桩基检测技术培训讲义概述PPT课件

传感器 安装
使传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好
现场检测技术
检测流程
程序设置
在开始检测之前必须根据不同桩 的情况对程序进行设置，下面给 出一个例子来学习整个的检测过 程的软件操作，注意：以下只讲 解了在检测过程中常用的功能， 其他功能及程序中出现的参数请 仔细阅读软件操作说明书，这里 不一一详细说明。
点击打印后出的打印信息预览界面
现场检测技术
打印确 定后出 来的打 印提示， 当分析 完四根 桩的波 形后并 都打印 确定后 打印机 才开始 输出
检测流程 波形分析
现场检测技术
选择打印的内 容和输出方式
检测流程 波形分析
指定每页打 印几个波形
打印输出格式由设置界面中打 印信息栏和打印高级设置决定
现场检测技术
扩径 反射， 与入 射波 反相
基本概念及检测原理
扩径 反射， 与入 射波 反相
应力波在波阻抗增大桩中的传播
T V
桩底 反射， 与入 射波 同相
桩 扩L 径
缩径 反射， 与入 射波 同相
基本概念及检测原理
T1 T2
V
T3 T4
T
L1
L
L2
整桩平均波速C：
C=2L÷（T4－T1）
扩径位置L1：
L1=C×（T2－T1）÷2
预设桩长 预设波速： C25：3300 C30：3600 C35：3800 C20：3000
单击进入主 操作界面
桩长=12米；混凝土标号：C30；桩径：1米 用速度传感器进行检测
现场检测技术
检测流程
手锤锤击
手锤垂直与桩面，锤击点平 整，锤击干脆，形成单扰动
现场检测技术
检测流程

21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！Leabharlann 年超声波桩基检测技术培训11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克

桩本身的材料强度
地基土强度
主要因素
第一篇 第2章：桩的基本知识
土
桩
体体
在竖向受压荷载作用下
桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承担
桩侧阻力先发挥，先达极限
端阻后发挥，后达极限
二者的发挥过程反应了桩土体系荷载的传递过 程：在初始受荷阶段，桩顶位移小，荷载由桩 上侧表面的土阻力承担，以剪应力形式传递给 桩周土体，桩身应力和应变随深度递减；随着 荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上 至下逐步被发挥出来，在达到极限值后，继续 增加的荷载则全部由桩端土阻力承担。随着桩 端持力层的压缩和塑性挤出，桩顶位移增长速 度加大，在桩端阻力达到极限值后，位移迅速 增大而破坏，此时桩所承受的荷载就是桩的极 限承载力。
s
试验荷载作用下闭合
第一篇 第2章：桩的基本知识
土桩 体体
竖向拉拔荷载作用下的单桩
• 承受竖向拉拔荷载作用的单桩其承载机理同竖 向受压桩有所不同。
• 首先抗拔桩常见的破坏形式是桩-土界面间的 剪切破坏，桩被拔出或者是复合剪切面破坏， 即桩的下部沿桩-土界面破坏，而上部靠近地 面附近出现锥形剪切破坏，且锥形土体会同下 面土体脱离与桩身一起上移。当桩身材料抗拉 强度不足（或配筋不足）时，也可能出现桩身 被拉断现象。
第一篇 第1章：概论
1.1 桩的应用历史
20世纪初，钢桩和钢筋混凝土预制 桩相继问世并得到广泛应用
30年代，欧洲一些国家也开始广泛使 用钢桩
1949年美国雷蒙德混凝土桩公司最早 用离心机生产了中空预应力钢筋混凝土 管桩
我国从50年代开始生产预制钢筋混凝 土桩
20世纪60～70年代，我国也研制生产 出预应力钢筋混凝土管桩
相互作用
端阻

tDddd
w
（3）在检测管内应注满清水。 （4）将每2根检测管编为一组，并测量每一组检测 管中心间的距离。
检测方法
首先将装设有扶正器的接收及发射换能器置于检测管 内，调试仪器的有关参数，直至显示出清晰的接收波形， 且使最大波幅达到显示屏的三分之二左右为宜；
然后宜由检测管底部开始，将发射与接收换能器置于 同一标高，测取声时、波幅或频率，并进行记录；
第三，发射与接收换能器应同步升降，测量点距20～ 40cm，各测点发射与接收换能器累计相对高差不应大于2cm ，并应随时校正；发现读数异常时，应加密测量点距。
检测数据的处理与桩身完整性判定
（1）概率法
t0 t 2t
（2）PSD判据法
Si
ti Hi
ti1 Hi1
Ki Si(ti ti1)(H tiitH i1i)2 1
Ⅳ类桩：某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速
、波幅值明显小于临界值，PSD值突变，波形严重畸变。
反射波法
反射波法源于应力波理论，适用于检测桩身混凝土的完整性 ，推定缺陷类型及其在桩身中的位置，也可以对桩长进行校核， 对桩身混凝土强度等级作出估计。
基本概念
距离-L 时间-t 波速-V
V=L/t
波速-V 波长-λ 频率-f 周期-T 零读数-t0
V=λ/T=λf f=1/T
例1 V=4000m/s λ=8cm T=? T=0.08/4000=0.00002s=20μs
时间单位 min s ms μs
例2 声时 212μs 零读数12μs 声距80cm 声速=？
A.3.2
B.3.7
C.4.2
D.4.7
V=L/t
V1=V2

现在，桩的尺寸越来越大，桩的质量控制也越来越难，出现缺 陷的可能就会更多，给检测带来了难度。所以如何在不破坏桩 的情况下全面检测桩的各个部位也是一个等待解决的问题。
同时，由于部分桩基检测方法会破坏桩体，降低桩的强度，所 以要求无损检测技术能广泛的运用到桩基检测中来。因此，轻 便容易携带，操作简单省时，检测结果清楚直观，会是将来桩 基检测的主要发展方向。
Φ=0.6～1.0m
Φ=1.0～2.0m
Φ>2.0m
22
7. 其他检测方法简介
电探法：电探法是根据物探中的点法勘探原理提出来的，作为 桩基检测还只是初步探索性的实验，和实际应用还有很大距离。
23
24
12
6. 动力试桩法（高应变法）
6.1原理及分类
原理：利用重锤冲击桩顶产生的瞬时冲击力，使桩周土产生塑 性变形，通过安装在桩顶两侧的力传感器和加速度传感器实测 桩顶力和速度的时程曲线，并用应力波理论分析确定桩的极限 承载力以及检测桩身结构完整性。
分类：根据理论模型和计算承载力的方法不同又可分多种检测 方法，具体如下：打桩公式法、锤击贯入法、波动方程半经验 解析解法（也称Case法）、实测曲线拟合法、静动法 （Statnamic）等。
6.4反射波法及其实例
缩颈桩的波形：应力波通过灌注桩突然变化的截面(表现为缩颈 或扩颈等)时，其反射波、透射波与入射波发生变化。因缩颈表 现为弹性波由桩顶向下传播时，下行弹性波将产生反射波和透 射波，且反射应力波为上行拉力波，由应力符号定义，上行拉 力波和下行压缩波的方向一致，因此入射波到达桩顶时，传感 器测到的应力波和初始冲击压缩波的方向一致，且反射波的速 度、方向也与入射波相同，在波形上表现为振动方向一致（如 示意图所示）。
粉土---10d； 非饱和粘土---15d； 饱和粘土---25d。

超声波在介质中传播可检测到的参数： 1、声速 超声波传播的速度 2、声幅 超声波的波幅 3、声频 超声波的频率

§1.2 超声波基本参数
1、声速：混凝土检测中最常用的参数
固体介质中声波的波速取决于波动方程的形式和介质 的弹性常数，而波动方程的形式则取决于波的类型和介质 的边界条件，因此，声波在固体介质中的传播速度主要受 下列三方面因素的影响：
2 几个概念
桩：桩是埋入土中的柱状、管状、筒状或板状的受力 杆件 桩的作用（功能）：是将上部结构的荷载传递到深部 较坚硬、压缩性小的土层或岩层上 桩的承载力的两个决定因素：桩身结构承载力和地基 土对桩的支承能力 基桩质量检测的两个重要内容：桩身完整性和承载力 桩的竖向承载力：在竖向荷载作用下到达破坏状态前 或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载值 桩身完整性：反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料 密实性和连续性的综合定性指标
声波透射法检测
1 超声波的基本知识 §1.1 超声波的基本知识 §1.2 超声波基本参数

§1.1 超声波的基本知识
§1.1 超声波的基本知识
简谐振动--- 振动---波---超声波
振动：质点运动的往复机械运动，周期性，持续性，内源性。 （震动：非周期性，瞬时性，外源性）
波的类型：由于不同类型的波在固体介质中的传播机 理不同，也就导致了传播速度的差异。
固体介质的性质：对于弹性介质，主要取决于它的密 度、弹性模量、泊松比。这是影响波速的内在因素，介质 的弹性特征愈强（E或G愈大），则波速愈高。
边界条件：实际上就是固体介质的横向尺寸（垂直于 波的传播方向上的几何尺寸）与波长的比值，比值越大， 传播速度越快。
传播机制：质点间的压力与拉力 横波（S波）：质点运动方向垂直与波的传播方向

（4）应测量并记录桩顶截面尺寸。 ①确定检测点数
目的
②帮助分析判断 （5）混凝土灌注桩的检测宜在成桩14d以后进行。
建设部和铁道部规定：至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa.
（6）打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。
2．传感器安装规定 （1）传感器的安装可采用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂， 粘结应牢固，并与桩顶面垂直。 传感器安装的好坏对采集信息的影响很大，粘结层应可 能薄。传感器底面与桩顶应紧密接触，不得用手接触传 感器，在信号采集过程中不得产生滑移或松动。
桩基质量检测技术
主讲：王勇
甘肃交通职业技术学院 20014－6－13
内容：
一、桩基检测概论 二、桩的低应变动力检测 三、声波透用桩基础 桩基础是历史悠久、应用广泛的一种基础形式。在我 国高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油 平台以至核电站等工程中，都有普遍应用。 目前我国桥梁工程中最大桩径已超过 5m，基桩入土深 度已达100m以上。
桩基础在我国高层 建筑、重型厂房、 桥梁、港口码头、 海上采油平台以至 核电站等工程中， 都得到普遍应用。
一 、桩基检测概论
（二）基桩分类
按成桩方法对土层的影响分类： 1、挤土桩（打入、压入、沉管灌注桩）；2、非挤土桩（挖孔、钻孔灌注桩）； 3、部分挤土桩、微排土桩（I 型、H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩和螺旋桩）； 按成桩方法对土层的影响分类： 1、木桩；2、钢桩；3、混凝土桩；4、组合桩； 按桩的功能分类： 1、抗轴向压桩（摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩）；2、抗侧压桩；3、抗拔桩； 按成桩方法分类： 1、打入桩；2、就地灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、夯扩 桩、复打桩）； 3、静压桩；4、螺旋桩；5、碎石桩；6、水泥土搅拌桩（深层搅拌桩、粉喷桩）。

1、垂直入射
（1）单一的平面界面
当平面波垂直入射到一个光滑平面界面时， 将产生一个与入射波方向相反的反射波和一个与 入射波方向相同的透射波（图1-10）。这是波入 射到界面上时最简单的情况。
先讨论入射波、反射波和透射波声压之间的关系。
在界面上，用反射波声压pr与入射波声压p0的比值表示
声压反射率R，即：
声波法透射法的基本原理
声波：是在介质中传播的机械波，依据波动频率 的不同分为：
次声波：0～2×101Hz 可闻声波：2×101Hz～2×104Hz 超声波：2×104Hz～1010Hz 特超声波：＞1010Hz 用于混凝土声波透射法检测的声波频率一般为： 2×104Hz～2.5×1010Hz
同样依据质点振动方向与波的传播方向的可分为： 纵波、横波及表面波。
鉴于目前高重建筑、公路桥梁工程大量使用大 直径桩和超长桩，该方法将越来越多的使用在基桩 的检测中。
分四个部分讲解：
声学理论 检测技术 测试方法 工程实例
第一部分 基本原理
波动与声波的概念 声波在介质中的传播速度 声波在介质界面上的反射与透射 声波在传播过程中的衰减 混凝土中的声波特性
2019年地基基础检测培训班
声波透射法检测桩身完整性
声波透射法（超声波法）：
在桩身预埋一定数量的声测管，通过水的耦合 ，超声波从一根声测管中发射，在另一根声测管中 接收，或单孔中发射，可以测出被测混凝土介质的 参数。由于超声波在混凝土中遇到缺陷时会波产生 绕射、反射和折射，因而达到接收换能器时，根据 声时、波幅及主频等特征参数的变化来判别桩身的 完整性。
所以入射角等于反射角（i=β ）。
折射定律：入射角（i）的正弦与折射角（θ ）
的正弦之比等于入射波与折射波速度之比，即：

弦式钢筋计应按主筋直径大小选择，仪器的可测频率范围应大于桩在最 大加载时的频率的1.2倍；带有接长杆弦式钢筋计可焊接在主筋上；不宜采 用螺纹连接。弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力 应优于或等于1Hz。
• 测试数据整理
采用应变式传感器测量时，应对实测应变值进行导线电阻修正； 各断面处的桩身轴力计算，应按标定面的应力应变关系进行拟合计算 分层极限摩阻力和极限端阻力计算
应力，计算桩身弯矩 设计试桩加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏，工程桩检测
以水平位移允许值控制
• 仪器设备安装
反力由相邻桩提供，反力结构＞1.2倍 作用点与承台标高一致 接触处应安置球形支座，作用是在试验过程中，保持作用力的方向始
终水平和通过桩轴线，不随桩的倾斜或扭转而改变。保证千斤顶对试 桩的施力点在试验过程中保持不变
• 混凝土桩的桩头处理
距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩 径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间 距60～100mm。
桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。
单桩竖向抗拔静载试验
• 适用范围 • 仪器设备安装
式中：ＰD -- 千斤顶工作压力，单位：MPa（对应前面的y）
ＰC -- 传感器额定工作压力，单位：MPa 常用的压力传感器的额定工作压力为80MPa
Ｑ -- 千斤顶出力，单位：kN （对应前面的x）
y (x n bi ) / n 1
a a i1 i i1 i
式中 y－多ai－千斤顶标定方程系数，单个千斤顶标定方程 y ai x b i
bi－千斤顶标定方程系数 n－千斤顶个数
n bi ( b1 b2 ... bn )