基桩低应变检测ppt版（共107）

第4章基桩低低应变检检测地基基础础工程质质量检测测培训主要内容容4.1概述4.2基本理论论和原理理4.3仪器设备备4.4测试技术术4.5现场检测测方法4.6数据处理理4.7报告编写写4.8工程实例例分析一、低应应变法4.1概述采用低能能量瞬态态或稳态态激振方方式在桩桩顶激振振，实测测桩顶部部的速度度时程曲曲线或速速度导纳纳曲线，，通过波波动理论论分析或或频域分分析，对对桩身完完整性进进行判定定的检测测方法。。二、方法法适用范范围检测混凝凝土桩的的桩身完完整性，，判定桩桩身缺陷陷的程度度及位置置。三、反射射波法4.1概述低应变法法等国内内外普遍遍采用的的瞬态冲冲击方法法，通过过实测桩桩顶加速速度或速速度响应应时域曲曲线，基基于一维维波动理理论分析析来判定定基桩的的完整性性，称之之为反射射波法（（或瞬态态时域分分析法））一、应力力波4.2基本理论论和原理理当介质的的某个地地方突然然受到一一种扰动动，这种种扰动产产生的变变形会沿沿着介质质由近及及远传播播开去，，这种扰扰动传播播的现象象称为应应力波。。波阻抗是是桩横截截面积、、材料密密度和弹弹性模量量的函数数ρ：密度；；c：应力波波速；A：桩横截截面积；；E：桩的弹弹性模量量;一维直杆杆：d<<L的杆件二、应力力波在桩中中的传播播4.2基本理论论和原理理手锤锤击击桩端面面。（1）振源桩L远大于桩桩径D。一维直直杆（2）传播介介质：应力波以以锤击点点为中心心半球向向外传播播，当应应力波传传播至桩桩身一定定距离S后（一般般S>1D-2D），波振振面才近近似为平平面。此此时手锤锤锤击桩桩端认为为是应力力波在一一维杆件件中竖直直方向传传播。。（3）传播：二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（4）一维杆应力力波波动方程程二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（5）应力波在自自由端完整桩桩中的传播二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（5）应力波在自自由端完整桩桩中的传播TV入射波与反射射波同相二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（5）应力波在自自由端完整桩桩中的传播桩在自由端桩底反射，与入射波同相二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（6）应力波在固固定端完整桩桩中的传播二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（6）应力波在固固定端完整桩桩中的传播入射波与反射射波反相二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（6）应力波在固固定端完整桩桩中的传播TVL桩嵌岩桩底反射，与入射波反相二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（7）应力波在波波阻抗减小桩桩中的传播二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（7）应力波在波波阻抗减小桩桩中的传播TVL桩截面减小入射波与反射波同相桩底反射二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（7）应力波在波波阻抗减小桩桩中的传播TVL桩缩径缩径反射，与入射波同相扩径反射，与入射波反相桩底反射二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（8）应力波在波波阻抗增大桩桩中的传播二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（8）应力波在波波阻抗增大桩桩中的传播TVL桩截面增大并并嵌岩扩径反射，与入射波反相桩底反射，与入射波反相二、应力波在桩中的传传播4.2基本理论和原原理（8）应力波在波波阻抗增大桩桩中的传播TVL桩扩径扩径反射，与入射波反相缩径反射，与入射波同相桩底反射，与入射波同相三、检测原理4.2基本理论和原原理（1）检测原理利用应力波在在桩中传播时时，当桩身的的波阻抗发生生变化会产生生反射的原理理，通过分析析反射波的幅幅值、相位、、到达时间，，得出桩缺陷陷的大小、性性质、位置等等信息，最终终对桩基的完完整性给予评评价三、检测原理4.2基本理论和原原理（2）引起反射波波的原因截面发生变化化桩底夹泥混凝土质量变变化离析土层变化三、检测原理4.2基本理论和原原理（3）低应变所能能检测到的现现象三、检测原理4.2基本理论和原原理（4）低应变不能能检测到的现现象四、低应变检检测的优点4.2基本理论和原原理（1）快速检测方方法（50-200根/日）（2）准备简便（3）操作简单（4）经验丰富五、低应变检测的的局限4.2基本理论和原原理（1）不能提供单单桩承载力（2）对小缺陷灵灵敏度不高（3）无法检测桩桩底沉渣一、检测系统统4.3仪器设备测量部分激振设备计算部分信号采集分析析仪一、检测系统统4.3仪器设备一、检测系统统4.3仪器设备记录仪采集仪手锤传感器一、检测系统统4.3仪器设备FDP204(B)掌上动测仪一、检测系统统4.3仪器设备加速度计适调器S/H采保器A/变换器触发器力传感器锤传感器基桩回声法软件件二、激振设备4.3仪器设备选择不同材材质的锤头头或锤垫，，以获得低低频宽脉冲冲或高频窄窄脉冲。宜宜用宽脉冲冲获取桩底底或桩身下下部缺陷反反射信号，，宜用窄脉脉冲获取桩桩身上部缺缺陷反射信信号。二、激振设备4.3仪器设备三、测量部部分4.3仪器设备电荷放大器器加速度传感感器滤波器程控指数增增益放大器器三、测量部部分4.3仪器设备（1）传感器传感器宜选选用压电式式加速度传传感器或磁磁电式速度度传感器，，频响曲线线的有效范范围应覆盖盖整个测试试信号的频频带范围。。1）加速度传传感器技术术指标电压灵敏度度应大于100mV/g电荷灵敏度度应大于20PC/g上限频率不不应小于5kHz，安装谐振振频率不应应小于6kHz量程应大于于100g三、测量部部分4.3仪器设备（1）传感器2）速度传感感器技术指指标固有谐振频频率不应大大于30Hz灵敏度应大大于200mV/cm··s-1上限频率不不应小于1.5kHz，安装谐振振频率不应应小于1.5kHz三、测量部部分4.3仪器设备（2）电荷放大大器技术指标测量模式加加速度灵敏度调节节可调灵敏度增益益1~10mV/pC,20dB总频率范围围1~200kHz四、采集部分分4.3仪器设备模数转换器器（A/D)采样保持器器（S/H)程控放大器器触发器四、采集部分分4.3仪器设备（1）采样保持持器（S/H）技术术指指标标精度度0.01%~0.02%采样样频频率率100kHz（单单通通道道））（2）模模数数转转换换器器（（A/D）技术术指指标标位数数>12位动态态70~120dB幅值值精精度度优优于于0.02%（0.2dB）四、采采集集部部分分4.3仪器器设设备备（3）程程控控放放大大器器技术术指指标标指数数型型exi（增增益益为为时时间间的的指指数数函函数数））（4）触触发发器器技术术指指标标触发发模模式式信信号号触触发发（（软软或或硬硬））触发发延延迟迟超超前前、、滞滞后后线性性五、、计计算算部部分分4.3仪器器设设备备在一一般般PC机上上运运行行，，所所配配打打印印机机能能在在信信号号回回放放处处理理时时使使用用。。五、、计计算算部部分分4.3仪器器设设备备主操操作作界界面面五、、计计算算部部分分4.3仪器器设设备备设置置界界面面五、、计计算算部部分分4.3仪器器设设备备打印印高高级级设设置置界界面面五、、计计算算部部分分4.4测试试技技术术波形形处处理理界界面面五、、计计算算部部分分4.4测试试技技术术打印印信信息息预预览览界界面面五、、计计算算部部分分4.3仪器器设设备备打印印信信息息预预览览界界面面4.3仪器器设设备备RSM——24FD分体体机机4.3仪器器设设备备RSM——24FDN一体体机机一、、受受检检桩桩规规定定4.4测试技术术（1）当采用用低应变变或声波波透射法法检测时时，受检检桩混凝凝土强度度至少达达到设计计强度的的70%，且不小小于15MPa。（2）桩头的的材质、、强度、、截面尺尺寸应与与桩身基基本等同同。（3）桩顶面面应平整整、密实实，并与与桩轴线线基本垂垂直。二、测试参数数规定4.4测试技术术（1）时域信信号记录录的时间间段长度度应在2L/c时刻后延延续不少少于5ms；幅频信信号分析析的频率率范围上上限不应应小于2000Hz。（2）设定桩桩长应为为桩顶测测点至桩桩底的施施工桩长长，设定定桩身截截面积应应为施工工截面积积。。（3）桩身波波速可根根据本地地区同类类型桩的的测试值值初步设设定。（4）采样时时间间隔隔或采样样频率应应根据桩桩长、桩桩身波速速和频域域分辨率率合理选选择；时时域信号号采样点点数不宜宜少于1024点。（5）传感器器的设定定值应按按计量检检定结果果设定。。三、测量量传感器器安装和和激振操操作规定定4.4测试技术术（1）传感器器安装应应与桩顶顶面垂直直；用耦耦合剂粘粘结时，，应具有有足够的的粘结强强度。（2）实心桩桩的激振振点位置置应选择择在桩中中心，测测量传感感器安装装位置宜宜为距桩桩中心2/3半径处；；空心桩桩的激振振点与测测量传感感器安装装位置宜宜在同一一水平面面上，且且与桩中中心连线线形成的的夹角宜宜为90°，激振点点和测量量传感器器安装位位置宜为为桩壁厚厚的1/2处。三、测量量传感器器安装和和激振操操作规定定4.4测试技术术（3）激振点点与测量量传感器器安装位位置应避避开钢筋筋笼的主主筋影响响。（4）激振振方向向应沿沿桩轴轴线方方向。。（5）瞬态态激振振应通通过现现场敲敲击试试验，，选择择合适适重量量的激激振力力锤和和锤垫垫，宜宜用宽宽脉冲冲获取取桩底底或桩桩身下下部缺缺陷反反射信信号，，宜用用窄脉脉冲获获取桩桩身上上部缺缺陷反反射信信号。。（6）稳态态激振振应在在每一一个设设定频频率下下获得得稳定定响应应信号号，并并应根根据桩桩径、、桩长长及桩桩周土土约束束情况况调整整激振振力大大小四、信号采采集和和筛选选规定定4.4测试技技术（1）根据据桩径径大小小，桩桩心对对称布布置2～4个检测测点；；每个个检测测点记记录的的有效效信号号数不不宜少少于3个。（2）检查查判断断实测测信号号是否否反映映桩身身完整整性特特征。。（3）不同同检测测点及及多次次实测测时域域信号号一致致性较较差，，应分分析原原因，，增加加检测测点数数量。。（4）信号号不应应失真真和产产生零零漂，，信号号幅值值不应应超过过测量量系统统的量量程。。一、检检测流流程4.5现场检检测方方法桩头处处理仪器连连接传感器器安装装程序设设置手锤锤锤击信号采采集与与分析析结果打打印二、桩桩头处处理4.5现场检检测方方法凿掉浮浮浆打磨平平整桩头干干净干干燥一、桩桩头处处理4.5现场检检测方方法有浮浆浆敲敲除除浮浆浆三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法分体机机交流电电源接接线三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法分体机机后面面板接接线三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法加速度度传感感器连连接三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法速度传传感器器连接接三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法基桩动动测仪仪RS-1616K(S)仪器和和传感感器接接线三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法基桩动动测仪仪RS-1616K(S)三、仪仪器连连接4.5现场检检测方方法一体机机速度度传感感器连连接四、传传感器器安装装4.5现场检检测方方法传感器器耦合合橡皮泥泥耦合合黄油耦耦合口香糖糖耦合合使传感感器与与桩头头粘合合在一一起，，要求求越紧紧越好好四、传传感器器安装装4.5现场检检测方方法传感器器放置置距桩桩心2/3~3/4R处且安安装位位置要求平平整尽尽可能能使传传感器器垂直直与桩桩头平平面五、程程序设设置4.5现场检检测方方法基桩动动测仪仪RS-1616K(S)常用设设置进入主主操作作界面面后，，单击击按键键进入入设置置界面面单击进入设置界面五、程程序设设置4.5现场检测方方法2、采样方式为连续采样；3、设置桩土参数（后有详解）6、参数存盘后自动进入采集页面5、参数存盘1、输入正确的检测日期，工地名称简写。4、外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致五、程序设设置4.5现场检测方方法五、程序设设置4.5现场检测方方法分体机程序序常用设置置进入主操作作界面后，，点击设置置按键进入入设置界面面单击设置进入设置界面五、程序设设置4.5现场检测方方法桩长=12米；混凝土土标号：C30；桩径：1米用用速速度传感器器进行检测测仪器与笔记本电脑通讯速率，586以上请选57600仪器与笔记本电脑通讯口设置，视电脑串口设置而定，有COM1-6供选外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致预设桩长预设波速：C25：3300C30：3600C35：3800C20：3000单击进入主操作界面六、手锤锤锤击4.5现场检测方方法手锤垂直与与桩面，锤锤击点平整整，锤击干干脆，形成成单扰动七、信号采采集4.5现场检测方方法打开采集仪仪开关，点点击主操作作界面的““采样”按按键屏幕出现锤锤数，仪器器进入采样样等待状态态，此时用手锤锤敲击，信信号将显示示在屏幕上上，完成采采集。基桩动测仪仪RS-1616K(S)信号采集七、信号采采集4.5现场检测方方法当四次采集集的波形基基本一致，，桩底清晰晰，请点击击“磁盘””按键进行行波形的存存储。七、信号采采集4.5现场检测方方法此时已完成成一根桩的的现场测试试单次存盘键入文件名称单击确认完成保存七、信号采集4.5现场检测方方法打开采集仪仪开关，点点击主操作作界面的““采样”按按键屏幕出现彩彩色滚动条条，仪器进进入采样等等待状态，，此时用手锤锤敲击，信信号将显示示在屏幕上上，完成第第一次采集集。分体机信号号采集七、信号采集4.5现场检测方方法按前次操作作完成第二二次采集七、信号采采集4.5现场检测方方法完成第三次次采样七、信号采采集4.5现场检测方方法当三次采集集的波形基基本一致，，桩底清晰晰，请点击击“存盘””按键进行行波形的存存储。七、信号采采集4.5现场检测方方法键入文件名称单击完成保存此时已完成成一根桩的的现场测试试八、波形分分析4.5现场检测方方法选文件夹选文件名单击完成读取（1）波形读取取八、波形分分析4.5现场检测方方法单击进入处理界面（2）波形处理理八、波形分分析4.5现场检测方方法原始波形低通800Hz处理后的波形单击完成处理（2）波形处理理八、波形分分析4.5现场检测方方法（3）波形分分析移动到桩头位置单击鼠标左键定桩头，同时时间零点移动移动到桩桩底位置置单击鼠鼠标右键键定桩底底计算波速八、波形形分析4.5现场检测测方法（3）波形分分析定桩后出出现的桩桩底类型型选择界界面单击选择桩底类型八、波形形分析4.5现场检测测方法（3）波形分分析定桩底后自动化出的模拟桩图形移动到认为有缺陷的位置单击鼠标左键确定缺陷位置计算出的缺陷位置八、波形形分析4.5现场检测测方法（3）波形分分析定缺陷位位置后出出现的缺缺陷类型型选择界界面单击确定缺陷类型单击确定缺陷程度八、波形形分析4.5现场检测测方法（3）波形分分析自动化出的缺陷示意图完整性的评价单击进入打印界面九、结果打印印4.5现场检测测方法波形打印印点击打印印后出的的打印信信息预览览界面单击进行打印九、结果果打印4.5现场检测测方法波形打印印打印确定后出来的打印提示，当分析完四根桩的波形后并都打印确定后打印机才开始输出九、结果果打印4.5波形打印印打印输出出格式由由设置界界面中打打印信息息栏和打打印高级级设置决决定选择打印的内容和输出方式指定每页打印几个波形十、影响响测试因因素4.5现场检测测方法传感器安安装现场干扰扰桩周土十、影响响测试因因素4.5现场检测测方法（1）现场干干扰现场有重重型机械械在施工工回产生生振动干干扰解决方案案：建议议在检测测采样时时停止现场电压压不稳造造成干扰扰解决方案案：建议议仪器用用电池供供电或将将仪器十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（2）传感器安装装影响产生振荡调整传感器安装振荡消除解决方案：调调整传感器安安装使其紧粘粘桩头十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响桩在空气中十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响桩在土中十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响桩在土中十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响土层磨阻对桩桩底反射有衰衰减土层变化对应应力波有影响响硬土层变为软软土层与缩颈颈信号相似软土层变为硬硬土层与扩颈颈信号相似解决方案：（a）利用指数放大（b）了解土层参数（或或地质资料））十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响十、影响测试试因素4.5（3）桩周土影响响十、影响测试试因素4.5现场检测方法法（3）桩周土影响响一、桩身波速速平均值的确确定4.6数据处理（1）当桩长已知知、桩端反射射信号明显时时，选取相同同条件下不少少于5根Ⅰ类桩的桩身波波速按下式计计算其平均值值：式中cm——桩身波速平均均值(m/s);Ci——第i根桩的桩身波波速计算值（（m/s）；L——完整桩桩长（（m）；ΔT——时域信号第一一峰与桩端反反射波峰间的的时间差(ms)；Δf——幅频曲线桩端端相邻谐振峰峰间的频差（（Hz），计算时不不宜取第一与与第二峰；n——基桩数量（n≥5）一、桩身波速速平均值的确确定4.6数据处理（2）当桩身波速速平均值无法法按上款确定定时，可根据据本地区相同同桩型及施工工工艺的其他他桩基工程的的测试结果，，并结合桩身身混凝土强度度等级与实践践经验综合确确定。二、桩身缺陷位位置的确定4.6数据处理计算公式式中x——测点至桩身缺缺陷之间的距距离（m）；Δ