低应变检测

6 检测仪器
6.1 美国PIT基桩完整性诊断仪
美国桩动力学公司（Pile Dynamics Inc）研制的PIT（Pile Integrity Tester）V型仪器。由主机、手锤、加速度传感器以及PLINK、PITPLOT 传输、分析处理软件组成。主要性能特点如下：

i采用微处理器，内置16位A/D传换板；内存大；
应重新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继 续测试。
9.5.2 因检测仪器，设备发生意外损坏而中断试验，可
用备用仪器重新检测，若无备用仪器，则须将损坏的 仪器设备进行修复，经检定合格后，再重新检测。
10 注意事项 对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同
的桩基，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 桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。
11.4 低应变动力试桩法试验报告包括下内内容：

i工程名称、工程地点、试验目的和试验日期。

ii施工单位、设计单位、拟建上部建筑结构形式。

iii试验场地的工程地质概况，试桩平面图。

iv试验仪器设备以及对试验过程中出现的异常现象
的说明。

v实测波形，试验数据整理，分析方法，拟合波形
和试验结果。
8.2.3 测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝土 应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含有 水平分量。
9 数据处理和检测记录
9.1 检测记录的有效位数和计量单位均以国际标准为准。
9.2 低应变动力信号处理
信号叠加平均应选择重复性好的信号，其次还要除 去基线漂移大的信号。
低应变激振时桩土体系只产生弹性响应，而要达到 极限状态需使桩周土产生弹塑性响应，因此低应变法 不能提供桩的承载力。
国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106-2003、J256-2003。
5 检测原理和方法
桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力 （动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。用反射波法，对每 一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试； 对同一根基桩，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。

iii桩截面变化不规则使波的能量在末及桩底前被大
量反射。

iv同时判别一个以上的桩身非常困难，因为靠上的
第一个缺陷已将大部分波的能量被反射的问题。

v当桩径较大或脉冲宽度过窄时，部分锤击能量将
以表面波的形式在桩顶表面传播即锤击能量不是全部
（或大部）以上维波动的形式沿桩身纵向传播。

vi锤击信号的脉冲宽度愈窄，脉冲中的高频分量的
出密实的混凝土，由于浮浆层不密实，于下部正常混 凝土粘结不良，会形成一个不连续的界面。敲击桩头 产生的应力波在这一界面上多次反射，影响应力波向 下传播，于正常信号叠加后，会掩盖桩下部的信号； 激振点与传感器安装位置应凿成大小合适的平面，平 面应平整并基本与桩身轴线垂直；激振点及传感器安 装位置应远离钢筋笼的主筋，目的是减 少外露主筋对 测试信号产生干扰。若外露主筋过长，影响正常测试， 应将其割短。
R R
2/3R
传感器安装点
(A)
激振锤击点
(B)
图2-2 传感器安装点、锤击点布置图
( A )实心桩 ( B )空心桩
8.2.2 对直径大于1000mm的桩（含1000），加 速度宜设置四个轴对称测点，每个测点需采集 一组信号（大约10锤）后，将所有信号叠加平 均；直径低于600～1000mm的桩（含600）， 加速度宜设置二个轴对称测点，每个测点采集 一组信号进行叠加平均；直径低于600mm的桩， 可设置一个测点。
或因桩身浅部严重缺陷只出现 单一谐振峰，无桩底谐振峰。
9.4 在检测过程中发现生异常现场时的处理方法

在检测过程中出现异常波形时，应在现场及时研
究，排除影响测试的不良因素后再重复测度。重复测
试的波形与原波形应具有相似性。
9.5在检测过程中发生意外事故时的处理方法
9.5.1 正在检测过程因外界干扰和其它不可预见的事故 时，应关机停止检测。若发生干扰影响测试结果，则

检测系统框图
7 对环境条件的要求
检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应 在-10～50℃环境条件下正常工作。在现 场检测时，对仪器屏幕应采取防晒措施。 当仪器长期不用时，应按要求定期通电。
8 检测步骤 8.1 检测前后，对被测样品和检测仪器的检查项目 8.1.1 检测前，应进行现场调查，桩头应凿去浮浆，露
桩底反射波
微缺陷产生的谐振峰与桩底谐
振峰之间的频差Δ f’>c/2L
Ⅲ 有明显缺陷反射波，其特征介于Ⅱ类与Ⅳ类之间
Ⅳ
2L/c时刻前出现严重缺陷反射 波或周期性反射波，无桩底反射 波；
或因桩身浅部严重缺陷使波形 呈低频大振幅衰减振动，无桩底 反射波。
缺陷谐振峰排列基本等间距， 相邻频差Δ f’>c/2L，无桩底 谐振峰；

低应变一般适用桩的长/径比在30以内，此时，可
得到明显桩底反射，但以下情况除外。

i应力波的衰减程度主要不是桩长/径比，而主要是
由桩土的刚度比决定的，桩土刚度比愈大，应力波衰
减程度就愈小，因此，当细长桩具有较强的摩擦时，
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。

ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将大量 被吸收。
本作业指导书适用于检测各类预制桩 和混凝土灌注桩的桩身质量，推定缺陷 类型，性质及其部位。
3 人员职责
检测人员：负责按照低应变方法对被检 样品进行检测。
复核人员：负责对检测操作是否规范以 及检测结果是否准确进行复核。
室负责人：监督检测操作和结果审核， 检测报告的签发。
4 引用标准规范
8.1.2 检测前，应对仪器设计进行检查，性能正常方可 使用。
8.2 对测量用仪器的安装要求以及检测
8.2.1 实心桩的激振点宜选择在桩头中心部位， 传感器应粘贴在距桩中心约2/3R处。敲击产生 的应力波除向下传播外，也沿径向周边传播， 从周边反射回来的波与圆心外散的波会发生迭 加。理论与实践表明，2/3R处波的干扰最小。 空心桩的激振点及传感器安装位置应选择在壁 厚1/2处且应在同一水平面上，与桩中心连线形 成的夹角宜为90°。将加速度计粘贴在磨平过 的桩顶表面，粘巾处可用大膏、黄油、橡皮泥 作为耦合介质。
类别 Ⅰ
低应变动测桩身完整性判定(JGJ106－ 2003)
时域信号特征 低应变动测桩身完整性判定(JGJ106－2003)
幅频信号特征
2L/c时刻前无缺陷反射波，有桩 桩底谐振峰排列基本等间距，
底反射波
其相邻频差Δ f≈c/2L
桩底谐振峰排列基本等间
Ⅱ
2L/c时刻前出现缺陷反射波，有 距，其相邻频差Δ f≈c/2L，轻
波长也愈短，当高频分量的波长和桩径属同一数量级
时，会使应力波产生严重的弥散，但往往为了探测浅
层缺陷，又不得不采用短脉冲。
9.3 检测结果判断方法 9.3.1 根据波列图中的入射波和反射波的波形、相位、
振幅、频率及波的到达时间等特征，来推断单桩完整 性。 i反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易 于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高 的桩为完整性好的单桩； ii反射波到达时间晚于桩底反射波到达时间，且波幅 较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的 桩，系桩身断裂； iii桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅 减少，频率降低；
11 检测报告要求 11.1 检测报告严格按照中华人民共和国国家行业标准
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003、J256-2003。 11.2 对测试中间成果资料和正式报告的提交按与业主
签订的合同要求按时提交。
11.3 检测报告须按照我公司《质量管理手册》要求程 序进行签发和存档。

v使用PITPLOT软件，可对桩信号进行时域分析，具备高通、低通
功能、指数放大功能，并且有特定滤波功能；

vi主机质量1.6kg，体积65mm×150mm×200mm，内置可充电电池，
可连续工作8h；
6.2 武汉岩海RS-1616K（S）基桩动测仪
加速度计一通道，速度计一通道，低 噪声前置放大器10倍。采样长度1024点， 触发方式为通道触发、外触发和稳态触 发，输入信号频率范围：加速度10Hz4.2Hz。浮点放大器1-64倍，采样间隔 12us-32767us。

ii采样频率大于1MHz，采样频率精度小于0.01％，频响22kHz；

iii采用专用的PVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力锤、宽频带高灵敏度的压力式加速度传感器以
及宽频低噪声的滤波放大技术，数据采集系统分辨率高，稳定性好；

iv高分辨率触摸式屏幕；可直接在屏幕上逐一分析信号，再通过RS
－232串口传输到打印机，也可以使用PLINK程序将信号传输到PC机上；
基桩检测
一.低应变法检测
1 目的
根据国家行业标准《建筑基桩检测技 术规范》JGJ 106-2003、J256-2003对低应 变工程检测做必要的细化和补充。
2 主题内容与适用范围
为了确保现场低应变动力检测的正常 进行，取得正确可靠的检测数据，使低 尖变动力检测工作规范、有序，特制定 基桩低应变检测作业指导书。

iv缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可 按相位特征进行判别。
v当有多次缺陷时，将记录到多个相到干涉的反射波 组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工 原始记录进行综合分析。