低应变基桩完整性检测_培训
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基桩完整性检测(低应变)作业指导书
基桩完整性检测（低应变法）1适用范围本作业指导书适用于基桩完整性现场检测。
2 执行标准JTG- F81-01-2004《公路工程基桩动测技术规程》3仪器设备基桩动测仪。
4检测目的检测桩身缺陷位置及影响程度，判定桩身完整性类别。
5资料收集在检测前，应该收集以下资料：1.工程名称、桥梁名称及平面布置图；2.建设、设计施工及监理单位名称；3.基桩的设计桩长、桩径、混凝土强度等级、桩顶及桩底标高；4.施工记录等相关资料；6现场检测6.1检测前准备工作应符合下列规定：1、被检工程应进行工程调查，搜集其工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况。
2、根据现场实际情况选择合适的激振设备、传感器及检测仪，检查测试系统各部分之间是否连接良好，确认整个测试系统处于正常工作状态。
3、桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测点和激振点磨平。
4、应测量并记录桩顶截面尺寸5、混凝土灌注柱的检测宜在成柱14d以后进行。
6、打入或静压式顶制桩的检测应在相邻桩打完后进行。
6.2传感器安装应符合下列规定：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。
2、对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心12-2/3半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。
当桩径不大于1000mm时不宜少于2个测点；当桩径大于1000mm时不宜少于4个测点。
3、对混凝土预制桩当边长不大于600mm时不宜少于2个测点；当边长大于600mm时不宜少于3个测点。
4、对预应力混凝土管桩不应少于2个测点。
6.3激振时应符合下列定：1、混凝土灌注桩、混凝土预桩的激振点宜在桩顶中心部位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45o。
2、激振和激振参数宜通过现场对比试验选定。
短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷的桩宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。
低应变法检测桩基完整性分析
基本原理
低应变法是采用低能量瞬态或称稳态激振方式在 桩顶激振，利用低能量的激振力产生沿桩的纵向振动 或沿桩身纵向传播的波动，实测桩顶部的速度时程曲 线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对 桩身完整性进行判定的检测方法。低应变法桩 - 土系 统变形完全在弹性范围内，桩身应变量一般＜0.1%。
基本原理低应变法是采用低能量瞬态或称稳态激振方式在桩顶激振利用低能量的激振力产生沿桩的纵向振动或沿桩身纵向传播的波动实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线通过波动理论分析或频域分析对桩身完整性进行判定的检测方法
Constructional Engineering 建 筑 工 程
低应变法检测桩基完整性分析
□中图分类号：TU473.1 □文献标识码：C □文章编号：1008- 3197（2010）01- 15- 03 □收稿日期：2010- 01- 19 □作者简介：靳雪梅 / 女，1975 年出生，讲师，硕士，太原理工大
学阳泉学院建工系，研究方向为岩土工程。
天津建设科技 2010·NO.1 17
个问题［J］，华北地震科学，2004，22（4）：53- 55.
图 8 断桩工程实例
结语
通过以上对低应变法检测桩基完整性的特征曲线 和实例的分析可以看出，其存在以下不足之处。
（1）低应变法检测基桩完整性基本上不能对截面 的变化程度作出定量评定，而只能对桩身缺陷的存在 作出定性与定位的判断。
（2）大批试桩中能鉴别出肯定合格的基本完整桩 和肯定不合格的严重缺损桩，对许多具有中等程度缺 损桩，较难对其合格性作出判断。
线，反映为一多次反射子波等距出现，振幅和频率逐次
降低；深部断裂似桩底反射，但所计算的波速远大于正
常波速。桩身断裂一般见不到桩底反射。
低应变法是采用低能量瞬态或称稳态激振方式在 桩顶激振，利用低能量的激振力产生沿桩的纵向振动 或沿桩身纵向传播的波动，实测桩顶部的速度时程曲 线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对 桩身完整性进行判定的检测方法。低应变法桩 - 土系 统变形完全在弹性范围内，桩身应变量一般＜0.1%。
基本原理低应变法是采用低能量瞬态或称稳态激振方式在桩顶激振利用低能量的激振力产生沿桩的纵向振动或沿桩身纵向传播的波动实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线通过波动理论分析或频域分析对桩身完整性进行判定的检测方法
Constructional Engineering 建 筑 工 程
低应变法检测桩基完整性分析
□中图分类号：TU473.1 □文献标识码：C □文章编号：1008- 3197（2010）01- 15- 03 □收稿日期：2010- 01- 19 □作者简介：靳雪梅 / 女，1975 年出生，讲师，硕士，太原理工大
学阳泉学院建工系，研究方向为岩土工程。
天津建设科技 2010·NO.1 17
个问题［J］，华北地震科学，2004，22（4）：53- 55.
图 8 断桩工程实例
结语
通过以上对低应变法检测桩基完整性的特征曲线 和实例的分析可以看出，其存在以下不足之处。
（1）低应变法检测基桩完整性基本上不能对截面 的变化程度作出定量评定，而只能对桩身缺陷的存在 作出定性与定位的判断。
（2）大批试桩中能鉴别出肯定合格的基本完整桩 和肯定不合格的严重缺损桩，对许多具有中等程度缺 损桩，较难对其合格性作出判断。
线，反映为一多次反射子波等距出现，振幅和频率逐次
降低；深部断裂似桩底反射，但所计算的波速远大于正
常波速。桩身断裂一般见不到桩底反射。
低应变(反射波法)检测培训_OK
19
（3）离析（断）桩 工程桩9#，桩长10.25m。该桩现场实测波反射较强，往后同
样出现多次反射、其反射时间间隔相等，无法找出桩底反射位 置。按本工程的完整桩平均波速反算，该桩身在2m—2.2m处全 断。
20
现场钻芯取样，桩顶上部0.2m厚度无骨料,0.2—2.0m段芯样 表面有蜂窝、麻面，水泥渗量少，胶结较差，2.0—6.15m段， 砼芯破碎严重，部分砂、石分离无胶结，6.15m至桩底砼芯样 连续，呈柱状表面光滑、断口吻合、胶结较好，桩底与持力 层接触面清晰。该桩钻芯结果与低应变反射波检测结果较为 一致。
4
(二)应力波在波阻抗界面处的反射和透射 设一维平面应力波沿桩身传播到达一与传播反向垂直的 波阻抗界面。
5
根据应力波理论，由连续性条件和牛顿第三定律有
vI+vR=vt
(3)
A1(ơ1+ ơr)=A2ơt (4)
式中：v、ơ分别表示应力波的速度和应力，下标I、R、T分 别表示入射波、反射波和透射波。由波阵面动量守恒条件， 由式（4）得
与反射波同相位,并在缺陷处波形非常明显反射,反射时间为 1.41ms,按本工程完整桩的平均波速，计算出该桩实测缺陷在 2.3m处。
18
现场钻芯取样，上部0—2.30m段砼芯样连续完整,呈柱状及 短柱状,表面光滑,断口吻合,骨料分布较为均匀。中部2.40— 5.80m段砼芯样较为松散，胶结较差或无胶结现象，取中部较 为完整呈柱状体芯样，进行砼试块试压，其最大砼抗压强度 为14.1Mpa。钻芯结果与反射波检测法基本吻合。
27
2、桩身缺陷位置确定
X=1/2000⊿txC
X=1/2·c/⊿f′
采用本方法确定桩身缺陷的位置是有误差。
原因一：
（3）离析（断）桩 工程桩9#，桩长10.25m。该桩现场实测波反射较强，往后同
样出现多次反射、其反射时间间隔相等，无法找出桩底反射位 置。按本工程的完整桩平均波速反算，该桩身在2m—2.2m处全 断。
20
现场钻芯取样，桩顶上部0.2m厚度无骨料,0.2—2.0m段芯样 表面有蜂窝、麻面，水泥渗量少，胶结较差，2.0—6.15m段， 砼芯破碎严重，部分砂、石分离无胶结，6.15m至桩底砼芯样 连续，呈柱状表面光滑、断口吻合、胶结较好，桩底与持力 层接触面清晰。该桩钻芯结果与低应变反射波检测结果较为 一致。
4
(二)应力波在波阻抗界面处的反射和透射 设一维平面应力波沿桩身传播到达一与传播反向垂直的 波阻抗界面。
5
根据应力波理论，由连续性条件和牛顿第三定律有
vI+vR=vt
(3)
A1(ơ1+ ơr)=A2ơt (4)
式中：v、ơ分别表示应力波的速度和应力，下标I、R、T分 别表示入射波、反射波和透射波。由波阵面动量守恒条件， 由式（4）得
与反射波同相位,并在缺陷处波形非常明显反射,反射时间为 1.41ms,按本工程完整桩的平均波速，计算出该桩实测缺陷在 2.3m处。
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现场钻芯取样，上部0—2.30m段砼芯样连续完整,呈柱状及 短柱状,表面光滑,断口吻合,骨料分布较为均匀。中部2.40— 5.80m段砼芯样较为松散，胶结较差或无胶结现象，取中部较 为完整呈柱状体芯样，进行砼试块试压，其最大砼抗压强度 为14.1Mpa。钻芯结果与反射波检测法基本吻合。
27
2、桩身缺陷位置确定
X=1/2000⊿txC
X=1/2·c/⊿f′
采用本方法确定桩身缺陷的位置是有误差。
原因一：
低应变基桩完整性检测基本原理与应用课件
波形反演与成像技术
利用波形反演技术，根据实测波形推断桩身内部的结构特 性。成像技术可以将反演结果可视化，更直观地展示桩身 完整性状况。
03
低应变基桩完整性检测应用实例
工程实例背景
某大型桥梁工程
该桥梁位于地震活跃区域，基桩完整性对桥梁的抗震性能至关重要。为了确保工程安全，进行了低应 变基桩完整性检测。
随着科技的不断进步，低应变基 桩完整性检测技术也在不断发展 和创新，例如引入更先进的信号 处理技术和人工智能算法来提高
检测精度和效率。
多样化检测方法
针对不同类型和条件的基桩，开 发多样化的低应变检测方法，以 适应不同工程需求，提高检测的
可靠性和适用性。
智能化检测装备
发展智能化的低应变检测装备， 实现自动化数据采集、处理与分 析，提高检测效率和准确性，减
发展历程
低应变基桩完整性检测技术经历了多年的研究和发展，从最 初的简单敲击法到现在的激振源多样化、信号处理技术先进 化的阶段。随着科技的不断进步，该技术的检测精度和效率 也不断提高。
检测方法及分类
方法
低应变基桩完整性检测方法主要包括瞬态激振法、稳态激振法等。其中，瞬态激 振法通过瞬间激励基桩并测量其振动响应，稳态激振法则采用连续激励并测量基 桩的振动响应。
加强低应变基桩完整性检测技术的工程应用和推广，促进技术成果转 化为实际生产力，推动相关行业的技术进步。
解决策略与建议
深化研究
进一步加深对低应变基桩完整性检测技术的研究，提高技术的理 论水平和实际应用能力。
技术交流与合作
加强国内外技术交流与合作，引进先进技术与方法，促进技术创新 与发展。
制定技术标准与规范
少人为因素的影响。
面临的挑战与问题
利用波形反演技术，根据实测波形推断桩身内部的结构特 性。成像技术可以将反演结果可视化，更直观地展示桩身 完整性状况。
03
低应变基桩完整性检测应用实例
工程实例背景
某大型桥梁工程
该桥梁位于地震活跃区域，基桩完整性对桥梁的抗震性能至关重要。为了确保工程安全，进行了低应 变基桩完整性检测。
随着科技的不断进步，低应变基 桩完整性检测技术也在不断发展 和创新，例如引入更先进的信号 处理技术和人工智能算法来提高
检测精度和效率。
多样化检测方法
针对不同类型和条件的基桩，开 发多样化的低应变检测方法，以 适应不同工程需求，提高检测的
可靠性和适用性。
智能化检测装备
发展智能化的低应变检测装备， 实现自动化数据采集、处理与分 析，提高检测效率和准确性，减
发展历程
低应变基桩完整性检测技术经历了多年的研究和发展，从最 初的简单敲击法到现在的激振源多样化、信号处理技术先进 化的阶段。随着科技的不断进步，该技术的检测精度和效率 也不断提高。
检测方法及分类
方法
低应变基桩完整性检测方法主要包括瞬态激振法、稳态激振法等。其中，瞬态激 振法通过瞬间激励基桩并测量其振动响应，稳态激振法则采用连续激励并测量基 桩的振动响应。
加强低应变基桩完整性检测技术的工程应用和推广，促进技术成果转 化为实际生产力，推动相关行业的技术进步。
解决策略与建议
深化研究
进一步加深对低应变基桩完整性检测技术的研究，提高技术的理 论水平和实际应用能力。
技术交流与合作
加强国内外技术交流与合作，引进先进技术与方法，促进技术创新 与发展。
制定技术标准与规范
少人为因素的影响。
面临的挑战与问题
低应变法检测基桩完整性
桩身完整
Ⅱ 射波，有桩底反射波
频差Δf c/，轻微缺陷产生的谐振峰与桩 桩身有轻微缺陷 底谐振峰之间的频差 Δf´>c/
Ⅲ
有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间
桩身有明显缺陷
/c时刻前出现严重缺陷反 缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频
射波或周期性反射波，无 差 Δf´>c/无桩底谐振峰；
桩底反射波；
目录
1 、概述 2、反射波法检测原理 3、现场检测 4、桩身完整性的判定
1、检测依据
《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014
2、适用范围
本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定 桩身缺陷的程度及位置。桩的有效检测桩长范围 应通过现场试验确定。
对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采 用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
每个检测点记录有效信号数不少于3个。
检测流程
桩头处理 仪器连接 传感器安装 程序设置 手锤锤击 信号采集 信号分析 结果打印
类别 时域信号特性
幅频信号特征
分类原则
/c时刻前无桩底反射
频差Δf c/
/c时刻前出现轻微缺陷反 桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻
低应变法基本原理是基于一维杆的波动理论，将 桩等价于一维杆，在桩顶初始扰力作用下产生的 应力波沿桩身向下传播，并且满足一维波动方程：
2u t 2
c2
2u x 2
式中： u -- s方向位移；
c -- 桩身材料的纵波速度。
弹性波沿桩身传播过程中，当遇到密度、截面积变化时波阻抗 将发生变化，产生反射与透射，采用高灵敏传感器及配套的波形 记录仪器，即可记录反射波在桩身中传播的波形，通过对反射波 曲线特征的分析研究，即可对桩身的完整性、缺陷的位置进行判 定，测定桩身混凝土纵波波速。
基桩完整性检测--低应变反射波法
2.1 应力波基本概念
4.一维波动方程
2 2u u 2 c 0 2 2 t x
c
E
区别：质点运动速度V
应力波在杆中的纵向传播速度
V c
对于普通钢材，c=5120m/s， 屈服限对应的变形约为1‰即ε=1000με， 则质点运动速度V=5.12m/s
2.1 应力波基本概念
1.2 基桩检测内容 1.完整性检测 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。 （1）连续性包涵了桩长不够的情况。 （2）作为完整性定性指标之一的桩身截面尺寸，由于定义为 “相对变化”，所以先要确定一个相对衡量尺度。根据设计 桩径，并针对不同成桩工艺的桩型按施工验收规范考虑桩径 的允许负偏差 。 2.承载力检测 基桩的预期使用功能和安全性需通过有代表性的单桩承载力 试验来确定 。
2.4 低应变检测系统
3．传感器的性能规定 （1）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。 （2）加速度传感器的电压灵敏度应大于100mV/g， 量程不小于50g。速度传感器的灵敏度不小于 300mV/cm·s-1 30Hz，传感器灵敏度选择原则在满足 频响范围的前提下，尽可能地选择灵敏度较高的传感 器。 （3）加速度传感器的安装谐振频率应大于10kHz， 速度传感器的安装谐振频率应大于1.5kHz。
1.1 基桩基本知识
1.1 基桩基本知识 3.常见基桩质量问题---灌注桩
1.1 基桩基本知识 3.常见基桩质量问题---沉管灌注桩 （1）极易振断初凝邻桩，软件硬土层交界处尤重 （2）桩距小于三倍桩径，使初凝砼拉裂 （3）拔管过快，淤泥层易缩颈 （4）动水压力作用，冒水桩演变成断桩 （5）振动沉管用活瓣桩尖张开不灵活，砼下落不畅，断桩 或密实度差 （6）预制桩尖被卡住，吊脚桩
桩基完整性检测培训
16
3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.4 特殊情况处理： 1、当低应变法检测发现缺陷或无法判断时，可采用钻芯法， 高应变法或直接开挖进行验证。 2、当低应变法检测发现缺陷或无法判断时，施工方应提供真 实的施工记录作为参考。
17
4 Part
声波透射法
18
4.声波透射法
4.1 检测要求： 规范要求基桩桩径大于等于2.0m，桩长大于40.0m或复杂
．1、桩顶应凿至设计标高且桩顶面应为硬实混凝土面并大 致水平。传感器安装点和激振点应打磨光滑并处于水平状 态。
11
3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.2 检测前准备工作：
． 将被测桩头除去浮浆，凿出松动和有裂缝破损部分，表 面应平整干净无积水，露出密实混凝土面，大致凿平。建 议在破除桩头时，应避免采用爆破、破拆车等容易破坏桩 头的措施。
的70%且不低于15MPa。不同地区不同气候，根据现场实际情 况建议混凝土龄期不宜低于14天。特殊情况下，提交混凝土强 度检测报告（但混凝土龄期不得低于7天），混凝土强度满足要 求后，方可进行检测。
桥梁基桩桩身完整性检测混凝土龄期不得低于14天！
4
1. 桩基检测综合概述 1. 综合概述
地基处理低强度桩按照相关文件要求执行，一般建议龄期 不得低于28天。特殊情况下，提交强度报告，测试强度达到设 计强度后，方可检测。
对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧 密时，可不进行处理，否则必须将其截除磨平后方可进行 检测。
12
3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.2 检测前准备工作：
2、对于钢筋混凝土灌注桩，当激振点在桩顶中心时， 传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的2/3；当激振 点不在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离宜为桩 半径的1/2。当桩径不大于800mm时不宜少于2个测点， 当桩径大于800mm时且不大于1250mm时不宜少于3个 测点，当桩径大于1250mm时不宜少于4个测点。
3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.4 特殊情况处理： 1、当低应变法检测发现缺陷或无法判断时，可采用钻芯法， 高应变法或直接开挖进行验证。 2、当低应变法检测发现缺陷或无法判断时，施工方应提供真 实的施工记录作为参考。
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4 Part
声波透射法
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4.声波透射法
4.1 检测要求： 规范要求基桩桩径大于等于2.0m，桩长大于40.0m或复杂
．1、桩顶应凿至设计标高且桩顶面应为硬实混凝土面并大 致水平。传感器安装点和激振点应打磨光滑并处于水平状 态。
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3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.2 检测前准备工作：
． 将被测桩头除去浮浆，凿出松动和有裂缝破损部分，表 面应平整干净无积水，露出密实混凝土面，大致凿平。建 议在破除桩头时，应避免采用爆破、破拆车等容易破坏桩 头的措施。
的70%且不低于15MPa。不同地区不同气候，根据现场实际情 况建议混凝土龄期不宜低于14天。特殊情况下，提交混凝土强 度检测报告（但混凝土龄期不得低于7天），混凝土强度满足要 求后，方可进行检测。
桥梁基桩桩身完整性检测混凝土龄期不得低于14天！
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1. 桩基检测综合概述 1. 综合概述
地基处理低强度桩按照相关文件要求执行，一般建议龄期 不得低于28天。特殊情况下，提交强度报告，测试强度达到设 计强度后，方可检测。
对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧 密时，可不进行处理，否则必须将其截除磨平后方可进行 检测。
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3. 低应变反射波法检测桩基 3. 低应变反射波法
3.2 检测前准备工作：
2、对于钢筋混凝土灌注桩，当激振点在桩顶中心时， 传感器安装点与桩中心的距离宜为桩半径的2/3；当激振 点不在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离宜为桩 半径的1/2。当桩径不大于800mm时不宜少于2个测点， 当桩径大于800mm时且不大于1250mm时不宜少于3个 测点，当桩径大于1250mm时不宜少于4个测点。
桩基完整性(低应变试验)试验方法
桩基完整性(低应变试验)试验方法1.1 基础完整性检测（低应变试验）1.1.1 适用范围低应变反射波法适用于混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩和CFG桩。
对于桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70％，且不应低于15MPa。
1.1.2 检测原理低应变反射波法是目前国内普遍采用的低应变法。
它通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。
因此，基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求。
一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5.1.1.3 检测方法及工艺要求1.1.3.1 检测前的准备工作a。
受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检。
b。
施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员。
c。
施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。
d。
检测前，施工单位需做好以下准备工作：1.剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高。
2.要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同。
3.灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面。
4.桩顶表面平整干净且无积水。
5.实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处（具体见图1），直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实。
6.当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，会对测试信号产生影响。
因此，测试前应将桩头侧面与断层断开。
7.准备黄油1～2包，作为测试耦合剂用。
8.在基坑内检测，应提前将基坑内水抽干，并搭设好梯子，便于上下。
e。
搜集受检桩的相关技术资料，包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况。
低应变法检测基桩完整性
桩顶面应平整、密实，并与桩轴线垂直。
时域信号记录的时间段长度应在2L/C时刻后 延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上 限不应小于2000Hz。 安装传感器部位的混凝土应平整，传感器安装 应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足 够的粘结强度。 桩头处理 耦合剂可选择黄油、橡皮泥、口香糖等
根据桩径大小，桩心对称布置2个~4个安装传感 器的检测点：实心桩的激振点应选择在桩中心， 检测点宜在距桩中心2/3半径处；空心桩的激振 点和检测点宜为桩壁厚的1/2处，激振点和检测 点与桩中心连线形成的夹角宜为90°。
桩身完整
Ⅱ 射波，有桩底反射波
频差Δf c/，轻微缺陷产生的谐振峰与桩 桩身有轻微缺陷 底谐振峰之间的频差 Δf´>c/
Ⅲ
有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间
桩身有明显缺陷
/c时刻前出现严重缺陷反 缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频
射波或周期性反射波，无 差 Δf´>c/无桩底谐振峰；
桩底反射波；
2015.6.25
目录
1 、概述 2、反射波法检测原理 3、现场检测 4、桩身完整性的判定
1、检测依据
《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014
2、适用范围
本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定 桩身缺陷的程度及位置。桩的有效检测桩长范围 应通过现场试验确定。
对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采 用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐 桩身存在严重缺
Ⅳ
或因桩身浅部严重缺陷使 振峰，无桩底谐振峰
陷
波形呈现低频大振幅衰减
振动，无桩底反射波
注：对同一场地、地基条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力 层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底发射波的其他桩实测 信号判定桩身完整性类别。
低应变桩身完整性检测
cm/s
1.60
2: # 160
0.80
0.00
-0.80
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
0.60
4
8
12
16
230: # 181 24
28
32
0.30
0.00
-0.30
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
40
44 m
V 0.160 cm/s (0.160)
2).测试曲线及分析2.2 测试
曲线及分析
Earth Products China Limited
KHJD
C:\Documents and Settings\z hs\My Documents\ 郑 州 考 核 \低 应 变 考 核 \考 核 基 地 PIT\PitW1.PIT
3）检测时，应合理设置采样时间间隔、 采样点数、增益、传感器灵敏度、模 拟滤波、触发方式等，其中增益应结 合激振方式通过现场对比试验确定。
f >2 fc
f =N.Δf
冲击锤型大小对波形的影响
（ａ） 冲击锤型不合适
（ｂ） 冲击锤型合适
4 ) 每根桩的检测信号数量应符合下列规定： (1)根据桩直径大小，桩心对称布置2～4个
测点，每个测点记录的有效信号数不宜少于3个； （2）不同测点所得到的信号一致性差时，
应分析原因，增加检测点数量。
5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
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适用范围（需要结合其他方法验证）
• 对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反
射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取其 他方法核验桩底嵌岩情况。 即对于变截面桩、渐变截面桩、嵌岩桩 等进行低应变桩身完整性检测时需要结合 其他方法进行验证。
低应变检测数量
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）
• 1、柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于
有效截面无变化，正常。
Z1/Z2>1
即 A1/A2 > 1
有效截面变小 （ 缩颈、夹泥、蜂窝等）
Z1/Z2=1
即 A1/A2=1
• 有效截面无变化，正常。
Z1/Z2<1
即 A1/A2<1
• 有效截面变大（扩径、土层突变等）
两个重要公式
• 波速公
T=2L/C
L:桩长 C:波速
低应变所能检测到的现象
低应变动力测试
理论基础
• 低应变理论依据是建立在一维线弹性杆件模型基
础上，因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效 高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5， 设计桩身截面宜基本规则。另外，一维理论要求 应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以， 对薄壁钢管桩和类似于H型钢桩的异型桩，本方 法不适用。
•现场电压不稳造成干扰 解决方案：建议仪器使用前提前充满 电。
现场测试技术
桩侧土影响
土层磨阻对桩底反射有衰减
土层变化对应力波有影响
硬土层变为软土层与缩颈信号相似 软土层变为硬土层与扩颈信号相似
解决方案：
1. 利用指数放大 2. 了解土层参数（或地质资料）
实测波形汇编
桩 在 空 气 中
简答题
低应变不能检测到的现象
应力波在桩中的传播
振源：手锤锤击桩端面。点振源 传播介质：桩L远大于桩径。一维 直杆 传播：应力波以锤击点为中心半球 向外传播，当应力波传播至桩身一 定距离S后（一般S>1D-2D），波 振面才近似为平面。此时手锤锤击 桩端认为是应力波在一维杆件中竖 直方向传播
检测原理
利用应力波在桩中传播时，当桩 身的波阻抗发生变化会产生反射 的原理，通过分析反射波的幅值、 相位、到达时间，得出桩缺陷的 大小、性质、位置等信息，最终 对桩基的完整性给予评价。
1根 。
• 2、设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量
可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数 的30%，且不得少于20根；其他桩基工程的抽检 数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。
低应变检测数量
建筑地基基础检测规程（DGJ32/TJ142-2012)
砼灌注桩： 抽检数量不应少于同条件下总桩数的 50%，且不得少于20根，每个承台抽检数 量不得少于1根，对四桩或四桩以上承台的 工程，抽检数量不应少于对应桩数的50%。 对地基基础设计等级为甲级和地质条件较 为复杂的乙级桩基工程，应适当增加抽检 比例.
现场检测注意事项
①灌注桩有低强度的浮浆将直接影响到传感器的安装及锤击 所产生的弹性波在桩顶部分的传播，因此必须清除干净，以露 出干净的混凝土表面为准。 ②预应力管桩：当法兰盘与桩身混凝土之间结合密实时，可 不进行处理，若有松动和破损现象，必须用电锯截除，不可凿 除； ③检测前将被检测桩顶部与相邻的垫层或承台断开，避免因 垫层或承台连接造成波的散射，使波形复杂化。 ④测点和激振点磨平问题。 ⑤各测点的重复检测次数不应少于3次，且检测波形具有良 好的一致性。
低应变检测数量
建筑地基基础检测规程（DGJ32/TJ142-2012)
预制桩：
不少于同条件总桩数的30%，且不得少 于20根，每个承台抽检数量不得少于1根， 对四桩或四桩以上承台，抽检数量不应少 于相应桩数的30%。
仪器设备
• 低应变法的仪器设备主要由低应变激振设 二、
备和基桩动测仪组成。 • 低应变动力检测方法包括反射波法和机械 阻抗法。 • 桩身缺陷有三个指标：位置 、 类型（性 质）、 程度。 • 低应变激震设备分为 瞬态 和 稳态 两种。
现场测试技术
第一节 第二节 第三节
检测流程 现场操作图 程序设置
现场测试技术
检测流程
第一步 第二步 第三步 第四步 第五步 第六步 第七步 第八步
桩头处理 仪器连接 传感器安装 程序设置 手锤锤击 信号采集 信号分析 结果打印
现场测试技术
桩头处理
•凿掉浮浆 •打磨平整 •桩头干净干燥
第三章 现场测试技术Fra bibliotek应变检测系统传感器
加速度传感器
速度传感器
低应变检测系统
组合手锤
低应变检测系统
采集仪
RS—1616K（S）基桩动测仪
低应变检测系统
实测曲线
主操作界面
现场检测注意事项
注意： 1、进行现场调查，搜集工程地质资料、基桩设计 图纸和施工记录等，了解施工工艺及施工过程中 出现的异常情况，明确被检测桩号。 2、桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测 点和激振点磨平 3、建设部和铁道部规定：至少达到设计强度的 70%，且不小于15MPa.
适用范围（需要结合其他方法验证）
• 对于混凝土灌注桩，采用时域信号分析时
应区分桩身截面渐变后恢复至原桩径并在 该阻抗突变处的一次反射，或扩径突变处 的二次反射，结合成桩工艺和地质条件综 合分析判定受检桩的完整性类别。必要时， 可采用实测曲线拟合法辅助判定桩身完整 性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低 辅助判定桩身完整性。
3、简述反射法检测灌注桩的现场检测步骤？ 答：（1）灌注桩凿去桩 顶浮浆或松散、破损部分，并露出 坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正 常测试的桩顶外露主筋应割掉。 （2）传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有 足史够的粘结强度。 （3）激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为 距桩中心2/3半径处。 （4）通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫， 宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲 获取桩身上部缺陷反射信号。 （5）根据桩径大小，桩心对称布置2~4个检测点；每个检测 点记录的有效信号数不宜少于3个。
1、简述何为桩身完整性及桩身缺陷 ？ 答：桩身完整性定义为：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；桩身缺陷定义为： 使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐 久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、 松散等现象的统称.
2、简述反射法检测灌注桩桩身完整性判定中IV类桩的时域 信号特征有哪些？ 答：2L/c时刻前出现严重缺了陷反射波或周期性反射波， 无桩底反射法；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大 振幅衰减振动，无桩底反射波。
应力波在桩身中的传输示意图
两个重要公式
• 波阻抗：
P: 密度； C：应力波速； A：桩横截面积。 • 一维杆件： d<<L的杆件 λ>（5~10）d L > （5~10）λ
Z CA
两个重要公式
• 桩身阻抗的变化 • Z1/Z2>1 即 A1/A2>1
有效截面变大（扩径、土层突变等）
• Z1/Z2=1 即 A1/A2=1
仪器连接
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器放置距桩心2/3 ~3/4R处且安装位置 要求平整尽可能使传感器垂直与桩头平面
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器耦合 黄油耦合
橡皮泥耦合
口香糖耦合
使传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好
现场测试技术
现场干扰
•现场有重型机械在施工回产生振动干扰 解决方案：建议在检测采样时停止
低应变检测的优点
•快速检测方法 （50-200根/日） •准备简便 •操作简单 •经验丰富
低应变检测的局限 •不能提供单桩承载力
•对小缺陷灵敏度不高
•无法检测桩底沉渣
适用范围
1、本方法适用于检测混凝土桩的桩身完 整性，判定桩身缺陷的程度及位置。 2、本方法的有效检测桩长范围应通过现 场试验确定。
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。 （2）对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心2/3半 径处，传感器与激振点的距离桩不宜小于1/2半径，且避开 钢筋笼主筋的影响。 （3）对预应力混凝土管桩应在两条相互垂直的直径上 各布置2个测点。