桩基质量检测技术培训

1、桩基质量检测技术筑城检测筑城检测课程内容容一、桩基基检测概概论二、灌注注桩成孔孔质量检检测三、桩的的静载试试验四、桩的的低应变变、高应应变动力力检测五、声波波透射检检测六、钻芯芯法检测测七、动力力触探检检测筑城检测测一 桩基基检测概概论(一)在在我国各各类工程程建设中中，广广泛采用用桩基础础;桩基础是是历史悠悠久、应应用广泛泛的一种种基础形形式。在在我国高高层建筑筑、重型型厂房、桥梁、港口码码头、海海上采油油平台以以至核电电站等工工程中，都有普普遍应用用。7000年前我我国就出出现了木木桩（如如上海北北宋的龙龙华塔）；1820年以后后，出现现了铸铁铁钢板桩桩修筑围围堰和码码头；1900年以后后

2、，美国国出现了了大量钢钢桩基础础；1898年俄国国提出就就地灌注注混凝土土桩；1901年美国国提出沉沉管灌注注桩，1930左右在在我国上上海应用用；1960年以后后，我国国研制出出预应力力钢筋混混凝土管管桩。筑城检测测桩基检测测概论（续）自此以后后，随着着桩基础础应用领领域的扩扩宽，机机械设备备和施工工技术不不断得到到改进与与发展，产生了了各种新新桩型和和新工法法，为桩桩在复杂杂地质条条件和环环境条件件下的应应用注入入了勃勃勃生机。今天桩桩基础已已成为高高层建筑筑、大型型桥梁、深水码码头和海海上石油油平台等等采用的的主要基基础形式式。目前我国国桥梁工工程中最最大桩径径已超过过5m，基桩入土土深

3、度已已达100m以上。筑城检测测桩基础在在我国高高层建筑筑、重型型厂房、桥梁、港口码码头、海海上采油油平台以以至核电电站等工工程中，都得到到普遍应应用。筑城检测测基桩分类类按成桩方方法对土土层的影影响分类类：1、挤土土桩（打打入、压压入、沉沉管灌注注桩）；2、部分分挤土桩桩、微排排土桩（I型、H型钢桩、钢板桩桩、开口口式钢管管桩和螺螺旋桩）；3、非挤挤土桩（挖孔、钻孔灌灌注桩）；按成桩方方法对土土层的影影响分类类：1、木桩桩；2、钢桩；3、混混凝土桩桩；4、组合桩桩；筑城检测测基桩分类类按桩的功功能分类类：1、抗轴轴向压桩桩（摩擦擦桩、端端承桩、端承摩摩擦桩）；2、抗侧侧压桩；3、抗抗拔桩；按

4、成桩方方法分类类：1、打入入桩；2、就地地灌注桩桩（沉管管灌注桩桩、钻孔孔灌注桩桩、人工工挖孔灌灌注桩、夯扩桩桩、复打打桩、支支盘桩、树根桩桩）；3、静压压桩；4、螺旋旋桩；5、碎石石桩；6、水泥泥土搅拌拌桩（深深层搅拌拌桩、粉粉喷桩）。筑城检测测桩基工程程常见的的质量问问题（1）沉沉管灌注注桩1、断裂裂（侧向向挤土）；2、拉裂（隆起）；3、缩颈颈；4、断桩离离析；5、吊脚脚桩；（2）冲冲、钻孔孔灌注桩桩1、断桩桩；2、离析；3、塌塌孔、缩缩颈、夹夹泥；4、沉渣渣过厚；（3）混混凝土预预制桩1、桩身身开裂；2、桩桩头打碎碎；3、挤折断断；4、破裂；筑城检测测桩基检测测概论（二）桩桩基检测测技术

5、是是保证桩桩基质量量的重要要手段施工前的的检测、施工中中的检测测、施工工后的检检测；常规方法法：1、单桩桩竖向抗抗压静载载试验；2、单桩桩竖向抗抗拔静载载试验；3、单桩桩水平静静载试验验；4、钻芯芯法；7、动力力触探法法；5、高应应变动测测；8、声声波透射射法；6、低应应变动测测；9、取取样试件件试验；筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测桩基检测测新方法法1、测定定承载力力的自平平衡法；2、静动动法；3、检测测桩身混混凝土缺缺陷的CT扫描等；筑城检测测筑城检测测筑城检测测 CT桩身质量量检测反力架静静载试验验筑城检测测筑城检测测筑城检测测高应变动动力检测测筑城检测测静载试验验筑城检测测成孔

6、质量量检测筑城检测测筑城检测测桩基取芯芯检测筑城检测测筑城检测测桩基低应应变检测测技术桩基动测测实测曲曲线筑城检测测筑城检测测灌注桩的的施工分分为成孔孔和成桩桩两部分分，成孔孔作业由由于是在在地下、水下完完成，质质量控制制难度大大，复杂杂的地质质条件和和施工的的失误，都有可可能产生生塌孔、缩颈、桩孔偏偏斜、沉沉渣过厚厚等问题题。成孔质量量检验的的内容：桩孔位置置、孔深深、孔径径、垂直直度、沉沉渣厚度度、泥浆浆指标。二 灌注注桩成孔孔质量检检测筑城检测测筑城检测测一简易法法检测筑城检测测筑城检测测二、伞形形孔径仪仪检测伞形孔径径仪是由由孔径仪仪、孔斜斜仪、沉沉渣厚度度测定仪仪三部分分组成的的一个

7、测测试系统统。仪器由孔孔径测头头、自动动记录仪仪、电动动绞车等等组成。筑城检测测三、声波波法检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测孔底沉渣渣厚度检检测孔底沉渣渣的厚薄薄直接影影响桩端端承力的的发挥，沉渣太太厚将使使桩的承承载能力力大大降降低，因因此桩孔孔在灌注注混凝土土之前必必须对沉沉渣厚度度进行检检测，必必要时须须进行再再次清孔孔，直到到沉渣厚厚度满足足要求。目前测量量沉渣厚厚度的方方法大致致有测锤法、电阻率法法、电容法、声波法法等。筑城检测测筑城检测测筑城检测测一、竖向向抗压静静载试验验；二、单桩桩竖向抗抗拔静荷荷载试验验；三、单桩桩水平静静载试验验；静载试验验可确定定桩的承承载力，可为设设

8、计提供供依据，也可以以为工程程验收提提供依据据，是获获得桩轴轴向抗压压、抗拔拔以及横横向承载载力的最最基本、最可靠靠的方法法。我国国建筑工工程中惯惯用的静静载试验验方法是是维持荷荷载法。又可分分为慢速速维持荷荷载法和和快速维维持荷载载法。三 桩基基静载试试验筑城检测测静载方法法原理简简介利用堆载载或锚桩桩等反力力装置，由千斤斤顶施力力于单桩桩、复合合地基或或天然地地基，并并记录被被测对象象的位移移变化，由获得得的力与与位移曲曲线（Q-S），或位移时时间曲线线（S-Lgt）等资料，按照国国家行业业标准可可确定:1、单桩、复合地地基或天天然地基基等极限限承载力力2、对工程程桩的承承载力进进行抽样样

9、检验和和评价3、实测桩桩身摩阻阻力和桩桩端阻力力(研究性试试验)适用范围围：单桩桩竖向抗抗压静载载荷试验验、单桩桩水平静静载荷试试验、单单桩竖向向抗拔静静载荷试试验、地地基处理理的静载载荷试验验、天然然地基的的平板竖竖向静载载荷试验验等。筑城检测测（一）竖竖向抗压压静载试试验单桩竖向向抗压静静载试验验，就是是采用接接近于竖竖向抗压压桩实际际工作条条件的试试验方法法。荷载载作用于于桩顶，桩顶产产生位移移（沉降降），可可得到单单根试桩桩QS曲线，还还可获得得每级荷荷载下桩桩顶沉降降随时间间的变化化曲线Slgt，当桩身中中埋设量量测元件件（传感感器、位位移杆）时，还还可以直直接测得得桩侧各各土层的的

10、极限摩摩阻力和和端承力力（成本本较高，主要用用于大型型、重点点工程和和科研试试验）。筑城检测测试验加载载装置1、锚桩桩横梁反反力装置置；2、堆重重平台反反力装置置；3、锚桩桩堆重联联合反力力装置；4、地锚锚反力装装置；筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测锚桩横梁梁反力装装置筑城检测测堆重平台台反力装装置筑城检测测堆重平台台反力装装置筑城检测测伞形地锚锚装置示示意图地锚反力力装置2000T桩基静载载设备，曾用于于北京海海洋馆作作静载试试验筑城检测测测试仪表表一般选用用单台或或多台同同型号的的千斤顶并联加载载；荷载可用用并联于于千斤顶顶的高精精度压力表测定油压压，并换换算为

11、荷荷载，重重要的桩桩基试验验还需在在千斤顶顶上放置置应力环或压力传感感器实行双控控校正。沉降测量量一般采采用百分表或电子位移移计，设置在在桩的2个正交交直径方方向，对对称安装装4个；小直径径桩可安安装2个个或3个个。沉降降测定平平面离开开桩顶的的距离不不应小于于0.5倍桩径径。筑城检测测桩身量测测元件国内桩身身埋设的的测试元元件用得得较多的的是电阻式应应变计和振弦式钢钢筋应力力计，用屏蔽导导线引出出。在国外，以美国国材料及及试验学学会（ASTM）推荐的量量测钢管管桩桩身身应变的的方法较较为常用用，即沿沿桩身的的不同标标高处预预埋不同同长度的的金属管及测杆，用千分表表量测杆杆趾部相相对于桩桩顶处

12、的的下沉量量，经计计算求得得应变与与荷载。桩端阻力力一般用用埋置于于桩端的的扁千斤顶顶量测。钢筋应力力计筑城检测测加载方法法一般采用用慢速维持持荷载法法，即逐级级加载，每一级级荷载达达到相对对稳定后后，再加加下一级级荷载，直至破破坏，然然后卸载载至零。我国沿海海软土地地区也较较多采用用快速维持持荷载法法，即每隔隔lh加一级荷荷载。快快速法所所得的极极限荷载载所对应应的沉降降值比慢慢速法的的偏小百百分之十十几。另外还有有多循环加加卸载法法（每级荷荷载达到到相对稳稳定后卸卸载到零零）及等等贯入速速率法。此法的的加荷速速率常取取0.5mmmin,加载至总总贯人量量为5070mm，或荷载不不再增大大为

13、止。筑城检测测试验资料料整理绘制有关关试验成成果曲线线，一般般绘制QS（按整个图图形比例例横：竖竖=2：3，取取Q/S的坐标比比例)S-lgt、S-lgQ曲线以及及其他进进行辅助助分析所所需曲线线。筑城检测测筑城检测测单桩竖向向极限承承载力的的确定在工程实实践中，除了遵遵循有关关的规范范规程外外，可参参照下列列标准确确定极限限承载力力：l）当今S曲线的陡陡降段明明显时，取相应应于陡降降段起点点的荷载载；2）对于缓变变型QS曲线，一一般可取取S4060mm对应的荷荷载；3）取Slgt曲线尾部部出现明明显向下下弯曲的的前一级级荷载。筑城检测测筑城检测测某桩静载载试验Qs曲线图2Q-S曲线图3lgt

14、S曲线筑城检测测筑城检测测（二）竖竖向抗拔拔静荷载载试验高耸建（构）筑筑物往往往承受较较大的水水平力，导致部部分桩承承受上拔拔力，多多层地下下室的底底板也会会承受较较大水浮浮力，而而抗拔桩桩是重要要的措施施。迄今为止止，桩基基础上拔拔承载力力的计算算还没有有从理论论上得以以很好解解决，现现场原位位抗拔试试验就显显得相当当重要。筑城检测测试验加载载装置一般采用用千斤顶顶加载，其反力力装置一一般采有有两根锚锚桩和承承载梁组组成，试试桩和承承载梁用用拉杆连连接，将将千斤顶顶置于两两根试桩桩之上，顶推承承载梁，引起试试桩上拔拔。应尽尽量利用用工程桩桩为反力力锚桩，若灌注注桩作锚锚桩，直直沿桩身身通长配

15、配筋，以以免出现现桩身的的破损。筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测（三）单单桩水平平静载试试验单桩水平平静载试试验采用用接近于于水平受受荷桩实实际工作作条件的的试验方方法达到到下列目目的：1确定定试桩承承载能力力试桩的水水平承载载力可直直接由水水平荷载载和水平平位移曲曲线判定定，亦可可根据实实测桩身身应变来来判定。2确定定试桩在在各级荷荷载下弯弯矩分布布规律当桩身埋埋设有量量测元件件时，可可以较精精确求得得各级水水平荷载载作用下下桩身弯弯矩的分分布情况况，从而而为检验验桩身强强度，推推求不同同深度弹弹性地基基系数提提供依据据。3确定定弹性地地基系数数4推求求实际地地基反力力系数筑城检测测

16、筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测自平衡法法静载试试验技术术osterberg法传统单极极竖向抗抗压静载载试验需需要较大大的反力力装置，除非埋埋设桩底底反力和和桩身应应力、应应变测量量元件，试验结结果不能能划分桩桩侧阻力力和桩端端阻力。对于大直直径大吨吨位的桩桩和大开开挖的桩桩基工程程，由于于试验设设备无法法安装，静载试试验难以以进行。静载试试验工作作费时、费力、费钱。以致许许多重要要的建、构筑物物的大吨吨位基桩桩往往得得不到准准确的承载力数数据，基基桩的承承载潜力力不能得得到有效效地发挥挥。筑城检测测原理自平衡法法静载试试验技术术是将千千斤顶放放置在桩桩的底部部，向上上顶桩身身的同时时

17、，向下下压桩底底，使桩桩的摩阻阻力和端端阻力互互为反力力，分别别得到荷荷载一位位移曲线线，叠加加后得到到桩顶的的承载力力和位移移关系的的Qs曲线。这这种方法法解决了了大吨位位桩竖向向承载力力现场试试验，并并分别测测得桩侧侧阻力和和桩端阻阻力以便便更有利利于指导导设计。利用这这种新试试验技术术，还可可完成人人工挖孔孔桩持力力层原位位荷载试试验，对对受场地地条件限限制无法法进行常常规静载载试验的的桩进行行单桩竖竖向承载载力现场试验验。筑城检测测应用范围围自平衡试试桩法适适用于部部性土、粉土、砂土、岩层中中的钻孔孔灌注桩桩、人工工挖孔桩桩、沉管管灌注桩桩等，特特别适用用于传统统静载试试桩相关关困难的

18、的水上试试桩。坡坡上试桩桩、基坑坑底试桩桩，狭窄窄场地试试桩等情情况。1998年10月，Osterberg本人撰文文总结了了该试桩桩法在世世界各地地10年年的应用用经验。据称，该法已已成功地地应用于于钻孔桩桩、壁板板桩、打打人式钢钢管桩及及预制混混凝土桩桩等桩型型共约300余余例。单单桩最大大试验荷荷载已达达到133MN（13300t），深长达90m，桩径达3m。筑城检测测试验装置置自平衡试试桩法的的主要装装置是经经特别设设计的液液压千斤斤顶式的的荷载箱箱，也称称为压力力单元。荷载箱可可以是一一次性的的，也可可以是可可回收的的。可回回收的荷荷载箱一一般放置置在空心心预制桩桩的内部部、离桩桩底不

19、远远的位置置。一对对精细加加工的卡卡口事先先浇筑在在试验桩桩内部桩桩端的稍稍上部，试验时时将荷载载箱放到到卡口的的位置，顺时针针旋转90度，将其锁住住；试验验后再逆逆时针旋旋转90度，将其卸下下回收，重复使使用。不不可回收收的千斤斤顶可以以是锅式式的，可可以是鞘鞘式的.筑城检测测筑城检测测桩基动力力检测是是指在桩桩顶施加加一个动动态力（可以是是瞬态冲冲击力或或稳态激激振力）。桩土土系统在在动态力力的作用用下产生生动态响响应信号号（位移移、速度度、加速速度信号号），通通过对信信号的时时域分析析、频域域分析或或传递函函数分析析，判断断桩身结结构的完完整性，推断单单桩承载载力。根据作用用在桩顶顶上的

20、动动荷载能能量能否否使桩土土之间发发生一定定弹性位位移或塑塑性位移移，把动动力测桩桩分为低低应变、高应变变两种方方法。低低应变作作用在桩桩顶上的的动荷载载远小于于桩的使使用荷载载，能量量小，只只能使桩桩土产生生弹性变变形。四 桩基基低应变变动力检检测筑城检测测低应变动动测技术术反射波法法机械阻抗抗法水电效应应法动力参数数法共振法球击法青藏线基基桩检测测筑城检测测原理基桩反射射波法检检测桩身身结构完完整性的的基本原原理是：通过在在桩顶施施加激振振信号产产生应力力波，该该应力波波沿桩身身传播过过程中，遇到不不连续界界面（如如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等等缺陷）和桩底底面时，将产生生反射波波，检测测分析

21、反反射波的的传播时时间、幅幅值和波波形特征征，就能能判断桩桩的完整整性。筑城检测测低应变动动测仪器器激振设备备、传感感器、放放大器、信号采采集分析析仪。筑城检测测FDP204(B)掌上动测测仪筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测目前倾向向于低应应变法仅仅能检测测桩身完完整性筑城检测测桩身完整整性定义义桩身完整整性类别别是按缺缺陷对桩桩身结构构承载力力的影响响程度，统一划划分为四四类的：一类桩桩身完整整。，二类桩身有轻轻微缺陷陷，不会会影响桩桩身结构构承载力力的发挥挥。三类桩身有明明显缺陷陷，对桩桩身结构构承载力力有影响响，一般般应采用用其他方方法验证证其可用用性，或或根

22、据具具体情况况进行设设计复核核或补强强处理。四类桩身存在在严重缺缺陷，一一般应进进行补强强处理。筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测检测实例例筑城检测测1.湖湖南省长长沙市黄黄兴路步步行街人人工挖孔孔桩无损损检测湖南省长长沙市黄黄兴路步步行街人人工挖孔孔扩底灌灌注桩，桩长7米、桩桩径1.2米，混凝土土设计强强度C30。采用FDP204PDA一体化掌掌上动测测仪。从从检测波波形来看看，在5.9米米左右出出现明显显的扩颈颈，属工工程设计计的扩底底位置。对应地地质资料料及人工工挖空出出露的岩岩层来看看，已经经到中风风

23、化岩层层。经工工程质量量监督站站证明，检测结结果符合合工程实实际情况况。筑城检测测2云南南钢铁厂厂嵌岩桩桩建筑工工程检测测云南省昆昆明钢厂厂二厂区区扩建工工程钻孔孔灌注桩桩，桩长长22米米、桩径径800mm、砼强度等等级C25，本次工程程桩试验验采用FDP204PDA掌上动测测仪，同同时作对对比实验验的是美美国PIT型低应变变动测仪仪，PIT动测仪设设置参数数放大50倍，预设桩桩长和波波速，FDP204PDA采集时未未做桩底底放大和和幂放大大，桩底底清晰，波形归归零情况况良好，与PIT动测仪的的测试结结果一致致。筑城检测测3贵州州省遵义义市万里里路某建建筑工程程检测贵州省遵遵义市万万里路某某建

24、筑工工程人工工挖孔灌灌注桩，桩长11.5米、桩桩径1200mm、砼强度等等级C20，本次工程程桩试验验采用FDP204(B)动测仪，下图桩桩底很清清晰，有有明显的的扩大头头反射，而且波波形的归归零情况况良好。筑城检测测4武汉汉市某模模型桩检检测测试试结果武汉市某某模型桩桩，桩长长7.5米、桩桩径500mm、砼强度等等级C20-C25，本次工程程桩试验验采用FDP204PL动测仪，下图桩桩底清晰晰，波形形的归零零情况良良好，距距桩顶4.2米米左右有有夹泥现现象。筑城检测测本研究理理论在浙浙江某工工地一预预应力管管桩质量量检测分分析中的的应用桩长28米，桩桩外径为为600毫米，壁厚100毫毫米，混

25、混凝土标标号C60，该场地土土层均为为软-流流塑状淤淤泥或淤淤泥质粘粘土。（7米处处断裂）筑城检测测浙江南部部海岛某某工地的的一根钻钻孔灌注注桩的测测试该桩约19米，直径为为1200毫米米，混凝凝土标号号为C25。（能反映导导纳的衰衰减现象象）机械阻抗抗法是通通过获得得桩顶速速度导纳纳幅频曲曲线来分分析桩身身质量和和桩的工工程力学学性状。筑城检测测筑城检测测筑城检测测高应变动动力试桩桩的基本原理理：用重锤冲冲击桩顶顶，使桩桩土产生生足够的的相对位位移，以以充分激激发桩周周土阻力力和桩端端支承力力，通过过安装在在桩顶以以下桩身身两侧的的力和加加速度传传感器接接收桩的的应力波波信号，应用应应力波理

26、理论分析析处理力力和速度度时程曲曲线，从从而判定定桩的承承载力和和评价桩桩身质量量完整性性.五 桩基基高应变变动力检检测筑城检测测已有的方方法1、打桩桩公式法法，用于预制制桩施工工时的同同步测试试，采用用刚体碰碰撞过程程中的动动量与能能量守恒恒原理，打桩公公式法以以工程新新闻公式式和海利利打桩公公式最为为流行；2锤击击贯人法法，简称锤贯贯法，曾曾在我国国许多地地方得到到应用，仿照静静载荷试试验法获获得动态态打击力力与相应应沉降之之间的曲曲线，通通过动静静对比系系数计算算静承载载力，也也有人采采用波动动方程法法和经验验公式法法计算承承载力；3Smith波动方程程法，设桩为一一维弹性性杆，桩桩土问

27、符符合牛顿顿粘性体体和理想想弹塑性性体模型型，将锤锤、冲击击块、锤锤垫、桩桩垫、桩桩等离散散化为一一系列单单元，编编程求解解离散系系统的差差分方程程组，得得到打桩桩反应曲曲线，根根据实测测贯人度度，考虑虑土的吸吸着系数数，求得得桩的极极限承载载力；4波动动方程半半经验解解析解法法，也称称CASE法，将桩假定定为一维维弹性杆杆件，土土体静阻阻力不随随时间变变化，动动阻力仅仅集中在在桩尖。根据应应力波理理论，同同时分析析桩身完完整性和和桩土系系统承载载力；5波动方程程拟合法法，即CAPWAP法，其模型较较为复杂杂，只能能编程计计算，是是目前广广泛应用用的一种种较合理理的方法法；6静动法，也称伪静静

28、力法，其意义在在于延长长冲击力力作用时时间（100ms）使之更接接近于静静载荷试试验状态态。筑城检测测CASE法和CAPWAP法CASE法和CAPWAP法是目前前最常用用的两种种高应变变动力试试桩方法法，也是是狭义的的高应变变动力试试桩法。它们的现现场测试试方法和和测试系系统完全全相同，通过重重锤冲击击桩头，产生沿沿桩身向向下传播播的应力力波和一一定的桩桩土位移移，利用用对称安安装于桩桩顶两侧侧的加速速度计和和特制工工具式应应变计记记录冲击击波作用用下的加加速度与与应变，并通过过长线电电缆传输输给桩基基动测仪仪；然后后采用不不同软件件求得相相应承载载力和基基桩质量量完整性性指数.CASE法由于

29、分分析较为为简单，可在现现场提交交，高应变动动力试桩桩现场测测试示意意图结果果，因而而也称波波动方程程实时分分析法；而拟合合法因要要进行大大量拟合合反演运运算，一一般只能能在室内内进行。筑城检测测筑城检测测激振设备备：预制桩打打桩机械械自制自由由落锤锤重应大大于预估估的单桩桩极限承承载力的的1.01.5筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测如图采用用美国PDI公司PAL型基桩高高应变动动测仪检检测桩基基，检测测结果可可提供基基桩的极极限承载载力指标标和桩身身结构完完整性评评价。检测目的的:、判定定单桩竖竖向承载载力是否否满足设设计要求求、检测测桩身缺缺陷及位位置，判判定桩身身完整性性、分析析

30、桩侧和和桩端阻阻力筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测CASE法凯司法是是美国凯凯司技术术学院Goble教授等人人经十余余年努力力，逐步步形成的的一套以以行波理理论为基基础的桩桩动力测测量和分分析方法法。这个方法法从行波波理论出出发，导导出了一一套简洁洁的分析析计算公公式并改改善了相相应的测测量仪器器，使之之能在打打桩现场场立即得得到关于于桩的承承载力。桩身完完整性、桩身应应力和锤锤击能量量传递等等分析结结果其优优点是具有很很强的实实时测量量分析功功能。筑城检测测利用叠加加原理的的打桩总总阻力估估算公式式初始速度度曲线第第一峰的的时刻为为t1，则在t2t12L

31、/C时刻，桩桩顶实测测的力和和速度记记录中将将包含以以下四种种影响：1）由土土阻力产产生的全全部上行行压缩土土阻力波波的总和和RT/2；2）由初始的的下行压压力波经经桩底反反射产生生的上行行拉力波波，其大大小即为为Fd(t1)但符号为为负；3）由土阻力力产生的的下行拉拉力波经经桩底反反射后以以压缩波波的形式式上行，并与第第 (2）项的上行行波同时时到达桩桩顶，其其大小也也为RT/2；4）全部的上上行波在在桩顶反反射而形形成的下下行波Fd(t2）。筑城检测测土阻力表表达式筑城检测测Case承载力计计算方法法根据前式式，已经经得到了了应力波波在2L/C一个完整整行程中中所遇到到的总的的土阻力力计算

32、公公式。但但是并不不能回答答总阻力力R，与桩的极极限承载载力之间间的关系系。因为为其中包包含有土土阻尼的的影响，也即土土的动阻阻力的影影响，是是需要扣扣除的；而根据据桩的荷荷载传递递机理，桩的承承载力是是与竖向向位移有有关的，位移的的大小决决定了桩桩周土的的静阻力力发挥程程度。显显然其中中所包含含的静阻阻力的发发挥程度度也需要要探究。所以，需需要更具具体地考考虑以下下几方面面问题：筑城检测测1）去除土阻阻尼的影影响。2）对给定的的F和V曲线，正正确选择择t1时刻，使使其中所所包含的的静阻力力充分发发挥。3）对于桩先先于2L/C回弹（速速度为负负)造成桩中中上部土土阻力凡凡卸载，需对此此做出修修

33、正。4）在试验过过程中，桩周土土应出现现塑性变变形，即即桩出现现永久贯贯人度，以证实实打桩时时土的极极限阻力力充分发发挥；否否则不可可能得到到桩的极极限承载载力。5）考虑虑桩的承承载力随随时间变变化的因因素。筑城检测测Case承载力计计算方法法1)假设设土阻尼尼存在于于桩端，至于桩桩端运动动速度有有关；2）假设由阻阻尼引起起的桩端端土的动动阻力预预桩端运运动速度度成正比比；Rd=JcZV(toe,t);3)静阻力RsRtRd筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测CAPWAP实测曲线线拟合法法实测曲线线拟合法法是通过过波动问问题数值值计算，反演确确定桩和和土的力力学模型型及其参参数值。其过程为

34、为：假定定各桩单单元的桩桩和土力力学模型型及其模模型参数数，利用用实测的的速度（或力力、上行行波、下下行波）曲线作作为输人人边界条条件，数数值求解解波动方方程，反反算桩顶顶的力（或速度度、下行行波、上上行波）曲线。若计算算的曲线线与实测测曲线不不吻合，说明假假设的模模型或其其参数不不合理，有针对对性地调调整模型型及参数数再行计计算，直直至计算算曲线与与实测曲曲线（以以及贯人人度的计计算值与与实测值）的吻合合程度良良好且不不易进一一步改善善为止。筑城检测测若干规定定1）所采采用的力力学模型型应明确确合理，桩和土土的力学学模型应应能分别别反映桩桩和土的的实际力力学性状状，模型型参数的的取值范范围应

35、能能限定。2）拟合合分析选选用的参参数应在在岩土工工程的合合理范围围内。3）曲线拟合合时间段段长度在在t12L/C时刻后延延续时间间不应小小于20ms;4）各单元所所选用的的土的最最大弹性性位移值值不应超超过相应应桩单元元的最大大计算位位移值。5）拟合合完成时时，土阻阻力响应应区段的的计算曲曲线与实实测曲线线应吻合合，其他他区段的的曲线应应基本吻吻合。6）贯人度的的计算值值应与实实测值接接近。筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测CASE法判定单单桩承载载力凯司法与与实测曲曲线拟合合法在计计算承载载力上的的本质区区别是：前者在在计算极极限承载载力时，单击贯贯人度

36、与与最大位位移是参参考值，计算过过程与它它们无关关。另外外，凯司司法承载载力计算算公式是是基于以以下三个个假定推推导出的的：桩身阻抗抗基本恒恒定；动阻力只只与桩底底质点运运动速度度成正比比，即全全部动阻阻力集中中于桩端端；土阻力在在时刻t2=t1+2L/C已充分发发挥；Jc值实际上上是一个个无明确确意义的的综合调调整系数数。筑城检测测筑城检测测限制条件件1）桩身身存在缺缺陷，无无法判定定桩的竖竖向承载载力。2）桩身身缺陷对对水平承承载力有有影响。3）单击贯人人度大，桩底同同向反射射强烈且且反射峰峰较宽，侧阻力力波、端端阻力波波反射弱弱，即波波形表现现出竖向向承载性性状明显显与勘察察报告中中的地

37、质质条件不不符合。4）嵌岩桩桩桩底同向向反射强强烈，且且在时间间2L/C后无明显显端阻力力反射,也可采采用钻芯芯法核验验。筑城检测测六 灌注注桩声波波检测基桩成孔孔后，灌灌混凝土土之前，在桩内内预埋若若干根声声测管作作为声波波发射和和接收换换能器的的通道，在桩身身混凝土土灌注若若干天后后开始检检测，用用声波检检测仪沿沿桩的纵纵轴方向向以一定定的间距距逐点检检测声波波穿过桩桩身各截截面的声声学参数数，然后后对这些些检测数数据进行行处理，分析和和判断，以确定定桩身混混凝土缺缺陷的位位置、程程度，从从而推断断桩身混混凝土的的完整性性。筑城检测测原理砼结构是是一个多多孔浆及及侵粗骨骨料组成成的多相相体

38、系，当一定定频带宽宽的超声声脉冲在在结构中中传播时时，将会会产生一一系列现现象。所所有这些些信息可可以由声传播速速度和接收信号号强度、波形来表征它它所反映映的被测测材料的的粘弹力力学特性性及缺陷陷的性质质。因此此，采用用适应的的超声检检测方法法，可用用来评价价桩基的的质量、浇注均均匀性、缺陷的的范围及及性质等等。筑城检测测 特点超声法检检测灌注注桩混凝凝土质量量是近10多年年逐渐发发展起来来的一种种检测方方法。它它具有以以下优点点：1）检测细致致，结果果准确可可靠；2）不受桩长长桩径限限制；3）无盲盲区声测测管埋到到什么部部位就可可检测什什么部位位，包括括桩顶低低强区和和桩底沉沉渣厚度度；4）

39、毋须桩顶顶露出地地面即可可检测，方便施施工；5）可估估算混凝凝土强度度。正因为如如此，虽虽然该方方法需预预埋声测测管，费费用较高高，但仍仍然得到到广泛采采用，特特别是桥桥梁。高高层建筑筑的大型型、特大大型灌注注桩的检检测。筑城检测测筑城检测测JLTV数字超声声电视钻孔孔超声波波自动连连续扫描描检测的的国际领领先设备备筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测超声检测测设备：换能器（发射换换能器、接收换换能器）和超声声仪筑城检测测声 学原原理理（一）波波动波动是物物质的一一种运动动形式。波动可可分成两两大类：一类是是机械波波，如水水波、声声波、超超声波等等，它是是由于机机械振动动在弹性性

40、介质中中引起的的波动过过程；另另一类是是电磁波波，如无无线电波波、红外外线、紫紫外线、可见光光等，它它是由于于电磁振振荡所产产生的变变化电场场和变化化磁场在在空间的的传播过过程。筑城检测测（二）声声波声波是弹弹性介质质中的机机械波。人们所所能听到到声波的的频率范范围是202x104Hz，这叫可闻闻声波。当声波波频率超超过2x104Hz时，人耳耳就听不不到了，这种声声波就叫叫超声波波。频率率低于20Hz的叫次声声波，人人耳也听听不到。筑城检测测波的产生生与传播播在弹性介介质中，任何一一个质点点作机械械振动时时，因为为这个质质点与邻邻近的质质点间有有相互作作用的弹弹性力联联系着，所以它它的振动动将

41、传递递给与之之相邻近近的质点点，使邻邻近的质质点也同同样地发发生振动动，然后后振动又又传给下下一个质质点，依依此类推推。这样样，振动动就由近近及远向向各个方方向以一一定速度度传播出出去，从从而形成成了机械械波。筑城检测测波的种类类和形式式（一）波波的种类类波的种类类是根据据介质质质点的振振动方向向和波的的传播方方向的关关系来区区分的。它分为纵纵波、横横波、表表面波和和板波等等。筑城检测测1纵波波介质质点点的振动动方向与与波的传传播方向向一致，这种波波称为纵纵波，如如空气、水中传传播的声声是纵波波。纵波波又常称称“P”波。纵波的传传播是依依靠介质质时疏时时密使介介质的容容积发生生变形引引起压强强

42、的变化化而传播播的，因因此和介介质的容容变弹性性有关。任何弹弹性介质质（固体体、液体体、气体体）在容容积变化化时都能能产生弹弹性力，所以纵纵波可以以在任何何固体、液体、气体中中传播。筑城检测测筑城检测测筑城检测测横波介质质点点的振动动方向与与波的传传播方向向相垂直直，这种种波称为为横波，如绷紧紧的绳子子上传播播的波就就是横波波。横波波又常称称“S”波。横波的传传播是使使介质产产生剪切切变形时时引起的的剪切应应力变化化而传播播的，因因此和介介质的切切变弹性性有关。由于液液体、气气体无一一定形状状，当它它们的形形状发生生变化时时不产生生切变应应力，所所以液体体、气体不能能传播横横波，只只有固体体才

43、能传传播横波波。在气气体、液液体中只只有纵波波存在。筑城检测测筑城检测测筑城检测测表面波固体介质质表面受受到交替替变化的的表面张张力，使使介质表表面的质质点发生生相应的的纵向振振动和横横向振动动，结果果使质点点作这两两种振动动的合成成振动，即绕其其平衡位位置作椭椭圆振动动。椭圆圆振动又又作用于于相邻的的质点而而在介质质表面传传播，这这种波称称表面波波，常以以“R”表示。振动的长长轴垂直直于波的的传播方方向，短短轴平行行于波的的传播方方向。表表面波传传播时，质点振振动的振振幅随深深度的增增加而迅迅速减小小。当深深度等于于2倍波波长时，振幅已已经很小小了，因因此，表表面波多多用于探探测构件件表面的

44、的情况。表面波也也只能在在固体中中传播。筑城检测测续自然界中中的机械械波，还还有许多多复杂的的形式，如板波波（兰姆姆波）扭转波、拉伸波波等。单纯的纵纵波和单单纯的横横波是最最简单的的两种波波。从运运动学的的角度看看，根据据叠加原原理，任任何复杂的波都都是纵波波和横波波叠加的的结果。充满声波波的空间间叫声场场。声压、声声强、声声阻抗率率是描写声声场特征征的几个个重要物物理量。筑城检测测筑城检测测筑城检测测声波在介介质界面面的反射射与透射射声波在无无限大介介质中传传播只是是在理论论上成立立，实际际上任何何介质总总有一个个边界。当声波在在传播中中从一种种介质到到达另一一种介质质时，在在两种介介质的分

45、分界面上上，一部部分声波波被反射射，仍然然回到原原来介质质中，称称为反射射波；另另一部分分声波则则透过界界面进人人另一种种介质中中继续传传播，称称为折射射波（透透射波），声波波透过界界面时，其方向向、强度度、波形形均产生生变化。这种变变化取决决于两种种介质的的特性阻阻抗和入入射波的的方向。筑城检测测筑城检测测筑城检测测声波在传传播过程程的衰减减声波在介介质的传传播过程程中，其其振幅将将随传播播距离的的增大而而逐渐减减小，这这种现象象称为衰衰减。声波在任任何介质质中传播播都有衰衰减存在在。声波波衰减的的大小及及其变化化不仅取取决于所所使用的的超声频频率及传传播距离离，也取取决于被被检测材材料的内

46、内部结构构及性能能。因此此，研究究声波在在介质中中的衰减减情况将将有助于于探测介介质的内内部结构构及性能能。1、吸收收衰减；2、散散射衰减减；3、扩散衰衰减筑城检测测筑城检测测混凝土的的声学参参数混凝土超超声检测测目前主主要采用用所谓“穿透法法”，即即用一发射换能能器重复发射射超声脉冲冲波，让超声声波在所所检测的的混凝土土中传播播，然后后由接收换能能器接收。被被接收到到的超声声波转化化为电信信号后再再经超声声仪放大大显示在在屏幕上上，用超超声仪测测量收到到的超声声信号的的声学参参数。当当超声波波经混凝凝土中传传播后，它将携携带有关关混凝土土材料性性能、内内部结构构及其组组成的信信息。准准确测定

47、定这些参参数的大大小及变变化，可可以推断断混凝土土性能、内部结结构及其其组成情情况。目前在混混凝土检检测中所所常用的的声学参参数为声速（波波速）、振幅、频率以以及波形形。衰减减系数，在现场场检测中中上难以以运用，通常只只用于室室内试验验研究中中。筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测超声法检检测混凝凝土强度度的原理理1.混凝凝土声（波）速速c一般在40005000ms之间变化化。混凝凝土强度度f与波速c之间有较较好的相相关性。混凝土土强度越越高，其其波速也也越快。理论与实实验都证证实，物物体的密密实性越越好，孔孔隙率越越低，其其波速越越高。对对混凝土土来说，密实性性越好，

48、孔隙率率越低，其强度度必然越越高。因因此，混混凝土强强度和波波速之间间也有相相关性。2当知知道fc之间的关关系曲线线后，测测出结构构物混凝凝土的波波速就可可以推算算结构物物混凝土土的强度度。筑城检测测探测混凝凝土内部部缺陷的的原理当混凝土土无缺陷陷时，混混凝土是是连续体体，超声声波在其其中正常常传播。当换能能器正对对着缺陷陷时，情情况就不不一样了了。由于于缺陷（空洞、蜂窝区区）的存存在，混混凝土连连续性中中断，缺缺陷区与与混凝土土之间成成为界面面（空气气与混凝凝土）。在这界界面上，超声波波传播情情况发生生变动发生反反射、散散射与绕绕射。超超声波经经过缺陷陷后接收收波声学学参数将将发生如如下变化

49、化：筑城检测测空洞、松松散等缺缺陷部位位测得的的声速要要比正常常部位小小筑城检测测接收波振振幅的变变化由于缺陷陷对声波波的反射射或吸收收比正常常混凝土土大，所所以当超超声波通通过缺陷陷后，衰衰减比正正常混凝凝土大，即接收收波的振振幅将减减少。因因此，和和声时（速）一一样，根根据接收收波首波波振幅的的异常变变化也可可以发现现缺陷的的存在。如果传播播路径中中遇到裂裂缝，由由于裂缝缝对声波波的强烈烈反射，只有很很少的声声波通过过裂缝，接收波波振幅将大大大降低低，振幅幅的变化化可以较较灵敏地地发现裂裂缝的存存在。筑城检测测接收波主主频率的的变化对接收波波信号的的频谱分分析证明明，不同同质量的的混凝土土

50、对超声声脉冲波波中的高高频分量量的吸收收、衰减减不同。因此，当超声声波通过过不同质质量的混混凝土后后，接收收波的频频谱（各各频率分分量的幅幅度）也也不同，质量差差或有内内部缺陷陷、裂缝缝的混凝凝土，其其接收波波中高频频分量相相对减少少而低频频分量相相对增大大，接收收波的主主频率值值下降，从而反反映出缺缺陷和裂裂缝的存存在。筑城检测测接收波波波形的变变化当超声波波通过混混凝土内内部缺陷陷时，由由于混凝凝土的连连续性已已被破坏坏，使超超声波的的传播路路径复杂化，直直达波、绕射波波等各类类波相继继到达接接收换能能器，它它们具有有不同的的频率和和相位，这些波波的叠加加有时会会造成波波形的畸畸变。筑城检

51、测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测超声法检检测混凝凝土灌注注桩质量量1、声测测管的安安装埋设设（钢管管、PVC管）3550mm。声测管是是预留的的声波换换能器的的通道，需预先先埋设在在灌注桩桩中。通通常是将将声测管管固定在在钢筋笼笼架立筋筋的内侧侧，随钢钢筋笼一一段段沉沉人桩孔孔中，然然后浇注注混凝土土。对声测管管总的要要求是：联结牢牢靠不脱脱开，密密封良好好不漏水水，联结结平整不不打折，管与管管间相平平行，管管内无异异物保证证通畅。对声测管管的材料料要求是是：有足足够的机机械强度度，保证证在灌注注桩混凝凝土浇注注过程中中不会变变形，与混凝土土粘结良良好，不不致在声声测管和和混凝土土间产生生剥

52、离缝缝，影响响测试。筑城检测测筑城检测测声测管的的数量和和布置D（桩径）800mm，2根；800mD2000mm，不少于3根；D2000mm，不少于4根。每两根声声测管组组成一对对进行测测试，称称为一个个测试面面。埋两两根管有有一个测测试面；三根管管三个测测试面；四根管管六个测测试面。筑城检测测筑城检测测筑城检测测桩身混凝凝土质量量的判断断和评定定对桩身混混凝土质质量的判判断和评评定包括括以下三三个方面面：桩身身混凝土土是否存存在缺陷陷及其位位置范围围、及性性质；桩桩身混凝凝土强度度；桩身身混凝土土均匀性性。其中中对缺陷陷的判断断和评定定是最主主要的。对缺陷的的判断主主要根据据二个声声学参数数

53、：波速速和振幅幅，必要要时辅以以主频率率值和波波形。筑城检测测筑城检测测筑城检测测筑城检测测混凝土强强度是灌灌注桩施施工质量量验收的的主控项项目，桩桩身混凝凝土强度度必须符符合设计计要求。混凝土土强度检检验的方方法为：在浇注注灌注桩桩混凝土土时预留留一定数数量立方方体试件件，经标标准养护护后，在在28d龄期，用用标准试试验方法法测得试试件的抗抗压强度度，并根根据试件件强度评评定桩身身混凝土土的抗压压强度是是否满足足设计要要求。预留混凝凝土试件件强度检检验方法法是现行行标准规规定的混混凝土强强度验收收方法，现场混混凝土强强度的无无损检测测方法不不能代替替该方法法。当混混凝土试试件强度度评定不不合

54、格或或对试件件的代表表性有怀怀疑时，可采采用钻芯芯法推定定桩身混混凝土的的强度，检测结结果符合合设计要要求可按按合格验验收。七 灌注注桩试件件强度检检测与钻钻芯法检检测筑城检测测桩基抽芯芯检测进口HD-120S-A全液压锚锚杆钻机机筑城检测测检测目的的：检测灌注注桩桩长长、桩身身混凝土土强度、桩底沉沉渣厚度度，判定定或鉴别别桩端岩岩土性状状，判定定桩身完完整性类类别福宁高速速公路钻钻芯检测测桩身完完整性及及桩端持持力层情情况，(桩长50m,桩径800mm,持力层微微风化花花岗岩）.筑城检测测钻芯法概概述采用岩芯芯钻探技技术和施施工工艺艺，在桩桩身上沿沿长度方方向钻取取混凝土土芯样及及桩端岩岩土

55、芯样样，通过过对芯样样的观察察和测试试，用以以评价成成桩质量量的检测测方法称称为钻孔孔取芯法法，简称称钻芯法法。检测测内容如如下：1）验证证桩身完完整性，如桩身身混凝土土胶结状状况。有有无气孔孔、松散散或断桩桩等；2）检测测桩身混混凝土强强度是否否符合设设计要求求；3）桩底底沉渣是是否符合合设计或或规范的的要求；4）桩底持力力层的岩岩土性状状（强度度）和厚厚度是否否符合设设计或或规范要要求；5）施工工记录桩桩长是否否真实。筑城检测测钻进取样样方法钢粒钻进进、硬质质合金钻钻进和金金刚石钻钻进；钢粒钻进进与硬质质合金钻钻进因存在在芯样直直径小、易破碎碎、磨损损大等缺缺点不适适用于基基桩钻芯芯法检测测。金刚石钻钻头切削刀细细、破碎碎岩石平平稳、钻钻具孔壁壁间隙小小、破碎碎孔底环环状面积积小，且且由于金金刚石较较硬、研研磨性较较强，高高速钻进进时、芯芯样受钻钻具磨损损时间短短，容易易获得比比较真实实的芯样样，应采采用。筑城检测测抽检数量量的规定定福建省地地方标准准DBJ281999规定：当采用本本规程钻钻芯法检检测时，检测桩桩的数量量按工程程总桩数数的2且不应应少于3根，当当工程总总桩数在在50根以内时时，钻芯芯法检测测不应少少于2根根。检测测桩号应应由设计计、质监监及监理理（建设设）方有有关人员员考虑施施工质量量等因素素后