桩基检测现场考核题及习题与讲解

低应变检测现场考核应知应会题库及答案1、低应变采样时间间隔应根据什么合理选择？答:施工桩长、桩身砼波速、采样点数.△t=2L/1024C。2、低应变数据采集时,设置采样间隔时要如何估算?答：施工桩长、桩身砼参考波速、采样点数。△t=[(2L/C）+5ms］/1024.3、反射波法检测中，用加速度计测得的原始信号是什么曲线，实际显示的曲线是什么曲线？答：测得的是加速度时域曲线，实际显示的为速度时域曲线。4、低应变完整性检测时，对于浅部缺陷一般要求什么样的锤击激振能量?什么样的激振频率？答:采用锤头较小、质量较轻、刚度较大的击锤,以获得丰富的高频成分。5、低应变完整性检测时，有利于桩底信号的获取时需要什么样的锤击能量？什么样的激振频率?答:采用锤头较大、质量较大、刚度较小的击锤，以获得丰富的低频信号。6、通俗一点的说法，在选择低应变完整性检测激振锤时有什么原则？答：检测浅部缺陷时用锤头较小、质量较轻、刚度较大的击锤；检测深部缺陷时用锤头较大、质量较大、刚度较小的击锤.7、实心桩进行低应变完整性检测时,激振置位及传感器安装部有位什么要求？答：激振置位为桩中心,传感器安装部为位距桩中心约2/3R处.8、空心桩（管桩）进行低应变完整性检测时，激振置位及传感器安装部有位什么要求？答：激振置位为管壁厚中心处，传感器安装点与激振点平面夹角等于或略大于90°。9、低应变完整性检测时,信号采集和筛选有什么主要要求？答:1)根据桩径大小,与桩心对称布置2～4个检测点;每个检测点记录的有效信号数不少于3个。2）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。-1-

3）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。4）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。10、对于锤击式预应力管桩，在进行低应变完整性检测时，除了常规需要收集的信息外，尚应特别注意收集哪些信息便于对采集数据进行分析认识？答:管桩长度及接桩情况。11、简述应力波反射法的原理。答:在桩顶竖向激振，使其表面产生一定的应力与应变,表面的质点因受到外力的作用而发生位移和振动，从而引起周围质点的位移和振动，于是振动就沿着桩身（连续的弹性介质）向下传播而形成应力波(弹性波)，并伴随有能量的传递。当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、断桩、离析等）或桩身截面积发生变化（如缩颈、扩颈)，将产生反射波，经接收、放大、滤波和数据处理，分析计算来自不同部位的反射信息，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置.12、在低应变完整性检测时，如果根据桩底信号判断,桩的波速明显偏高，且超出常识范围。这时，这个桩的实际桩长可能有什么样的偏差？答：实际桩长可能偏短。13、对于砼实心桩，当检测点距桩中心点多远处时，所受干扰相对较小；对空心桩，当检测点与激振点平面夹角约为多少度时也有类似效果？答：砼实心桩为距桩中心点2/3R处；空心桩为90014、低应变方法适用于哪些方面？答：适用于检测混凝土桩的桩完身整性，判定桩身缺陷的程度及位置。15、当采用低应变法时，受检桩混凝土强度要至少达到什么值才能进行？答：至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa.16、低应变完整性检测时，根据时域信号，什么样的桩可以判为Ⅲ类桩？答：有明显缺陷反射波，缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差△f/〉c/2L。缺陷对桩身结构承载-2-

力有影响。17、低应变完整性检测时，对桩顶面有什么要求?答：桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本等同.18、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，要怎么办?答：应采用静载试验或钻芯法等其他检测方法核验。19、出现什么情况时，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行？答：无桩底反射信号时。如软土地区的超长桩,长径比很大;桩周土约束很大，应力波衰减很快；桩身阻抗与持力层阻抗匹配良好；桩身截面阻抗显著突变或沿桩长渐变;预制桩接头缝影隙响。20、低应变完整性检测时,如果出现与锤击脉冲信号同向的反射波时,一般是低阻抗反射?还是高阻抗反射?答：低阻抗反射。21、桩身阻抗是什么意思？一般低阻抗对应的是否是缺陷？答：桩身阻抗等于其密度、截面面积和波速的乘积.低阻抗对应的是缺陷。22、低应变完整性检测时，传感器安装耦合剂有什么要求？答:耦合剂应具有足够的粘结强度，粘结层应尽可能薄.23、低应变完整性检测时,激振点应避开哪些影响？答:应避开钢筋笼的主筋影响.激振方向应沿桩轴线方向。24、桩身缺陷位置应如何计算？答：根据速度波（时域曲线）第一峰与缺陷反射波峰间的时间差和25、低应变完整性检测时，是否应该设置滤波？答：应设置。受检桩的桩身砼波速计算.26、施工后对各种方法的检测顺序JGJ—106—2003规范中有什么要求？答：先进行桩身完整性检测，后进行承载力检测.27、JGJ—106-2003规范中，对于柱下三桩或三桩以下承台的混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量有-3-

什么规定？答：不少于1根.28、低应变完整性检测时,其有效检测桩长范围应如何确定？答:应通过现场试验确定。29、低应变完整性检测时，激振锤的激振方向应沿什么方向?答：沿桩轴线方向。30、为获取较好的桩身下部缺陷反射信号宜用宽脉冲还是窄脉冲？答：宽脉冲.31、为获取较好的桩身上部缺陷反射信号宜用宽脉冲还是窄脉冲？答:窄脉冲。32、当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在什么时候进行?答:应在基坑开挖至基底标高后进行。超声波检测现场考核应知应会题库及答案1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？答:桩身完整性；清孔不彻底，桩底沉渣过厚影响端承力.-4-

2、总结声波透射法的优缺点。答：声波透射法检测砼灌注桩的完整性是通过测量超声波在砼中传播过程中波幅、声速、频率及波形情况来综合分析判断的。优点：准确性高，可定量分析出桩身缺陷的大小和确切部位。缺点：需埋声测管，既给施工带来不便，又增加成本,另外现场检测费时，检测效率较低。3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的基本依据。答：超声波在砼中传播过程中，当遇到砼介质发生变化(缺陷)时,超声波在介质变化的界面处会发生反射、透射、绕射，由接收换能器接收的波形，对波的到时、波幅、频率及波形特征进行分析，就能判断砼桩的完整性及缺陷的性质、位置、范围及缺陷程度。4、声波检测仪应符合那些技术性能？答：1）具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。2）声时测量分辨力优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1~200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。3）声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200~1000V.各在什么范围？5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？答:仪器要求见第4题.换能器要求:1）圆柱状径向振动，沿径向无指向性；2）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；3)谐振频率宜为30~50kHz；4）水密性满足1MPa水压不渗水。6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。答：系统延时的来源:电延迟时间、电声转换时间和声延时。标定方法:将发、收换能器平行悬于清水中，逐次改变两换能器的间距,并测定相应的声时和两换能器间距，做若干点的声时-间距线性回归曲线，线性回归曲线7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管注应意哪些答：见第8题。与时间轴的截距即为系统零声时。问题？8、声测管埋设应注意哪些要点？答:1）声测管内径宜为50～60mm。2)声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡,管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致.-5-3）应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行.4)声测管埋设数量应符合下列要求:D≤800mm,2根；800mm＜D＜2000mm,不少于3根管；D＞2000mm，不少于4根管。式中D-—受检桩设计桩径。5）声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，按顺时针旋转依次编号。9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？答：容易导致声测管破裂而堵管。10、对于桩径小0.6m的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？答：管距过短，声波传播路径较短，扩散衰减不明显。11、某桩径为0。8m的灌注桩，埋设3根声测管，声测管在桩中的位置，基本等分桩的圆周。请问：声波透射法检测时有没有“盲区"？答：有盲。区盲区部位在桩的中心部位和钢筋笼外侧。12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数?答：换能器的工作频率：30～50kHz;发射电压：200~1000V；埋管数量：D≤800mm,2根;800mm＜D＜2000mm,不少于3根管;D＞2000mm，不少于4根管。式中D-—受检桩设计桩径.测点点距:≤250mm。13、声波透射法有哪几种检测方法？简述不同方法的特点、用途。答：检测方法：平测、斜测、扇形扫测。平测法：各测点测距相等,发、收换能器以相同高程同步提升，测线平行。用于对桩各剖面的普查，找出声学参数异常点。斜测法:各测点测距相等，发、收换能器以不同高程相同步长同步提升，测线平行。用于核实可凝点的异常情况，并确定异常部位的纵向范围。扇形扫测法：一换能器固定在某高程不动,另一换能器布,波幅不具可比性。用于在桩顶或桩底斜测范围受限时，或为减少换能器升降次数，核实可凝点的异常情况，并确定异常部位的纵向范围。逐点移动，各测点的测距不相同，测线呈扇形分14、简述声波透射法检测前的准备工作.答：1)安排检测工作程序；2）调查、收集待检工程及受检桩的相关技术资料和施工记录等;3）检查测试系统的工作状态，必要时对测试系统的延时重新标定，并根据声测管的尺寸和材质计算耦合声时、声测管管壁声时；4）将伸出桩顶的声测管切割到同一标高，并高出桩顶100mm以上;-6-

5）向管内注满清水，封口待检；6)用直径与换能器略同的圆钢作吊绳,检查声测管的畅通情况；7）绘制声测管布置示意图,用钢卷尺寸测量桩顶面各声测管外壁之间的距离。15、声波透射法检测中,要求声测管中应注满清水,请说明原因。如果是泥桨，有何影响?答：由于清水中不含泥、砂等杂质悬浮颗粒，介质均匀，不会导致声波在水中出现散射衰减，从而可提高检测精度.如果是泥桨，声波遇到泥浆中的泥、砂等杂质悬浮颗粒而向不同方向产生散射，导致声波减弱，接收声波能量降低，从而影响检测精度。16、声波透射法测桩质量,可用于判别混凝土缺陷的基本物理参量有哪些？说明其相关关系？答:基本物理量：声速、波幅、频率。声速:声波在砼中的传播速度与砼的弹性性质有关,而砼的弹性性质又与砼的强度存在相关性，因此砼声速与其强度存在相关性。且砼内部愈致密、孔隙率愈低，声波波速就愈高，砼的强度也愈高.砼的声波波速的高低基本波幅：接收声波波幅是表征声波穿过砼的衰减就愈大。当砼中存在低强区、离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷声波波幅明显下降。因此他也是判断砼缺陷的重要参数之一。频率：声脉冲是复频波，具有多种频率成分.当他们穿过砼后，各频率成分的衰减程度不同，高频部比低频部分衰减严重，因此导致接收信号的主频率向低频端漂移，其漂移的程度取决于衰减因素的严重程上可以反映其强度的高低.后能量衰减程度的指标之一。接收声波波幅值愈低，砼对声波时，吸收衰减和散射衰减增大，使接收分度。因此，接收主频的高低也能反映砼的缺陷程度。17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？答：沉渣，泥砂与水泥浆的混合物、孔壁坍塌、泥团、：声速、波幅均明显下降。离析:粗骨料多的地方，声速降低不明显,甚至有时会有所提高，但波幅下降明显；粗骨料少的方声速下降明显,波幅减低不明显，甚至有时会有所提高。气泡密集：波速降低不明显，但波幅降低明显。18、解释声波透射法的PSD判别法。答：PSD判据：是声时—深度曲线相邻两点的斜率与相邻时差值的乘积[K=（t-t）/2（Z—Z）］。ii—1ii—1PSD判据突出对声时的变化,对声时具有指数放大作用。因此,缺陷PSD判据基本上可减少声测管不平行或混凝土不均所造成的测试误差对数据分析的影响。19、检测管不平行时，如何判断缺陷位置？区PSD值较声时反映明显，而且运用及其答：结合桩身同一高度、不同剖面的实测声速、波幅及波形情况进行综合分析。如某一声测管在某处出现弯曲，那么在同一深度处，与该声测管两相邻剖面所测声学参数必然出现一剖面明显偏低,而另一剖面明显偏高的现象，再结合实测波形的变化情况进行分析是否是桩身砼的缺陷。20、PSD判据的优点是什么？答：缺陷区PSD值较声时反映明显，而且运用PSD判据基本上可减少声测管不平行或混凝土不均所造成的测试误差对数据分析的影响。-7-21、PSD判据的基本原理是什么？为什么要对斜率加权？答：PSD判据是声时-深度曲线相邻两点的斜率与相邻时差值的乘积［PSD=（t-t）2/(Z-Z)］。对ii-1ii-1斜率加权目的是突出相邻测点声时的变化,对声时具有指数放大作用。22、简要说明概率法存在哪些问题,在哪些情况下可能导致误判或漏判?如何解决？答：概率法存在的问题：1）统计计算有无缺陷的临界值时，完全按照低测值点可能出现的概率来计算，没有考虑误判概率和漏判概率。2）概率法判别的基本前提是桩身砼的声速服从正态分布，严格地说砼强度服从正态分布,其声速不服从正态分布，虽然强度与声速具有相关性,但这种相关性多为幂数函型,是非线性的。3）当有声速“大值异常”时，“异常大值”向大值方向偏离正态分布。在运用数理统计方法计算声速声速临界值的取值。因此,对于用临界值时，没有剔除“异常大值”，而“异常大值”参与统计计算将影响概率法临界值判断出来的可疑点，还应结合其他声学参数指标和判据来综合判定可疑点是否就是桩身缺陷。当桩身混凝土的质量普遍较差时，可能同时出现下面两种情况：1）检测剖面的n个测点声速平均值明显偏低。2)n个测点的声速标准差很小S。x则由统计计算公式v=v—λ·S得出的判断结果可能失效。此时可将各测点声速与声速低限值比较得0mx出判断结果。23、确定声速异常临界值判据中临界值的基本原理是什么?答:在n次测量所得的数据中，去掉k个较小值，得到容量为(n-k）的样本，取异常测点数据不可能出现的次数为1。即使剩余的所有数据v＞v.i024、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。声速、幅值有何变化？为什么?答：声速有时有所提高，波幅下降.原因：由于粗骨料本身波速高，故粗骨料大量堆积的地方,砼波速不但不降低，反而有时会提高;粗骨料多的地方，声学界面多,对声波的反射、散射加剧，接收信号削弱，故波幅下降。25、什么叫衰减？产生衰减的原因是什么?答：声波在介质中传播过程中，其振幅随传播距离的增大而逐渐减少的现象称为衰减。主要原因有：声波在介质中传播时,部分机械能被介质转换成其他形式的能量(如热能)而散失(吸收衰减）；另一方面，声波在一种介质中传播时，遇到另一种介质组成的障碍物会向不同方向产生反射，从而导致声波减弱(散射衰减);第三,声波发射器发出的超声波波束都有一定的扩散角。波束的扩散，导致能量逐件分散,-8-

从而使单位面积的能量随传播距离的增加而减弱(扩散衰减)。26、什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗?答:声场是指充满声波的空间。重要物理量有声压、声强、声阻抗。声压是指声场中某一点在某一瞬间所具有的的压强与没有声场存在时同一点的静态压强之差。声强是指在垂直于声波传播方向上，单位面积、单位时间内通过的声能量。声阻抗是介质中某点的有效声压与质点振动速度的比值。Z=p/v=ρv·a27、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设置参数是否应保持不变？为什么？答