桩基无损检测

PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-1第六讲桩基无损检测、超声波构件检测PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetectiong第六讲第六讲桩基无损检测、超声波构件检测桩基无损检测、超声波构件检测PilingFoundationPredictionPilingFoundationPrediction、、SoundSoundWaveWaveDetectiongDetectiong¾¾思考题思考题1.1.桩基无损检测的意义是什么？桩基质量问题产生的原因何在？桩基无损检测的意义是什么？桩基质量问题产生的原因何在？2.2.桩基无损检测的基本准则是什么桩基无损检测的基本准则是什么??有那些方法来检测桩基问题有那些方法来检测桩基问题??3.3.超声检测与地震勘探的异同点是什么超声检测与地震勘探的异同点是什么??4.4.超声检测的资料采集方法有哪些超声检测的资料采集方法有哪些??方法原理是什么方法原理是什么??沈鸿雁PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-2第一节桩基无损检测第一节第一节桩基无损检测桩基无损检测主要内容主要内容zz桩基无损检测的意义桩基无损检测的意义zz桩基类型与桩基类型与桩基质量问题桩基质量问题zz桩基无损检测方法桩基无损检测方法zz桩体缺陷检测原理桩体缺陷检测原理zz桩体承载力计算桩体承载力计算zz资料采集与资料解释资料采集与资料解释zz应用实例应用实例PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-31.桩基无损检测的意义1.1.桩基无损检测的意义桩基无损检测的意义z高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油平台、核电高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油平台、核电站等工程建设中，大量采用站等工程建设中，大量采用桩基础桩基础。桩能将上部结构的荷载传。桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层中，可大大减少基础沉降和建筑物的沉降，到深层稳定的土层中，可大大减少基础沉降和建筑物的沉降，在地震区、湿陷性黄土地区、软土地区、膨胀土地区及洞土地在地震区、湿陷性黄土地区、软土地区、膨胀土地区及洞土地区得到广泛应用。区得到广泛应用。zz桩基非常重要桩基非常重要,,但由于地质条件、施工技术等原因，部分桩基但由于地质条件、施工技术等原因，部分桩基可能存在不同程度的缺陷，严重影响工程质量，为安全事故埋可能存在不同程度的缺陷，严重影响工程质量，为安全事故埋下了伏笔。下了伏笔。PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-4z采用恰当的方法检测桩基的施工质量，防止工程事故发生，就采用恰当的方法检测桩基的施工质量，防止工程事故发生，就成为当今桩基工程的重要问题。成为当今桩基工程的重要问题。zz检测方法检测方法••直接法：直接法：通过对实际试桩进行动、静止试验测定；通过对实际试桩进行动、静止试验测定；••间接法：间接法：用其它手段得出桩底端阻力和桩身的侧阻力后相用其它手段得出桩底端阻力和桩身的侧阻力后相加，不需对桩基进行试验。加，不需对桩基进行试验。间接法本身无法检测实际桩的好坏，必须用用其他手段在间接法本身无法检测实际桩的好坏，必须用用其他手段在现场检验桩的质量（对现场灌注的混凝土桩尤其如此）现场检验桩的质量（对现场灌注的混凝土桩尤其如此）——动测动测技术是常用的有效方法（国外已有技术是常用的有效方法（国外已有100100多年的历史）。多年的历史）。PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-52.桩基类型与桩基质量问题2.2.桩基类型与桩基类型与桩基质量问题桩基质量问题2.12.1桩基类型桩基类型zz按工程施工分类按工程施工分类钻孔灌注桩、成管灌注桩、挖孔桩、打入预制桩、旋喷桩、震动碎石桩、振钻孔灌注桩、成管灌注桩、挖孔桩、打入预制桩、旋喷桩、震动碎石桩、振动挤密砂桩、砂石动挤密砂桩、砂石——水泥桩等。水泥桩等。zz按受力分类按受力分类摩擦桩：摩擦桩：以桩周围土的摩擦力为主，桩的支撑力为辅。以桩周围土的摩擦力为主，桩的支撑力为辅。端承桩：端承桩：桩底坐落在坚硬的基岩上，以桩底基岩的反向支撑力为主，以桩周桩底坐落在坚硬的基岩上，以桩底基岩的反向支撑力为主，以桩周围摩擦力为辅。围摩擦力为辅。扩底墩型桩：扩底墩型桩：要求扩大桩底部分的接触面积，提高支撑力。要求扩大桩底部分的接触面积，提高支撑力。PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-6z灌注桩的质量问题：灌注桩的质量问题：••桩深混凝土强度低于设计要求桩深混凝土强度低于设计要求••桩身结构不完整桩身结构不完整••桩底虚土、沉渣太厚桩底虚土、沉渣太厚••桩壁附着泥浆层太厚桩壁附着泥浆层太厚zz钢筋混凝土预制桩的质量问题：钢筋混凝土预制桩的质量问题：••桩身折断、开裂，桩入土深度达不到要求桩身折断、开裂，桩入土深度达不到要求••密集桩群施工流向不合理，土体侧移造成大量断裂破损密集桩群施工流向不合理，土体侧移造成大量断裂破损2.2桩基质量问题2.22.2桩基质量问题桩基质量问题PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-73.桩基无损检测方法3.桩基无损检测方法zz桩基无损检目的桩基无损检目的是确定桩的承载力是确定桩的承载力••桩的摩阻力、端承力的大小及测试精度桩的摩阻力、端承力的大小及测试精度••桩身体承载力（竖向、横向）及测试精度桩身体承载力（竖向、横向）及测试精度••抽样测试的代表性抽样测试的代表性zz桩的垂直静荷载试验桩的垂直静荷载试验————是准确、公正的方法，但周期长、成是准确、公正的方法，但周期长、成本高、抽样比例低（本高、抽样比例低（1%1%））zz高应变动力测桩高应变动力测桩————仅能提供参考承载力仅能提供参考承载力zz低应变动力测桩低应变动力测桩（小应变桩基检测）（小应变桩基检测）————速度快、成本低、可速度快、成本低、可靠性好靠性好发展方向发展方向：：低应变动测配合静荷载试验低应变动测配合静荷载试验PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-8z小（低）应变桩基检测z小（低）应变桩基检测••是一种瞬态动测法是一种瞬态动测法••嵌入土中的桩基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连接的弹性杆嵌入土中的桩基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹性连接的弹性杆,,当在桩顶或桩侧施加瞬间外力当在桩顶或桩侧施加瞬间外力FF时时,,桩体内相邻质点间的应力发生变化桩体内相邻质点间的应力发生变化,,引起引起应变传递应变传递,,产生弹性波产生弹性波••由于桩体波速度一般比桩周围土层的速度大得多由于桩体波速度一般比桩周围土层的速度大得多,,因此因此,,该弹性波主要沿桩身该弹性波主要沿桩身传播传播••当桩体中存在波阻抗差异时当桩体中存在波阻抗差异时,,则在这些面上将产生反射、透射和多次反射波则在这些面上将产生反射、透射和多次反射波等等,,其波的运动学和动力学特征将发生变化其波的运动学和动力学特征将发生变化••利用埋置于桩顶部的检波器利用埋置于桩顶部的检波器,,就可接收到这些信号就可接收到这些信号,,经过分析和适当处理经过分析和适当处理,,可定可定量确定出桩体的质量以及估算出承载力的大小量确定出桩体的质量以及估算出承载力的大小主要检测桩基本的完整性，成本低、效果好主要检测桩基本的完整性，成本低、效果好!!!!!!PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-94.桩体缺陷检测原理4.桩体缺陷检测原理PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-10设桩长远大于桩径，桩体可看成一维弹性杆，考虑低阻尼（c≈0），波沿轴向转播的运动方程：L为桩长，t为双程垂直时间PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-11在桩侧激发，在桩顶用水平检波器接受横波，可计算（小应变）桩体的动弹参数：PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-125.桩体承载力计算5.5.桩体承载力计算桩体承载力计算5.15.1摩擦桩摩擦桩PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-13PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-145.25.2承载桩承载桩PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-155.35.3桩身质量分类评价桩身质量分类评价标准标准PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-166.16.1资料采集资料采集仪器设备：仪器设备：zz浅层数字地震浅层数字地震仪、数字工程检测仪、数字工程检测仪仪zz速度或加速度型速度或加速度型纵横波检波器（固纵横波检波器（固有频率有频率5~100Hz5~100Hz））zz3~153~15磅的手锤和磅的手锤和重约重约50Kg50Kg的落锤的落锤6.6.资料采集与解释资料采集与解释PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-17PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-186.26.2资料解释资料解释PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-19PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-20PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-21PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-227.7.应用实例应用实例PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-23第二节超声构件检测第二节第二节超声构件检测超声构件检测主要内容主要内容z混凝土构件质量问题概述zz超声检测方法原理超声检测方法原理zz超声检测仪器超声检测仪器zz资料采集方法资料采集方法zz超声检测应用超声检测应用PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-241.混凝土构件质量问题概述1.混凝土构件质量问题概述zz混泥土强度和密实度低混泥土强度和密实度低zz构件中存在隐伏空洞构件中存在隐伏空洞zz构件中存在表面裂缝和隐伏裂缝构件中存在表面裂缝和隐伏裂缝zz构件表面损伤构件表面损伤,,形成表面损伤层形成表面损伤层zz由于施工不同期形成混泥土结合面或夹层由于施工不同期形成混泥土结合面或夹层PilingFoundationPrediction、SoundWaveDetecting近地表地球物理勘探46-252.超声检测方法原理2.2.超声检测方法原理超声检测方法原理可采用常规地震波法中的可采用常规地震波法中的透射波法透射波法、