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TIP熱法樁身完整性測試設備應用案例和數據分析（三）

熱法樁身完整性測試（TIP）是通過測溫電纜與數據采集盒（TAPs）來完成的。TIP測試系統由美國PDI公司與FGE聯合生產，通過埋設于混凝土內部的測溫電纜，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據采集。

在混凝土凝固過程中，水泥水化產生熱量，使得樁身內部溫度升高。每隔15分鐘，TAP數據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，下載測試數據以便進行進一步分析。

TIP測試數據可以用來分析評價混凝土質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。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一致的，就認為墻體的尺寸與質量是均勻的。如果局部出現溫度值升高，則可懷疑出現擴徑，而如果局部溫度值降低，則懷疑縮頸或混凝土質量有問題。如果截面超過10%出現異常，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熱，所以如果出現夾泥等問題，也會出現溫度值降低的現象。

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。查看徑向對稱的兩根電纜的溫度，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生了偏移。

墻體信息

基礎編號：006

澆筑日期：26/11/2020

結構設計尺寸（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

結果

一、實測數據

TIP測試結果包括實測溫度-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突然的溫度降低，才認為是異常點。

溫度測試結果如圖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、調整與假設

結構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，可計算出偏移區域的有效曲線。

三、數據解讀

（1）從實測的溫度-深度曲線來看，墻體未出現明顯異常。

（2）在深度13m處，出現明顯的溫度上升，在該位置鋼筋籠外側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散，從而造成溫度升高。

（3）墻體邊緣數據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）從總體的測溫結果來看，墻體在測試深度范圍內沒有出現突然的溫度降低，表明沒有明顯異常。所有14根電纜在檢測期間工作正常。