TIP熱法樁身完整性測試設(shè)備應用案例和數(shù)據(jù)分析（三）
熱法樁身完整性測試（TIP）是通過測溫電纜與數(shù)據(jù)采集盒（TAPs）來完成的。TIP測試系統(tǒng)由美國PDI公司與FGE聯(lián)合生產(chǎn)，通過埋設(shè)于混凝土內(nèi)部的測溫電纜，測試并記錄混凝土凝固過程中的溫度。
測溫電纜由一系列測溫傳感器組成，沿電纜每隔30cm布置1個。對于下述案例的D形墻，我們綁扎了7根電纜，長度與鋼筋籠長度相同，在鋼筋籠下放前完成綁扎。墻內(nèi)共安裝了兩個1A型鋼筋籠。鋼筋籠下到指定深度后，在每根電纜上連接采集盒，在澆筑混凝土之前即開始數(shù)據(jù)采集。
在混凝土凝固過程中，水泥水化產(chǎn)生熱量，使得樁身內(nèi)部溫度升高。每隔15分鐘，TAP數(shù)據(jù)采集盒會自動記錄電纜上每個傳感器測量的溫度值，生成溫度沿深度方向的曲線。當溫度達到峰值后，將TAP連接到TIP主機，下載測試數(shù)據(jù)以便進行進一步分析。
TIP測試數(shù)據(jù)可以用來分析評價混凝土質(zhì)量以及鋼筋籠的位置。測溫電纜沿深度方向的溫度平均值與整體混凝土澆筑量直接相關(guān)。通過不同深度處的傳感器的溫度的平均值，可以評價墻體的完整性。如果測量的平均溫度沿深度方向是連續(xù)一致的，就認為墻體的尺寸與質(zhì)量是均勻的。如果局部出現(xiàn)溫度值升高，則可懷疑出現(xiàn)擴徑，而如果局部溫度值降低，則懷疑縮頸或混凝土質(zhì)量有問題。如果截面超過10%出現(xiàn)異常，則可在多根電纜的同一深度位置看到信號異常。因為土壤和泥漿不會發(fā)熱，所以如果出現(xiàn)夾泥等問題，也會出現(xiàn)溫度值降低的現(xiàn)象。
通過單根電纜溫度與所有電纜溫度平均值的差異，可以判斷鋼筋籠的偏位情況。如果電纜溫度偏高，則表明該電纜更接近樁中心，或者靠近擴徑位置；而如果電纜溫度偏低，則表明該電纜接近樁土交界面，或者靠近缺陷。查看徑向?qū)ΨQ的兩根電纜的溫度，如果一根電纜溫度高于平均值，而另一根溫度低于平均值，那么可以判斷鋼筋籠發(fā)生了偏移。
墻體信息
基礎(chǔ)編號：006
澆筑日期：26/11/2020
結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸（mm）：6670 x 1000
鋼筋籠尺寸 x2（mm）：2885 x 815
安裝傳感器的鋼筋籠長度（m）：20.7
澆筑混凝土墻體深度（m）：21.4
設(shè)計混凝土澆筑量（m3）：138.4
實際混凝土澆筑量（m3）：148
有效混凝土澆筑量（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
結(jié)果
一、實測數(shù)據(jù)
TIP測試結(jié)果包括實測溫度-深度曲線。如果測溫度點足夠多，溫度輪廓圖可以完整展示不同時間點，每一個傳感器沿深度方向的溫度。
分析的最佳時間點基本在溫度峰值點與峰值溫度一半時間點。該項目溫度峰值時間為澆筑后82小時。
總體來說，因為電纜位置不同，以及在墻體開挖過程中不可避免的會造成鋼筋籠的偏位，所以TIP測試的溫度偏差±2.2℃被認為是正常的。只有在某一深度處出現(xiàn)突然的溫度降低，才認為是異常點。
溫度測試結(jié)果如圖1-5所示。圖1-3為以下時間點測試的14根電纜的溫度-深度曲線：安裝后第一次測試（圖1），峰值溫度一半時間（圖2），峰值溫度（圖3）。電纜的布置如圖7所示。
圖1 混凝土澆筑過程中（澆筑3小時后）
圖2 峰值溫度一半時間~所有電纜
圖3 峰值溫度曲線~所有電纜
圖4是墻體兩側(cè)的溫度曲線與所有電纜平均曲線疊加視圖。圖5是墻體兩側(cè)邊緣電纜的曲線。墻體詳細鋼筋分布圖參見圖6。
圖4 墻體兩側(cè)峰值溫度曲線
圖5 墻體邊緣曲線
圖6 鋼筋分布圖
圖7 電纜分布圖
圖8確認電纜詳情，圖9為安裝過程的照片。
圖8 電纜詳情
圖9 安裝照片
二、調(diào)整與假設(shè)
結(jié)構(gòu)頂部溫度曲線的偏移是由于混凝土與空氣界面熱量損失造成的。而底部的偏移則是由于混凝土與土壤界面的熱量損失造成的。均勻樁的溫度曲線在偏移區(qū)域是符合雙曲正切曲線的，把雙曲正切曲線與實測溫度曲線疊加，通過兩者的差異，可計算出偏移區(qū)域的有效曲線。
三、數(shù)據(jù)解讀
（1）從實測的溫度-深度曲線來看，墻體未出現(xiàn)明顯異常。
（2）在深度13m處，出現(xiàn)明顯的溫度上升，在該位置鋼筋籠外側(cè)安裝有一個塑料接線盒。因此，阻礙了這里的熱量向周圍土體發(fā)散，從而造成溫度升高。
（3）墻體邊緣數(shù)據(jù)在接近底部的位置有異常，不過這與實際開挖方式是吻合的。
（4）從總體的測溫結(jié)果來看，墻體在測試深度范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)突然的溫度降低，表明沒有明顯異常。所有14根電纜在檢測期間工作正常。
