低应变检测桩身完整性和声波透射法检测桩基

实验报告课程：桩基检测与评定题目：低应变检测桩身完整性与桩基超声波透射法院系：土木工程系专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2012年7月1日

基桩反射波法试验检测报告一．基本原理基桩低应变动力检测反射波法的基本原理是将桩身假定为一维弹性杆件（桩长>>直径），在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播。当桩身存在明显波阻抗Z变化的截面将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z变化决定。桩身波阻抗Z由桩的横截面积A、桩身材料密度ρ等决定即Z=。假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面，界面上部波阻抗=，上部波阻抗=

①当=时，表示桩截面均匀，无缺陷。

②当>时，表示在相应位置存在缩径或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。

③当<时，表示在相应位置存在扩径，反射波与入射波速度信号相位相反。

当桩身存在缺陷时，根据缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值△t和桩身传播速度C来推算缺陷位置Lx=△t·C/2二．现场检测大致流程是用力锤对桩顶作瞬态激振，以产生脉冲应力波，由设置在桩顶的加速度传感器接收入射波和反射波信号，该信号经电荷放大后，经桩基分析系统处理，根据反射波的时差，相位和幅值即可判断桩身的缺陷位置、类型及程度。传感器的安装对现场信号的采集影响较大，理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大，传递特性越好，测试信号也越接近桩面的质点振动。对实心桩的测试，传感器安装位置宜为距桩心2/3～3/4半径处；对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成90°夹角，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。传感器的安装必须通过藕合剂垂直与桩面粘接，此次实验使用的是经口加工的口香糖。击振信号的强弱对现场信号的采集同样影响较大，对实心桩的测试，击振点位置应选择在桩的中心；对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成90°夹角，击振点位置宜在桩壁厚的1/2处。基桩动测仪信号输入参数设定数据处理结果输出桩桩电脑打印机手锤击打 图1基桩反射波法现场检测示意图三．判断标准波速计算：图2完整摩擦桩纵波波速计算示意图式中(图2)，c—桩身材料的一维应力波纵波波速（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）。图2完整摩擦桩纵波波速计算示意图被检工程的桩身材料平均波速值为5根以上完整桩的波速平均值。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，同时伴有连续的很小的同相反射（频域为双峰），此为典型的浅部断桩特征。桩身缺陷位置估算：，式中（参考图2），—场区同条件桩平均波速，—桩身第j个缺陷的距离(m)，—桩身第j个缺陷的首次反射波峰与入射波波峰对应的时差(s)，——同一缺陷两相邻峰间频差。

基桩声波透射法检测报告.一、检测仪器设备、基本原理和标准1、仪器设备检测仪器设备采用武汉岩海RS-ST01D(P)数字超声仪，包括双孔换能器、孔口深度滑轮。数据自动连续采集。仪器设备及现场联接如图1。2、基本原理超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试的每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数并采集存储。换能器由桩底同步往上提升，检测遍及整个截面。3、检测标准试验执行中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003。本次测试每5cm一个测点，特此说明。二、成桩情况根据委托单位提供的设计及施工资料，检测桩的情况见表2。三、资料分析及基桩质量评判1、桩身缺陷：以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。桩身均匀性按声速离散系数Cv分为A、B、C、D四级，见表3。声速离散系数级别表表3砼匀质性等级ABCDCv（%）Cv＜55≤Cv＜1010≤Cv＜15Cv≥153、根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度,将桩身的完整性按四类划分：Ⅰ类桩：桩身完整；Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类桩：桩身存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。四、检测结果检测结果见表4，实测数据曲线、检测管编号见附图。五、检测结论本项目共检测6根工程桩，其中Ⅰ类桩6根，占所测桩数的100%；未发现Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩。表4：声波透射法桩身质量完整性检测结果表序号桩号(#)桩径(mm)测试深度(m)测面平均声速(km/s)声速异常判定值(km/s)声速标准差(km/s)离散系数(%)桩身主要缺陷描述(以现桩面为检测标高±0.00)均匀性等级类别综合评判类别12-1100013.50AB3.8543.5950.1072.8桩身完整AⅠⅠAC3.5483.3880.0661.9AⅠBC3.8503.3590.2035.3BⅡ22-2100013.50AB3.9423.5630.1574.0桩身完整AⅠⅠAC3.8603.6230.0982.5AⅠBC4.0893.8320.1072.6AⅠ32-3100011.50AB3.7483.5560.0802.1桩身完整AⅠⅠAC4.0863.3630.3047.4BⅡBC3.8503.7410.0481.3AⅠ42-4100013.50AB3.9743.8240.0621.6桩身完整AⅠⅠAC3.7753.4660.1283.4AⅠBC3.8023.6730.0541.4AⅠ52-5100013.50AB3.68