隧道及岩土工程桩基检测技术.ppt

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1、桩基质量检测桩基质量检测 隧道及岩土工程系2012课程内容课程内容一、桩基检测概论一、桩基检测概论二、灌注桩成孔质量检测二、灌注桩成孔质量检测三、桩的静载试验三、桩的静载试验四、桩的低应变、高应变动力检测四、桩的低应变、高应变动力检测五、声波透射检测五、声波透射检测六、钻芯法检测六、钻芯法检测一一 桩基检测概论桩基检测概论(一一一一)在我国各类工程建设中，在我国各类工程建设中，在我国各类工程建设中，在我国各类工程建设中，广泛采用桩基础广泛采用桩基础广泛采用桩基础广泛采用桩基础;桩桩桩桩基基基基础础础础是是是是历历历历史史史史悠悠悠悠久久久久、应应应应用用用用广广广广泛泛泛泛的的的的一一一一种种

2、种种基基基基础础础础形形形形式式式式。在在在在我我我我国国国国高高高高层层层层建建建建筑筑筑筑、重重重重型型型型厂厂厂厂房房房房、桥桥桥桥梁梁梁梁、港港港港口口口口码码码码头头头头、海海海海上上上上采采采采油油油油平平平平台台台台以以以以至至至至核核核核电电电电站等工程中，都有普遍应用站等工程中，都有普遍应用站等工程中，都有普遍应用站等工程中，都有普遍应用。7000700070007000年前我国就出现了木桩（如上海北宋的龙华塔）；年前我国就出现了木桩（如上海北宋的龙华塔）；年前我国就出现了木桩（如上海北宋的龙华塔）；年前我国就出现了木桩（如上海北宋的龙华塔）；1820182018201820

3、年以后，出现了铸铁钢板桩修筑围堰和码头；年以后，出现了铸铁钢板桩修筑围堰和码头；年以后，出现了铸铁钢板桩修筑围堰和码头；年以后，出现了铸铁钢板桩修筑围堰和码头；1900190019001900年以后，美国出现了大量钢桩基础；年以后，美国出现了大量钢桩基础；年以后，美国出现了大量钢桩基础；年以后，美国出现了大量钢桩基础；1898189818981898年俄国提出就地灌注混凝土桩；年俄国提出就地灌注混凝土桩；年俄国提出就地灌注混凝土桩；年俄国提出就地灌注混凝土桩；1901190119011901年美国提出沉管灌注桩，年美国提出沉管灌注桩，年美国提出沉管灌注桩，年美国提出沉管灌注桩，19301930

4、19301930左右在我国上海应用；左右在我国上海应用；左右在我国上海应用；左右在我国上海应用；1960196019601960年以后，我国研制出预应力钢筋混凝土管桩。年以后，我国研制出预应力钢筋混凝土管桩。年以后，我国研制出预应力钢筋混凝土管桩。年以后，我国研制出预应力钢筋混凝土管桩。桩基检测概论（续）桩基检测概论（续）自自此此以以后后，随随着着桩桩基基础础应应用用领领域域的的扩扩宽宽，机机械械设设备备和和施施工工技技术术不不断断得得到到改改进进与与发发展展，产产生生了了各各种种新新桩桩型型和和新新工工法法，为为桩桩在在复复杂杂地地质质条条件件和和环环境境条条件件下下的的应应用用注注入入了了

5、勃勃勃勃生生机机。今今天天桩桩基基础础已已成成为为高高层层建建筑筑、大大型型桥桥梁梁、深深水水码码头头和和海海上上石石油油平平台台等等采采用用的的主主要要基基础础形形式。式。目目前前我我国国桥桥梁梁工工程程中中最最大大桩桩径径已已超超过过5 5m m，基桩入土深度已达基桩入土深度已达100100m m以上。以上。桩基础在我国高层桩基础在我国高层建筑、重型厂房、建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、桥梁、港口码头、海上采油平台以至海上采油平台以至核电站等工程中，核电站等工程中，都得到普遍应用都得到普遍应用。桩基工程常见的质量问题桩基工程常见的质量问题（1 1 1 1）沉管灌注桩）沉管灌注桩）沉管灌注桩

6、）沉管灌注桩1 1 1 1、断裂（侧向挤土）；、断裂（侧向挤土）；、断裂（侧向挤土）；、断裂（侧向挤土）；2 2 2 2、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）；、拉裂（隆起）；3 3 3 3、缩颈；、缩颈；、缩颈；、缩颈；4 4 4 4、断桩离析；、断桩离析；、断桩离析；、断桩离析；5 5 5 5、吊脚桩；、吊脚桩；、吊脚桩；、吊脚桩；（2 2 2 2）冲、钻孔灌注桩）冲、钻孔灌注桩）冲、钻孔灌注桩）冲、钻孔灌注桩1 1 1 1、断桩；、断桩；、断桩；、断桩；2 2 2 2、离析；、离析；、离析；、离析；3 3 3 3、塌孔、缩颈、夹泥；、塌孔、缩颈、夹泥；、塌孔、缩颈、夹泥；、塌孔、

7、缩颈、夹泥；4 4 4 4、沉渣过厚；、沉渣过厚；、沉渣过厚；、沉渣过厚；（3 3 3 3）混凝土预制桩）混凝土预制桩）混凝土预制桩）混凝土预制桩1 1 1 1、桩身开裂；、桩身开裂；、桩身开裂；、桩身开裂；2 2 2 2、桩头打碎；、桩头打碎；、桩头打碎；、桩头打碎；3 3 3 3、挤折断；、挤折断；、挤折断；、挤折断；4 4 4 4、破裂；、破裂；、破裂；、破裂；桩基检测概论桩基检测概论（二）桩基检测技术是保证桩基质量的重要手段（二）桩基检测技术是保证桩基质量的重要手段（二）桩基检测技术是保证桩基质量的重要手段（二）桩基检测技术是保证桩基质量的重要手段施工前的检测、施工中的检测、施工后的检

8、测；施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；施工前的检测、施工中的检测、施工后的检测；常规方法：常规方法：常规方法：常规方法：1 1 1 1、单桩竖向抗压静载试验；、单桩竖向抗压静载试验；、单桩竖向抗压静载试验；、单桩竖向抗压静载试验；2 2 2 2、单桩竖向抗拔静载试验；、单桩竖向抗拔静载试验；、单桩竖向抗拔静载试验；、单桩竖向抗拔静载试验；3 3 3 3、单桩水平静载试验；、单桩水平静载试验；、单桩水平静载试验；、单桩水平静载试验；4 4 4 4、钻芯法；、钻芯法；、钻芯法；、钻芯法；7 7 7 7、动力触探法；、动力触探法；、动力触探法；、动力

9、触探法；5 5 5 5、高应变动测；、高应变动测；、高应变动测；、高应变动测；8 8 8 8、声波透射法；、声波透射法；、声波透射法；、声波透射法；6 6 6 6、低应变动测；、低应变动测；、低应变动测；、低应变动测；9 9 9 9、取样试验；、取样试验；、取样试验；、取样试验；桩基检测新方法桩基检测新方法1 1、测定承载力的自平衡法；、测定承载力的自平衡法；2 2、静动法；、静动法；3 3、检测桩身混凝土缺陷的、检测桩身混凝土缺陷的CTCT扫描等；扫描等；CTCT桩身质量检测桩身质量检测反力架静载试验反力架静载试验高应变动力检测高应变动力检测静载试验静载试验成孔质量检测成孔质量检测桩基取芯检

10、测桩基取芯检测超声波检测桩身混凝土质量超声波检测桩身混凝土质量桩基低应变检测技术桩基低应变检测技术桩基动测实测曲线桩基动测实测曲线 灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩的的的的施施施施工工工工分分分分为为为为成成成成孔孔孔孔和和和和成成成成桩桩桩桩两两两两部部部部分分分分，成成成成孔孔孔孔作作作作业业业业由由由由于于于于是是是是在在在在地地地地下下下下、水水水水下下下下完完完完成成成成，质质质质量量量量控控控控制制制制难难难难度度度度大大大大，复复复复杂杂杂杂的的的的地地地地质质质质条条条条件件件件和和和和施施施施工工工工的的的的失失失失误误误误，都都都都有有有有可可可可能能能能产产产产生生生生塌塌塌塌孔

11、孔孔孔、缩缩缩缩颈颈颈颈、桩桩桩桩孔孔孔孔偏偏偏偏斜斜斜斜、沉沉沉沉渣渣渣渣过过过过厚厚厚厚等等等等问问问问题。题。题。题。成孔质量检验的内容：成孔质量检验的内容：成孔质量检验的内容：成孔质量检验的内容：桩桩桩桩孔孔孔孔位位位位置置置置、孔孔孔孔深深深深、孔孔孔孔径径径径、垂垂垂垂直直直直度度度度、沉沉沉沉渣渣渣渣厚厚厚厚度度度度、泥浆指标。泥浆指标。泥浆指标。泥浆指标。二二 灌注桩成孔质量检测灌注桩成孔质量检测一一简简易易法法检检测测二、伞形孔径仪检测二、伞形孔径仪检测伞形孔径仪是由孔径仪、孔伞形孔径仪是由孔径仪、孔斜仪、沉渣厚度测定仪三部斜仪、沉渣厚度测定仪三部分组成的一个测试系统。分组成

12、的一个测试系统。仪器由孔径测头、自动记录仪器由孔径测头、自动记录仪、电动绞车等组成。仪、电动绞车等组成。孔底沉渣厚度检测孔底沉渣厚度检测 孔孔底底沉沉渣渣的的厚厚薄薄直直接接影影响响桩桩端端承承力力的的发发挥挥，沉沉渣渣太太厚厚将将使使桩桩的的承承载载能能力力大大大大降降低低，因因此此桩桩孔孔在在灌灌注注混混凝凝土土之之前前必必须须对对沉沉渣渣厚厚度度进进行行检检测测，必必要要时时须须进进行行再再次次清清孔孔，直直到到沉沉渣渣厚厚度度满满足足要要求。求。目目前前测测量量沉沉渣渣厚厚度度的的方方法法大大致致有有测测锤锤法法、电电阻阻率法率法、电容法、声波法电容法、声波法等。等。一、竖向抗压静载试

13、验；一、竖向抗压静载试验；一、竖向抗压静载试验；一、竖向抗压静载试验；二、单桩竖向抗拔静荷载试验；二、单桩竖向抗拔静荷载试验；二、单桩竖向抗拔静荷载试验；二、单桩竖向抗拔静荷载试验；三、单桩水平静载试验；三、单桩水平静载试验；三、单桩水平静载试验；三、单桩水平静载试验；静静静静载载载载试试试试验验验验可可可可确确确确定定定定桩桩桩桩的的的的承承承承载载载载力力力力，可可可可为为为为设设设设计计计计提提提提供供供供依依依依据据据据，也也也也可可可可以以以以为为为为工工工工程程程程验验验验收收收收提提提提供供供供依依依依据据据据，是是是是获获获获得得得得桩桩桩桩轴轴轴轴向向向向抗抗抗抗压压压压、抗

14、抗抗抗拔拔拔拔以以以以及及及及横横横横向向向向承承承承载载载载力力力力的的的的最最最最基基基基本本本本、最最最最可可可可靠靠靠靠的的的的方方方方法法法法。我我我我国国国国建建建建筑筑筑筑工工工工程程程程中中中中惯惯惯惯用用用用的的的的静静静静载载载载试试试试验验验验方方方方法法法法是是是是维维维维持持持持荷荷荷荷载载载载法法法法。又又又又可可可可分分分分为为为为慢慢慢慢速速速速维维维维持持持持荷荷荷荷载载载载法法法法和和和和快快快快速速速速维维维维持荷载法。持荷载法。持荷载法。持荷载法。三三 桩基静载试验桩基静载试验静载方法原理简介静载方法原理简介n n利用堆载或锚桩等反力装置，由千斤顶施力利

15、用堆载或锚桩等反力装置，由千斤顶施力于单桩、复合地基或天然地基，获得的力与于单桩、复合地基或天然地基，获得的力与位移曲线（位移曲线（Q-SQ-S），），或位移时间曲线（或位移时间曲线（S-S-LgtLgt）等资料，按照国家行业标准可确定等资料，按照国家行业标准可确定:1 1、单桩、复合地基或天然地基等极限承载力、单桩、复合地基或天然地基等极限承载力2 2、对工程桩的承载力进行抽样检验和评价、对工程桩的承载力进行抽样检验和评价3 3、实测桩身摩阻力和桩端阻力、实测桩身摩阻力和桩端阻力(研究性试验研究性试验)（一）竖向抗压静载试验（一）竖向抗压静载试验n n得到单根试桩得到单根试桩Q QS S曲线

16、曲线n n桩身中埋设量测元件（传感器、位移杆）时，桩身中埋设量测元件（传感器、位移杆）时，还可以直接测得桩侧各土层的极限摩阻力和还可以直接测得桩侧各土层的极限摩阻力和端承力（成本较高，主要用于大型、重点工端承力（成本较高，主要用于大型、重点工程和科研试验）。程和科研试验）。试验加载装置试验加载装置n n1 1、锚桩横梁反力装置；、锚桩横梁反力装置；n n2 2、堆重平台反力装置；、堆重平台反力装置；n n3 3、锚桩堆重联合反力装置；、锚桩堆重联合反力装置；n n4 4、地锚反力装置；、地锚反力装置；锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置堆重平台反力装置堆重平台反力装置堆重平台反力装置堆重平台反力装

17、置伞形地锚装置示意图伞形地锚装置示意图地锚反力装置地锚反力装置20002000T T桩基静载设备，曾用桩基静载设备，曾用于北京海洋馆作静载试验于北京海洋馆作静载试验 测试仪表测试仪表n n一般选用单台或多台同型号的一般选用单台或多台同型号的一般选用单台或多台同型号的一般选用单台或多台同型号的千斤顶千斤顶千斤顶千斤顶并联加载；并联加载；并联加载；并联加载；n n荷载可用并联于千斤顶的高精度荷载可用并联于千斤顶的高精度荷载可用并联于千斤顶的高精度荷载可用并联于千斤顶的高精度压力表压力表压力表压力表测定油压，测定油压，测定油压，测定油压，并换算为荷载，重要的桩基试验还需在千斤顶上放并换算为荷载，重要

18、的桩基试验还需在千斤顶上放并换算为荷载，重要的桩基试验还需在千斤顶上放并换算为荷载，重要的桩基试验还需在千斤顶上放置置置置应力环应力环应力环应力环或或或或压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器实行双控校正。实行双控校正。实行双控校正。实行双控校正。n n沉降测量一般采用沉降测量一般采用沉降测量一般采用沉降测量一般采用百分表百分表百分表百分表或或或或电子位移计电子位移计电子位移计电子位移计，设置在桩，设置在桩，设置在桩，设置在桩的的的的2 2 2 2个正交直径方向，对称安装个正交直径方向，对称安装个正交直径方向，对称安装个正交直径方向，对称安装4 4 4 4个；小直径桩可安个；小直径桩可安个；

19、小直径桩可安个；小直径桩可安装装装装2 2 2 2个或个或个或个或3 3 3 3个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小于于于于0.50.50.50.5倍桩径。倍桩径。倍桩径。倍桩径。桩身量测元件桩身量测元件n n国国国国内内内内桩桩桩桩身身身身埋埋埋埋设设设设的的的的测测测测试试试试元元元元件件件件用用用用得得得得较较较较多多多多的的的的是是是是电电电电阻阻阻阻式式式式应应应应变计变计变计变计和和和和振弦式钢筋应力计振弦式钢筋应力计振弦式钢筋应力计振弦式钢筋应力计，用屏蔽导线引出。用屏蔽导

20、线引出。用屏蔽导线引出。用屏蔽导线引出。n n在在在在国国国国外外外外，以以以以美美美美国国国国材材材材料料料料及及及及试试试试验验验验学学学学会会会会（ASTMASTMASTMASTM）推推推推荐荐荐荐的的的的量量量量测测测测钢钢钢钢管管管管桩桩桩桩桩桩桩桩身身身身应应应应变变变变的的的的方方方方法法法法较较较较为为为为常常常常用用用用，即即即即沿沿沿沿桩桩桩桩身身身身的的的的不不不不同同同同标标标标高高高高处处处处预预预预埋埋埋埋不不不不同同同同长长长长度度度度的的的的金金金金属属属属管管管管及及及及测测测测杆杆杆杆，用用用用千千千千分分分分表表表表量量量量测测测测杆杆杆杆趾趾趾趾部部部部

21、相相相相对对对对于于于于桩桩桩桩顶顶顶顶处处处处的的的的下下下下沉沉沉沉量量量量，经经经经计计计计算求得应变与荷载。算求得应变与荷载。算求得应变与荷载。算求得应变与荷载。n n桩端阻力一般用埋置于桩端的桩端阻力一般用埋置于桩端的桩端阻力一般用埋置于桩端的桩端阻力一般用埋置于桩端的扁千斤顶扁千斤顶扁千斤顶扁千斤顶量测量测量测量测。钢筋钢筋应力应力计计 单桩竖向极限承载力的确定单桩竖向极限承载力的确定n n可参照下列标准确定极限承载力：可参照下列标准确定极限承载力：n nl l）当当Q QS S曲曲线线的的陡陡降降段段明明显显时时，取取相相应应于于陡陡降段起点的荷载；降段起点的荷载；n n2 2）

22、对对于于缓缓变变型型Q QS S曲曲线线，一一般般可可取取S S404060mm60mm对应的荷载；对应的荷载；n n3 3）取取S Slgtlgt曲曲线线尾尾部部出出现现明明显显向向下下弯弯曲曲的的前前一级荷载。一级荷载。（二）竖向抗拔静荷载试验（二）竖向抗拔静荷载试验n n高耸建（构）筑物往往承受较大的水平力，高耸建（构）筑物往往承受较大的水平力，导致部分桩承受上拔力，多层地下室的底导致部分桩承受上拔力，多层地下室的底板也会承受较大水浮力，而抗拔桩是重要板也会承受较大水浮力，而抗拔桩是重要的措施。的措施。n n迄今为止，桩基础上拔承载力的计算还没迄今为止，桩基础上拔承载力的计算还没有从理论

23、上得以很好解决，现场原位抗拔有从理论上得以很好解决，现场原位抗拔试验就显得相当重要。试验就显得相当重要。（三）单桩水平静载试验（三）单桩水平静载试验n n单单单单桩桩桩桩水水水水平平平平静静静静载载载载试试试试验验验验采采采采用用用用接接接接近近近近于于于于水水水水平平平平受受受受荷荷荷荷桩桩桩桩实实实实际际际际工工工工作作作作条件的试验方法达到下列目的：条件的试验方法达到下列目的：条件的试验方法达到下列目的：条件的试验方法达到下列目的：n n1 1 1 1确定试桩承载能力确定试桩承载能力确定试桩承载能力确定试桩承载能力n n试试试试桩桩桩桩的的的的水水水水平平平平承承承承载载载载力力力力可可

24、可可直直直直接接接接由由由由水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载和和和和水水水水平平平平位位位位移移移移曲曲曲曲线判定，亦可根据实测桩身应变来判定。线判定，亦可根据实测桩身应变来判定。线判定，亦可根据实测桩身应变来判定。线判定，亦可根据实测桩身应变来判定。n n2 2 2 2确定试桩在各级荷载下弯矩分布规律确定试桩在各级荷载下弯矩分布规律确定试桩在各级荷载下弯矩分布规律确定试桩在各级荷载下弯矩分布规律n n当当当当桩桩桩桩身身身身埋埋埋埋设设设设有有有有量量量量测测测测元元元元件件件件时时时时，可可可可以以以以较较较较精精精精确确确确求求求求得得得得各各各各级级级级水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载

25、作作作作用用用用下下下下桩桩桩桩身身身身弯弯弯弯矩矩矩矩的的的的分分分分布布布布情情情情况况况况，从从从从而而而而为为为为检检检检验验验验桩桩桩桩身身身身强强强强度度度度，推推推推求求求求不不不不同同同同深深深深度度度度弹弹弹弹性性性性地地地地基基基基系系系系数数数数提提提提供供供供依依依依据据据据。3 3 3 3确定弹性地基系数确定弹性地基系数确定弹性地基系数确定弹性地基系数n n4 4 4 4推求实际地基反力系数推求实际地基反力系数推求实际地基反力系数推求实际地基反力系数 自平衡法静载试验技术自平衡法静载试验技术osterberg法法n n 传传传传统统统统单单单单极极极极竖竖竖竖向向向向

26、抗抗抗抗压压压压静静静静载载载载试试试试验验验验需需需需要要要要较较较较大大大大的的的的反反反反力力力力装装装装置置置置，除除除除非非非非埋埋埋埋设设设设桩桩桩桩底底底底反反反反力力力力和和和和桩桩桩桩身身身身应应应应力力力力、应应应应变变变变测测测测量量量量元元元元件件件件，试验结果不能划分桩侧阻力和桩端阻力。试验结果不能划分桩侧阻力和桩端阻力。试验结果不能划分桩侧阻力和桩端阻力。试验结果不能划分桩侧阻力和桩端阻力。n n 对对对对于于于于大大大大直直直直径径径径大大大大吨吨吨吨位位位位的的的的桩桩桩桩和和和和大大大大开开开开挖挖挖挖的的的的桩桩桩桩基基基基工工工工程程程程，由由由由于于于于

27、试试试试验验验验设设设设备备备备无无无无法法法法安安安安装装装装，静静静静载载载载试试试试验验验验难难难难以以以以进进进进行行行行。静静静静载载载载试试试试验验验验工工工工作作作作费费费费时时时时、费费费费力力力力、费费费费钱钱钱钱。以以以以致致致致许许许许多多多多重重重重要要要要的的的的建建建建、构构构构筑筑筑筑物物物物的的的的大大大大吨吨吨吨位位位位基基基基桩桩桩桩往往往往往往往往得得得得不不不不到到到到准准准准确确确确的的的的承承承承载载载载力力力力数数数数据据据据，基桩的承载潜力不能得到有效地发挥。基桩的承载潜力不能得到有效地发挥。基桩的承载潜力不能得到有效地发挥。基桩的承载潜力不能得

28、到有效地发挥。桩桩桩桩基基基基动动动动力力力力检检检检测测测测是是是是指指指指在在在在桩桩桩桩顶顶顶顶施施施施加加加加一一一一个个个个动动动动态态态态力力力力（可可可可以以以以是是是是瞬瞬瞬瞬态态态态冲冲冲冲击击击击力力力力或或或或稳稳稳稳态态态态激激激激振振振振力力力力）。桩桩桩桩土土土土系系系系统统统统在在在在动动动动态态态态力力力力的的的的作作作作用用用用下下下下产产产产生生生生动动动动态态态态响响响响应应应应信信信信号号号号（位位位位移移移移、速速速速度度度度、加加加加速速速速度度度度信信信信号号号号），通通通通过过过过对对对对信信信信号号号号的的的的时时时时域域域域分分分分析析析析、

29、频频频频域域域域分分分分析析析析或或或或传传传传递递递递函函函函数数数数分分分分析析析析，判判判判断断断断桩桩桩桩身身身身结结结结构构构构的的的的完完完完整整整整性性性性，推推推推断断断断单单单单桩桩桩桩承承承承载力。载力。载力。载力。根根根根据据据据作作作作用用用用在在在在桩桩桩桩顶顶顶顶上上上上的的的的动动动动荷荷荷荷载载载载能能能能量量量量能能能能否否否否使使使使桩桩桩桩土土土土之之之之间间间间发发发发生生生生一一一一定定定定弹弹弹弹性性性性位位位位移移移移或或或或塑塑塑塑性性性性位位位位移移移移，把把把把动动动动力力力力测测测测桩桩桩桩分分分分为为为为低低低低应应应应变变变变、高高高高

30、应应应应变变变变两两两两种种种种方方方方法法法法。低低低低应应应应变变变变作作作作用用用用在在在在桩桩桩桩顶顶顶顶上上上上的的的的动动动动荷荷荷荷载载载载远远远远小小小小于于于于桩桩桩桩的的的的使使使使用用用用荷荷荷荷载载载载，能能能能量量量量小小小小，只只只只能能能能使使使使桩桩桩桩土土土土产生弹性变形。产生弹性变形。产生弹性变形。产生弹性变形。四四 桩基低应变动力检测桩基低应变动力检测低应变动测技术低应变动测技术n n反射波法反射波法n n机械阻抗法机械阻抗法n n水电效应法水电效应法n n动力参数法动力参数法n n共振法共振法n n球击法球击法青藏线基桩检测青藏线基桩检测青藏线基桩检测青

31、藏线基桩检测 低应变动测仪器低应变动测仪器激振设备、激振设备、传感器、放传感器、放大器、信号大器、信号采集分析仪。采集分析仪。FDP204(B)FDP204(B)掌上动测仪掌上动测仪目前倾向于低应目前倾向于低应变法仅能检测桩变法仅能检测桩身完整性身完整性 桩身完整性定义桩身完整性定义n n桩桩桩桩身身身身完完完完整整整整性性性性类类类类别别别别是是是是按按按按缺缺缺缺陷陷陷陷对对对对桩桩桩桩身身身身结结结结构构构构承承承承载载载载力力力力的的的的影影影影响程度，统一划分为四类的：响程度，统一划分为四类的：响程度，统一划分为四类的：响程度，统一划分为四类的：n n一类一类一类一类桩身完整。，桩身

32、完整。，桩身完整。，桩身完整。，n n二二二二类类类类桩桩桩桩身身身身有有有有轻轻轻轻微微微微缺缺缺缺陷陷陷陷，不不不不会会会会影影影影响响响响桩桩桩桩身身身身结结结结构构构构承载力的发挥。承载力的发挥。承载力的发挥。承载力的发挥。n n三三三三类类类类桩桩桩桩身身身身有有有有明明明明显显显显缺缺缺缺陷陷陷陷，对对对对桩桩桩桩身身身身结结结结构构构构承承承承载载载载力力力力有有有有影影影影响响响响，一一一一般般般般应应应应采采采采用用用用其其其其他他他他方方方方法法法法验验验验证证证证其其其其可可可可用用用用性性性性，或或或或根据具体情况进行设计复核或补强处理。根据具体情况进行设计复核或补强处

33、理。根据具体情况进行设计复核或补强处理。根据具体情况进行设计复核或补强处理。n n四四四四类类类类桩桩桩桩身身身身存存存存在在在在严严严严重重重重缺缺缺缺陷陷陷陷，一一一一般般般般应应应应进进进进行行行行补补补补强强强强处理。处理。处理。处理。高应变动力试桩的高应变动力试桩的高应变动力试桩的高应变动力试桩的基本原理：基本原理：基本原理：基本原理：用用用用重重重重锤锤锤锤冲冲冲冲击击击击桩桩桩桩顶顶顶顶，使使使使桩桩桩桩土土土土产产产产生生生生足足足足够够够够的的的的相相相相对对对对位位位位移移移移，以以以以充充充充分分分分激激激激发发发发桩桩桩桩周周周周土土土土阻阻阻阻力力力力和和和和桩桩桩桩

34、端端端端支支支支承承承承力力力力，通通通通过过过过安安安安装装装装在在在在桩桩桩桩顶顶顶顶以以以以下下下下桩桩桩桩身身身身两两两两侧侧侧侧的的的的力力力力和和和和加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器接接接接收收收收桩桩桩桩的的的的应应应应力力力力波波波波信信信信号号号号，应应应应用用用用应应应应力力力力波波波波理理理理论论论论分分分分析析析析处处处处理理理理力力力力和和和和速速速速度度度度时时时时程程程程曲曲曲曲线线线线，从从从从而而而而判判判判定定定定桩桩桩桩的的的的承承承承载载载载力力力力和和和和评评评评价价价价桩桩桩桩身质量完整性身质量完整性身质量完整性身质量完整性.五五 桩

35、基高应变动力检测桩基高应变动力检测激振设备：激振设备：预制桩打桩机械预制桩打桩机械自制自由落锤自制自由落锤 锤重应大于预估锤重应大于预估的单桩极限承载力的单桩极限承载力的的1.01.01.51.5如图采用美国如图采用美国PDIPDI公司公司PALPAL型基桩高应变动测仪型基桩高应变动测仪检测桩基，检测结果可检测桩基，检测结果可提供基桩的极限承载力提供基桩的极限承载力指标和桩身结构完整性指标和桩身结构完整性评价。评价。检测目的检测目的:、判定单桩竖向承、判定单桩竖向承载力是否满足设计要求载力是否满足设计要求、检测桩身缺陷及、检测桩身缺陷及位置，判定桩身完整性位置，判定桩身完整性、分析桩侧和桩端、

36、分析桩侧和桩端阻力阻力 六六 灌注桩声波检测灌注桩声波检测 基桩成孔后，灌混凝土之前，在桩内预基桩成孔后，灌混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各截面的声学参间距逐点检测声波穿过桩身各截面的声学参数，然后对这些检测数据进行处理，分析和数，然后对这些检测数据进行处理，分析和判断，以确定桩身混凝土缺陷的位置、程度，判断，以确定桩身混凝土缺陷的位置、程度，从而推断桩身

37、混凝土的完整性。从而推断桩身混凝土的完整性。原理原理 砼结构是一个多孔浆及侵粗骨料组成的多砼结构是一个多孔浆及侵粗骨料组成的多相体系，当一定频带宽的超声脉冲在结构中相体系，当一定频带宽的超声脉冲在结构中传播时，将会产生一系列现象。所有这些信传播时，将会产生一系列现象。所有这些信息可以由息可以由声传播速度声传播速度和和接收信号强度接收信号强度、波形波形来表征它所反映的被测材料的粘弹力学特性来表征它所反映的被测材料的粘弹力学特性及缺陷的性质。因此，采用适应的超声检测及缺陷的性质。因此，采用适应的超声检测方法，可用来评价桩基的质量、浇注均匀性、方法，可用来评价桩基的质量、浇注均匀性、缺陷的范围及性质

38、等缺陷的范围及性质等 。JLJLTVTV数字超声电视数字超声电视钻孔超声波自动连续扫描检测的国际领先设备钻孔超声波自动连续扫描检测的国际领先设备 超声检测设备：超声检测设备：换能器（发射换换能器（发射换能器、接收换能能器、接收换能器）和超声仪器）和超声仪声波在介质界面的反射与透射声波在介质界面的反射与透射声波在无限大介质中传播只是在理论上成立，实声波在无限大介质中传播只是在理论上成立，实声波在无限大介质中传播只是在理论上成立，实声波在无限大介质中传播只是在理论上成立，实际上任何介质总有一个边界。际上任何介质总有一个边界。际上任何介质总有一个边界。际上任何介质总有一个边界。当声波在传播中从一种介

39、质到达另一种介质时，当声波在传播中从一种介质到达另一种介质时，当声波在传播中从一种介质到达另一种介质时，当声波在传播中从一种介质到达另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分声波被反射，仍然在两种介质的分界面上，一部分声波被反射，仍然在两种介质的分界面上，一部分声波被反射，仍然在两种介质的分界面上，一部分声波被反射，仍然回到原来介质中，称为反射波；另一部分声波则透回到原来介质中，称为反射波；另一部分声波则透回到原来介质中，称为反射波；另一部分声波则透回到原来介质中，称为反射波；另一部分声波则透过界面进人另一种介质中继续传播，称为折射波过界面进人另一种介质中继续传播，称为折射波过界面进人另一种介

40、质中继续传播，称为折射波过界面进人另一种介质中继续传播，称为折射波（透射波），声波透过界面时，其方向、强度、波（透射波），声波透过界面时，其方向、强度、波（透射波），声波透过界面时，其方向、强度、波（透射波），声波透过界面时，其方向、强度、波形均产生变化。这种变化取决于两种介质的特性阻形均产生变化。这种变化取决于两种介质的特性阻形均产生变化。这种变化取决于两种介质的特性阻形均产生变化。这种变化取决于两种介质的特性阻抗和入射波的方向。抗和入射波的方向。抗和入射波的方向。抗和入射波的方向。声波在传播过程的衰减声波在传播过程的衰减 声声声声波波波波在在在在介介介介质质质质的的的的传传传传播播播播过过

41、过过程程程程中中中中，其其其其振振振振幅幅幅幅将将将将随随随随传传传传播播播播距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减。距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减。距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减。距离的增大而逐渐减小，这种现象称为衰减。n n声声声声波波波波在在在在任任任任何何何何介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播都都都都有有有有衰衰衰衰减减减减存存存存在在在在。声声声声波波波波衰衰衰衰减减减减的的的的大大大大小小小小及及及及其其其其变变变变化化化化不不不不仅仅仅仅取取取取决决决决于于于于所所所所使使使使用用用用的的的的超超超超声声声声频频频频率率率率及及及及传传传传播播播播距距距距离

42、离离离，也也也也取取取取决决决决于于于于被被被被检检检检测测测测材材材材料料料料的的的的内内内内部部部部结结结结构构构构及及及及性性性性能能能能。因因因因此此此此，研研研研究究究究声声声声波波波波在在在在介介介介质质质质中中中中的的的的衰衰衰衰减减减减情情情情况况况况将将将将有有有有助助助助于探测介质的内部结构及性能。于探测介质的内部结构及性能。于探测介质的内部结构及性能。于探测介质的内部结构及性能。n n1 1、吸收衰减；、吸收衰减；、吸收衰减；、吸收衰减；2 2、散射衰减；、散射衰减；、散射衰减；、散射衰减；3 3、扩散衰减、扩散衰减、扩散衰减、扩散衰减探测混凝土内部缺陷的原理探测混凝土内

43、部缺陷的原理 当当混混凝凝土土无无缺缺陷陷时时，混混凝凝土土是是连连续续体体，超超声声波波在在其其中中正正常常传传播播。当当换换能能器器正正对对着着缺缺陷陷时时，情情况况就就不不一一样样了了。由由于于缺缺陷陷（空空洞洞、蜂蜂窝窝区区）的的存存在在，混混凝凝土土连连续续性性中中断断，缺缺陷陷区区与与混混凝凝土土之之间间成成为为界界面面（空空气气与与混混凝凝土土）。在在这这界界面面上上，超超声声波波传传播播情情况况发发生生变变动动发发生生反反射射、散散射射与与绕绕射射。超超声声波波经经过过缺缺陷陷后后接接收收波波声声学学参数将发生如下变化：参数将发生如下变化：空洞、松散等缺陷部位测得的声速要比正常

44、部位小空洞、松散等缺陷部位测得的声速要比正常部位小声测管的数量和布置声测管的数量和布置n nD D（桩径）桩径）800800mmmm，2 2根；根；n n800800m mD D 2000mm 2000mm，不少于不少于3 3根；根；n nD D2000mm2000mm，不少于不少于4 4根。根。n n 每每两两根根声声测测管管组组成成一一对对进进行行测测试试，称称为为一一个个测测试试面面。埋埋两两根根管管有有一一个个测测试试面面；三三根根管管三三个个测试面；四根管六个测试面。测试面；四根管六个测试面。桩身混凝土质量的判断和评定桩身混凝土质量的判断和评定n n对对桩桩身身混混凝凝土土质质量量的

45、的判判断断和和评评定定包包括括以以下下三三个个方方面面：桩桩身身混混凝凝土土是是否否存存在在缺缺陷陷及及其其位位置置范范围围、及及性性质质；桩桩身身混混凝凝土土强强度度；桩桩身身混混凝凝土土均均匀匀性性。其其中中对对缺缺陷陷的的判判断断和和评评定定是是最最主主要的。要的。n n对对缺缺陷陷的的判判断断主主要要根根据据二二个个声声学学参参数数：波波速速和振幅，必要时辅以主频率值和波形。和振幅，必要时辅以主频率值和波形。混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度是是是是灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩施施施施工工工工质质质质量量量量验验验验收收收收的的的的主主主主控控控控项项项项目目目目，桩桩桩桩身身身身混

46、混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度必必必必须须须须符符符符合合合合设设设设计计计计要要要要求求求求。混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度检检检检验验验验的的的的方方方方法法法法为为为为：在在在在浇浇浇浇注注注注灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩混混混混凝凝凝凝土土土土时时时时预预预预留留留留一一一一定定定定数数数数量量量量立立立立方方方方体体体体试试试试件件件件，经经经经标标标标准准准准养养养养护护护护后后后后，在在在在28282828d d d d龄龄龄龄期期期期，用用用用标标标标准准准准试试试试验验验验方方方方法法法法测测测测得得得得试试试试件件件件的的的的抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度，

47、并并并并根根根根据据据据试试试试件件件件强强强强度度度度评评评评定定定定桩身混凝土的抗压强度是否满足设计要求。桩身混凝土的抗压强度是否满足设计要求。桩身混凝土的抗压强度是否满足设计要求。桩身混凝土的抗压强度是否满足设计要求。预预预预留留留留混混混混凝凝凝凝土土土土试试试试件件件件强强强强度度度度检检检检验验验验方方方方法法法法是是是是现现现现行行行行标标标标准准准准规规规规定定定定的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度验验验验收收收收方方方方法法法法，现现现现场场场场混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度的的的的无无无无损损损损检检检检测测测测方方方方法法法法不不不不能能能能代代代

48、代替替替替该该该该方方方方法法法法。当当当当混混混混凝凝凝凝土土土土试试试试件件件件强强强强度度度度评评评评定定定定不不不不合合合合格格格格或或或或对对对对试试试试件件件件的的的的代代代代表表表表性性性性有有有有怀怀怀怀疑疑疑疑时时时时，可可可可采采采采用用用用钻钻钻钻芯芯芯芯法法法法推推推推定定定定桩桩桩桩身身身身混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的强强强强度度度度，检检检检测测测测结结结结果果果果符符符符合合合合设设设设计计计计要要要要求求求求可可可可按按按按合格验收。合格验收。合格验收。合格验收。七七 灌注桩试件强度检测灌注桩试件强度检测与钻芯法检测与钻芯法检测桩基抽芯检测桩基抽芯检测 进口

49、进口HD-120S-AHD-120S-A全液全液压锚杆钻机压锚杆钻机 检测目的：检测目的：检测灌注桩桩长、检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或底沉渣厚度，判定或鉴别桩端岩土性状，鉴别桩端岩土性状，判定桩身完整性类别判定桩身完整性类别 福宁高速公路福宁高速公路钻芯检测桩身钻芯检测桩身完整性及桩端完整性及桩端持力层情况，持力层情况，(桩长桩长5050m,m,桩桩径径800800mm,mm,持力持力层微风化花岗层微风化花岗岩）岩）.钻芯法概述钻芯法概述n n 采采采采用用用用岩岩岩岩芯芯芯芯钻钻钻钻探探探探技技技技术术术术和和和和施施施施工工工工工工工工艺艺艺艺，在

50、在在在桩桩桩桩身身身身上上上上沿沿沿沿长长长长度度度度方方方方向向向向钻钻钻钻取取取取混混混混凝凝凝凝土土土土芯芯芯芯样样样样及及及及桩桩桩桩端端端端岩岩岩岩土土土土芯芯芯芯样样样样，通通通通过过过过对对对对芯芯芯芯样样样样的的的的观观观观察察察察和和和和测测测测试试试试，用用用用以以以以评评评评价价价价成成成成桩桩桩桩质质质质量量量量的的的的检检检检测测测测方方方方法法法法称称称称为为为为钻钻钻钻孔孔孔孔取取取取芯芯芯芯法，简称钻芯法。检测内容如下：法，简称钻芯法。检测内容如下：法，简称钻芯法。检测内容如下：法，简称钻芯法。检测内容如下：n n1 1 1 1）验验验验证证证证桩桩桩桩身身身身