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桩基检测指标

7钻芯法

7.1适用范围

7.1.1本方法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。

7.2设备

7.2.1钻取芯样宜采用液压操纵的钻机。

钻机设备参数应符合以下规定：

1额定最高转速不低于790r/min。

2转速调节范围不少于4档。

3额定配用压力不低于1.5MPa。

7.2.2钻机应配备单动双管钻具以及相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器和可捞取松软渣样的钻具。

钻杆应顺直，直径宜为50mm。

7.2.3钻头应根据混凝土设计强度等级选用合适粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头，且外径不宜小于100mm。

钻头胎体不得有肉眼可见的裂纹、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。

7.2.4水泵的排水量应为50～160L/min，泵压应为1.0～2.0MPa。

7.2.5锯切芯样试件用的锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片应有足够刚度。

7.2.6芯样试件端面的补平器和磨平机应满足芯样制作的要求。

7.3现场操作

7.3.1每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定：

1桩径小于1.2m的桩钻1孔，桩径为1.2～1.6m的桩钻2孔，桩径大于1.6m的桩钻3孔。

2当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10～15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。

3对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设计要求。

7.3.2钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。

钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。

应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。

7.3.3当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。

7.3.4钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。

7.3.5提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。

7.3.6每回次进尺宜控制在1.5m内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。

7.3.7钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并应按本规范附录D附表D.0.1-1的格式及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述。

7.3.8钻芯过程中，应按本规范附录D附表D.0.1-2的格式对芯样混凝土，桩底沉渣以及桩端持力层详细编录。

7.3.9钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。

7.3.10当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.5～1.0MPa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。

7.4芯样试件截取与加工

7.4.1截取混凝土抗压芯样试件应符合下列规定：

1当桩长为10～30m时，每孔截取3组芯样；当桩长小于10m时，可取2组，当桩长大于30m时，不少于4组。

2上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。

3缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。

4当同一基桩的钻芯孔数大于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。

7.4.2当桩端持力层为中，微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；遇分层岩性时宜在各层取样。

7.4.3每组芯样应制作三个芯样抗压试件。

芯样试件应按本规范附录E进行加工和测量。

7.5芯样试件抗压强度试验

7.5.1芯样试件制作完毕可立即进行抗压强度试验。

7.5.2混凝土芯样试件的抗压强度试验应按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081—2002的有关规定执行。

7.5.3抗压强度试验后，当发现芯样试件平均直径小于2倍试件内混凝土粗骨料最大粒径，且强度值异常时，该试件的强度值不得参与统计平均。

7.5.4混凝土芯样试件抗压强度应按下列公式计算：

24dPfcu¦Ð¦Î•=（7.5.4）

式中——混凝土芯样试件抗压强度（Mk），精确至0.1Mk；cuf

P——芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N）；

d——芯样试件的平均直径（mm）；

¦Î——混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定；当无试验统计资料时，

宜取为1.0。

7.5.5桩底岩芯单轴抗压强度试验可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002附录J执行。

桩身完整性判定

类别特征

Ⅰ混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈长柱状、断口吻合，芯样侧面仅见少量气孔，Ⅱ混凝土芯样连续、完整、胶结叫好、骨料分布基本均匀、呈柱状、断口基本吻合，Ⅲ大部分混凝土芯样胶结较好，吴松散、贾尼或分层现象，但有下列情况之一：

芯样局部被破碎且破碎长度不大于10cm芯样骨料分布不均匀；芯样多呈短柱状或块状；芯样侧面蜂窝麻面、沟槽连续Ⅳ钻进很困难；芯样任意断送三、夹泥或分层；芯样局部破碎且破碎长度大于10cm

8低应变法

8.1适用范围

8.1.1本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。

8.1.2本方法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

8.2仪器设备

8.2.1检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055

的有关规定，且应具有信号显示、储存和处理分析功能。

8.2.2瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫；力锤可装有力传感器；稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10～2000Hz的电磁式稳态激振器。

8.3现场检测

8.3.1受检桩应符合下列规定：

1桩身强度应符合本规范第3.2.6条第1款的规定。

2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。

3桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。

8.3.2测试参数设定应符合下列规定：

1时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。

2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截面积。

3桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。

4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1024点。

5传感器的设定值应按计量检定结果设定。

8.3.3测量传感器安装和激振操作应符合下列规定：

1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。

3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。

8.3.4信号采集和筛选应符合下列规定：

1根据桩径大小，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宜少于3个。

2检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。

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声波透射法

10.1适用范围

10.1.1本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。

10.2仪器设备

10.2.1声波发射与接收换能器应符合下列要求：

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。

10.2.2声波检测仪应符合下列要求：

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。

10.3现场检测

10.3.1声测管埋设应按本规范附录H的规定执行。

10.3.2现场检测前准备工作应符合下列规定：

1采用标定法确定仪器系统延迟时间。

2计算声测管及耦合水层声时修正值。

3在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。

4将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换能器应能在全程范围内升降顺畅。

10.3.3现场检测步骤应符合下列规定：

1将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。

2发射与接收声波换能器应以相同标高（图10.3.3a）或保持固定高差（图10.3.3b）同步升降，测点间距不宜大于250mm。

3实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。

4将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检

测。

5在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测（图10.3.3b）、扇形扫测（图10.3.3c）进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。

6在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。

10.4检测数据的分析与判定

10.4.1各测点的声时、声速、波幅及主频应根据现场检测数据，按下列各式

计算，并绘制声速。

深度（）曲线和波幅，深度（）曲线，需要时可绘制辅

助的主频-深度（曲线：

）

式中t——第j测点声时（μs）；ci

t——第i测点声时测量值（μs）；i

t——仪器系统延迟时间（μs）；0

t——声测管及耦合水层声时修正值（μs）；¡ä

l——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离（mm）；¡ä

——第i测点声速（km/s）；i¦Ô

——第i测点波幅值（dB）；piA

a——第i测点信号首波峰值（V）；i

a——零分贝信号幅值（V）；0

——第i测点信号主频值（kHz），也可由信号频谱的主频求得；if

T——第i测点信号周期（μs）。

i

10.4.2声速临界值应按下列步骤计算：

1将同一检测剖面各测点的声速值由大到小依次排序，

式中——按序排列后的第i个声速测量值；

 n——检测剖面测点数；

k——从零开始逐一去掉式（10.4.2-1）序列尾部最小数值的数据个数。

i¦Ô

2对从零开始逐一去掉，序列中最小数值后余下的数据进行统计计算。

当去掉最

小数值的数据个数为k时，对包括在内的余下数据～按下列公式进行统计计

算：

式中——异常判断值；0¦Ô

——（n）个数据的平均值；m¦Ôk-

——（n）个数据的标准差；xsk-

——由表10.4.2查得的与（n）相对应的系数。

¦Ëk-

表10.4.2统计数据个数（）与对应的值kn-¦Ë

3将与异常判断值进行比较，当≤时，及其以后的数据均为异

常，去掉及其以后的异常数据；再用数据～并重复式（10.4.2-2）～

（10.4.2-4）的计算步骤，直到序列中余下的全部数据满足：

此时，为声速的异常判断临界值。

4声速异常时的临界值判据为：

≤（10.4.2-6）i¦Ôc¦Ô

当式（10.4.2-6）成立时，声速可判定为异常。

10.4.3当检测剖面n个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据：

＜（10.4.3）i¦ÔL¦Ô

式中——第i测点声速（km/s）；i¦Ô

L¦Ô——声速低限值（km/s），由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地区实际经验确定。

当式（10.4.3）成立时，可直接判定为声速低于低限值异常。

10.4.4波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：

式中——波幅平均值（dB）；mA

n——检测剖面测点数。

当式（10.4.4-2）成立时，波幅可判定为异常。

10.4.5当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时，PSD值应按下列公式计算：

式中t——第i测点声时（μs）；ci

t——第i-1测点声时（μs）；1-ci

——第i测点深度（m）；iz

——第I-1测点深度（m）。

1-iz

根据PSD值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，进行异常点判定。

10.4.6当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频-深度曲线上主频值明显降低可判定为异常。

10.4.7桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值。

PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试（包括斜测或扇形扫测）后确定的缺陷范围，按本规范表3.5.1的规定和表10.4.7的特征进行综合判定。

10.4.8检测报告除应包括规范第3.5.5条内容外，还应包括：

1声测管布置图；

2受检桩每个检测剖面声速-深度曲线、波幅-深度曲线，并将相应判据临界值所对应的标志线绘制于同一个座标系；

表10.4.7桩身完整性判定

类别特征

Ⅰ各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常

Ⅱ某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常

Ⅲ某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；

两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；

局部混凝土声速出现低于低限值异常

Ⅳ某个检测剖面连续多个测点的升序参数出现明显异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的升序参数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变

3当采用主频值或PSD值进行辅助分析判定时，绘制主频-深度曲线或PSD曲线；

4缺陷分布图示。

附录A桩身内力测试附录A桩身内力测试

A.0.1基桩内力测试适用于混凝土预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断面尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。

A.0.1基桩内力测试适用于混凝土预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断面尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。

A.0.2对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的分层抗拔摩阻力；对水平静荷载试验桩，可求得桩身弯矩分布，最大弯矩位置等；对打入式预制混凝土桩和钢桩，可得到打桩过程中桩身各部位的锤击压应力、锤击拉应力。

A.0.2对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的分层抗拔摩阻力；对水平静荷载试验桩，可求得桩身弯矩分布，最大弯矩位置等；对打入式预制混凝土桩和钢桩，可得到打桩过程中桩身各部位的锤击压应力、锤击拉应力。

A.0.3基桩内力测试宜采用应变式传感器或钢弦式传感器。

根据测试目的及要求，宜按表A.0.3中的传感器技术、环境特性，选择适合的传感器；也可采用滑动测微计。

需要检测桩身某断面或桩端位移时，可在需检测断面设置沉降杆。

A.0.3基桩内力测试宜采用应变式传感器或钢弦式传感器。

根据测试目的及要求，宜按表A.0.3中的传感器技术、环境特性，选择适合的传感器；也可采用滑动测微计。

需要检测桩身某断面或桩端位移时，可在需检测断面设置沉降杆。

表A.0.3传感器技术、环境特性一览表表A.0.3传感器技术、环境特性一览表

类型特性钢弦式传感器钢弦式传感器应变式传感器应变式传感器传感器体积大较小蠕变较小、是易于长期观测较大，需提高制作技术、工艺解决测量灵敏度较低较高温度变化的影响温度变化范围较大时需要修正可以实现温度变化的自补偿长导线影响不影响测试结果需进行长导线电阻影响的修正自身补偿能力补偿能力弱对自身的弯曲、扭曲可以自补偿对绝缘的要求要求不高要求高动态影像差好

A.0.4传感器设置位置及数量宜符合下列规定：

1传感器宜放在两种不同性质土层的界面处，以测量桩在不同土层中的分层摩阻

力。

在地面处（或以上）应设置一个测量断面作为传感器标定断面。

传感器埋设断面距桩顶和桩底的距离不宜小于1倍桩径。

2在同一断面处可对称设置2～4个传感器，当桩径较大或试验要求较高时取高值。

A.0.5应变式传感器可视以下情况采用不同制作方法：

1对钢桩可采用以下两种方法之一：

1）将应变计用特殊的粘贴剂直接贴在钢桩的桩身，应变计宜采用标距3～6m的350

Ω胶基箔式应变计，不得使用纸基应变计。

粘贴前应将贴片区表面除锈磨平，用

有机溶剂去污清洗，待干燥后粘贴应变计。

粘贴好的应变计应采取可靠的防水防

潮密封防护措施。

2）将应变式传感器直接固定在测量位置。

2对混凝土预制桩和灌注桩，应变传感器的制作和埋设可视具体情况采用以下三种方法之上：

1）在600～1000mm长的钢筋上，轴向、横向粘贴四个（二个）应变计组成全桥（半桥），经防水绝缘处理后，到材料试验机上进行应力-应变关系标定。

标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60%以内，经三次重复标定，应力-应

变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方可采用。

传感器应在浇筑混凝土

前按指定位置焊接或绑扎（泥浆护壁灌注桩应焊接）在主筋上，并满足规范对

钢筋锚固长度的要求。

固定后带应变汁的钢筋不得弯曲变形或有附加应力产生。

2）直接将电阻应变计粘贴在桩身指定断面的主筋上，其制作方法及要求同本条第1款钢桩上粘贴应变计的方法及要求。

3）将应变砖或埋入式混凝土应变测量传感器按产品使用要求预埋在预制桩的桩身指定位置。

A.0.6应变式传感器可按全桥或半桥方式制作，宜优先采用全桥方式。

传感器的测量片和补偿片应选用同一规格同一批号的产品，按轴向，横向准确地粘贴在钢筋同一断面上。

测点的连接应采用屏蔽电缆，导线的对地绝缘电阻值应在500MΩ以上；使用前应将整卷电缆除两端外全部浸入水中1h，测量芯线与水的绝缘；电缆屏蔽线应与钢筋绝缘；测量和补偿所用连接电缆的长度和线径应相同。

A.0.7电阻应变计及其连接电缆均应有可靠的防潮绝缘防护措施；正式试验前电阻应变计及电缆的系统绝缘电阻不应低于200MΩ。

A.0.8不同材质的电阻应变计粘贴时应使用不同的粘贴剂。

在选用电阻应变计、粘贴剂和导线时，应充分考虑试验桩在制作、养护和施工过程中的环境条件。

对采用蒸汽养护或高压养护的混凝土预制桩，应选用耐高温的电阻应变计、粘贴剂和导线。

A.0.9电阻应变测量所用的电阻应变仪宜具有多点自动测量功能，仪器的分辨力应优于或等于1με，，并有存储和打印功能。

A.0.10弦式钢筋计应按主筋直径大小选择。

仪器的可测频率范围应大于桩在最大加载时的频率的1.2倍。

使用前应对钢筋计逐个标定，得出压力（拉力）与频率之间的关系。

A.0.11带有接长杆弦式钢筋计可焊接在主筋上；不宜采用螺纹连接。

A.0.12弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力应优于或等于：

1Hz。

A.0.13当同时进行桩身位移测量时，桩身内力和位移测试应同步。

A.0.14测试数据整理应符合下列规定：

1采用应变式传感器测量时，按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正：

采用半桥测量时：

）1（R

r+•¡ä=¦Å¦Å（A.0.14-1）

采用全桥测量时：

）21（R

r+•¡ä=¦Å¦Å（A.0.14-2）

式中——修正后的应变值；¦Å¦Å¡ä——修正前的应变值；

r——导线电阻（Ω）；

R——应变计电阻（Ω）。

2采用弦式传感器测量时，将钢筋计实测频率通过率定系数换算成力，再计算成与钢筋计断面处的混凝土应变相等的钢筋应变量。

3在数据整理过程中，应将零漂大、变化无规律的测点删除，求出同一断面有效测点的应变平均值，并按下式计算该断面处桩身轴力：

iiiiAE••=¦ÅQ（A.0.14-3）

式中Q——桩身第j断面处轴力（kN）；i

i¦Å——第i断面处应变平均值；

iE——第i断面处桩身材料弹性模量（kPa）；当桩身断面、配筋一致时，宜按标定断面处的应力与应变的比值确定；

iA——第i断面处桩身截面面积（m2）。

4按每级试验荷载下桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘制轴力分布图。

再由桩顶极限荷载下对应的各断面轴力值计算桩侧土的分层极限摩阻力和极限端阻力：

p=q（A.0.14-5）

式中q——桩第i断面与i+l断面间侧摩阻力（kPa）：

si

pq——桩的端阻力（kPa）；

i——桩检测断面顺序号，i=1，2，……，n，并自桩顶以下从小到大排列；

u——桩身周长（m）；

l——第i断面与第i+l断面之间的桩长（m）；i

nQ——桩端的轴力（kN）；

0A——桩端面积（m2）。

5桩身第i断面处的钢筋应力可按下式计算：

（A.0.14-6）sissiE¦Å¦Ò•=

式中——桩身第i断面处的钢筋应力（kPa）；si¦Ò

sE——钢筋弹性模量（kPa）；

si¦Å——桩身第i断面处的钢筋应变。

A.0.15沉降杆宜采用内外管形式：

外管固定在桩身，内管下端固定在需测试断面，顶端高出外管100～200mm，并能与固定断面同步位移。

A.0.16沉降杆应具有一定的刚度；沉降杆外径与外管内径之差不宜小于10mm，沉降杆接头处应光滑。

A.0.17测量沉降杆位移的检测仪器应符合本规范第4.2.4条的技术要求。

数据的测读应与桩顶位移测量同步。

A.0.18当沉降杆底端固定断面处桩身埋设有内力测试传感器时，可得到该断面处桩身轴力Q和位移。

iis

附录B混凝土桩桩头处理

B.0.1混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。

B.0.2桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合

B.0.3桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。

B.0.4距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5m的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于