低应变发射波法桩基检测讲义

XX局沪昆客专XX段X标基桩检测培训低应变反射波法

二○一一年四月国内低应变法遵循的规范、规程1、铁路工程基桩检测技术规程（TB10218-2008）2、公路工程基桩动测技术规程（JTG/TF81-01-2004）3、建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）目录一、适用范围（目的）二、理论基础三、仪器设备四、现场检测技术五、检测数据分析与判定六、检测报告七、工程实例低应变反射波法

一、适用范围（目的）

本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩身的完整性，判定桩身缺陷性质、位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。

基本原理：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播。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（如缩颈或扩颈）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，据此计算桩身波速、判断桩身完整性及混凝土质量，还可以根据视波速偏高对桩的实际长度加以核对。

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程地质资料、施工技术资料（异常情况）、桩型、施工工艺等资料，通过综合分析来对桩身的缺陷及类型作出定性判定。二、理论基础

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代替。2、建立波动方程（略）3、波动方程的解△f=fn+1－fn=Vc/2L（n=0,1,2,…）根据频率和周期的关系得到：

Vc=2L·△f=2L/△T瞬态动测法，就是根据一维弹性杆纵向振动的这一特性，利用传播周期△T或各阶频率间隔△f、纵应力波Vc和桩长L三个参数之间的固定关系，作为桩基质量检验的重要依据之一。三个参数之中，只要知道两个就可以确定出第三个。三、仪器设备1．检测系统包括信号采集及处理仪、传感器、激振设备和专用附件。2．信号采集及处理仪规定（1）数据采集装置的模-数转换器不得低于12位。（2）采样间隔宜为10～500μs,可调。（3）单通道采样点不少于1024点。（4）放大器增益宜大于60dB，可调，线性度良好。（5）多通道采集系统具有一致性，基振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。3．传唐感器套的性善能规述定（1）传数感器理宜选勿用压受电式挎加速品度传迎感器权或磁请电式孩速度士传感替器，页频响截曲线洗的有辆效范次围应撤覆盖妹整个肝测试密信号崖的频器带范廉围。（2）加市速度坦传感歪器的洗电压绩灵敏膨度应师大于10款0m痕V/熟g，量端程不自小于50钩g。速续度传荣感器绑的灵子敏度亭不小粪于30捐0m体V/贸cm储·s俱-1仓3男0H灭z，传珍感器讨灵敏默度选短择原大则在面满足研频响扩范围毛的前推提下念，尽炊可能覆地选潜择灵康敏度疮较高锅的传当感器泄。（3）加潜速度知传感群器的缝安装盛谐振蜘频率赏应大粪于10毯kH熄z，速没度传绿感器划的安童装谐筋振频校率应位大于1.激5k尾Hz。4．激哪振设奔备的拐规定根据螺桩型娇和检睬测目挥的，披激振格设备剪采用绘不同伪材质现和质厦量的钢力锤乞或力锣棒，窗以获读得所火需的员激振融频率叫和能鼻量。四、拌现场再检测兼技术1．检马测前稼准备哪工作（1）进吵行现齐场调觉查，泥搜集丧工程姥地质古资料沙、基书桩设喝计图掠纸和丽施工悦记录链、监获理日醉志等腹，了牛解施酒工工衰艺及柱施工粉过程楼中出刺现的山异常康情况注，明残确被挣检测拍桩号犁。①搜印集工日程地催质资熔料了选解桩减和桩挪周土永的刚办度比爹大小架、桩喜侧土盒阻尼缩慧大小钓、影最响波裤形特纪征、昆影响刃检测禽深度脏，采块取适输当的屯措施蝇，帮反助正好确地像进行啦波行师分析勾。②基轰桩设往计图瞎纸：沿了解供桩型期、设妖计砼倡强度挤、承顺载力醒、基岭础类疑型，搬分析毯缺陷谱影响谢程度隐时参连考。③施烤工记沿录和巩监理辈日志午：了解防施工耻工艺乞及施挖工过并程中厦出现拖的异躁常情乔况，滑做到卡有的凉放矢卷，最罪终尽剩可能察正确市地分刑析出创缺陷龄的类占型。④明位确被现检测第桩号音：不标能张诊冠李江戴，去造成猛被动肚。（2）根捞据现鸣场实赛际情绒况选兄择合屿适的绝激振渗设备雕、传别感器抹及检少测仪汤，检油查测阅试系协统各盯部分篇之间零是否贝连接臭良好惨，确迁认整粥个测旷试系慰统处驻于正拉常工沸作状垒态。①激斜振设跃备：乳力锤撞、力它棒；轨锤齐头或置锤垫石材料牵选用丧工程鼓塑料虽、高能强度斯尼龙两、铝永、铜恶、铁羞、锤币垫用熔橡皮私；锤户的质嚼量从却几百赤克到弦几十融千克蹈。②激心振设异备选鱼择：阻根据翠检测慰对象扁，短罪桩和盲浅部迁缺陷型的桩盼，选冶用刚档度较松大的缸锤，浇产生狸的入驰射波旬的脉仔冲较遵窄，亡频率毫较高祝，分政辨率偏高。朋缺点瞎：能兼量衰评减快叔，检碍测深舍度小恐。长腿桩和乐深部朱缺陷掘的桩开，选箭用刚者度较引小的责锤，抓入射境波的拴脉冲鸡较宽爬，频笼率较罗低，庆传播打距离钥较大哄，检付测深羊度大浪。缺屠点：待分辨听率较优低，蜘较小惧缺陷蓬发现丘不了峰。（3）桩风顶应偿凿至旧新鲜越混凝伙土面蓝，并盲用打共磨机厨将测驰点和食激振润点磨甜平。桩顶坟面条耽件的嫩好坏继直接编影响管测试踩信号隐的质耽量和检对桩崭身完弟整性剂判定镰的准扬确性宾，要锁求被匙检桩掘的桩骄顶面此混凝胁土质弄量、抢截面摊尺寸茶与桩咸身设塑计条嫁件基面本相庭同，训并且围干净革无积秃水。①灌愤注桩垮有低将强度掌的浮萌浆将烂直接更影响邮到传析感器蝴的安承装及喊锤击颤所产彻生的汪弹性被波在把桩顶层部分病的传躁播，求因此辨必须打清除进干净则，以况露出扯干净返的混纯凝土皱表面信为准阵。②预火应力方管桩暖：当饮法兰卡盘与腾桩身瓣混凝直土之祸间结洪合密隶实时荷，可锈不进奸行处纳理，红若有耳松动根和破畜损现健象，深必须邻用电镜锯截录除，大不可洪凿除生；③检莫测前考将被吹检测贱桩顶利部与乱相邻拨的垫馒层或宫承台没断开芦，避醒免因袜垫层晚或承恰台连粱接造锡成波置的散引射，险使波填形复乡丰杂化陵。④测绘点和挥激振吗点磨欲平问瓜题。（4）应蜻测量白并记蓄录桩缺顶截碗面尺居寸。①确吓定检决测点战数目的②帮杯助分蜜析判刃断（5）混皆凝土猜灌注咐桩的风检测膛宜在刻成桩14才d以后升进行晨。建设理部和叹铁道霉部规慰定：璃至少迷达到愿设计存强度朴的70台%，且仪不小灿于15愤MP科a.（6）打入露或静抱压式返预制艇桩的乌检测主应在汽相邻批桩打抚完后皂进行服。1、会她对周逼围产间生不捕同程恢度的爱挤土眼效应次，严纤重的尽将会栏引起训土体驼隆起况和接飞桩部飘分脱谦焊；①基正坑开鬼挖造遣成土福体应洒力释剧放、序土体2、基虽坑开联挖后添检测孤位吓移蹄桩保倾斜翅、断励裂；②开职挖过京程中抚，机母械对睡桩的千破坏正。①避冤免超蚕灌部稀分的触质量3、应梅在桩怪顶设皇计标泽高检标测壶问题旱造成桨误判②后崇期开爱挖桩恋头处谁理对项桩身秤的破蹦坏2．传肉感器摔安装兽规定（1）传扣感器蜜的安祖装可凉采用柳石膏浸、黄宅油、购橡皮造泥等县耦合非剂，乐粘结霞应牢僵固，顿并与勇桩顶驶面垂萌直。传感风器安搜装的肿好坏呜对采绕集信释息的驳影响叨很大幅，粘睛结层胜应可守能薄纽奉。传筛感器堵底面姜与桩顺顶应器紧密帅接触他，不绕得用握手接灶触传虹感器捏，在样信号在采集拜过程钓中不夹得产麻生滑拆移或五松动颗。（2）对天混凝擦土灌缎注桩菌，传紫感器剧宜安肚装在某距桩谢中心2/饼3半径漏处，究传感忧器与软激振劳点的输距离注桩不续宜小眼于1/短2半径新，且勾避开誓钢筋教笼主织筋的疼影响杨。（3）当鞭桩径D≤80挠0m集m时应歌设置2个测宏点；吧当桩累径80巴0＜D≤12骆50岂mm时应测设置3个测吓点；塘当桩屠径12良50＜D＜200芳0m炕m时应米设置4个测裂点。（4）对中预应轧力混丹凝土辉管桩网应在翻两条板相互视垂直哀的直挂径上鹿各布太置2个测缩慧点。3．激仁振时宜的规李定（1）混启凝土狐灌注示桩、辰混凝堪土预亡制桩材的激零振点戚宜在庸桩顶鸽中心肠部位咬；预孩应力处混凝霞土管唐桩的话激振叮点和巧传感冈器安视装点恰与桩睡中心倦连线贡的夹滩角应皮为90刑°。（2）激脆振锤湖和激乔振参班数宜辆通过袄现场青对比逗试验踢选定害。短档桩或苹浅部扇缺陷杯桩的乘检测腐宜采确用轻绞锤短贝脉冲呼激振屡；长葡桩、动大直惕径桩谅或深蚊部缺好陷桩远的检家测宜映采用警重锤否宽脉劳冲激添振，里也可限采用牧不同对的锤饲垫来竭调整步激振暑脉冲日宽度敌。（3）采事用力坦棒激雕振时汉，应运自由那下落叶；采隶用力严锤敲狸击时辜，应想使其抗作用说力方纹向与违桩顶票面垂昨直。4．检俘测工普作规苹定（1）采胖样频温率和制最小爹的采稠样长湾度应填根据塘桩长甜和波赶形分颂析确光定。采样肢点数蒜不少佛于10扛24点，足采样伸间隔铺为10层-5围00μs。对于启时域纸信号处，采质样频河率越很高，亮则采盲集数沈字信今号越帅接近厚模拟拼信号铃，越愁有利淹于缺筐陷位萍置的皂判别啦。时执域记欺录的犯时间煮段长归度应兄不小研于2L抵/C爪+5侄ms，幅意频信泻号分误析的搜频率场范围秘上限状不应沙小于20养00讨Hz。（2）各愿测点菌的重院复检迁测次轿数不甲应少怨于3次，廉且检量测波买形具颤有良尘好的恐一致访性。（3）当胸干扰伯较大景时，跳可采迹用信电号增府强技伯术进咳行重切复激伸振，煌提高纳信噪伙比；欢当信忽号一些致性玻差时城，应剪分析奔原因抚，排摩除人郑为和听检测堡仪器渴等干叔扰因冶素，馆重新怜检测疾。（4）对婶存在倘缺陷士的桩胡应改垄变检排测条塌件重抵复检块测，与相互怜验证慰。位置仪器人员五、赶检测请数据宜分析传与判蜜定1．桩厌身完剂整性文分析原宜以扰时域患曲线幅为主宪，辅猫以频棉域分据析，愿并结竖合施调工情票况（崇工艺已、成诊孔及拣灌注减记录垮等）题、岩能土工虽程勘荣察资啊料和个波形渔特征恢等因瘦素进零行综逝合分伯析判紫定。2．桩身腹波速叮平均耳值的条确定（1）当乔桩长安已知石、桩慈端反斥射信哥号明上显时堤，选柴取相旷同条经件下展不少仍于5根Ⅰ类桩克的桩世身波亮速按未下式敲计算京其平寺均值逝：式中cm——桩身坊波速运平均召值(m售/s振);Ci——第i根桩肯的桩舍身波鲜速计森算值弹（m/机s）；L——完整客桩桩晚长（m）；ΔT——时域丧信号浸第一播峰与否桩端碌反射纱波峰路间的跪时间仔差(m田s)；Δf——幅频薪曲线筝桩端音相邻雨谐振齿峰间狗的频猴差（Hz），计算颤时不挑宜取旦第一违与第夏二峰脾；n——基桩漆数量仁（n≥危5）。（2）当格桩身沈波速亿平均妥值无洪法按疮上款挂确定位时，范可根脱据本谈地区异相同承桩型盼及施说工工渠艺的脊其他研桩基笛工程扎的测万试结密果，开并结降合桩描身混视凝土掠强度羡等级齿与实射践经粱验综耐合确嫂定。不同茅混凝蛛土强睬度等烦级的迫反射算波波暑速经限验值注意墨：预免制桩扶在空宵气中真测得睬速度斯要比镰在土遵中测好得的车速度享高。3．桩料身缺喘陷位肠置按尘下列抬公式牛计算式中x——测点企至桩肿身缺左陷之浓间的纸距离傅（m）；Δt鱼x——时域虏信号让第一乎峰与旬缺陷勺反射咏波峰裹间的杏时间析差（ms）；Δf誓x——幅频哄曲线端所对剩应缺艰陷的尚相邻阻谐振骡峰间州的频尿差（Hz）；C——桩身精波速(m戴/s掉)，无法讽确定堵时用cm值替筐代。4．混云凝土击灌注吧桩采届用时衫域信宁号分旅析时瓣，应峡结合伞有关盒施工匹和岩吐土工兰程勘咽察资逼料，础正确骡区分密由扩愤径处锅产生开的二战次同亏相反谨射与醉因桩育身截猫面渐当扩后阵急速仪恢复心至原盲桩径漂处的盒一次情同相帜反射衣，以押避免伞对桩密身完谈整性豪的误拨判。个注意披：土司层影校响会阶出现头此情迁况。5．对躺于嵌尖岩桩芦，当浴桩端耻反射纽奉信号惭为单煮一反老射波县且与顶锤击括脉冲触信号涝同相键时，漫应结圆合岩去土工帖程勘尾察和苹设计熄等有扇关资朱料以锅及桩救端同摆相反鸽射波两幅的损相对厘高低万来推放断嵌班岩质质量，姨必要预时采姻取其催他合制适方蹦法进初行核拳验。6．桩衫身完束整性而的分枯析当效出现拣下列痕情况变之一始时，狱宜结淹合其远他检具测方澡法：（1）超斯过有慌效检杂测长陕度范湾围的动超长泪桩，显其测祸试信愈号不稼能明乖确反迟映桩仁身下宣部和奴桩端颜情况唉。（2）桩馒身截留面渐勇变或婶多变户，且慈变化处幅度福较大含的混添凝土忆灌注澡桩。（3）当建桩长亏的推梁算值歉与实拖际桩微长明捏显不系符，队且又贩缺乏饿相关系资料尝加以夏解释躁或验猾证。（4）实虏测信陡号复涨杂、权无规材律，驼无法粗对其罩进行尚准确姓的桩扬身完倘整性宣分析访和评肚价。（5）对茄于预镜制桩似，时寺域曲短线在援接头幕处有比明显众反射帆，但恰又难霞以判轧定是去断裂贴错位犯还是求接桩治不良别。7．桩厉身完速整性锄类别秘判定越的原予则（1）Ⅰ类桩骄：2L躲/C时刻还前无榆缺陷准反射殖波，同有桩残底反瓶射波摆；桩赛底谐超振峰狡排列皇基本求等间搂隔，肾其相促邻频村差Δf=C任/2狗L。（2）Ⅱ类桩国：2L扇/C时刻季前出灶现轻挽微缺耍陷反锻射波投，有料桩底滥反射竭波；种桩底峰谐振除峰排卫列基靠本等众间隔喉，轻辉微缺规陷产予生谐杰振峰净之间弊的频制差的脏其相狡邻频订差Δf′＞C/败2L。