基樁低應(yīng)變法檢測作業(yè)指導(dǎo)書

1、標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第01頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂、檢測原理低應(yīng)變法目前國內(nèi)普遍采用低應(yīng)變反射波法，為狹義低應(yīng)變法，其通過 采用瞬態(tài)沖擊的方式(瞬態(tài)激振)，實測樁頂加速度或速度響應(yīng)曲線，以一維線彈性桿件模型為依據(jù)，采用一維波動理論分析判定基樁的樁身完整性。因此基樁必須符合一維波動理論要求，滿足平截面假定和一維線彈性桿件模型要求，一般要求其樁長遠大于直徑即長徑比大于5或瞬態(tài)激勵有效高頻分量的波長與樁的橫向尺寸之比大于5。二、編制依據(jù)及目的1、編制依據(jù)國家及部委頒發(fā)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標準；公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程( JTG/T F81-0

2、1-2004)建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范( JGJ 106-2014 )建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008 )建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007-2011 )基樁動測儀(JG/T 3055 )ISO-9001質(zhì)量標準運行要求。2、編制目的通過編制本作業(yè)指導(dǎo)書，使地基所全體人員能熟練掌握低應(yīng)變反射波法進行基樁檢測，起到規(guī)范檢測人員檢測方法及程序的作用。三、適用范圍低應(yīng)變反射波法適用范圍為：混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管 樁及CFG樁。標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁 第02頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂四、檢測流程基樁檢測流程圖見圖1所示。五、檢

3、測方法及工藝要求（一）檢測前的準備工作1、受檢基樁混凝土強度至少達到設(shè)計強度的70%,或期齡不少于 14天時方可報檢。2、施工單位按附表 1格式填寫報檢表，經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認后，至少提前2天提交給現(xiàn)場檢測人員。3、施工單位按附表 2向檢測單位提供基樁工程相關(guān)參數(shù)和資料。4、檢測前，施工單位做好以下準備工作：剔除樁頭，使樁頂標高為設(shè)計的樁頂標高。要求受檢樁樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量、截面尺寸應(yīng)與樁身設(shè)計條件基本相同標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁 第03頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂監(jiān)理單位檢測單位樁基施工單位提前24小時通知檢測單位和監(jiān)理單位現(xiàn)場檢測（施工、監(jiān)

4、驗證檢測、分析論證理人員在場）（現(xiàn)場測試圖1基樁檢測工作流程標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第04頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂灌注樁要鑿去樁頂浮漿或松散破損部分，并露出堅硬的混凝土表面。樁頂表面平整干凈且無積水。實心樁的中心位置打磨出直徑約10cm的平面，平面保證水平，不要帶斜坡；在距樁中心 2/3半徑處，對稱布置打磨 24處（具體見圖1）,直徑約 為6cm的平面，打磨面應(yīng)平順光潔密實。DK 0.8m0.8m<DC 1.25m1.25m<D<2.0m圖2 不同樁徑對應(yīng)打磨點數(shù)及位置示意圖當樁頭與墊層相連時，相當于樁頭處存在很大的截面

5、阻抗變化，會對測試信號產(chǎn)生影響。因此，測試前應(yīng)將樁頭側(cè)面與斷層斷開。準備耦合劑（如黃油、凡士林、牙膏、口香糖等），作為測試耦合劑用在基坑內(nèi)檢測，應(yīng)提前將基坑內(nèi)水抽干，并搭設(shè)好梯子，便于上下。5、搜集受檢樁的相關(guān)技術(shù)資料，包括工程概況、基樁的設(shè)計參數(shù)、場地的工程地質(zhì)資料以及施工記錄情況；6、安裝傳感器。傳感器的安裝對現(xiàn)場信號的采集影響較大，傳感器的安裝須通過黃油、凡士林或橡皮泥等藕合劑與樁面緊密粘接，并與樁頂面垂直；7、根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的激振設(shè)備、傳感器，檢查系統(tǒng)各部分之間是否連接良好，確認系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第05

6、頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂（二）數(shù)據(jù)采集 通過現(xiàn)場對比試驗選定激振錘和激振參數(shù)。短樁或淺部缺陷樁的檢測宜采用輕錘短脈沖激振；長樁、大直徑樁或深部缺陷的檢測宜采用重錘寬脈沖激振；在現(xiàn)場檢測過程中，可在激振部位平鋪薄層橡膠墊以獲取更好的實測信號。通過改變力錘的重量及錘頭材料，可改變沖擊入射波的脈沖寬度及頻率成 分。錘頭剛度較小時，沖擊入射波脈沖較寬，含低頻成分多，沖擊力大小相同 時，其能量較大，應(yīng)力波衰減較慢，適合于獲得長樁樁底信號或下部缺陷的識 別；錘頭剛度較大時，沖擊入射波脈沖較窄，含高頻成分較多，沖擊力大小相 同時，雖其能量較小，但更適合于樁身淺部缺陷的識別及定位。對于長樁，應(yīng)該先采用低頻

7、檢波器，重錘敲擊來獲得實測曲線，再用高頻檢波器、輕錘敲擊來獲得淺部鑒別曲線。 采集樁身的波形信號時，調(diào)整增益和激振頻率使樁身（特別是樁身下部）的反射特征清晰、重復(fù)性好。各測點記錄的有效信號數(shù)不宜少于3個，波形具有良好的一致性。 對存在缺陷的樁應(yīng)選用多種激振頻率進行重復(fù)檢測，獲取足夠的缺陷特 征分析資料。（三）數(shù)據(jù)分析與判定樁身平均波速的確定； 對波形、波幅、頻率等信號特征進行分析，并結(jié)合受檢樁的成樁工藝、地質(zhì)條件和施工情況識別斷樁縮頸、擴頸等樁身缺陷；標 題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁 序共11頁 第06頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂進行樁身完整性類別判定，樁身

8、完整性類別應(yīng)按表3-2和表3-3原則判定； 當實測信號所反映的樁身信息（如超過有效檢測范圍、樁底反射不明顯、實測信號無規(guī)律等）不足以分析和評價樁身完整性，應(yīng)結(jié)合其它檢測方法進行樁身完整性判定。（四）復(fù)測驗證與處理 對于樁身淺部存在缺陷，擬采用開挖法（開挖深度一般在18m范圍內(nèi)，條件允許的情況下可適當增加開挖深度）進行驗證；若樁身波速偏低或懷疑混凝土強度不夠時，分析強度低的各種原因，若對比其余同等條件的樁后發(fā)現(xiàn)強度等級依然存在波速異常，應(yīng)建議業(yè)主、監(jiān)理 等相關(guān)部門采用其它檢測手段進行檢測。 若發(fā)現(xiàn)樁身深部存在缺陷或樁底沉渣過厚時，應(yīng)該如實向業(yè)主、監(jiān)理提出采用工程鉆機抽芯驗證申請，并提交檢測原始資

9、料，對有爭議性的檢測結(jié)論，應(yīng)該提出第三方驗證的申請進行仲裁。（五）成果報告的編寫建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（ JGJ 106 2014 ）強制要求低應(yīng)變檢測報告應(yīng)給出樁身完整性檢測的實測信號曲線，除此之外，檢測報告還應(yīng)包括以下內(nèi)容：工程概述；檢測方法、原理、儀器設(shè)備和過程敘述；受檢樁的樁號、樁位平面圖；樁身波速取值；標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第07頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂 樁身完整性描述、缺陷的位置及樁身完整性類別;時域信號時段所對應(yīng)的樁身長度標尺、指數(shù)或線性放大的范圍及倍數(shù);或幅頻信號分析的頻率范圍、樁底或樁身缺陷對應(yīng)的相鄰諧峰間的頻差;綜上所

10、述，其技術(shù)流程如圖2所示:圖3 瞬態(tài)激振時域頻域分析法測樁技術(shù)流程六、數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量評定低應(yīng)變的樁身完整性分析應(yīng)嚴格地按照國家及部委頒發(fā)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標準執(zhí)行，以時域曲線為主，輔以頻域分析，并結(jié)合施工情況、巖土工程勘察資料和波形特征等因素進行綜合分析判定。標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第08頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂當在樁頂施加一激振后，彈性波沿樁身傳播的規(guī)律滿足一維波動方程,如下式:2ut222 U八v -20x式中:v一縱波波速E 一樁的彈性模量A 一樁截面積一樁身材料密度彈性波在傳播過程中會對樁身阻抗Z VA）的變化作出響應(yīng)，假設(shè)樁身由

11、 A、E1、1、v1 變?yōu)?A2、E2、2、v2,根據(jù)平面彈性波傳播理論，其反iVi AiRv射系數(shù)為:1v1 A12 V2 A2式中：Rv反射系數(shù)一樁身材料密度v一縱波波速A 一樁截面積（一）統(tǒng)計法確定樁身波速平均值為分析時域、頻域曲線所反映的樁身波阻抗變化情況、核實樁底信號并確 定樁身缺陷位置，首先需要確定樁身波速及其平均值。在樁長已知、樁底反射 信號明確的前提下，在地質(zhì)條件、設(shè)計樁型、成樁工藝相同的基樁中，選取不少于5根I類樁的樁身波速按下列計算平均值:VmVi(1)Vi(2)2LT式中 Vm一樁身波速的平均值;標 題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁 序共1

12、1頁 第09頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂M一第i根受檢樁的樁身波速值，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ10 2014 ）要求樁身波速離散性控制在5%內(nèi)，即 V Vm /Vm 5%（二）數(shù)據(jù)的分析和樁身完整性判定完整樁的時域波形圖比較規(guī)則、均勻、整齊，樁底反射信號明顯，平均波速也正常。完整樁的波形特征如圖3-a所示。斷樁指樁身斷裂，混凝土不連續(xù)，一般在此處有嚴重的夾泥，使此處的阻抗明顯變小，應(yīng)力波在斷樁片發(fā)生強反射，應(yīng)力波在樁身斷裂以上部分來回反 射形成多次波，整樁信號不明顯，甚至沒有樁底反射，類似于短的完整樁。斷樁的波形如圖3-b ,斷樁的斷裂位置由下式確定：L V t, 2（ 3）其中：L為斷裂

13、位置（m） ; V為完整樁波速（m/s） ; t為入射波與反射波的時間問隔（ms）a:完整樁 b: 斷樁 c:縮頸樁d:擴徑樁e：樁身混凝土膠結(jié)差（空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象）圖4樁身典型缺陷與動測波形特征標題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁第10頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂縮頸樁和擴徑樁都有明顯的樁底反射信號，和本工地樁身混凝土平均波速相接近，計算樁長與實際樁長相符。同時在縮頸處或擴徑處分別出現(xiàn)同相位和反相位的反射信號?？s頸樁和擴徑樁的波形特征如圖3-c和圖3-d樁身混凝土膠結(jié)差視其程度大小，樁身混凝土介于完整樁和斷樁之間，輕微接近完整樁，嚴重接近于斷樁。

14、該類基樁的反射信號與入射波信號同相位，同樣有樁底反射信號，但整樁混凝土傳播速度偏低，這是樁身混凝土膠結(jié)差區(qū)別于縮頸樁的重要依據(jù)，如圖 3-e。依據(jù)實測時域或幅頻信號特征進行樁身完整性判定的分類標準和分類見表 3-3 、 3-4表3-3樁身完整性判定類別時域信號特征巾田頻彳口特征I2L/c時刻前無缺陷反射波； 有樁底反射波樁底諧振峰排列基本等間距，其相鄰頻 差 A f = c/2L 。R2L/c時刻前出現(xiàn)輕微缺陷反 射波；有樁底反射波樁底諧振峰排列基本等間距，其相鄰頻差A(yù) f =c/2L ,輕微缺陷產(chǎn)生的諧振峰與樁底諧振峰之間的頻差A(yù)f ' >c/2L 。m有明顯缺陷反射波，其他特征介于H類和IV類之間IV2L/c時刻前出現(xiàn)嚴重缺陷反 射波或周期性反射波，無樁 底反射波；或因樁身淺部嚴重缺陷使波 形呈現(xiàn)低頻大振幅衰減振 動，無樁底反射波。缺陷諧振峰排列基本等間距，相鄰頻差A(yù) f ' >c/2L ,無樁底諧振峰；或因樁 身淺部嚴重缺陷只出現(xiàn)單一諧振峰，無 樁底諧振峰。標 題基樁低應(yīng)變法檢測試驗方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁 序共11頁 第11頁修訂狀 態(tài)第2版第1次修訂表3-4樁身完整性分類表樁身完整性類別分類原則I類樁樁身完整II類樁樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮田類樁樁身有明顯