【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 證。 5．資料處理 13 1) 樁身完整性分析宜以時(shí)域曲線為主，輔以頻域分析，并結(jié)合地質(zhì)資料、施工 資料和波形特征等因素進(jìn)行綜合分析判定。 2) 樁身波速平均值的確定： ? 當(dāng)樁長(zhǎng)已知、樁底反射信號(hào)明顯時(shí)，選取相同條件下不少于 5 根Ⅰ類樁的樁身波速按下式計(jì)算樁身平均波速： ???ni im c 11 21 TLci ??? 10002 22 fLci ???2 23 式中 mc — 樁身波速的平均值 (m/s)； ic — 參與統(tǒng)計(jì)的第 i 根樁的樁身波速值 (m/s)； L — 測(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng) (m)； T? — 時(shí)域信號(hào)第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)間差 (ms)； f? — 幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差 (Hz)，計(jì)算時(shí)不宜取 第一與第二峰； n — 參與波速平均值計(jì)算的基樁數(shù)量 (n ? 5)。 ? 當(dāng)樁身波速平均值無(wú)法按上述方法確定時(shí)，可根據(jù)本地區(qū)相同樁型及施工工藝的其它基樁工程的測(cè)試結(jié)果，并結(jié)合樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合確定。 ? 如具備條件，可制作同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的模型樁測(cè)定波速，也可根據(jù)鉆取芯樣測(cè)定波速，確定基樁檢測(cè)波速時(shí)應(yīng)考慮土阻力及其它因素的影響。 3) 樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計(jì)算： cTL ???? 39。20 00139。 24 39。2139。 fcL ??? 25 式中 39。L — 測(cè)點(diǎn)至樁身缺陷的距離 (m)； 39。T? — 時(shí)域信號(hào)第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差 (ms)； 39。f? — 幅頻曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差 (Hz)； c — 樁身波速 (m/s)，無(wú)法確定時(shí)用 mc 值替代。 4) 樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測(cè)試信號(hào)衰減特性以及設(shè)計(jì)樁 14 型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況，按規(guī)定和表 2－ 1 所列實(shí)測(cè)時(shí)域或幅頻信號(hào)特征進(jìn)行綜合判定。 表 2－ 1 樁身完整性判定 類別 時(shí)域信號(hào)特征 幅頻信號(hào)特征 Ⅰ 2L/c 時(shí)刻前無(wú)缺陷反射波，有樁底反射波 樁底諧振峰排列基本等間距，其相鄰頻差Lcf 2/?? Ⅱ 2L/c 時(shí)刻前出現(xiàn)輕微缺陷反射波， 有樁底反射波 樁底諧振峰排列基本等間距，輕微缺 陷 產(chǎn) 生 的 諧 振 峰 之 間 的 頻 差Lcf 2/39。 ?? Ⅲ 有明顯缺陷反射波，其它特征介于Ⅱ類和Ⅳ類之間 Ⅳ 2L/c 時(shí)刻前出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷反射波或周期性反射波，無(wú)樁底反射波； 或因樁身淺部嚴(yán)重缺陷使波形呈現(xiàn)低頻大振幅衰減振動(dòng)，無(wú)樁底反射波； 或按平均波速計(jì)算的樁長(zhǎng)明顯短于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng) 樁底諧振峰排列基本等間距，相鄰頻差 Lcf 2/39。 ?? ，無(wú)樁底諧振峰； 或因樁身淺部嚴(yán)重缺陷只出現(xiàn)單一諧振峰，無(wú)樁底諧振峰 注： 1 對(duì)同一場(chǎng) 地、地質(zhì)條件相近、樁型和成樁工藝相同的基樁，因樁端部分樁身阻抗與持力層阻抗相匹配導(dǎo)致實(shí)測(cè)信號(hào)無(wú)樁底反射波時(shí)，可按本場(chǎng)地同條件下有樁底反射波的其它樁實(shí)測(cè)信號(hào)判定樁身完整性類別。 2 對(duì)于混凝土預(yù)制樁和預(yù)應(yīng)力管樁，若缺陷明顯且缺陷位置在接樁位置處，宜結(jié)合其它檢測(cè)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 3 不同地質(zhì)條件下的樁身缺陷檢測(cè)深度和樁長(zhǎng)的檢測(cè)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。 5) 對(duì)于混凝土灌注樁，采用時(shí)域信號(hào)分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合有關(guān)施工和地質(zhì)資料，正確區(qū)分混凝土灌注樁樁身截面漸擴(kuò)后陡降恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的一次同相反射，或由擴(kuò)徑突變 處產(chǎn)生的二次同相反射，以避免對(duì)樁身完整性的誤判。 6) 對(duì)于嵌巖樁，當(dāng)樁底時(shí)域反射信號(hào)為單一反射波且與錘擊脈沖信號(hào)同相時(shí)，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和設(shè)計(jì)等有關(guān)資料以及樁底同相反射波幅的相對(duì)高低來(lái)判斷嵌巖質(zhì)量，必要時(shí)采取鉆芯法核驗(yàn)樁端嵌巖情況。 7) 應(yīng)正確區(qū)分淺部缺陷反射和大頭樁大頭部分恢復(fù)至原樁徑產(chǎn)生的同相反射，以避免對(duì)樁身完整性的誤判，必要時(shí)可采取開(kāi)挖方法查驗(yàn)。 8) 出現(xiàn)下列情況之一，樁身完整性判定宜結(jié)合其他檢測(cè)方法進(jìn)行： ? 實(shí)測(cè)信號(hào)復(fù)雜，無(wú)規(guī)律，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)。 15 ? 當(dāng)樁長(zhǎng)的推算值與實(shí)際樁長(zhǎng)明顯不符，且又 缺乏相關(guān)資料加以解釋或驗(yàn)證。 ? 樁身截面漸變或多變，且變化幅度較大的混凝土灌注樁。 9) 對(duì)采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)有疑問(wèn)的樁，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)： ? 樁身淺部存在缺陷可開(kāi)挖驗(yàn)證； ? 樁身深部或樁底存在缺陷時(shí)可采用鉆芯法進(jìn)行驗(yàn)證； ? 根據(jù)實(shí)際情況采用靜載試驗(yàn)、鉆芯法、高應(yīng)變法或開(kāi)挖進(jìn)行驗(yàn)證。 (二 ) 聲波透射法檢測(cè) 1．概述 聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：由超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波，并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過(guò)程中表現(xiàn)的波動(dòng)特征；當(dāng)混凝土內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí)，缺陷面 形成波阻抗界面，波到達(dá)該界面時(shí)，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射能量明顯降低；當(dāng)混凝土內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等缺陷時(shí)，將產(chǎn)生波的散射和繞射；根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性，可以獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)混凝土的聲學(xué)參數(shù)。測(cè)試記錄不同測(cè)試剖面對(duì)面和斜面的超聲波動(dòng)特征，經(jīng)過(guò)處理分析就能判別測(cè)區(qū)內(nèi)混凝土的參考強(qiáng)度和內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。 在基樁施工前，根據(jù)樁直徑的大小預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管，作為換能器的通道。測(cè)試時(shí)每?jī)筛暅y(cè)管為一組，通過(guò)水的耦合，超聲脈沖信號(hào)從一根聲測(cè)管中的換能器發(fā)射出去，在另一根聲測(cè)管中的換能器接收信號(hào)，聲波檢測(cè)儀測(cè)定有關(guān)參數(shù)并采集記錄儲(chǔ)存。換能器由樁底同時(shí)從下往上依次檢測(cè)，遍及各個(gè)截面。 樁周土打印機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理 信號(hào)輸出信號(hào)輸入?yún)?shù)設(shè)定非金屬超聲波檢測(cè)儀聲測(cè)管樁換能器測(cè)試系統(tǒng)被測(cè)系統(tǒng)電纜 圖 2－ 4 基樁聲波透射法檢測(cè)系統(tǒng)框圖 16 聲波透射法測(cè)樁的特點(diǎn)：檢測(cè)全面、細(xì)致，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便，迅速，不受樁長(zhǎng)、長(zhǎng)徑比的限制，一般也不受場(chǎng)地限制。 2．檢測(cè)儀器 1) 聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合下列要求： ? 圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無(wú)指向性； ? 外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面軸向長(zhǎng)度不大于 150mm； ? 諧振頻率宜為 30～ 60kHz； ? 水密性滿足 1MPa 水壓不滲水。 2) 聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合下列要求： ? 具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜分析功能； ? 聲時(shí)測(cè)量分辨力優(yōu)于或等于 ,聲波幅值測(cè)量相對(duì)誤差小于 5％，系統(tǒng)頻帶寬度為 1～ 200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于 100dB。 ? 聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值不宜小于 500V。 ? 聲波檢測(cè)儀應(yīng)采用具有自動(dòng)記錄功能的儀器。 3． 聲測(cè)管埋設(shè) 基樁施工單位必須高度重視和嚴(yán)格聲測(cè)管埋設(shè)工作，監(jiān)理要加強(qiáng)事前提醒和過(guò)程檢查，檢測(cè)單位要向施工單位進(jìn)行事先提示，確 保聲測(cè)管埋設(shè)一次合格。杜絕聲測(cè)管堵塞現(xiàn)象。 1) 材質(zhì)與埋設(shè) ? 聲測(cè)管應(yīng)采用金屬管，內(nèi)徑不宜小于 40mm，管壁厚不應(yīng)小于 。 ? 聲測(cè)管應(yīng)下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無(wú)異物； 聲測(cè)管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固（不得焊接）； 聲測(cè)管連接應(yīng)積極采用外加套筒 焊接方式進(jìn)行，杜絕連接處斷裂和堵管現(xiàn)象；連接處應(yīng)光滑過(guò)渡，不漏水； 管口應(yīng)高出樁頂 100mm 以上，且各聲測(cè)管管口高度應(yīng)一致。 2) 保證聲測(cè)管在成樁后相互平行。 聲測(cè)管應(yīng)沿樁截面外測(cè)呈對(duì)稱形狀布置，如圖 2－ 5 布置并編號(hào)： 17 沿 直徑布置 呈三角形布置 呈四方形布置 D≤ 800mm 800mm＜ D≤ 2020mm D＞ 2020mm 圖 2－ 5 聲測(cè)管布置示意圖 (注：圖中陰影為聲波的有效檢測(cè)范圍示意 ) 檢測(cè)剖面編組分別為： 12； 12， 13， 23； 12， 13， 14， 23， 24， 34。 4. 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前準(zhǔn)備工作應(yīng)符合如下規(guī)定： ? 調(diào)查、收集待檢工程及受檢樁的 相關(guān)技術(shù)資料和施工記錄。包括：樁的類型、尺寸、標(biāo)高、施工工藝、地質(zhì)狀況、設(shè)計(jì)參數(shù)、樁身混凝土參數(shù)、施工過(guò)程及異常情況記錄等信息 )。 ? 檢查測(cè)試系統(tǒng)的工作狀況，采用標(biāo)定法確定儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間 (參考《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》 JGJ2020 條文說(shuō)明 )，計(jì)算聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值； ? 將伸出樁頂?shù)穆暅y(cè)管切割到同一標(biāo)高，測(cè)量管口標(biāo)高，作為計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高程的基準(zhǔn)； ? 將各聲測(cè)管內(nèi)注滿清水，封口待檢； ? 在放置換能器前，檢查聲測(cè)管暢通情況，以免換能器卡住或換能器電纜被拉斷，造成損失； ? 準(zhǔn)確測(cè)量樁頂面相應(yīng)聲測(cè)管之間外壁凈距離，作 為相應(yīng)的兩聲測(cè)管間管距精確至 1mm； ? 測(cè)試時(shí)徑向換能器宜配置扶正器，保證換能器在管中居中，又保護(hù)換能器在上下提升中不致與管壁碰撞，損壞換能器。 ? 樁身強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70％或混凝土齡期不少于 14 天。 5．現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程宜分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測(cè)法對(duì)全樁各個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常測(cè)點(diǎn)。然后，對(duì)聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)采用加密測(cè)試， 18 必要時(shí)采用斜測(cè)或扇形掃測(cè)等細(xì)測(cè)方法進(jìn)一步檢測(cè)，這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果，另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別的判定提供可靠依據(jù)。 1) 將發(fā)射與接收聲波換能器通過(guò)深度標(biāo)志分別置于兩根聲測(cè)管中同一高度的測(cè)點(diǎn)處。 2) 設(shè)置好儀器參數(shù)，進(jìn)行檢測(cè)。 3) 發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測(cè)點(diǎn)間距不宜大于 250mm。 4) 實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線，讀取聲時(shí)、首波峰值和周期值，宜同時(shí)顯示頻譜曲線及主頻值。 5) 將多根聲測(cè)管以兩根為一個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行全組合，分別對(duì)所有檢測(cè)剖面完成檢測(cè)。 6) 在樁身質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周圍，應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)，或采用斜測(cè)、扇形掃測(cè)進(jìn)行復(fù)測(cè)，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。 7) 在同一根樁的各檢測(cè) 剖面的檢測(cè)過(guò)程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。 8) 當(dāng)聲測(cè)管出現(xiàn)堵管情況時(shí)，按以下規(guī)定執(zhí)行： ? 埋有兩根或三根聲測(cè)管，當(dāng)某一根聲測(cè)管樁底堵管 采用斜測(cè)法 時(shí) ，兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不應(yīng)大于 40o。 ? 埋有四根聲測(cè)管，當(dāng)對(duì)角線上兩根聲測(cè)管堵管 采用斜測(cè)法 時(shí) ，兩個(gè)換能器中點(diǎn)連線的水平夾角不應(yīng)大于 40o，可采用斜測(cè)法檢測(cè)。 ? 其它情況下，在所堵聲測(cè)管附近鉆芯，檢測(cè)樁身混凝土完整性，并用鉆芯孔作為通道進(jìn)行聲波透射法檢測(cè)。此時(shí)應(yīng)注意鉆芯孔垂直度變化使發(fā)射和接受換能器間距變化對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響。 6．資料處理 1) 聲學(xué)參數(shù)的計(jì)算和波形記錄 各測(cè)點(diǎn)的聲時(shí) ct 、聲速 v、波幅 pA 及主頻 f 應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，按下列各式計(jì)算，并繪制聲速－深度 (vz)曲線和波幅－深度 ( pA － z)曲線，需要時(shí)可繪制輔助的主頻－深度 (fz)曲線： 39。0 tttt ici ??? 2－ 6 19 cii tlv 39。? 2－ 7 0lg20 aaA ipi ? 2－ 8 ii Tf1000? 2－ 9 式中 cit —— 第 i 測(cè)點(diǎn)聲時(shí) ( s? )； it —— 第 i 測(cè)點(diǎn)聲時(shí)測(cè)量值 ( s? )； 0t —— 儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間 ( s? )； 39。t —— 聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值 ( s? )； 39。l —— 每檢測(cè)剖面相應(yīng)兩聲測(cè)管的外壁間凈距離 (mm)； iv —— 第 i 測(cè)點(diǎn) 聲速 (km/s)； piA —— 第 i 測(cè)點(diǎn)波幅值 (dB)； ia —— 第 i 測(cè)點(diǎn)信號(hào)首波峰值 (v)； 0a —— 零分貝信號(hào)幅值 (v)； if —— 第 i 測(cè)點(diǎn)信號(hào)主頻值 (kHz),也可由信號(hào)頻譜的主頻求得； iT —— 第 i 測(cè)點(diǎn)信號(hào)周 期 ( s? )。 2) 判定依據(jù) 樁身混凝土缺陷應(yīng)根據(jù)下列方法綜合判定： ? 聲速低限值判據(jù) 當(dāng)實(shí)測(cè)混凝土聲速值低于聲速臨界值時(shí)應(yīng)將其視為可疑缺陷區(qū)。 Di vv? 2－ 10 式中 iv —— 第 i 個(gè)測(cè)點(diǎn)聲速值 (km/s)； Dv —— 聲速臨界值 (km/s)。 聲速臨界值采用正?；炷谅曀倨骄?值與 2 倍聲速標(biāo)準(zhǔn)差之差，即： vD vv ?2??