低应变桩身完整性检测.【桩基优质
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2).测试曲线及分析2.1 锤击方式
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2).测试曲线及分析2.2 测试曲线及分析
Earth Products China Limited
KHJD
C:\Documents and Settings\z hs\My Documents\ 郑 州 考 核 \低 应 变 考 核 \考 核 基 地 PIT\PitW1.PIT
建筑基桩低应变检测技术
化学工业部（郑州）基础工程研究检测中心
杜思义
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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
• 锤垫 橡胶垫
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1.2传感器的安装
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测前准备：桩头处理
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。
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14
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；
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测试技术
f >2 fc
f =N.Δf
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冲击锤型大小对波形的影响
（ａ） 冲击锤型不合适
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（ｂ） 冲击锤型合适
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4 ) 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，
1）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。
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3）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。
cm/s
2.00
3: # 44
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-1.00
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
0.80
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hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t=2L/C
应力波发射图2
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。
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加速度传感器
or 速度传感器
仪器结构原理图
滤波、放大等
显示器
电荷放大器
A/D转换
存储器
输出
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现场检测流通图
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cm/s 0
0.20
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x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
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应分析原因，增加检测点数量。
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5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
6 )对检测信号宜作叠加平均处理，参与叠加平 均处理的信号应不失真、无零漂现象，且信号 数量不宜少于5个。
(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。
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传感器安装
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。
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5～10Hz
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8） 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。
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R
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R
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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
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压电传感器构造
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• 传感器灵敏度：mv/g mv/（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
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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
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1.4不同敲击方式下出现的不同情况
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1).模型桩概况
共8根，模拟了裂缝、孔洞 、混凝土碎裂等缺陷
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1).模型桩概况
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建筑基桩低应变检测技术
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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
• 锤垫 橡胶垫
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1.2传感器的安装
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测前准备：桩头处理
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。
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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；
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测试技术
f >2 fc
f =N.Δf
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冲击锤型大小对波形的影响
（ａ） 冲击锤型不合适
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（ｂ） 冲击锤型合适
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4 ) 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，
1）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。
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3）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。
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应力波发射图2
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。
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加速度传感器
or 速度传感器
仪器结构原理图
滤波、放大等
显示器
电荷放大器
A/D转换
存储器
输出
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现场检测流通图
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cm/s 0
0.20
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3:20# 63
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x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
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应分析原因，增加检测点数量。
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5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
6 )对检测信号宜作叠加平均处理，参与叠加平 均处理的信号应不失真、无零漂现象，且信号 数量不宜少于5个。
(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。
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传感器安装
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。
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5～10Hz
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8） 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。
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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
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压电传感器构造
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• 传感器灵敏度：mv/g mv/（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
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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
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1.4不同敲击方式下出现的不同情况
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共8根，模拟了裂缝、孔洞 、混凝土碎裂等缺陷
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