可操作的低應(yīng)變檢測(cè)試驗(yàn)操作細(xì)則

低應(yīng)變檢測(cè)試驗(yàn)操作細(xì)則1.總則1.1-本方法適用于檢測(cè)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(cè)樁長(zhǎng)范圍應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。儀器設(shè)備檢測(cè)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(dòng)測(cè)儀》JG/T3055的有關(guān)規(guī)定，且應(yīng)具有信號(hào)顯示、儲(chǔ)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(chǎng)檢測(cè)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(shí)，并與樁軸線基本垂直。測(cè)試參數(shù)設(shè)定應(yīng)符合下列規(guī)定：?時(shí)域信號(hào)記錄的時(shí)間段長(zhǎng)度應(yīng)在2L/c時(shí)刻后延續(xù)不少于5ms；幅頻信號(hào)分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz。?設(shè)定樁長(zhǎng)應(yīng)為樁頂測(cè)點(diǎn)至樁底的施工樁長(zhǎng)，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(cè)試值初步設(shè)定。.采樣時(shí)間間隔或采樣頻率應(yīng)根據(jù)樁長(zhǎng)、樁身波速和頻域分辨率合理選擇；時(shí)域信號(hào)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(jì)量檢定結(jié)果設(shè)定。測(cè)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(shí)，應(yīng)具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。&§§§§§§ ②.實(shí)心樁的激振點(diǎn)位置應(yīng)選擇在樁中心，測(cè)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(cè)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(cè)量傳感器安裝位置宜為樁壁厚的1/2處。.激振點(diǎn)與測(cè)量傳感器安裝位置應(yīng)避開(kāi)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)敲擊試驗(yàn)，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(hào)，宜用窄脈沖獲取樁身上部缺陷反射信號(hào)。.穩(wěn)態(tài)激振應(yīng)在每一個(gè)設(shè)定頻率下獲得穩(wěn)定響應(yīng)信號(hào)，并應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長(zhǎng)及樁周土約束情況調(diào)整激振力大小。信號(hào)采集和篩選應(yīng)符合下列規(guī)定：.根據(jù)樁徑大小，樁心對(duì)稱布置2?4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不宜少于3個(gè)。.檢查判斷實(shí)測(cè)信號(hào)是否反映樁身完整性特征。.不同檢測(cè)點(diǎn)及多次實(shí)測(cè)時(shí)域信號(hào)一致性較差，應(yīng)分析原因，增加檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量。.信號(hào)不應(yīng)失真和產(chǎn)生零漂，信號(hào)幅值不應(yīng)超過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的量程。4.檢測(cè)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(zhǎng)已知、樁底反射信號(hào)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I類樁的樁身波速值按下式計(jì)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(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng)（m）；L.——速度波第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)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(jì)算的基樁數(shù)量（nN5）.當(dāng)無(wú)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(cè)值，結(jié)合樁身混凝土的骨料品種和強(qiáng)度等級(jí)綜合確定。樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計(jì)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(shí)間差（m）；xtc——受檢樁的樁身波速（m/s）,無(wú)法確定時(shí)用c值替代；m——幅頻信號(hào)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(cè)試信號(hào)衰減特性以及設(shè)計(jì)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(shí)測(cè)時(shí)域或幅頻信號(hào)特征進(jìn)行綜合分析判定。對(duì)于混凝土灌注樁，采用時(shí)域信號(hào)分析時(shí)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(shí)，可采用實(shí)測(cè)曲線擬合法助判定樁身完整性或借助實(shí)測(cè)導(dǎo)納值、動(dòng)剛度的相對(duì)高低輔助判定樁身完整性。對(duì)于嵌巖樁，樁底時(shí)程既既以既既既 域反射信號(hào)為單一反射波且與錘擊脈沖信號(hào)同向時(shí)，應(yīng)采取其他方法核驗(yàn)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(cè)方法進(jìn)行：.實(shí)測(cè)信號(hào)復(fù)雜，無(wú)規(guī)律，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。.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(cè)報(bào)告應(yīng)給出樁身完整性檢測(cè)的實(shí)測(cè)信號(hào)曲線。表8.4.3樁身完整性判斷類別時(shí)域信號(hào)特征幅頻信號(hào)特征

l2L/c時(shí)刻前無(wú)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(shí)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(shí)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(dòng)，無(wú)樁底反射波缺陷諧振峰排列基本等間距，相鄰頻差.>c/2L,無(wú)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(wú)樁底諧振峰。注：，對(duì)同一場(chǎng)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(shí)測(cè)信號(hào)無(wú)樁底反射波時(shí)，可按本場(chǎng)地同條件下有樁底反射波的其他樁實(shí)測(cè)信號(hào)盤頂撞身完整性類別.檢測(cè)報(bào)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(shí)域信號(hào)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的樁身長(zhǎng)度標(biāo)尺、指數(shù)或線性放大的范圍及倍數(shù)；或幅頻信號(hào)曲線分析的頻率范圍、樁底或樁身缺陷對(duì)應(yīng)的相鄰諧振峰間的頻差。GW-2-235.相關(guān)文件GW-2-23報(bào)告管理程序淺談樁基低應(yīng)變動(dòng)測(cè)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用摘要：簡(jiǎn)要介紹低應(yīng)變樁基檢測(cè)中的技巧，對(duì)缺陷樁的判斷以及對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)的建議關(guān)鍵詞：樁基低應(yīng)變；動(dòng)測(cè)；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(shí)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(shí)間長(zhǎng)短不等各因素影響，鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)缺陷。常見(jiàn)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(shí)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(cè)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(wèn)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(cè)。采用靜載試驗(yàn)方法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)受力條件比較接近實(shí)際，直觀也易于被人們接受，但試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備苯重，試驗(yàn)費(fèi)用高，已不能滿足對(duì)大量樁基進(jìn)行檢測(cè)的需要。特別是一些大直徑長(zhǎng)樁，由于受試驗(yàn)場(chǎng)地限制和承載力大而無(wú)法進(jìn)行靜載試驗(yàn)，就是進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，也因怕影響樁基使用效果，加載時(shí)不可能達(dá)到極限荷載，工程樁的性能只能進(jìn)行估計(jì)，且該法易使工程樁受損傷，而采用快速、簡(jiǎn)便、價(jià)廉的低應(yīng)變檢測(cè)方法可以滿足施工現(xiàn)場(chǎng)大量檢測(cè)樁的需求。近年來(lái)我們使用荷蘭IFCO公司生產(chǎn)的IT-SYSTEM型低應(yīng)變測(cè)樁儀在高速公路上進(jìn)行了大量樁基檢測(cè)工作，下面僅就檢測(cè)中遇到的問(wèn)題談些粗淺看法。樁基檢測(cè)技巧樁基動(dòng)測(cè)技術(shù)在我國(guó)已是普遍用于對(duì)工程實(shí)體樁基的施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判的成熟技術(shù)。采用動(dòng)測(cè)技術(shù)進(jìn)行樁基檢測(cè)對(duì)樁沒(méi)有任何破壞，故又稱為樁基無(wú)破損檢測(cè)技術(shù)。我們于1995年8月購(gòu)買一臺(tái)荷蘭IFCO公司生產(chǎn)的IT-SYSTEM型低應(yīng)變測(cè)樁儀，并聘請(qǐng)了有豐富測(cè)樁經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員組成檢測(cè)部，開(kāi)始承接樁基檢測(cè)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(huì)頒發(fā)的計(jì)量認(rèn)證合格證書(shū)和資質(zhì)認(rèn)證合格證書(shū)。幾年來(lái)，我們分別在宣大高速公路、京秦高速公路、110國(guó)道等工程中共5000余棵樁進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)，積累了一些寶貴的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。IT-SYSTEM型樁基檢測(cè)儀發(fā)射的反射波可以檢驗(yàn)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(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行校核，對(duì)樁身混凝土的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行估判。IT-SYSTEM型樁基檢測(cè)儀是由測(cè)樁儀（包括計(jì)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(guò)對(duì)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(guò)檢測(cè)儀器接收、放大和數(shù)據(jù)處理，識(shí)別來(lái)自樁身不同部位的反射波信號(hào)，以此推判樁基完整性。檢測(cè)到的應(yīng)力波曲線為速度-時(shí)間關(guān)系曲線。時(shí)間、波速、樁長(zhǎng)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(shí)差；L一樁長(zhǎng)；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(shí)，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(shí)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(cè)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(cè)前，首先，應(yīng)收集有關(guān)樁基的一些設(shè)計(jì)施工資料，如工程地質(zhì)資料、樁基設(shè)計(jì)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(cè)前應(yīng)對(duì)所需進(jìn)行檢測(cè)的單樁做好測(cè)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(cè)的樁頭半徑1/3以內(nèi)至少需要兩個(gè)干凈且堅(jiān)實(shí)的混凝土平面，其中一個(gè)用于檢測(cè)時(shí)粘貼傳感器，另一個(gè)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(duì)樁基檢測(cè)是非常重要的，對(duì)較長(zhǎng)、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(shí)，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(zhǎng)區(qū)別施力，長(zhǎng)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(yàn)確定。樁基完整性檢測(cè)精確程度主要是檢測(cè)儀器能接收到清晰的錘擊反射波信號(hào)，以便為準(zhǔn)確分析提供可靠數(shù)據(jù)。反射波信號(hào)的精確程度首先取決于檢測(cè)儀器，主要有接收傳感器量程范圍和動(dòng)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(cè)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(hào)我們是通過(guò)反復(fù)多次對(duì)被檢測(cè)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(hào)清晰，存儲(chǔ)后進(jìn)行分析，以便得出正確判斷。樁基檢測(cè)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(cè)單位提早進(jìn)行檢測(cè)，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(hào)，從中找出能正確判斷該棵樁基完整性的波形信號(hào)。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(cè)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(shí)，反射波波形規(guī)整，上下幅值對(duì)稱，符合自由振動(dòng)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(duì)稱，近于自由振動(dòng)衰減規(guī)律。頻譜