可操作的低应变检测试验操作细则

低应变检测试验操作细则1.总则1.1-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。本方法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。仪器设备检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055的有关规定，且应具有信号显示、储存和处理分析功能。瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫；力锤可装有力传感器；稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10〜2000Hz的电磁式稳态激振器。现场检测受检桩应符合下列规定：.桩身强度应符合本规范第3.2.6条第1款的规定。.桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。.桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。测试参数设定应符合下列规定：•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。•设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。•桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。.采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点。.传感器的设定值应按计量检定结果设定。测量传感器安装和激振操作应符合下列规定：.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。&§§§§§§ ②.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。.激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。.激振方向应沿桩轴线方向。.瞬态激振应通过现场敲击试验，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。.稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小。信号采集和筛选应符合下列规定：.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。.检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。.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。.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。4.检测数据的分析与判定次QQQQQ桩身波速平均值的确定应符合下列规定：①.当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根I类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：i^=nimcn11c（8.4.1-2）TLi.=2000c（8.4.1-3）cfLi.・=2式中c 桩身波速的平均值（m/s）；mc 第i根受检桩的桩身波速值（m/s），且immiccc/-W5%——测点下桩长（m）；L.——速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）；T.——幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（Hz）；fn——参加波速平均值计算的基桩数量（nN5）.当无法按上款确定时，波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合确定。桩身缺陷位置应按下列公式计算：ctxx•.•=20001（8.4.2-1）fcx修.・=2式中一一桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；x.——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（m）；xtc——受检桩的桩身波速（m/s）,无法确定时用c值替代；m——幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）。fia桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按本规范表3.5.1的规定和表8.4.3所列实测时域或幅频信号特征进行综合分析判定。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。对于嵌岩桩，桩底时程既既以既既既 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端嵌岩情况。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：.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。低应变检测报告应给出桩身完整性检测的实测信号曲线。表8.4.3桩身完整性判断类别时域信号特征幅频信号特征

l2L/c时刻前无缺陷反射波，由桩底反射波，柱底接诊缝排列基本等间距，其相邻频差Lcf2/iO.II2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波，桩底接诊缝排列基本等间距，砌相邻频差，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差>c/2L，III有明显缺陷反射波，其它特征介于I类和IV类之间，IV2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，武装底反射波；或印装深浅不严重缺陷是波形呈现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.>c/2L,无桩底谐振峰；或印装深浅不严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰。注：，对同一场地、地质条件相近、状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盘顶撞身完整性类别.检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括下列内容：①.桩身波速取值；.桩身完整性描述，缺陷的位置及桩身完整性类别；.时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数；或幅频信号曲线分析的频率范围、桩底或桩身缺陷对应的相邻谐振峰间的频差。GW-2-235.相关文件GW-2-23报告管理程序浅谈桩基低应变动测技术在公路工程中的应用摘要：简要介绍低应变桩基检测中的技巧，对缺陷桩的判断以及对判断标准的建议关键词：桩基低应变；动测；激振力；应变波；反射波；缺陷桩.、八、・刖曰混凝土钻孔灌注桩是桥梁基础工程常用的形式之一，桩能将桥梁上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和不均匀沉降。多年工程实践证明，钻孔灌注桩是极为有效、安全可靠的基础形式之一。但由于钻孔灌注桩是在地下或水下成孔、灌注混凝土，加之成孔方法各异、地质条件的变化、混凝土浇注时间长短不等各因素影响，钻孔灌注桩极易出现缺陷。常见的缺陷有缩径、扩径、短桩、断桩（夹泥）、浇注的混凝土离析及桩顶部分混凝土密实性差等；嵌岩桩主要是由于清孔不彻底，孔底沉淀厚度超标，降低桩基承载力。我们检测的钻孔灌注桩全部为摩擦桩，也存在不同程度的孔底沉淀回淤问题，影响桩基承载力。虽然钻孔灌注桩的施工工艺不断改进，但钻孔灌注桩事故率仍达2%左右，为避免给工程留下隐患，高速公路桩基要求100%进行检测。采用静载试验方法对桩基进行检测受力条件比较接近实际，直观也易于被人们接受，但试验时间长，设备苯重，试验费用高，已不能满足对大量桩基进行检测的需要。特别是一些大直径长桩，由于受试验场地限制和承载力大而无法进行静载试验，就是进行了静载试验，也因怕影响桩基使用效果，加载时不可能达到极限荷载，工程桩的性能只能进行估计，且该法易使工程桩受损伤，而采用快速、简便、价廉的低应变检测方法可以满足施工现场大量检测桩的需求。近年来我们使用荷兰IFCO公司生产的IT-SYSTEM型低应变测桩仪在高速公路上进行了大量桩基检测工作，下面仅就检测中遇到的问题谈些粗浅看法。桩基检测技巧桩基动测技术在我国已是普遍用于对工程实体桩基的施工质量进行评判的成熟技术。采用动测技术进行桩基检测对桩没有任何破坏，故又称为桩基无破损检测技术。我们于1995年8月购买一台荷兰IFCO公司生产的IT-SYSTEM型低应变测桩仪，并聘请了有丰富测桩经验的技术人员组成检测部，开始承接桩基检测任务，分别于1997年和1998年取得了河北省技术监督局和河北省建设委员会颁发的计量认证合格证书和资质认证合格证书。几年来，我们分别在宣大高速公路、京秦高速公路、110国道等工程中共5000余棵桩进行施工质量检测，积累了一些宝贵的检测经验。IT-SYSTEM型桩基检测仪发射的反射波可以检验桩身混凝土的完整性，推判桩基的缺陷类型和在桩身中的位置，对桩长进行校核，对桩身混凝土的强度等级进行估判。IT-SYSTEM型桩基检测仪是由测桩仪（包括计算机处理系统和数据采集器）、接收传感器（亦称检波器）和力锤组成。反射波法是通过对桩顶施加竖向激振力，产生的弹性变形波沿桩身向下传播，在桩底、断桩或严重离析等部位存在明显阻抗界面及桩身缩径、扩径部位产生反射波。经过检测仪器接收、放大和数据处理，识别来自桩身不同部位的反射波信号，以此推判桩基完整性。检测到的应力波曲线为速度-时间关系曲线。时间、波速、桩长之间的关系，由下式表示：△tb=2L/Vp^tb一直达波与反射波时差；L一桩长；Vp—应力波在桩身中的波速Vp=V（E/p）E—混凝土杨氏弹性模量p—混凝土密度当桩身存在缺陷或断桩时，各界面反射波曲线变得复杂，认真分析波形并选出可靠的缺陷反射时间^tb，从而得到缺陷部位距桩顶的距离：L=Vpm^tb/2Vpm-同一工地内多根己测合格桩桩身纵波速度的平均值；U—缺陷部位距桩顶的距离。在桩基检测前，首先，应收集有关桩基的一些设计施工资料，如工程地质资料、桩基设计图、施工原始记录（钻孔记录、混凝土浇注记录等）和桩位布置图；其次，检测前应对所需进行检测的单桩做好测前处理，施工单位一定要将桩头泥浆及夹带泥浆的混凝土凿除干净；第三，检查仪器设备是否正常。需要进行检测的桩头半径1/3以内至少需要两个干净且坚实的混凝土平面，其中一个用于检测时粘贴传感器，另一个用于锤击。传感器用黄油或橡胶泥粘牢。锤击位置要尽可能靠近桩头中心部位，并与传感器不要离的太远，锤击处应与传感器粘贴处等高。锤击力方向应平行桩基轴心线。锤击能量大小对桩基检测是非常重要的，对较长、直径较大的桩，由于桩土相互作用及桩混凝土的弹性影响，能量衰减很快，锤击能量较小时，应力波传播距离较近，桩身深部即使有缺陷，也难以发现反映桩身缺陷的反射波，因此应视桩长区别施力，长桩、大直径的桩锤击力应大于较短桩和小直径的桩。施力大小的由试验确定。桩基完整性检测精确程度主要是检测仪器能接收到清晰的锤击反射波信号，以便为准确分析提供可靠数据。反射波信号的精确程度首先取决于检测仪器，主要有接收传感器量程范围和动态范围以及灵敏度；传感器的阻尼性良好程度；传感器的频率响应范围，一般应在几十至2khz之间；检测仪器要有足够的滤波放大能力；数据后处理手段先进。清晰反射波信号我们是通过反复多次对被检测桩头进行锤击，细心采集重复性好，桩底的反射波信号清晰，存储后进行分析，以便得出正确判断。桩基检测应在混凝土强度达到80%以上，或灌注桩混凝土龄期达7天以上。施工单位为了要进行下道工序施工的需要，往往要求检测单位提早进行检测，这必然给桩基完整性的判断增加难度。如遇到这种情况，需要采集更多一些反射波信号，从中找出能正确判断该棵桩基完整性的波形信号。2、缺陷桩的判断钻孔灌注桩存在的缺陷按其性质可分为两类，一类是外部形状较完整，混凝土的密度及反射波发生变化，即混凝土的弹性模量发生变化；另一类是桩身混凝土较均匀，桩身断面发生变化。在桩基检测中按桩基缺陷程度一般分为四类：一类桩桩身结构完整，桩径均匀，混凝土密实，反射波波形规整，上下幅值对称，符合自由振动指数衰减规律。频谱曲线规则，主峰突出明显，频峰幅值是按一定规律衰减；二类桩桩身基本完整，桩径略有变化（轻度缩径），反射波波形欠规整，上下幅值基本对称，近于自由振动衰减规律。频谱