桥涵工程试验检测技术.ppt

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1、桥涵工程试验检测技术第一章 概 述第二章 桥涵工程原材料试验检测 第三章 桥涵工程基础检测第四章 桥梁上部结构检测第五章 桥梁荷载试验第一章 概 述第一节第一节 桥涵工程试验检测的任务意义和依据桥涵工程试验检测的任务意义和依据一一 任务和意义任务和意义1.1.大型桥梁的施工监控大型桥梁的施工监控2.2.常规桥梁的施工质量控制常规桥梁的施工质量控制3.3.对新形结构、新材料、新工艺需进行试验鉴定。对新形结构、新材料、新工艺需进行试验鉴定。4.4.为质量缺陷、事故提供实测数据。为质量缺陷、事故提供实测数据。第二节第二节 桥涵工程试验检测的内容和依据桥涵工程试验检测的内容和依据一一.桥涵工程试验检测

2、的内容桥涵工程试验检测的内容 施工前放样施工前放样（测量仪器及人员）（测量仪器及人员）施工前：原材料检测施工前：原材料检测（砂（砂.石石.水泥水泥.钢筋）钢筋）配合比试验（配合比试验（理论与施工）理论与施工）地基承载地基承载(进行试验检测进行试验检测)施施 工工 中：中：尺寸尺寸.标高标高(进行量测进行量测)桩基桩基.大梁大梁.结构结构(进行试验检测进行试验检测)桥梁总体检测桥梁总体检测施施 工工 后：后：桥梁荷载试验桥梁荷载试验 桥梁使用性能监测桥梁使用性能监测二二 桥涵工程试验检测依据桥涵工程试验检测依据桥涵工程试验检测的依据桥涵工程试验检测的依据(四个层次四个层次)第一：第一：综合基础标

3、准综合基础标准（如（如工程结构可靠度设计统一标准工程结构可靠度设计统一标准是国家统一标准）是国家统一标准）第二：第二：专业基础标准专业基础标准（如（如公路工程技术标准公路工程技术标准是行业统一标准）是行业统一标准）第三：第三：专专 业业 通通 用用 标标 准准 第四：第四：专专 业专业专 用标准用标准第三节第三节 桥涵工程质量检验的评定依据和方法桥涵工程质量检验的评定依据和方法一一 .质量检验评定依据质量检验评定依据:公路工程质量检验评定标准公路工程质量检验评定标准二二.桥涵工程质量检验的评定的方法桥涵工程质量检验的评定的方法（一）（一）桥涵工程质量检验评定单元的划分桥涵工程质量检验评定单元的

4、划分1.1.单位工程：单位工程：建设项目中，根据签定的合同，具有独立施工条件建设项目中，根据签定的合同，具有独立施工条件的工程，如大、中跨径桥梁、互通式立交、路基工程等。的工程，如大、中跨径桥梁、互通式立交、路基工程等。2.2.分部工程：分部工程：单位工程中按结构部位、路段长度及施工特点或施单位工程中按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务等划分为若干个分部工程，如小桥、涵洞等。工任务等划分为若干个分部工程，如小桥、涵洞等。3.3.分项工程：分项工程：在分部工程中按不同的施工方法、材料、工序及路在分部工程中按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分为若干个分项工程。段长度等划分为若干个分项工

5、程。特大，大，中桥梁工程基础下部构造上部构造预制与安装*上部构造现场浇注*路基工程小桥及符合小桥规范的通道*，人行天桥涵洞，通道互通立交工程桥梁工程*主线路基路面工程*匝道工程（二）（二）工程质量评分方法工程质量评分方法.分项工程质量评分方法分项工程质量评分方法自下而上逐级评分自下而上逐级评分1)1)分项工程质量检验的内容（分项工程质量检验的内容（基本要求、实测项目、外观鉴定基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料）和质量保证资料）2)2)分项工程分项工程 评分评分分项工程得分分项工程得分=检查项目得分检查项目得分 权值权值/检查项目权值检查项目权值分项工程评分分项工程评分=分项工程得分分项

6、工程得分外观缺陷扣分外观缺陷扣分资料不全扣分资料不全扣分。3 3）检）检 查查 项项 目目 得得 分分=检查项目合格率检查项目合格率100100检查项目合格率检查合格的点数检查项目合格率检查合格的点数/该检查项目的全部检查的点（组）数该检查项目的全部检查的点（组）数。质量保证资料质量保证资料应包括以下六个方面：应包括以下六个方面：a.a.所用原材料、半成品和成品质量检验结果；所用原材料、半成品和成品质量检验结果；b.b.材料配比、拌和加工控制检验和试验数据；材料配比、拌和加工控制检验和试验数据；c.c.地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥施工监控资料；地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥施工监控资料；

7、d.d.各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表；各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表；e.e.施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析；施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析；f.f.施工过程中如发生质量事故，经处理补救后，达到设计要求的认可证施工过程中如发生质量事故，经处理补救后，达到设计要求的认可证明文件等。明文件等。.分部工程和单位工程评分方法分部工程和单位工程评分方法分部分部(单位单位)工程评分工程评分=分项分项(分部分部)工程评分工程评分 相应权值相应权值 分项分项(分部分部)工程权值工程权值注意：注意：在以上单元划分中将分部工程和分项工程分为

8、主要工程的在在以上单元划分中将分部工程和分项工程分为主要工程的在质量等级评定加权评分时分别赋予的权值。质量等级评定加权评分时分别赋予的权值。（三）（三）工程质量等级的评定（工程质量等级的评定（合格与不合格）合格与不合格）(1)(1)分项工程分项工程 75 75 合格合格 机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金属构件机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金属构件 9090合合格格 (2)(2)以上各级只有当下级评定全部合格，方可判为合格以上各级只有当下级评定全部合格，方可判为合格第二章 桥涵工程原材料试验检测第一节第一节 石料石料 一一.石料的物理力学要求石料的物理力学要求 石料应符合设计规定的类别和强度

9、等级，石料应符合设计规定的类别和强度等级，均匀、不易均匀、不易风化、无裂缝及良好的抗冻性能风化、无裂缝及良好的抗冻性能 大、中桥大、中桥 50 50 小桥及涵洞小桥及涵洞 2525 2.2.石料制品的规格和几何尺寸要求石料制品的规格和几何尺寸要求 P11P11二二.石料力学性能试验方法石料力学性能试验方法1.1.石料的单轴抗压强度试验石料的单轴抗压强度试验 每组每组6 6个，边长个，边长7070 2mm2mm 平差平差0.05mm0.05mm，垂差，垂差0.25mm0.25mm 含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态 试件烘干方法试件烘干方法 105105

10、110110（12 12 24h24h）2020 2 2 试件强制饱和方法（煮沸法、真空抽气法）试件强制饱和方法（煮沸法、真空抽气法）2.2.抗冻性能试验抗冻性能试验 边长边长7070 2mm 32mm 3备备3 3 石料抗冻性试验测试的指标有：石料抗冻性试验测试的指标有：1.1.质量损失率质量损失率 （L2L2）2.2.耐冻系数耐冻系数 （K75K75）3.3.试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）单轴抗压强度试验实验步骤v试件编号v选择含水状态v选定压力机v匀速加载至破坏软化系数KpRw/Rd第二节第二节 混凝土混凝土一一.普通混凝土力学性能试

11、验普通混凝土力学性能试验 （一）试件（一）试件 1.1.试件尺寸试件尺寸应根据集料的最大粒径选定应根据集料的最大粒径选定 2.2.试件的形状和数量（弹模试件的形状和数量（弹模6 6，其余，其余3 3）3.3.试件尺寸公差试件尺寸公差 （角（角90 90 0.50.5，尺寸，尺寸 1mm1mm）4.4.试件的制作（应注意问题有：试件的制作（应注意问题有：）（1 1）成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格外重视检查）成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格外重视检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查

12、150mm150mm 150mm150mm 150mm150mm试模的内表试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。发生反应的脱模剂。（2 2）普通混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土）普通混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为水和

13、外加剂为0.5%0.5%；骨料为；骨料为1%1%。（3 3）取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min15min。（4 4）根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于）根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm70mm的混凝土宜用的混凝土宜用振动振实；大于振动振实；大于70mm70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。成型方法宜与实际采用的方法相同。5.5

14、.试件的养护试件的养护(条件条件)P19)P19（二）设备（二）设备(1.(1.试模试模.2.2.振动台振动台.3.3.压力试验机压力试验机.4.4.钢垫板钢垫板.5.5.其它其它)（三）抗压强度试验（三）抗压强度试验(1.(1.试验方法步骤试验方法步骤.2.2.计算结果计算结果)（四）轴心抗压强度试验（四）轴心抗压强度试验(1.(1.试验方法步骤试验方法步骤.2.2.计算结果计算结果)（五）静力受压弹性摸量试验（五）静力受压弹性摸量试验(1.(1.试验方法步骤试验方法步骤.2.2.计算结果计算结果)（六）劈裂抗压强度试验（六）劈裂抗压强度试验(1.(1.试验方法步骤试验方法步骤.2.2.计算

15、结果计算结果)（七）抗折强度试验（七）抗折强度试验(1.(1.试验方法步骤试验方法步骤.2.2.计算结果计算结果)第三节 钢 材桥涵用钢的分类桥涵用钢的分类1.1.按其形状分类按其形状分类 型材型材 （如型钢、钢板）（如型钢、钢板）按其形状分按其形状分 棒材或线材（钢筋、高强钢丝、钢绞线等）棒材或线材（钢筋、高强钢丝、钢绞线等）异性材异性材 （锚具、夹具和异形钢梁等）（锚具、夹具和异形钢梁等）二.桥涵用钢的主要力学性能1.1.强度：强度：屈服强度：屈服强度：钢材丧失对变形的抵抗能力并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。钢材丧失对变形的抵抗能力并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。抗拉强度：抗拉

16、强度：指钢材所能承受的最大拉应力。指钢材所能承受的最大拉应力。屈强比：屈强比：即屈服强度与抗拉强度的比值。通常用来比较结构的可靠性即屈服强度与抗拉强度的比值。通常用来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。屈强比越小，结构的可靠性越高，既延缓结构损伤程度潜力越大，和钢材的有效利用率。屈强比越小，结构的可靠性越高，既延缓结构损伤程度潜力越大，但比值太小，则钢材的利用率太低。但比值太小，则钢材的利用率太低。2.2.塑性：塑性：指钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能。指钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能。伸长率：伸长率：即试件拉断后标准长度增量与原标准长度之比百分率。即试件拉断后标准长度增量与原标

17、准长度之比百分率。断面收缩率：断面收缩率：（即把上伸长率中的长度换成面积）。（即把上伸长率中的长度换成面积）。3.3.冷弯性能：冷弯性能：是钢材在常温条件下承受规定弯曲变形的能力。是钢材在常温条件下承受规定弯曲变形的能力。4.4.硬度：硬度：指钢材抵抗其它较硬物体压力的能力。指钢材抵抗其它较硬物体压力的能力。5.5.冲击韧性：冲击韧性：是钢材在瞬间动荷载作用下，抵抗破坏的能力。是钢材在瞬间动荷载作用下，抵抗破坏的能力。6.6.耐疲劳性：耐疲劳性：指钢材抵抗疲劳破坏的能力。指钢材抵抗疲劳破坏的能力。7.7.良好的焊接性：良好的焊接性：是钢材的连接部分焊接后，其力学性能不低于是钢材的连接部分焊接后

18、，其力学性能不低于焊件本身。焊件本身。三.钢筋的检测（一）（一）基本要求及取样基本要求及取样质量证明单、试验报告单、标示牌质量证明单、试验报告单、标示牌 基本要求按不同等级、牌号、规格及生产厂家验收基本要求按不同等级、牌号、规格及生产厂家验收（二）（二）钢筋常规抽检项目及检测方法钢筋常规抽检项目及检测方法钢筋常规抽检项目（屈服强度、抗拉强度、伸长率等）钢筋常规抽检项目（屈服强度、抗拉强度、伸长率等）1)1)强度屈服点的荷载：强度屈服点的荷载：在试验机上进行钢筋拉伸试验时，当测力度盘的指在试验机上进行钢筋拉伸试验时，当测力度盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负载即为所求。针停止转动后恒

19、定负载或第一次回转的最小负载即为所求。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加载，求出弹性直线段相应于小等级中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加载，求出弹性直线段相应于小等级负载的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负载的弹性伸长。从总伸长中减去负载的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负载的弹性伸长。从总伸长中减去弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长0.2%0.2%的应力作为屈服强度。的应力作为屈服强度。抗拉强度计算：抗拉强度计算：2)2)塑性塑性 3 3）冷弯性能）冷弯性能 注注:弯曲角度弯曲角度(90(90、180)180)及弯心直径及

20、弯心直径-与钢与钢筋直径有关。筋直径有关。（三）判定规则（三）判定规则:1.1.强度及伸长率判定强度及伸长率判定2.2.冷弯及反复弯曲判定用于检验钢材试件环绕弯心弯曲至规定角度是冷弯及反复弯曲判定用于检验钢材试件环绕弯心弯曲至规定角度是否有裂纹，起层或断裂等现象，若无则认为合格。否有裂纹，起层或断裂等现象，若无则认为合格。四四.预应力混凝土用钢筋、钢丝、钢绞线检测预应力混凝土用钢筋、钢丝、钢绞线检测（一）（一）基本概念基本概念预应力钢材预应力钢材（热处理钢筋、冷拉钢筋、精轧螺纹钢筋、冷拉或消除应力钢丝、刻痕（热处理钢筋、冷拉钢筋、精轧螺纹钢筋、冷拉或消除应力钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等）钢丝、钢绞

21、线等）（二）试验检测项目（二）试验检测项目.热处理钢筋检验热处理钢筋检验 不得有裂纹、结疤和折叠不得有裂纹、结疤和折叠 外观外观 断面尺寸在容许范围之内断面尺寸在容许范围之内 表面不得粘有油污表面不得粘有油污 屈屈 服服 强度强度 力学性能力学性能 抗拉强度抗拉强度 拉伸试验拉伸试验 伸伸 长长 率率.预应力钢丝检验预应力钢丝检验 不得有裂纹、机械损伤不得有裂纹、机械损伤 外观外观 断面尺寸在容许范围之内断面尺寸在容许范围之内 表面不得粘有油污表面不得粘有油污 拉伸试验拉伸试验 力学性能力学性能 弯弯 曲曲 次次 数数 松弛试验松弛试验3.预应力钢绞线检验 不得有横裂、相互交叉不得有横裂、相互

22、交叉 外观 电接头、麻坑等 面面 积积 计计 拉伸试验力学性能 松弛试验注：注：1.1.预应力钢绞线力学性能检验的样品标距不少于毫米。预应力钢绞线力学性能检验的样品标距不少于毫米。2.2.预应力钢绞线松弛试验检验的样品标距不少于预应力钢绞线松弛试验检验的样品标距不少于2.52.5米。米。五五.焊接钢筋质量检测方法焊接钢筋质量检测方法 P49P49（一）（一）钢筋焊接方法分类钢筋焊接方法分类1.1.钢筋闪光对焊钢筋闪光对焊2.2.钢筋电弧焊钢筋电弧焊3.3.钢筋电渣压力焊钢筋电渣压力焊4.4.钢筋气压焊钢筋气压焊（二）检测项目及方法（二）检测项目及方法（三）注意（三）注意六六.钢筋机械连接质量检

23、测钢筋机械连接质量检测七七.金金 属属 螺螺 管管 检检 测测质量要求质量要求外观和抗渗漏性能外观和抗渗漏性能第三章 桥涵工程基础检测 规范法规范法（粘土（粘土.黄土；砂黄土；砂.碎石；岩石和冻土）碎石；岩石和冻土）扩大基础扩大基础 标准贯入试验法标准贯入试验法（承载力）（承载力）现场荷载试验法现场荷载试验法 钻芯法钻芯法 反射波法反射波法 动测法动测法 机械阻抗法机械阻抗法（小或低高应变）（小或低高应变）水电效应法水电效应法桩的完整性桩的完整性 脉冲穿透法脉冲穿透法 射射 线线 法法桩 基 础(包括包括:挖和钻孔挖和钻孔)动测法（大或高应变）动测法（大或高应变）桩的承载力 荷载试验法荷载试验

24、法第一节 地基承载力检测 一一 规范法确定规范法确定(一一)粘性土、黄土地基承载力确定粘性土、黄土地基承载力确定.粘性土粘性土 老粘性土老粘性土 1)1)粘性土粘性土 通过（压缩模量）查表通过（压缩模量）查表 残积粘性土残积粘性土 新近沉积新近沉积 2)2)粘性土粘性土 通过天然空隙比（通过天然空隙比（e e）和液性指数）和液性指数ILIL查表查表 一般粘性土一般粘性土.黄土黄土1 1）新近堆积的黄土新近堆积的黄土(通过天然含水量和液限的比值查表即含水比通过天然含水量和液限的比值查表即含水比)2 2）一般黄土一般黄土(通过天然含水量和液限与通过天然含水量和液限与e e（液限比）的比值查表（液限

25、比）的比值查表)3 3）老黄土老黄土(通过通过e e和天然含水量和液限（液限比）的比值查表和天然含水量和液限（液限比）的比值查表)(二)砂土、碎石地基承载力检测.相对密实度的计相对密实度的计 D r=D r=e emax-max-e e/e emaxmax-e eminmin.密实程度的判别密实程度的判别 1)1)如果天然状态的孔隙比于砂土最大的孔隙比相如果天然状态的孔隙比于砂土最大的孔隙比相等时，则表示砂土处于最疏松的状态；等时，则表示砂土处于最疏松的状态；2)2)如果天然状态的孔隙比于砂土最小的孔隙比相等时，则表示砂土处如果天然状态的孔隙比于砂土最小的孔隙比相等时，则表示砂土处于最紧密的状

26、态；于最紧密的状态；据砂土的密实度程度来地基承载力。据砂土的密实度程度来地基承载力。注意：注意：砂土的密实度不但与砂土的密实度不但与e e有关，而且与级配有关。有关，而且与级配有关。(三三)岩石和冻土地基承载力检测岩石和冻土地基承载力检测二.现场荷载试验1.载荷板试验原理：载荷板试验原理：载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同或接近，测记每级荷载作用下荷载板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为或接近，测记每级荷载作用下荷载

27、板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为25mm25mm，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制P-SP-S的关系曲线。的关系曲线。分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。数据。破坏状态分三个阶段：压密阶段、剪切阶段、破坏阶段破坏状态分三个阶段：压密阶段、剪切阶段、破坏阶段2.地基容许承载力的确定一般可由以下几种途

28、径：地基容许承载力的确定一般可由以下几种途径：1 1）在土质基本相同的条件下，参照邻近结构物地基容许承载力；）在土质基本相同的条件下，参照邻近结构物地基容许承载力；2 2）根据现场荷载试验或触探试验资料；）根据现场荷载试验或触探试验资料；3 3）按地基承载力理论公式计算；）按地基承载力理论公式计算；4 4）按现行规范提供的经验公式计算。）按现行规范提供的经验公式计算。（一）（一）现场荷载试验要求：现场荷载试验要求：.荷载板荷载板 （常用（常用25002500、50005000平方厘米的方或圆板）平方厘米的方或圆板）.千斤顶、百分表千斤顶、百分表 .反力梁、加载块反力梁、加载块三 标准贯入试验方

29、法：方法：采用一采用一63.5kg63.5kg穿心锤，以穿心锤，以7676厘米的落距，将一定规格的标准贯入器厘米的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中先打入土中1515厘米，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中厘米，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中3030厘米，厘米，用此用此3030厘米的锤击数目作为标准贯入试验的指标厘米的锤击数目作为标准贯入试验的指标N N。1.1.试验设备试验设备 2.2.试验注意（试验注意（1.2.31.2.3）锤击数锤击数 3.3.修正修正 杆长杆长 由于钻杆的弹性压缩引起功能损耗，所以钻杆过长时传入贯入器的功能降由于钻杆的弹性压缩引起功能损耗，

30、所以钻杆过长时传入贯入器的功能降低，因此减少了每击的贯入深度。低，因此减少了每击的贯入深度。4.4.标准贯入试验的运用标准贯入试验的运用 使用范围：不仅运用于沙土，也可用于粘性土。使用范围：不仅运用于沙土，也可用于粘性土。1)1)根据根据N N估计砂土的密实度；估计砂土的密实度；2)2)根据根据N N估计天然地基的容许承载力；估计天然地基的容许承载力；3)3)根据根据N N估计粘性土的状态；估计粘性土的状态；4)4)根据根据N N估计土的内摩擦角。估计土的内摩擦角。（二）现场荷载试验步骤.将荷载板放在试验土层表面；将荷载板放在试验土层表面；.分级加载，记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降

31、量为毫米。分级加载，记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为毫米。.卸载，并记录其回弹值；卸载，并记录其回弹值；.据记录绘制曲线；据记录绘制曲线；（三）试验分析（三）试验分析1.1.绘图（绘图（现场荷载试验和荷载与沉降量的关系图）现场荷载试验和荷载与沉降量的关系图）2.2.破坏的三阶段（压密、剪切和破坏阶段）破坏的三阶段（压密、剪切和破坏阶段）（三）（三）地基承载力的确定地基承载力的确定.极限承载力的确定极限承载力的确定.容许承载力的确定容许承载力的确定第二节 钻（挖）孔灌注桩检测灌注桩的质量检测内容主要有：灌注桩的质量检测内容主要有：孔形检测、沉渣厚度检测及桩身质量检测孔形检测、沉渣厚

32、度检测及桩身质量检测一一 泥浆性能指标检测泥浆性能指标检测.相对密度相对密度：泥浆相对密度计：泥浆相对密度计方法一：支架，读游码刻度方法一：支架，读游码刻度 P66P66方法二：用口杯简易量测：方法二：用口杯简易量测：R=R=m3-3-m1/1/m2-2-m1 1m1 1口杯质量 mm22清水质量 mm33泥浆质泥浆质量量.粘度粘度：漏斗粘度计：漏斗粘度计 。校正方法：校正方法：将毫升的清水注入漏斗，让其流出毫升，所需将毫升的清水注入漏斗，让其流出毫升，所需时间有应为（时间有应为（11）秒。如偏差超过规定值，则不应用于测泥浆的）秒。如偏差超过规定值，则不应用于测泥浆的粘度。粘度。.静切力静切力

33、：浮筒切力计：浮筒切力计 刻度方法：刻度方法：.含砂率含砂率：含砂率计：含砂率计 注意注意:仪器的体积有大小仪器的体积有大小,大乘以大乘以1,1,小乘以即为含砂率小乘以即为含砂率.胶体率胶体率（是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能）：（是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能）：方法：方法：将毫升泥浆倒入量杯中，用玻璃片盖上，静置小将毫升泥浆倒入量杯中，用玻璃片盖上，静置小时，量测其澄清为水的体积。如体积为毫升，则胶体率为时，量测其澄清为水的体积。如体积为毫升，则胶体率为 6.6.失水率失水率 注意如何评价注意如何评价:泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于毫米不宜厚

34、于毫米.酸碱度酸碱度：（为碱性，为中性，为酸性）（为碱性，为中性，为酸性）方法一：用一条试纸，放在泥浆面上后，立即拿出与标准的颜色相方法一：用一条试纸，放在泥浆面上后，立即拿出与标准的颜色相比，即可知值；比，即可知值；方法二：用酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出值。方法二：用酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出值。(三)泥浆性能指标要求 P66二.成孔质量检测（一）成孔质量检测内容1.桩位偏差 2.孔径 3.桩倾斜度 4.孔底沉淀厚度（二）成孔质量检测方法三.砼钻孔灌注桩完整性检测桩身完整性常见缺陷有：夹泥、断裂、桩身完整性常见缺陷有：夹泥、断裂、缩径、缩径、扩径、扩径、砼离析及桩顶砼密实度较差

35、等。砼离析及桩顶砼密实度较差等。检测方法概述检测方法概述.钻芯检验法：钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。.振动检测法（动测法）：振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）.超声脉冲检测法：超声脉冲检测法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射

36、和接收换能器通法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。.射线法：射线法：射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质

37、量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。（三）几种检测方法介绍.反射波法）基本原理：基本原理：在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理分析，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，据处理分析，可识别来自桩身不同部位

38、的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和砼强度等级估计。判断桩身完整性和砼强度等级估计。）仪器设备及要求：仪器设备及要求：仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏，加速度型传感器灵敏度应大于度应大于100mV/g100mV/g。放大系统的增益应大于。放大系统的增益应大于60dB60dB，长期变

39、化量应小于，长期变化量应小于1%1%。折。折合输入端的噪声水平应低于合输入端的噪声水平应低于3V3V。频带宽度应不窄于。频带宽度应不窄于10101000Hz1000Hz，滤波频率可，滤波频率可调整。模调整。模/数转换器的位数不应小于数转换器的位数不应小于8bit8bit。采样时间宜为。采样时间宜为50501000s1000s，可分数档，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%3%，相位偏差应小于，相位偏差应小于0.1ms0.1ms。）现场检测及注意事项 被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。检测前对仪

40、器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。试验，确定最佳激励方式和接收条件。激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。大直径的桩可安置两个或多个传感器。当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截

41、止频率传感器和放大器。为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。收，进行辅助判定。每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。试。）实测曲线判读解释的基本方法（）（）缺陷存在可能性判读缺陷存在可能性判读:桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，或缺陷轻微、规模

42、小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身或缺陷轻微、规模小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身是否有缺陷及严重程度。是否有缺陷及严重程度。（）（）多次反射及多层反射问题多次反射及多层反射问题多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是杂乱的，不具有上述规律性。杂乱的，不具有上述规律性。）影响基桩质量检测波形的因素分析（）（）露出桩头的钢筋对波形的影响露出桩头的钢筋对波形的影响:这

43、是因为在桩头激振时，钢筋所这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。产生的回声极易被检波器接收。(用砂子围住检波器用砂子围住检波器)（）（）桩头破损对波形的影响桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。6）检测数据的处理与判定桩身混凝土的波速桩身混凝土的波速VpVp=2 L/T=2 L/T(1)(1)反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混

44、凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。(2)(2)反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂。多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂。(3)(3)桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。(4)(4)缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。当有多处缺陷时，将记录

45、到多个相互干涉的反射波组，形成复杂判别。当有多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录进行综波列。此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。(5)(5)在上述时域分析的基础上，尚可采用频谱分析技术，利用振幅谱进在上述时域分析的基础上，尚可采用频谱分析技术，利用振幅谱进行辅助判断。桩身混凝土的强度等级可依据波速来估计。行辅助判断。桩身混凝土的强度等级可依据波速来估计。2.超声波法）基本原理 四个基本物理量（声时值、波幅

46、、接收信号的频率变化、四个基本物理量（声时值、波幅、接收信号的频率变化、接受波形的畸变）接受波形的畸变）检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）检测仪器换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为252550kHz50kHz，长度宜为，长度宜为20cm20cm，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为5 550kHz50kHz。换。换能器的水密性应满足在能器的水密性应满足在1MPa1MPa水压下不漏水。发射换能器的长度，频带宽度及水压下不漏水。发射换能器的长

47、度，频带宽度及水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：（1 1）接收放大系统的频带宽度宜为）接收放大系统的频带宽度宜为5 550kHz50kHz，增益应大于，增益应大于100dB100dB，并应带有，并应带有0 06060（或（或8080）dBdB的衰减器，其分辨率应为的衰减器，其分辨率应为1dB1dB，衰减器的误差应小于，衰减器的误差应小于1dB1dB，其，其档间误差应小于档间误差应小于1%1%。（。（2 2）发射系统应输出）发射系统应输出2502501000V1000V的脉冲电压，其波形的脉

48、冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（3 3）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围应大于间，其显示时间范围应大于2000s2000s，计时精度应大于，计时精度应大于1s1s。）判断桩内缺陷的基本物理量判断桩内缺陷的基本物理量（）（）声时值声时值 （）（）波幅（或衰减）（）波幅（或衰减）（）接收信号的频率变化接收信号的频率变化 （）（）接收波形的崎变接收波形的崎变）预埋检测管时应注意问题：1 1）桩径小于）桩径小于1.0m1.0m时应埋设双管；桩径在时应埋设双管；桩径在1.01.02.5m2.5m时应埋设三时

49、应埋设三根管；桩径根管；桩径2.5m2.5m以上应埋设四根管。以上应埋设四根管。2 2）声波检测）声波检测管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为505060mm60mm。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，上端应加盖。上端应加盖。3 3）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应相互平行。内侧，检测管之间应相互平行。6）桩的现场检测（1）（2）（3）7）检测数据处理与判定 （）声时分析法（）声时分析法 首先要计算出桩基各测点声时的平均值及标准差，然后采用声时的平首先要计算出桩基

50、各测点声时的平均值及标准差，然后采用声时的平均值与声时倍标准差之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。并应按下均值与声时倍标准差之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。并应按下列公式计算：列公式计算：（）判据法（）判据法（即相临测点间声时的斜率和差值乘积判据）（即相临测点间声时的斜率和差值乘积判据）临界判据值及缺陷大小与判据的关系 实验证明实验证明:判据对缺陷十分敏感，而对于因声测判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行，或砼不均匀等原因所引起声时变化，基本没有管不平行，或砼不均匀等原因所引起声时变化，基本没有反映。原因是缺陷因素引起声时变化都是渐变过程，虽然反映。原因是缺陷因素引起声时变化都是渐变过程，