贵广铁路桥梁基桩工程质量检测实施细则_

贵广铁路桥梁基桩工程质量检测实施细则_内容摘要：

位置在接桩位置处，宜结合其它检测方法进行评价。 3） 不同地质条件下的桩身缺陷检测深度和桩长的检测长度应根据试验确定 5) 对于混凝土灌注桩，采用时域信号分析时，应结合有关施工和地质资料，正确区分混凝土灌注桩桩身截面渐扩后陡降恢复至原桩径产生的一次同相反射，或由扩径突变处产生的二次同相反射，以避免对桩身完整性的 误判。 6) 对于嵌岩桩，当桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合地质和设计等有关资料以及桩底同相反射波幅的相对高低来判断嵌岩质量， 必要时采取钻芯法核验桩端嵌岩情况。 7) 应正确区分浅部缺陷反射和大头桩大头部分恢复至原桩径产生的同相反射，以避免对桩身完整性的误判，必要时可采取开挖方法查验。 8) 出现下列情况之一，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行： 19 ① 实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确分析和评价。 ② 当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料加以解释或验证。 ③ 桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。 9) 对采用低应变反射波法检测有疑问的桩，应进行验证检测： ① 桩身浅部存在缺陷可开挖验证； ② 桩身深部或桩底存在缺陷时可采用钻芯法进行验证； ③ 根据实际情况采用静载试验、钻芯法、高应变法或开挖进行验证。 (二 )声波透射法检测 1．概述 声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征；当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到 达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内混凝土的声学参数。 测试记录不同测试剖面对面和斜面的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。 在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。 测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在 另一根声测管中的换能器接收信号，声波检测仪测定有关参数并采集记录储存。 换能器由桩底同时从下往上依次检测，遍及各个截面。 20 声波透射法基桩质量检测工作程序框图 1 2 3 4 5 检测仪器 声波发射与接收换能器 非金属超声波检 测仪 声测管 材质与埋设 声测管成桩后互相平行 检测前准备 收集受检桩相关资料 检查测试系统工作状态 标定仪器延时，计算声时修正值 测量管口标高和声测管间净距 声测管内注满清水，检查声测管畅通情况 现场检测 换能器置于声测管中，到管底同一高度 设置仪器参数，进行检测（同步提升换能器） 实时显示和记录接收信号 桩身质量可疑测点，进行复测 资料整理 声学参数计算 绘制（ VZ） （ ApZ）（ fZ）曲线 桩身砼缺陷判定 桩身完整性类别综合判定 21 桩周土打印机计算机数据处理 信号输出信号输入参数设定非金属超声波检测仪声测管桩换能器测试系统被测系统电缆 基桩声波透射法检测系统框图 声波透射法测桩的特点：检测全面、细致，现场操作简便，迅速，不受桩长、长径比的限制，一般也不受场地限制。 2． 检测仪器 1) 声波发射与接收换能器应符合下列要求： ① 圆柱状径向振动，沿径向无指向性； ② 外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm； ③ 谐振频率宜为 30～ 60kHz； ④ 水密性满足 1MPa 水压不渗水。 2) 声波检测仪应符合下列要求： ① 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能； ② 声时测量分辨力优于或等于 S,声波幅值测量相对误差小于 5％，系统频带宽度为 1～ 200kHz，系统最大动态范围不小于 100dB。 ③ 声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值 不宜小于500V。 ④ 声波检测仪应采用具有自动记录功能的仪器。 22 3． 声测管埋设 基桩施工单位必须高度重视和严格声测管埋设工作，监理要加强事前提醒和过程检查，检测单位要向施工单位进行事先提示，确保声测管埋设一次合格。 杜绝声测管堵塞现象。 1) 材质与埋设 ① 声测管应采用金属管，内径不宜小于 40mm，管壁厚不应小于。 ② 声测管应下端封闭，上端加盖，管内无异物；声测管采用绑扎方式与钢筋笼连接牢固（不得焊接）；声测管连接应积极采用外加套筒焊接方式进行，杜绝连接处断裂和堵管现象；连接处应光滑过渡，不漏 水；管口应高出桩顶 100mm以上，且各声测管管口高度应一致。 2) 保证声测管在成桩后相互平行。 声测管应沿桩截面外测呈对称形状布置，如 下 图布置并编号： 声测管应沿桩截面外测呈三角形状布置。 沿直径布置 呈三角形布置 呈四方形布置 D≤ 800mm 800mm＜ D≤ 2020mm D＞ 2020mm 声测管布置示意图（图中阴影为声波的有效检测范围示意） 检测剖面编组分别为： ab； ab， ac， bc； ab， ac， ad， bc， bd， cd。 图1 声 测管布置方式 23 4. 现场检测前准备工作应符合如下规定： 1） 调查、收集待检工程及受检桩的相关技术资料和施工记录。 包括：桩的类型、尺寸、标高、施工工艺、地质状况、设计参数、桩身混凝土参数、施工过程及异常情况记录等信息 )。 2） 检查测试系统的工作状况，采用标定法确定仪器系统延迟时间 (参考《建筑基桩检测技术规范》 JGJ2020条文说明 )，计算声测管及耦合水层声时修正值； 3） 将伸出 桩顶的声测管切割到同一标高，测量管口标高，作为计算各测点高程的基准； 4） 将各声测管内注满清水，封口待检； 5） 在放置换能器前，检查声测管畅通情况，以免换能器卡住或换能器电缆被拉断，造成损失； 6） 准确测量桩顶面相应声测管之间外壁净距离，作为相应的两声测管间管距精确至 1mm； 7） 测试时径向换能器宜配置扶正器，保证换能器在管中居中，又保护换能器在上下提升中不致与管壁碰撞，损坏换能器。 8） 桩身强度应达到混凝土设计强度的 70％ 且不少于15Mpa。 5．现场检测 现场检测过程宜分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进 行普查，找出声学参数异常测点。 然后，对声学参数异常的测点采用加密测试，必要时采用斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依据。 1) 将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中同一高度的测点处。 24 2) 设置好仪器参数，进行检测。 3) 发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于 250mm。 4) 实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线 及主频值。 5) 将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。 6) 在桩身质量可疑的测点周围，应加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。 7) 在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。 8) 当声测管出现堵管情况时，按以下规定执行 ： ① 埋有两根或三根声测管，当某一根声测管桩底堵管采用斜测法时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于 40o。 ② 埋有四根声测管，当对角线上两根声测管堵管采用斜测法时，两个换能器中点连 线的水平夹角不应大于 40o，可采用斜测法检测。 ③ 其它情况下，在所堵声测管附近钻芯，检测桩身混凝土完整性，并用钻芯孔作为通道进行声波透射法检测。 此时应注意钻芯孔垂直度变化使发射和接受换能器间距变化对检测信号的影响。 6．资料处理 1) 声学参数的计算和波形记录 各测点的声时 ct 、声速 v、波幅 pA 及主频 f应根据现场检测数据，按下列各式计算，并绘制声速－深度 (vz)曲线和波幅－深度 ( pA － z)曲线，需要时可绘制辅助的主频－深度 (fz)曲线： 25 39。 0 tttt ici  cii tlv 39。  0lg20 aaA ipi  ii Tf 1000 式中 cit —— 第 i 测点声时 (s )； it —— 第 i 测点声时测量值 (s )； 0t —— 仪器系统延迟时间 ( s )； 39。 t —— 声测管及耦合水层声时修正值 (s )； 39。 l —— 每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离 (mm)； iv —— 第 i 测点声速 (km/s)； piA —— 第 i 测点波幅值 (dB)； ia —— 第 i 测点信号首波峰值 (v)； 0a —— 零分贝信号幅值 (v)； if —— 第 i 测点信号主频值 (kHz),也可由信号频谱的主频求得； iT —— 第 i 测点信号周期 ( s )。 2) 判定依据 桩身混凝土缺陷应根据下列方法综合判定： ① 声速低限值判据 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其视为可疑缺陷区。 Di vv  式中 iv —— 第 i 个测点声速值 (km/s)； Dv —— 声速临界值 (km/s)。 26 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与 2 倍声速标准差之差，即： 式中 v —— 正常混凝土声速平均值 (km/s)； v —— 正常混凝土声速标准差； iv —— 第 i 个测点声速值 (km/s)； n—— 测点数。 当检测剖面 n个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时， 宜采用声速低限值判据。 即实测混凝土声速值低于声速低限值时，可直接判定为异常。 Li vv  式中 iv —— 第 i 个测点声速值 (km/s)； Lv —— 声速低限值 (km/s)。 声速低限值应由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地区实际经验确定。 ② 波幅判据 波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：  ni pim AnA 11 6 mpi AA 式中 mA —— 波幅平均值 (dB)； 27 n—— 检测剖面测点数。 当式上述成立时，波幅可判定为异常。 ③ PSD 判据 当采用斜率法的 PSD 值作为辅助异常点判据时， PSD 值应按下列公式计算： tKPSD  1 cici ttt 式中 cit —— 第 i 测点声时 (s )； 1cit —— 第 i1 测点声时 ( s )； iz —— 第 i 测点深度 (m)； 1iz —— 第 i1 测点深度 (m)； 根据 PSD 值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，进行异常点判定。 当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频－深度曲线上主频 值明显降低可判定为异常。 3) 桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD 判据、混凝土声速低限值以及桩身可疑点加密测试 (包括斜测。