桩基础工程质量检测培训(桩基低应变检测)

1、采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。析，对桩身完整性进行判定的检测方法。检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，通过实测桩顶低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线，基于一维波动理论分析来判定加速度或速度响应时域曲线，基于一维波动理论分析来判定基桩的完

2、整性，称之为反射波法（或瞬态时域分析法）基桩的完整性，称之为反射波法（或瞬态时域分析法）当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。力波。/ZEA ccA：密度；：密度；c：应力波速；：应力波速；A：桩横截面积；：桩横截面积；E：桩的弹性模：桩的弹性模量量;一维直杆：一维直杆：d1D-2D），波振面才近似为平面。此），波振面才近似为平面。此时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中竖直方向传播时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中

3、竖直方向传播 。（3）传播：）传播：（4）一维杆应力波波动方程）一维杆应力波波动方程022222xuctu0EC（5）应力波在自由端完整桩中的传播）应力波在自由端完整桩中的传播（5）应力波在自由端完整桩中的传播）应力波在自由端完整桩中的传播TV入射波与反射波同相（5）应力波在自由端完整桩中的传播）应力波在自由端完整桩中的传播（6）应力波在固定端完整桩中的传播）应力波在固定端完整桩中的传播（6）应力波在固定端完整桩中的传播）应力波在固定端完整桩中的传播入射波与反射波反相（6）应力波在固定端完整桩中的传播）应力波在固定端完整桩中的传播TVL桩嵌岩桩底反射，与入射波反相（7）应力波在波阻抗减小桩中的

4、传播）应力波在波阻抗减小桩中的传播（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播）应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩截面减小入射波与反射波同相桩底反射（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播）应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩缩径缩径反射，与入射波同相扩径反射，与入射波反相桩底反射（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播）应力波在波阻抗增大桩中的传播（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播）应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩截面增大并嵌岩扩径反射，与入射波反相桩底反射，与入射波反相（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播）应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩扩径扩径反射，与入射波反相缩径反射，与入射波同相桩底反射，与入射波

5、同相（1）检测原理）检测原理利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性给予评价给予评价（2）引起反射波的原因）引起反射波的原因截面发生变化桩底夹泥混凝土质量变化离析土层变化（3）低应变所能检测到的现象）低应变所能检测到的现象（4）低应变不能检测到的现象）低应变不能检测到的现象（1）快速检测方法（）快速检测方法（50-200根根/

6、日）日）（2）准备简便）准备简便（3）操作简单）操作简单（4）经验丰富）经验丰富（1）不能提供单桩承载力）不能提供单桩承载力（2）对小缺陷灵敏度不高）对小缺陷灵敏度不高（3）无法检测桩底沉渣）无法检测桩底沉渣测量部分激振设备计算部分信号采集分析仪 记录仪 采集仪 手锤传感器选择不同材质的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉选择不同材质的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉冲。宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄冲。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。脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。电荷放大器加速度传感器滤波器程控指数增益放大器（1）传感器

7、）传感器传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。1 1）加速度传感器技术指标）加速度传感器技术指标电压灵敏度应大于电压灵敏度应大于100mV/g电荷灵敏度应大于电荷灵敏度应大于20PC/g上限频率不应小于上限频率不应小于5kHz，安装谐振频率不应小于，安装谐振频率不应小于6kHz量程应大于量程应大于100g（1）传感器）传感器2 2）速度传感器技术指标）速度传感器技术指标固有谐振频率不应大于固有谐振频率不应大于30Hz灵敏度应大于灵敏度应大

8、于200mV/cms-1上限频率不应小于上限频率不应小于1.5kHz，安装谐振频率不应小于，安装谐振频率不应小于1.5kHz（2）电荷放大器）电荷放大器技术指标技术指标测量模式加速度测量模式加速度灵敏度调节可调灵敏度调节可调灵敏度增益灵敏度增益110mV/pC,20dB总频率范围总频率范围1200kHz模数转换器（A/D)采样保持器（S/H)程控放大器触发器（1）采样保持器（）采样保持器（S/H）技术指标技术指标精度精度0.01%0.02%采样频率采样频率100kHz（单通道）（单通道）（2）模数转换器（）模数转换器（A/D）技术指标技术指标位数位数12位位动态动态70120dB幅值精度优于幅

9、值精度优于0.02%（0.2dB）（3）程控放大器）程控放大器技术指标技术指标指数型指数型exi（增益为时间的指数函数）（增益为时间的指数函数）（4）触发器）触发器技术指标技术指标触发模式信号触发（软或硬）触发模式信号触发（软或硬）触发延迟超前、滞后触发延迟超前、滞后线性线性在一般在一般PC机上运行，所配打印机能在信号回放处理时机上运行，所配打印机能在信号回放处理时使用。使用。主操作界面 设置界面 打印高级设置界面 波形处理界面 打印信息预览界面 打印信息预览界面RSM24FD分体机RSM24FDN一体机n（1）当采用低应变或声波透射法检测时，受检桩混凝）当采用低应变或声波透射法检测时，受检桩

10、混凝土强度至少达到设计强度的土强度至少达到设计强度的70%，且不小于，且不小于15MPa。n（2）桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。）桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。n（3）桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。）桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。n（1）时域信号记录的时间段长度应在）时域信号记录的时间段长度应在 2L/c 时刻后延续不时刻后延续不少于少于 5ms ；幅频信号分析的频率范围上限不应小于；幅频信号分析的频率范围上限不应小于 2000Hz。n（2）设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩）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

11、截面积。身截面积应为施工截面积。n（3）桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。）桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。n（4）采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频）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域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于 1024 点。点。n（5）传感器的设定值应按计量检定结果设定。）传感器的设定值应按计量检定结果设定。n（1）传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应）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。具有足够的粘结强度。n（2）实心桩的激振点位置应选择在桩中心

12、，测量传感器安）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装位置宜为距桩中心 2/3 半径处；空心桩的激振点与测量半径处；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的夹角宜为 90，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的厚的 1/2 处。处。n（3）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。响。n（4）激振方向应沿桩轴线方向。）激振方向应沿桩轴线方向。n（5）瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适

13、重量的激）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。信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。n（6）稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，）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并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小n（1）根据桩径大小，桩心对称布置）根据桩径大小，桩心对称布置 24 个检测点；每个个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于检测点记录的有效信号数不宜少于 3

14、个。个。n（2）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。n（3）不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分）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。析原因，增加检测点数量。n（4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量）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。系统的量程。桩头处理仪器连接传感器安装程序设置手锤锤击信号采集与分析结果打印凿掉浮浆打磨平整桩头干净干燥Site DBPile 26AThu Jan 28, 2010f:3 srV7.43500m/sexp:20 00.751.52.2533.7

15、54.55.2566.757.5 mSite DBPile 26AAThu Feb 04, 2010f:3 srV7.43500m/sexp:10 00.751.52.2533.754.55.2566.757.5 m 分体机交流电源接线分体机后面板接线加速度传感器连接速度传感器连接传感器耦合传感器耦合橡皮泥耦合黄油耦合口香糖耦合进入主操作界面后，点击设置按键进入设置界面单击设置进入设置界面桩长=12米；混凝土标号：C30；桩径：1米 用速度传感器进行检测仪器与笔记本电脑通讯速率，586以上请选57600仪器与笔记本电脑通讯口设置，视电脑串口设置而定，有COM1-6供选外接传感器设置，请与传感器

16、接的通道和类型一致预设桩长预设波速：C25：3300C30：3600C35：3800C20：3000单击进入主操作界面手锤垂直与桩面，锤击点平整，锤击干脆，形成单扰动打开采集仪开关，点击主操作界面的“采样”按键屏幕出现彩色滚动条，仪器进入采样等待状态，此时用手锤敲击，信号将显示在屏幕上，完成第一次采集。按前次操作完成第二次采集完成第三次采样当三次采集的波形基本一致，桩底清晰，请点击“存盘”按键进行波形的存储。键入文件名称单击完成保存此时已完成一根桩的现场测试选文件夹选文件名单击完成读取单击进入处理界面原始波形低通800Hz处理后的波形单击完成处理移动到桩头位置单击鼠标左键定桩头，同时时间零点移

17、动移动到桩底位置单击鼠标右键定桩底计算波速定桩后出现的桩底类型选择界面单击选择桩底类型定桩底后自动化出的模拟桩图形移动到认为有缺陷的位置单击鼠标左键确定缺陷位置计算出的缺陷位置定缺陷位置后出现的缺陷类型选择界面单击确定缺陷类型单击确定缺陷程度自动化出的缺陷示意图完整性的评价单击进入打印界面点击打印后出的打印信息预览界面单击进行打印打印确定后出来的打印提示，当分析完四根桩的波形后并都打印确定后打印机才开始输出打印输出格式由设置界面中打印信息栏和打印高级设置决定选择打印的内容和输出方式指定每页打印几个波形传感器安装现场干扰桩周土（1）现场干扰）现场干扰现场有重型机械在施工回产生振动干扰现场有重型机

18、械在施工回产生振动干扰解决方案：建议在检测采样时停止解决方案：建议在检测采样时停止现场电压不稳造成干扰现场电压不稳造成干扰解决方案：建议仪器用电池供电或将仪器接地解决方案：建议仪器用电池供电或将仪器接地（2）传感器安装影响）传感器安装影响产生振荡调整传感器安装振荡消除解决方案：调整传感器安装使其紧粘桩头解决方案：调整传感器安装使其紧粘桩头（3）桩周土影响）桩周土影响（3）桩周土影响）桩周土影响桩在土中桩在土中（3）桩周土影响）桩周土影响桩在土中桩在土中（3）桩周土影响）桩周土影响（3）桩周土影响）桩周土影响（3）桩周土影响）桩周土影响（3）桩周土影响）桩周土影响（1）当桩长已知、桩端反射信号明显时，选取相同条件下）当桩长已知、桩端反射信号明显时，选取相同条件下不少于不少于5根根类桩的桩身波速按下式计算其平均值：类桩的桩身波速按下式计算其平均值：11nminicc210002LiTcLf 式中 cm桩身波速平均值(m/s); Ci第i根桩的桩身波速计算值（m/s）； L完整桩桩