建筑基桩低应变检测技术

建筑基桩低应变检测技术2023/5/18低应变法检测桩身完整性定义：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析，对桩身完整性进行判定的检测方法。试验过程及测试信号的评判应力波发射图t=2L/C2023/5/18桩身完整性检测基本技能：一掌握现场测试技术；二能够正确分析判断桩身完整性。2023/5/18加速度传感器速度传感器or电荷放大器A/D转换显示器存储器输出滤波、放大等仪器结构原理图2023/5/18现场检测流通图2023/5/18压电传感器构造2023/5/18传感器灵敏度：mv/gmv/（m/s）特点：加速度传感器高频响应好、体积小、重量轻影响因素：温度、湿度、横向灵敏度、电缆噪声、接地回路噪声2023/5/18激振工具力锤、力棒工程塑料、高强尼龙、橡胶锤、铝锤、铁锤等重量：几百克－－几百千克锤垫橡胶垫2023/5/181.2传感器的安装2023/5/18桩头应按下列规定进行处理：

（1）凿去桩顶浮浆、清除松散或破损砼，使桩顶露出坚硬的混凝土表面，桩顶表面应平整干净且无积水，最好采用便携式砂轮机等工具磨平；

（2)桩顶的材质、强度、截面尺寸应与原桩身基本等同。

(3)对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电动锯将桩头锯平。

(4)妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。测前准备：桩头处理2023/5/181）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。

2）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。传感器安装2023/5/182023/5/183）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。4）激振方向应沿桩轴线方向。5）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。6）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。7）避免共振，加速度传感器谐振频率5～10Hz2023/5/188）对于钢筋混凝土灌注桩，传感器安装时应符合下列规定：

(1)传感器安装点及其附近的表面应平整，其周围不得有缺损或裂缝；

(2)当锤击点不在桩顶中心时，传感器安装点与锤击点的距离不应小于桩半径的二分之一。2023/5/18激振设备瞬态激振操作应通过现场试验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；工程塑料、尼龙、铝、铜、铁、橡胶锤头的软硬或锤垫的厚薄能起到控制脉冲宽窄的作用；锤头的质量和敲击力大小能起到控制力脉冲幅值的作用；2023/5/181）检测前，应仔细检查和准备仪器，使测试系统各部分之间匹配良好。采用交流电源检测时，应有接地措施，严禁电源零线带电。

2）应通过对比测试，选择适当的锤型、锤重、锤垫材料、传感器安装方式。测试技术2023/5/183）检测时，应合理设置采样时间间隔、采样点数、增益、传感器灵敏度、模拟滤波、触发方式等，其中增益应结合激振方式通过现场对比试验确定。

f>2fc

f=N.Δf

2023/5/18冲击锤型大小对波形的影响（ａ）冲击锤型不合适（ｂ）冲击锤型合适2023/5/184)

每根桩的检测信号数量应符合下列规定：

(1)根据桩直径大小，桩心对称布置2～4个测点，每个测点记录的有效信号数不宜少于3个；

（2）不同测点所得到的信号一致性差时，应分析原因，增加检测点数量。2023/5/185)检测摩时应缎随时狼检查映采集祥信号暮的质桥量，戴可根犬据缺显陷所冒在位亿置的兴深浅匪，及达时改独变锤观击脉倘冲宽疼度。坦当检寺测长院桩的眯桩底祥反射矛信息粪或深径部缺泳陷时副，冲革击入轰射波芒脉冲盆应较商宽；洪当检管测短块桩或戏桩的障浅部煎缺陷范时，鞠冲击升入射梳波脉猎冲应漠较窄专，同守时采芦样时僵间间唯隔应县较小寒。6死)对检割测信专号宜刊作叠计加平易均处酷理，孤参与友叠加伍平均离处理斧的信阔号应帮不失斗真、项无零姨漂现集象，豆且信长号数伤量不巴宜少历于5个。20柄23监/5物/1袖21.畏4不同谜敲击彼方式听下出野现的茂不同浮情况20盯23粥/5握/1泉21)仍.模型喷桩概殖况共8根，锁模拟王了裂骡缝、基孔洞呈、伟混凝森土碎久裂等草缺陷N20挺23参/5纵/1耗21)寨.模型畏桩概可况20晕23寨/5禁/1菌21)兼.模型映桩概锤况20沙23叠/5于/1罩22)失.测试驱曲线灾及分悠析2.召1锤击论方式abc20症23坐/5恳/1芦22)猪.测试貌曲线稳及分毁析2.桌1锤击游方式def20啊23脖/5储/1稼22)畜.测试轨曲线乌及分著析2.渴2测试饭曲线庸及分甲析20狐23肺/5院/1毛22)睁.测试列曲线刚及分监析2.酬2测试杀曲线许及分劲析20皱23子/5坚/1逼22)存.测试僻曲线锯及分闻析2.裂2测试冻曲线苹及分服析20乱23停/5惜/1科22)拴.测试撕曲线随及分笑析2.汽2测试碧曲线膜及分泛析20俊23潜/5俩/1讨23)朴.讨论20群23霉/5划/1厘23)阁.讨论20沙23汤/5伯/1污23)敲.讨论20湾23我/5宪/1党24)挎.结语不同械的锤索击方藏式会缺对测木试曲乘线造答成一稿定的限影响痒，从赖而影维响判应断结晓果的资准确杏性，菌因此乌，在科测试脾时应踪蝶配置贤不同识的锤喜、采榆用不脾同的械方式农锤击明。在现姜场应泻尽可俱能地除得到驻可以要大致扇判断苍的原森始曲效线，钓采样染及分碌析时分设置先滤波博应慎炊重。管桩虚缺陷锻并不理是通照常认舌为的绸那样搏容易观测试植，应零加强初这方仿面的膨研究绘。20病23否/5屿/1寺2二分析妇判断避桩身克完整闪性2.粪1一维窝波动亭理论甚；20浅23求/5杀/1望22.湿2各种谣桩型社的施普工工蚀艺及肉具体境施工泡情况沉管芽灌注陪桩质手量通均病钻(冲)孔灌梅注桩马质量终通病人工粗挖孔俯桩质鸭量通悔病载体策桩质冒量通株病挤扩炭支盘武桩质没量通权病预制霞钢筋聋混凝坛土桩到质量茄通病钢桩稿质量竹通病其他20桥23赚/5傲/1洁2（1）毯采用杜加速至度传辞感器润时，绘可选兽择小醒于10巷Hz的高渣通滤浙波和廊大于20堡00哨Hz的低餐通滤恼波对馋积分早后的益速度答信号猪进行岸处理辈。剂（2）谣采用阿速度绩传感情器时涉，可社选择禽小于20至Hz的高蜡通滤姓波和朽大于10吩00面Hz的低从通滤浇波对雁速度大信号萝进行头处理弟。2.吩3检测肃数据菠的分瓣析与炒判断2.杏3.眨1信号霸处理20络23搞/5辨/1随2（3）饱当桩处底信胖号较拦弱时化，可互采用寇指数豆放大俱，指层数放北大倍盘数以2～10倍为歪宜，骆被放宝大的增信号客幅值高不应弓大于崭入射寺波的遍幅值蜘，进匀行指释数放组大后拜的波情形应汁基本涛回零扰。错（4）当忌需要萄时，梨可使休用旋昌转处拥理功拌能，拨使测反试波剖形尾判部基索本位喷于零帽线附震近。20社23撞/5昼/1竭22.鸭3.腥2应根茅据应渔力波俊理论殖对检屠测信妈号进晓行分班析。（1）信播号分低析前述，首揪先应兔确定难桩基把工程馒的纵影波波讲速平谎均值可。对半工程姐地质鞭条件孤相近名、成赞桩工皂艺相萄同、痛同一日单位句施工渴的桩薪基，饭确定踩其桩题基工华程的失纵波茶波速枝平均块值时勾，应侧符合舞下列溉规定撒：狼参加敬统计兄计算薯的桩乘应为Ⅰ类桩她，数断量不递应少顽于5根；20殊23阻/5别/1田2纵波期波速枝时域沫计算玻示意荣图20孝23疑/5削/1映2纵波矮波速射频域半计算舒示意质图20概23趋/5刃/1润2纵波叮波速渡值与仇平均康值之汗差的事绝对倒值大球于平谢均值哄的5％者闪，不彻得参摘与统溉计。延纵君波波阶速平蜘均值Cm按下挣式计基算：Cm＝∑Ci／n式中:n一统席计纵胶波波抬速平撇均值逢所用豪的被开检测疮桩的厨数量垄；20蜘23场/5悉/1悟2（2）桩说的测松试信筝号符俱合下泪列要求牌，判膏为一宅类桩：（1）有擦明确擦的桩呼底反梢射信授号；扎（2）除高冲击宽入射婆波和疲桩底滑反射术波外挨，在竞桩底情反射角波到趣达前芒，基军本无其反射维波发欲生；椒（3）实取测纵泉波波佩速在群正常草的范冤围内知。(4移)桩底葛谐振望峰排趋列整旧齐等单间距f=马c/昆2L20订23额/5给/1纯2扩颈浙桩应蛾判为Ⅰ类桩咽。桩竟身某致部分陆阻抗权增大文（强摘度增洪加或蛙截面洽积增死大）司，会犹产生坑与入仆射波拔相位奸相反虎的反曲射波宅。（a）单扇界面细扩颈都反射来波示温意图20舟23睁/5蝇/1仪2(b民)扩颈-还原俗反射包波示偶意图20咸23翠/5主/1永2（3）桩弃底反拘射波掩与入醉射波妈相位看相同栽，且催能判涛定为沙桩底绘存在佣虚土摧或沉夺渣时虏，应模判为Ⅲ类桩斗或Ⅵ类桩梳。乓（4）检规测信泰号显弹示桩这身存两在缺慰陷时瓜，应森根据可缺陷宴反射怠波的禁幅值阶和相阿位、翁缺陷况的深用度位胸置、燥施工舒资料由、工容程地铅质资轰料、讲设计用资料特，结精合经顽验综脆合分霉析缺顷陷严绣重程织度，份确定棋桩的痕类别缘瑞。20户23例/5可/1金2（5）盛桩身锣缺陷业位置榆可按者下式乡丰估算没：Li＝Cm·Δ俘ti／2式中:Li一测玩点至快桩身纯第i个缺吼陷的尖距离统；Δti—桩身僚第i个缺您陷的两反射生波波蛾峰与移入射选波波脖峰对丙应的病时差粪）。趟桩恐身缺愿陷位补置也灶可用辣振幅繁谱上捧峰间驾频差劫进行制估算员：Li＝Cm／Δfi／220涛23脑/5扛/1税2缺陷妻位置渔计算黄示意死图20衰23捡/5冈/1垒2缺陷衔桩纵蚂波波颈速计岂算示类意图痛（时房诚域）缺陷蛇位置饰计算罢示意馆图20牲23抱/5取/1饶2缺陷杏桩纵改波波村速计感算示勾意图随（频愿域）缺陷伪位置务计算革示意训图20识23满/5挪/1革2（6）当优测试桑信号壮出现阵以下茂情况朋之一灵时，烛宜判平为Ⅵ类桩烂：a未见么到桩毛底反底射，例却出葛现周水期性鲜的同绘相反蚕射波银；b未见假到桩兼底反未射，肾却在2L／C时刻摊前出令现幅枯值较诊大的还反射尽波，翼且反谢射波撑与入维射波句同相托位。20疤23争/5厘/1讽2(7禽)对于秧混凝沈土灌来注桩寒，注畏意区古分缓厘变形顶后阻予抗突驴变处糟的反岭射和朝扩径糊突变纤处的扑二次番反射陷。(8朋)对于候堪岩农桩，堆桩底哲反射意时域日信号牛为单而一反蔑射波盏且与估锤击露脉冲朽信号独同向眼时，席应采区取其菜他方库法核偏验。(9符)桩头历疏松土或桩躲身有烘浅部书缺陷响时，倚宜处添理后料重新驰检测衬。20逗23厕/5按/1吩2(1战0)对于喝夯扩际桩，碗人工翼挖孔局、钻畜孔扩征底桩北，沉畜管灌忆注复就打桩猎，应油考虑猫桩的俘截面堤变化段对测酿试结准果的花影响皱，综御合分锦析波互形，宗确定男所检胡测桩搜的类接别。20竭23闷/5方/1滩2(1毕1)出现约下列再情况背之一犬时，友桩身矛结构千完整承性评记价应寻结合截其它栏检测基方法赛进行危：委（1）反炊射信摊号复吗杂，宴无规妄律，稼无法糊对其组进行催准确合评价决；递（2）桩币身界驼面渐插变或脊多变棚，且唱变化撒幅度墨较大境的混渔凝土获灌注斧桩；20坛23第/5河/1散2低应茧变测额试信净号解沟读20蔽23及/5倡/1鬼2三堂测试父实例承与常守见情寄况20喘23臂/5虾/1阀2完整炒桩典弊型时县域/频域凡信号钩特征20秆23暂/5夫/1止2低应案变法便适用潮条件爱和应担用中缠应注借意的躺问题理论发基础肌：（振舌动）平截雅面一维弹性响均匀细长盼杆桩径买限制苍不能壳过大设计拒桩身握截面臣宜基鞋本规爆则缺陷斜的难袖定量赶与类岁型难械区分最大割有效关检测戒深度旱受限找制不能奏用波速推定斑桩身暑混凝谷土强花度用波速只能攀估算贿不能奔校核德桩长复合扎地基籍中桩党的检得测问低题20链23州/5宗/1滤21低应确变测减试的金波速2土阻灿力影纳响3阻抗脱渐变纵型、编阻抗告的突但变型4多缺叮陷桩5浅层宫严重歪缺陷路的判杀别几个醉值得各注意徐的问查题20励23送/5测/1卸21低应搞变测限试的情波速c2=夫E城/ρ波速值由桩龟身的蚂弹性稍模量洽和密再度决像定，篇不是打由桩倍身强俭度决谦定的倒。但波速始与桩摩身混锈凝土艇强度液整体女趋势游上呈剖正相愚关关酒系，质即强辱度高暖波速解高，滩但二套者并序不为幅一一占对应彼关系榆。波速骆与桩始身混牺凝土娇强度替、混纺凝土弹的骨投料品踢种、疑粒径买级配轧、密发度、舒水灰支比、棒成桩层工艺窄（导木管灌述注、筛振捣挂、离焦心）绒等因胜素有盏关。20粒23象/5肯/1武22土阻兆力的尚影响原因奖（1）桩散周土阳特性伐有较耽大突管变；（2）土抗阻力特点吨：（1）萍土阻颈力的俭影响咏一般笔浅部教较为惰明显存；（2）追土阻停力影敞响具脏有普搞遍性路和区医域性摆；20肌23遵/5适/1祖23阻抗永渐变迟型、互阻抗刷的突肝变型(a斗)逐渐戚扩径(b挽)逐渐博缩颈(c墨)中部裙扩径(d巷)上