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1、模块四 桥梁工程检测,模块构架,桥 梁 工 程 检 测,情境一、钻(挖)孔灌注桩泥浆性能指标检测 情境二、钻(挖)孔灌注成孔质量检测 情境三、灌注桩完整性检测 情境四、基桩静荷载试验检测,项目一 桥梁工程基础检测,项目二 桥梁上部结构检测,情境一、板式橡胶支座检测 情境二、盆式橡胶支座检测 情境三、混凝土构件试验检测及质量评定方法 情境四、混凝土强度评定方法,项目一 桥梁工程基础检测,情境一 钻(挖)孔灌注桩泥浆性能指标检测,方案一 钻(挖)孔灌注桩泥浆性能指标检测,(1)相对密度 (2)粘度 (3)静切力 (4)含砂率 (5)胶体率() (7)酸碱度 (6)失水率(mL/30min),钻孔灌
2、注桩调制的护壁泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成，应根据钻孔方法和地层情况采用不同的性能指标。,1.泥浆性能要求,注意： (1)地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限； (2)地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限； (3)在不易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可用清水提高水头(2m)维护孔壁；,(4)若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时可掺用添加剂改善泥浆性能。 (5)直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖
3、层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆，此泥浆的特点是不分散、低固相、高粘度。,(1)相对密度 用泥浆相对密度计测定。 将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态(即水平泡位于中央)，读出游码左侧所示刻度，刚为泥浆的相对密度儿。,2泥浆性能指标检测,若工地无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2,再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则,(2)粘度 用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700mL均注入漏斗，
4、然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间(s)，即为所测泥浆的粘度。 校正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，其偏差如超过1s，测量泥浆粘度时应校正。,图4.1.1.1-1粘度计(尺寸单位：mm) 1-漏斗；2-管子；3-量杯200mL；4-量杯500mL部分；5-筛网及杯,返回,(3)静切力 工地可用浮筒切力计测定(图4.1.1.1-2 )。测量泥浆切力时，可用下式表示：式中：G铝制浮筒质量(g)；d浮筒的平均直径(cm)；h浮筒的沉没深度(cm)；泥浆容重(g/cm3)；浮筒壁厚(cm)。,图4.1.1.1-2浮筒切力计,返回,量测时，先将约500m
5、l。泥浆搅匀后，立即倒入切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时，轻轻放下，当它自由下降到静止不动时，即静切力与浮筒重力平衡时，读出浮筒上泥浆面所对的刻度(刻度是按公式(4.1.1.1-2)计算值刻划的)，即为泥浆的初切力。取出切力筒，按净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后，静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa，此切力计如买不到可自制。,(4)含砂率 工地可用含砂率计(图4.1.1.1-3)测定。量测时，把调好的泥浆50mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪器
6、刻度上读出)乘2就是含砂率(有一种大型的含砂率计，内装900mL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率)。,返回,图4.1.1.1-3 含砂率计,(6)失水率(mL/30min) 用一张12cm12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴入圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径(mm)，即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度(mm)即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于23mm。,(7)酸碱度 即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸喊标度之一。pH值等于溶液中氢离子浓度的负对数值，即pH=-lgH+=1g1H+
7、。pH值等于7时为中性，大于7时为碱性，小于7时为酸性。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出pH值。也可用pH酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出pH值。,3注意问题 (1)无论采用何种方法清孔，清孔后泥浆试样应从孔底提出，进行性能指标检测，检测结果应符合表4.1.1.1-1的规定。 (2)在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。,情境二 钻(挖)孔灌注成孔质量检测,桥梁工程中常用的灌注桩施工方式主要有钻孔、冲击成孔、冲抓成孔和人工挖孔等。人工
8、挖孔为干作业施工，成孔后孔壁的形状、孔深、垂直度、孔底沉淀厚度以及钢筋笼的安放位置等均可通过目测或人下到孔内进行检查，成孔质量较易控制。钻孔、冲击成孔或冲抓成孔等灌注桩，通常以泥浆进行护壁，为湿作业施工。成孔后孔中充满泥浆而无法目测或人下到孔内进行检查，孔壁的形状、垂直度和沉淀土厚度等只能通过仪器进行检测。下面主要介绍湿作业灌注桩成孔质量检查的主要内容及其相应的方法。,方案一 钻(挖)孔灌注成孔质量检测,1桩位偏差检查 2孔径检查 3桩倾斜度检查 4、沉淀土厚度,1桩位偏差检查 基桩施工前应按设计桩位平面图落放桩的中心位置，施工结束后应检查中心位置的偏差，并应将其偏差绘制在桩位竣工平面图中，检
9、测时可采用经纬仪对纵、横方向进行量测。桩孔中心位置的偏差要求，对于群桩不得大于100mm，单排桩不得大于50mm。当桩群中设置有斜桩时，应以水平面的偏差值计算。,2孔径检查 桩孔径可用专用球形孔径仪、伞形孔径仪和声波孔壁测定仪等测定。 伞形孔径仪，其由测头、放大器和记录仪三部分组成。测头为机械式的，测头放入测孔之前，四条测腿合拢并用弹簧锁定，测头放入孔内到达孔底时，四条测腿立即自动张开。,图4.1.2.1-1孔径仪 a)测头 b)孔径仪检测装置 a)1-电缆；2-密封筒；3-测腿；4-锁腿装置 b)1-测头；2-三角架；3-钢丝绳；4-电缆；5-放大器；6-记录仪,返回,当测头往上提升时，由于
10、弹簧力作用，腿端部紧贴孔壁，随着孔壁凹凸不平状态相应张开或收拢，带动密封筒内的活塞杆上下移动，使四组串联滑动电阻来回滑动，将电阻变化转化为电压变化，经信号放大并记录，即可自动绘出孔壁形状而测出孔径尺寸。 此外，也可采用简易的木制铰接量径器测定，其使用简便，量测精度约为10mm，其构造可详见有关文献,3桩倾斜度检查 一般要求对于竖直桩，其允许偏差不应超过1，斜桩不应超过设计斜度的2.5。 桩倾斜度的检查采用图4.1.2.1-2所示当检查的桩孔较深且倾斜度较大时，可根据地质及施工情况选用JDL-1型陀螺测斜仪或JJX-3型井斜仪检查，也可采用声波孔壁测定仪绘出连续的孔壁形状和垂直度如图4.1.2.
11、1-3和图4.1.2.1-4声波孔壁测定仪。,图4.1.2.1-2桩的倾斜度检查 1-钢筋圆球；2-标尺；3-元钉；4-木枋；5-导向滑轮；6-钻架横梁,简易方法。在孔口沿钻孔直径方向设一标尺，标尺上0点与钻孔中心重合，并使滑轮、标尺0点和钻孔中心在同一铅垂线上，其高度为H。穿过滑轮的测绳一端连接于用钢筋弯制的圆球(圆球直径比钻孔直径略小些)，另一端通过转向滑轮用手拉住。将圆球慢放入钻孔中，并测读测绳在标尺上的偏距e，则倾斜角 =aretan(eH)。 该方法工具简单、操作方便，但测读范围以。值小于钻孔的半径为最大限度，且读数较为粗糙。,图4.1.2.1-3声波孔壁测定仪 1-电机；2-走纸速
12、度控制器；3-记录仪；4-发射探头；5-接收探头；6-电缆；7-钢丝绳,返回,图4.1.2.1-4孔壁形状和偏斜,返回,4.孔底沉淀层厚度检查 检测方法目前还不够成熟，下面介绍几种工程中常试用的方法。,垂球法 垂球法是一种惯用的简易测定沉淀土厚度的方法。其将重约1kg的铜制锥体垂球，顶端系上测绳，把垂球慢慢沉入孔内，凭手感判断沉淀土顶面位置，其施工孔深和量测孔深之差值即为沉淀土厚度。,电阻率法 电阻率法沉淀土测定仪由测头、放大器和指示器组成。它是根据介质不同，如水、泥浆和沉淀颗粒具有不同的导电性能，由电阻阻值变化来判断沉淀土厚度。测试时将测头慢慢沉入孔中，观察表头指针的变化，当出现突变时记录深
13、度h1，继续下沉测头，指针再次突变记录深度h2，直到测头不能下沉为止，记录深度h3，设施工深度为H，则各沉淀土厚度为(h2一h1)、(h3一h2)和(Hh3)。,电容法 电容法沉淀土厚度测定原理是当金属两极板间距和尺寸不变时，其电容量和介质的电解率成正比关系，水、泥浆和沉淀土等介质的电解率有较明显差异，从而由电解率的变化量测定沉淀土的厚度。 钻(挖)孔在终孔和清孔后，应进行孔位、孔深检验。一般情况下孔径、孔形和倾斜度宜采用上述专用仪器测定，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为46倍外径的钢筋笼检孔器吊入钻孔内检测。,情境三 灌注桩完整性检测,1
14、. 钻芯检验法 2.振动检验法 (1)敲击法和锤击法 (2)稳态激振机械阻抗法 (3)瞬态激振机械阻抗法 (4)水电效应法 3超声脉冲检验法 4射线法,从以上所列的常用检测方法可见，桩基检测方法的研究和应用是一个十分活跃的领域。国家建设部、地矿部早在1995年12月就颁布了基桩低应变动力检测规(JGJT 93-95)1997年颁布了基桩高应变动力检测规(JGT 10697)。公路桥梁基桩检验多数地区实行普查，交通部也于2004年11月颁布了公路工程基桩动测技术规程 (JTGT F81-01-2004)其检验的基本方法有以下几种。,方案一 反射波法（JTGT F81012004）,公路桥梁基桩检
15、验多数地区实行普查，基桩低应变动力检测法以其设备轻便灵活、现场检测工作量小、检测效率高、检测费用低等优点得到了广泛应用。,1基本原理 反射波法源于应力波理论，基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，在桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断桩或严重离析等部位)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位，将产生反射波。经接收、放大滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速、判断桩身完整性。,2适用范围 (1)反射波法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩身的完整性，判定桩身缺陷位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。 (2)反射波法适用于混凝土灌注桩和预制桩等刚性材料桩
16、的桩身完整性检测。 (3)使用反射波法时，被检桩的桩端反射信号应能有效识别。,3检测仪器与设备 (1)反射波法检测系统由传感器、激振锤、一体化检测仪和打印机等组成，其中一体化检测仪由信号采集及处理仪和相应的分析软件等组成(图4.1.3.1-1),图4.1.3.1-1反射波法检测系统,返回,(2)信号采集及处理仪应符合下列规定： 数据采集装置的模一数转换器不得低于12bit。 采样间隔宜为10500s，可调。 单通道采样点不少于1024点。 放大器增益宜大于60dB，可调，线性度良好，其频响范围应满足55000Hz。 (3)传感器的性能应符合下列规定： 传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。,加速度传感器的电压灵敏度应大于100mVg，电荷灵敏度应大于20PCg，上限频率不应小于5kHz，安装谐振频率不应小于6kHz，量程应大于100g。 速度传感器的固有谐振频率不应大于30Hz，灵敏度应大于200mVcm.s-1，上限频率不应小于1.5kHz，安装谐振频率不应小于1.5kHz。 (4)根据桩型和检测目的，宜选择不同材质和质量的力锤或力棒，以获得所需的激振频率和能量。,
