論樁基完整性檢測在橋梁工程中的應(yīng)用與重要性畢業(yè)論文

1、題 目：論樁基完整性檢測在橋梁工程中的應(yīng)用與重要性專 業(yè)：土木工程（道路與橋梁）學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師：學(xué)習(xí)中心： 西 南 交 通 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育 學(xué) 院年 月 日院系 專 業(yè) 土木工程(道路與橋梁) 年級 學(xué) 號 姓 名 學(xué)習(xí)中心 指導(dǎo)教師 題目 論樁基完整性檢測在橋梁工程中的應(yīng)用與重要性 指導(dǎo)教師評 語 是否同意答辯 過程分(滿分20) 指導(dǎo)教師 (簽章) 評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯組組長 (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 論 文 任 務(wù) 書班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 開題日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日題 目 論樁基完整性檢測在橋梁工程中的應(yīng)用與重要

2、性 1、 本論文的目的、意義 近幾年國內(nèi)高架橋建設(shè)發(fā)展迅速，但是部分地區(qū)過分追求工程進(jìn)度，忽視工程質(zhì)量，這些從各地頻發(fā)的工程事故中就不難發(fā)現(xiàn)。萬丈高樓平地而起，橋梁工程的重中之重就是樁基工程的質(zhì)量。樁基工程因存在隱蔽性，不確定性，其質(zhì)量是最難把控的一環(huán)，因此我將從國內(nèi)采用最多的低應(yīng)變發(fā)射波法、超聲波透射法、鉆孔取芯法三種常見的樁基完整性檢測方法來討論樁基完整性檢測的重要性。 2、 學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) 第一步：在全面掌握有關(guān)理論的基礎(chǔ)上積極著手收集資料，擬定該論文大綱； 第二步：依據(jù)指導(dǎo)老師修改后的論文提綱撰寫論文； 第三步：向指導(dǎo)老師提交論文初稿； 第四步：依據(jù)老師的指導(dǎo)對論文進(jìn)行反復(fù)修改； 第

3、五步：論文定稿并對論文進(jìn)行裝訂； 第六步：對論文答辯進(jìn)行準(zhǔn)備。 3、 論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共 10 周）第一部分 橋梁工程樁基分類 ( 1 周) 第二部分 常見的基樁質(zhì)量缺陷 ( 2 周) 第三部分 基樁完整性檢測常用的檢測方法 ( 3 周) 第四部分 現(xiàn)場檢測中三種方法合理運(yùn)用與結(jié)果分析 ( 3 周) 第五部分 結(jié)束語 ( 1 周) 評閱或答辯 ( 周)4、 參考文獻(xiàn)1、中華人民共和國建設(shè)部；建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（jgj106-2003） 2、中華人民共和國交通部；公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程（jtg/t f81-01-2004） 3、江蘇省建設(shè)廳工程建設(shè)處：江蘇省樁基檢測培訓(xùn)教材基樁檢

4、測技術(shù) 4、羅騏先 王五平；樁基工程檢測手冊人民交通出版社2010年8月第3版 5、朱光裕；水運(yùn)工程試驗(yàn)檢測人員用書結(jié)構(gòu)人民交通出版社2012年4月第2版 6、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程（cecs 03:2007） 7、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程（cecs21:2000） 8、胡德昭，朱慧娟，姜永基等，地球物理學(xué)原理及應(yīng)用，南京大學(xué)出版社，1996 備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日誠信承諾一、 本論文是本人獨(dú)立完成；二、 本論文沒有任何抄襲行為；三、 若有不實(shí)，一經(jīng)查出，請答辯委員會取消本人答辯（評閱）資格。承諾

5、人（鋼筆填寫）： 年月日目 錄摘 要i前 言 ii 第1章 橋梁工程樁基分類11.1 按樁身材料分類11.2 按樁的功能分類11.3 按成樁工藝分類1第2章 常見的基樁質(zhì)量缺陷32.1 灌注樁常見質(zhì)量缺陷32.2 預(yù)制樁常見質(zhì)量缺陷32.3 樁身完整性分類表4第3章 基樁完整性檢測常用的檢測方法53.1 低應(yīng)變反射波法的基本原理簡介及適用范圍53.2 低應(yīng)變現(xiàn)場檢測技術(shù)73.3 聲波透射法測樁的基本原理簡介及適用范圍93.4 聲波透射法現(xiàn)場檢測技術(shù)113.5 鉆芯法檢測的目的及適用范圍123.6 鉆芯設(shè)備及現(xiàn)場檢測技術(shù)13第4章 現(xiàn)場檢測中三種方法合理運(yùn)用與結(jié)果分析154.1 所檢測項(xiàng)目概況與

6、檢測依據(jù)154.2 三種檢測方法檢測出的結(jié)果154.3 最終檢測結(jié)果評定與樁身質(zhì)量評定19結(jié) 束 語20致 謝21參考文獻(xiàn)22摘 要近年來，隨著公路等級要求的提高，對公路橋梁的基礎(chǔ)提出了更高的要求。樁基礎(chǔ)已成為我國交通工程建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)形式，長樁、大直徑樁及單樁的應(yīng)用已較為常見。裝基礎(chǔ)的質(zhì)量直接關(guān)系到工程建設(shè)的安危，因此樁基礎(chǔ)的質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要。為加強(qiáng)公路工程基樁動力檢測的管理，統(tǒng)一檢測方法及技術(shù)規(guī)定，確保檢測分析成果的質(zhì)量，中華人民共和國交通部制定了公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程jtb/t f81-01-2004和港口工程基樁動力檢測規(guī)程jtj249-2001。目前，基樁完整性檢測的常用辦法有

7、低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動測法、聲波投射法、取芯法等。高應(yīng)變動測法主要分析樁側(cè)和樁端土阻力，推算單樁軸向抗壓極限承載力，檢測樁身缺陷位置、類型及影響程度，判定樁身完整性類別，試打樁及打樁應(yīng)力檢測。低應(yīng)變反射波法是通過分析實(shí)測樁頂速度響應(yīng)信號的特征檢測樁身完整性，判定樁身缺陷位置及影響程度，判斷樁完整性類別。聲波透射法是通過預(yù)埋在樁身的聲測管，用聲測換能器的發(fā)射和接收，測出被測混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)，分析聲測管之間的混凝土的缺陷位置及影響程度。取芯法是利用鉆孔取芯機(jī)械設(shè)備，直接對樁身鉆孔取芯，檢測混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土的強(qiáng)度、樁底成渣厚度和樁身完整性，判定貨鑒別樁端持力層巖土性狀。 關(guān)鍵詞：

8、樁基礎(chǔ) 低應(yīng)變反射波法 聲波投射法 取芯法 樁身完整性 前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樁基工程檢測技術(shù)也在不斷的更新和提高，新的理論、新的方法將不斷的涌現(xiàn)。但是由于很多地方不重視基樁工程質(zhì)量，技術(shù)人員并不了解樁基檢測的方法，也不了解樁基缺陷產(chǎn)生的原因，和解決辦法，偏執(zhí)的認(rèn)為樁基檢測結(jié)果是虛假與不真實(shí)的。為次我將目前采用最廣泛的三種檢測方法做一個(gè)匯總，介紹其的基本原理與檢測適用范圍，分析一些基樁缺陷產(chǎn)生的原因，目的為提高施工技術(shù)人員對樁基工程質(zhì)量的重視與掌握一些樁基完整性檢測的方法。第1章 橋梁工程樁基分類樁是交通工程橋梁、港口基礎(chǔ)中的柱狀構(gòu)件，其基樁分類大致按制樁材料、對地基土的影響、基礎(chǔ)功能、成

9、樁工藝分類。1.1 按樁身材料分類1、混凝土樁 混凝土灌注樁承載力高、剛度大、耐久性好、可承受較大的荷載；樁的幾何尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)要求變化，樁長不受限制，且取材方便，因此是當(dāng)前各國廣泛采用的樁型。2、鋼樁主要分為鋼管樁、型鋼樁和鋼板樁三種。1.2 按樁的功能分類1、抗壓樁按樁的承載性狀可分為：（1）摩擦型樁：指樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)摩阻力承擔(dān)。根據(jù)側(cè)摩阻力分擔(dān)總荷載的比例。又可分為純摩擦樁和樁承摩擦樁；（2）端承型樁：指樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承擔(dān)。根據(jù)端阻力發(fā)揮的程度和分擔(dān)總荷載的比例，又可分為純端承樁和摩擦端承樁。2、抗拔樁主要用來承擔(dān)豎向上拔荷載，如船塢抗浮力樁基、送點(diǎn)線路塔樁基等等

10、。其外部上拔荷載主要由樁側(cè)摩擦力承擔(dān)。3、水平受荷樁主要用來承擔(dān)水平方向傳來的外部荷載，如承受地震或風(fēng)所產(chǎn)生的水平荷載。港口碼頭用的板樁、基坑支護(hù)中的護(hù)坡樁等都屬于這類樁。1.3 按成樁工藝分類1、打（壓）入樁主要指預(yù)制樁。成樁方法是按預(yù)定的沉樁標(biāo)準(zhǔn)，以錘擊、震動或靜壓方式將樁沉入地層至設(shè)計(jì)標(biāo)高。2、就地灌注樁直接在地基土上用鉆、沖、挖等方式成孔，就地澆注混凝土而成的樁。按成樁工藝主要分為:（1）鉆孔灌注樁：利用機(jī)械設(shè)備并采用泥漿護(hù)壁成孔或干作業(yè)成孔，然后放置鋼筋籠、混住混凝土而成的樁。（2）人工挖孔灌注樁：利用人工挖掘成孔，在孔內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土的一種樁型。（3）擠擴(kuò)多支盤灌注樁：是在

11、原有等截面混凝土樁基礎(chǔ)上，使用專用液壓擠擴(kuò)支盤設(shè)備擠擴(kuò)支盤機(jī)，經(jīng)高能量擠壓土體而成型支盤模腔，合理的與現(xiàn)有樁工機(jī)械配套適用，灌注混凝土而成的一種變直徑樁型。第2章 常見的基樁質(zhì)量缺陷2.1 灌注樁常見質(zhì)量缺陷 1、鉆孔灌注樁（1）對于有泥漿護(hù)壁的鉆孔灌注樁，樁底成渣及孔壁泥皮過厚是導(dǎo)致承載力大幅降低的主要原因。（2）水下澆筑混凝土?xí)r，施工不當(dāng)如導(dǎo)管下口離開混凝土面、混凝土澆注不連續(xù)時(shí)，樁身會出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象，而混凝土攪拌不勻、水灰比過大或?qū)Ч苈┧鶗a(chǎn)生混凝土離析。（3）當(dāng)泥漿相對密度配置不當(dāng)，地層松散或呈流塑狀，或遇承壓水層時(shí)，導(dǎo)致孔壁不能直立而出現(xiàn)塌孔時(shí)，樁身就會不同程度的出現(xiàn)擴(kuò)徑、縮徑或斷

12、樁現(xiàn)象。（4）鋼筋籠的錯(cuò)位也是這類樁經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題（5）對于干作業(yè)鉆孔灌注樁，樁底虛土過多是導(dǎo)致承載力下降的主要原因，而當(dāng)?shù)貙臃€(wěn)定性差出現(xiàn)塌孔時(shí)，樁身也會出現(xiàn)夾泥或斷樁現(xiàn)象。2.2 預(yù)制樁常見質(zhì)量缺陷1、鋼樁（1）錘擊應(yīng)力過高時(shí)，易造成鋼管樁局部損壞，引起樁頭失穩(wěn)。（2）焊接質(zhì)量差，錘擊次數(shù)過多或第一節(jié)樁不垂直時(shí)，樁身易斷裂。2、混凝土預(yù)制樁（1）樁錘選用不合理，輕則樁難于打至設(shè)定標(biāo)高，無法滿足承載力要求，或錘擊數(shù)過多。造成樁疲勞破壞；重則易擊碎樁頭，增加打樁破損率。（2）錘墊或樁墊過軟時(shí)，錘擊能量損失大，樁難于打至設(shè)定標(biāo)高，過硬則錘擊應(yīng)力大易擊碎樁頭，使沉樁無法進(jìn)行。（3）錘擊拉應(yīng)力是引

13、起樁身與開裂的主要原因?；炷翗赌艹惺茌^大的壓應(yīng)力，但抵抗拉應(yīng)力能力差，當(dāng)壓力波發(fā)射為拉伸波，產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，一般會在樁身中上部出現(xiàn)環(huán)狀裂縫。（4）焊接質(zhì)量差或焊接后冷卻時(shí)間不足，錘擊時(shí)易造成在焊口處開裂。（5）樁錘、樁帽和樁身不能保持一條直線，造成錘擊偏心，不僅使錘擊能量損失大，樁無法沉入設(shè)定標(biāo)高，而且會造成樁身開裂、折斷。（6）樁間距過小，打樁引起的擠土效應(yīng)使后打的樁難于打入或使地面隆起，導(dǎo)致樁上浮，影響樁的端承力。（7）在較厚的黏土、粉質(zhì)黏土中打樁，如果停放時(shí)間過長，或在砂層中短時(shí)間停歇，土體固結(jié)、強(qiáng)度恢復(fù)后就不易打入，此時(shí)如硬打，將擊碎樁頭，使沉樁無法進(jìn)行。2.3樁

14、身完整性分類表 樁身完整性類別分類原則樁身完整樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響樁身存在嚴(yán)重缺陷，應(yīng)進(jìn)行工程處理 表1:樁身完整性分類表第3章 樁基完整性檢測常用的檢測方法3.1 低應(yīng)變反射波法的檢測原理簡介及適用范圍1、低應(yīng)變法低應(yīng)變反射波法的檢測原理簡介樁基低應(yīng)變瞬態(tài)無損檢測技術(shù)是涉及地質(zhì)基礎(chǔ)、巖土工程、土動力學(xué)、地球物理和電子計(jì)算機(jī)的多學(xué)科綜合性技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是應(yīng)力波在彈性體中傳播的反射及折射原理。當(dāng)在樁基頂施加某一瞬態(tài)機(jī)械激振力f(t)時(shí)，樁基的質(zhì)點(diǎn)受迫振動并產(chǎn)生沿樁身向下傳播的應(yīng)力波。應(yīng)力波沿樁長向下傳播時(shí)，遇到彈性介質(zhì)突

15、然變化的界面（基樁的樁底、樁身的夾泥薄層、斷裂、嚴(yán)重?cái)U(kuò)徑和縮徑時(shí)）就會產(chǎn)生波的反射。這些包含有樁身質(zhì)量信息的反射信號被安置在樁頭上的高靈敏傳感器接受記錄后，再通過高速的a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，即可對記錄的反射波進(jìn)行分析，判斷樁身混凝土的缺陷（變徑、蜂窩等）的部位及程度，從而對樁身完整性作出評價(jià)。檢測原理簡圖見圖1。圖1：檢測分析系統(tǒng)2、低應(yīng)變檢測數(shù)據(jù)分析判定（1）樁身波速平均值的確定當(dāng)樁長已知、樁底反射信號明確時(shí)，在地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝相同的基樁中選取不少于5根類樁的樁身波速值按下式計(jì)算其平均值：式中樁身波速的平均值（m/s）；第根受檢樁的樁身波速值（m/s），且5；測點(diǎn)下樁長（m

16、）；速度波第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)間差（ms）：幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差（hz）；參加波速平均值計(jì)算的基樁數(shù)量（5）當(dāng)無法按上款確定時(shí)，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(shí)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。（2）樁身缺陷位置的確定式中樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離（m）；速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差（ms）；受檢樁的樁身波速（m/s），無法確定時(shí)用值替代；幅頻信號曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差（hz）。出現(xiàn)實(shí)測信號復(fù)雜，無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià),實(shí)測信號復(fù)雜，樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁，樁身完整性判定應(yīng)結(jié)合其他方法進(jìn)

17、行。3、低應(yīng)變法的適用范圍低應(yīng)變法是用一維應(yīng)力波理論去研究樁的動態(tài)響應(yīng)，將樁視為一維彈性桿件，利用樁頂?shù)募ふ衲芰浚鶕?jù)應(yīng)力波在樁身中的變化規(guī)律去分析樁身阻抗變化情況，判斷樁身是否有缺陷以及相應(yīng)的缺損位置和缺損程度。該方法適用于鋼筋混凝土預(yù)制樁（預(yù)制混凝土方樁、板樁、預(yù)應(yīng)力管樁等）和混凝土灌注樁的樁身完整性檢測。低應(yīng)變法對樁身缺陷只能作定性判別，且不適用于下面幾種情況：（1）不適用于檢測及推算樁的承載力，因?yàn)榈湍芰康募ふ癫豢赡艹浞职l(fā)揮樁周土阻力。（2）不能用于推算樁身混凝土強(qiáng)度。（3）不能用于檢測樁身縱向裂縫和較深部位的樁身缺陷、也不能檢測混凝土灌注樁樁底沉渣厚度。（4）不適用于強(qiáng)度較低的水泥土

18、樁、砂（碎石）樁等柔性樁和半剛性樁的質(zhì)量檢測。4、樁身完整性類別判定的原則（1）類樁：樁端反射較明顯，無缺陷反射波，振幅譜線分布正常，混凝土波速處于正常范圍。（2）類樁：樁端反射較明顯，但有局部缺陷所產(chǎn)生的反射信號，混凝土波速處于正常范圍。（3）類樁：樁端反射不明顯，可見缺陷二次反射波信號，或有樁端反射但波速明顯偏低。（4）類樁：無樁端反射信號，可見因缺陷引起的多次強(qiáng)反射信號，或按評價(jià)波速計(jì)算的樁長明顯短于設(shè)計(jì)樁長。3.2 低應(yīng)變現(xiàn)場檢測技術(shù)1、檢測前的準(zhǔn)備工作（1）檢測前測試人員應(yīng)會同設(shè)計(jì)、甲方、監(jiān)理人員，參考施工記錄、現(xiàn)場工作日志，明確檢測樁號，并按表2填寫受檢樁設(shè)計(jì)施工記錄表。表2：受檢

19、樁設(shè)計(jì)施工資料表樁號樁徑（m）設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高(m)檢測時(shí)樁頂標(biāo)高（m）施工樁底標(biāo)高(m)施工樁長(m)成樁日期設(shè)計(jì)樁端持力層其他工程名稱標(biāo)段樁型提供資料人員日期第 頁（2）受檢樁應(yīng)符合樁身混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，且不小于15 mpa或成樁14d以后進(jìn)行。 （3）樁頭部位的缺陷對波的傳遞影響很大，所以樁頭應(yīng)予以處理。要求將樁頭的浮漿清理，盡可能的把殘部的各種缺陷去掉。對于預(yù)制樁要將錘擊疏松部分截除，灌注樁要將浮漿或不密實(shí)段截除，最好采用砂輪將被測灌注樁樁頂直接磨平，使激振點(diǎn)、信號接收點(diǎn)都直接在樁身砼母體上。2、傳感器的安裝規(guī)定（1）傳感器的安裝可采用石膏、黃油、橡皮泥等耦合劑，粘結(jié)應(yīng)牢

20、固，并與樁頂面垂直。（2）對混凝土灌注樁，傳感器宜安裝在距樁中心1/22/3半徑處，其距離樁的主筋不易小于50mm。當(dāng)樁經(jīng)不大于1000mm時(shí)不宜少于2個(gè)測點(diǎn)；當(dāng)樁徑大于1000mm時(shí)不宜少于4個(gè)測點(diǎn)。（3）對混凝土預(yù)制樁，當(dāng)邊長不大于600mm時(shí)不宜少于2個(gè)測點(diǎn)；當(dāng)邊長大于600mm時(shí)不宜少于3個(gè)測點(diǎn)。（4）對預(yù)應(yīng)力混凝土管樁不應(yīng)少于2個(gè)測點(diǎn)。3、激振時(shí)應(yīng)符合的規(guī)定（1）混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁的激振點(diǎn)宜在樁頂中心部位；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的激振點(diǎn)和傳感器安裝點(diǎn)于樁中心連線的夾角不小于45。（2）激振錘和激振參數(shù)宜通過現(xiàn)場對比實(shí)驗(yàn)選定。短樁或淺部缺陷樁的檢測宜采用輕錘短脈沖激振；長樁、大直徑樁

21、或深部缺陷樁的檢測宜采用重錘寬脈沖激振，也可以采用不同的錘墊來調(diào)整激振脈沖寬度。（3）采用力棒激振時(shí)，應(yīng)自由下落；采用力錘敲擊時(shí)，應(yīng)使其作用力方向與樁頂面垂直。4、檢測工作中應(yīng)遵守的規(guī)定（1）采樣拼了和最小采樣長度應(yīng)根據(jù)樁長和波形分析確定。（2）各測點(diǎn)的重復(fù)檢測次數(shù)不應(yīng)少于3次，且檢測波形具有良好的一致性。（3）當(dāng)干擾較大時(shí)，可采用信號增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行重復(fù)激振，提高信噪比；當(dāng)信號一致性差時(shí)，應(yīng)分析原因，排除人為和檢測儀器等干擾因素，重新檢測。（4）對存在缺陷的樁應(yīng)改變檢測條件的重復(fù)檢測，相互驗(yàn)證。5、樁身完整性的分析出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，宜結(jié)合其他檢測方法（1）超過有效檢測長度范圍的超長樁，其測試信

22、號不能明確反映樁身下部和樁端情況。（2）樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁。（3）當(dāng)樁長的推算值于實(shí)際樁長明顯不符，且又缺乏相關(guān)資料加以解釋或驗(yàn)證。（4）實(shí)測信號復(fù)雜、無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的樁身完整性分析和評論。（5）對于預(yù)制樁，時(shí)域曲線在接頭處有明顯反射，但又難以判定是斷裂錯(cuò)位還是接觸不良。3.3 聲波透射法測樁的基本原理簡介及適用范圍1、聲波透射法測樁的基本原理簡介混凝土灌注樁聲波透射法的檢測原理是：在被測樁內(nèi)預(yù)埋若干根豎向相互平行的聲測管作為檢測通道，將超聲波的脈沖發(fā)射換能器與接收換能器置于聲測管中，管中注滿清水作為耦合劑，由發(fā)射換能器發(fā)射超聲脈沖，穿過待測的樁體混凝土

23、，并經(jīng)過接收換能器被儀器所接收，判讀出超聲波穿過混凝土的聲時(shí)、接收波首波的波幅等參數(shù)。超聲波脈沖信號在混凝土的傳播過程中因發(fā)生繞射、折射、多次反射及不同的吸收衰減，使信號在混凝土中傳播的時(shí)間、振動幅度、波形等發(fā)生變化，這樣接收信號就攜帶了有關(guān)傳播介質(zhì)（即被測樁身混凝土）的密實(shí)缺陷情況、完整程度等信息，由儀器的數(shù)據(jù)處理與判斷分析軟件對接收信號的各種聲參量進(jìn)行綜合分析，即對樁身的完整性、內(nèi)部缺陷性質(zhì)、位置以及樁混凝土總體均勻性等級做出判斷。檢測系統(tǒng)如圖2所示。圖2：聲波透射法檢測系統(tǒng)2、聲波透射法適用范圍本方法適用于直徑不小于800mm的混凝土灌注樁的完整性檢測。3、聲波透射法檢測數(shù)據(jù)的處理與判定

24、（1）聲速判據(jù) 當(dāng)實(shí)測混凝土聲速值低于聲速臨界值時(shí)應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。vivd 式中vi 第i測點(diǎn)聲速值(km/s); vd 聲速臨界值(km/s)。聲速臨界值采用正常混凝土聲速平均值與2倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即：vd =-2=式中 正?；炷谅曀倨骄?km/s); 正?；炷谅曀贅?biāo)準(zhǔn)差(km/s)； vi 第i測點(diǎn)聲速值(km/s)； n 測點(diǎn)數(shù)。當(dāng)檢測剖面n個(gè)測點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用聲速低限值判據(jù)。即實(shí)測混凝土聲速值低于聲速低限值時(shí)，可直接判定為異常。vivl式中vi 第i測點(diǎn)聲速(km/s);vl 聲速低限值(km/s)。 聲速低限值應(yīng)由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與

25、聲速對比試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。（2）波幅判據(jù)用波幅平均值減6db作為波幅臨界值，當(dāng)實(shí)測波幅低于波幅臨界值時(shí)，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。ad=am-6am=式中 ad 波幅臨界值(db);am 波幅平均值(db)； ai 第i測點(diǎn)相對波幅值(db);n 測點(diǎn)數(shù)。（3）psd判據(jù)采用斜率法作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)，當(dāng)psd值在某測點(diǎn)附近變化明顯時(shí)，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)。式中 第i個(gè)測點(diǎn)聲時(shí)值（s）； 第i-1個(gè)測點(diǎn)聲時(shí)值（s ）；zi 第i個(gè)測點(diǎn)深度（m）；zi-1 第i-1個(gè)測點(diǎn)深度（m）。4、 聲波透射法檢測樁身質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn)（1）類樁：各聲測剖面每個(gè)測點(diǎn)的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。（

26、2）類樁：某一聲測剖面?zhèn)€別測點(diǎn)的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。 （3）類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)或某一深度樁截面處的的聲速、波幅略小于臨界值，psd值突變，波形畸變。（4）類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)或某一深度樁截面處的的聲速、波幅明顯小于臨界值，psd值變大，波形嚴(yán)重畸變。3.4 聲波透射法現(xiàn)場檢測技術(shù)1、聲測管的埋設(shè)的規(guī)定（1）當(dāng)樁徑不大于1500mm時(shí)，應(yīng)埋設(shè)三根管；當(dāng)樁徑大于1500mm時(shí)，應(yīng)埋設(shè)四根管。（2）聲測管宜采用金屬管，其內(nèi)徑應(yīng)比換能器外徑大15mm，管的連接宜采用螺紋連接，且不漏水。（3）聲測管應(yīng)牢固焊接或綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，且互相平行、定位準(zhǔn)確，并埋設(shè)至樁

27、底，管口宜高出樁頂面300mm以上。（4）聲測管管低應(yīng)封閉，管口應(yīng)加蓋。（5）聲測管的布局以路線的前進(jìn)方便的頂點(diǎn)為起始點(diǎn)，按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行編號和分組，每兩根編為一組。2、檢測前的準(zhǔn)備工作（1）檢測前測試人員應(yīng)會同設(shè)計(jì)、甲方、監(jiān)理人員，參考施工記錄、現(xiàn)場工作日志，明確檢測樁號，并按表2填寫受檢樁設(shè)計(jì)施工記錄表。（2）受檢樁混凝土齡期應(yīng)大于14d。（3）聲測管內(nèi)應(yīng)灌滿清水，且保證暢通。（4）標(biāo)定超聲波檢測儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)延遲時(shí)間。（5）準(zhǔn)確量測聲測管的內(nèi)、外徑和相鄰聲測管外壁間的距離，量測精度為1mm。3、檢測時(shí)的要求（1）測點(diǎn)間距不宜大于250mm。發(fā)射與接收換能器應(yīng)以相同標(biāo)高同步升降，其

28、累計(jì)相對高差不應(yīng)大于20mm，并隨時(shí)校正。（2）在同一根樁的檢測過程中，聲波發(fā)射電壓應(yīng)保持不變。（3）對于聲時(shí)值和波幅值出現(xiàn)異常的部位，應(yīng)采用水平加密（a）、等差同步（b）或扇形掃描（c）等方法進(jìn)行細(xì)測，結(jié)合波形分析確定樁身混凝土缺陷的位置及其嚴(yán)重程度。圖33.5 鉆芯法檢測的目的及適用范圍1、灌注樁鉆芯檢測的目的（1）檢測樁身混凝土質(zhì)量情況。（2）檢測樁底沉渣是否滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。（3）檢測樁底持力層的巖土性狀是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求。（4）當(dāng)鉆芯至樁底時(shí)，可測定樁長是否于施工樁長一樣。2、灌注樁鉆芯檢測的適用范圍（1）灌注樁由于受成孔垂直度和鉆芯孔垂直度的影響，一般要求受檢樁的樁徑不宜小

29、于800mm，長徑比不宜大于30，否則鉆芯孔容易偏離樁身。（2）適用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁等現(xiàn)澆的混凝土灌注樁，特別適用于大直徑的混凝土灌注樁。（3）對復(fù)合地基中的樁體，如強(qiáng)度較低的水凝土攪拌樁、水泥粉煤灰碎石樁、深層攪拌樁等，由于它們的樁身質(zhì)量與土層性質(zhì)密切相關(guān)，混凝土均勻性較差，采用鉆芯法行進(jìn)此類樁身質(zhì)量評價(jià)時(shí)應(yīng)慎重。3.6鉆芯設(shè)備及現(xiàn)場檢測技術(shù)1、混凝土鉆芯的主要設(shè)備混凝土鉆芯的主要設(shè)備有：鉆機(jī)、鉆頭和芯樣加工機(jī)等。2、鉆孔數(shù)量及位置（1）樁徑小于1.2m的樁鉆孔1孔，樁徑1.2-1.6m的鉆孔2孔，樁徑大于1.6m的樁鉆孔3孔。（2）當(dāng)鉆芯孔為1個(gè)時(shí)，宜在距樁中心0-15cm的位置開孔

30、；當(dāng)鉆芯孔為2個(gè)或2個(gè)以上時(shí)，開孔位置宜在距樁中心（0.15-0.25）d內(nèi)均勻?qū)ΨQ布置。對樁端持力層的鉆探，每根受檢樁不應(yīng)少于1孔，且長度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。3、芯樣截?。?）當(dāng)樁長10m-30m時(shí)，每孔截取3組芯樣；當(dāng)樁長小于10m時(shí)，可取2組，當(dāng)樁長大于30mm時(shí)，不少于4組。（2）上部芯樣位置能取樣時(shí)，應(yīng)截取一根芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。（3）缺陷位置能取芯時(shí)，應(yīng)截取一組芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。（4）當(dāng)同一基坑的鉆芯孔數(shù)大于一個(gè)，其中一孔在某深度存在缺陷時(shí)，應(yīng)在其他孔的該深度處截取芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。(5)當(dāng)持力層為中、微風(fēng)化巖且可做芯樣時(shí)，應(yīng)截取一組巖石芯樣。(6)每組芯樣應(yīng)制作三個(gè)芯

31、樣抗壓試件。（7）芯樣描述應(yīng)包括混凝土鉆進(jìn)深度，芯樣連續(xù)性、完整性、膠結(jié)情況、表面光滑情況、斷口吻合程度、混凝土芯樣是否為柱狀、骨料大小分布情況，以及氣孔、空洞、蜂窩麻面、溝槽、破碎、夾泥、松散的情況，并給出位置和范圍（長寬深）。（8）樁底沉渣：樁端混凝土與持力層接觸情況、沉渣厚度。4、現(xiàn)場檢測注意事項(xiàng)（1）鉆機(jī)設(shè)備安裝必須周正、穩(wěn)固、底座水平。鉆進(jìn)過程中經(jīng)常對鉆機(jī)立軸進(jìn)行校正，確保鉆芯過程不發(fā)生傾斜、移位。（2）鉆孔位置的要求：當(dāng)鉆芯孔為一個(gè)時(shí)，應(yīng)在距樁中心1015的位置開孔；當(dāng)鉆芯孔為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，開孔位置應(yīng)距樁中心0.150.25d內(nèi)均勻?qū)ΨQ布置。（3）鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序

32、放進(jìn)芯樣箱中，芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標(biāo)明回次、塊號、本回次總塊數(shù)（寫成帶分?jǐn)?shù)的形式，如2表示第2回次共有5塊芯樣，本塊芯樣為第3塊），并應(yīng)按表6的格式及時(shí)記錄鉆進(jìn)情況，對芯樣情況進(jìn)行初步描述。表3 鉆芯法檢測現(xiàn)場記錄表樁號孔號工程名稱時(shí)間鉆進(jìn)（m）芯樣編號芯樣長度（m）采樣率（%）芯樣初步描述及異常情況記錄注自至自至檢測日期機(jī)長記錄頁次： 頁（4）鉆芯結(jié)束后，應(yīng)對芯樣和標(biāo)有工程名稱、樁號、鉆芯孔號、芯樣試件采取位置、樁長、孔深、檢測單位名稱的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行拍照；繪出取芯孔位圖并標(biāo)明孔位的具體位置（如距鋼筋籠）及取芯檢測柱狀圖。5、鉆芯法檢測驗(yàn)證樁身完整性依據(jù)（1）公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程（

33、jtg e30-2005）；（2）鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程（cecs 03：2007）；（3）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj 041-2000）；鉆芯法檢測驗(yàn)證樁身完整性依據(jù)下表芯樣特征描述判定，并劃分出樁基完整性類別。表4 樁基完整性類別類別特征描述混凝土芯樣連續(xù)、完整、表面光滑、膠結(jié)好、骨料分布均勻、呈長柱狀、斷口吻合、芯樣側(cè)面僅見少量氣孔凝土芯樣連續(xù)、完整、表面光滑、膠結(jié)較好、骨料分布基本均勻、呈柱狀、斷口基本吻合、芯樣側(cè)面局部見蜂窩麻面、溝槽大部分混凝土芯樣膠結(jié)較好，無松散、夾泥或分層現(xiàn)象，但有下列情況之一：芯樣局部破碎且破碎長度不大于10cm；芯樣骨料分布不均勻；芯樣多呈短柱狀或塊

34、狀；芯樣側(cè)面蜂窩麻面、溝槽連續(xù)。鉆進(jìn)困難；芯樣任一段松散、夾泥或分層；芯樣局部破碎且破碎長度大于10cm第4章 現(xiàn)場檢測中三種方法合理運(yùn)用與結(jié)果分析4.1所檢測項(xiàng)目概況與檢測依據(jù)某高速公路路基工程已結(jié)束，路線全長17.6公里，其中k1+500至k15+200段13.7公里，為全封閉、全立交雙向六車道高速公路；起點(diǎn)1.5公里、終點(diǎn)2.4公里，為雙向八車道城市快速路，附設(shè)輔助車道、非機(jī)動車道和人行道。全線設(shè)互通立交1處，分離式立交7座，大橋1座，支線上跨橋5座，收費(fèi)站2處，養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處。其橋梁樁基需進(jìn)行低應(yīng)變檢測樁基工程量506根，需鉆取混凝土芯樣工程量640m，需進(jìn)行超聲波檢測樁基工程量500m

35、。1.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtj041-2000）2.公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（jtg f80/1-2004）3.建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（jgj106-2003）4.公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程（jtg/t f81-01-2004）5.公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程（jtg e30-2005）6中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程（cecs 03:2007）7.中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程（cecs21:2000）4.2三種檢測方法檢測出的結(jié)果在本工程的檢測過程中對hlk52+441.183分離立交橋4-6樁多方出現(xiàn)爭議，為此針對樁4-6分別采取了

36、低應(yīng)變反射波法、聲波透射法以及鉆芯法三種檢測方法來檢測該樁的完整性。（1）低應(yīng)變反射波法檢測結(jié)果表5 低應(yīng)變檢測結(jié)果表序號樁號(#)樁徑(mm)樁長(m)波速(km/s)樁身結(jié)構(gòu)完整性描述類別14-6130028.003.60淺部波形雜亂，低頻波影響樁身分析無法判定實(shí)測曲線圖圖4 低應(yīng)變反射實(shí)測圖 檢測結(jié)論 低應(yīng)變反射波法檢測無法完整準(zhǔn)確的描述樁4-6的完整性情況，建議采用聲波透射法檢測，以確認(rèn)樁身完整性質(zhì)量。（2）聲波透射法檢測結(jié)果表6 超聲波檢測結(jié)果表樁號樁 徑(mm)剖面管距(mm)施 工樁 長(m)平 均聲 速(km/s)混凝土設(shè) 計(jì)強(qiáng) 度完整性類 別質(zhì) 量 評 價(jià)4-61300ab8

37、6028.004.023c25ab面12.6m-14.2m出現(xiàn)波速明顯降低，波幅增大的現(xiàn)象；初步認(rèn)定為樁身混凝土夾泥，建議鉆芯驗(yàn)證。ac7903.515bc8203.900實(shí)測曲線圖實(shí)測曲線圖圖5 聲波透射實(shí)測圖 檢測結(jié)論 經(jīng)過聲波透射法檢測，樁4-6；12.6m-14.2m存在嚴(yán)重缺陷，初步認(rèn)定樁4-6為類樁，等待鉆芯驗(yàn)檢測結(jié)果進(jìn)行最終判定。（3）鉆芯法檢測結(jié)果表7 芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果橋名鉆孔樁編號截取芯樣位置芯樣直徑(mm)芯樣加工成試件的高徑比（h/d）飽水狀態(tài)下試件極限荷載(kn)抗壓強(qiáng)度換算值（mpa）抗壓強(qiáng)度代表值（mpa）設(shè)計(jì)值（mpa）hlk52+441.183分離立交橋4-6#

38、樁樁上部881：1187.9430.932.025.0881：1197.6732.5881：1198.2832.6樁中部881：1195.2432.131.225.0881：1195.2432.1881：1179.4229.5樁下部881：1183.6830.230.925.0881：1204.9733.7881：1174.5628.7表8 現(xiàn)場鉆芯芯樣記錄表工程名稱*橋梁樁基樁號hlk52+441.183分離立交橋4-6#孔號1砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級c25施工樁長24.00米設(shè)計(jì)樁長24.00米時(shí)間鉆進(jìn)（m）芯樣編號回次：幾節(jié)芯樣長度芯樣描述及鉆進(jìn)過程中的異常情況記錄自至自至7：009：000.000.401：2節(jié)0.40芯樣呈柱狀、連續(xù)完整、斷口吻合9：1011：300.401.202：3節(jié)0.80芯樣呈柱狀、連續(xù)完整，骨料分布均勻、斷口吻合13：0016：001.202.103：3節(jié)0.90芯樣完整，膠結(jié)較好，骨料分布均勻、斷口吻合16：1018：102.103.1