、超聲波法概述一、超聲波法概述檢測設(shè)備檢測設(shè)備樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法采集儀采集儀換能器換能器聲測管聲測管1、埋設(shè)聲測管、埋設(shè)聲測管（1 1）聲測管材料）聲測管材料 宜采用宜采用金屬管金屬管，可用焊接鋼管（有，可用焊接鋼管（有縫焊接、普通管）縫焊接、普通管）（

6、2 2）聲測管尺寸）聲測管尺寸 聲測管內(nèi)徑應(yīng)比換能器外徑聲測管內(nèi)徑應(yīng)比換能器外徑大大15mm15mm，宜為宜為5060mm5060mm。樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二、試驗方法埋設(shè)數(shù)量與樁徑大小有關(guān)：埋設(shè)數(shù)量與樁徑大小有關(guān)：D800mmD800mm，2 2根；根；800D2000mm8002000mmD2000mm，不少于，不少于4 4根。根。（3 3）聲測管數(shù)量及布置）聲測管數(shù)量及布置 a) b) c)聲測管埋設(shè)示意圖聲測管埋設(shè)示意圖a) a) 雙管；雙管；b) b) 三管；三管；c) c) 四管四管樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二、試驗

7、方法 主筋 架立筋 聲測管 管口高出樁頂管口高出樁頂300mm300mm以上；以上；埋設(shè)至樁底；埋設(shè)至樁底；牢固焊接或綁扎在鋼筋籠牢固焊接或綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)。的內(nèi)側(cè)。二、試驗方法二、試驗方法樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法1 1）被檢樁的混凝土齡期應(yīng)）被檢樁的混凝土齡期應(yīng)大于大于14d14d（強度（強度不小于不小于15mpa15mpa) )；2 2）聲測管內(nèi)應(yīng)）聲測管內(nèi)應(yīng)灌滿清水，灌滿清水，且保證通暢，且保證通暢，靜置靜置1 1小時后再開小時后再開始測量；始測量；3 3）標定標定超聲波檢測儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)超聲波檢測儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)延遲時間延遲時間t t0 0；4 4）準確量測

8、聲測管的）準確量測聲測管的內(nèi)、外徑內(nèi)、外徑和兩和兩相鄰聲測管外壁間的相鄰聲測管外壁間的距離距離，量測精度為，量測精度為1mm1mm；5 5）取芯孔的垂直度誤差不應(yīng)大于）取芯孔的垂直度誤差不應(yīng)大于0.5%0.5%，檢測前應(yīng)進行孔，檢測前應(yīng)進行孔內(nèi)清洗。內(nèi)清洗。2 2、檢測準備工作、檢測準備工作樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二、試驗方法樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二、試驗方法（3 3）測試方式）測試方式nni+1iii+1n (a)(a)平測平測 (b)(b)斜測斜測 (c)(c)扇形掃測扇形掃測 雙孔測量雙孔測量又分為又分為平測平測（兩個換能

9、器在同一水平（兩個換能器在同一水平面）、面）、斜測斜測（兩個換能器一上一下）、（兩個換能器一上一下）、扇形掃側(cè)扇形掃側(cè)（一個不動，另一個上下移動）。（一個不動，另一個上下移動）。樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二、試驗方法 按測量聲按測量聲測管數(shù)量分成測管數(shù)量分成雙孔雙孔、三孔三孔和和四孔四孔測量。測量。（4 4）檢測剖面的編號及檢測次序）檢測剖面的編號及檢測次序 一根樁有多根檢測管時，應(yīng)將每一根樁有多根檢測管時，應(yīng)將每2 2根檢測管編為一根檢測管編為一組，分組進行測試。組，分組進行測試。二、試驗方法二、試驗方法樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法二、試驗方法二

10、、試驗方法樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法5 5、采集數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù) 目前樁身混凝土缺陷判別主要依據(jù)于目前樁身混凝土缺陷判別主要依據(jù)于實測聲速、實測聲速、波幅波幅及其隨深度的及其隨深度的變化曲線變化曲線，根據(jù)，根據(jù)聲速判據(jù)、波幅判聲速判據(jù)、波幅判據(jù)據(jù)和和PSDPSD判據(jù)判據(jù)綜合分析樁身質(zhì)量及混凝土綜合分析樁身質(zhì)量及混凝土缺陷程度缺陷程度。1)1) 聲時聲時，波速，波速2 2）首波波幅）首波波幅三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法1 1、聲速異常

11、值的判斷步驟、聲速異常值的判斷步驟 當實測混凝土聲速值低于當實測混凝土聲速值低于聲速臨界值聲速臨界值時應(yīng)將其作時應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。為可疑缺陷區(qū)。v vi i v vD Dv vD D=v-2=v-2 三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法1 1、聲速異常值的判斷步驟、聲速異常值的判斷步驟 當檢測剖面當檢測剖面n n個測點的聲速值普遍偏低且離散個測點的聲速值普遍偏低且離散性很小時，宜采用性很小時，宜采用聲速低限值聲速低限值判據(jù)。即實測混凝土判據(jù)。即實測混凝土聲速值低于聲速低限值時，可直接判定為異常。聲速值低于聲速低限值時，可直接判定為異常。v

12、 vi ivvL L三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法2 2、波幅異常值的判斷步驟、波幅異常值的判斷步驟 波幅不能小于波幅臨界值，波幅臨界值為平波幅不能小于波幅臨界值，波幅臨界值為平均值減去均值減去6 6，即，即161pimnmpiiAAAAn三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法3 3、PSDPSD法判斷樁身缺陷法判斷樁身缺陷PSDPSD即為聲時即為聲時深度曲線的斜率乘以對應(yīng)聲時的變化值。深度曲線的斜率乘以對應(yīng)聲時的變化值。111ciciiiciciPSDKtttKzzttt PSDPSD

13、正常是正常是應(yīng)該接近應(yīng)該接近0 0，異常時會異常時會突然增大。突然增大。缺陷性質(zhì)的綜合判斷缺陷性質(zhì)的綜合判斷1. 1. 樁底沉渣樁底沉渣 聲速低，波幅衰減嚴重；聲速低，波幅衰減嚴重；2. 2. 層狀缺陷層狀缺陷 聲速與波幅明顯下降，樁身則為斷樁，聲速與波幅明顯下降，樁身則為斷樁，樁頭則超高不夠；樁頭則超高不夠；3. 3. 孔壁坍塌或泥團孔壁坍塌或泥團 若包裹聲測管則波幅衰減嚴重，若包裹聲測管則波幅衰減嚴重，斜測可分辨。斜測可分辨。4. 4. 混凝土離析混凝土離析 石多漿少，聲速不降，波幅減小，漿石多漿少，聲速不降，波幅減小，漿多石少，波幅不降，聲速下降。多石少，波幅不降，聲速下降。5. 5.

14、蜂窩蜂窩 聲速下降不大，波幅明顯衰減。聲速下降不大，波幅明顯衰減。三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定三、檢測數(shù)據(jù)分析與評定樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法樁身完整性評價樁身完整性評價JTG/T F81-01-2004JTG/T F81-01-2004樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法l類樁類樁l類樁類樁檢測數(shù)據(jù)分析與評定檢測數(shù)據(jù)分析與評定l類樁類樁樁身混凝土質(zhì)量評價樁身混凝土質(zhì)量評價l孔底沉渣樁孔底沉渣樁l孔斜樁孔斜樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析1 1、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析

15、l 根據(jù)根據(jù)圖形分析及圖形分析及綜合評價：該樁樁身完整，綜合評價：該樁樁身完整，波形正常，各聲測剖面上的波形正常，各聲測剖面上的聲速值和波幅值均大聲速值和波幅值均大于相應(yīng)的臨界值于相應(yīng)的臨界值，可，可判為判為類樁類樁。 1 1、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析2 2、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析l 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評價：該樁樁身有綜合評價：該樁樁身有輕度缺陷，波形基本正常輕度缺陷，波形基本正常，ABAB聲測剖面在聲測剖面在32.5m32.5m處、處、ACAC聲測剖面在聲測

16、剖面在32.0m32.0m處各有一點聲速處各有一點聲速值和波幅值均小于臨界價值和波幅值均小于臨界價，其余聲速值和波幅，其余聲速值和波幅值均大于相應(yīng)的臨界值，值均大于相應(yīng)的臨界值，可判為可判為類樁類樁。2 2、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析3 3、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析l 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評價：該樁樁身有明顯綜合評價：該樁樁身有明顯缺陷，缺陷，ABAB、ACAC、BCBC三個聲測剖面在三個聲測剖面在30.5-32.8m30.5-32.8m同一同一深度截面處，其聲速值

17、和波幅值均小于臨界值，波形深度截面處，其聲速值和波幅值均小于臨界值，波形畸變畸變，可判為可判為類樁類樁。 3 3、類樁類樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析4 4、孔底沉渣樁、孔底沉渣樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分析 根據(jù)圖形分析及根據(jù)圖形分析及綜合評價：在樁身綜合評價：在樁身13.00-13.00-13.50m13.50m處聲速值和波幅值均小于臨界值，處聲速值和波幅值均小于臨界值，在樁在樁底底70.50-71.40m70.50-71.40m處聲速值和波幅值明顯小于臨處聲速值和波幅值明顯小于臨界值界值，樁底有沉渣樁底有沉渣。 4 4、孔底沉渣樁、孔底沉渣樁樁身完整性檢測樁身完整性檢測超聲波法超聲波法四、工程實例分析四、工程實例分