桩基完整性检测--超声脉冲法课件

桩基完整性检测技术超声脉冲法1ppt课件课程内容1、超声脉冲法检测原理；2、超声脉冲法的优点；3、超声脉冲法的检测设备及其检测方式；4、超声脉冲法现场检测方法及技术；5、检测结果分析及实例；6、检测中需要注意的若干问题；7、超声检测技术需要探讨有待改进的地方2ppt课件一、超声波法的原理通过仪器发出一系列的电脉冲由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列周期性电脉冲，并加在发射换能器的极板上而产生超声脉冲，超声脉冲这被测桩体，并被接收换能器所接收（图1），声波信号重新转变成电信号，仪器显示出超声脉冲穿过被测介质时的各种物理量如声波传播时间t、能量的损失A、频率f的变化和波形畸变等。由于声波穿过不同的介质时，这些物理量均不同，因此可根据这上结物理量与介质性质之间的关系判断桩身中混凝土质量的变异及内部缺陷的性质、大小和位置。3ppt课件4ppt课件二、超声透射检测的优点1、检测细致，结果准确可靠；2、不受桩长桩径限制；3、无盲区声测管埋到什么部位就可检测什么部位，包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度；4、毋须桩顶露出地面即可检测，方便施工；5、可估算混凝土强度。5ppt课件正因为如此，虽然该方法需预埋声测管，费用较高，但仍然得到广泛采用，特别是桥梁、高层建筑的大型、特大型灌注桩的检测。6ppt课件三、检测的主要设备及其检测方式一、检测设备（1）普通的检测装置就是用一般的超声检测仪和发射及接受的探头所组成，探头在声测管内的移动是靠人工操作，数据读出后再输入计算机处理，这套装置与一般的超声检测装置通用。但检测速度慢，效率较低。7ppt课件（2）全自动智能化测桩专用的检测装置:由超声发射及接受装置探头及自动升降装置，测量控制装置，数据处理计算机系统四大部分组成。8ppt课件（二）检测的方式1、双孔检测：a平测法、b斜测法、c扇面测法；一般采用平测和斜测两种方法。2、单孔检测；3、孔外检测；以上三中方式中双孔检测是超声脉冲检测的基本形式，其他两种方式在检测和结果分析上都比较困难只能作为特殊情况下的补救措施。9ppt课件10ppt课件四、现场检测1、声测管的安装埋设（钢管、PVC管）3550mm。通常是将声测管固定在钢筋笼架立筋的内侧，随钢筋笼一段段沉人桩孔中，然后浇注混凝土。11ppt课件l对声测管总的要求是：联结牢靠不脱开，密封良好不漏水，联结平整不打折，管与管间相平行，管内无异物保证通畅。l对声测管的材料要求是：有足够的机械强度，保证在灌注桩混凝土浇注过程中不会变形，与混凝土粘结良好，不致在声测管和混凝土间产生剥离缝，影响测试。12ppt课件l声测管的数量和布置lD（桩径）1m，2根；l1000mD2000mm，不少于3根；lD2000mm，不少于4根。13ppt课件五、测试数据分析及缺陷判定1、依据的标准及判断的基本物理量l检测按照中华人民共和国行业标准公路工程基桩动测技术规范JTG/TF81-01-2004）中有关超声波法规定进行。l基本的物理量：声时值、波幅、接收信号的频率变化、接收波形的畸变14ppt课件5.1桩身混凝土缺陷声速判据l声速是判定砼缺陷的主要参数之一，运用概率统计理论原理确定声速临界值，声速平均值、标准差。声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差，即：式中：D 声速临界值（km/s）;正常混凝土声速平均值(km/s);正常混凝土声速标准差；i 第i个测点声速值(km/s)n 测点数。15ppt课件l当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。l式中：i第i个测点声速值（km/s）lD声速临界值(km/s)l当检测剖面n个测点的声速普遍低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据。声速低限值由同条件混凝土试件做强度和速度对比试验，结合地区经验确定。声速低限值相对应的混凝土强度不宜低于0.9R（R为混凝土设计强度），若试件为钻孔芯样，则不宜低于0.85R。l当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。ll式中：i第i个测点声速值（km/s）;lL声速低限值(km/s);16ppt课件5.2桩身混凝土缺陷波幅判据l实际中多是根据实测经验将波幅值的一半定为临界值。用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺陷区。l l式中：A波幅临界值（dB）；l Am波幅平均值（dB）；l Ai第i个测点相对波幅值（dB）。17ppt课件5.3波形能直观反映测点砼是否有缺陷l若桩基砼是均质的，声波波形有两头小、中间大、同频率等特征；若声波经过缺陷，声波波形就会明显变化，当缺陷特别严重时表现在波形上为声幅很低、首波不易确认，频率变小且同一波形中有不同频率成分，比较容易直接判断。a）正常波形b）畸变波形18ppt课件5.4桩身混凝土缺陷PSD值判据lPSD法是基于缺陷处声时的变化引起声时深度曲线的斜率明显增大，而声时差的大小又与缺陷程度密切相关，因此两者之积对缺陷的反映更加明显，即采用斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区。lll式中：ti第i个测点声时值（s）;lti-1第i个测点声时值(s);lzi第i个测点深度(m);lzi-1第il个测点深度（m）。19ppt课件5.5检测结果的判断：l在检测时，声时、声幅和波形三种曲线经常出现的情况：（1）某一测点声时超判据，而声幅未超判据，且波形完好时；这种情况表示该处砼仍为均质的，砼的强度略有变小，若声时超标不大且在一两个加密点出现，缺陷不影响桩的安全性能；或者因为测管弯曲，在测管拐点处数据超判据，就不应该砼有缺陷。（2）声时未超判据，声幅超判据，波形除首波外其它正常；这种情况表示该砼局部有细小气泡或空洞，不影响桩的安全性能（3）声时未超判据，声幅未超判据，波形不正常（整个波形幅值较低）。这种情况表示换能器位于砼强度变化的界面处，往往预示着在该测点附近可能有更大形式的缺陷出现。20ppt课件五个方面综合判定l1、异常点的实测声速与正常砼声速的偏离程度l2、异常点的实测幅度与正常砼幅度的偏离程度l3、异常点的波形与正常砼波形相比的畸变程度l4、异常点的分布范围及其他剖面异常点的分布情况l5、桩的类型。21ppt课件5.6基桩完整性分类标准l类桩：各声测剖面每个测点的声速、波幅均大于临界值，波形正常。l 类桩：某一声测剖面个别测点的声速、波幅略小于临界值，但波形基本正常。l 类桩：某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临界值，PSD值变大，波形畸变。l IVIV类桩：某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值明显小于临界值，PSD值突变，波形严重畸变。22ppt课件5.7基桩完整性检测实例分析在检测过程中不能根据某单一指标来确定是否有缺陷，而应综合各个指标来分析是否有缺陷以及缺陷的范围和程度。对于混凝土声速和波幅值出现异常并判为可疑缺陷区的部位，应采用水平加密、等差同步或扇形扫测等方法进行细测，结合波形分析确定桩身混凝土缺陷的位置及其严重程度。23ppt课件24ppt课件l下面举2个3类桩的例子，曲线图见下页。l由下图可以看出：1#桩桩顶下3.1m严重缺陷l2#桩桩顶下3.4m严重缺陷l所以这2个桩被判定为3类桩l3类桩检测曲线图25ppt课件l.26ppt课件某高速公路5号桥左线0号台3号桩经过超声波检测后，桩身有明显缺陷，判定为2类桩。声幅深度关系曲线见下图。l.l由上面的曲线图可以看出，桩顶下7.7米处缩颈故判为2类桩。27ppt课件六、检测中应注意的若干问题l（1)桩身砼龄期的影响。龄期对声测结果影响之大，建议检测时间不低于14天龄期。l(2)声测管问题。检测前应冲洗检测管并灌满清水作为耦合剂 l(3)超声波法与钻孔取芯法相互应证,综合应用。超声检测中发现异常情况时不能盲目定性，必须结合地质及相关资料，综合不同的检测方法合理判定基桩质量。28ppt课件七、在实际工作中有待探讨和改进的地方l（1）应用声速推定桩身砼强度的争论也广泛存在，各种方法也在尝试之中；施工质量越好的桩，判得越严；l（2）进一步发展运用声测管或钻芯孔处理桩身缺陷的技术，提高补强加固处理桩身缺陷的可靠性，使基桩的超声波法检测更为经济可靠。29ppt课件结束语关于超声脉冲法检测桩基光有理论方面的知识也是不行的，还要将理论与实践相结合，把理论运用到实践中去。这就需要自己在平时的施工中多学、多看，以积累更多的施工经验，这样才能更好的判断桩基的质量；如何运用多参数对桩基质量进行检测，从而准确判断出缺陷性质、位置和范围是我们技术人员努力的方向，今天在检测方面进行了探讨，由于水平有限，不妥之处，还望大家批评指正。30ppt课件谢谢大家31ppt课件