桥梁工程检测技术-桩身完整性检测(低应变法)

1、钻（挖）孔灌注桩检测桥梁工程检测技术桩身完整性检测低应变法目录3.信号处理4.波形分析桩身缺陷位置确定原理1.低应变法概述适用范围2.试验方法5.检测结果评价6.课后小结引入钻（挖）孔灌注桩的检测项目有哪些？原材料和配合比施工过程检测基桩承载力检测基桩完整性检测低应变法超声波法钻芯法知识目标1、了解低应变法检测基桩完整性的主要步骤；2、了解不同反射波形对应的缺陷类型；3、了解桩身完整性评判的类别。能力目标1、能够合作操作低应变法检测基桩完整性的仪器；2、能够通过反射波形做出初步的缺陷判定。桩身完整性检测低应变反射波法1.检测桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷位置及影响程度；2.推定缺陷类型及桩在

2、桩身中的位置；3.可以对桩长进行校核；4.对桩身混凝土强度等级做出估计。桩身完整性检测低应变反射波法一、低应变法概述适用范围 桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩径、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。基本原理：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播。当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩颈或扩颈）部位，将产生反射波。经接收放大、滤波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息，据此计算桩身波速、判断桩身完整性及混凝土质量，还可以根据视波速偏高对桩的实际长度加以核对。桩身完整性检测低应变

3、反射波法一、低应变法概述基本原理桩身完整性检测低应变反射波法一、低应变法概述基本原理波形示例： 1.建筑工程基桩检测技术规范 （JGJ/T 106-2003） 2.公路工程基桩动测技术规程 （JTG/T F81-01-2004） 3.基桩低应变动力测桩规程 （JGJ/T 9395）桩身完整性检测低应变反射波法一、低应变法概述检测依据组合手锤速度传感器加速度传感器传感器采集仪桩身完整性检测低应变反射波法一、低应变法概述检测系统 1.美国 Pile Dynamics Inc 的 PIT ( Pile Integrity Tester ) 2.荷兰 TNO 机构IBBC（研究所）的 FPDS-4/5

4、 型基桩诊断系统 3.北京康科瑞公司的 KON-PIT（N） 4.武汉沿海公司的 RS-1616K(S) 桩身完整性检测低应变反射波法一、低应变法概述检测系统常用低应变检测基桩完整性的产品：桩身完整性检测低应变反射波法低应变法检测基桩完整性的试验步骤？ 认真学习第二部分，学习完毕请同学上台模拟操作。1.桩头处理凿掉浮浆打磨平整桩头干净干燥 灌注桩凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。桩身完整性检测低应变反射波法二、试验方法（1）出现高频噪声桩身完整性检测低应变反射波法二、试验方法桩头打磨不平整有什么危害？（2）击振一

5、致性差 速度型接收传感器的接收信号桩身完整性检测低应变反射波法二、试验方法黄油耦合橡皮泥耦合凡士林耦合 传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度；测试时不得用手碰触传感器。桩身完整性检测低应变反射波法二、试验方法2.传感器耦合 激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处。且安装位置要求平整尽可能使传感器垂直与桩头平面根据桩径大小，桩心对称布置24个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。3.传感器安装桩身完整性检测低应变反射波法二、试验方法 连接仪器，将传感器通过耦合剂粘贴于安装点，用手锤振击桩顶，采集反射的应力波信号。4.采集信号桩身完

6、整性检测低应变反射波法二、试验方法桩身完整性检测低应变反射波法请分四步模拟低应变检测桩身完整性的试验步骤。1.波形移动 2.低通滤波3.高通滤波 4.积分处理5.波形放大 6.声速调节 信号处理的目的是去除杂波、改善信号质量，主要包括一下内容：桩身完整性检测低应变反射波法三、信号处理（a）原始信号（b）低通滤波（c）指数放大（d)积分（e）旋转 （f) 移动桩身完整性检测低应变反射波法三、信号处理桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析1、摩擦桩的桩顶与桩底反射波同向,波速3800m/s。2、嵌岩桩的桩顶与桩底反射波反向,波速3800m/s。桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析基桩反射波形

7、“同摩异嵌”的原因？桩顶与桩底反射波同相摩擦桩桩底为自由端嵌岩桩桩底为固定端桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析TVL桩顶与桩底反射波反相桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析3、缩颈截面反射波与桩顶反射波同向,波速3800m/s。4、扩径截面反射波与桩顶反射波反向,波速3800m/s。缩颈截面减小TVL入射波与反射波同相桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析基桩反射波形“同缩异扩”的原因？扩径截面增大TVL扩径反射，与入射波反相桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析5、夹泥、离析截面反射波与桩顶反射波同向,当缺陷较严重时，波速小于正常波速。6

8、、断桩截面反射波与桩顶反射波同向，波速3800m/s,断桩较浅时，应力波在断面多次反射，形成多个同向反射波。波速3400m/s不同混凝土强度等级的反射波波速经验值39004100C4037003900C3034003700C2530003400C20应力波波速范围混凝土强度等级式中：X桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；tx速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；C受检桩的桩身波速（m/s)；fx幅频曲线上缺陷相邻振峰间的频差桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析桩身缺陷位置确定原理 某工地桩身平均纵波速度为4000m/s，现有一试桩，其波形分析可能出现缺陷，其缺陷处波形反射时间为4.

9、5103s，求可能出现缺陷距桩顶的距离。解：根据缺陷部位距桩顶距离计算公式 1 X=- t*C 2000 1 =-*4.5*4000=9(m) 2000桩身完整性检测低应变反射波法四、波形分析桩身缺陷位置确定练习桩身完整性类别划分桩身完整性类别主 要 特 征类桩桩身完整，可正常使用。类桩桩身基本完整，有轻度缺陷，不影响正常使用。类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。 类桩桩身有严重缺陷，对桩身结构承载力有严重影响。桩身完整性检测低应变反射波法五、检测结果评价桩身完整性检测低应变反射波法五、检测结果评价桩身完整性类别判定原则1、类桩：桩底反射较明显，无缺陷反射波，振幅谱线分布正常，混凝土波

10、速处于正常范围；2、类桩：桩底反射较明显，但又局部缺陷所产生的反射信号，混凝土波速处于正常范围；3、类桩：桩底反射不明显，可见缺陷二次反射波信号，有桩端反射但波速明显偏低；4、无桩端反射信号，可见因缺陷引起的多次强反射信号，或按平均波速计算的桩长明显短于设计桩长。课后小结1、通过波速判断桩底反射波位置（C25混凝土） 水下灌筑桩，设计桩长50m，可见明显的直达波和桩底反射波。如按设计桩长50 m 计算，声速为4413m/s，声速偏高。 水下灌注桩的声速应在3300-3600m/s，将声速按3500m/s计算实际桩长只有39.7m，显然施工存在问题。课后小结2、由正确的桩身混凝土声速确定实际桩长 （1）由于桩较长，声波传播过程高频衰减较多，低频丰富，选用0.5KHz低通滤波。（2）用指数放大后可见明显的桩底反射波。课后小结3、通过信号处理寻找桩底反射波 在26.8m处有一与直达波同相位反射，应为缩径类缺陷，有多种可能，如缩径、蜂窝、空洞、离析、二次浇灌面、夹泥、断裂。一般在26m处断裂不大可能，可以排除； 如果26m处的地层是黏土，且塑性指数较大，成孔后间隔时间较长才浇灌混土，那么有可能是缩径； 如果不是缩径，那么有可能是蜂窝、离析、二次浇灌面、夹泥 、断裂。课后小结4、判断缺陷类型