低应变检测图解教材
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低应变检测(RSM-PRT)PPT课件
低应变基桩完整性检测
目录
第一章 基本概念及检测原理 第二章 检测系统 第三章 现场检测技术 第四章 实测波形汇编
第一章 基本概念及检测原理
目录
第一节 应力波基本概念 第二节 应力波在桩中的传播 第三节 低应变的检测原理
第一章 基本概念及检测原理
基本概念
应力波基本概念
应力波：当介质的某个地方突然受 到一种扰动，这 种扰动产 生的变形会沿着介质由近及远传播开去， 这种扰动传播的现象称为应力波。
桩顶面应平整、密实、并与桩轴线基本垂直
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器用耦合剂粘结时，粘结层应尽可能薄 必要时可采用冲击钻打孔安装方式 传感器安装面应与桩顶面紧密接触
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器耦合
黄油耦合 橡皮泥耦合 口香糖耦合
使传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好。
说明：传感器是否安装好，可用手指轻弹传感器 侧面，若传感器纹丝不动则说明已经安装好。
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
反射波法用于检测基桩完整性 的基本假设
➢桩自身 ：一维、连续、均质、线弹性 ➢没有考虑桩周土的影响 ➢没有考虑桩土耦合面的影响
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
反射波法的检测原理
通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应 力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂 窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面（即波 阻抗发生变化）时，将产生反射波，检测分析反 射波的传播时间、幅值、相位和波形特征，得出 桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基 的完整性给予评价。
第三章 现场测试技术
波形分析
各类桩容易发生的质量问题
（2）沉管灌注桩 ➢缩颈——成形后的桩身局部小于设计要求 ➢断桩及桩身混凝土坍塌——桩身局部分离，甚 至有一段没有混凝土；桩身某一部位混凝土坍塌， 坍塌处上部没有混凝土 ➢桩身夹泥——桩身混凝土有泥夹层
目录
第一章 基本概念及检测原理 第二章 检测系统 第三章 现场检测技术 第四章 实测波形汇编
第一章 基本概念及检测原理
目录
第一节 应力波基本概念 第二节 应力波在桩中的传播 第三节 低应变的检测原理
第一章 基本概念及检测原理
基本概念
应力波基本概念
应力波：当介质的某个地方突然受 到一种扰动，这 种扰动产 生的变形会沿着介质由近及远传播开去， 这种扰动传播的现象称为应力波。
桩顶面应平整、密实、并与桩轴线基本垂直
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器用耦合剂粘结时，粘结层应尽可能薄 必要时可采用冲击钻打孔安装方式 传感器安装面应与桩顶面紧密接触
第三章 现场测试技术
传感器安装
传感器耦合
黄油耦合 橡皮泥耦合 口香糖耦合
使传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好。
说明：传感器是否安装好，可用手指轻弹传感器 侧面，若传感器纹丝不动则说明已经安装好。
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
反射波法用于检测基桩完整性 的基本假设
➢桩自身 ：一维、连续、均质、线弹性 ➢没有考虑桩周土的影响 ➢没有考虑桩土耦合面的影响
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
反射波法的检测原理
通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应 力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂 窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面（即波 阻抗发生变化）时，将产生反射波，检测分析反 射波的传播时间、幅值、相位和波形特征，得出 桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基 的完整性给予评价。
第三章 现场测试技术
波形分析
各类桩容易发生的质量问题
（2）沉管灌注桩 ➢缩颈——成形后的桩身局部小于设计要求 ➢断桩及桩身混凝土坍塌——桩身局部分离，甚 至有一段没有混凝土；桩身某一部位混凝土坍塌， 坍塌处上部没有混凝土 ➢桩身夹泥——桩身混凝土有泥夹层
低应变基桩完整性检测课件
硬土层变为软土层与缩颈信号相似 软土层变为硬土层与扩颈信号相似
解决方案：
1. 利用指数放大 2. 了解土层参数（或地质资料）
.
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：加速度计与桩面用什么方法 耦合较好？ A: 由于桩面凹凸不平，且有砂 石，再加上电缆线的拉作用， 用黄油往往达不到好的耦合效 果。在桩头滴少许502胶，再 将指头大小、粘性较好的橡皮 泥压入桩面，然. 后再将加速度
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：脉冲频率或滤波频率较低队浅 部缺陷判断有无影响？
A: 当桩身浅部有缺陷，其反射 波的频率较高。若桩身深部也 存在缺陷，其反射波在桩端面 反后经浅部缺陷处又会产生反 射。当脉冲频率或滤波频率较 时，高频反射波部分会丢失，
.
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：反向过冲较大是否信号较差？
采集仪
RSM—24FDN一体机
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
主操作界面
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
设置界面
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
打印高级设置界面
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
波形处理界面
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
打印信息预览界面
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第三章 现场测试技术
目录
第一节 第二节 第三节
.
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变所能检测到的现象
.
第一章 基本概念及检测原理 检测原理
低应变不能检测到的现象
.
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变检测的优点
解决方案：
1. 利用指数放大 2. 了解土层参数（或地质资料）
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第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：加速度计与桩面用什么方法 耦合较好？ A: 由于桩面凹凸不平，且有砂 石，再加上电缆线的拉作用， 用黄油往往达不到好的耦合效 果。在桩头滴少许502胶，再 将指头大小、粘性较好的橡皮 泥压入桩面，然. 后再将加速度
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：脉冲频率或滤波频率较低队浅 部缺陷判断有无影响？
A: 当桩身浅部有缺陷，其反射 波的频率较高。若桩身深部也 存在缺陷，其反射波在桩端面 反后经浅部缺陷处又会产生反 射。当脉冲频率或滤波频率较 时，高频反射波部分会丢失，
.
第三章 现场测试技术
疑问解答
Q：反向过冲较大是否信号较差？
采集仪
RSM—24FDN一体机
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
主操作界面
.
第二章 低应变检测系统
软件简介
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.
第二章 低应变检测系统
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第二章 低应变检测系统
软件简介
波形处理界面
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第二章 低应变检测系统
软件简介
打印信息预览界面
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第三章 现场测试技术
目录
第一节 第二节 第三节
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变所能检测到的现象
.
第一章 基本概念及检测原理 检测原理
低应变不能检测到的现象
.
第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变检测的优点
低应变基桩完整性检测基本原理与应用课件
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第三章 现场测试技术
波
形存盘
单次存 盘键入 文件名 称
单击确 认完成 保存
此时已完成一根桩的现场测试
.
第三章 现场测试技术
现
场干扰
•现场有重型机械在施工回产生振动干扰 • 解决方案: 建议在检测采样时停止
•现场电压不稳造成干扰 • 解决方案: 建议仪器使用前提前充满 电。 •
.
第三章 现场测试技术
波阻抗: Z CA
: 密度；C: 应力波速；A: 桩横截面积。
一维直杆: d<<L的杆件
.
第一章 基本概念及检测原理 应力波 在桩中的传播
应力波在桩中的传播
振源: 手锤锤击桩端面。点振源 传播介质: 桩L远大于桩径。一维直 杆 传播: 应力波以锤击点为中心半球 向外传播，当应力波传播至桩身一 定距离S后（一般S>1D-2D），波 振面才近似为平面。此时手锤锤击 桩端认为是应力波在一维杆件中竖 直方向传播
2.简述反射法检测灌注桩桩身完整性判定中IV类桩的时域 信号特征有哪些？ 答：2L/c时刻前出现严重缺了陷反射波或周期性反射波， 无桩底反射法；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。
.
3.简述反射法检测灌注桩的现场检测步骤？ 答：（1）灌注桩凿去桩 顶浮浆或松散、破损部分，并露出 坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正 常测试的桩顶外露主筋应割掉。 （2）传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有 足史够的粘结强度。 （3）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。 （4）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。 （5）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。
第三章 现场测试技术
波
形存盘
单次存 盘键入 文件名 称
单击确 认完成 保存
此时已完成一根桩的现场测试
.
第三章 现场测试技术
现
场干扰
•现场有重型机械在施工回产生振动干扰 • 解决方案: 建议在检测采样时停止
•现场电压不稳造成干扰 • 解决方案: 建议仪器使用前提前充满 电。 •
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第三章 现场测试技术
波阻抗: Z CA
: 密度；C: 应力波速；A: 桩横截面积。
一维直杆: d<<L的杆件
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第一章 基本概念及检测原理 应力波 在桩中的传播
应力波在桩中的传播
振源: 手锤锤击桩端面。点振源 传播介质: 桩L远大于桩径。一维直 杆 传播: 应力波以锤击点为中心半球 向外传播，当应力波传播至桩身一 定距离S后（一般S>1D-2D），波 振面才近似为平面。此时手锤锤击 桩端认为是应力波在一维杆件中竖 直方向传播
2.简述反射法检测灌注桩桩身完整性判定中IV类桩的时域 信号特征有哪些？ 答：2L/c时刻前出现严重缺了陷反射波或周期性反射波， 无桩底反射法；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。
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3.简述反射法检测灌注桩的现场检测步骤？ 答：（1）灌注桩凿去桩 顶浮浆或松散、破损部分，并露出 坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正 常测试的桩顶外露主筋应割掉。 （2）传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有 足史够的粘结强度。 （3）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。 （4）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。 （5）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。
《低应变动测原理》课件
详细描述
低应变动测原理基于这样一个事实，即当结构受到微小的外力作用时，会产生微小的振 动。这些振动会改变结构的动态特性，如频率、阻尼和模态等。通过测量这些振动特性
，可以推断出结构的内部状况，如损伤、脱胶、腐蚀等。
低应变动测原理的应用范围
总结词
低应变动测原理广泛应用于桥梁、建筑、航空航天、汽车、船舶等领域的结构健康监测和损伤检测。
详细描述
首先，该方法假设结构损伤不会导致显著的动态特性变化，因此可以通过比较损伤前后的振动特性来检测损伤。 其次，该方法假设可以准确测量结构的振动响应，包括振幅、频率和相位等信息。为了获得准确的测量结果，通 常需要使用高精度的传感器和测量设备，并进行适当的信号处理和分析。
Part
02
低应变动测的物理基础
信号的特征提取
时域特征
从信号的时域波形中提取出反映 被测物体特性的特征参数。
波形特征
提取信号的波形特征，如峰值、 谷值、波形畸变等，用于评估被 测物体的状态和性质。
频域特征
将信号进行频谱分析，提取出反 映被测物体特性的频域特征参数 。
统计特征
对信号进行统计分析，提取出反 映被测物体特性的统计特征参数 。
不同学科领域的专家将共 同合作，共同推动低应变 动测技术的进步和应用。
THANKS
感谢您的观看
地下管线探测
地下管线探测是城市建设和维护中不可或缺的一环。低应变动测技术可以通过对 地下管线的振动响应进行测量和分析，确定管线的位置、埋深、走向等信息，为 城市规划和管线维护提供重要的技术支持。
与传统的钻探方法相比，低应变动测具有无损、高效、准确等优势，能够更好地 保护城市地下设施和环境。
地质勘察
采集频率
根据实际需求选择合适的 采集频率，确保信号的完 整性和准确性。
低应变动测原理基于这样一个事实，即当结构受到微小的外力作用时，会产生微小的振 动。这些振动会改变结构的动态特性，如频率、阻尼和模态等。通过测量这些振动特性
，可以推断出结构的内部状况，如损伤、脱胶、腐蚀等。
低应变动测原理的应用范围
总结词
低应变动测原理广泛应用于桥梁、建筑、航空航天、汽车、船舶等领域的结构健康监测和损伤检测。
详细描述
首先，该方法假设结构损伤不会导致显著的动态特性变化，因此可以通过比较损伤前后的振动特性来检测损伤。 其次，该方法假设可以准确测量结构的振动响应，包括振幅、频率和相位等信息。为了获得准确的测量结果，通 常需要使用高精度的传感器和测量设备，并进行适当的信号处理和分析。
Part
02
低应变动测的物理基础
信号的特征提取
时域特征
从信号的时域波形中提取出反映 被测物体特性的特征参数。
波形特征
提取信号的波形特征，如峰值、 谷值、波形畸变等，用于评估被 测物体的状态和性质。
频域特征
将信号进行频谱分析，提取出反 映被测物体特性的频域特征参数 。
统计特征
对信号进行统计分析，提取出反 映被测物体特性的统计特征参数 。
不同学科领域的专家将共 同合作，共同推动低应变 动测技术的进步和应用。
THANKS
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地下管线探测
地下管线探测是城市建设和维护中不可或缺的一环。低应变动测技术可以通过对 地下管线的振动响应进行测量和分析，确定管线的位置、埋深、走向等信息，为 城市规划和管线维护提供重要的技术支持。
与传统的钻探方法相比，低应变动测具有无损、高效、准确等优势，能够更好地 保护城市地下设施和环境。
地质勘察
采集频率
根据实际需求选择合适的 采集频率，确保信号的完 整性和准确性。
低应变检测省培训PPT课件
20
四 现场检测
抽样规则与抽检数量：
➢ A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根； ➢ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少于10根; ➢ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工挖孔桩、单节
混凝土预制桩，不少于总桩数的10％且不应少于10根。 ➢ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012，砼灌注桩
一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆 面积A 弹模E 密度ρ 波速c）
理论基础是一维波动理论
σ
x
dx
σ+ dx x u
2u x2
1 c2
2u t2
9
二 理论基础
Z1 Va ↓ Vb ↑ Fa ↓ Fb ↑
Vc ↓ Fc ↓ Z2
桩截面变化情况
桩截面变化处平衡 相容条件：
1 位移连续条件 2 力连续条件 3 速度连续条件 4 应力应变关系
7
二 理论基础
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传 播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、 断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩 径或扩径）部位，将产生反射波。经接收放大、滤 波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息， 从而判定桩身完整性情况。
8
二 理论基础
5
一 低应变概念
桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化
②桩身材料密实性
③桩身材料连续性。
桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身
结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、 空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。
6
一 低应变概念
低强度桩：
在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～ 15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检 测技术规程》DBJ/T13－146－2012）
四 现场检测
抽样规则与抽检数量：
➢ A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根； ➢ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少于10根; ➢ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工挖孔桩、单节
混凝土预制桩，不少于总桩数的10％且不应少于10根。 ➢ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012，砼灌注桩
一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆 面积A 弹模E 密度ρ 波速c）
理论基础是一维波动理论
σ
x
dx
σ+ dx x u
2u x2
1 c2
2u t2
9
二 理论基础
Z1 Va ↓ Vb ↑ Fa ↓ Fb ↑
Vc ↓ Fc ↓ Z2
桩截面变化情况
桩截面变化处平衡 相容条件：
1 位移连续条件 2 力连续条件 3 速度连续条件 4 应力应变关系
7
二 理论基础
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传 播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、 断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩 径或扩径）部位，将产生反射波。经接收放大、滤 波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息， 从而判定桩身完整性情况。
8
二 理论基础
5
一 低应变概念
桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化
②桩身材料密实性
③桩身材料连续性。
桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身
结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、 空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。
6
一 低应变概念
低强度桩：
在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～ 15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检 测技术规程》DBJ/T13－146－2012）
低应变检测 ppt课件
一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
B 参数设置： 传感器类型: 速度型、加速度型 激振器：冲击锤、力锤（带传感器的锤）
采样间隔、采样点数： 决定了每次采样的记录时间长度，一般采样长度设置为
1024个点，采样间隔5μs～50μs 举例说明 显示时间：1024×10μs≈10000μs ＝10ms 假设V＝4km/s , 可测桩长L＝4km/s×10ms÷2＝10m
不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关度 (m)
估算主频 （Hz）
铁头
0.5
1.0
1000
铝头
0.75
1.5
666
尼龙头
1.1
2.0
455
聚四氟乙烯 1.3
2.5
385
桩力长 棒 5m 110m.5 20m 330m.0 40m 36000m ΔF（Hz 400 200 100 67 50 33
低应变反射波法 基桩完整性检测技术
第三章 反射波法检测技术
1 声学基础
1.1反射波的基本原理
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下 传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩 或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或 扩径）部位，将产生反射波。反射波经接收、放大 、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反 射信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度 及位置。
低应变检测图解
低应变一般适用桩的长/径比在30以内，此时，可
得到明显桩底反射，但以下情况除外。
i应力波的衰减程度主要不是桩长/径比，而主要是
由桩土的刚度比决定的，桩土刚度比愈大，应力波衰
减程度就愈小，因此，当细长桩具有较强的摩擦时，
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。
.
基桩检测
ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将 大量被吸收。
1.2主题内容与适用范围 为了确保现场低应变动力检测的正常
进行，取得正确可靠的检测数据，使低 应变动力检测工作规范、有序，特制定 基桩低应变检测作业指导书。 本作业指导书适用于检测各类预制桩 和混凝土灌注桩的桩身质量，推定缺陷 类型，性质及其部位。
.
基桩检测
1.3人员职责 检测人员：负责按照低应变方法对被检
v当有多次缺陷时，将记录到多个相到干涉的反射波 组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工 原始记录进行综合分析。
.
.
Z=波阻抗 ρ=密度
Z=K/ ρ s 正常
K=常数 S=截面积
裂、夹、 离、缩
Z变大、 ρ变小或S变小的过程
.
扩径
Z变小 S变大的过程
断桩
t2-t1=t3-t4
.
基桩检测
二、低应变法的现场检测 2.1/检测数量
.
基桩检测
检测系统框图
.
基桩检测
2.2对环境条件的要求 检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
.
（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理
小应变
图4 桩身截面减小实测波形图
(b) L1处桩截面增大
如图5所示，在L1
处有 n
Z1 A 1 1 Z 2 A2
， 0。 F
可得结论：截面减小处，VR与VI反号，而VT与VI同号。
图5 桩身截面增大实测波形图
(3)桩身发生断裂 如图6所示,桩身在L1处完全断开，Z2相当于空气的 波阻抗， Z2 趋于0。可得： 可得结论：应力波在断开处发生反射，由于透射波
Z1 1C1 A1 n Z 2 2 C 2 A2
2.2 应力波在阻抗界 面处的反射与透射
如图2所示，应 力波在阻抗界面处产 生反射与透射。
图2应力波的反射与透射
根据应力波理论，由连续条件、牛顿第三定律以 及波阵面动量守恒条件，得
U R FU I U T TU I
射波、反射波、透射波， T 为反射系数， F 为透射系 数，其中
U 为应力波的速度，下标 R 、I 、T 分别表示入
2 T 1 n
1 n F 1 n
3 试验步骤
3.1测试步骤
测试前须收集土层断面图、桩横截面积、长度、总体布 置和打桩工程的一般性能等资料。测试前消除海绵状的突出 部分和松散混凝土，使桩的表面干净平整，使桩头上有压贴 加速度计和用锤敲击的表面。测试步骤如下： (1)连接仪器和电源，打开电源开关，预热数分钟，调 测试仪器至待命工作状态； (2)将加速度传感器安装在桩头的平整部位； (3)用小锤短促而有力的锤击桩头数次，采集锤击所得 信 号； (4)从微机屏幕上选区满意的波形曲线并存盘； (5)根据波的反射特性，对记录曲线进行分析、计算， 评价桩身质量及完整性。
(b)夹泥
Z C n1 1 1 1 1 Z 2 2C2
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基桩完整性检测
一、低应变法检测的概念 二、低应变法的现场检测 三、 检测数据的分析和结果判断
基桩检测
一、低应变法检测的概念 1 .1目的 根据国家行业标准《建筑基桩检测技
术规范》JGJ 106-2003、J256-2003对低应 变工程检测做必要的细化和补充。
基桩检测
1.2主题内容与适用范围 为了确保现场低应变动力检测的正常
基桩检测
2.4桩的激振点部位和检测 （1）实心桩的激振点宜选择在桩头中心部位，
传感器应粘贴在距桩中心约2/3R处。敲击产生 的应力波除向下传播外，也沿径向周边传播， 从周边反射回来的波与圆心外散的波会发生迭 加。理论与实践表明，2/3R处波的干扰最小。 空心桩的激振点及传感器安装位置应选择在壁 厚1/2处且应在同一水平面上，与桩中心连线形 成的夹角宜为90°。将加速度计粘贴在磨平过 的桩顶表面，粘巾处可用大膏、黄油、橡皮泥 作为耦合介质。
Z=波阻抗 ρ=密度
Z=K/ ρ s 正常
K=常数 S=截面积
裂、夹、 离、缩
Z变大、 ρ变小或S变小的过程
扩径
Z变小 S变大的过程
断桩
t2-t1=t3-t4
基桩检测
二、低应变法的现场检测 2.1/检测数量
基桩检测
检测系统框图
基桩检测
2.2对环境条件的要求 检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应
进行，取得正确可靠的检测数据，使低 应变动力检测工作规范、有序，特制定 基桩低应变检测作业指导书。 本作业指导书适用于检测各类预制桩 和混凝土灌注桩的桩身质量，推定缺陷 类型，性质及其部位。
基桩检测
1.3人员职责 检测人员：负责按照低应变方法对被检
样品进行检测。 复核人员：负责对检测操作是否规范以
iii桩截面变化不规则使波的能量在末及桩底前被大
量反射。
iv同时判别一个以上的桩身非常困难，因为靠上的
第一个缺陷已将大部分波的能量被反射的问题。
v当桩径较大或脉冲宽度过窄时，部分锤击能量将
以表面波的形式在桩顶表面传播即锤击能量不是全部
（或大部）以上维波动的形式沿桩身纵向传播。
vi锤击信号的脉冲宽度愈窄，脉冲中的高频分量的
v当有多次缺陷时，将记录到多个相到干涉的反射波 组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工 原始记录进行综合分析。
3.2 根据中华人民共和国国家行业标准《建筑基桩检测 技术规范》JGJ106-2003、J256-2003的规定，将桩身质 量等级划分为四类，即：
低应变动测桩身完整性判定(JGJ106－ 2003)
低应变一般适用桩的长/径比在30以内，此时，可
得到明显桩底反射，但以下情况除外。
i应力波的衰减程度主要不是桩长/径比，而主要是
由桩土的刚度比决定的，桩土刚度比愈大，应力波衰
减程度就愈小，因此，当细长桩具有较强的摩擦时，
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。
基桩检测
ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将 大量被吸收。
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 桩底谐振峰排列基本等间距，
底反射波
其相邻频差Δf≈c/2L
桩底谐振峰排列基本等间
Ⅱ
2L/c时刻前出现缺陷反射波，有 距，其相邻频差Δf≈c/2L，轻
桩底反射波
微缺陷产生的谐振峰与桩底谐
振峰之间的频差Δf’>c/2L
Ⅲ 有明显缺陷反射波，其特征介于Ⅱ类与Ⅳ类之间
审定人。
基桩检测
R R
2/3R
传感器安装点
(A)
激振锤击点
(B)
图2-2 传感器安装点、锤击点布置图
( A )实心桩 ( B )空心桩
基桩检测
（2）对直径大于1000mm的桩（含1000），加 速度宜设置四个轴对称测点，每个测点需采集 一组信号后，将所有信号叠加平均；直径低于 600～1000mm的桩（含600），加速度宜设置 二个轴对称测点，每个测点采集一组信号进行 叠加平均；直径低于600mm的桩，可设置一个 测点。
波长也愈短，当高频分量的波长和桩径属同一数量级
时，会使应力波产生严重的弥散，但往往为了探测浅
层缺陷，又不得不采用短脉冲。
基桩检测
三、 检测数据的分析和结果判断 3.1 根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，来推断单桩完整性。 i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，及桩身混凝土平均波速较高 的桩为完整性好的单桩； ii反射波到达时间晚于桩底反射波到达时间，且波幅 较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的 桩，系桩身断裂； iii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；
基桩检测
iv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。
及检测结果是否准确进行复核。 室负责人：监督检测操作和结果审核，
检测报告的签发。
基桩检测
1.4检测原理和方法 桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力
（动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。用反射波法，对每 一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试； 对同一根基桩，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理
信号叠加平均应选择重复性好的信号，其次还要除 去基线漂移大的信号。
低应变激振时桩土体系只产生弹性响应，而要达到 极限状态需使桩周土产生弹塑性响应，因此低应变法 不能提供桩的承载力。
3.6 低应变检测法试验报告包括下内内容：
i工程名称、工程地点、试验目的和试验日期。
ii施工单位、设计单位、拟建上部建筑结构形式。
iii试验场地的工程地质概况，试桩平面图。
iv试验仪器设备以及对试验过程中出现的异常现象
的说明。
v实测波形，试验数据整理，分析方法，拟合波形
和试验结果。
vi结论。
Vii出具报告单位名称，试验负责人，报告审核，
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Δf’>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。
三角观测法 超过中线3类桩，低于中线的2类桩或1类桩
新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继续测 试。
B: 因检测仪器，设备发生意外损坏而中断试验，可用
备用仪器重新检测，若无备用仪器，则须将损坏的仪 器设备进行修复，经检定合格后，再重新检测。
基桩检测
3.5注意事项 对同一场地、地质条件相近、桩型和
成桩工艺相同的桩基，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。
在-10～50℃环境条件下正常工作。在现 场检测时，对仪器屏幕应采取防晒措施。 当仪器长期不用时，应按要求定期通电。
基桩检测
2.3检测步骤 a/仔细观看图纸和地质勘探报告及打桩施工记录。 b/检测前，应进行现场调查，桩头应凿去浮浆，露出密
实的混凝土，由于浮浆层不密实，于下部正常混凝土 粘结不良，会形成一个不连续的界面。敲击桩头产生 的应力波在这一界面上多次反射，影响应力波向下传 播，于正常信号叠加后，会掩盖桩下部的信号；激振 点与传感器安装位置应凿成大小合适的平面，平面应 平整并基本与桩身轴线垂直；激振点及传感器安装位 置应远离钢筋笼的主筋，目的是减 少外露主筋对测试 信号产生干扰。若外露主筋过长，影响正常测试，应 将其割短。 c/检测前，应对仪器设计进行检查，性能正常方可使用 d/被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休止期后施测。
基桩检测
3.3在检测过程中发现生异常现场时的处理方法
在检测过程中出再重复测度。重复测
试的波形与原波形应具有相似性。
3.4在检测过程中发生意外事故时的处理方法
A: 正在检测过程因外界干扰和其它不可预见的事故时， 应关机停止检测。若发生干扰影响测试结果，则应重
一、低应变法检测的概念 二、低应变法的现场检测 三、 检测数据的分析和结果判断
基桩检测
一、低应变法检测的概念 1 .1目的 根据国家行业标准《建筑基桩检测技
术规范》JGJ 106-2003、J256-2003对低应 变工程检测做必要的细化和补充。
基桩检测
1.2主题内容与适用范围 为了确保现场低应变动力检测的正常
基桩检测
2.4桩的激振点部位和检测 （1）实心桩的激振点宜选择在桩头中心部位，
传感器应粘贴在距桩中心约2/3R处。敲击产生 的应力波除向下传播外，也沿径向周边传播， 从周边反射回来的波与圆心外散的波会发生迭 加。理论与实践表明，2/3R处波的干扰最小。 空心桩的激振点及传感器安装位置应选择在壁 厚1/2处且应在同一水平面上，与桩中心连线形 成的夹角宜为90°。将加速度计粘贴在磨平过 的桩顶表面，粘巾处可用大膏、黄油、橡皮泥 作为耦合介质。
Z=波阻抗 ρ=密度
Z=K/ ρ s 正常
K=常数 S=截面积
裂、夹、 离、缩
Z变大、 ρ变小或S变小的过程
扩径
Z变小 S变大的过程
断桩
t2-t1=t3-t4
基桩检测
二、低应变法的现场检测 2.1/检测数量
基桩检测
检测系统框图
基桩检测
2.2对环境条件的要求 检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应
进行，取得正确可靠的检测数据，使低 应变动力检测工作规范、有序，特制定 基桩低应变检测作业指导书。 本作业指导书适用于检测各类预制桩 和混凝土灌注桩的桩身质量，推定缺陷 类型，性质及其部位。
基桩检测
1.3人员职责 检测人员：负责按照低应变方法对被检
样品进行检测。 复核人员：负责对检测操作是否规范以
iii桩截面变化不规则使波的能量在末及桩底前被大
量反射。
iv同时判别一个以上的桩身非常困难，因为靠上的
第一个缺陷已将大部分波的能量被反射的问题。
v当桩径较大或脉冲宽度过窄时，部分锤击能量将
以表面波的形式在桩顶表面传播即锤击能量不是全部
（或大部）以上维波动的形式沿桩身纵向传播。
vi锤击信号的脉冲宽度愈窄，脉冲中的高频分量的
v当有多次缺陷时，将记录到多个相到干涉的反射波 组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工 原始记录进行综合分析。
3.2 根据中华人民共和国国家行业标准《建筑基桩检测 技术规范》JGJ106-2003、J256-2003的规定，将桩身质 量等级划分为四类，即：
低应变动测桩身完整性判定(JGJ106－ 2003)
低应变一般适用桩的长/径比在30以内，此时，可
得到明显桩底反射，但以下情况除外。
i应力波的衰减程度主要不是桩长/径比，而主要是
由桩土的刚度比决定的，桩土刚度比愈大，应力波衰
减程度就愈小，因此，当细长桩具有较强的摩擦时，
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。
基桩检测
ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将 大量被吸收。
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 桩底谐振峰排列基本等间距，
底反射波
其相邻频差Δf≈c/2L
桩底谐振峰排列基本等间
Ⅱ
2L/c时刻前出现缺陷反射波，有 距，其相邻频差Δf≈c/2L，轻
桩底反射波
微缺陷产生的谐振峰与桩底谐
振峰之间的频差Δf’>c/2L
Ⅲ 有明显缺陷反射波，其特征介于Ⅱ类与Ⅳ类之间
审定人。
基桩检测
R R
2/3R
传感器安装点
(A)
激振锤击点
(B)
图2-2 传感器安装点、锤击点布置图
( A )实心桩 ( B )空心桩
基桩检测
（2）对直径大于1000mm的桩（含1000），加 速度宜设置四个轴对称测点，每个测点需采集 一组信号后，将所有信号叠加平均；直径低于 600～1000mm的桩（含600），加速度宜设置 二个轴对称测点，每个测点采集一组信号进行 叠加平均；直径低于600mm的桩，可设置一个 测点。
波长也愈短，当高频分量的波长和桩径属同一数量级
时，会使应力波产生严重的弥散，但往往为了探测浅
层缺陷，又不得不采用短脉冲。
基桩检测
三、 检测数据的分析和结果判断 3.1 根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，来推断单桩完整性。 i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，及桩身混凝土平均波速较高 的桩为完整性好的单桩； ii反射波到达时间晚于桩底反射波到达时间，且波幅 较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的 桩，系桩身断裂； iii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；
基桩检测
iv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。
及检测结果是否准确进行复核。 室负责人：监督检测操作和结果审核，
检测报告的签发。
基桩检测
1.4检测原理和方法 桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力
（动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。用反射波法，对每 一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试； 对同一根基桩，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理
信号叠加平均应选择重复性好的信号，其次还要除 去基线漂移大的信号。
低应变激振时桩土体系只产生弹性响应，而要达到 极限状态需使桩周土产生弹塑性响应，因此低应变法 不能提供桩的承载力。
3.6 低应变检测法试验报告包括下内内容：
i工程名称、工程地点、试验目的和试验日期。
ii施工单位、设计单位、拟建上部建筑结构形式。
iii试验场地的工程地质概况，试桩平面图。
iv试验仪器设备以及对试验过程中出现的异常现象
的说明。
v实测波形，试验数据整理，分析方法，拟合波形
和试验结果。
vi结论。
Vii出具报告单位名称，试验负责人，报告审核，
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Δf’>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。
三角观测法 超过中线3类桩，低于中线的2类桩或1类桩
新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继续测 试。
B: 因检测仪器，设备发生意外损坏而中断试验，可用
备用仪器重新检测，若无备用仪器，则须将损坏的仪 器设备进行修复，经检定合格后，再重新检测。
基桩检测
3.5注意事项 对同一场地、地质条件相近、桩型和
成桩工艺相同的桩基，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。
在-10～50℃环境条件下正常工作。在现 场检测时，对仪器屏幕应采取防晒措施。 当仪器长期不用时，应按要求定期通电。
基桩检测
2.3检测步骤 a/仔细观看图纸和地质勘探报告及打桩施工记录。 b/检测前，应进行现场调查，桩头应凿去浮浆，露出密
实的混凝土，由于浮浆层不密实，于下部正常混凝土 粘结不良，会形成一个不连续的界面。敲击桩头产生 的应力波在这一界面上多次反射，影响应力波向下传 播，于正常信号叠加后，会掩盖桩下部的信号；激振 点与传感器安装位置应凿成大小合适的平面，平面应 平整并基本与桩身轴线垂直；激振点及传感器安装位 置应远离钢筋笼的主筋，目的是减 少外露主筋对测试 信号产生干扰。若外露主筋过长，影响正常测试，应 将其割短。 c/检测前，应对仪器设计进行检查，性能正常方可使用 d/被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休止期后施测。
基桩检测
3.3在检测过程中发现生异常现场时的处理方法
在检测过程中出再重复测度。重复测
试的波形与原波形应具有相似性。
3.4在检测过程中发生意外事故时的处理方法
A: 正在检测过程因外界干扰和其它不可预见的事故时， 应关机停止检测。若发生干扰影响测试结果，则应重