上海桩基低应变检测波速的计算实例
基桩低应变完整性试验
低应变测试仪PIT 测定桩身完整性试验一、实验目的：1. 掌握低应变测试仪PIT 基本使用方法；2. 掌握低应变测试仪PIT 测定桩身完整性的方法；二、实验内容：用低应变桩身完整性。
三、实验仪器及检测评定标准：1. 美国PDI 公司生产的低应变桩身完整性测试仪PIT ；2. 试验桩；3.《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004四、现场检测检测流程本次检测，严格依据桩基动测规程执行。
被检测桩均应凿去浮浆及破损部分，露出新鲜密实的混凝土；每根桩布置2～4个检测点，每个检测点记录的有效信号数均大于3。
现场检测示意图如图1。
图1 基桩反射波法现场检测示意图判断标准1、波速计算：tL c ∆=2 or f L c ∆⋅=2 式中(图2)：c—桩身材料的一维应力波纵波波图2完整摩擦桩纵波波速计算示意图速（m/s ），简称波速；L —测点下桩的长度（m ）；Δt —桩底反射波峰值与入射波峰值的时刻差（s ）； Δf ——幅值谱上完整桩相邻峰值间的频率差（Hz ）。
被检工程的桩身材料平均波速值m c 为5根以上完整桩的波速平均值。
2、完整性类别划分：Ⅰ类桩：桩身结构完整。
桩底反射合理，实测波速在合理范围内，桩底反射波到达前，无同相反射波发生。
Ⅱ 类桩：桩身结构基本完整，存在轻微缺陷。
桩底反射基本合理，实测波速在合理范围之内缺陷反射波幅值相对较弱。
Ⅲ 类桩：完整性介于Ⅱ类和Ⅳ类之间，一般存在明显缺陷，宜采用钻芯法或声波透射法等其它方法进一步判断或直接进行处理。
记录到多个同相反射信号，形成复杂波列,且无合理的桩底反射信号。
依反射信号和提供桩长计算的波速明显偏离同类完整桩平均波速，或时域信号存在较强的异常同相反射。
嵌岩端承型桩虽有明显的桩底反射，但反射波却与入射波相位相同。
Ⅳ 类桩：桩身结构存在严重缺陷,就其结构完整性而言不能使用。
未见桩底反射。
出现多次幅值较强的同相、等间距反射信号，或信号幅值明显较强并以大低频形式出现，当振源脉冲宽度极窄时，同时伴有连续的t ∆很小的同相反射（频域为双峰），此为典型的浅部断桩特征。
基桩完整性试验检测报告 低应变(反射波法)
基桩完整性试验检测报告（反射波法）检测单位名称（专用章）：报告编号：检测：审核：批准：日期：年月日1、工程概况xx工程，位于，总桩数为x根，桩径（1700～2300）mm，桩体混凝土强度等级C30。
受xx公司的委托，由我院对其在建的xx工程部分基桩进行低应变法桩身完整性检测，以检测工程桩的桩身完整性。
2、工程地质概况根据现场勘探、测试及室内土工试验资料分析，拟建场地地基岩土分布自上而下依次为：第①层：0~1.5m，填土：杂色，松散，稍湿，含植物根茎第②层：1.5m~2.5m，粉质粘土：褐黄，稍密，湿，硬塑，包含沙砾第③层：2.5m~4.0m,碎石土：杂色，中密，稍湿，包含块石第④层：4.0m~12.0m，强风化石英砂岩：灰白色，呈密实状3、检测过程叙述3.1 检测依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）。
3.2 检测目的及抽样方法本次基桩低应变法检测目的为验收性检测。
本工程施工桩总数为根，检测数量为根。
3.3 检测设备及工程检测图4、基桩低应变法检测完整性分类判别标准注：对同一场地、地质条件相近、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反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。
5、基桩低应变法检测结果汇总表注：以上桩长、桩径均为施工单位提供6、基桩低应变法检测结论xx工程机械钻孔灌注桩共x根，本次低应变法检测工程桩x根，检测比例为100%，皆为Ⅰ类桩。
波速平均值xx m/s。
本次基桩低应变法检测比例（桩数）符合设计、JGJ106－2014的相关规定，根据以上检测结果，可评定该工程混凝土灌注桩桩身完整性符合验收要求。
7、基桩低应变法检测实测信号曲线。
桩基低应变检测中波速的合理确定
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .10SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工业技术在工程建设中,由于桩基具有较好的荷载传递性能,适应较复杂的地质条件以及具有较高的承载能力而得到广泛应用。
在桩基低应变检测方面,现在主要有有损检测与无损检测两种。
而有损检测主要指高应变检测,无损检测主要指低应变检测。
低应变检测中最常用的方法为反射波法,木文所指的低应变检测方法即指此法。
1低应变检测原理反射波法检测桩基质量的理论基础是建立在振动理论和波动理论基础上,是利用弹性应力波在混凝土中的传播及反射来判断桩基质量的一种方法。
基木假定:视桩为一弹性杆件,假定桩基为均质材料,其各物理参数如弹性模量E 、质量密度P 为常数,且横截而积受力时保持平而,忽略桩的内外阻尼和表面磨擦力,桩周土对桩的约束和支承作用。
集中由桩底的1个弹簧代替,力学模型如图1所示。
根据桩体中的纵波传播规律,可用一维波动方程描述,其波动方程为:①其中即:②式中:C —纵波波速L —材料弹性模量P —材料质量密度U —质点位移Vc —纵向应力波波速对①式求解可得直杆振动频率方程:③式中:W ——圆频率W n=2πf n f n —固有频率L —桩长Kd —桩端的支承刚度对于不同的边界条件,即K d 不同,桩的固有频率各不相同。
但不论哪种边界条件,在频率范围内,都有公式:④其中2△f 为频差。
在时域范围内,公式变为:⑤式中:τ——波在桩中传播的时间。
式④与式⑤中,△f 或τ可直接由低应变检测中获得,Vc 和L 都是未知量,V c 往往根据经验选取。
显然,V c 的取值对L 直接影响,同时Vc 值直接反映的是桩的混凝土强度,如果V c 取值不合适,将直接影响桩基低应变检测的结果。
2影响波速的因素影响混凝土波速的因素很多,例如施工工艺,粗骨料的品种、骨料粒径、混凝土养护力一式、混凝土含水量、添加剂的品种数量、钢筋排列等等,对混凝土纵波波速都有很大影响,但影响波速最大的因素是混凝土的强度。
基桩低应变反射波法检测中浅部缺陷的判定及工程实例
第３２卷第２期２０１８年㊀６月资源环境与工程ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ ３２ꎬＮｏ ２Ｊｕｎ.ꎬ２０１８收稿日期:２０１７－０６－２８ꎻ改回日期:２０１７－０７－２４作者简介:原力智(１９８１－)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ工程管理专业ꎬ从事地基基础检测管理工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:４９４３６６７２＠ｑｑ ｃｏｍ基桩低应变反射波法检测中浅部缺陷的判定及工程实例原力智ꎬ徐㊀磊ꎬ刘㊀军(湖北省地质实验测试中心ꎬ湖北武汉㊀４３００３４)摘㊀要:利用低应变反射波原理ꎬ结合工程实例ꎬ通过检查波形和开挖验证ꎬ分析判定基桩浅部缺陷ꎬ为基桩工程质量与安全提供依据ꎮ关键词:基桩ꎻ低应变反射波法ꎻ工程中图分类号:ＴＵ４７㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－１２１１(２０１８)０２－０２７１－０３ＤＯＩ:１０.１６５３６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１６７１－１２１１.２０１８.０２.０２１㊀㊀随着近些年施工桩型及工艺的多样化㊁建筑场地地质条件的日益复杂及基桩施工的高度隐蔽性等因素ꎬ对检测人员素质及能力提出了更高的要求ꎬ只有提高基桩检测工作的质量和判定结果的可靠性ꎬ才能保证基桩工程的质量与安全ꎬ从而为后期的上部结构安全奠定坚实的基础ꎮ众所周知ꎬ基桩桩身段浅部如果存在严重缺陷ꎬ会造成结构基础隐患ꎬ当严重缺陷部位位于桩身浅部时ꎬ将直接影响桩顶应力向下传递ꎬ单桩承载力将大打折扣ꎬ其破坏后果不可想象ꎮ然而ꎬ在基桩低应变反射波法检测实践中ꎬ如何较为准确地分析判定基桩浅部是否存在严重缺陷ꎬ是检测工作者常常面对的问题ꎮ本文就此结合工程实际经验对其低应变反射波法实测曲线特征进行探讨和分析总结ꎮ１㊀低应变反射波法原理低应变反射波法是以一维波动理论为基础ꎮ假定桩身为一维弹性均匀杆件ꎬ假设一维平面应力波沿桩身向下传播ꎬ当遇到桩身存在明显的波阻抗差异界面时ꎬ将产生反射和透射波ꎮ根据应力波理论ꎬ桩身纵波可用下面的一维波动方程表示:∂μ∂ｔ２＝ｃ２ˑ∂２μ∂ｘ２(１)根据应力波理论ꎬ应力波在桩身传播过程中ꎬ波阻抗发生变化的界面处ꎬ纵波速度如下:ＶＲ＝Ｚ１－Ｚ２Ｚ１＋Ｚ２ˑＶ(２)式中:Ｚ＝ＡˑρＥꎬρＥ为桩身材料特性的参数ꎬＡ为桩身截面积ꎻＶ为纵波速度ꎮ由上式可以看出ꎬ反射波法反映的也仅仅是桩身波阻抗相对变化的位置和程度ꎬ也就是相对的桩身结构完整性ꎬ对缺陷的程度和性质也是只做推断分析ꎬ特别是桩身浅部位置ꎮ不清楚这一点ꎬ在实践应用中就会容易造成错判㊁漏判的结论ꎮ有经验的检测人员还需运用其他多种检测手段作更进一步检测㊁验证等(如开挖㊁钻芯等)ꎬ汇总多方面信息及资料后综合判定ꎮ２㊀工程实例为了更好地说明基桩存在浅部严重缺陷的时域曲线特征ꎬ本文先列出以下三条典型的完整桩时域曲线(图１－图３)ꎬ基本特征满足式(１)ꎮ图１㊀完整桩下预制管桩实测曲线图Ｆｉｇ １㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｐｉｐｅｐｉｌｅｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅｐｉｌｅ注:管桩外径５００ｍｍꎬ桩长２１ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ８０.测试时手锤激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ下面介绍浅部存在严重缺陷的和浅部扩径引起的波形异常桩ꎬ实测曲线基本特征满足式(２)ꎬ并附开挖验证照片ꎮ在图４中ꎬ可以看出预制管桩实测曲线形态为正弦振荡曲线ꎬ在首峰下降处出现一明显畸变拐点ꎬ疑似图２㊀完整桩下摩擦桩实测曲线图Ｆｉｇ ２㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｆｉｌｅｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅｐｉｌｅ注:桩径８００ｍｍꎬ桩长２１ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ４０ꎬ测试时力棒激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ图３㊀完整桩下嵌岩桩实测曲线图Ｆｉｇ ３㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅｐｉｌｅ注:桩径１０００ｍｍꎬ桩长２２ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ３５ꎬ测试时力棒激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ图４㊀浅部缺陷下预制管桩实测曲线图Ｆｉｇ ４㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｐｉｌｅｕｎｄｅｒｓｈａｌｌｏｗｄｅｆｅｃｔ注:管外径５００ｍｍꎬ桩长２５ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ８０.测试时手锤激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ该桩测点以下１ｍ左右范围内存在明显缺陷ꎮ开挖情况证明该桩距桩顶１.１ｍ左右存在多条裂缝ꎬ间距２０~３０ｃｍꎬ但均未贯穿(图５)ꎮ图５㊀开挖深度１.５ｍꎬ验证照片Ｆｉｇ ５㊀Ｖｅｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｔｏｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ１.５ｍｅｔｅｒｓ在图６中ꎬ可以看出嵌岩桩实测曲线形态在２/ＬＣ时刻前出现严重缺陷反射波和周期性反射波ꎬ无桩底反射波ꎮ疑似该桩测点以下２.８ｍ左右范围内存在明显缺陷ꎮ图６㊀浅部缺陷下嵌岩桩实测曲线图Ｆｉｇ ６㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｕｎｄｅｒｓｈａｌｌｏｗｄｅｆｅｃｔ注:桩径８００ｍｍꎬ桩长２９ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ４０ꎬ测试时力棒激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ开挖情况证明该桩距桩顶２.７ｍ处断裂ꎬ为严重桩身缺陷(图７)ꎮ图７㊀开挖深度３ｍꎬ验证照片Ｆｉｇ ７㊀Ｖｅｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｔｏｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ３ｍｅｔｅｒｓ在图８中ꎬ可以看出嵌岩桩实测曲线形态为距桩顶１.９ｍ左右有一异常同向反射波ꎬ后续波形正弦振荡ꎬ疑似为明显缩径类缺陷ꎮ图８㊀浅部缺陷下嵌岩桩实测曲线图Ｆｉｇ ８㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｕｎｄｅｒｓｈａｌｌｏｗｄｅｆｅｃｔ注:桩径１０００ｍｍꎬ桩长２２ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ４０ꎬ测试时力棒激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ图９显示嵌岩桩身完整情况ꎬ将扩径部位截除后再予检测ꎬ检测波形完好ꎬ判定为Ⅰ类桩ꎮ证明原检测波形异常部位是由该部位桩身不规则扩径所导致的ꎮ２７２资源环境与工程㊀２０１８年㊀图９㊀开挖深度２ｍꎬ验证照片Ｆｉｇ ９㊀Ｖｅｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｔｏｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ２ｍｅｔｅｒｓ㊀㊀在图１０中ꎬ可以看出嵌岩桩实测曲线形态为距桩顶０.８ｍ左右负向首波异常ꎬ后续波形正弦振荡ꎬ疑似为桩顶浅部明显离析或存在空洞类缺陷ꎮ图１０㊀浅部缺陷下嵌岩桩实测曲线图Ｆｉｇ １０㊀Ｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅｏｆｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｕｎｄｅｒｓｈａｌｌｏｗｄｅｆｅｃｔ注:桩径１０００ｍｍꎬ桩长１９ｍꎬ桩身砼强度等级Ｃ４０ꎬ测试时力棒激发ꎬ耦合剂采用橡皮泥ꎮ开挖情况证明该桩距桩顶１ｍ处桩身存在大肚现象(扩径)ꎬ为探明扩径部位以下桩身完整情况ꎬ扩径部位截除后再予检测ꎬ检测波形完好ꎬ判定为Ⅰ类桩(图１１)ꎮ证明原检测波形异常部位是由该部位桩身混凝土大肚(扩径)所导致的ꎮ３㊀综合分析总结根据大量工程桩的实测以及开挖验证结果ꎬ通过实例分析ꎬ基桩浅部缺陷低应变曲线主要有如下特征:(１)检测曲线失真ꎬ呈现不规则振荡衰减ꎬ即在桩顶附近存在缺陷时ꎬ激振时ꎬ桩顶与传感器同时振动ꎮ图１１㊀开挖深度１ｍꎬ验证照片Ｆｉｇ １１㊀Ｖｅｒｉｆｙｉｎｇｐｈｏｔｏｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ１ｍｅｔｅｒ㊀㊀(２)曲线基本形态为长周期的正弦振荡曲线ꎬ总体呈指数规律衰减ꎬ形成大振幅的低频宽幅大摆动波形[１]ꎮ(３)首波后往往叠加有浅部缺陷的多次反射波ꎬ小锤㊁高脉冲时很容易体现出来ꎬ重锤㊁低脉冲时就不明显[２]ꎮ距桩顶极浅部位缺陷时ꎬ曲线波形的同一性较差ꎬ即不同测点采取得曲线一致性很差ꎮ(４)当缺陷为全截面断裂时ꎬ检测曲线往往表现为正弦振荡信号ꎬ未全截面断裂时ꎬ振荡曲线上往往叠加有缺陷截面的反射信号ꎮ４㊀结束语工程桩浅部缺陷(距桩顶１.０~２.０ｍ)在判定上与一般的缺陷判别相似ꎬ区别在于缺陷部位距桩顶较近ꎬ导致缺陷信号多次反射并产生叠加效应ꎬ以至于很难发现桩底信号ꎬ容易造成误判ꎮ对此ꎬ检测人员应从多方面入手ꎬ结合地质条件㊁施工工艺㊁施工参数ꎬ必要时采取开挖㊁钻心等多种手段交叉印证ꎬ只有这样才能客观地判断浅部缺陷性质和位置ꎮ参考文献:[１]㊀中国建筑科学研究院.建筑基桩检测技术规范:ＪＧＪ１０６－２０１４[Ｓ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１４.[２]㊀陈凡ꎬ徐天平ꎬ陈久照.基桩质量检测技术[Ｍ].北京:中国建筑工业出版社ꎬ２０１４.(责任编辑:费雯丽)ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｏｗＳｔｒａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＷａｖｅＭｅｔｈｏｄｏｆＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｌｅｓｔｏＤｅｔｅｒｍｉｎｅＳｈａｌｌｏｗＤｅｆｅｃｔｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＥｘａｍｐｌｅｓＹｕａｎＬｉｚｈｉꎬＸｕＬｅｉꎬＬｉｕＪｕｎ(ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｓｔｉｎｇＣｅｎｔｅｒꎬＷｕｈａｎꎬＨｕｂｅｉ㊀４３００３４)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｗｓｔｒａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｗａｖｅꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅꎬｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｄｅｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐｉｌｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｊｕｄｇｅｄｂｙｃｈｅｃｋｉｎｇｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍａｎｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎꎬｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｌｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｌｅꎻｌｏｗｓｔｒａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｗａｖｅｍｅｔｈｏｄꎻｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ３７２第２期原力智等:基桩低应变反射波法检测中浅部缺陷的判定及工程实例。
桩基低应变完整性检测(精制实操)
桩基低应变完整性检测引言近几十年，我国工程建设蓬勃发展，桩基础在高层建筑、大型厂房、桥梁码头、海上钻井平台及核电站等重要工程中被广泛应用。
由于桩基属于地下隐蔽工程，桩基施工过程中受到所处地质条件、施工技术工艺等多种因素的影响，成桩难免存在各种不足，影响成桩的质量和使用效果，比如缩径、扩径、离析或夹泥，甚至断桩等不利缺陷。
如何快速、准确的评价桩身质量，是桩基检测工程一直所关注的话题。
而低应变检测具有设备简单轻便、检测快速等优点被广泛应用于桩基检测工程中。
技术原理反射波法检测是建立在一维波动理论基础上，在数学上模拟桩的一维应力波传播，计算反射、透射和波的叠加，根据波形的异常情况推断桩的完整性。
反射波法检测，是通过敲击桩顶，产生的应力脉冲以波的形式沿桩体传播，应力波在传播的过程中遇到桩体界面变化时，将表现为桩身阻抗变化而产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收到波的变化，由应力波沿桩身向下传播遇到有缺陷的界面或到达桩底产生反射然后返回桩顶的时间来判断桩身内的缺陷位置。
对于嵌固于土体中的桩，由于桩长L一般远大于桩径d，因此，将桩作为一维弹性值杆，考虑桩土相互作用，则桩身质点振动速度v（x，y）满足下面的一维波动方程：在式（1）中：χ-振动质点到震源的距离；t-质点振动的时间；k-桩周土弹性参数；c-桩周土阻尼系数；A-桩的截面积；C-纵波在桩中的传播速度，且满足关系，其中ρ为桩的密度；E为桩的弹性模量。
应力波在桩体中的传播时间（Δt）及桩长（L），可用下式计算出不同岩土介质中桩的纵波波速：布置方案根据桩径大小，桩心对称布置2～4个安装传感器的检测点：实心桩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，激振点和检测点与桩中心连线形成的夹角宜为90°检测采集数据时需要注意的地方主要有以下几点：1.安装传感器部位的混凝土应平整；2.传感器安装应与桩顶面垂直，应与锤击点保持在一个水平面上；3.用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度；4.传感器安装位置应远离钢筋笼的主筋，以减少外露主筋对测试产生干扰信号。
低应变法在桩基完整性检测中的几个案例浅析
低应变法在桩基完整性检测中的几个案例浅析摘要：本文结合几个案例，介绍了低应变检测技术在桩基完整性检测中的注意事项及其缺陷判定方法。
关键词：低应变法桩基完整性缺陷一、概述桩基质量检测技术主要有直接检测和间接检测两种：直接检测主要包括静载试验和钻芯法，间接检测主要包括低应变法、高应变法和声波透射法。
其中，低应变法检测相对于桩基的其他检测方法更加简便、快捷。
低应变法检测，具有仪器轻便、基桩信息采集快速、测试成本低廉、检测耗时短、对桩身无损等优点,因此在桩基质量检测中应用最为广泛。
低应变法主要用于检查基桩桩身完整性,能够根据反射波形判断出基桩的扩径、缩径、离析、裂缝、断桩等桩身可能存在的异常及大概位置等。
一般地，由混凝土、CFG等刚性材料形成的，与其周围介质存在显著声学差异的的桩，均可用低应变法进行完整性检测判断。
二、低应变法检测的历史20世纪70年代初，A.G.Davis、J.Stenbach和E.Vey分别提出了机械阻抗法和应力波传播法在桩基无损检测中的传播理论，为桩基低应变法检测桩基完整性奠定了理论基础。
20世纪80年代，国内外同时又相继研究和发展了各种激振式的动力测桩法，低应变法检测桩基完整性因此而逐步发展。
直到现在，低应变法检测也因为其经济便捷的优势已经成为了桩基完整性检测的主要方法。
三、低应变法检测的原理简介一般我们将基桩检测工作中的桩近似地看作一维弹性均质杆件，因为一维弹性杆件的波动理论与基桩检测中的敲击激发方式相符合。
基桩检测中，利用激振锤撞击桩体时所产生的反射信号，被桩头传感器传送给动测仪，再经计算机对这些信号进行分析，我们便能以此作为对桩身质量的判断依据。
简介原理如图1四、低应变法检测前的准备工作对于基桩的低应变检测，除了按照相应检测技术规范准备外，还需注意以下内容：（1）敲击工具的选择：力棒敲击能激发宽脉冲，它激发出的波穿透能力较强，但判别能力稍差，适宜于较长的基桩；手锤敲击能激发窄脉冲，它激发出的波穿透能力较弱，但判别能力较强，适宜于较短的基桩。
低应变基桩完整性检测课件
解决方案：
1. 利用指数放大 2. 了解土层参数（或地质资料）
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第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：加速度计与桩面用什么方法 耦合较好？ A: 由于桩面凹凸不平，且有砂 石，再加上电缆线的拉作用， 用黄油往往达不到好的耦合效 果。在桩头滴少许502胶，再 将指头大小、粘性较好的橡皮 泥压入桩面，然. 后再将加速度
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：脉冲频率或滤波频率较低队浅 部缺陷判断有无影响？
A: 当桩身浅部有缺陷，其反射 波的频率较高。若桩身深部也 存在缺陷，其反射波在桩端面 反后经浅部缺陷处又会产生反 射。当脉冲频率或滤波频率较 时，高频反射波部分会丢失，
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第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：反向过冲较大是否信号较差？
采集仪
RSM—24FDN一体机
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第二章 低应变检测系统
软件简介
主操作界面
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第二章 低应变检测系统
软件简介
设置界面
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第二章 低应变检测系统
软件简介
打印高级设置界面
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第二章 低应变检测系统
软件简介
波形处理界面
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第二章 低应变检测系统
软件简介
打印信息预览界面
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第三章 现场测试技术
目录
第一节 第二节 第三节
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变所能检测到的现象
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第一章 基本概念及检测原理 检测原理
低应变不能检测到的现象
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变检测的优点
低应变
• 5、信号采集与筛选 • 信号采集和筛选应符合下列规定： • （1）根据桩直径大小，桩中心对称布置2-4个检测点；（2）对 检测信号应作叠加平均处理，每个检测点参与叠加平均处理的 有效信号数量不宜少于3个。 • （3）检测时应随时检查采集信号的质量，判断实测信号是否反 映桩身完整性特征。 • （4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的 量程。 • （5）对于同一根受检桩，不同检测点及多次实测时域信号一致 性较差，应分析原因，增加检测点数量。
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（一）低应变法概述 （二）反射波法检测原理 （三）抽样方法和检测数量 （四）仪器设备 （五）现场操作 （六）检测数据分析与评价
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（一）低应变法概述 目前国内外普遍采用瞬态冲击方式，通过实测桩顶加速度或速度响 应时域曲线，通过一维波动理论分析来判定基桩的桩身完整性，这种方 法称之为反射波法(或瞬态时域分析法)。 一般动测仪器都具有傅立叶变换功能，可通过速度幅频曲线辅助分 析判定桩身完整性，即所谓瞬态频域分析法； 也有些动测仪器还具备实测锤击力并对其进行傅立叶变换的功能， 进而得到导纳曲线，这称之为瞬态机械阻抗法。 无论是瞬态的时域分析还是频域分析，分析的结果应该是一致的。 另外还有稳态激振的方式，直接得到导纳曲线，称为稳态机械阻抗 法。 1、适用范围 一维杆件模型要求桩的长细比大于5，瞬态激振的有效高频分量的 波长与桩的横向尺寸之比也大于5，设计桩身截面也要基本规则。 低应变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 及其位置。低应变法只可用于检测混凝土桩有效检测长度范围内是否存 在缺陷，具体工程的有效检测长度应通过现场试验确定。
• （五）现场操作 • 1、桩头处理 • 凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，露出坚硬的混凝土表面， 桩顶表面应平整干净且无积水；桩顶的材质、强度、截面尺寸 应与原桩身基本等同；妨碍正常测试操作的桩顶外露主筋应割 掉。受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，或其预留试 件强度代表值不低于15 MPa 。预应力混凝土管桩桩头法兰盘应 连接牢固，否则应割除。 • 实践证明，桩头处理直接影响测试信号的质量，为确保检测 时应力波的正常传递，桩顶的混凝土质量应能代表桩身混凝土 质量。当灌注桩桩头部分桩身截面很不规则时，应将截面不规 则部分凿除后进行检测。为了确保传感器安装牢固，需要时可 采用便携式砂轮机等磨平。 • • 2、激振锤的选择 • 应针对不同的测试对象选择不同的激振锤，小桩选择较小 的锤，大桩选择较重的锤或力棒。 •
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上海是我国经济最为发达的城市之一，建筑业发展迅速，而建筑的质量直接关系到城市的安全和可持续发展。
在建筑基础工程中，桩基作为一种常见的地基处理方式，其质量对整体工程的安全和稳定起着至关重要的作用。
对桩基进行低应变检测波速的计算及分析显得尤为重要。
1. 桩基低应变检测的背景及意义
桩基的低应变检测是一种重要的地基处理质量监测手段。
通过对桩基在受力作用下产生的应变进行检测，可以评估桩基的承载能力和受力性能，为工程结构的设计和施工提供重要参考依据。
通过检测波速，可以判断桩基的质量和受力情况，对于提高建筑质量和工程安全具有重要意义。
2. 桩基低应变检测波速的计算方法
桩基低应变检测波速的计算方法主要包括两种：动力法和静力法。
其中，动力法是指采用冲击源（如锤击、振动器等）产生波动，在桩顶或桩侧布设加速度、速度或位移传感器，通过对传感器接收到的波动信号进行分析计算桩基波速。
静力法是利用振动源产生波动，通过监测振动在桩体内的传播时间和路径，计算桩基波速。
这两种方法各有优劣，需要根据具体工程情况进行选择。
3. 上海桩基低应变检测波速的实际计算
以上海某桩基工程为例，进行桩基低应变检测波速的实际计算如下：
（1）确定检测点和布设传感器：根据工程要求和设计要求确定桩基低应变检测的具体位置，然后布设传感器，包括加速度传感器、速度传
感器等。
（2）进行波速检测：采用动力法或静力法进行波速检测，记录传感器接收到的波动信号，并进行数据分析。
（3）计算波速：根据检测到的波动信号，利用相关的计算公式和算法，计算出桩基的波速。
（4）分析结果：根据计算得出的波速数据，进行分析和评估，判断桩基的质量和承载能力情况，并提出相应的建议和改进措施。
4. 桩基低应变检测波速计算的质量控制
在桩基低应变检测波速计算过程中，需要进行相应的质量控制，以确
保计算结果的准确性和可靠性。
具体包括以下几个方面：
（1）传感器的准确性和灵敏度检测：对布设的传感器进行检测和校准，确保其准确性和灵敏度符合要求。
（2）数据采集和分析的准确性：对采集到的波动信号数据进行检查和验证，确保数据的准确性和完整性。
（3）计算公式和算法的准确性和适用性：对使用的计算公式和算法进行验证和检测，确保其在具体工程条件下的准确性和适用性。
（4）结果的分析和评估：对计算得出的波速数据进行分析和评估，确保评估结果的科学性和有效性。
5. 结语
桩基低应变检测波速的计算是一项重要的地基处理质量监测工作，对于保障建筑工程的安全和稳定具有重要意义。
通过实际计算实例的介绍，可以更加深入地了解这一工作的具体过程和方法，增强工程质量监测的重要性和必要性。
在今后的工程实践中，我们需要不断总结经验，不断完善和提高地基处理质量监测工作，为城市的安全和可持续发展做出更大的贡献。
在上海这样一个经济发达的城市，建筑业的发展和建设工程的质量监测显得尤为重要。
而桩基作为地基处理方式中的重要一环，其质量直接关系到建筑工程的安全和可持续发展。
桩基低应变检测波速的计算和分析变得至关重要。
在实际工程中，桩基低应变检测波速的计算方法多种多样，其中动力法和静力法是较为常见的两种方法。
动力法是利用冲击源产生波动，通过传感器接收波动信号后进行数据分析计算波速；而静力法则是利用振动源产生波动，通过监测振动在桩体内的传播时间和路径来计算波速。
这两种方法在实际应用中各有其优劣，需要根据具体工程情况进行选择和应用。
以上海某桩基工程为例，进行桩基低应变检测波速的实际计算过程是非常繁琐的。
首先需要确定检测点和布设传感器，然后进行波速检测和数据分析，最后根据检测到的波动信号计算出桩基的波速。
并且在整个计算过程中，质量控制也是至关重要的，包括传感器的准确性和灵敏度检测、数据采集和分析的准确性、计算公式和算法的准确性和适用性，以及对计算得出的波速数据进行分析和评估等方面。
桩基低应变检测波速的计算是地基处理质量监测的关键环节，其准确
性直接关系到工程结构的设计和施工质量。
在工程实践中，需要不断
总结经验，完善和提高地基处理质量监测工作，以保障建筑工程的安
全和稳定。
特别是在上海这样一个经济发达的城市，更需要加强地基
处理质量监测，为城市的安全和可持续发展做出更大的贡献。
除了桩基低应变检测波速的计算，建筑工程的质量监测还涉及到地基
处理质量监测的其他方面，例如土壤密实度的检测、地基下沉的监测、桩基承载力的检测等。
这些质量监测工作的完善和提高也是非常重要的，可以有效保障建筑工程的安全和稳定。
在今后的建筑工程实践中，需要加强对地基处理质量监测工作的重视和投入，以提高建筑工程质量，保障城市的安全和可持续发展。