基桩低应变反射波法测试分析实施细则.docx

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基桩低应变反射波法测试分析实施细则

基桩低应变反射波法测试分析实施细则

1.目的

为使测试人员在做基桩低应变反射波法测试时有章可循，并使其操作合乎规范。

2.适用范围

本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置。

本方法不宜对桩长进行核对，对桩身砼的强度等级作出估计。

对于粉喷桩不提倡使用本检测方法，对于石灰桩等柔性桩和碎石桩等散体材料桩不能使用本检测方法。

3.引用文件

对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行：

《建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014）》

对于湖北省境外的检测项目，依据行标执行。

对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。

4.职责

检测工程师负责现场检测；并负责计算分析和编写检测报告。

5.工作程序

5.1检测现场准备

桩头清理：

拟测桩的桩头清除浮浆层，见到新鲜坚硬的砼，桩头大致平整。

测点凿磨：

最好在进场前对所有拟测桩桩顶砼面上凿磨出2～3片5cm×5cm的平整面（砼坚硬），其粗糙度应不超过1mm，作为传感器安装处。

对于预应力砼桩，如桩顶面未破坏，或法兰盘与砼连接紧密，可不作处理。

凿磨工具用凿子、铁锤或打磨机等。

本条要求在也可放在现场检测时完成，但会明显延长现场检测时间。

检测通道：

拟测桩周围应能容许人步行安全地通过。

确定检测日期：

受检砼灌注桩的砼强度在检测时应不低于设计强度的70%且不小于15MPa。

5.2内部准备

5.2.1必须带齐下述检测仪器设备：

RS1616K（P）型动测仪一台（电池应已充电）；

加速度计一只；小毛刷一只；

力捧、小铁锤各一只，橡皮垫。

力棒选择：

桩长≥18m或桩长>15m且桩径≥1.0m时，须选用大力棒。

5.2.2应携带以下机具及物品：

记录笔纸、记录夹及资料包；仪器设备使用记录表；

手锤、平口及尖嘴凿子各一个，橡胶泥若干；

尖嘴钳、十字起子、平口起子各一把、绝缘胶带一卷；

安全帽、胸牌。

5.2.3可选带的物品为：

电线、接线板、动测仪充电器；

雨衣、胶鞋、抹布；

太阳伞或遮阳帽；

其它电工、机械工具。

5.3现场检测

5.3.1按规定填写概况表等表格。

一般可在检测完成时填写“低应变测试记录表”时，应注意桩号应按一定的顺序排列，也可在检测前把确定能检测的桩填在表上，检测完成后见证人须在现场见证单上签字。

5.3.2在现场检查拟测桩，确定桩头处理是否满足要求，计划检测顺序。

5.3.3由项目协调人联系委托方派一人报桩号，必要时还需工人跟随进行桩头清理配合。

5.3.4设定仪器测试参数

本工地最大桩长：

事先询问委托方，得到拟检测桩中的最大桩长L。

采样间隔：

混凝土桩约为2L，粉喷桩约为3-4L。

采样率选择除应满足采样定理外,还必须保证有足够的记录时间长度能记录到桩底反射信号；

波速：

粉喷桩：

1500-2000s/m，树根桩：

2400m/s，砼灌注桩：

C15：

3000，C20：

3200，C25：

3500，C30：

3800；

工地名称：

由4～8位拼音字母和数字组成，前两位约定为：

蔡甸CD，东西湖：

DX，大冶DY，鄂州EZ，广水GS，汉川HC，黄梅HM，黄陂HP，黄石HS，蕲春QC，松滋SZ，孝感XG，新洲XZ，应城YC，云梦YM。

使用加速度计时，采用积分数字处理方式。

5.3.5首根桩检测

在检测工地测第一根桩时，应进行激振—接收条件的选择试验,确定最佳激振方式和接收传感器类型及粘结方法，目的是要采到规则的信号。

规则的速度信号标准：

用力棒激振，始波（第一峰）脉冲宽度尽量窄，紧随始波脉冲的负向发展轻微，中间时段大致水平、在水平坐标轴线附近且无毛刺，对于20m以内桩应有明显桩底反射，桩身如有缺陷，缺陷反射波应清晰。

用小铁锤激振，始波脉冲宽度很窄，紧随始波脉冲的负向发展甚轻微或无，中间时段大致水平且在水平坐标轴线附近，对于6m以内的缺陷反射波应清晰。

桩浅部有明显缺陷时，在高频激振下其正常信号如图1所示。

图1浅部明显缺陷桩的低应变规则曲线

5.3.6激振位置和传感器安装

激振位置和传感器安装位置应按图2所示。

图2低应变反射波法测点与激振位置示意图

传感器用橡皮泥牢固地粘接在预先凿磨的测点位置上，不应用手扶持，也可采取其它避免产生安装谐振的措施。

5.3.7采样数量

每根桩应采用至少两种方式激振——力棒（或力锤）+小铁锤。

激振应竖直。

小铁锤应轻敲。

每根桩应寻2～4个不同位置作测点（测点应沿桩中心对称布置，当桩径d≤500mm时2个测点，d=500～1000mm时3个测点，d≥1000mm时4个测点），每个测点应采集2～4个有效信号。

每个测点的信号存为1个文件。

对每根被测桩,均应进行多次激振,重复测试，及时由监视屏幕上观测时域波形。

多次测试要有较好的重复性。

当重复性不好时必须重新清理激振点,改善传感器安装条件或排除仪器的故障,重新进行测试。

当从信号上可判断出桩身有缺陷或有疑问时，可适当多采集一些信号。

5.3.8正常激振方式

一般情况下每根桩主要采用力棒激振，但每根桩至少有一个测点应先用力棒激振、后用铁锤激振，对于长于20m的桩须用大铁锤下垫橡胶激振，文件存储采用以下两种方式之一：

（1）接收和存储四道曲线，前两道为力棒信号，后两道为小铁锤信号，这样分析者可方便地判断缺陷。

（2）每个文件存储二道曲线，力棒和小铁锤信号各存为一个文件。

5.3.9重点印证浅部缺陷

在以下几种情况下，除按5.3.8正常激振接收外，尚应按5.3.10的所示方法重点印证浅部缺陷：

（1）曲线显示，浅部有疑问，如出现5.3.13所示曲线；

（2）监理或施工方介绍，获知某桩5m以内施工有异常；

（3）对于由多节组成的预制桩，测试的目的不应苛求获知整桩完整性，而应是最上节桩的长度范围内的完整性；

（4）获知某桩将被抽芯、或将被求证性开挖，也应重点验证浅部缺陷。

5.3.10针对浅部缺陷的处理措施和测试方法

使用铁锤激振，应接收和存储三～四道曲线，均为小铁锤信号（曲线可合理解释），文件名存为###T（按5.3.11）；

如在改变测点后，信号仍不理想，应要求委托方对桩头截断或凿磨处理后再测。

5.3.11测试的第一个信号文件（应含有力棒或力锤信号）命名为：

###，即桩号；其它信号文件依次命名为：

###-*，*为1、2、3（表示采集的测点序号）。

如某测点的各道信号均用铁锤激振，则文件名可存为###T。

5.3.12当环境干扰和随机干扰较大时，应停止检测，待干扰消除后再继续检测。

对现场检测的一切异常情况要做好记录，备后续分析时参考。

对于异常波形,要在现场及时按下述程序分析处理：

首先排除传感器接触不良及仪器故障；

排除因传感器安装不牢所产生的安装谐振；

消除环境及随机干扰；

调整激振位置、测点位置，改善激振方法、力量，各种方法产生的曲线应详细存盘记录。

5.3.13浅部疑问曲线有如下四种，改善激振-接收条件后对于确有浅部缺陷的桩应尽量采集到如图1所示的曲线或可明确判断无缺陷的曲线。

（1）大低频信号，如图3为东风阳光城B2栋9#桩（夯扩桩）初测（力棒）曲线，凿除至0.7m左右处发现砼严重离析，挖到0.9m左右处，再测，曲线基本正常。

图3大低频反射波法曲线（东风阳光城B2栋9#桩-初测）

（2）曲线第一峰以后紧随下拉程度太深，表示浅部有疑问（阻抗减弱或增强）；图4为某花园9#楼81#桩（沉管桩）的力棒测试曲线，后开挖证明在1.0m以内有严重离析。

图4浅部阻抗异常反应（某花园9#楼81#桩）

（3）曲线呈窄脉冲周期性振荡（紧密相连），表示浅部有疑问（阻抗减弱或增强）；

图5为时代天娇3号楼32#桩（预应力管桩）的力棒测试曲线，但不能准确判断缺陷位置，应用铁锤激振采集。

图5窄脉冲振荡反射（时代天娇3号楼32#桩）

（4）曲线冲击脉冲太宽，导致盲区太大，将掩过浅部缺陷，图6为东风阳光城B2某桩的力棒测试曲线，用铁锤激振后明确曲线显示浅部无问题。

图6冲击脉冲太宽

5.3.14请见证人签字。

5.3.15现场可告知委托方的内容应严格按照《检测工作程序文件》的有关规定。

现场检测完毕，应排除5.3.13所示的四种浅部疑问曲线，如未处理桩头以排除疑问，应由联系协调人明确告知委托方“可能判Ⅲ类桩”。

5.4室内分析

5.4.1建议在Excel中建立一个表格，列出桩号、桩长、计算波速、缺陷描述，同时可对波速进行统计，再将相应结果COPY入报告文档中。

5.4.2对于有明显桩底反射的桩，根据委托方提供的桩长，计算每根桩的桩身混凝土纵波轴向平均波速Ci（m/s）；Ci=2000L/ΔT，L为委托方所提供桩长（m），ΔT为速度曲线第一峰和桩底反射波峰之间的时差（ms）。

5.4.3波速偏高、桩长有误

当以5.4.2计算出来的波速Ci明显偏高（预制砼高于4800m/s，现浇砼高于3900m/s，树根桩无砂砼高于3200m/s，钢桩高于5300m/s）时或估算桩长与提供桩长相差超过10%时，可认为桩长不真实或有误差。

应按下列步骤处理：

分析人选择典型曲线，请示技术负责人，确认桩底反射位置正确、波速偏高属实；

由分析人将桩长偏短情况汇总成表，由技术负责人审阅；

分析人与检测人、项目经理联系，询问桩长提供方桩长计算有无失误（如未减去截断长度）或施工工艺上有无特别处，要求提供真实桩长；

当问题仍然存在，由项目经理（可委托联系协调人）决定是否需联系施工单位，告之桩长问题，明确告知“估算桩长与所报桩长不符，将向委托方出具检测报告”；

由项目经理（可委托联系协调人）联系委托方，告之“波速明显偏高、所报桩长可能有误，将出具检测报告”。

5.4.4将所有有明显桩底反射的桩的波速进行统计计算，算得平均值Cm、最高值，桩数不能少于5根。

5.4.5对于无明显桩底反射的桩，以本工地波速平均值Cm，计算缺陷位置。

5.4.6如本工地桩太长，均无桩底反射，应同总工协商，凭经验确定砼波速，整个工地使用统一的波速值，以此确定缺陷位置。

5.4.7缺陷位置x（m）的确定：

x=C·ΔT/2000，C为波速（按5.4.2条、5.4.5条、5.5.6条之一确定）。

5.4.8异常点性质的判定

对于桩身有反射波部位可按反射波历时加以估算，其性质可按相位判别，分析计算要点为：

桩底反射波一般与入射波同相位（嵌岩桩、扩底桩除外）。

断桩、缩径、夹泥、离析、桩底沉渣等缺陷的界面，波阻抗变小，反射波与入射波同相。

扩颈及嵌岩桩的桩底反射等，波阻抗变大，界面上的反射波与入射波相位相反，一般情况下不定为缺陷。

5.4.9缺陷类别的判断

应按照表1来确定桩的类别，同时应兼顾5.4.10条的规定。

5.4.10不宜单凭曲线判定缺陷类别，同时应结合桩型、地质条件、施工情况、经验、基础型式、结构型式综合考虑

表1桩身完整性判定

类别

时域信号特征

幅频信号特征

Ⅰ

2L／c时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波

桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频

差△f≈c／2L

Ⅱ

2L／c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波

桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差△f≈c／2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差△f′＞c／2L

Ⅲ

有明显缺陷皮射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间

Ⅳ

2L／c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，无桩底反射波；

或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波

缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差

△f′＞c／2L，无桩底谐振峰；

或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰

注：

对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。

对于桩的缺陷是否由施工工艺所造成，但对承载力无不利影响，如挖孔桩有时会在挖孔时因抽水需要在侧壁有“腋窝”，而“腋窝”靠近浅部或桩头直径偏大将造成曲线上的缩径现象，但“腋窝”以下桩径正常、满足设计要求；如由于地质原因引起的鼓肚桩，后压浆引起的变截面桩。

5.4.11桩身多处缺陷时，将记录到相互干扰的多组反射波，应仔细甄别，报告中只判明1-2个明显缺陷即可。

5.4.12对于夯扩桩、人工挖孔桩、钻孔扩底桩、沉管灌注复打桩，应考虑截面变化和护壁对测试信号的影响，综合分析判定。

5.4.13其它

分析计算时，信号的低通滤波截止频率不能低于1.5kHz。

5.5检测报告

5.5.1检测报告的编写应根据本公司《低应变检测报告范本》修改而成。

5.5.2桩身结构完整性评述

缺陷类别判定后，对完整性的描述应按公司制定的统一标准判定，评判、描述标准必须一致，避免判桩松紧不一的现象发生。

其描述标准如下：

Ⅰ类桩：

桩身结构完整。

Ⅱ类桩：

桩身结构基本完整，存在轻微缺陷，对桩身结构完整性有一定影响，不影响桩身结构承载力的正常发挥。

Ⅲ类桩：

桩身结构存在明显缺陷，完整性介于Ⅱ类和Ⅳ类之间，对桩身结构承载力有一定影响。

宜采用钻芯法或声波透射法等其它方法进一步判断或直接进行处理。

Ⅳ类桩：

桩身结构存在严重缺陷，不宜考虑其承载作用。

5.5.3当根据5.4.3确定提供桩长有误，编写检测报告时，应在检测报告中说明，依反射信号和提供桩长计算的波速明显偏离同类完整桩平均波速可判为Ⅲ类桩。

5.5.4检测报告中应附检测原始速度曲线，曲线上水平坐标为深度显示、缺陷位置标记、实测波速及指数放大倍数。

每页最多可列10幅。

且曲线一般不应做滤波等数字处理，但在必要时使用指数放大功能，使打印出的波形图中尽可能见桩底反射。

5.5.5检测报告应附桩位平面布置图。

6.质量记录

6.1基桩检测项目概况表（***）；

6.2基桩低应变测试记录表（***）。