TIP热法桩身完整性测试设备应用案例和数据分析（三）

热法桩身完整性测试（TIP）是通过测温电缆与数据采集盒（TAPs）来完成的。TIP测试系统由美国PDI公司与FGE联合生产，通过埋设于混凝土内部的测温电缆，测试并记录混凝土凝固过程中的温度。

测温电缆由一系列测温传感器组成，沿电缆每隔30cm布置1个。对于下述案例的D形墙，我们绑扎了7根电缆，长度与钢筋笼长度相同，在钢筋笼下放前完成绑扎。墙内共安装了两个1A型钢筋笼。钢筋笼下到指定深度后，在每根电缆上连接采集盒，在浇筑混凝土之前即开始数据采集。

在混凝土凝固过程中，水泥水化产生热量，使得桩身内部温度升高。每隔15分钟，TAP数据采集盒会自动记录电缆上每个传感器测量的温度值，生成温度沿深度方向的曲线。当温度达到峰值后，将TAP连接到TIP主机，下载测试数据以便进行进一步分析。

TIP测试数据可以用来分析评价混凝土质量以及钢筋笼的位置。测温电缆沿深度方向的温度平均值与整体混凝土浇筑量直接相关。通过不同深度处的传感器的温度的平均值，可以评价墙体的完整性。如果测量的平均温度沿深度方向是连续一致的，就认为墙体的尺寸与质量是均匀的。如果局部出现温度值升高，则可怀疑出现扩径，而如果局部温度值降低，则怀疑缩颈或混凝土质量有问题。如果截面超过10%出现异常，则可在多根电缆的同一深度位置看到信号异常。因为土壤和泥浆不会发热，所以如果出现夹泥等问题，也会出现温度值降低的现象。

通过单根电缆温度与所有电缆温度平均值的差异，可以判断钢筋笼的偏位情况。如果电缆温度偏高，则表明该电缆更接近桩中心，或者靠近扩径位置；而如果电缆温度偏低，则表明该电缆接近桩土交界面，或者靠近缺陷。查看径向对称的两根电缆的温度，如果一根电缆温度高于平均值，而另一根温度低于平均值，那么可以判断钢筋笼发生了偏移。

墙体信息

基础编号：006

浇筑日期：26/11/2020

结构设计尺寸（mm）：6670 x 1000

钢筋笼尺寸 x2（mm）：2885 x 815

安装传感器的钢筋笼长度（m）：20.7

浇筑混凝土墙体深度（m）：21.4

设计混凝土浇筑量（m3）：138.4

实际混凝土浇筑量（m3）：148

有效混凝土浇筑量（m3）：n/a

超灌：7.2%

PPL（mOD）：90.575

Panel Concrete Level（mOD）：87.875

Panel Cut-Off Level（mOD）：87.875

Panel Base Level（mOD）：66.475

Cage Base Level（mOD）：67.2

结果

一、实测数据

TIP测试结果包括实测温度-深度曲线。如果测温度点足够多，温度轮廓图可以完整展示不同时间点，每一个传感器沿深度方向的温度。

分析的最佳时间点基本在温度峰值点与峰值温度一半时间点。该项目温度峰值时间为浇筑后82小时。

总体来说，因为电缆位置不同，以及在墙体开挖过程中不可避免的会造成钢筋笼的偏位，所以TIP测试的温度偏差±2.2℃被认为是正常的。只有在某一深度处出现突然的温度降低，才认为是异常点。

温度测试结果如图1-5所示。图1-3为以下时间点测试的14根电缆的温度-深度曲线：安装后第一次测试（图1），峰值温度一半时间（图2），峰值温度（图3）。电缆的布置如图7所示。

图1 混凝土浇筑过程中（浇筑3小时后）

图2 峰值温度一半时间~所有电缆

图3 峰值温度曲线~所有电缆

图4是墙体两侧的温度曲线与所有电缆平均曲线叠加视图。图5是墙体两侧边缘电缆的曲线。墙体详细钢筋分布图参见图6。

图4 墙体两侧峰值温度曲线

图5 墙体边缘曲线

图6 钢筋分布图

图7 电缆分布图

图8确认电缆详情，图9为安装过程的照片。

图8 电缆详情

图9 安装照片

二、调整与假设

结构顶部温度曲线的偏移是由于混凝土与空气界面热量损失造成的。而底部的偏移则是由于混凝土与土壤界面的热量损失造成的。均匀桩的温度曲线在偏移区域是符合双曲正切曲线的，把双曲正切曲线与实测温度曲线叠加，通过两者的差异，可计算出偏移区域的有效曲线。

三、数据解读

（1）从实测的温度-深度曲线来看，墙体未出现明显异常。

（2）在深度13m处，出现明显的温度上升，在该位置钢筋笼外侧安装有一个塑料接线盒。因此，阻碍了这里的热量向周围土体发散，从而造成温度升高。

（3）墙体边缘数据在接近底部的位置有异常，不过这与实际开挖方式是吻合的。

（4）从总体的测温结果来看，墙体在测试深度范围内没有出现突然的温度降低，表明没有明显异常。所有14根电缆在检测期间工作正常。