基桩低应变动力检测

泉兆棒起民族费中华人民共和国行业标准基桩低应变动力检测规程SpecificationforlowstraindynamictestingofpilesJGJ/T93-95主编单位：地矿部勘查技术局批准部门：中华人民共和国建设部中华人民共和国地矿部施行日期：1995年12月1日关于发布行业标准《基桩低应变动力检测规程》的通知建标[1995]620号根据建设部（89）建标技字第41号函和（90）建标计字第（9）号文的要求，由地矿部勘查技术司现批准为推荐性行业标准，编号JGJ/T93-95，自1995年12月1日起施行。本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，由地矿部工程勘察施I究所组织出版。1总则1.0.1为贯彻建设工程“百年大计、质量第一”的原则，确保基桩低应变动力检测的质量，制订本规1.0.2本规程适用于工程中混凝土灌注桩和预制桩的低应变动力检测。1.0.3应用本规程的机械阻抗法及动力参数法推算单桩竖向承载力时，应具有本地区可靠的竖向承1.0.4按本规程进行检测的结果，应由经认定资质的单位中合格的检测人员提出。1.0.5基桩低应变动力检测除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语、符号、代号2.1术语机械阻抗MechanicalImpedance某系统的机械阻抗为对该系统的作用力与由此而产生的系统的响应之比。机械导纳MechanicalAdmittance机械阻抗的倒数。跟踪滤波器TraceFilter中心频率跟随某一可变频率而变化的带通滤波器，在机械阻抗法检测中，用来滤除激振频率以外波速（vp）WaveSpeed弹性波在桩身混凝土中传播的速度。测量桩长（Lo）MeasurmentPiltLength按工区内桩的平均波速（Vpm）计算的桩长。Lo=Vpm/2Af式中Af为导纳曲线两个相邻主峰之间的频率间隔。导纳理论值（N）TheoryValueoftheMechanicalAdmittance由波速、混凝土密度（p）和桩的截面积（A）计算的导纳平均值。N=1/VpAp导纳实测几何平均值（Nom）GeometryArerageValueoftheMechanicalAdmittance由实测导纳曲线计算的几何平均值。式中尸为平均峰值#Q为平均谷值口导纳最大峰幅值（Np）MaximalPeakValueofMechanicalAdmittance由实测导纳曲线最大峰值和与其相邻的谷值计算的几何平均值。嵌固系数以）FixCoefficient表示桩底嵌固情况的参数。X=fo/Af式中fo为一阶共振频率。2.2符号、代号axx方向的横向最大加速度值；ay与ax垂直方向的横向最大加速度值；az——竖向最大加速度值；A——声波振动幅度；桩的截面面积；Ad——“频率一初速法”第一次冲击振动波的最大峰一峰值；A..——第i个测点第j次抽测声波振动幅度值；d——桩身直径；声波检测管内径；d'——柱状声波换能器外径；D——声波检测管外径；fo——动力参数法的桩一土体系固有频率；f1——机械阻抗法的一阶共振频率；Af—完整桩导纳曲线相邻谐振峰的频率差；Gp——折算后参振桩重；Ge——折算后参振土重；h——穿心锤回弹高度；H——穿心锤落距；Kd——桩的测量动刚度；K?——桩的预期动刚度；Kdm——桩的现场实测平均动刚度值；Ktz——声时一深度曲线相邻测点的斜率；I——两个检测管外壁间的距离；L——桩身全长；L——桩身缺陷深度；Lo——测量桩长；Le一桩在土中长度；m一参振桩和土的折算质量；N——导纳理论值；No——导纳实测值；Nom——导纳实测几何平均值；Np——导纳最大峰幅值；q——声波幅值衰减量；%——声波幅值衰减量平均值；qD——按声波波幅判断的衰减量临界值；re一参振土体扩散半径；R——单桩坚向承载力的推算值；[S]——桩的容许沉降值；Sa——加速度传感器灵敏度；Sv——速度传感器灵敏度；t—动力参数法第一次冲击与回弹后第二次冲击的时距；声波透射法测试的原始声时值;f——声时修正值；At一声时一深度曲线相邻测点的声时差；to——声波检测仪发射至接收系统的延迟时间；2.2.43tc——混凝土中声波的传播时间；2.2.44凡——声时平均值；j——第i个测点第j次抽测声时值；tr一桩底反射波的到达时间；2.2.47t'r一桩身缺陷部位反射波的到达时间；Vo——桩头振动初速度；Vp——桩身混凝土中的纵波速度；Vpm——工区内桩身混凝土纵波速度的平均值;Vt——检测管壁厚度方向的声速；2.252Vw——水中的声速；Wo——穿心锤质量；a——与fo相应的测试系统速度灵敏度系数；pf—“频率法”采用的调整系数；pv——“频率一初速法”采用的调整系数；Yp——桩材重度；Ye——桩下段Le/3与范围内土重度；s——碰撞系数；Z一激振器横向振动系数；n——桩承载力动一静刚度测试对比系数；K——安全系数；A一嵌固系数；ot——声时标准差；2.2.65屯——声时相对标准差；2.2.66。'一波幅相对标准差；2.2.679——桩下段Le/3与范围内土的内摩擦角。3一般规定3.1检测方法3.1.1本规程规定的检测方法有：反射波法、机械阻抗法、动力参数法和声波透射法。3.1.2上述方法均有各自的适用范围和技术要求，应根据不同的检测对象和检测要求选用。可选用和校核。对多段接长的预制桩，宜采用多种方法进行综合分析判断。3.2检测数量3.2.1对于一柱一桩的建筑物或构筑物，全部基桩应进行检测。3.2.2非一柱一桩时，应按施工班组抽测，抽测数量应根据工程的重要性、抗震设防等级、地质条门协商确定。检测混凝土灌注桩桩身完整性时，抽测数不得少于该批桩总数的20%，且不得少于不得少于该批桩总数的10%，且不得少于5根；对混凝土预制桩，抽测数不得少于该批桩总数的当抽测不合格的桩数超过抽测数的30%时，应加倍重新抽测。加倍抽测后，若不合格桩数仍超过透射法时，加倍重新抽测可采用其他检测方法。3.3仪器设备3.3.1仪器设备性能应符合各检测方法的要求。3.3.2检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应在一10〜50°C环境下正常工作。在现场使用微机时，3.3.3传感器应采取严格防潮、防水措施，搬运时应进行防震保护。3.3.4仪器长期不使用时，应按使用说明书要求定期通电。长途搬运时，仪器应装在有防震措施的3.3.5仪器设备应每年进行一次全面检查和调试，其技术指标应符合仪器质量标准的要求。3.4检测前的准备工作3.4.1检测前应具有下列资料：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3.4.2检测前应做好下列准备：进行现场调查；对所需检测的单桩做好测前处理；检查仪器设备性型以及所处的工程地质环境，明确检测内容和要求；通过现场测试，选定检测方法与仪器技术参:3.4.3被检测的灌注桩应达到规定养护龄期方可施测，对打入桩，应在达到地基土有关规范规定的3.5检测步骤3.5.1检测步骤应分别按照各方法的具体规定执行。3.6检测报告3.6.1检测报告应简明、实用，其内容应包括：前言、工程地质、桩基设计与施工概况、检测原理析结果（包括被检测基桩分布图、分析结果一览表和检测原始记录）、结论及建议。3.6.2检测报告封面及封二应按本规程附录B的规定格式印制。4反射波法4.1适用范围4.1.1本方法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。本方法也可作出估计。4.2仪器设备4.2.1仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监视系统以及激振设备和专用附件组成。4.2.2传感器可选用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s；4.2.3放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3四V。可调整。4.2.4模爆数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为50〜10003，可分数档调整。每个通道数注：bit为二进制计数数字量的位数。4.2.5多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。4.2.6根据激振条件试验要求及改变激振频谱和能量，满足不同的检测目的，应选择符合材质和重4.3现场检测4.3.1被测桩应凿去浮浆，平整桩头，切除桩头外露过长的主钢筋。4.3.2检测前应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用。4.3.3每个检测工地均应进行激振方式和接收条件的选择试验，确定最佳激振方式和接收条件。4.3.4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。对于桩径大于350mm的桩4.3.5当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。4.3.6为提高检测的分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率的传感器和放大器。4.3.7判别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。4.3.8每一根被检测的单桩均应进行二次及以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除试的波形与原波形应具有相似性。4.4检测数据的处理与判定4.4.1应依据波列图中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征，推定4.4.2桩身混凝土的波速vp、桩身缺陷的深度L，可分别按下列公式计算：Vp=2L/t『函2-1）L'=1/2Vpmt（442-2）式中L一桩身全长；tr一桩底反射波的到达时间；t'r一桩身缺陷部位反射波的到达时间；Vpm——同一工地内多根已测合格桩桩身纵波速度的平均值。4.4.3反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平4.4.4反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩4.4.5桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。4.4.6缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。4.4.7当有多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应仔细甄别，并合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。4.4.8桩体浅部断裂的定性评价，可通过横向激振，比较同类桩横向振动特征之间的差异进行辅助4.4.9在上述时域分析的基础上，尚可采用频谱分析技术，利用振幅谱进行辅助判断。4.4.10桩身混凝土的强度等级可依据波速来估计。波速与混凝土抗压强度的换算系数，应通过对混定。5机械阻抗法5.1适用范围5.1.1本方法有稳态激振和瞬态激振两种方式，适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及对比试验资料时，本方法可用于推算单桩的承载力。本方法的有效测试范围为桩长与桩径之比值,可小于50。5.2仪器设备5.2.1接收传感器的技术特性应符合下列要求：力传感器频率响应宜为：5〜1500Hz，其幅度畸变应小于1dB；灵敏度不应小于1.0pC/N；量程：当稳态激振时，按激振力的最大值确定；当瞬态冲击时，按冲击力最大值确定。测量响应的传感器频率响应：宜为5〜1500Hz；灵敏度：当桩径小于60cm时，速度传感器的灵敏度Sv应大于300mV/cm/s；加速度传的灵时，Sv应大于800mV/cm/s、Sa应大于2000pC/g；横向灵敏度不应大于5%；加速度传感器的量程：当稳态激振时，应小于5g。当瞬态激振时，不应小于20g。5.2.2接收传感器的灵敏度应每年标定一次。力传感器可采用振动台进行相对标定，或采用压力试的电荷放大器，其输入电阻不应小于1010。测量响应的传感器可采用振动台进行相对标定。5.2.3测试设备可以采用专用的机械阻抗测试仪器，也可采用通用测试仪器组成的测试装置(图5压电传感器的信号放大应采用电荷放大器；磁电式传感器应采用电压放大器。频带宽度宜为5〜20以上，折合到输入端的噪声应小于10四V。在稳态测试中。应采用跟踪滤波器或在放大器内设置性于40dB。在瞬态测试中分析仪器的选择、应具有频域平均和计算相干函数的功能。当采用数字化位数不应小于12bit。（。）模拟测试仪器装置（稳态）0）数字化测试仪器（稳，态）图5.2.3机械阻抗测试仪器示意《一〉图5.2.3机械阻