內(nèi)大公路工程檢測技術(shù)課件11鉆(挖)孔灌注樁檢測

第十一章鉆孔灌注樁檢測

第十一章

鉆孔灌注樁檢測

第十一章鉆孔灌注樁檢測教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、了解鉆孔灌注樁施工過程護(hù)筒、泥漿性能、成孔質(zhì)量的檢測。2、了解鉆孔灌注樁完整性的檢測方法。技能目標(biāo)1、學(xué)會施工過程檢測內(nèi)容和步驟2、學(xué)會灌注樁完整性的檢測法應(yīng)力波法、機(jī)械阻抗法、聲波透射法和靜荷載試驗(yàn)測試要點(diǎn)。第十一章鉆孔灌注樁檢測第十一章鉆挖孔灌注樁檢測第一節(jié)施工過程檢測第二節(jié)砼鉆孔灌注樁完整性檢測第十一章鉆孔灌注樁檢測第一節(jié)混凝土鉆孔灌注樁施工過程檢驗(yàn)一、檢驗(yàn)項(xiàng)目二、成孔質(zhì)量檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)三、清孔的質(zhì)量要求和檢查方法四、泥漿性能指標(biāo)檢測五、鉆挖孔灌注樁的砼檢測第十一章鉆孔灌注樁檢測一、檢驗(yàn)項(xiàng)目1． 檢驗(yàn)筑島：面積由鉆孔大小機(jī)具決定；高度高于水位0.5-1m；材料及島面應(yīng)滿足地基承載力要求穩(wěn)定。2． 檢驗(yàn)護(hù)筒：內(nèi)徑、中心豎直線、高度、埋深及連接線。3．泥漿檢驗(yàn)：性能各指標(biāo)砼質(zhì)量。4．其它：鋼筋籠、清孔、成孔和灌注質(zhì)量檢驗(yàn)。第十一章鉆孔灌注樁檢測二、成孔質(zhì)量檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)1．孔徑：是在樁孔成孔后，下鋼筋籠前進(jìn)行的。（1）設(shè)備：根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑制作籠式井徑器入孔檢測?；\式井徑器用直徑8-12mm的鋼筋制作，其外徑等于鉆孔的設(shè)計(jì)孔徑，長度等于孔徑的3-4倍正反成孔法）或4-6倍（沖擊鉆孔法）。（2）方法：檢測時(shí)將井徑器吊起，使籠的中心、孔的中心與起吊繩保持一致，放入孔內(nèi)，上下無阻。孔徑大于籠徑合格。有阻有縮徑或斜徑現(xiàn)象。及時(shí)補(bǔ)救。第十一章鉆孔灌注樁檢測成孔檢驗(yàn)2.孔形：開挖檢測在試樁結(jié)束直接觀察樁身形狀在土層中的變化。3.孔深和孔底沉渣檢測：標(biāo)準(zhǔn)測錘重4-6Kg，直徑約13-15cm,高20-22cm。4.樁孔豎直度檢測：鉆桿測斜法。將帶有鉆頭的鉆桿放入孔內(nèi)到底，在孔口處的鉆桿上裝一個(gè)與孔徑或護(hù)筒內(nèi)徑一致導(dǎo)向環(huán)，使鉆桿柱保持在樁孔中心線位置上，然后將帶有扶正圈的鉆孔測斜儀下入鉆桿內(nèi)，分點(diǎn)測斜，將各點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上作圖。第十一章鉆孔灌注樁檢測鉆桿測斜儀第十一章鉆孔灌注樁檢測成孔檢驗(yàn)5．樁位檢測：用精密經(jīng)緯儀和紅外測距儀。樁面中心點(diǎn)與設(shè)計(jì)樁位的距離;單排樁不大于50mm，群樁不大于100mm按坐標(biāo)位置標(biāo)在復(fù)測平面圖上。第十一章鉆孔灌注樁檢測三、清孔的質(zhì)量要求和檢查方法1．清孔的質(zhì)量要求：孔底沉淀土厚度小于設(shè)計(jì)要求2．沉淀土厚度檢測方法：（1）取樣盒檢測法：清孔后用取樣盒吊到孔底，等到灌注砼前取出，測量沉淀在盒內(nèi)的渣土厚度。（2）測錘法：用錘慢慢沉入孔底，憑手感測查頂面的位置，與施工孔深的差為沉淀土的厚度。（3）還有聲納法、電阻率法、電容法等。第十一章鉆孔灌注樁檢測四、泥漿性能指標(biāo)檢測1.相對密度γ2.粘度η3.含砂率4.膠體率5.失水量和泥皮厚第十一章鉆孔灌注樁檢測1.相對密度γ相對密度γ是泥漿與4度時(shí)同體積水的質(zhì)量之比。檢測儀器:泥漿相對密度計(jì)檢測方法:用杯將裝滿泥漿，加蓋。測凈處壁。然后放于支架上，移動游碼，使杠桿水平，游碼刻度為相對密度。無儀器用一個(gè)口杯稱質(zhì)量為M1，裝滿水稱M2，倒掉水裝泥漿擦凈外壁。稱質(zhì)量M3。密度泥漿的質(zhì)量比水的質(zhì)量比。第十一章鉆孔灌注樁檢測泥漿密度計(jì)第十一章鉆孔灌注樁檢測2.粘度η粘度η：是液體或混合液體運(yùn)動時(shí)各分子或顆粒之間產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力。檢測儀器：粘度計(jì)檢測方法：取700泥漿用濾網(wǎng)去掉砂礫，注入漏斗，然后流出500ml所需的時(shí)間有秒表示。第十一章鉆孔灌注樁檢測泥漿粘度計(jì)第十一章鉆孔灌注樁檢測3.含砂率含砂率：指泥漿中含砂比率檢測儀器：含砂率計(jì)檢測方法：將50ml泥漿倒進(jìn)含砂率計(jì)，然后再倒450ml清水，將儀器塞緊，搖一分鐘，靜放3分鐘，沉淀物的體積乘2為含砂率%，小于2%第十一章鉆孔灌注樁檢測泥漿含砂率計(jì)第十一章鉆孔灌注樁檢測4.膠體率膠體率：泥漿靜止后，其中呈懸浮狀態(tài)的粘土顆粒與水分離的程度，以百分比表示。檢測方法：將100ml泥漿放入干凈量杯中，用玻璃板蓋上，靜置24小時(shí)，量杯上部的泥漿可能澄清為透明的水，量杯底部可能有沉淀物。大于98%。第十一章鉆孔灌注樁檢測

5失水量和泥皮厚

失水量和泥皮厚失水量是泥漿在鉆孔內(nèi)受內(nèi)外水頭壓力差的作用在一定時(shí)間內(nèi)滲入地層的水量。用ml/30min為單位。檢測方法：用一張120×120濾紙，放于水平玻璃板上，中央畫一直徑為30mm的圓。將2ml泥漿滴入中心，半小時(shí)后，量算濕潤圓圈的平均半徑，減去泥漿坍平成為泥餅的平均直徑即為失水量。泥餅厚為泥皮厚。不大于2-3mm第十一章鉆孔灌注樁檢測泥漿失水量測定儀第十一章鉆孔灌注樁檢測五、鉆挖孔灌注樁的砼檢測抗壓強(qiáng)度檢測可用無損檢驗(yàn)回彈法。鉆挖孔灌注樁質(zhì)量評定實(shí)測項(xiàng)目表11-2砼強(qiáng)度、樁位、傾斜度、沉淀厚度、鋼筋骨架底面高程?？偡?00分。挖孔無沉淀檢驗(yàn)。第十一章鉆孔灌注樁檢測第二節(jié)混凝土鉆孔灌注樁完整性檢測砼鉆孔灌注樁是橋梁及建筑結(jié)構(gòu)物常用的基礎(chǔ)形式之一，這主要是由于樁能將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層上去，減少基礎(chǔ)沉降和建筑物的不均勻沉降。是一種極為有效和安全的基礎(chǔ)形式。但是，成樁過程是在樁位處的地面下和水下完成的，工序多質(zhì)量控制難度大，稍有不慎極易產(chǎn)生斷樁等嚴(yán)重缺陷。事故率為5-10%。檢測十分重要。完整性檢測常見有夾泥、斷裂、縮徑、擴(kuò)徑、砼離析、樁頂砼密實(shí)性差等。另外檢測樁底支承條件承載力等。第十一章鉆孔灌注樁檢測一、混凝土鉆孔灌注樁完整性檢測法（一）直觀檢測法

(二)輻射能檢測（三）靜力檢驗(yàn)（四）動力檢測第十一章鉆孔灌注樁檢測（一）直觀檢測法1.開挖檢查：在樁身旁挖坑使砼暴露，詳細(xì)目測直觀準(zhǔn)確。但不經(jīng)濟(jì)不安全用于樁身不深處存在缺陷。2.勘探孔檢查：用鉆芯機(jī)在樁身中心豎向勘探檢查樁身砼質(zhì)量?？刹蝗⌒緲樱屑?xì)觀察鉆進(jìn)速率和水中帶出的鉆渣的顏色和成分來判別砼的強(qiáng)度的高低和有無夾層及其他。取芯樣檢查。離析蜂窩、斷裂、夾層等。做強(qiáng)度試驗(yàn)。費(fèi)用高用于特殊樁。3.閉路電視法：在樁身中鉆一孔，放一攝像探頭探視砼內(nèi)部。第十一章鉆孔灌注樁檢測(二)輻射能檢測1．超聲脈沖法：利用超聲脈沖的聲能在砼介質(zhì)中的傳播速度和能量衰減參數(shù)隨介質(zhì)密度而變化的原理來評定砼質(zhì)量。常用。2．放射性元素能量衰減法：利用放射性同位素放出來的高能量r射線在砼介質(zhì)中穿透時(shí)，由于砼質(zhì)量的不同而產(chǎn)生不同的輻射效應(yīng)來檢查樁身的完整性和均勻性。應(yīng)用少。第十一章鉆孔灌注樁檢測（三）靜力檢驗(yàn)靜載試驗(yàn)。單樁的承載力但時(shí)間長、耗資、難度大。第十一章鉆孔灌注樁檢測（四）動力檢測1.高應(yīng)變動力法檢驗(yàn)預(yù)制樁的承載力。2.低應(yīng)變動力法。檢測樁的完整性可以評定樁的承力。按其對樁頂施加的激勵(lì)力的作用規(guī)律可分為瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)、隨機(jī)激勵(lì)法三種。第十一章鉆孔灌注樁檢測

瞬態(tài)激勵(lì)法分為落錘沖擊、人工地震波豎向折射波速法、水電效應(yīng)、阻抗法。落錘沖擊有應(yīng)力波反射法激勵(lì)波在桿中傳播、頻率法或頻率初速法是敲擊樁頭，樁和土體自由振動，實(shí)測頻率與樁頭的振動速度推算樁的承載力。人工地震波豎向折射波速法：以人工地震為震源，利用震波傳至樁身后沿樁身豎向折射的傳播速度來評價(jià)砼質(zhì)量。第十一章鉆孔灌注樁檢測瞬態(tài)激勵(lì)法水電效應(yīng)法:是在樁頂臨時(shí)設(shè)置一個(gè)剛度較大的水箱，利用大電流脈沖放電技術(shù)在水中產(chǎn)生沖擊波，使樁產(chǎn)生振動。評價(jià)樁的完整性和承載力。機(jī)械阻抗法：對樁施加激勵(lì)力，同時(shí)測量振動響應(yīng)量，通過分析阻抗求樁的動力參數(shù)，判斷樁的質(zhì)量。共振法:使樁產(chǎn)生共振根據(jù)共振頻率特性曲線來判斷樁的質(zhì)量。第十一章鉆孔灌注樁檢測二、動力檢測法測量系統(tǒng)簡介測量系統(tǒng)由三部分組成：傳感器信號調(diào)節(jié)器記錄和顯示裝置第十一章鉆孔灌注樁檢測(一)傳感器傳感器：是一個(gè)能量變換器，它接收被測量，并將其變換成便于測量的其它能量。如將速度變成電壓，將應(yīng)變變換成電阻。由敏感元件和變換器或控制元件組成1.敏感元件作用：將被測非電量預(yù)先變換為另一種易于被變換器感受并轉(zhuǎn)換成電量的非電量。2.變換器：將感受到的非電量直接變換成是電量的器件。3.傳感器的靈敏度指標(biāo)指在穩(wěn)定情況下，傳感器輸出變化對于相應(yīng)的輸入變化的比值。第十一章鉆孔灌注樁檢測傳感器：有電感、電容、電磁和壓電式電感式電容式第十一章鉆孔灌注樁檢測(二)信號調(diào)節(jié)器信號調(diào)節(jié)器將傳感器輸出的信號，進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大、阻抗匹配等處理，輸入記錄與顯示裝置。1.放大器:對輸入信號放大的裝置。2.信號轉(zhuǎn)換器：用于對傳感器輸出的信號或已經(jīng)放大的信號在輸入到記錄與顯示裝置前在形式上再作轉(zhuǎn)換。第十一章鉆孔灌注樁檢測(三)記錄與顯示裝置記錄信號。分為模擬和數(shù)字兩類。常用有光線示波器和模擬磁帶記錄器。模擬記錄器有直動式、自動平衡式、模擬磁帶式。數(shù)字記錄器：行式打印機(jī)、控制臺打印機(jī)、穿孔機(jī)、復(fù)合機(jī)、數(shù)字磁帶機(jī)磁盤機(jī)磁鼓。第十一章鉆孔灌注樁檢測三、常用樁基完整性檢測方法（一）應(yīng)力波法（二）機(jī)械阻抗法（三）聲波透射法（四）靜荷載試驗(yàn)第十一章鉆孔灌注樁檢測（一）應(yīng)力波法適用于樁身完整性的檢測推定缺陷類型及在樁身中的位置也可以對樁長進(jìn)行校核對樁身砼強(qiáng)度等級做出估計(jì)。第十一章鉆孔灌注樁檢測（一）應(yīng)力波法1.基本原理2.儀器設(shè)備及要求3.現(xiàn)場檢測及注意事項(xiàng)4.缺陷存在可能性判定第十一章鉆孔灌注樁檢測1.基本原理在樁頂進(jìn)行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播，在樁身存在明顯波阻抗界面（如樁底、斷樁或嚴(yán)重離析等部位）或樁身截面積變化（如縮徑、擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接收放大濾波和數(shù)據(jù)處理，可識別來自樁身不同部位的反射信號。據(jù)此計(jì)算樁身波速、判斷樁身完整性和砼強(qiáng)度等級。第十一章鉆孔灌注樁檢測2．儀器設(shè)備及要求檢測系統(tǒng)儀器由傳感器、放大器、濾波器、記錄處理、監(jiān)測系統(tǒng)及激振高備和專用附件組成。各部分有一定的要求。激振設(shè)備有力棒、行手錘、電火花、落球。墊板。第十一章鉆孔灌注樁檢測基樁檢測低應(yīng)變和高應(yīng)變儀第十一章鉆孔灌注樁檢測3．現(xiàn)場檢測及注意事項(xiàng)（1）準(zhǔn)備工作：清除樁頂。對儀器設(shè)備檢測性能正常。（2）選激振點(diǎn)樁頭中心。將傳感器粘在樁身上。在基樁平面中心位置。振點(diǎn)在樁的半徑一半處激發(fā)。樁徑大可多點(diǎn)激發(fā)。第十一章鉆孔灌注樁檢測現(xiàn)場檢測及注意事項(xiàng)（3）應(yīng)用小能量激振，高截止頻率的傳感器和放大器。（4）淺部位缺陷可用橫向激振和水平速度型的傳感器接收。（5）單樁重復(fù)二次測試。兩次波形相似，否則增加次數(shù)。第十一章鉆孔灌注樁檢測4.缺陷存在可能性判定a.

樁完整波正常。擴(kuò)徑波距遠(yuǎn)，樁縮徑波近。b.

平均縱波速評價(jià)樁身是否完好。波速小于500空洞，600-1000斷層，1500-2700離析。c.

多次反射或多層反射。缺陷多處。第十一章鉆孔灌注樁檢測（二）機(jī)械阻抗法1.基本原理2.儀器設(shè)備及要求3.現(xiàn)場檢測及注意事項(xiàng)4.觀察各種激振下的導(dǎo)納曲線5.判別基樁質(zhì)量

第十一章鉆孔灌注樁檢測1.基本原理機(jī)械阻抗：激振力F與其所產(chǎn)生的振動響應(yīng)X之比。某結(jié)構(gòu)物上受到動力激振后，系統(tǒng)必產(chǎn)生響應(yīng)，它可以是位移、速度、加速度。對應(yīng)阻抗為位移阻抗、速度阻抗和加速度阻抗。機(jī)械阻抗的倒數(shù)為導(dǎo)納。在基樁檢測中常用的是速度阻抗。第十一章鉆孔灌注樁檢測2.儀器設(shè)備及要求（1)

激振系統(tǒng)（2)

傳感系統(tǒng)（3)

放大與分析系統(tǒng)的要求第十一章鉆孔灌注樁檢測3．現(xiàn)場檢測及注意事項(xiàng)（1）布置測點(diǎn)。（2）激振力應(yīng)位于樁頭頂面中采用半剛性懸掛。樁頭頂面中心放鋼板。（3）測試步驟。布置儀器，檢測正常開始檢測。第十一章鉆孔灌注樁檢測

4．觀察各種激振下的導(dǎo)納曲線

把樁看成細(xì)長的彈性豎桿周圍土對樁身起著彈性支承和阻尼作用當(dāng)樁被激振時(shí)，在樁內(nèi)產(chǎn)生波動。第十一章鉆孔灌注樁檢測5．判別基樁質(zhì)量用導(dǎo)納曲線和導(dǎo)納函數(shù)及導(dǎo)納曲線的頻率差、波速和樁長判定。當(dāng)計(jì)算樁長和實(shí)際樁長相近，導(dǎo)納小于各樁的平均值，動剛度接近各樁的平均值，波速大于等于3500。曲線正常。砼質(zhì)量好。單樁承載力估算：由動剛度、沉降量來確定。第十一章鉆孔灌注樁檢測（三）聲波透射法1.基本原理2.檢測方法3.判斷樁內(nèi)缺陷的物理量4.主要檢測設(shè)備5.樁內(nèi)聲測管的預(yù)埋6.檢測數(shù)據(jù)的處理與判定第十一章鉆孔灌注樁檢測1.基本原理在樁內(nèi)預(yù)埋聲測管作為檢測通道，管內(nèi)充滿水，將發(fā)射和接收探頭放入管中，儀器脈沖信號發(fā)生器發(fā)生一系列周期性電脈沖，加在發(fā)射換能器的壓體上，轉(zhuǎn)換成超聲脈沖。脈沖穿過樁體砼，被接收換能器所接收轉(zhuǎn)換成電信號。由信器的測量系統(tǒng)測出波幅、頻率、波形等參數(shù)。然后由處理系統(tǒng)對各參數(shù)分析，對砼的內(nèi)部缺陷性質(zhì)、大小位置做出判斷，來評定砼的均勻性和強(qiáng)度等級。第十一章鉆孔灌注樁檢測2.檢測方法1.雙孔檢測：在樁內(nèi)預(yù)埋兩根以上的管道，把發(fā)射和接收探頭放入管中，檢測兩管之間砼的質(zhì)量。2.單孔檢測：特殊情況下，只有一個(gè)孔道，發(fā)射探頭放入管中，接收探頭放表面。聲波在砼中繞射，分析砼質(zhì)量。3.樁外孔檢測：當(dāng)樁的上部結(jié)構(gòu)已施工，或樁內(nèi)未埋管，樁頂放一較強(qiáng)功率的低頻探頭，向下沿樁身發(fā)射超聲脈沖，接收探頭從樁外孔中慢慢放入。第十一章鉆孔灌注樁檢測檢測三種方法雙孔單孔樁外第十一章鉆孔灌注樁檢測超聲波法檢測樁完整性第十一章鉆孔灌注樁檢測3.判斷樁內(nèi)缺陷的物理量1．聲時(shí)值2．波幅衰減3．接收信號的頻率變化4．接收波形的畸形第十一章鉆孔灌注樁檢測4.主要檢測設(shè)備第十一章鉆孔灌注樁檢測5.樁內(nèi)聲測管的預(yù)埋聲測管是進(jìn)行超聲脈沖法檢測時(shí)換能器進(jìn)入樁體的通道，是超聲脈沖檢測系統(tǒng)的重要組成部分。1．埋置有三種方式有直線、三角形、四邊形。2．安材料分鋼管代替鋼筋費(fèi)用高、鋼質(zhì)波紋管壁薄抗?jié)B耐壓優(yōu)點(diǎn)、塑料管阻抗小干擾大。3．按直徑分三種分別用于樁小于1m和1-2.5m2.5m以上。直接固定于鋼筋籠上。考慮干擾可以修正聲時(shí)值。第十一章鉆孔灌注樁檢測6.檢測數(shù)據(jù)的處理與判定1．?dāng)?shù)值判據(jù)法：根據(jù)測試值，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，找出一個(gè)可能出現(xiàn)的臨界值。2．聲場陰影區(qū)重疊法。通過陰影區(qū)判定缺陷。第十一章鉆孔灌注樁檢測聲場陰影區(qū)重疊法（1）概率法：將測各參數(shù)數(shù)據(jù)按大小次序排列，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、計(jì)算臨界值。用大于或小于臨界值判斷缺陷。（