混凝土灌注樁檢測

混凝土灌注樁檢測第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一篇混凝土灌注樁檢測技術(shù)概述灌注樁檢測按測試手段可分為動力測試、靜載試驗和鉆芯試驗三大類。按測試目的可分為承載力測試和完整性測試二大類常用的檢測方法有靜載荷試驗、高應(yīng)變、鉆芯試驗、低應(yīng)變、聲波透射。第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章靜載試驗單樁靜載試驗又可分為單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)單樁豎向抗壓靜載試驗單樁豎向抗壓靜載試驗就是對樁頂施加豎直向下的壓力，并同時觀測樁頂?shù)某两怠螛敦Q向抗壓靜載試驗是采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件的方法，確定單樁的豎向抗壓承載力。單樁豎向抗壓靜載試驗圖幻燈片36第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月單樁豎向靜載試驗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：試驗直觀，測試結(jié)果可靠缺點：試驗時間長，易受場地條件限制，成本高。第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)單樁豎向抗拔靜載試驗試驗原理同抗壓靜載試驗，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量樁側(cè)抗拔摩阻力分布或上拔量第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)單樁水平靜載試驗采用接近于水平受荷樁實際工作條件的試驗方法，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力進行檢驗和評價第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章高應(yīng)變檢測高應(yīng)變是通過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波在樁身傳播的信息，然后根據(jù)波動論計算樁的測試承載力大小，并能定量分析樁身完整性。高應(yīng)變測試結(jié)果計算方法有CASE法和擬合法高應(yīng)變檢測示意圖如下幻燈片35第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章鉆芯法檢測鉆芯法用來檢測灌注樁的樁長、混凝土強度、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類別中，鉆芯法最直觀最準(zhǔn)確，常用來驗證其它檢測手段的檢測結(jié)果。第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章低應(yīng)變檢測低應(yīng)變檢測原理跟高應(yīng)變檢測相同跟高應(yīng)變不同之處是激振能量小幾個數(shù)量級，樁身產(chǎn)生的應(yīng)變量也小幾個數(shù)量級低應(yīng)變只能檢測樁身完整性，所以樁頂不需安裝力傳感器低應(yīng)變檢測示意圖幻燈片34低應(yīng)變現(xiàn)場檢測操作簡單，檢測速度快，適宜對工程中的基樁普遍檢測，故在中小型樁的完整性檢測中應(yīng)用很廣第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二篇聲波透射法檢測

第一章檢測設(shè)備混凝土灌注樁超聲波檢測設(shè)備主要有三大部分:換能器、超聲儀、提升裝置。第11頁，課件共47頁，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換能器的種類換能器有徑向換能器和平面換能器，基樁檢測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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月超聲儀是聲波檢測的主機部分，現(xiàn)在常用的聲測儀主要有以下五個部分組成：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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月采集器精度及頻率要求計時顯示系統(tǒng)要求其它要求第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)提升裝置按深度記錄方式來分，可分為人工記錄換能器深度和儀器自動記錄換能器深度兩種裝置。人工記錄深度應(yīng)要求測繩上有清晰的長度標(biāo)志，刻度最小單位宜與測試步距相等，一般為20cm或25cm。第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章檢測數(shù)據(jù)分析與判定

第一節(jié)現(xiàn)場檢測一、前期準(zhǔn)備工作聲測管埋設(shè)要點及埋置數(shù)量檢測聲測管暢通情況二、現(xiàn)場準(zhǔn)備第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月搜集備檢基樁的成樁參數(shù)檢查聲測管內(nèi)是否注滿清水測試系統(tǒng)零聲時設(shè)定幻燈片41第17頁，課件共47頁，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)儀器常見狀態(tài)參數(shù)設(shè)定幻燈片44采樣間隔采樣點數(shù)延遲時間發(fā)射脈寬頻帶寬度零聲時第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、現(xiàn)場測試示意圖第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)檢測數(shù)據(jù)分析與判定聲測時根據(jù)接收波形可測得的聲學(xué)參數(shù)有聲時t、聲幅A、頻率f聲速可以根據(jù)收發(fā)間距和聲時計算出來判定樁身混凝土缺陷需要給制聲速-深度曲線、波幅-深曲線，k.T曲線和頻譜分析可作為輔助異常判據(jù)。聲速異常點、波幅異常點均應(yīng)作為可疑缺陷區(qū)第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、聲速判據(jù)混凝土中有缺陷區(qū)時，聲速最容易出現(xiàn)異常。聲速異常點的判別計算方法二、波幅判據(jù)混凝土有缺陷時，波幅也常常會出現(xiàn)異常。波幅異常點的判別計算方法第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、PSD判據(jù)K·T曲線的含義k·T曲線上PSD值的計算方法幻燈片30四、波形分析。

更進一步確定可疑缺陷的影響程度可借助測點波形分析?；脽羝?1第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月五、斜測平測發(fā)現(xiàn)某個測面有缺陷時斜測可確定缺陷的精確范圍斜測確定缺陷方法示意圖幻燈片46第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)數(shù)據(jù)分析計算實例有一根樁某一測面換能器收發(fā)間距為960mm,該測試系統(tǒng)零聲時為25us。測讀出的數(shù)據(jù)如下表,試通過計算判斷該測面混凝土有無異常點。第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月序號深度m波幅

dB聲時

us序號深度m波幅

dB聲時

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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1、聲速-深度曲線上聲速低于臨界值的測點為聲速異常點聲速臨界值采用正?；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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共47頁，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)實測波幅低于波幅監(jiān)界值時，應(yīng)將其作為可疑缺陷區(qū)?；炷林杏腥毕輹r,波幅出現(xiàn)異常比聲速異常更為敏感.第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月理論和實線都證明,K.T曲線作為輔助異常判據(jù)的作用非常明顯.尤其是當(dāng)聲速離散性較大時,根據(jù)PSD值的大小可以進一步判斷出是混凝土缺陷還是聲測管不平行造成的。PSD值用如下公式求得第29頁，課件共47頁，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)，更進一步確定可疑缺陷的影響程度可借助測點波形分析。波形分析包括分析波形是否有畸變和對波形進行頻譜分析波形突然產(chǎn)生畸變說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，各測點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，聲波會有頻散現(xiàn)象產(chǎn)生，接收到的聲波主頻會顯著下降。對可疑測區(qū)的測點波形進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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月低應(yīng)變檢測意圖錘

樁身樁基動測儀打印計算機分析處理傳感器第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q能器是一種可以將機械能和電能互換的裝置。在超聲波檢測時，超聲儀施加給發(fā)射換能器電壓，發(fā)射換能器產(chǎn)生振動形成機械波，另一端的接收換能器接收到聲波的振動后產(chǎn)生電壓傳給超聲儀。換能器的工作原理示意圖動畫第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1、諧振頻率要求。宜在25kHz～50kHz之間，頻率過高時，聲波在混凝土中的穿透能力下降，接收信號微弱；頻率過低時，對缺陷敏感性降低。2、指向性。徑向水平面應(yīng)無指向性。3、尺寸要求。在滿足前面2條的前提下，換能器外徑越小越好，長度越短越好。（有利于其在聲測管中上下順利移動）。一般要求外徑不宜大于32mm，長度不宜大于25cm。4、水密性要求。在1MPa水壓下能正常工作，對應(yīng)測試樁長為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，頻帶寬度宜為5～60kHz。第37頁，課件共47頁，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；波幅測量范圍不小于80dB,測量誤差小于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,最大采樣長度不小于32kB。第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4、計時顯示范圍應(yīng)大于2000μV，精度優(yōu)于0.5μV，計時誤差不應(yīng)大于2%。5、為了適應(yīng)建筑工程的快節(jié)奏，達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時顯示和記錄信號的時程曲線的功能，并有頻率測量或頻譜分析的功能?，F(xiàn)在的主流超聲儀也都具有此項功能。返回第二節(jié)超聲儀第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)零聲時包括兩部分：儀器系統(tǒng)延遲時間t0、聲時修正值t’

儀器系統(tǒng)延遲時間t0包括電脈沖從觸發(fā)器到換能器之間的傳輸時間、換能器的電能聲能互換時間、聲波在換能器殼體間的傳播時間三部分。第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月聲時修正值t’的產(chǎn)生看如下示意圖，我們可以把聲波在兩個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是聲波在聲測管壁和聲測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段中的傳播時間，故應(yīng)該把t’從測讀出的聲時中剔除。第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共47頁，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。采樣點數(shù),一般512點已能夠滿足聲波檢測。延遲時間，延遲時間可以這樣理解，超聲儀在t1時刻發(fā)射脈沖后，產(chǎn)生的聲波首波經(jīng)過時間△t1后被接收到，讓儀器在t1時刻后經(jīng)過△t2才開始采集接收到信號，只要△t2<△t1，就不影響接收信號信息的完整性。而且可以方便聲時聲幅的判讀，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，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)射脈寬,一般為10us，發(fā)射脈寬過大會使接收波形產(chǎn)生畸變。發(fā)射電壓常見的有500V\1000V