桥梁桩基检测技术汇总十篇

时间:2022-06-15 03:09:51

桥梁桩基检测技术

桥梁桩基检测技术篇(1)

中图分类号:C35文献标识码: A

混凝土灌注桩是桩基础中的主要形式,由于其成桩质量受地质条件、成桩工艺、机械设备、施工人员、管理水平等诸多因素的影响,较易产生夹泥、断裂、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣较厚及桩顶混凝土密实度较差等质量缺陷,危及主体结构的正常使用与安全,甚至引发工程质量事故,加上是隐蔽工程,因此加强对桩基础质量的现场检测十分必要。

1.射波透射法检测

1.1标准

根据桩的检测标准,把桩基划分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩和Ⅳ类桩。

Ⅰ类桩为各检测的声学参数无异常,无声速低于低限值异常,桩身结构完整;

Ⅱ类桩为个别测点的声学参数出现异常,无声速低于低限值异常,桩身存在轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥;

Ⅲ类桩为连续多个测点的声学参数出现异常,局部混凝土声速出现低于低限值异常,桩身存在明显缺陷,对桩身结构承载力有影响;

Ⅳ类桩为连续多个测点的声学参数出现异常,桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接受信号严重畸变,桩身存在严重缺陷。

桩身完整性检测只是检测桩身材料、尺寸等方面的质量问题,而这种划分或多或少地依赖于承载力的达标与否。

1.2 基本原理及检测目的

声波透射法是在灌注桩基混凝土前,在桩内预埋若干根声测管,作为超声脉冲发射与接收探头的通道,用超声探测仪测出的超声波传播时间t、波副A及频率f等声学参数,进行处理后,给出桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。

1.3检测方法

声波透射测试方法有平测法、斜测法和扇面测法三种,一般采用平测和斜测两种方法。第一,平测法是将发射和接收两换能器始终保持在同一标高上,进行测试,通过平测可知道缺陷在垂直方向上的区域大小和严重程度。第二,斜测法是发射和接收两个换能器不在同一标高上,进行测试。第三,扇形测法即固定某一固定换能器,将另一换能器等间距移动,两换能器高程差不停变换,形能一扇面。其次,采用平测法时,容易将水平向(如桩横截面方向)较大而竖向(如沿桩身方向)很小的缺陷给漏掉。再次,存在一定范围的测试盲区,即只能测出声测管之间一定范围内砼是否有缺陷,不能准确测出桩身整个断面是否有缺陷。

1.4优缺点分析

声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况,桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷,的其优点是结果更直观可靠,同时现场操作较简便,检测速度快,不受长颈比和桩长限制。但是不易做到随机抽检。

2.自平衡法试验

2.1基本原理及检测目的

自平衡法测桩是一种基于在桩基内部寻求加载反力的间接的静载荷试验方法。通过对桩基分段加载,利用桩基各段互为反力作用,充分地调动桩基的性能,并将其表现参数准确记录。通过科学的数据分析,得到试验桩基的真实特性。根据桩基的特性,进而推导出桩基的极限承载力等一系列安全性结论。

2.2检测方法

检测试验时,在地面上用油泵通过高压油管对荷载箱进行加压,随着压力的增加,荷载箱将打开,同时使桩身产生向上、向下的位移,将力传递到桩身,促使桩侧阻及端阻力的发挥,其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡――自平衡来维持加载,根据荷载箱率定曲线换算成荷载,通过位移杆和百分表测定荷载箱向上位移和向下位移,根据读数绘出相应“向上力与位移图”及“向下的力与位移图及s-lgt、s-lgQ曲线,判断桩的承载力、沉降量、桩身弹性压缩,实现检测目的。

2.3优缺点分析

桥梁桩基检测技术篇(2)

中图分类号:V448.15+1a 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0154-01

引言

社会经济的快速发展,对桥梁等交通设施建设的要求也在不断的提高,而桥梁桩基础是桥梁工程的重要部分,其质量的好坏往往决定着桥梁的性能,但常规的检测方法又具有一定的局限性,因而研究无破损检测技术具有积极的意义,以下做简要的论述。

1.桥梁桩基础常见的病害及成因

桥梁桩基础是地基加固的主要形式,也是整个桥梁结构的承压构建,但是在施工中存在用料不规范、操作不按流程、施工队伍素质不齐、设备不精确、地质环境影响等,都会造成桥梁桩基的缺陷,而桥梁桩基常见的缺陷有以下几类。

1.1 桩基桩径缩小

桩径是决定桥梁竖向承压能力的关键指标,但桩径缩小是比较常见的施工问题,会导致抗弯能力减弱、承载不达标等问题,桩基桩径缩小主要有三个方面的原因:其一,地质构造含有承压水的地层时,地下水的冲刷导致砂浆流失,桩径缩小;其二,地质条件不良,桩基周围土层遇水后向桩孔中突起致使桩径缩小;其三,钢筋绑扎过密导致流动性差,部分钢筋外漏导致桩径缩小。在此类缺陷桩基中,需要对波形进行分析,产生相反的反射波,缩径越大,振幅就越大。

1.2 混凝土桩基沉渣

此类问题主要发生在施工过程中,在钻孔灌注桩进行混凝土灌注之前没有进行彻底的清洗,导致桩基本身的强度降低。混凝土桩基沉渣也有可能是没有及时进行灌注导致的,与施工的组织规划有关。当桩基础底部为弱风化围岩时,产生同向反射波,波速急剧下降,周期变长,主频变低;当桩基础很短强度高时,产生较强的同向反射波。

1.3 混凝土桩基离析

在桥梁桩基施工中,由于搅拌不均匀,成形之后的混凝土必然出现性能上的波动,如胶结不好,或者是桩孔内存在大量的积水导致骨料受到冲刷,在桩基沉积,但砂浆浮在骨料之上,造成桩基离析的问题。此类桩基础会出现波形小范围的畸变,严重时波峰会消失,最后出现低频合成波。

2.桥梁桩基础无损检测技术研究

2.1 人工激震动测技术研究

通过人工激励的方式产生地震波,地震波传递之后产生反射,接收器接受之后可以进行分析。由于地震波传播的介质是非均匀性的,必然会产生反射,地震波在桥梁桩基中出现衰减,波能转化为热能。如果桥梁桩基存在缺陷,波速降低,传播时间增加,地震波信号发生散射而衰减。根据传播方向和波动介质点振动方向的差异,可以将波形分为横波与纵波,其他形式的波也能分解为横波与纵波。横波传播方向与质点振动垂直,质点位置发生剪切应变,但横波只能在固体介质中传播。纵波是指传播方向和质点振动相同的波,由于交变拉压应力的存在,出现伸缩变形,在气体、液体和固体中都能传播。

在采用人工激震动测法检测桥梁桩基时,地震波遇到桩基缺陷产生反射波,反射波相关于缺陷桩基的阻抗。缺陷桩基界面阻抗不同时,就会产生地震反射波,发射波与入射波振幅的比值即为反射系数。传感器接收到波形的参数之后,如频率、声速、振幅等,对桩基的缺陷进行分析,可以判别桩基的问题,离析桩、缩径桩、断桩等缺陷在人工激震动测技术下,其波形的表现会出现差异,通过这些差异来进行鉴别。传统的桥梁桩基检测,在桩顶安装传感器,并进行激振,获取数据之后判断桩基的质量,但是传统的检测方式会有诸多的干扰,需要检测人员有较高的分辨能力。而人工激震动测法能有效分离干扰波,利用两点之间的缺陷时进行波速计算,有效应对深度缺陷的检测。

2.2 声波透射法

声波透射法是当前应用较为广泛的一种无损检测技术,声波在不同的介质中波形具有差异,在缺陷桩基中传播时可以体现出来。缺陷桩基的混凝土材料不均匀,产生不同声阻抗声学界面,声波沿着不同的蓝截面传播,衰减快,能量散射也比较严重。桩基混凝土中产生诸多的散射波和折射波,散射波与折射波相互叠加会有声能散失,声波在缺陷桩基中会绕着缺陷进行传播,传播路线不是直线,声时变大,声速减小。声波在遇到缺陷截面时发生多次的折射和反射,声能出现衰减,频率和波幅减小,整个波形发生畸变。在声波透射检测法中,需要在灌注之前预留孔道,并在预留的孔道中埋设声波探测管,移动探测仪和接收仪,移动时注意方向和高度,逐步获取桩基横截面的数据,由物理参数来判别桩基的完整性,声波透射法对桩基的孔径和长度要求不大。声波透射法的检测中,如果实测声速值低于混凝土声速临界值,可以判定桩基存在缺陷;所检测测点声速值很小,并且趋于收敛,判定时采用声速低限值进行,如果声速值低于底限值,则判定为异常桩基。

2.3 低应变动测法

低应变动测法对于桩长远远大于桩径的情况比较实用,用振动仪对桩顶进行激振,周围土体和桩身会产生振动,通过桩基本身的应变计将桩基振动的速度和加速度传递给接受装置。低应变动测法检测方法简单、速度快、范围广而被广泛应用,如果桥梁桩基本身存在断桩、缩径、扩径等差异性界面,弹性波在传播时产生反射,传感器对声波进行处理,以便进行数据分析。通过研究桩土之间的动态响应,达到判断桩基的长度及质量问题。随着技术的发展,低应变动测法检测的精确性也越来越高,受到广泛的重视。

2.4 高应变动测法

高应变动测法的成本低,其组成的部分包括传感器、分析仪、激振设备和测量仪等,主要用于检测桩基的竖向承压能力和桩基的完整性,在桩顶施加竖向载荷,然后收集桩基相关动力系数,主要是速度与力的时程曲线,进行分析计算,从而判断桩基的竖向承压能力和质量问题,高应变动测法在高程摩擦型桩基和摩擦型桩基的检测中比较常用。

3.桥梁桩基础无破损检测的技术要求

在进行桥梁桩基础无破损检测时,需要注意几个方面的技术要求:其一,桩头处理,处理桩头,确保清理干净,平面整洁、干燥,便于后续的检测;其二,桩基础的强度要求,由于是无破损检测,在检测中不能削弱桩基础的性能,一般要求达到桩基础龄期达到10天以上,能够很好的保护桩基础;其三,传感器的选择与安装,桩基础的缺陷检测需要保证精度,因而检测设备的选择和安装至关重要,传感器是核心设备,要求精度高、灵敏性好,安装位置要根据桩径的大小合理选择,避免漏测的情况,此外,传感器必须固定好,以免差生较大的误差,影响桩基础缺陷的分析;其四,所有的检测仪器必须无故障运行,同时仪器必须连接好,处于最佳的工作状态;其五,检测后的设备保养维护,桥梁施工现场的环境比较复杂,对仪器设备会有一定的影响,因而检测后需要进行设备的维护保养,为下次的检测打下良好的基础,同时也能避免成本上升的问题。

4.结语

桥梁桩基础是桥梁建设中的重要部分,对于桥梁的性能有很明显的影响,而桥梁是当今交通基础设施的关键,影响着社会经济的运行,因而研究桥梁桩基础的质量问题具有积极的意义。随着技术的发展,追求缺陷无损检测,既能达到质量控制的目的,又能节省成本,减少破坏作用,因而研究无破损检测技术十分重要。

桥梁桩基检测技术篇(3)

21世纪我国交通运输行业发展迅速,一些大型的桥梁工程不断出现,很多的蛄汗こ潭际遣捎玫淖基础,因此需要在不破坏结构的前提下,对建筑物进行实时的检测,只有这样才能够对工程施工的质量检测进行有效的适用。无损检测技术具有简便、无损伤的特点,能够在桥梁工程中得到有效的应用。无损检测技术是一种物理对象的结构测试,在进行无损检测的过程中,桥梁桩基会被检测到某个特点的缺口,同时桩基础的检测以及消耗的时间也比较短,因此很快就能得出结果,如果桥梁桩基的钢筋发生腐蚀现象并开裂,就可以通过桥梁内部结构的缺陷来进行非破坏性试验。本文就对无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用进行分析。

1无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用

1.1超声波无损检测法

利用超声波检测的方法,就能够根据接受换能器、扇形探头以及装发射等元件进行检测,在分析桩基础检测数据的时候,可以根据桩基的平均值来进行判断,看桩基础是否发生了病变,如果桩基础应力波发生了改变,那么桥桩基础就可能存在一定的裂缝,而内部的裂隙会导致反射波扰乱情况的发生,无损检测就很好的解决了这一点,既不会伤害到基桩的质量与结构,也能够充分确保桥梁桩基的完好,从而发挥出其最大的优势。

1.2高、低应变检测法

利用高应变检测方法来对桩基的完整性进行确定,就可以满足地下桩变形的特点,同时对桩头负荷进行敲击,在敲击之后会产生一定的阻力,高应变测试会使用重型应变冲击桩锤,同时沿着纵向的方向进行脉冲冲击,让桩基也作出一定的调整,从而根据桩基承载能力来分析是否满足当前的要求。如果土层受到载荷的冲击就会反射一定的应力波,只要能够保证信号的检测精度,那么桩基的承载能力也就得到满足了。当桥梁桩基通过非破坏性低应变方法进行测试的时候,要充分考虑到桩基周围的土地制约性,可以看出是弹性杆件的一维平面。采用低应变法来对桩基内部的缺陷进行检测,要用锤子来敲击桩基的上部,对压力波传播速度进行检测,然后通过分析波形确定桥梁桩基的质量好坏,低应变方法能够检测多个质量问题,该方法不能用在桩基的定量分析上,这些只能通过测试人员的工程经验进行判断,在测试时桩基础外的地面对应力波的影响很大,甚至会严重干扰到测试人员的判断。

1.3钻芯检测方法

钻芯检测的方法是一种非破坏性测试,它主要是利用人造钻石探头与金刚石钻头,这样就能很好的确定出桩基内部的缺陷,这也是比较直观与精确的方法。钻芯法用来检测混凝土桩的长度、沉积物的厚度以及材料的强度等,这些都能够判断支柱土层的性质,要多观察与记录钻孔批号以及块的总数,然后根据主样品的完整性来获得颜色更加合理的画面,仔细记录芯样品的质量就能确定出异常情况,钻芯法十分简单直接,同时检测质量也是很显著的。这种方法不会受到地理位置以及其他因素的干扰,特别适合用于大直径桩测试中。

1.4无损检测中问题的改进

桥梁桩基检测技术篇(4)

中图分类号: TU997 文献标识码: A 文章编号:

桩基是桥梁结构的主要承重部分,其质量直接关系到结构的适用安全性及长久性。然而桩基是隐蔽工程,其质量的评价、判定必须通过专业的检测手段。

桩基工程分类繁多。一般按承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩。桩基检测技术从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的低应变、声波透射法、静荷载、钻孔取芯、高应变等综合全面普查。

1.低应变检测法

1.1 基本原理

低应变检测法是使用小锤敲击桩顶,通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,频率信号,从而获得桩的完整性。

1.2. 检测目的

(1) 检测桩身缺陷及扩颈位置。根据波形特点无法判定缺陷性质,无论是缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波并无大差别,要判定缺陷性质只有对施工工艺、施工记录、地质报告以及某种桩型容易出现的质量问题非常熟悉,并结合个人工程经验进行大概的估计,估计是否准确只有通过开挖或钻芯验证。

(2) 判定桩身完整性类别。所谓完整性类别就是缺陷的程度,缺陷占桩截面多大比例,会不会影响桩身结构承载力的正常发挥,但是目前缺陷程度只能定性判断,还不能定量判断。

1.3 适用范围

(1) 低应变检测法适用于混凝土桩的桩身完整性判定,如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。

(2) 低应变检测法过程检测中,由于桩侧土的摩阻力、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素影响,应力波传播过程,其能力和幅值将逐渐衰减,往往应力波尚未传到桩底,其能量已完全衰减,致使检测不到桩底反射信号,无法判定整根桩的完整性。根据实测经验,可测桩长限制在50m以内,桩基直径限制在1.8m之内较合适。

1.4 优缺点分析

低应变检测法检测简便,且检测速度较快。一根桩检测费用约60元。

2.声波透测法

2.1 基本原理及检测目的

声波透测法是在灌注桩基混凝土前,在桩内预埋若干根声测管,作为超声脉冲发射与接收探头的通道,用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数,然后对这些测值采用各种特定的数值判据或形象判断,进行处理后,给出桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。

2.2 适用范围

声波透测法适用于已预埋有声测管的混凝土灌注桩。

2.3 优缺点分析

声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况,桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷,其结果比低应变法更直观可靠,同时现场操作较简便,检测速度快,不受长颈比和桩长限制。其缺点是被检测桩需预埋声测管,增加了桩基的造价,一米声测管造价约12元,同时声波透测法检测费用较低应变检测法高,每根桩约300元。

3. 静荷载试验法

3.1 基本原理及检测目的

桩基静荷载试验法是指在桩顶施加荷载,了解在荷载施加过程中桩土间的作用,最后通过测得Q~S曲线(即沉降曲线)的特性判别桩的施工质量及确定桩的承载力。

3.2 适用范围

(1)静荷载试验法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。

(2)利用静荷载试验法可将桩加载至破坏,为设计提供单桩承载力数据,作为设计依据。

3.3 优缺点分析

桩基静荷载试验法主要是以慢速维持荷载法,在桥梁建设中,由于桩基承载力大,施工环境恶劣,检测时间长及检测费用高(每根桩约4~5万元),配套工作麻烦,因此较少采用这种方法。

4. 钻孔取芯法

4.1基本原理及检测目的

钻孔取芯法主要是采用钻孔机(一般带10mm内径)对桩基进行抽芯取样,根据取出芯样,可对桩基的长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等作清楚的判断。

4.2 适用范围

钻孔取芯法适用于需要检测桩基长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等,在对嵌岩桩的检测中经常使用。

4.3 优缺点分析

钻孔取芯法比较直观,它不仅可以了解灌注桩的完整性,查明桩底沉碴厚度以及桩端持力层的情况,而且还是检验灌注桩混凝土强度的唯一可靠的方法。但是此方法受一孔之见的局限,对桩基局部缺陷和水平裂缝等判断就不一定十分准确,一般与其它检测方法结合进行。钻孔取芯法检测费用与桩长有关,每根桩约1万元。

5. 高应变检测法

5.1基本原理及检测目的

高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法,该方法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶,从而获得相关的动力系数,应用规定的程序,进行分析和计算,得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力,也称为Case法或Cap-wape法。

5.2 适用范围

高应变检测法适用于需检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。

5.3 优缺点分析

高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。高应变检测的费用比低应变检测高,比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静荷载检测,一般误差在10%左右。

6.结论

由上述分析可见,各种桩基检测技术由于各自的理论假设及各种因素影响,均存在一定的局限性,故充分利用各种方法的强项,解决工程实际问题是很有必要的。

对于在前三种检测中结果不符合要求的桩基或者结构相对复杂的重要桥梁(单跨大于25米、拱桥、斜拉桥、连续梁桥、悬索桥等)的桩基,需采用高应变和静荷载对桩基承载力进行检测。两种检测优缺点明确,可根据实际情况按不同比例选择两种检测方式。

参考文献:

[1] 史佩栋 主编,《桩基工程手册》;人民交通出版社2008年

桥梁桩基检测技术篇(5)

1 前 言:

桥梁工程不仅仅投资高,施工难度大,而且一旦出现事故就是重责任事故,将给国家人民造成了重大损失。桩基是桥梁的主要部分,它承受由桥跨结构墩台的巨大荷载,其质量的好坏,直接影响桥梁使用长久性和安全性。桩基属隐蔽工程,要想控制其质量,不仅在设计施工中控制,还要有先进的检测方法。本文就桩基的一些常用检测方法进行分析与探讨。

2 桩基分类

桥梁桩基按不同方法一般可分为:

2.1 按施工方法分为钻人成孔桩,冲击成孔桩,抓掘成孔桩,螺旋成孔桩,人工挖孔桩,沉管成孔桩等。

2.2 按其直径大小分大直径,中等直径,小直径桩,桥梁常见大直径桩。

2.3 按其端部形态分为平底桩和钢底桩等。

2.5 按其承载性分为摩擦桩,端承桩,摩擦端承桩等。

2.6 按其竖向受荷条件分为抗压桩和抗拔桩等。

2.7 按其水平向受荷条件分为主动桩和被动桩等。

3 桩基检测方法分类

3.1 桩基检测方法主要分为静荷载实验法,动力测桩法,声波透射法,还有钻孔取芯法,动力触探以及埋设传感器等辅助方法。

3.2 静载荷实验法主要采用锚桩法,堆载平台法,地锚法,锚桩和堆载联合法以及孔底预埋法等。

3.3 动测技术分为低应变动测法和高应变动测法。低应变动测法常用应力波反射法(锤击波动法);高应变动测法常用CASE法或CAPWAP法。

4 各种检测方法分析与探讨

4.1 静载荷实验法

单桩竖向承载力的确定在桩基工程别重要。静载荷实验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载,了解荷载施加过程中,桩土间的作用,通过得到P―S曲线的特征确定承载力,判别桩基的施工质量。使用1×104KN级以上的桩基静载设备,最大加载能力2×104K N。在桥梁桩基工程中,主要使用慢速维持荷载法。

4.2 高应变动测法

高应变动测法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力孔%以上的重锤以自由落体击往桩顶获得相关的动力系数应用规定的程序, 进行分析和计算得到桩身的单桩竖向承载力和完整性系数,也称CASE法和CAPWAP法。该法出现在上世纪90年代其检测费用比静载荷实验法大大降低。由于这种方法检测程序相对繁琐,所以较少采用。高应变动测法对于其它检测方法和桩基设计均有帮助。

4.3 低应变动测法

使用小锤敲击桩顶通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应反演分析实测速度信号和频率信号,判断桩身质量,该检测方法称为低应变动测法。主要检测桩基的完整性。此法主要分两个阶段进行,一是原始数据的野外采集,二是记录检测振动曲线并及时作出初步判断,以确定桩身缺陷性质与位置,完成检测报告。优点:检测速度快,检测简单,检测成果可 靠,检测费用低。适用范围:桩长5~50m,桩径<1.8m。技术要求:

4.3.1 桩身混凝土强度要求。桩基龄期达到10~12d后方可检测。

4.3.2 桩头处理。将桩头凿至露出坚硬混凝土为止。将杂物浮浆清理干净并保持桩顶面干燥,平整。

4.3.3 传感器选择及安装。传感器要求灵敏度高,精确度高,传感器安装要牢固安装位置,根据桩径的大小合理选择安装点,避免检测。

4.3.4 检测仪器的要求。检测前检查所有仪器有无故障,保证仪器能够正常工作同时,将各仪器连接好检查连接部位。测试点的选择:一般要求桩径120cm以上测试3~4个点,测试点距钢筋笼不少于10cm, 于桩中心及四周均布测试点,必须打磨。

4.3.5 锤击点的选择。锤击点选择据传感器20~30cm,锤击点无需打磨。

4.3.6 采集信号频率。一根桩不少于10锤。检测系统:主要包括信号采集仪(可与计算机联接或测试后再与计算机相联对信号进行处理),力锤,传感器,打印机等。

① 完整桩波形特征。曲线规则呈有规律阻尼衰减各峰值连续圆滑。摩擦桩桩低发射为相同反射;柱桩则为反相反射。

② 离析桩波形特征。应力波在缺陷处产生透射和反射,反射波与初始相位相同曲线突变。相邻峰值不连续不圆滑。段桩波形特征,夹层界面只产生反射而不能透射波形畸变缺陷处以下的波形明显消失。

③ 缩颈桩波形特征。桩周边检测点曲线畸变而桩中心检测点曲线规则。

(4) 桩底有沉渣波形特征。检测曲线桩底处波形不规则,为同相反射。

4.4 声波透射法

4.4.1 声波透射法是在桩内预埋纵向声测管将超声脉冲发射和接收探头置于声测管内充满清水作混合剂由仪器发出周期性电脉冲通过发射探头发射并穿透混凝土被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需要时问,接收波幅值,接收脉冲主频率,接收波形及频率等参数最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析即可对混凝土各种内部缺陷的性质,大小,位置做出判断并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。

适用范围:桩径在0.6~10m对已埋设声测管的范围内进行完整性检测,声测管以外不在检测范围内。

优点:仪器轻便;抗干扰能力强;检测结果直观可靠;观测精度高。

技术要求:桩基龄期达到7d以上,声测管埋设合格;检测前检查所有仪器保证仪器能够正常工作。

检测系统:超声检测仪;超声换能器;探头升降装置;数据采集与处理系统。

4.4.2 缺陷的判断

(1) 声时分析。选取声时平均值?t与声时2倍标准差δt之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。

式中:n为测点数;为第个测点的声时值;为声时平均值;为声时标准差;为判定桩身有无缺陷的临界值。若>。即判定桩基在此深度处可能存在缺陷。

(2) 波幅分析。波幅是对缺陷最为敏感的声学参数选取接收的超声波信号波幅平均值的一半作为判断有无缺陷的临界值。波幅值以衰减器的衰减量q表示通常用分贝值表示。

式中:为波幅平均值;为第个测点的波幅;n为测点数;为判断桩身有无缺陷的临界点。

若<,即判定桩身在此深度可能存在缺陷。

(3) CPSD法。提出“声时 一深度曲线”相邻两点间的斜率和差值的乘积作为判断依据。

4.4.3 桩基质量判断标准。(1) 桩身缺陷:以声速临界值,波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。(2) 桩身均匀性按声速离散系数Cv分为A,B,C,D四级,见表1。(3) 根据声波检测参数特征,评定混凝土构件质量可按四类划分。

某高速公路段为分离式立交桥,根据委托单位提供的设计及施工情况, 该工程桩基采用桩径为1.2 m―1.5m的挖孔灌注桩, 设计桩长为7.00m一21.5m左右, 设计混凝土强度等级为 1225。桩基检测过程中,主机采用RS―UTO1C型号,严格依据《公路工程基桩动测技术规程》(JTG/TF81―01一2004 )执行。

检测结果为:根据概率法分析,该分离式立交桥各桩各声测剖面声速无低于声速低限值异常,波幅大于临界值,波形正常。桩身砼完整,为 I类桩。

4.5 钻孔取芯法。

桥梁桩基检测技术篇(6)

1.桩基基础的施工准备

1.1桩基基础的施工环境

场地位于旱地时,清除现场杂物,硬化场地。场地位于浅水时,采用筑岛法(引桥),场地位于深水时,采用钢管桩施工平台法(主桥)。平台必须平整,联结牢固。

1.2桩基基础桩位测定

在平整好的场地上测定桩位,用方木桩准确标识各桩位的中心及标高,同时埋设护桩,护桩埋设方法,在桩中心向外大干桩径50cm均匀分布三个并量出距离,护桩顶要与地面相平并用砂浆固定牢固,做出明显标记。深水桩基的定位由钢护筒定位架固定。

1.3桩基基础的护简

护筒一般采用钢护筒,水上主墩钢护筒采用12mm厚钢板卷制在顶和底部用12mm钢板加固,直径2.5m的钢护筒用14ram厚钢板卷制,其余则用10mm厚钢板卷制。护筒内径大干钻头直径20~40cm,护筒高视土质而定,最小不小于2m。安置时,护筒顶高出地面30cm以上,高出最高施工水位或地下水位1.5~2.0m。旱墩护简周围50cm范围内粘土夯实,深度至护筒底。并用稳定护筒内水头的措施。护筒的埋设位置必须保证其中心与桩位中心的偏差不超过50mm。并应注意两节护筒的连接质量,护筒埋深为2~4m,水上主墩护筒应沉入局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m。

1.4桩基基础的钻孔泥浆

在开钻前,应选择和备足良好的造浆粘土或膨润土,科学选料配制,泥浆比重1.1-1.2,泥浆粘度一般地层16~22Pa·s。含沙率必须小于2%。钻孔时泥浆需要不断的循环和净化,故在施工前应对泥浆的循环和净化作适当布置,设置好制浆池、储浆池、沉淀池,并用循环槽连接。废弃泥浆根据现场情况在桥旁设置储浆池,作为废弃泥浆的倾倒场地。

2.桩基基础钻孔的施工

钻机就位前,应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷,放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上,其偏差不得大干2cm,竖直向倾斜不大于0.5%。

钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用适当的钻机和泥浆比重,并做钻孔标示牌,内容包括墩台号、桩位、应钻孔深、钻机型号、负责人等。初次钻孔时进尺适当控制,采用慢速钻进,冲击钻用小冲程,正反循环钻应采用减压钻进,孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者是否在同一铅垂线上,使初成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔.口坍塌。正常钻进后,冲击钻采用4-5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m,正反循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。

施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住,钻进时常低锤勤击,冲击钻钢丝绳松绳不得过大,以免造成斜孔、卡钻、坍孔、漏浆等故障,且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤,影响进尺。钻孔作业必须连续进行,不得中断。因特殊情况必须停钻时,孔口应加保护盖. 用5cm厚木板或3mm花纹钢制作)并严禁钻头留在孔内,以防埋钻。经常检查泥浆的各项指标,包括泥浆比重、稠度、含砂率、酸碱度等,并根据地质情况及时调整。

当钻孔深度达到设计要求时,应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,测绳应经常校正刻度,避免超钻、或钻孔深度不够,检孔器钢筋外圈直径应大干钢筋笼外圈直径l0cm,且不得大于钻头直径,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

3.高速铁路桥梁桩基检测方法

3.1钻芯检测法

钻芯检测法属于局部破损检测法,它是按规定的抽检比例进行检测,或对桩质量有疑问时采用,通过检测可判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度及持力层性状能否满足设计及规范要求。钻芯取样是钻芯法检测中的重要环节,其质量好坏直接关系到整个桩基质量评价的准确性。

3.2静载荷实验法

单桩竖向承载力的确定在桩基工程别重要。静载荷实验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载,了解荷载施加过程中,桩土间的作用,通过得到P-S曲线的特征确定承载力,判别桩基的施工质量。使用1×104KN级以上的桩基静载设备,最大加载能力2×104KN。在桥梁桩基工程中,主要使用慢速维持荷载法。

3.3低应变动测法

低应变动测法是使用小锤敲击桩顶,通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号、频率信号,从而获得桩的完整性。该方法检测简便,且检测速度较快,但如何获取好的波形,如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

测试过程是获取好信号的关键,测试中应注意:①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同,一般要求桩径在120cm以上,测试3~4点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器20~30cm处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装,注意选择好粘贴方式,一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥,没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10锤,在不同点,不同激振情况下,观测波形的一致性,以保证波形真实且不漏测。

3.4高应变动力检测法

高应变动力法测试技术于20世纪80年代由美国引入我国,近年来该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法和曲线拟合法。

3.5超声波检测法

超声波检测法是通过测定超声波在混凝土中传播过程中的声速、波幅、频率、声时等声学参数,而反映混凝土的质量。对于组成材料相同且配合比一定的构件, 其内部越致密,孔隙率越低,则声波波速越高,波幅越大,频率越高,强度也越高。另外,当混凝土含石量较高时,平均声速增高而强度可能变化不大,因而声速亦可以反映混凝土的均匀性。

3.6低应变发射波检测法

桥梁桩基检测技术篇(7)

一、公路桥梁检测技术的意义和重要性

1、路桥建设过程中,工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免,公路桥梁建成之后,如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备,可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产,不可能进行破坏性原型试验,因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景。

2、公路桥梁工程试验检测工作,不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段,也是工程质量科学管理的重要手段,还是公路桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。

(1)公路桥梁的试验检测,有利于推广新技术,它为程施工积累经验教训,有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以将新工艺恰当地投入到生产之中,保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。

(2)公路桥梁通过试验检测,能充分利用当地出产的材料,偏于就地取材。这样,譬如建设地点的沙石,填料等等,可借助试验这种手段,以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。

(3)公路桥梁通过试验检测,可加强质量保证。如果有了有效地测试手段,可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。

二、桩基检测技术方法分类

桩基检测方法主要分为静荷载实验法,动力测桩法,声波透射法,还有钻孔取芯法,动力触探以及埋设传感器等辅助方法。静载荷实验法主要采用锚桩法,堆载平台法,地锚法,锚桩和堆载联合法以及孔底预埋法等。动测技术分为低应变动测法和高应变动测法。低应变动测法常用应力波反射法(锤击波动法);高应变动测法常用CASE法或CAPWAP法。

各类桩、墩及桩墙结构完整性检测,一般采用低应变或高应变动力试桩法检测。大直径桩宜采用声波投射法或钻芯法检测。由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的符合地基,采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测,确定复合地基承载力。有高粘结强度桩和土组成的复合地基,采用静载荷试验检测竖向承载力单桩承载力的检测同其它刚性桩,复合地基中,桩、土荷载分担比的检测一般采用刚弦或压力盒通过静载荷试验进行测定,也可采用特制的应力传感器测试。当桩长大于30m,用其他检测手段难以准确判定桩完整性时,可采用抽芯的方法,抽芯还可以教准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波投射法进行检测。

三、各种桥梁桩基检测技术方法的详细分析

1、成孔检测

在我国,成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看,桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发,特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究,今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。

2、静载荷试验法

目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法,但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,其测试误差也能达到10%。因此。如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,长期以来是工程界所关心的课题。近年来,试验吨位有了很大提高,国内已有不少单位可以从事30000kN以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩,在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。

3、声波透射法

这虽是一项传统技术,以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加,以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现,声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用,在这种方法的应用过程中-数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪,不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃,而目.在分析手段上也有了很大提高,声失时判读已不再是唯一的选择,声幅和声频已开始进入了分析判断领域,尤其令人欣慰的是,cT声波已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。

4、应力波反射法完整性检测

尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展,但在实用和普及方面国内却有较大提高,这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面,也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面,更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失,开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置。

5、高应变动力试桩法

在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪80年代中后期。90年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外.其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作,也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是,桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,许多方面甚于更具有中国特色。

6、动静法

由于高应变动力试桩法力的作用时间过短,桩只能被视为弹性体进行分析,国外有人提出了一种动静法,采用技术将力的作用时间延长,使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长,进而将桩视为刚体,回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时,也克服了高应力方法的过分间接性,是一种较好的方法,但由于该方法对锤的配重要求人高,具体操作仍有较大难度。

综上所述,对公路桥梁进行检测是一项十分复杂而又十分重要的工作,它不但对相关工作人员的实际现场经验有着严格的要求,同时也需要有科学的检测方法和系统的理论基础作为指导。我们只有充分地将理论与实践有机的结合起来,才能真正做好公路桥梁的检测工作,从而做出科学的评测。

参考文献:

[1]谢凯州.公路桥梁桩基检测技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21).

桥梁桩基检测技术篇(8)

中图分类号: TU473.1 文献标识码: A 文章编号:

前言

步入二十一世纪以来,随着我国加入世界贸易组织,市场经济规模不断发展壮大,国家建设也不断加快,尤其是对于基础设施的建设,其重视力度大大加强,公路桥梁建设项目在全国各地迅速开展。在这高速建设的过程中,其质量问题一直是人们关注的焦点,对于桥梁工程来讲,对其质量更加的看重,尤其是起着关键作用的桩基工程,它的质量的好坏直接影响整个公路桥梁工程的安全性能,关系到国家及人民群众的生命财产安全,对于桩基的检测更是不得有半点疏忽,桥梁工程要想顺利实施,必须首先要对最为基础的桩基工程的整体质量进行检测,否则其他环节不能进行。本文着重介绍了相关的桩基检测技术,并根据不同的施工条件合理采用不同的检测技术。

1公路桥梁桩基的分类

在不同的施工方法下,对于公路桥梁的桩基可以有不同的分类,其中包括着冲孔,挖孔,钻孔等不同的桩基。再按照其桩基的承载力方式来分类,可以大致分为端承桩,摩擦桩等;按照其直径分大致分三类,为大直径,中直径,小直径;按照水平受力情况大致分为主动桩和被动桩;按照竖向受力情况分抗压桩和抗拔桩两种。从工程的检测技术方面出发,在工程的施工过程中,要根据当时的施工情况决定桩基的施工方式,并且要根据不同的施工方式运用不同的检测方法,从而保证检测结果的准确可靠。

2 公路桥梁桩基检测方法分析

2.1 声波透射法

声波透射法是 20 世纪 80 年代最早使用的桩基检测方法,其优点在于可以利用声波透射对桩基进行全面、立体、详细的检测,其实施过程是在桩基的内部预埋含有超声波脉冲发射器和接受探头的声测管,有脉冲发生仪器产生周期性的脉冲穿透桩基的混凝土层然后被接受端所接收,然后由测量系统计算出超声脉冲投射过桩基所需要的时间、接收脉冲的频率、脉冲最大值和接收波形等参数,最后经过各种参数的综合判断和DSP 系统进行分析就可以对混凝土桩基可能存在的内部缺陷进行位置、大小的分析,同时给出混凝土的总体均匀性和强度等级的分析。声波透射法基本上不会受到周围环境和其他因素的限制和影响,但声波本身就存在着透射、散射、漫反射等现象,必然会对桩基的检测结果产生一定的影响。

2.2 静载荷试验法

在公路桥梁的桩基施工中,非常重要的一个环节是检测单桩的竖向承载力,在这种检测中最简单有效的方法就是静载荷试验法,它是指在桩基的顶部施加一定的载荷,然后以慢速来维持荷载,并且观察在施加荷载过程中基桩底部的作用,然后绘制P-S 载荷曲线来对桩基的施工质量进行判断并确定单桩的竖向承载力,在公路桥梁的施工过程中,由于受到施工环境的影响,同时施工工期短,而公路桥梁桩基的承载力又比较大,若采用静载荷实验法,首先是检测周期长,其次检测的成本较高,需要做很多的配套工作,而且现场的安全系数也不是很高,因此在实际操作中也较少利用这种方法。

2.3 钻孔取芯法

钻孔取芯法主要是使用钻孔对公路桥梁的桩基进行取芯操作,检测人员根据取出的样芯,对桥梁桩基的强度、桩底部沉渣、局部缺陷、持力层等变量做出判断,以了解公路桥梁桩基的具体情况,但钻孔取芯法往往只是取桩基一个地方的芯,不能全面准确地体现桩基的状况,只能对其局部情况进行测量,因此在进行桩基检测时候往往不会大范围的使用钻孔取芯法。

2.4 低应变动测法

目前来说,相对于其他检测方法来说,低应变动测法是一种比较全面、准确的公路桥梁桩基检测方法,它主要是利用小锤敲击桩基的顶部,然后由设置在桩基顶部的传感器来接收来自桩基的应力波信号,经过对信号速度、信号频率进行反演分析后就可以得出桩基的完整性报告,这种方法检测的准确度高,适用范围广,简单可靠。

2.4.1测试系统组成

低应变动测法的系统主要由信号采集仪、力锤、传感器以及小型打印机等设备,信号采集设备中采用 16 位的模数转换器,采集系统的采集频率应该达到截止频率的2.5倍以上,同时还要考虑到系统的抗干扰性能,尤其对于 50Hz 交流电的干扰,因此在进行测试时候最好采取DC电源,在传感器的选择上应该选取上最好选取内置放大式加速度计的,而且加速度计的频率相应范围较宽,并且低频响应和0漂性能较好。

2.4.2适用范围分析

在实际应用中,桩基的侧土阻力尤其是动土阻力对桩基中应力波会产生较大的影响,具体体现在:(1)削减缺陷反射波的峰值。(2)使应力波的衰减过程加快。(3)动土阻力波的产生则限制了可测桩基的长度,由实际工程的经验可以得出,在使用低应变动测法时候,桩基的长度一般要在5~50m 以内,桩基的半径则要小于 0.9m,虽然对于那些长度超过50m 的桩基仍可以得到桩底的应力波信号,但由于公路桥梁桩基的承载力大,对于那些局部缺陷、深度缺陷的反应则不够准确,而且也有可能会受到当地地质条件的影响。

2.4.3 测试过程分析

在进行测试时候,为了得到较为精准的检测结果,应当注意以下几点:

a 测试点的选取

应根据不同直径的桩基选择适当的测试点,一般的规则是,对于桩径在1.2m 以上的桩基,要选取至少 3 个测试点,这些测试点和钢筋笼之间的距离不得小于10cm,测试点在桩基中心四周均匀分布,必须对测试点进行打磨处理以便于保证传感器与测试点内壁的粘结良好。

b 锤击点的选取

检测时的锤击点最好选取在距离传感器20~30cm 的地方,若两者之间距离过近,锤击的冲击力会对传感器造成干扰,反之,若两者之间距离过远,则可能会有横波的影响而产生波形震荡的现象,这样就不能准确反映桩基的情况。

c 传感器的设置

应当根据测试点的选取情况来确定传感器的安装,安装传感器时候,最好选取黏贴的方式,在保证桩基顶部干燥的情况下,可以采用石蜡、黄油、橡皮泥等来黏贴,应当注意的是,粘贴层应尽量的薄一些,以免对传感器接收应力波产生影响。

另外,为了提高测试的准确度,应尽可能多的采集应力波信号,在不同的敲击位置,不同偏振的情况下观察所得波形的一致性,总之,低应变动测法具有一定的使用范围,在桩基内部存在多个缺陷、桩基长度和直径比例大于30 时,难以获得较为准确的测量效果,因此提高采集系统的信噪比和检测精度仍是需要努力的方向。

3 结语

桥梁工程的安全与否,其本质影响因素之一就是桩基的质量好坏,所以公路桥梁建设中一定要注意好桩基的施工质量。本文是根据自己从事公路桥梁桩基施工以及检测多年的经验,总结的一些关于公路桥梁桩基检测中出现的问题以及对这些相关问题的技术分析,随着高科技的不断发展,人们会研制出更加方便快捷可靠的仪器来为桩基检测提供更加可靠的数据,同时,也希望该经验介绍能给现实公路桥梁桩基的检测提供应有的帮助。

参考文献

[1]金红艳,王佳 .桩基分类探究[J].硅谷,2009.

[2]冯海燕.公路桥梁桩基检测方法[J].桥梁隧道.2007.

[3]黄为民.浅谈桥梁钻孔灌注桩施工体会[J].山西建筑,2007.

桥梁桩基检测技术篇(9)

Bridge pile foundation inspection of CT technology application paper

JiaDaoFu

Guizhou bridge construction group co., LTD

Abstract: the bridge pile foundation inspection is related to the quality and safety of bridge foundation of the important link, the ultrasonic CT technology is emerging in recent years the development of testing technology. In this paper, through years of work practice, the bridge pile foundation inspection on CT technology in the application of the paper.

Keywords: bridge pile foundation, detection, CT technology

中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:

1超声波CT技术的检测方法超声波CT的检测主要是在桥梁桩基浇注的过程当中,检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管,这种声测管可以对于桥梁桩基内部的缺陷进行探测,探测的方法主要有两种,分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后,会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数,然后根据这些参数的统计与分析,就可以确定缺陷发生的大致范围,最后通过精确的定位得出发生缺陷的具置。当然这种测试方法有一定的局限性,测试结果只能确定缺陷的大致范围,对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小,分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此,在运用超声波CT技术的同时会适当的加入一些成像无损技术,这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小,分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果,同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。

2超声波成像技术应用桩基检测的原因超声波CT技术原用于医院的诊断当中,而正是因为在医学诊断当中的广泛引用,提高了超声波CT技术的重视。这种技术是以提高射线理论的旅行实践来延迟借助古典Radon的变化实现反演。而后来又发展出通过波动方程为基础的层析成像方法,这种方法主要应用于固体介质的检测,目前针对煤炭资源的开采,石油的发掘以及对于各地地质的勘探,并且得到了广泛的应用。由于这种方法能够清晰的识别缺陷,同时还具备较高的分辨率,因此对于桥梁桩基的检测也有较高的效用。对于桩基的检测主要有桩基结构的稳定以及承载能力,同时还可以检测出疏密程度,空洞,夹泥等现象。

3超声波CT技术的工作步骤超声波CT技术主要包括对于数据的采集,对于数据的处理以及结果的研究这三个阶段。在这三个阶段当中,最关键的就是对数据的处理,数据处理主要包括以下步骤,第一进行模型的建立以及参数化,第二对数据进行正演计算,第三部进行反演以及图像的重建,第四步对反演的结果进行分析。而在这些步骤当中正演的计算以及对于反演图像的分析是最重要的。下面主要介绍其中最重要的正演计算过程。根据弹性波波传播理论以及CT技术的不同,超声波技术可分为大致的两类,第一种就是波动方程层析,这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影,同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算,这种方式计算的过程较为简单,操作方便,但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征,是在射线路径上将桥梁的内部构造进行反投影,然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐,需要耗费大量的实践,但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种,例如打靶法,近似弯曲法以及弯曲法等等,这些方法也都在不断的探索当中,相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。

4对于成像结果的数据处理超声波CT技术对桩基检测之后,仪器会显示多种图像的数据,这些数据能够真实的反映出砼结构内部的实际情况,要解读这些数据,一般要采用一个超声波层析成像软件的系统,这种系统是利用VB语言开发的,它的系统核心主要完成对图像的正反演数据的处理。在对正反演数据进行处理的过程当中,主要有四种层析反演方法,分别是最小二乘共轭梯度,代数重建方法,奇异值分解方法以及LSQR方法。使用该系统可以根据使用者所选的反演算法进行层析图像的数据处理。而这些选择只需要在系统的主界面上就可以输入。

5超声波技术的发展前景由于超声波技术在桥梁桩基的检测中不仅对桩基没有损伤,而且检测效率较高,方法较为简便,能够直观的看到检测结果,因此超声波检测技术在以后的检测技术手段中必然占有很高的地位。首先超声波技术会逐步应用到三维层析成像。普通的层析成像是将立体的检测对象分解成为二维的薄片,然后对很多的二维薄片进行缺陷分析,这种方法不仅耗时耗力,同时检测结果容易出错。相反,三维层析成像不仅可以直观的反映出检测对象的缺陷分布,同时加入超声波技术,还可以极大的降低内存的消耗以及CPU的占用情况,同时三维层析成像加入超声技术,还可以降低正反演的计算过程,计算过程也降低了很多。因此,这种技术在以后的探测领域必将得到很好的发展前景。其次就是多参量层析成像方向。以往的声波层析技术知识根据单一的观测数据进行反演单一的物理量,同时各个物理量之间联系万千,如果想确定每个物理量的准确值,难度很大。而如果将多参数同步反演加入超声波的成像研究方法,就可以实现多种参数同时求解。而这种反演方法对于多参数的多分量的分析无疑是最佳的办法。最后就是基于波动方程的层析成像。基于射线理论,在桥梁桩基中的层析成像方法由于具有较高的信噪比,传播方式单一,具有一定的局限性,而如果波动方程的层析成像应用超声波技术,会克服以上的缺陷,同时超声波技术还可以提取桩基中的全部信息,这比仅仅利用射线跟踪层析成像更能直观的反映其中的结构内容,因此也必将成为未来层析成像的重点发展方向。

6结语综上所述,超声波CT技术应用于桥梁桩基的检测,具有较高的分辨率,反映情况真实准确,并且具有很好的灵敏度,特别是对于缺陷的定位具有其他方法不可比及的精度。然而这种方法也有它的缺点,成本高,一些小的工程很难想象应用这种检测方法,因此如何降低成本,更加完善超声波CT检测技术的系统功能成为我们需要开展的重要课题。

桥梁桩基检测技术篇(10)

一、红外成像法

自然界中任何高于绝对零度(-273℃)的物体都是红外线的辐射源,它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波,其波长为0.76-1000μm,频率为4×1014-3×1011hz。混凝土红外线无损检测是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时,将改变混凝土的热传导,使混凝土表面的温度场分布产生异常,用红外成像仪测出表示这种异常的热像图,由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。这种方法属非接触无损检测方法,可对检测物进行上下、左右的连续扫测,且白天、黑夜均可进行,可检测的温度为-50-2000℃,分辨率可达0.1-0.02℃,是一种检测精度较高、使用较方便的无损检测方法,并具有快速、直观、适合大面积扫测的特点,可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。

二、超声法

超声法是以声速值与材料强度之间的相关关系为基本依据,通过声速反映材料的密实度,进而根据密实度与材料强度之间的关系推算出材料强度。同时也能通过声速反映材料内部结构的均匀性、连续性等各项质量指标。

超声波法检测混凝土缺陷是根据超声波在混凝土中传播的速度、振幅、相位及主频的变化来判断混凝土内部的缺陷情况。混凝土内部常见的缺陷有:蜂窝状或松散状的不密实区、空洞、杂物或受意外损伤而形成的酥松区等。当超声波遇到以上缺陷时,其速度、振幅等常会发生一定程度的异常变化,分析这种异常变化可推知混凝土内部的缺陷状况。超声波法检测混凝土内部缺陷时常需要进行一定的数据处理及统计计算,且需要测试人员具有一定的检测经验。

三、超声回弹综合法

超声回弹综合法是以声速值、回弹值与材料强度之间的相关关系为基本依据,在自然状态下测试出材料的某些物理量,进而按相关关系推算出材料的强度。混凝土作为一种多相复合材料,均质性较差,应用单一的无损检测方法(如回弹法或超声法)推算混凝土强度,因影响因素多,使推算的混凝土强度不能达到一定的精度。如果采用两种或两种以上的无损检测方法(如超声回弹),获取多种物理力学参量,并建立混凝土强度与多项物理力学参量的综合相关关系,以便从不同角度综合评价混凝土的强度。

由于综合法(如超声回弹法)采用多项物理力学参量,能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,因而它比单一物理量的无损检测方法(如回弹法或超声法)具有更高的准确性和可靠性。可见,超声回弹的综合应用,能较确切地反映构件混凝土强度,对保证新建工程质量,以及对已建工程的安全性评价等方面提供科学依据。

四、电磁感应法

电磁感应法是人工向混凝土构件发射脉冲电磁波并对其内部的金属物(如钢筋)产生电磁感应作用,从而使该金属物产生感应电流,于是在其周围形成二次电磁场,通过专业仪器观测感应电磁场的变化或异常即可确定混凝土内部钢筋的位置和埋深(即保护层厚度)。

五、冲击回波法

冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面,从而在混凝土内产生一应力波,当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时,将产生反射波,接收这种反射波并进行快速傅里叶变换(fft)可得到其频谱图,频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的,根据其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试,特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。

六、回弹法

回弹法是以回弹值与材料强度之间的相关关系为基本依据,通过回弹值反映材料的表面硬度,进而根据硬度与强度之间的关系推算出材料强度,因此回弹法仅能确切地反映材料表面(深3cm左右)的状态。

回弹法使用的仪器为回弹仪,它是一种直射锤击式仪器,是用一弹击锤来冲击与混凝土表面接触的弹击杆,然后弹击锤向后弹回,并在回弹仪的刻度标尺上指示出回弹数值。回弹值的大小取决于与冲击能量有关的回弹能量,而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系,即可以在混凝土的抗压强度与回弹值之间建立起一种函数关系,以回弹值来表示混凝土的抗压强度。回弹法只能测得混凝土表层的质量状况,内部情况却无法得知,这便限制了回弹法的应用范围,但由于回弹法操作简便,价格低廉,在工程上还是得到了广泛应用。

七、拔出法

拔出法用于检测混凝土的强度,它是将安装在混凝土体内的锚固件拔出,测定其极限抗拔力,然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损(局部破损)检测方法。大量实验表明:极限拔出力与混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的对应关系,这就为该方法的应用提供了坚实的基础。拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种,预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法,后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔,然后在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构。

八、钻芯法

钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头,在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测混凝土的强度,结构混凝土受冻、火灾损伤的深度,混凝土接缝及分层处的质量状况,混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。该方法直观、准确、可靠,是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。

上一篇: 试用期员工个人总结 下一篇: 费用申请书
相关精选
相关期刊