标准规范下载简介

JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》.pdf

或两个以上钻芯孔时，桩身完整性分类应综合考虑各钻芯孔的芯 样质量情况，不同钻芯孔的芯样在同一深度部位均存在缺陷时， 该位置存在安全隐患的可能性天，桩身缺陷类别应判重些。 在本规范中，虽然按芯样特征判定完整性和通过芯样试件抗 压试验判定桩身强度是否满足设计要求在内容上相对独立，且表 3.5.1中的桩身完整性分类是针对缺陷是否影响结构承载力的原 则性规定。但是，除桩身裂隙外，根据芯样特征描述，不论缺陷 属于哪种类型，都指明或相对表明桩身混凝土质量差，即存在低 强度区这一共性。因此对于钻芯法，完整性分类尚应结合芯样强 度值综合判定。例如： 1蜂窝麻面、沟槽、空洞等缺陷程度应根据其芯样强度试 验结果判断。者无法取样或不能加工成试件，缺陷程度应判重 些。 2芯样连续、完整、胶结好或较好、骨料分布均匀或基本 均匀、断口吻合或基本吻合；芯样侧面无表观缺陷，或虽有气 孔、蜂窝麻面、沟槽，但能够截取芯样制作成试件；芯样试件抗 压强度代表值不小于混凝土设计强度等级。则应判为Ⅱ类桩。 3芯样任一段松散、夹泥或分层，钻进困难基至无法钻进 则判定基桩的混凝土质量不满足设计要求；若仅在一个孔中出现 前述缺陷，而在其他孔同深度部位未出现，为确保质量，仍应进 行工程处理。 4局部混凝土破碎、无法取样或虽能取样但无法加工成试 件，一般判定为Ⅲ类桩。但是，当钻芯孔数为3个时，若同一深 度部位芯样质量均如此，宜判为类桩；如果仅一孔的芯样质量 如此，且长度小于10cm，另两孔同深度部位的芯样试件抗压强 度较高，宜判为Ⅱ类桩。 除桩身完整性和芯样试件抗压强度代表值外，当设计有要求 时，应判断桩底的沉渣厚度、持力层岩土性状（强度）或厚度是 否满足或达到设计要求；否则，应判断是否满足或达到规范要 求。

8.1.1目前国内外普遍采用瞬态冲击方式，通过实测桩顶加速 度或速度响应时域曲线，籍一维波动理论分析来判定基桩的桩身 完整性，这种方法称之为反射波法（或瞬态时域分析法）。据建 设部所发工程桩动测单位资质证书的数量统计，绝大多数的单位 采用上述方法，所用动测仪器一般都具有傅立叶变换功能，可通 过速度幅频曲线辅助分析判定身完整性：即所谓瞬态频域分析 法；也有些动测仪器还具备实测锤击力并对其进行博立叶变换的 功能，进而得到导纳曲线，这称之为瞬态机械阻抗法。当然，采 用稳态激振方式直接测得导纳曲线，则称之为稳态机械阻抗法。 无论瞬态激振的时域分析还是瞬态或稳态激振的频域分析，只是 习惯上从波动理论或振动理论两个不同角度去分析，数学上忽略 截断和泄漏误差时，时域信号和频域信号可通过傅立叶变换建立 对应关系。所以，当桩的边界和初始条件相同时，时域和频域分 析结果应殊途同归。综上所述，考虑到目前国内外使用方法的普 遍程度和可操作性，本规范将上述方法合并编写并统称为低应变 （动测）法。 低应变法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据。因此受 检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺 寸之比均宜大于5，设计桩身截面宜基本规则。另外，一维理论 要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对薄壁钢管 桩和类似于H型钢桩的异型桩，本方法不适用。 本方法对桩身缺陷程度只做定性判定，尽管利用实测曲线拟 合法分析能给出定量的结果，但由于桩的尺寸效应、测试系统的 幅频相频响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变，以

及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响，曲线拟合法还不 能达到精确定量的程度。 对于桩身不同类型的缺陷，低应变测试信号中主要反映出桩 身阻抗减小的信息，缺陷性质往往较难区分。例如，混凝土灌注 桩出现的缩颈与局部松散、夹泥、空洞等，只凭测试信号就很难 区分。因此，对缺陷类型进行判定，应结合地质、施工情况综合 分析，或采取钻芯、声波透射等其他方法。 8.1.2由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截 面阻抗变化等因素的影响，应力波从桩顶传至桩底再从桩底反射 回桩顶的传播为一能量和幅值逐渐衰减过程。若桩过长（或长径 比较大）或桩身截面阻抗多变或变幅较大，往往应力波尚未反射 回桩顶甚至尚未传到桩底，其能量已完全衰减或提前反射，致使 仪器测不到桩底反射信号，而无法评定整根桩的完整性。在我 国，若排除其他条件差异而只考虑各地区地质条件差异时某大厦弱电工程施工组织方案，桩的 有效检测长度主要受桩土刚度比大小的制约。因各地提出的有效 检测范围变化很大，如长径比30~50、桩长30~50m不等，故 本条未规定有效检测长度的控制范围。具体工程的有效检测桩 长，应通过现场试验，依据能否识别桩底反射信号，确定该方法 是否适用。 对于最大有效检测深度小于实际桩长的超长桩检测，尽管测 不到桩底反射信号，但若有效检测长度范围内存在缺陷，则实测 信号中必有缺陷反射信号。因此，低应变方法仍可用于查明有效 检测长度范围内是否存在缺陷。

及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响，曲线拟合法还不 能达到精确定量的程度。 对于桩身不同类型的缺陷，低应变测试信号中主要反映出桩 身阻抗减小的信息，缺陷性质往往较难区分。例如，混凝土灌注 桩出现的缩颈与局部松散、夹泥、空洞等，只凭测试信号就很难 区分。因此，对缺陷类型进行判定，应结合地质、施工情况综合 分析，或采取钻芯、声波透射等其他方法

8.1.2由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼

8.2.1低应变动力检测采用的测量响应传感器主要是压电式加 速度传感器（国内多数厂家生产的仪器尚能兼容磁电式速度传感 器测试），根据其结构特点和动态性能，当压电式传感器的可用 上限频率在其安装谐振频率的1/5以下时，可保证较高的冲击测 量精度，且在此范围内，相位误差几乎可以忽略。所以应尽量选

用自振频率较高的加速度传感器。 对于桩顶瞬态响应测量，寸惯上是将加速度计的实测信号积 分成速度曲线，并据此进行判读。实践表明：除采用小锤硬碰硬 敲击外，速度信号中的有效高频成分一般在2000Hz以内。但这 并不等于说，加速度计的频响线性段达到2000Hz就足够了。这 是因为，加速度原始信号比积分后的速度波形中要包含更多和更 尖的毛刺，高频尖峰毛刺的宽窄和多寡决定了它们在频谱上占据 的频带宽窄和能量大小。事实上，对加速度信号的积分相当于低 通滤波，这种滤波作用对尖峰毛刺特别明显。当加速度计的频响 线性段较窄时，就会造成信号失真。所以，在土10%幅频误差 内，加速度计幅频线性段的高限不宜小于5000Hz，同时也应避 免在桩顶敲击处表面凹凸不平时用硬质材料锤（或不加锤垫）直 接敲击。 高阻尼磁电式速度传感器固有频率接近20Hz时，幅频线性 范围（误差±10%时）约在20~1000Hz内，若要拓宽使用频带， 理论上可通过提高阻尼比来实现。但从传感器的结构设计、制作 以及可用性看却文难于做到。因此，若要提高高频测量上限，必 须提高固有频率，势必造成低频段幅频特性恶化，反之亦然。同 时，速度传感器在接近固有频率时使用，还存在因相位越迁弓引起 的相频非线性问题。此外由于速度传感器的体积和质量均较大， 其安装谐振频率受安装条件影响很大，安装不良时会大幅下降并 产生自身振荡，虽然可通过低通滤波将自振信号滤除，但在安装 谐振频率附近的有用信息也将随之滤除。综上述，高频窄脉冲冲 击响放应测量不官使速度传威器

8.2.2瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质的

垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉冲。除大直径桩外，冲击脉冲 中的有效高频分量可选择不超过2000Hz（钟形力脉冲宽度为 1ms，对应的高频截止分量约为2000Hz）。目前激振设备普遍使 用的是力锤、力棒，其锤头或锤垫多选用工程塑料、高强尼龙 铝、铜、铁、橡皮垫等材料，锤的质量为几百克至几十千克

不等。 稳态激振设备可包括扫频信号发生器、功率放大器及电磁式 激振器。由扫频信号发生器输出等幅值、频率可调的正弦信号， 通过功率放大器放大至电磁激振器输出同频率正弦激振力作用于 桩顶。

8.3.1桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。因 此，要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件 基本等同。灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚 硬的混凝土表面；顶表面应平整十净且无积水；妨碍正常测试 的桩顶外露主筋应割掉。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，应采用电锯将桩头锯 平。 当桩头与承台或垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面 阻抗变化，对测试信号会产生影响。因此，测试时桩头应与混凝 土承台断开；当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影 响，否则应断开。 8.3.2从时域波形中找到桩底反射位置，仅仅是确定了桩底反 射的时间，根据△T=2L/c，只有已知桩长L才能计算波速c 或已知波速c计算桩长L。因此，桩长参数应以实际记录的施工 桩长为依据，按测点至桩底的距离设定。测试前桩身波速可根据 本地区同类桩型的测试值初步设定，实际分析过程中应按由桩长 计算的波速重新设定或按8.4.1条确定的波速平均值cm设定。 对于时域信号，采样频率越高，则采集的数字信号越接近模 拟信号，越有利于缺陷位置的准确判断。一般应在保证测得完整 信号（时段2L/c+5ms，1024个采样点）的前提下，选用较高的 采样频率或较小的采样时间间隔。但是，若要兼顾频域分辨率， 则应按采样定理适当降低采样频率或增加采样点数。 稳态激振是按一定频率间隔逐个频率激振，并持续一段时

间。频率间隔的选择决定于速度幅频曲线和导纳曲线的频率分辨 率，它影响桩身缺陷位置的判定精度；间隔越小，精度越高，但 检测时间很长，降低工作效率。一般频率间隔设置为3Hz、5Hz 和10Hz。每一频率下激振持续时间的选择，理论上越长越好， 这样有利于消除信号中的随机噪声。实际测试过程中，为提高工 作效率，只要保证获得稳定的激振力和响应信号即可。 8.3.3本条是为保证获得高质量响应信号而提出的措施： 1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，但传感器底安装面应与桩项面紧密接 触。 2相对桩顶横截面尺寸而言，激振点处为集中力作用，在 桩顶部位可能出现与桩的横向振型相应的高频于扰。当锤击脉冲 变窄或桩径增加时，这种由三维尺寸效应引起的干扰加剧。传感 器安装点与激振点距离和位置不同，所受十扰的程度各异。初步 研究表明：实心桩安装点在距桩中心约2/3半径R时，所受干 扰相对较小；空心桩安装点与激振点平面夹角等于或略大于90 时也有类似效果，该处相当于横向耦合低阶振型的驻点。另应注 意加大安装与激振两点距离或平面夹角将增大锤击点与安装点响 应信号时间差，造成波速或缺陷定位误差。传感器安装点、锤击 点布置见图1。

图1传感器安装点、锤击点布置示意图

当预制桩、预应力管桩等桩顶高于地面很多，或灌注桩桩顶

部分桩身截面很不规则，或桩顶与承台等具其他结构相连不其备 传感器安装条件时，可将两支测量响应传感器对称安装在桩顶以 下的桩侧表面，且宜远离桩顶。 3激振点与传感器安装点应远离钢筋宠的主筋，其目的是 减少外露主筋对测试产生干扰信号。若外露主筋过长而影响正常 则试时，应将其割短。 4瞬态激振通过改变锤的重量及锤头材料，可改变冲击入 射波的脉冲宽度及频率成分。锤头质量较大或刚度较小时，冲击 入射波脉冲较宽，低频成分为主；当冲击力大小租同时，其能量 较大，应力波衰减较慢，适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的 识别。锤头较轻或刚度较大时，冲击入射波脉冲较窄，含高频成 分较多；冲击力大小相同时，虽其能量较小并加剧大直径桩的尺 寸效应影响，但较适宜于桩身浅部缺陷的识别及定位。 5稳态激振在每个设定的频率下激振时，为避免频率变换 过程产生失真信号，应具有足够的稳定激振时间，以获得稳定的 激振力和响应信号，并根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激 振力。稳态激振器的安装方式及好坏对测试结果起着很大的作 用。为保证激振系统本身在测试频率范围内不至于出现谐振，激 振器的安装宜采用柔性悬挂装置，同时在测试过程中应避免激振 器出现横向振动。 8.3.4桩径增大时，桩截面各部位的运动不均匀性也会增加， 桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。故应增加检测点数 量，使检测结果能全面反映桩身结构完整性情况。每个检测点有 效信号数不宜少于3个，通过叠加平均提高信噪比。 应合理选择测试系统量程范围，特别是传感器的量程范围

8.3.4桩径增大时，桩截面各部位的运动不均匀性也会增加， 桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。故应增加检测点数 量，使检测结果能全面反映桩身结构完整性情况。每个检测点有 效信号数不宜少于3个，通过叠加平均提高信噪比。 应合理选择测试系统量程范围，特别是传感器的量程范围 避免信号波峰削波。

8.4检测数据的分析与判定

1为分析不同时段或频段信号所反映的桩身阻抗信息、 主底信号并确定桩身缺陷位置，需要确定桩身波速及其平均

Cm。波速除与桩身混凝土强度有关外，还与混凝土的骨料品种、 粒径级配、密度、水灰比、成桩工艺（导管灌注、振捣、离心 等因素有关。波速与桩身混凝土强度整体趋势上呈正相关关系， 即强度高波速高，但二者并不为一一对应关系。在影响混凝土波 速的诸多因素中，强度对波速的影响并非首位。中国建筑科学研 究院的试验资料表明：采用普硅水泥，粗骨料相同，不同试配强 度及龄期强度相差1倍时，声速变化仅为10%左右；根据辽宁 省建设科学研究院的试验结果：采用矿渣水泥，28天强度为3 天强度的4~5倍，一维波速增加20%~30%；分别采用碎石和 卵石并按相同强度等级试配，发现以碎石为粗骨料的混凝土一维 彼速比卵石高纳13%。关津市政研究院也得到类似辽宁院的规 律，但有一定离散性，即同一组（粗骨料相同）混凝土试配强度 不同的杆件或试块，同龄期强度低约10%~15%，但波速或声 速略有提高。也有资料报导正好相反，例如福建省建筑科学研究 院的试验资料表明：采用普硅水泥，按相同强度等级试配，骨料 为卵石的混凝士声速略高于骨料为碎石的混凝士声速。因此，不 能依据波速去评定混凝土强度等级，反之亦然。 虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系，但考虑到 二者整体趋势上呈正相关关系，且强度等级是现场最易得到的参 考数据，故对于超长桩或无法明确找出桩底反射信号的桩，可根 据本地区经验并结合混凝土强度等级，综合确定波速平均值，或 利用成桩工艺、桩型相同且桩长租对较短并能够找出桩底反射信 号的桩确定的波速，作为波速平均值。此外，当某根桩露出地面 且有一定的高度时，可沿桩长方向间隔一可测量的距离段安置两 个测振传感器，通过测量两个传感器的响应时差，计算该桩段的 波速值，以该值代表整根桩的波速值。 8.4.2本方法确定桩身缺陷的位置是有误差的，原因是：缺陷 位置处△t和Af存在读数误差；采样点数不变时，提高采样频 率降低了频域分辨率；波速确定的方式及用抽样所得平均值c

8.4.2本方法确定桩身缺陷的位置是有误差的，原因

位置处公t和f存在读数误差；采样点数不变时，提高采 率降低了频域分辨率；波速确定的方式及用抽样所得平均 替代某体桩身段波速带来的误差。其中，波速带来的缺陷

图2完整桩典型时域信号特征

图3完整桩典型速度幅频信号特征

表8.4.3列出了根据实测时域或幅频信号特征、所划分 身完整性类别。完整桩典型的时域信号和速度幅频信号见图 图3，缺陷桩典型的时域信号和速度幅频信号见图4和图5。

图4缺陷桩典型时域信号特征

图5缺陷桩典型速度幅频信号特征

完整桩分析判定，从时域信号或频域曲线特征表现的信息判 定相对来说较简单直观，而分析缺陷桩信号则复杂些，有的信号 的确是因施工质量缺陷产生的，但也有是因设计构造或成桩工艺 本身局限导致的不连续断面产生的，例如预制打人桩的接缝，灌 注桩的逐渐扩径再缩回原桩径的变截面，地层硬夹层影响等。因 比，在分析测试信号时，应仔细分清哪些是缺陷波或缺陷谐振 峰，哪些是因桩身构造、成桩工艺、土层影响造成的类似缺陷信

导纳理论计算值： N= OCmA 实测导纳几何平均值： Nm= Pmax·Qmin 2元fm 动刚度： Kd= VF

式中 0 桩材质量密度（kg/m²）;

N.= pCmA Nm = Pmax'Qmin 2元fm Kd= VF

图6均匀完整桩的速度导纳曲线图

桩身截面阻抗显著突变或沿桩长渐变： 一预制桩接头缝隙影响。 其实，当桩侧和桩端阻力很强时，高应变法同样也测不出桩 底反射。所以，上述原因造成无桩底反射也属正常。此时的桩身 完整性判定，只能结合经验、参照本场地和本地区的同类型桩综 合分析或采用其他方法进一步检测。 对设计条件有利的扩径灌注桩，不应判定为缺陷桩。

图7混凝土灌注桩截面（阻抗）变化示意图 （a）逐渐扩径：（b）逐渐缩颈：（c）中部扩径：（d）上部扩径

8.4.4当灌注桩桩截面形态呈现如图7情况时，桩身截面（阻 抗）渐变或突变，在阻抗突变处的一次或二次反射常表现为类似 明显扩径、严重缺陷或断桩的相反情形，从而造成误判。因此， 可结合施工、地层情况综合分析加以区分；无法区分时，应结合 其他检测方法综合判定。当桩身存在不止一个阻抗变化截面（包 括上述桩身某一范围阻抗渐变的情况）时，由于各阻抗变化截面

的一次和多次反射波相互送加，除距桩顶第一阻抗变化截面的一 次反射能辨认外，其后的反射信号可能变得十分复杂，难于分析 判断。此时，宜按下列规定采用实测曲线拟合法进行辅助分析： 1信号不得因尺寸效应、测试系统频响等影响产生畸变。 2桩顶横截面尺寸应按现场实际测量结果确定。 3通过同条件下、截面基本均匀的相邻桩曲线拟合，确定 引起应力波衰减的桩土参数取值。 4宜采用实测力波形作为边界条件输入。 8.4.5对嵌岩桩，桩底沉渣和桩端持力层是否为软弱层、溶洞 等是直接关系到该桩能否安全使用的关键因素。虽然本方法不能 确定桩底情况，但理论上可以将嵌岩桩桩端视为杆件的固定端， 并根据桩底反射波的方向判断桩端端承效果，也可通过导纳值、 动刚度的相对高低提供辅助分析。采用本方法判定桩端嵌固效果 差时，应采用静载试验或钻芯法等其他检测方法核验桩端嵌岩情 况，确保基桩使用安全。 8.4.7入员水平低、测试过程和测量系统各环节出现异常、人 为信号再处理影响信号真实性等，均直接影响结论判断的正确 生，只有根据原始信号曲线才能鉴别。

定百两 足设计要求。这里所说的承载力是指在桩身强度满足桩身结构承 载力的前提下，得到的桩周岩土对桩的抗力（静阻力）。所以要 得到极限承载力，应使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥，否则不能 得到承载力的极限值，只能得到承载力检测值。 与低应变法检测的快捷、廉价相比，高应变法检测桩身完整 性虽然是附带性的，但由于其激励能量和检测有效深度大的优 点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能 够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理 判定缺陷程度。当然，带有普查性的完整性检测，采用低应变法 更为恰当。 高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打 桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。

9.1.2灌注桩的截面尺寸和材质的非均匀性、施工的

（干作业成孔桩除外）及由此引起的承载力变异性普遍高于打入 式预制桩，导致灌注桩检测采集的波形质量低于预制桩，波形分 析中的不确定性和复杂性又明显高于预制桩。与静载试验结果对 比，灌注桩高应变检测判定的承载力误差也如此。因此，积累灌 注现场测试、分析经验和相近条件下的可靠对比验证资料，对 确保检测质量尤其重要。

9.1.3除嵌入基岩的大直径桩和纯摩擦型大直径桩外，

平方的关系增加，锤与桩的匹配能力下降。而多数情况下高应变 检测所用锤的重量有限，很难在桩顶产生较长持续时间的作用荷 载，达不到使土阻力充分发挥所需的位移量。另一原因如第 9.1.2条条文说明所述。

9.2.1本条对仪器的主要技术性能指标要求是按建筑工业行业

9.2.1本条对仪器的主要技术性能指标要求是按建筑1业行业 标准《基桩动测仪》提出的，比较适中，大部分型号的国产和进 口仪器能满足。由于动测仪器的使用环境恶劣，所以仪器的环境 性能指标和可靠性也很重要。本条对加速度计的量程未做具体规 定，原因是对不同类型的桩，各种因素影响使最大冲击加速度变 化很大。建议根据实测经验来合理选择，宜使选择的量程大于预 估最大冲击加速度值的一倍以上。如对钢，宜选择20000 一 30000m/s?量程的加速度计。

9.2.2导杆式柴油锤荷载上升时间过于缓慢，容易造成速度响 应信号失真。

9.2.2导杆式柴油锤荷载上升时间过于缓慢，容易造成速度响

9.2.3分片组装式锤的单片或强夯锤，下落时平稳性

9.2.3分片组装式锤的单片或强夯锤，下落时平稳性差且不易 导向，更易造成严重锤击偏心并影响测试质量。因此规定锤体的 高径（宽）比不得小于1。

9.2.3分片组装式锤的单片或强锤，下落时平稳性差且不易 导向，更易造成严重锤击偏心并影响测试质量。因此规定锤体的 高径（宽）比不得小于1。 自由落锤安装加速度计测量桩顶锤击力的依据是牛顿第二和 第三定律。其成立条件是同一时刻锤体内各质点的运动和受力无

自由落锤安装加速度计测量桩顶锤击力的依据是牛顿第二和 第三定律。其成立条件是同一时刻锤体内各质点的运动和受力无 差异，也就是说，虽然锤为弹性体，只要锤体内部不存在波传播 的不均匀性，就可视锤为一刚体或具有一定质量的质点。波动理 论分析结果表明：当沿正弦波传播方向的介质尺寸小于正弦波波 长的1/10时，可认为在该尺寸范围内无波传播效应，即同一时 刻锤的受力和运动状态均匀。除钢桩外，较重的自由落锤在桩身 产生的力信号中有效频率分量（占能量的90%以上）在200Hz以 内，超过300Hz后可忽略不计。按最不利估计，对力信号有贡献 的高频分量波长也超过15m。所以，在大多数采用自由落锤的场 合，生顿第二定律能较严格地成立。规定锤体需整体铸造且高径

（宽）比不大于1.5正是为了避免分片锤体在内部相互碰撞和波 传播效应造成的锤内部运动状态不均匀。这种方式与在桩头附近 的桩侧表面安装应变式传感器的测力方式相比，优缺点是： 1避免了桩头损伤和安装部位混凝土差导致的测力失败以 及应变式传感器的经常损坏。 2避免了因混凝土非线性造成的力信号失真（混凝土受压 时，理论上讲是对实测力值放大，是不安全的）。 3直接测定锤击力，即使混凝土波速、弹性模量改变，也 无需修正。 4测量响应的加速度计只能安装在距桩顶较近的桩侧表面， 尤其不能安装在桩头变阻抗截面以下的桩身上。 5桩顶只能放置薄层桩垫，不能放置尺寸和质量较大的桩 帽（替打）。 6需采用重锤或软锤垫以减少锤上的高频分量。但因锤高 度一般不大于1.5m，则最大适宜锤重可能受到限制，如直径 1.0m、高1.5m的圆柱形锤仅为92kN。 7由于基线修正方式的不同，锤体加速度测量可能有1g（g 为重力加速度）的误差。大锤上的测试效果可能比小锤差。 9.2.4本条对锤重选择与原《基桩高应变动力检测规程》不同 给出的是一个范围。主要理由如下： 1桩较长或桩径较大时，般使侧阻、端阻充分发挥所需 位移大。 2桩是否容易被“打动”取决于桩身“广义阻抗”的大小。 广义阻抗与桩周土阻力大小和桩身截面波阻抗大小两个因素有 关。随着桩直径增加，波阻抗的增加通常快于土阻力，仍按预估 极限承载力的1%选取锤重，将使锤对桩的匹配能力下降。因

1桩较长或桩径较天时，一般使侧阻、端阻充分发挥所需 位移大。 2桩是否容易被“打动”取决于桩身“广义阻抗”的大小。 广义阻抗与桩周土阻力大小和桩身截面波阻抗大小两个因素有 关。随着桩直径增加，波阻抗的增加通常快于土阻力，仍按预估 极限承载力的1%选取锤重，将使锤对桩的匹配能力下降。因 此，不仅从土阻力，而从多方面考虑提高锤重的措施是更科学的 做法。本条规定的锤重选择为最低限值。

加速度信号两次积分得到的最终位移作为实测贯入度，虽然最方 便，但可能存在下列问题： 1由于信号采集时段短，信号采集结束时桩的运动尚未停 正，以柴油锤打长桩时为甚。 2加速度计的质量优劣影响积分精度，零漂大和低频响应 差（时间常数小）时极为明显。 所以，对贯入度测量精度要求较高时，宜采用精密水准仪等 光学仪器测定。

9.3.1承载力时间效应因地而异，以沿海软土地区最显著。成 桩后，若桩周岩土无隆起、侧挤、沉陷、软化等影响，承载力随 时间增长。工期紧休止时间不够时，除非承载力检测值已满足设 计要求，否则应休止到满足表3.2.6规定的时间为止。 锤击装置垂直、锤击平稳对中、桩头加固和加设桩垫，是为 了减小锤击偏心和避免击碎桩头；在距桩顶规定的距离下的合适 部位对称安装传感器，是为了减小锤击在桩顶产生的应力集中和 对偏心进行补偿。所有这些措施都是为保证测试信号质量提出 的。

9.3.2采样时间间隔为100us，对常见的工业与民用建筑的桩是 合适的。但对于超长桩，例如桩长超过60m，采样时间间隔可放 宽为200us，当然也可增加采样点数。 应变式传感器直接测到的是其安装面上的应变，并按下式换 算成锤击九

式中F一一锤击力； A一一测点处桩截面积; E一一桩材弹性模量; e一一实测应变值。 显然，锤击力的正确换算依赖于测点处设定的桩参数是否

合实际。另一需注意的问题是：计算测点以下原桩身的阻抗变 化、包括计算的桩身运动及受力大小，都是以测点处头单元为 相对“基准”的。 测点下桩长是指桩头传感器安装点至桩底的距离，一般不包 括桩尖部分。 对于普通钢桩，桩身波速可直接设定为5120m/s。对于混凝 土桩，桩身波速取决于混凝土的骨料品种、粒径级配、成桩工艺 （导管灌注、振捣、离心）及龄期，其值变化范围大多为3000~ 4500m/s。混凝土预制桩可在沉桩前实测无缺陷桩的桩身平均波 速作为设定值；混凝土灌注桩应结合本地区混凝土波速的经验值 或同场地已知值初步设定，但在计算分析前，应根据实测信号进 行修正。

9.3.3本条说明如下！

1传感器外壳与仪器外壳共地，测试现场潮湿，传感器对 地未绝缘，交流供电时常出现50Hz干扰，解决办法是良好接地 或改用直流供电。 2根据波动理论分析：若视锤为一刚体，则桩的最大锤 击应力只与锤冲击桩顶时的初速度有关，落距越高，锤击应力和 偏心越大，越容易击碎桩头。轻锤高击并不能有效提高桩锤传递 给桩的能量和增大桩顶位移，因为力脉冲作用持续时间不仅与锤 垫有关，还主要与锤重有关：锤击脉冲越窄，波传播的不均句 性，即桩身受力和运动的不均匀性（惯性效应）越明显，实测波 形中土的动阻力影响加剧，而与位移相关的静土阻力呈明显的分 段发挥态势，使承载力的测试分析误差增加。事实上，若将锤重 增加到预估单桩极限承载力的5%～10%以上，则可得到与静动 法（STATNAMIC法）相似的长持续力脉冲作用。此时，由于桩 身中的波传播效应大大减弱，桩侧、桩端岩土阻力的发挥更接近 静载作用时桩的荷载传递性状。因此，“重锤低击”是保障高应 变法检测承载力准确性的基本原则，这与低应变法充分利用波传 播效应（窄脉冲）准确探测缺陷位置有着概念上的区别

3打桩全过程监测是指预制桩施打开始后，从桩锤正常爆 发起跳直到收锤为止的全部过程测试。 4高应变试验成功的关键是信号质量以及信号中的信息是 否充分。所以应根据每锤信号质量以及动位移、贯入度和大致的 土阻力发挥情况，初步判别采集到的信号是否满足检测目的的要 求。同时，也要检查混凝土桩锤击拉、压应力和缺陷程度大小， 以决定是否进一步锤击，以免桩头或桩身受损。自由落锤锤击 时，锤的落距应由低到高；打人式预制则按每次采集一阵（10 击）的波形进行判别。 5检测工作现场情况复杂，经常产生各种不利影响。为确 保采集到可靠的数据，检测人员应能正确判断波形质量，熟练地 诊断测量系统的各类故障，排除干扰因素。 9.3.4贯入度的大小与桩尖刺入或桩端压密塑性变形量相对应 是反映桩侧、桩端土阻力是否充分发挥的一个重要信息。贯入度 小，即通常所说的“打不动”，使检测得到的承载力低于极限值。 本条是从保证承载力分析计算结果的可靠性出发，给出的贯人度 合适范围，不能片面理解成在检测中应减小锤重使单击贯入度不 超过6mm。贯入度大且桩身无缺陷的波形特征是2L/c处桩底反 射强烈，其后的土阻力反射或桩的回弹不明显。贯入度过大造成 的桩周土扰动大，高应变承载力分析所用的土的力学模型，对真 实的桩土相互作用的模拟接近程度变差。据国内发现的一些实 列和国外的统计资料：贯人度较大时，采用常规的理想弹塑性士 阻力模型进行实测曲线拟合分析，不少情况下预示的承载力明显 低于静载试验结果，统计结果离散性很大！而贯入度较小，甚室 儿乎未被打动时，静动对比的误差相对较小，且统计结果的离 散性也不大。若采用考虑桩端土附加质量的能量耗散机制模型修 正，与贯人度小时的承载力提高幅度相比，会出现难以预料的承 载力成倍提高。原因是：桩底反射强意味着桩端的运动加速度和 速度强烈，附加土质量产生的惯性力和动阻力恰好分别与加速度 和速度成正比。可以想见，对于长细比较大、摩阻力较强的摩擦

3打桩全过程监测是指预制桩施打开始后，从桩锤正常爆 发起跳直到收锤为止的全部过程测试。 4高应变试验成功的关键是信号质量以及信号中的信息是 否充分。所以应根据每锤信号质量以及动位移、贯入度和大致的 阻力发挥情况，初步判别采集到的信号是否满足检测目的的要 求。同时，也要检查混凝土桩锤击拉、压应力和缺陷程度大小， 以决定是否进一步锤击，以免桩头或桩身受损。自由落锤锤击 时，锤的落距应由低到高；打人式预制桩则按每次采集一阵（10 击）的波形进行判别。 5检测工作现场情况复杂，经常产生各种不利影响。为确 保采集到可靠的数据，检测人员应能正确判断波形质量，熟练地 淤测是品米拓密排险工步国去

型桩，上述效应就不会明显。此外，6mm贯入度只是一个统计 参考值，本章第9.4.7条第3款已针对此情况做了具体规定。

，上述效应就不会明显。此外，6mm贯人度只是一个统计

9.4检测数据的分析与判定

.4：1从一一件锤击信号中选取分析用信号时，除要考虑有足够 的锤击能量使桩周岩土阻力充分发挥外，还应注意下列问题： 1连续打桩时桩周士的扰动及残余应力。 2锤击使缺陷进一步发展或拉应力使桩身混凝土产生裂隙。 3在桩易打或难打以及长桩情况下，速度基线修正带来的 误差。 4对桩垫过厚和柴油锤冷锤信号，加速度测量系统的低频 特性所造成的速度信号误差或严重失真。 9.4.2可靠的信号是得出正确分析计算结果的基础。除柴油锤 施打的长桩信号外，力的时程曲线应最终归零。对于混凝土桩 高应变测试信号质量不但受传感器安装好坏、锤击偏心程度和传 感器安装面处混凝土是否开裂的影响，也受混凝土的不均匀性和 非线性的影响。这种影响对应变式传感器测得的力信号尤其敏 感。混凝土的非线性一般表现为：随应变的增加，弹性模量减 小，并出现塑性变形，使根据应变换算到的力值偏大且力曲线尾 部不归零。本规范所指的锤击偏心相当于两侧力信号之一与力平 均值之差的绝对值超过平均值的33%。通常锤击偏心很难避免 因此严禁用单侧力信号代替平均力信号。 9.4.3桩底反射明显时，桩身平均波速也可根据速度波形第， 峰起升沿的起点和桩底反射峰的起点之间的时差与已知桩长值确 定。对桩底反射峰变宽或有水平裂缝的桩，不应根据峰与峰间的 时差来确定平均波速。桩较短锤击力波上升缓慢时，可采用低 应变法确定平均波速。 9.4.4通常，当平均波速按实测波形改变后，测点处的原设定 波速也按比例线性改变，模量则应按平方的比例关系改变。当采 用应变式传感器测力时，多数仪器并非直接保存实测应变值，如

有些是以速度（V=c·ε）的单位存储。若模量随波速改变后， 仪器不能自动修正以速度为单位存储的力值，则应对原始实测力 值校正。

9.4.5在多数情况下，正常施打的预制桩，力和速度信号第

1桩浅部阻抗变化和土阻力影响。 2采用应变式传感器测力时，测点处混凝土的非线性造成 力值明显偏高。 3锤击力波上升缓慢或桩很短时，土阻力波或桩底反射波 的影响。 除第2种情况减小力值，可避免计算的承载力过高外，其他 情况的随意比例调整均是对实测信号的歪曲，并产生虚假的结 果。因此，禁止将实测力或速度信号重新标定。这一点必须引起 重视，因为有些仪器具有比例自动调整功能。 9.4.6高应变分析计算结果的可靠性高低取决于动测仪器、分 析软件和人员素质三个要素。其中起决定作用的是具有坚实理论 基础和丰富实践经验的高素质检测人员。高应变法之所以有生命 力，表现在高应变信号不同于随机信号的可解释性一一即使不采 用复杂的数学计算和提炼，只要检测波形质量有保证，就能定性 地反映桩的承载性状及其他相关的动力学问题。在建设部工程桩 动测资质复查换证过程中，发现不少检测报告中，对波形的解释 与分析计算已达到盲自甚至是滥用的地步。对此，如果不从提高 人员素质入手加以解决，这种状况的改观显然仅靠技术规范以及 仪器和软件功能的增强是无法做到的。因此，承载力分析计算 前，应有高素质的检测人员对信号进行定性检查和正确判断。 9.4.7当出现本条所述四款情况时，因高应变法难于分析判定 承载力和预示桩身结构破坏的可能性，建议采取验证检测。本条 第3、4款反映的代表性波形见图8。原因解释参见第9.3.4条的 条文说明。由图9可见，静载验证试验尚未压至破坏，但高应变 测试的锤重、贯入度却“符合”要求。当采用波形拟合法分析承

9.4.6高应变分析计算结果的可靠性高低取决于动

载力时，由于承载力比按地质报告估算的低很多，除采用直接法 验证外，不能主观臆断或采用能使拟合的承载力大幅提高的桩 土模型及其参数。

图8灌注桩高应变实测波形 注：Φ800mm钻孔灌注桩，桩端持力层为全风化花岗片麻岩，

买侧测波形 注：Φ800mm钻孔灌注桩，桩端持力层为全风化花岗片麻岩，测 点下桩长16m。采用60kN重锤，先做高应变检测，后做静载

9.4.8凯司法与实测曲线拟合法在计算承载力上的本质区别是： 前者在计算极限承载力时，单击贯人度与最大位移是参考值，计 算过程与它们无关。另外，凯司法承载力计算公式是基于以下三 个假定推导出的： 1桩身阻抗基本恒定。 2动阻力只与桩底质点运动速度成正比，即全部动阻力集 中于桩端。： 3土阻力在时刻t2=t1+2L/c已充分发挥。 显然，它较适用于摩擦型的中、小直径预制桩和截面较均匀 的灌注桩。 公式中的唯一未知数一一凯司法无量纲阻尼系数J。定义为 仅与桩端土性有关，一般遵循随土中细粒含量增加阻尼系数增大 的规律。J。的取值是否合理在很大程度上决定了计算承载力的 准确性。所以，缺乏同条件下的静动对比校核，或大量相近条件

×}· dt 一 Z

缺陷程度，不能定量给出缺陷的具体部位，其是锤击力波上升 非常缓慢时，还大量耦合有土阻力的影响。对浅部缺陷桩，宜用 低应变法检测并进行缺陷定位。 9.4.14桩身锤击拉应力是混凝土预制桩施打抗裂控制的重要指 标。在深厚软土地区，打桩时侧阻和端阻虽小，但桩很长，桩锤 能正常爆发起跳，桩底反射回来的上行拉力波的头部（拉应力幅 值最大）与下行传播的锤击压力波尾部迭加，在桩身某一部位产 生净的拉应力。当拉应力强度超过混凝土抗拉强度时，引起桩身 拉裂。开裂部位一般发生在桩的中上部，且桩愈长或锤击力持续 时间愈短，最大拉应力部位就愈往下移。 有时，打桩过程中会突然出现贯人度骤减或拒锤，一般是碰 上硬层（基岩，孤石，漂石、卵石等碎石土层）。继续施打会造 成桩身压应力过大而破坏。此时，最大压应力部位不一定出现在 桩顶，而是接近桩端的部位。

缺陷程度，不能定量给出缺陷的具体部位，无其是锤击力 非常缓慢时，还大量耦合有土阻力的影响。对浅部缺陷桩， 低应变法检测并进行缺陷定位。

9.4.15本条解释同8.4.7条。

10.1.1声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状 况进行检测，因此仅适用于在灌注成型过程中已经预理了两根或 两根以上声测管的基桩。

10.2.1声波换能器有效工作面长度指起到换能作用的部分的实 际轴向尺寸，该长度过大将夸大缺陷实际尺寸并影响测试结果。 提高换能器谐振频率，可使其外径减少到30mm以下，利于 换能器在声测管中升降顺畅或减小声测管直径。但因声波发射频 率的提高，使长距离声波穿透能力下降。所以浆砌片石护坡施工组织设计，本规范仍推荐目 前普遍采用的30~50kHz的谐振频率范围

10.3.2标定法测定仪器系统延迟时间的方法是将发射、接收换 能器平行悬于清水中，逐次改变点源距离并测量相应声时，记录 若干点的声时数据并作线性回归的时距曲线：

t = to + b. l

0.4检测数据的分析与判定

10.4.2声速、波幅和主频都是反映桩身质量的声学参数测量 直。大量实测经验表明：声速的变化规律性较强，在一定程度上 反映了桩身混凝土的均匀性，而波幅的变化较灵敏，主频在保持 测试条件一致的前提下也有一定规律。因此本规范在确定测点声 学参数测量值的判据时，采用了三种不同的方法。 声速异常临界值判据中的临界值.是参考数理统计学判断 异常值的方法，经过多次试算而得出的。其基本原理如下： 在n次测量所得的数据中，去掉k个较小值，得到容量为 （nk）的样本，取异常测点数据不可能出现的次数为1，则对 于标准正态分布假设，可得异常测点数据不可能出现的概率为：

2可将实测时程曲线的畸变及频谱、PSD值的变化相结 合，进行综合判定与分类。 3可结合施工工艺和施工记录等有关资料具体分析。

建设项目经济评价方法与参数(第三版).pdf可将实测时程曲线的畸变及频谱、PSD值的变化相结 进行综合判定与分类。 可结合施工工艺和施工记录等有关资料具体分析。

统书号：15112·11235 花 价： 20.00元