低应变基桩检测
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。
基桩低应变检测报告
基桩低应变检测报告一、项目背景：基桩是指在地下土层中，为了增加地基承载能力，而通过打入的钢筋混凝土、预应力混凝土或木材桩等。
基桩作为地基工程中的重要组成部分，对于地下结构的承载能力和稳定性起着举足轻重的作用。
因此，基桩的质量控制和检测是非常重要的。
二、检测目的：本次基桩低应变检测的目的是为了评估基桩在荷载作用下的变形情况以及基桩的承载性能，为工程的安全运行提供依据。
三、检测方法：本次低应变检测采用的是激光位移传感器进行测量，通过记录不同荷载作用下基桩的竖向位移，进而计算基桩的应变情况。
具体的检测步骤如下：1.在被检测的基桩上选择适当的测点，每个测点进行三次测量；2.使用激光位移传感器对测点的竖向位移进行测量，并记录测量数据；3.根据测得的位移数据计算出相应的应变情况。
四、检测结果：经过对多个基桩进行低应变检测，得到了以下的检测结果：1.测定不同荷载作用下基桩的竖向位移，并计算得到相应的基桩应变；2.综合分析各个测点的位移和应变数据，评估基桩的受力情况；3.比较不同基桩之间的位移和应变数据，评估基桩的稳定性。
五、结论：根据本次低应变检测的结果，得出以下结论：1.基桩在受到不同荷载作用下出现位移，但位移值较小且接近线性关系，说明基桩具有较好的强度和承载能力；2.基桩在受到荷载作用下的应变值较小，说明基桩的变形能力较低，具有较好的刚性；3.各个测点的位移和应变数据基本一致，说明基桩的受力情况均匀，不存在明显的不均匀沉陷或倾斜现象；4.不同基桩之间的位移和应变数据变化不大，说明基桩的稳定性较高，具有较好的一致性。
六、建议：根据本次低应变检测的结果和结论，提出以下建议：1.对于基桩的设计和施工，继续保持较高的质量标准，以确保基桩的强度和承载能力；3.对于基桩的检测和监测，应加强日常的巡视和维护，及时发现潜在的问题，避免事故的发生；4.对于未来的类似工程，可以参考本次检测的经验和结果，以提高工程的质量和安全性。
低应变法检桩
低应变法检桩低应变法（Low strain method）是一种常用于桩基检测的无损检测方法。
该方法基于桩与周围土体之间的互作用，并通过测量桩体表面产生的应变来评估桩的质量和完整性。
下面将介绍低应变法的原理、设备以及在桩基工程中的应用。
1. 原理：低应变法是基于桩体与周围土体之间的相互应变影响的原理。
当施加一个小幅度的交变载荷时，桩体表面出现微小的应变变化。
这些变化将沿着桩体传播到土体中，并通过受土体约束的地表上产生的应变信号进行检测和分析。
通过分析这些信号的特征，可以评估桩的质量和完整性。
2. 设备：低应变法的主要设备包括振动器、传感器和数据采集系统。
振动器用于施加小幅度的交变载荷到桩体上，通常通过压电元件或振动器激励器来实现。
传感器用于测量桩体表面产生的应变信号，常用的传感器有应变计和纤维光栅传感器。
数据采集系统用于记录和分析传感器捕获到的数据，通常由计算机软件和硬件组成。
3. 应用：低应变法在桩基工程中有广泛的应用。
它可以用于评估桩的质量、完整性和嵌入深度。
以下是低应变法在桩基工程中的几个常见应用：a. 桩基质量评估：通过监测桩体表面的应变信号，可以评估桩的质量和完整性。
当桩体有缺陷或损坏时，应变信号会显示出特定的图案，可用于判断桩的质量状况。
b. 桩身变形识别：低应变法还可以用于监测桩身在荷载作用下的变形情况。
通过比较不同荷载条件下的应变信号，可以确定桩体的变形特征，并评估其变形性能。
c. 桩基嵌入深度确定：利用低应变法可以确定桩体的嵌入深度。
通过测量桩体表面的应变信号，可以确定桩体与土体之间的互作用区域，并进一步确定桩体的嵌入深度。
d. 桩基施工质量监控：低应变法还可以用于监控桩基施工质量。
在桩基施工过程中，通过实时监测桩体的应变信号，可以及时发现施工质量问题，并采取相应的措施进行调整。
综上所述，低应变法是一种常用的桩基检测方法，通过测量桩体表面产生的应变信号来评估桩的质量和完整性。
它在桩基工程中可以广泛应用于桩基质量评估、桩身变形识别、桩基嵌入深度确定和桩基施工质量监控等方面。
基桩低应变检测方法及在工程检测中的应用
基桩低应变检测方法及在工程检测中的应用摘要：低应变检测技术的应用优势较为明显，是很多建筑工程桩基检测使用较为频繁的一种技术。
要想保证低应变检测技术能够在建筑行业得到较好的推广与应用，还应该对低应变检测技术不断优化、创新，研究人员要站在技术视角将其原理深层次分析，在此基础之上，根据当前建筑行业桩基检测实际情况，尽可能地促进技术优势的发挥，为桩基施工高效开展提供技术保障。
文章对基桩低应变检测技术应用进行了详细探索，以供借鉴。
关键词：基桩；低应变检测；桩身缺陷；完整性1低应变检测法1.1 低应变基桩检测概况用手锤、力棒对基桩桩顶进行敲击，或者用激振器对基桩桩顶进行激振处理，由于这种方法产生的动能较小，所以应变约为十万分之一，通过在基桩桩顶量测时域波形来对桩身完整性进行推定，非常适用于检测混凝土桩身的完整性和缺陷程度。
当采用此法对建筑基桩进行检测时，受检基桩的桩身混凝土强度至少需要达到设计强度的70%。
在工程实践中通过分析归纳非嵌岩桩、嵌岩桩和缺陷桩的低应变波曲线特征，可为同类别桩的检测工作和相关研究提供实际工程经验[1]。
1.2低应变检测技术的难点1.2.1桩身截面性质不稳定低应变反射波法是以一维线弹性杆件模型为依据，对薄壁钢管桩和异形桩不适用。
而对于桩身截面多变实测信号紊乱的桩，其截面性质不稳定的桩身波形响应会出现多次缺陷反射波信号后出现桩底无信号显示，造成桩长和桩底沉渣界限的误判。
1.2.2低应变典型波形的不确定性低应变检测波形受到很多因素影响，有专家提出在低应变检测前制备混凝土模型桩，以充分表达桩身缩颈、桩身断裂和桩身扩径等典型缺陷的波形响应特征，但在检测实践中建立该模型十分困难，即便存在模型桩波形响应特点或邻近工区的经验波形指定值，也会因为工程桩的埋置形式、埋置时间和桩身所处的岩土环境差异而发生改变，因此低应变检测结果具有多解性，给基桩完整性的精确判定带来困扰，低应变检测必须结合其他检测方法才能有效控制桩身缺陷靶点。
基桩低应变检测技术.
基桩低应变检测技术（祝龙根，同济大学） 2008/11/18一、引言1. 建筑基桩检测的现行技术规范（1）上海市工程建设规范《建筑基桩检测技术规程(DGJ08-218-2003)》，2003年（2）上海市工程建设规范《地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）》，1999年（3）中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范(JGJ06-2003)》，2003年2. 建筑基桩（桩基中的单桩）的主要检测内容如下：(1) 桩基的承载力，包括：竖向抗压承载、抗拔承载力和水平承载力。
(2) 基桩的完整性。
3. 何谓基桩的完整性？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指标。
4. 检测基桩完整性的常用方法(1) 低应变法；(2) 高应变法；(3) 超声波透射法；(4) 钻孔取芯法等。
5. 何谓低应变法？在桩顶施加低能量的荷载，实测桩顶速度（或同时实测力）的响应，通过时域或频域分析，判定桩身完整性的检测方法。
6. 低应变法检测桩身完整性的主要方法(1) 弹性波反射法；(2) 机械阻抗法；(3) 超声波透射法。
7. 何谓弹性波反射法？根据反射波与入射波的波形特征、幅值、相位、频率的比较，对混凝土桩的完整性作出判别的一种方法。
8. 弹性波反射法检测桩身完整性的检测仪器布置框图P35 图8.3.29. 低应变法检测桩身完整性的适用范围（1）本方法适用于在上海地区应用的各种混凝土预制桩、灌注桩的完整性检测，判定桩身是否存在缺陷、缺陷程度及其位置；（2）本方法检测缺陷的有效深度，40m以上的长桩宜按长径比不大于50控制，对任何类型超长桩，宜慎重使用；（3）不能检测桩基承载力、桩身混凝土强度、桩长。
10. 低应变法检测桩身完整性最终提示的检测成果P7, 3.0.7条二、弹性波反射法1. 桩身完整性时域检测方法(1) 弹性波在桩内的传播规律 1) 阻抗、界面的基本概况 a) 阻抗阻抗ρ⋅⋅=C A Z )/(m S kN ⋅式中：A ——桩身横截面积)(2m ；ρ——桩身质量密度(342/,/m kg m S kN ⋅)；gr =ρ； r ——桩身的重度)/(3m kN ； g ——重力加速度()/2S m ；C ——纵波在桩身内传播速度)/(S m 。
低应变基桩完整性检测基本原理与应用课件
根据激励方式的不同，低应变基桩完整性检测可分为机械激振法、电磁激振法等。 机械激振法采用机械装置对基桩进行激励，而电磁激振法利用电磁原理对基桩进 行激励。根据测量信号的不同，可分为加速度法、速度法和位移法等。
02
低应变基桩完整性检测基本原理
波动传播理论
弹性波传播
波动方程与边界条件
弹性波在桩身中的传播遵循波动方程， 并受桩土相互作用等边界条件影响。 通过求解波动方程，并结合边界条件， 可以推断桩身完整性。
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
少人为因素的影响。
面临的挑战与问题
复杂地质条件 检测精度与可靠性 工程应用与推广
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
桩土相互作用
土体对桩的阻抗
桩周土体对桩身波动传播起到阻抗作用，影响弹性波的传播速度和波形。通过分析波形变化，可以间接推断桩周 土体的性质。
桩土界面反射与透射
弹性波在桩土界面处发生反射和透射现象。界面反射波形的分析可以提供桩身下部结构的信息，进一步判断桩身 完整性。
检测信号处理技术
信号采集与预处理 特征提取与识别 波形反演与成像技术
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
某高层建筑基础工程
检测方案设计与实施
01
检测仪器选择
02
传感器布置
03
敲击方式设计
04
数据采集与处理
检测结果分析与评价
低应变反射波法检测桩基
低应变反射波法检测桩基以动测方法发展起来的桩身完整性检测技术是依赖于桩身及其缺陷对入射波的反应而进行间接判断的一种方法，其中低应变反射波法是工程中检测桩基完整性最常用的方法之一。
在本文中将对低应变反射波法测桩的原理、特点结合工程中的应用进行详细介绍，并就低应变反射波在使用上的限制及影响因素进行简单介绍。
1、低应变反射波法测桩的特点低应变反射波法是工程中检测桩基完整性最常用的方法之一，有其不可替代的优势，但也存在众多不足带来的误判、漏判等，给工程建设造成不利影响：(1) 反射波法的优点仪器设备轻便，操作简单，成本低廉；检测覆盖面大，可对桩基工程进行普查；可检测桩身完整性和桩身存在的缺陷及住置，估计桩身混凝土强度、核对桩长等。
(2) 反射波法的局限性①检测桩长的限制，对于软土地区的超长桩，长径比很大，桩身阻抗与持力层阻抗匹配好，常测不到桩底反射信号。
②桩身截面阻抗渐变等时，容易造成误判。
③当桩身有两个以上缺陷时，较难判别。
④在桩身阻变小的情况下，较难判断缺陷的性质。
⑤嵌岩桩的桩底反射信号多变，容易造成误判。
2、原理低应变反射波法是在时间域上研究分析桩的振动曲线，通常是通过对桩的瞬态激振后研究桩顶速度随时间的变化曲线，从而判断桩的质量。
一般是根据反射波与入射波相位的关系，判别某一波阻抗界面的性质，这是低应变反射波法判别桩底情况及桩身缺陷的理论依据。
3、桩身混凝土强度判断应注意以下几个方面在针对具体的测试信号进行分析时还要结合桩周土的情况及影响因素进行判断。
嵌岩桩的时域曲线中桩底反射信号变化复杂，一般情况下，桩底反射信号与激励信号极性相反；但桩底混凝土与岩体阻抗相近，则桩底反射信号不明显，甚至没有；如桩底有沉渣，则有明显的同相反射信号。
因此，要对照受检桩的桩型、地层条件、成桩工艺、施工情况等进行综合分析，不宜单凭测试信号定论。
4、在桥梁桩基检测中的应用（1）工程概况该新建桥梁基础采用钻孔灌注圆桩，测桩布置图见图1。
桩基完整性(低应变试验)试验方法
1 桩基完整性（低应变试验）1.1一般规定：（1）低应变反射波法适用围为：混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG 桩。
（2）对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。
（3）受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa 。
1.2检测原理：低应变法目前国普遍采用低应变反射波法，为狭义低应变法，其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。
1.3检测方法及工艺要求（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图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图0.8m<D≤1.25m D≤0.8m图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图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在基坑检测，应提前将基坑水抽干，并搭设好梯子，便于上下。
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检测方法
高应变法
声波投射法
1、低应变法 采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶
激振，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。
2、方法适用 范围
检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。Fra bibliotek应 变分 析方 法
时域分 析法
瞬态时域分析法 （反射波法） 瞬态频域 分析法
+ 一 概述
+ 二 理论基础 + 三 仪器设备
+ 四 现场检测
+ 五 工程实例
+ 六视频演示
检测目的 检测方法 确定单桩竖向抗压（拔） 单桩竖向抗压（拔）静 极限承载力； 确定竖向抗压（拔）承 载试验 载力是否满足设计要求； 确定单桩水平临界荷载 和极限承载力，推定土 抗力参数； 单桩水平静载试验 判定水平承载力或水平 位移是否满足设计要求；
承台影响
•
出现下列情况之一，桩身完整性判定宜结 合其他检测方法进行（可综合地质、施工、 检测等）：
实测信号复杂，无规律，无法对其进行准 确评价。
桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的
混凝土灌注桩。
桩身浅部严重缺陷：大振幅、低频宽幅大 摆动
激振设备选择：
应通过现场试验选择不同材质的锤头或锤
代替。
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着
桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差
异的界面(如桩底、断桩和严重离析等部位）
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，可识别来自不同部位的反射信息，
从而判定桩身完整性情况。
引起反射波的原因
桩底
截面发生变化
夹泥 离析
频域分 析法
机械阻 抗法
瞬态机械 阻抗法 稳态机械 阻抗法
3、反射波法
通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线，基于 一维波动理论分析来判定基桩的完整性，称之为 反射波法（或瞬态时域分析法） 通过反射波相位特征来判断桩身缺陷的具体类 型具有一定困难。因此本方法在应用中应结合工 施工工艺等资料，通过综合分析来对桩身的缺陷
+ 混凝土强度大于设计强度的70％且不低于
15MPa
桩头处理
受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与
桩身设计条件基本等同。 灌注桩应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；
应将敲击点和响应测量传感器安装点部位
磨平。
+ 桩头处理
凿掉浮浆 打磨平整 桩头干净干燥
于10根；
+ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工
挖孔桩、单节混凝土预制桩，不少于总桩数的 10％且不应少于10根。
+ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012，
砼灌注桩20%，不少于5根。
+ E）《建筑地基检测技术规程》DBJ/T13-146-
2012，复合地基竖向增强体10％，不少于10根， 柱下承台不少于1根。 检测时间：
垫 传感器安装及激振点选择： 传感器用耦合剂粘结时，粘结层应尽可能 薄；必要时可采用冲击钻打孔安装方式，
但传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。
激振以及传感器安装均应沿桩的轴线方向。
+ 实心桩的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；
空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜
在同一水平面上，且与桩中心连线形成的
夹角宜为90°，激振点和测量传感器安装
位置宜为桩壁厚的1/2处。
图例
R
2 3R
R
传感器安装点激振锤击点 实心桩 空心桩
+ 特征波速：
+ C20：3200
+ C25：3600 + C30～C35：3800 + C40以上：3800以上 + PHC管桩（C80）：4000左右 + 钢桩：5120
实测桩
低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，
程地质资料、施工技术资料（异常情况）、桩型、
及类型作出定性判定。
基桩质量是波动理论为基础的，根据基本假定条 件，将桩简化为一维弹性直杆建立力学模型进行计算。
1、假设条件：
（1）视桩为一维弹性直杆；
（2）假定基桩为均质材料构成，其各物理参数如弹
性模量、质量密度为常数（及向同性），且横截面在 受力时保持平面（刚体）； （3）忽略了桩的内外阴尼和表面摩擦力的影响，桩 周土对桩的约束和支承作用，集中由桩底的一个弹簧
主要由电磁式激振器、信号发生器、功率
放大器和悬挂装置等组成。要求激振器出 力在5～1500Hz频率范围内恒定，常用的电磁 激振器出力为100N或200N，有条件时可选用 出力400～600N的激振器。
+ 抽样规则与抽检数量： + A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于
1根；
+ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少
检测目的 检测灌注桩桩长、桩身 混凝土强度、桩底成渣 厚度‘判定或鉴别桩身 持力层岩石性状，判定 桩身完整性类别
检测方法
钻芯法
检测桩身缺陷及其位置， 判定桩身完整性类别
低应变法
检测目的 判定单桩竖向抗压承载 力是否满足设计要求； 检测桩身缺陷及其位置， 判定桩身完整性类别； 分析桩侧和桩端土阻力； 进行打桩过程监控 检测灌注桩桩身缺陷及 其位置，判定桩身完整 性类别
某工程PHC管桩大部分桩桩底清晰
但个别桩桩身阻抗与持力层阻抗匹配无桩 底反射波
问题桩，和其它曲线反应不同
谢谢大家！
混凝土质量变化 土层变化
低应变所能检测到的现象
激振设备： 瞬态激振设备：手锤和力棒
脉冲宽窄：锤越重，锤头或锤垫材料越软，
力脉冲作用时间越长，表现为宽脉冲，反之则
为窄脉冲。
锤头材料依软硬不同依次为：钢、铝、尼龙、
硬塑料、聚四氟乙烯、硬橡胶等。
锤垫：一般用1～2mm厚薄层加筋或不加筋橡
胶带。
稳态激振设备：