可操作的低應(yīng)變檢測試驗操作細(xì)則

低應(yīng)變檢測試驗操作細(xì)則1.總則1.1-本方法適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。本方法的有效檢測樁長范圍應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。儀器設(shè)備檢測儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動測儀》JG/T3055的有關(guān)規(guī)定，且應(yīng)具有信號顯示、儲存和處理分析功能。瞬態(tài)激振設(shè)備應(yīng)包括能激發(fā)寬脈沖和窄脈沖的力錘和錘墊；力錘可裝有力傳感器；穩(wěn)態(tài)激振設(shè)備應(yīng)包括激振力可調(diào)、掃頻范圍為10?2000Hz的電磁式穩(wěn)態(tài)激振器。現(xiàn)場檢測受檢樁應(yīng)符合下列規(guī)定：.樁身強(qiáng)度應(yīng)符合本規(guī)范第3.2.6條第1款的規(guī)定。.樁頭的材質(zhì)、強(qiáng)度、截面尺寸應(yīng)與樁身基本等同。.樁頂面應(yīng)平整、密實，并與樁軸線基本垂直。測試參數(shù)設(shè)定應(yīng)符合下列規(guī)定：?時域信號記錄的時間段長度應(yīng)在2L/c時刻后延續(xù)不少于5ms；幅頻信號分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz。?設(shè)定樁長應(yīng)為樁頂測點(diǎn)至樁底的施工樁長，設(shè)定樁身截面積應(yīng)為施工截面積。?樁身波速可根據(jù)本地區(qū)同類型樁的測試值初步設(shè)定。.采樣時間間隔或采樣頻率應(yīng)根據(jù)樁長、樁身波速和頻域分辨率合理選擇；時域信號采樣點(diǎn)數(shù)不宜少于1024點(diǎn)。.傳感器的設(shè)定值應(yīng)按計量檢定結(jié)果設(shè)定。測量傳感器安裝和激振操作應(yīng)符合下列規(guī)定：.傳感器安裝應(yīng)與樁頂面垂直；用耦合劑粘結(jié)時，應(yīng)具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。&§§§§§§ ②.實心樁的激振點(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；空心樁的激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置宜在同一水平面上，且與樁中心連線形成的夾角宜為90。，激振點(diǎn)和測量傳感器安裝位置宜為樁壁厚的1/2處。.激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置應(yīng)避開鋼筋籠的主筋影響。.激振方向應(yīng)沿樁軸線方向。.瞬態(tài)激振應(yīng)通過現(xiàn)場敲擊試驗，選擇合適重量的激振力錘和錘墊，宜用寬脈沖獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號，宜用窄脈沖獲取樁身上部缺陷反射信號。.穩(wěn)態(tài)激振應(yīng)在每一個設(shè)定頻率下獲得穩(wěn)定響應(yīng)信號，并應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長及樁周土約束情況調(diào)整激振力大小。信號采集和篩選應(yīng)符合下列規(guī)定：.根據(jù)樁徑大小，樁心對稱布置2?4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。.檢查判斷實測信號是否反映樁身完整性特征。.不同檢測點(diǎn)及多次實測時域信號一致性較差，應(yīng)分析原因，增加檢測點(diǎn)數(shù)量。.信號不應(yīng)失真和產(chǎn)生零漂，信號幅值不應(yīng)超過測量系統(tǒng)的量程。4.檢測數(shù)據(jù)的分析與判定次QQQQQ樁身波速平均值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：①.當(dāng)樁長已知、樁底反射信號明確時，在地質(zhì)條件、設(shè)計樁型、成樁工藝相同的基樁中，選取不少于5根I類樁的樁身波速值按下式計算其平均值：i^=nimcn11c（8.4.1-2）TLi.=2000c（8.4.1-3）cfLi.?=2式中c 樁身波速的平均值（m/s）；mc 第i根受檢樁的樁身波速值（m/s），且immiccc/-W5%——測點(diǎn)下樁長（m）；L.——速度波第一峰與樁底反射波峰間的時間差（ms）；T.——幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差（Hz）；fn——參加波速平均值計算的基樁數(shù)量（nN5）.當(dāng)無法按上款確定時，波速平均值可根據(jù)本地區(qū)相同樁型及成樁工藝的其他樁基工程的實測值，結(jié)合樁身混凝土的骨料品種和強(qiáng)度等級綜合確定。樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計算：ctxx?.?=20001（8.4.2-1）fcx修.?=2式中一一樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離（m）；x.——速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時間差（m）；xtc——受檢樁的樁身波速（m/s）,無法確定時用c值替代；m——幅頻信號曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差（Hz）。fia樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號衰減特性以及設(shè)計樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況，按本規(guī)范表3.5.1的規(guī)定和表8.4.3所列實測時域或幅頻信號特征進(jìn)行綜合分析判定。對于混凝土灌注樁，采用時域信號分析時應(yīng)區(qū)分樁身截面漸變后恢復(fù)至原樁徑并在該阻抗突變處的一次反射，或擴(kuò)徑突變處的二次反射，結(jié)合成樁工藝和地質(zhì)條件綜合分析判定受檢樁的完整性類別。必要時，可采用實測曲線擬合法助判定樁身完整性或借助實測導(dǎo)納值、動剛度的相對高低輔助判定樁身完整性。對于嵌巖樁，樁底時程既既以既既既 域反射信號為單一反射波且與錘擊脈沖信號同向時，應(yīng)采取其他方法核驗樁端嵌巖情況。出現(xiàn)下列情況之一，樁身完整性判定宜結(jié)合其他檢測方法進(jìn)行：.實測信號復(fù)雜，無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確評價。.樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁。低應(yīng)變檢測報告應(yīng)給出樁身完整性檢測的實測信號曲線。表8.4.3樁身完整性判斷類別時域信號特征幅頻信號特征

l2L/c時刻前無缺陷反射波，由樁底反射波，柱底接診縫排列基本等間距，其相鄰頻差Lcf2/iO.II2L/c時刻前出現(xiàn)輕微缺陷反射波，有樁底反射波，樁底接診縫排列基本等間距，砌相鄰頻差，輕微缺陷產(chǎn)生的諧振峰與樁底諧振峰之間的頻差>c/2L，III有明顯缺陷反射波，其它特征介于I類和IV類之間，IV2L/c時刻前出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷反射波或周期性反射波，武裝底反射波；或印裝深淺不嚴(yán)重缺陷是波形呈現(xiàn)低頻大振幅衰減振動，無樁底反射波缺陷諧振峰排列基本等間距，相鄰頻差.>c/2L,無樁底諧振峰；或印裝深淺不嚴(yán)重缺陷只出現(xiàn)單一諧振峰，無樁底諧振峰。注：，對同一場地、地質(zhì)條件相近、狀型和成樁工藝相同的基樁，因樁端部分樁身阻抗與持力層阻抗相匹配導(dǎo)致實測信號無樁底反射波時，可按本場地同條件下有樁底反射波的其他樁實測信號盤頂撞身完整性類別.檢測報告除應(yīng)包括本規(guī)范第3.5.5條內(nèi)容外，還應(yīng)包括下列內(nèi)容：①.樁身波速取值；.樁身完整性描述，缺陷的位置及樁身完整性類別；.時域信號時段所對應(yīng)的樁身長度標(biāo)尺、指數(shù)或線性放大的范圍及倍數(shù)；或幅頻信號曲線分析的頻率范圍、樁底或樁身缺陷對應(yīng)的相鄰諧振峰間的頻差。GW-2-235.相關(guān)文件GW-2-23報告管理程序淺談樁基低應(yīng)變動測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用摘要：簡要介紹低應(yīng)變樁基檢測中的技巧，對缺陷樁的判斷以及對判斷標(biāo)準(zhǔn)的建議關(guān)鍵詞：樁基低應(yīng)變；動測；激振力；應(yīng)變波；反射波；缺陷樁.、八、?刖曰混凝土鉆孔灌注樁是橋梁基礎(chǔ)工程常用的形式之一，樁能將橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層上去，從而大大減少基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降。多年工程實踐證明，鉆孔灌注樁是極為有效、安全可靠的基礎(chǔ)形式之一。但由于鉆孔灌注樁是在地下或水下成孔、灌注混凝土，加之成孔方法各異、地質(zhì)條件的變化、混凝土澆注時間長短不等各因素影響，鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)缺陷。常見的缺陷有縮徑、擴(kuò)徑、短樁、斷樁（夾泥）、澆注的混凝土離析及樁頂部分混凝土密實性差等；嵌巖樁主要是由于清孔不徹底，孔底沉淀厚度超標(biāo)，降低樁基承載力。我們檢測的鉆孔灌注樁全部為摩擦樁，也存在不同程度的孔底沉淀回淤問題，影響樁基承載力。雖然鉆孔灌注樁的施工工藝不斷改進(jìn)，但鉆孔灌注樁事故率仍達(dá)2%左右，為避免給工程留下隱患，高速公路樁基要求100%進(jìn)行檢測。采用靜載試驗方法對樁基進(jìn)行檢測受力條件比較接近實際，直觀也易于被人們接受，但試驗時間長，設(shè)備苯重，試驗費(fèi)用高，已不能滿足對大量樁基進(jìn)行檢測的需要。特別是一些大直徑長樁，由于受試驗場地限制和承載力大而無法進(jìn)行靜載試驗，就是進(jìn)行了靜載試驗，也因怕影響樁基使用效果，加載時不可能達(dá)到極限荷載，工程樁的性能只能進(jìn)行估計，且該法易使工程樁受損傷，而采用快速、簡便、價廉的低應(yīng)變檢測方法可以滿足施工現(xiàn)場大量檢測樁的需求。近年來我們使用荷蘭IFCO公司生產(chǎn)的IT-SYSTEM型低應(yīng)變測樁儀在高速公路上進(jìn)行了大量樁基檢測工作，下面僅就檢測中遇到的問題談些粗淺看法。樁基檢測技巧樁基動測技術(shù)在我國已是普遍用于對工程實體樁基的施工質(zhì)量進(jìn)行評判的成熟技術(shù)。采用動測技術(shù)進(jìn)行樁基檢測對樁沒有任何破壞，故又稱為樁基無破損檢測技術(shù)。我們于1995年8月購買一臺荷蘭IFCO公司生產(chǎn)的IT-SYSTEM型低應(yīng)變測樁儀，并聘請了有豐富測樁經(jīng)驗的技術(shù)人員組成檢測部，開始承接樁基檢測任務(wù)，分別于1997年和1998年取得了河北省技術(shù)監(jiān)督局和河北省建設(shè)委員會頒發(fā)的計量認(rèn)證合格證書和資質(zhì)認(rèn)證合格證書。幾年來，我們分別在宣大高速公路、京秦高速公路、110國道等工程中共5000余棵樁進(jìn)行施工質(zhì)量檢測，積累了一些寶貴的檢測經(jīng)驗。IT-SYSTEM型樁基檢測儀發(fā)射的反射波可以檢驗樁身混凝土的完整性，推判樁基的缺陷類型和在樁身中的位置，對樁長進(jìn)行校核，對樁身混凝土的強(qiáng)度等級進(jìn)行估判。IT-SYSTEM型樁基檢測儀是由測樁儀（包括計算機(jī)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集器）、接收傳感器（亦稱檢波器）和力錘組成。反射波法是通過對樁頂施加豎向激振力，產(chǎn)生的彈性變形波沿樁身向下傳播，在樁底、斷樁或嚴(yán)重離析等部位存在明顯阻抗界面及樁身縮徑、擴(kuò)徑部位產(chǎn)生反射波。經(jīng)過檢測儀器接收、放大和數(shù)據(jù)處理，識別來自樁身不同部位的反射波信號，以此推判樁基完整性。檢測到的應(yīng)力波曲線為速度-時間關(guān)系曲線。時間、波速、樁長之間的關(guān)系，由下式表示：△tb=2L/Vp^tb一直達(dá)波與反射波時差；L一樁長；Vp—應(yīng)力波在樁身中的波速Vp=V（E/p）E—混凝土楊氏彈性模量p—混凝土密度當(dāng)樁身存在缺陷或斷樁時，各界面反射波曲線變得復(fù)雜，認(rèn)真分析波形并選出可靠的缺陷反射時間^tb，從而得到缺陷部位距樁頂?shù)木嚯x：L=Vpm^tb/2Vpm-同一工地內(nèi)多根己測合格樁樁身縱波速度的平均值；U—缺陷部位距樁頂?shù)木嚯x。在樁基檢測前，首先，應(yīng)收集有關(guān)樁基的一些設(shè)計施工資料，如工程地質(zhì)資料、樁基設(shè)計圖、施工原始記錄（鉆孔記錄、混凝土澆注記錄等）和樁位布置圖；其次，檢測前應(yīng)對所需進(jìn)行檢測的單樁做好測前處理，施工單位一定要將樁頭泥漿及夾帶泥漿的混凝土鑿除干凈；第三，檢查儀器設(shè)備是否正常。需要進(jìn)行檢測的樁頭半徑1/3以內(nèi)至少需要兩個干凈且堅實的混凝土平面，其中一個用于檢測時粘貼傳感器，另一個用于錘擊。傳感器用黃油或橡膠泥粘牢。錘擊位置要盡可能靠近樁頭中心部位，并與傳感器不要離的太遠(yuǎn)，錘擊處應(yīng)與傳感器粘貼處等高。錘擊力方向應(yīng)平行樁基軸心線。錘擊能量大小對樁基檢測是非常重要的，對較長、直徑較大的樁，由于樁土相互作用及樁混凝土的彈性影響，能量衰減很快，錘擊能量較小時，應(yīng)力波傳播距離較近，樁身深部即使有缺陷，也難以發(fā)現(xiàn)反映樁身缺陷的反射波，因此應(yīng)視樁長區(qū)別施力，長樁、大直徑的樁錘擊力應(yīng)大于較短樁和小直徑的樁。施力大小的由試驗確定。樁基完整性檢測精確程度主要是檢測儀器能接收到清晰的錘擊反射波信號，以便為準(zhǔn)確分析提供可靠數(shù)據(jù)。反射波信號的精確程度首先取決于檢測儀器，主要有接收傳感器量程范圍和動態(tài)范圍以及靈敏度；傳感器的阻尼性良好程度；傳感器的頻率響應(yīng)范圍，一般應(yīng)在幾十至2khz之間；檢測儀器要有足夠的濾波放大能力；數(shù)據(jù)后處理手段先進(jìn)。清晰反射波信號我們是通過反復(fù)多次對被檢測樁頭進(jìn)行錘擊，細(xì)心采集重復(fù)性好，樁底的反射波信號清晰，存儲后進(jìn)行分析，以便得出正確判斷。樁基檢測應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上，或灌注樁混凝土齡期達(dá)7天以上。施工單位為了要進(jìn)行下道工序施工的需要，往往要求檢測單位提早進(jìn)行檢測，這必然給樁基完整性的判斷增加難度。如遇到這種情況，需要采集更多一些反射波信號，從中找出能正確判斷該棵樁基完整性的波形信號。2、缺陷樁的判斷鉆孔灌注樁存在的缺陷按其性質(zhì)可分為兩類，一類是外部形狀較完整，混凝土的密度及反射波發(fā)生變化，即混凝土的彈性模量發(fā)生變化；另一類是樁身混凝土較均勻，樁身斷面發(fā)生變化。在樁基檢測中按樁基缺陷程度一般分為四類：一類樁樁身結(jié)構(gòu)完整，樁徑均勻，混凝土密實，反射波波形規(guī)整，上下幅值對稱，符合自由振動指數(shù)衰減規(guī)律。頻譜曲線規(guī)則，主峰突出明顯，頻峰幅值是按一定規(guī)律衰減；二類樁樁身基本完整，樁徑略有變化（輕度縮徑），反射波波形欠規(guī)整，上下幅值基本對稱，近于自由振動衰減規(guī)律。頻譜