基樁低應(yīng)變法檢測作業(yè)指導(dǎo)書

1、標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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次修訂一、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(shí)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(dòng)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(dòng)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(yuǎn)大于直徑即長徑比大于5或瞬態(tài)激勵(lì)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(biāo)準(zhǔn)；公路工程基樁動(dòng)測技術(shù)規(guī)程（JTG/T F81-01

2、-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(jì)規(guī)范 （GB50007-2011）基樁動(dòng)測儀 （JG/T 3055）ISO-9001質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)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(jìn)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(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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、檢測方法及工藝

3、要求（一）檢測前的準(zhǔn)備工作1、受檢基樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70，或期齡不少于14天時(shí)方可報(bào)檢。2、施工單位按附表1格式填寫報(bào)檢表，經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)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(zhǔn)備工作：剔除樁頭，使樁頂標(biāo)高為設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)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(jì)條件基本相同。 標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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次修訂樁基施工單位提前24小時(shí)通知檢測單位和監(jiān)理單位正式檢測報(bào)告(7天內(nèi)提供)檢測單位強(qiáng)度、齡期滿足要求

4、現(xiàn)場檢測（施工、監(jiān)理人員在場）監(jiān)理單位現(xiàn)場準(zhǔn)備計(jì)算結(jié)果分析評價(jià)下一道工序資料收集中間結(jié)果報(bào)告合格？驗(yàn)證檢測、分析論證是（現(xiàn)場測試完成后 24小時(shí)內(nèi)）是否報(bào)監(jiān)理確認(rèn)儀器設(shè)備檢定圖1 基樁檢測工作流程標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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(jiān)硬的混凝土表面。樁頂表面平整干凈且無積水。實(shí)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(shí)。圖2 不同樁徑對應(yīng)打磨點(diǎn)數(shù)及位置示意

5、圖當(dāng)樁頭與墊層相連時(shí)，相當(dāng)于樁頭處存在很大的截面阻抗變化，會(huì)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(zhǔn)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(jì)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(rèn)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)方法編

6、號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁 第05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(yàn)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(shí)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(shí)，沖擊入射波脈沖較寬，含低頻成分多，沖擊力大小相同時(shí)，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(shí)，沖擊入射波脈沖較窄，含高頻成分較多，沖擊力大小相同時(shí)，雖其能量較小，但更適合于樁身淺

7、部缺陷的識別及定位。對于長樁，應(yīng)該先采用低頻檢波器，重錘敲擊來獲得實(shí)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(shí)，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(diǎn)記錄的有效信號數(shù)不宜少于3個(gè)，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(jìn)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(jìn)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(kuò)頸等樁身缺陷；標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁 第06頁修訂狀態(tài)第2版

8、第1次修訂 進(jìn)行樁身完整性類別判定，樁身完整性類別應(yīng)按表3-2和表 3-3原則判定； 當(dāng)實(shí)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(shí)測信號無規(guī)律等)不足以分析和評價(jià)樁身完整性，應(yīng)結(jié)合其它檢測方法進(jìn)行樁身完整性判定。（四）復(fù)測驗(yàn)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(dāng)增加開挖深度）進(jìn)行驗(yàn)證； 若樁身波速偏低或懷疑混凝土強(qiáng)度不夠時(shí)，分析強(qiáng)度低的各種原因，若對比其余同等條件的樁后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)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(jìn)行檢測。 若發(fā)現(xiàn)樁身深部存在缺陷或樁底沉渣過厚時(shí)，應(yīng)該如實(shí)向業(yè)主、監(jiān)理提出

9、采用工程鉆機(jī)抽芯驗(yàn)證申請，并提交檢測原始資料，對有爭議性的檢測結(jié)論，應(yīng)該提出第三方驗(yàn)證的申請進(jìn)行仲裁。（五）成果報(bào)告的編寫建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ 1062014）強(qiáng)制要求低應(yīng)變檢測報(bào)告應(yīng)給出樁身完整性檢測的實(shí)測信號曲線，除此之外，檢測報(bào)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(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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(shí)域信號時(shí)段所對應(yīng)的樁身長度標(biāo)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

10、、樁底或樁身缺陷對應(yīng)的相鄰諧峰間的頻差；綜上所述，其技術(shù)流程如圖2所示:圖3 瞬態(tài)激振時(shí)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(yán)格地按照國家及部委頒發(fā)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以時(shí)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(jìn)行綜合分析判定。標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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(dāng)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(dòng)方程，如下式： 式中：縱波波速 樁的彈性模量 樁截面積 樁身材料密度彈性波在傳播過程中會(huì)對樁身阻抗（）的變化作出響應(yīng)，假設(shè)樁身

11、由、變?yōu)椤?，根?jù)平面彈性波傳播理論，其反射系數(shù)為： 式中：反射系數(shù)樁身材料密度縱波波速 樁截面積（一）統(tǒng)計(jì)法確定樁身波速平均值為分析時(shí)域、頻域曲線所反映的樁身波阻抗變化情況、核實(shí)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(jì)樁型、成樁工藝相同的基樁中，選取不少于5根類樁的樁身波速按下列計(jì)算平均值： ( 1) ( 2)式中 樁身波速的平均值；標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)方法編號NHYJC-ZY-11-2009頁序共11頁 第09頁修訂狀態(tài)第2版第1次修訂第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

12、離散性控制在5%以內(nèi)，即 。（二）數(shù)據(jù)的分析和樁身完整性判定完整樁的時(shí)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(yán)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(qiáng)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： ( 3)其中：為斷裂位置(m)；為完整樁波速(m/s)；為入射波與反射波的時(shí)間間隔(ms)。 a:完整樁 b:斷樁 c:縮頸樁 d:擴(kuò)徑樁 e:樁身混凝土膠結(jié)差（空洞、蜂窩、松散等現(xiàn)象）

13、圖4 樁身典型缺陷與動(dòng)測波形特征標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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(kuò)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(jì)算樁長與實(shí)際樁長相符。同時(shí)在縮頸處或擴(kuò)徑處分別出現(xiàn)同相位和反相位的反射信號。縮頸樁和擴(kuò)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(yán)重接近于斷樁。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(shí)測時(shí)域或幅頻信號特征進(jìn)

14、行樁身完整性判定的分類標(biāo)準(zhǔn)和分類見表3-3、3-4表3-3 樁身完整性判定類別時(shí)域信號特征幅頻信號特征2L/c時(shí)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fc/2L。2L/c時(shí)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fc/2L，輕微缺陷產(chǎn)生的諧振峰與樁底諧振峰之間的頻差 f c/2L。有明顯缺陷反射波，其他特征介于類和類之間2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)嚴(yán)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(yán)重缺陷使波形呈現(xiàn)低頻大振幅衰減振動(dòng)，無樁底反射波。缺陷諧振峰排列基本等間距，相鄰頻差f c/2L，無樁底諧振峰；或因樁身淺部嚴(yán)重缺陷只出現(xiàn)單一諧振峰，無樁底諧振峰。 標(biāo)題基樁低應(yīng)變法檢測試驗(yàn)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 則類樁樁身完整類樁樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮類樁樁身有明顯