桩基反射波检测(动测)试验细则.doc

桩基反射波检测（动测）试验细则桩基反射波检测试验1.总则1.1.本细则可适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置，本方法也可对桩长进行核对，对桩身混凝土的强度等级作出估计。1.2.本细则适用于桩径1600mm的灌注桩和预制桩的桩身完整性检测及评定。1.3.本细则依据JGJ/T93-95基桩低应变动力检测规程、SJG09-99深圳地区基桩质量检测技术规程及JTJ071-98公路工程质量检验评定标准编写。2.仪器设备2.1.桩身完整性检测仪：采用符合JGJ/T93-95、SJG09-99要求的桩身完整性检测仪和基桩动测仪。2.2.传感器：采用符合JGJ/T93-95、SJG09-99要求的速度传感器。2.3.激振设备：采用符合JGJ/T93-95、SJG09-99要求的900克和2700克塑料锤头的力锤。3.操作步骤3.1.检测前准备工作3.1.1.对灌注桩应凿除桩顶浮碴，露出密实的混凝土，并凿成与桩轴线垂直的平面。3.1.2.预制桩桩头完好的可直接在桩顶安装传感器及设置激振点，如桩头已损坏，应去除破损部分；被检测桩混凝土灌注龄期应超过10天。3.1.3.根据激振及安装传感器的要求，在受检桩桩顶应分别打磨出直径约为100mm的平面。激振点宜选择在桩头中心部位，传感器应稳固地安置在桩头上。对直径大于800mm的桩应进行不少于两个测点的多次检测。3.1.4.待检测桩检测前应收集下列资料：工程地质资料，基础设计图，施工原始记录（打桩记录或钻孔记录及灌注记录等），桩长及混凝土设计强度。3.2.安装传感器3.2.1.安装传感器的部位应清理干净，不得有浮动砂土颗粒。3.2.2.用黄油或其它粘接耦合剂将传感器粘在桩顶安装传感器的平面处，应将传感器底面多泵的粘接剂挤出，粘结应牢固，耦合良好。3.3.激振3.3.1.激振点应尽量在桩顶中心部位。3.3.2.力棒激振时，应自由下落，不得连击。3.3.3.用力锤敲击时，应垂直桩顶面施力。3.4.信号采集3.4.1.检测前应对电源、仪器、传感器、连线、接头等进行检查、性能正常方可使用。3.4.2.开机、输入工地名称、桩号、桩径、桩长等数据。3.4.3.检测参数（波速、放大、延迟等）通过现场试测设定。3.4.4.激振采集信号，每次采集3个信号，每根桩重复检测不少于三次，检测波形必须有良好的一致性。对有缺陷的桩应改变检测条件多次检测，以相互验证（改变传感器位置、力锤、激振点）。3.4.5.每根桩采用900克和2700克力锤分别检测，检测中随时检查所采集波形的质量，如有异常应及时检查检测系统，排除故障后重新检测。4. 数据处理4.1.检测工作初期，检测人员应深入现场，观察桩的施工过程，或通过对多根桩的检测，选出若干完整桩的检测结果，用以确定该工地的平均波速。4.2.检测桩身完整性以分析时域波形为主，频域分析为辅，并结合施工地基条件等情况综合分析判断。4.3.数据处理4.3.1.将信号采集仪所采集信号输入计算机。4.3.2.运用PITSTOP或CAPWAP软程序对采集信号进行分析。4.4.完整桩与桩身混土纵波的判定。4.4.1.实测时域波形清晰规则，波列清晰，桩底反射明显，桩身材质均匀无异常反射，幅值谱排列有规律，且桩身混凝土波速正常范围内的基桩可判定为完整桩。4.4.2.应力波在桩内的传播速度C根据实测波形的桩底反射波位置测得，也可根据实测波形测得的tr和L按下列公式计算：C=2L/tr （442-1） C=2L/f （442-2）式中：L桩长（m）tr桩底反射波到达桩顶的时间（ms）f完整桩的特征频率（HZ）4.4.3.平均波速Cm可根据选取的有代表性的若干根完整桩的检测结果，按下式计算：Cm=1/n Ci式中：n选取的完整桩根数，n3Ci第i根完整桩的波速。4.5.缺陷桩及缺陷位置的判定4.5.1.实测时域波形不规则，波列不清晰，桩身内存在异常的反射波，桩底反射时有时无，幅值谱排列无规律，波速不在正常范围内的基桩可判定为缺陷桩。4.5.2.缺陷位置应根据实测波形中缺陷反射波列到达桩顶的时间，按下式推算：L1=1/2Cmtr1 （452-1）式中：L1第一个缺陷距桩顶的距离（m）tr1第一个缺陷反射波到达桩顶的时间（ms）对于第一个缺陷以后的缺陷位置宜按平均波速和该桩的实测速推算。4.6.桩身完整性按下表进行评价桩身完整性分类表类 别特 征无缺陷反射波、桩底信号明显、波速正常有轻微缺陷反射波，桩底信号较明显，波速基本正常有较强的缺陷反射波，桩底信号不明显，波速偏低有较严惩的缺陷反射波，或严重的周期性缺陷反射波，无桩底信号5.相关文件5.1.现场检测工作管理程序 SJTC-205.2.检测方法确认程序 SJTC-176.质量记录6.1 桩基检测资料记录表 记录596.2 桩基质量无损检测报告 6.3 桩基检测情况临时通报 试验59桩基超声法检测试验检验细则桩基超声法检测试验检验细则1.总则1.1.本细则适用于检测直径800mm灌注桩桩身混凝土的完整性。1.2.本细则依据JGJ/T93-95基桩低应变动力检测规程、SJG09-99深圳地区基桩质量检测技术规程、JTJ071-98公路工程质量检验评定标准及CECS21:90超声法检测混凝土缺陷技术规程编写。2.仪器设备2.1.超声波检测仪：符合JGJ/T93-95、SJG09-99、JTJ071-98的有关要求。2.2.换能器：符合JGJ/T93-95、SJG09-99、JTJ071-98的有关要求。3.操作步骤3.1.检测前准备工作3.1.1.预埋声测管应按本细则附录A声测管理设要点中的要求进行。3.1.2.应通电检查仪器的各部分是否正常。3.1.3.应测定检测系统发射至接收的延迟时间t0和声时修正值t；t=（D-d）/vt +d-d/vw 式中：D检测管外径（mm）；d检测管内径（mm）；d换能器外径（mm）；vt检测管壁厚度方向声速（km/s）；vw水的声速(km/s)；t声时修正值(us)；3.1.4.声测管内注满清水，并采用测绳挂重物来检查声测管是否畅通。3.1.5.测量两声测管外壁间的净距离I。3.2.检测工作基本要求3.2.1.调整超声检测仪参数，应使接收信号具有较高的信噪比，并且使首波波幅在显示器上的高度适中。3.2.2.测点间距宜为200500mm，收、发换能器应以同一高度或相差一定高度等距离同步移动，宜从下到上进行声时、波幅C及接收波频率的测量，并及时记录不正常波形；各测点发射与接收换能器累计相对高差不应大于2cm，并应随时校正。3.2.3.应以两个声测管组成一个检测面，分别对所有测面进行检测（三管三侧面、六管六侧面）。3.2.4.对可疑点测点，应进行复测，宜用加密平测、斜测、双向斜测及扇形扫测的办法确定缺陷的位置和范围。3.3.数据采集3.3.1.根据现场条件确定用交流电，还是用内部电池，设好后面板的供电开并，连接好换能器、电源线等。3.3.2.打开电源开关。3.3.3.输入参数：包括工地名、桩号（文件号）、检测日期、测试方向、检测起点测度、收发间距、移动步间距、零声时等。3.3.4.采样：将光标移至采样标识，压入旋钮，当出现的波形理想，仪器自动判读正确时，压入旋钮，停止采样；当仪器自动判读不正确时，转动旋钮分别将光标移至读时，读幅、读频处，手动读取声时、振幅、接收波频率。3.3.5.存贮：将光标移至存贮标识处，压入旋钮，仪器自动将当前测点的系统工作系数和读数结果保存于机内电子盘中。3.3.6.重复3.3.4、3.3.5操作，检测完一个剖面（一对声测管）。3.3.7.重复3.3.1-3.3.6操作直至检测完一个根桩。4.数据处理4.1.声时tc、声速v、声波波幅衰减值A按下式计算：tci=tit0t （41-1）vi=I/ tci （41-2）Ai=20lgs/ai （41-3）式中：tci第i测点的声时（us）；ti第i测点的声时原始测量值（us）；t0超声波检测系统发射至接收的延迟时间；t声时修正值；I两根声测管外壁间的净距；vi第i测点的声速（km/s）；A第i测点的声波波幅衰减值；ai第i测点的声波波幅值；C常数CA/D转换的最大值。4.2.缺陷值数据4.2.1.临界值法、声速、波幅衰减临界值应按下式确定：ViVD （421-1）AiAD （421-2）VD=Vm2Sv （421-3）AD=Am+6 （421-4）式中：VD声速临界值（km/s）；Vm声速平均值（km/s）；Sv声速标准差（km/s）；AD波幅衰减临界值(dB)；Am波幅衰减平均值(dB)；当同时满足（421-1）式和（421-2）式时该测点可视为缺陷点，仅满足421-1式时该测点可视为可疑的缺陷点。（421-2）式为辅助判据。同时，结合频率和接收波波形等因素进行综合分析。5.结果评定受检柱的完整性类别应根据缺陷作位置和范围、桩型、场地地质情况、施工工艺、施工记录、检测经验结合下表进行综合判断。超声波检测抗完整性评定表类别完整性三管（三侧面）四管（六侧面）n=3n=2n=1n=5-6n=3-4n=2n=1完整桩0000000基本完整桩0010011-2明显缺陷光盘桩0123012336严重缺陷桩1241247注：n是指同一横截面（同一深度）的缺陷测点数；从下而上、从左向右评定。6.相关文件6.1.现场检测工作管理程序 SJTC-166.2.检测方法确认程序 SJTC-177.质量记录7.1.桩基检测资料记录表 记录597.2.桩基质量无损检测报告 7.3.桩基检测情况临时通报 试表59基桩承载力检测操作细则基桩承载力检测操作细则1.总则1.1.本细则适用于对基桩承载力的检测。1.2.本细则根据现行标准JGJ94-94、JGJ/T93-1995、SJG09-1999编制2.仪器设备:2.1. 桩基静载试验系统(力传感器、锤击设备、加速度计)，3.基桩承载力判定 （1）.现场测量信号的判读凯斯法在现场量测的直接结果是取得一条力波曲线和一条速度波曲线。用这两条曲线可做现场实时分析计算或带回室内做更详细的分析计算。因为主要计算都是由计算机或有关电子线路自动完成的，计算程序不会判断现场采集的信号是否可靠。错误的记录也会有一个相应的计算值。所以判断现场采集的信号的可靠性是相当重要的。锤击后出现下列情况之一的，其信号不得作为分析计算依据。 a.力的时程曲线最终未归零； b.严重偏心锤击，一侧力信号呈现受拉： c.传感器出现故障； d.传感器安装处混凝土开裂或出现塑性变形。 检测承载力时选取锤击信号，宜符合下列规定： a.预制桩初打，宜取最后一阵中锤击能量较大的击次； b预制桩复打和灌注桩检测，宜取其中锤击能量较大的击次。 分析计算前，应根据实测信号按下列方法确定桩身波速平均值 a.桩底反射信号明显时，可根据下行波波形起升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差与已知桩长值确定；b桩底反射信号不明显时，可根据桩长、混凝土波速的合理取值范围以及邻近桩的桩身波速值综合判定。（2）.斯法判定桩承载力凯斯法判定单桩极限承载力的公式。利用公式判定单桩承载力的关键是选取合理的阻尼系数Jc 。我国目前采用的阻尼系数值基本上是参照美国PID公司给出的取值范围，其取值的规律为：随着土中细粒含量的增加，阻尼系数值也随之增加。而且只给出了砂、粉砂、粉土、粉质粘土和粘土五种土质条件下的取值范围，常见的以风化岩作为桩端持力层的情况未能包括在内。此外，考虑到PID公司所建议的取值范围是基于打入式桩提出的，而我国灌注桩高应变动力检测的数量又很大，应用时难以满足公式推导中关于等截面的假定。加上灌注桩施工工艺不同所造成的桩端持力层的差异对阻尼系数取值的影响，使采用凯斯法判定承载力带有较大的经验性和不确定性。为防止凯斯法的不合理应用。应采用动静对比试验或实测曲线拟合法确定阻尼系数值。还应指出，尽管PID公司给出的阻尼系数值的范围是通过静载荷试验校核后得到的，但其静载荷试验确定极限承载力的准则与我国现行规范的规定有差异。此外，某些以端承为主的大直径桩、嵌岩桩，高应变动力检测所产生的动位移通常比静载荷试验时所产生的沉降要小得多,因此对于由动静对比试验得到的阻尼系数值,也应通过认真分析后取定。4.相关文件4.1.检测报告管理程序 GW-2-235.相关记录5.1.地基承载力原始记录 （国标） GW-4-004、GW-4-0735.2.基桩反射波法试验报告（国标） GW-4-1055.3.基桩高应变法试验报告（部标） GW-4-1065.4.基桩声波透射法试验报告桩基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。1.2.本方法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。2.仪器设备2.1.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/T 3055的有关规定，且应具有信号显示、储存和处理分析功能。2.2.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102000Hz 的电磁式稳态激振器。3.现场检测3.1.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。3.2.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。3.3.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。.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。3.4.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24 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4.1.桩身波速平均值的确定应符合下列规定：.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 根类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：=ni m c n 11 c （8.4.1-2）TLi .=2000 c （8.4.1-3）c f L i .=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i m m i c c c /-5%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（n5）.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。4.2.桩身缺陷位置应按下列公式计算：c t x x .= 20001（8.4.2-1）fc x .= 2式中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）；x tc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）。f 4.3.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。4.4.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。4.5.对于嵌岩桩，桩底时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。4.6.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。4.7.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2L/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 L c f 2 /.2L/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，有明显缺陷反射波，其它特征介于 类和类之间，2L/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.4.8.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：.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。5.相关文件报告管理程序