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JTG-T F81-01-2004 公路工程基桩动测技术规程.pdf

5.3.7激振应符合下列要求：

1采用自由落锤为激振设备时，宜重锤低击，锤的最大落距不宜大于2.0m。 2对于斜桩，应采用相应的打桩机械或类似装置沿桩轴线激振。 3实测桩的单击贯人度应确认与所采集的振动信号相对应。用于推算桩的 载力时，桩的单击贯入度不得低于2mm且不宜大于6mm。 4检测桩的极限承载力时，锤击次数宜为2~3击。

5.3.10试打桩用于评价其承载力时，应按桩端进入的土层逐一进行测试；当持 厚时，应在同一土层中进行多次测试，

DB35／T 1864-2019 机电类特种设备安装、改造、修理自检质量控制基本要求5.3.11桩身锤击应力监测应包括桩身最大锤击拉应力和最大锤击压应力两部分。桩 身锤击拉应力宜在预计桩端进入软土层或桩端穿过硬土层进入软夹层时测试；桩身锤击 压应力宜在桩端进入硬士层或桩侧土阻力较大时测试。

桩动测技术规程（IG/TF8

5.4检测数据分析与判定

5.4.1锤击信号选取与调整应符合下列规定： 1分析被检桩的承载力时，宜在第一和第二击实测有效信号中选取能量和贯入度较 大者。 2桩身波速平均值可根据已知桩长、力和速度信号上的桩端反射波时间或下行波上 升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差确定。 3传感器安装位置处原设定波速可不随调整后的桩身平均波速而改变。确有合理 原因需作调整时，应对传感器安装处桩身的弹性模量按式（5.3.6)重新设置，且应对原实 测力信号进行修正。 4力和振动速度信号的上升沿重合性差时，应分析原因，不得随意调整。

测力信号进行修正， 4力和振动速度信号的上升沿重合性差时，应分析原因，不得随意调整。 5.4.2推算被检桩的极限承载力前，应结合工程地质条件和设计参数，利用实测信号 特征对桩的荷载传递性状、桩身缺陷程度和位置及连续锤击时缺陷的逐渐扩大或闭合情 况进行定性判别。

5.4.2推算被检桩的极限承载力前，应结合工程地质条件和设计参数，利用实测信号 特征对桩的荷载传递性状、桩身缺陷程度和位置及连续锤击时缺陷的逐渐扩大或闭合情 况进行定性判别

1采用的桩和土的力学模型应能分别反映被检桩和地基土的物理力学性状；在各计 算单元中，所用土的弹性极限位移不应超过相应桩单元的最大计算位移。 2曲线拟合时间段长度在t+2L/c后的延续时间不应小于20ms或3L/c中的较大 值。 3分析所用的模型参数应在岩土工程的合理范围内，可根据工程地质和施工工艺条 牛进行桩身阻抗变化或裂隙拟合。 4拟合曲线应与实测曲线基本吻合，贯人度的计算值应与实测值基本一致，且整体 曲线的拟合质量系数宜控制在合适的范围之内，

1 只适用于桩侧和桩端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。 2 用于混凝土灌注桩时，桩身材质、截面应基本均勾。 3单桩轴向抗压极限承载力可按下列公式计算：

式中x一 一测点至桩身缺陷之间的距离（m）； ti——速度信号第一峰对应的时刻(ms)；

表5.4.5桩身完整性判定

5.4.6出现下列情况之一时，应按工程地质和施工工艺条件，采用实测曲线拟合法或 其他检测方法综合判定桩身完整性： 1桩身有扩径、截面渐变或多变的混凝土灌注桩。 2桩身存在多处缺陷的桩。 3力和速度曲线在上升沿或峰值附近出现异常，桩身浅部存在缺陷或波阻抗变化复 杂的桩。

3力和速度曲线在上升沿或峰值附近出现异常，桩身浅部存在缺陷或波阻抗变化复 杂的桩。 5.4.7试打分析时，桩端持力层的判定应综合考虑岩土工程勘察资料，并应对推算 的单桩极限承载力进行复打校核。

5.4.7试打桩分析时，桩端持力层的判定应综合考虑岩土工程勘察资料，并应对推算 的单桩极限承载力进行复打校核。

5.4.8桩身最大锤击拉应力和桩身最大锤击压应力可分别按下列

.8桩身最大锤击拉应力和桩身最大锤击压应力可分别按下列公式计算：

式中op 桩身最大锤击压应力（kPa)： A—桩身截面面积(m²)。

5.4.9桩锤实际传递给桩的能量可按下列公式计算：

5.4.9桩锤实际传递给桩的能量可按下列公式计算：

E, = J,FVde

.1本方法适用于直径不小于800mm的混凝土灌注桩的完整性检测，它包括跨 祛和单孔折射法。

6.2.1检测仪系统应包括信号放大器、数据采集及处理存储器、径向振动换能器等。 6.2.2# 检测仪应具有一发双收功能。 6.2.3声波发射应来用高压阶跌脉冲或矩形脉冲，其电压最大值不应小于1000V，且 分档可调。

6.2.5径向振动换能器应符合下列规定：

2.5径向振动换能器应符合下列规定：

1径向水平面无指向性。 2谐振频率宜大于25kHz。 3 在1MPa水压下能正常工作。 4 收、发换能器的导线均应有长度标注，其标注允许偏差不应大于10mm。 5接收换能器宜带有前置放大器，频带宽度宜为5~60kHz。 6单孔检测采用一发双收体型换能器，其发射换能器至接收换能器的最近距离不 应小于30cm，两接收换能器的间距宜为20cm

6.3.1声测管的埋设应符合下列规定： 1当桩径不大于1500mm时，应埋设三根管；当桩径大于1500mm时，应理设四根管。 2声测管宜采用金属管，其内径应比换能器外径大15mm，管的连接宜采用螺纹连 ，耳不漏水。 3声测管应牢固焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，直互相平行、定位准确，并埋设至桩 ，管口宜高出桩顶面300mm以上。 4声测管管底应封闭，管口应加盖。 5声测管的布置以路线前进方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分 ，每两根编为一组。 6.3.2检测前的准备应符合下列规定： 1被检桩的混凝土龄期应大于14d。 2声测管内应灌满清水，且保证畅通。 3标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间t0 4准确量测声测管的内、外径和两相邻声测管外壁间的距离，量测精度为±1mm。 5取芯孔的垂直度误差不应大于0.5%，检测前应进行孔内清洗。 6.3.3检测方法应符合下列要求： 1测点间距不宜大于250mmo发射与接收换能器应以相同标高同步升降，其累计相 高差不应大于20mm，并随时校正。 2在对同一根桩的检测过程中，声波发射电压应保持不变。 3对于声时值和波幅值出现异常的部位，应采用水平加密、等差同步或扇形扫测等 法进行细测，结合波形分析确定桩身混凝土缺陷的位置及其严重程度。

6.3.1声测管的埋设应符合下列规定： 1当桩径不大于1500mm时，应理设三根管；当桩径大于1500mm时，应埋设四根管。 2声测管宜采用金属管，其内径应比换能器外径大15mm，管的连接宜采用螺纹连 接，耳不漏水。 3声测管应牢固焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，直互相平行、定位准确，并埋设至桩 底，管口宜高出桩顶面300mm以上。 4声测管管底应封闭，管口应加盖。 5声测管的布置以路线前进方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分 组.每两根编为一组。

6.4.1声时修正值可按下式计算：

.4.1声时修正值可按下式计算

式中一 一声时修正值（us），（t为声波在混凝土中的传播时间，简称声时）； D一一声测管外径(mm); d一一声测管内径(mm); d'一换能器外径(mm);

.——水的声速值(km/s）。

式中一 一声时值（us）； ti——超声波第i测点声时值(μus); t'——声时修正值（us); 第i个测点声速值（km/s） 两根检测管外壁间的距离（mm）； 混凝土声速平均值(km/s); n一测点数。

6.4.4桩身混凝土缺陷应根据下列方

之 Um = i=l

孔折射法的声时声速值应按下列公式计

式中v——第i个测点声速值(km/s)； vp—声速临界值(km/s)。 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差，即：

式中;一第i个测点声速值(km/s); UL一声速低限值(km/s)。 声速低限值应由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地 区实际经验确定。 2波幅判据 用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可 疑缺隆区。

6.4.5对于混凝土声速和波幅值出现异常并判为可疑缺陷区的部位，应按本规程

6.4.5对于混凝土声速和波幅值出现异常并判为可疑缺陷区的部位，应按本规程

6.3.3条第3款的要求确定桩身混凝土缺陷的位置及影响程度。

6.4.7身完整性类别判定：

1I类桩：各声测剖面每个测点的声速、波幅均大于临界值，波形正常。 2II类桩：某一声测剖面个别测点的声速、波幅略小于临界值，但波形基本正常。 3Ⅲ类桩：某一声测部面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值小于临 早值，PSD值变大，波形畸变。 4IV类桩：某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值明显小 王临果值PSD值密恋波形严重畸变

6.4.8检测报告应符合本规程附录A的规定。并应包括每根被检桩各部

附录A报告格式(NY)单别类性审(5/)()F丫()高桂()号高桂— 25 —

附录A报告格式A.0.6低应变反射波法单桩检测报告格式低应变反射波法单桩检测报告单编号：工程名称桩号检测单位测试人测试日期检测依据审核人施工日期测试仪器设计强度设计桩径桩型等级(mm)设计桩顶标高设计桩端标高实测桩顶标高(m)(m)(m)原始测试曲线：检测结果：提交报告时间：年月日27

A.0.8声波透射法单桩检测报告格式 超声波法单桩检测报告单

A.0.8声波透射法单桩检测报告格式 超声波法单桩检测报告单

提交报告时间： 年月日

寸录B正常混凝土的声速平均值及标准差的确定方法

B.0.2确定、6时应注意下列事项： 1 测点数应 n≥20。 2当被测桩混凝土内部缺陷范围大，经剔除可疑点后剩余的正常测点很少时，若仍 以剩余测点统计，就可能会出现较大误差，判断失误。这时，应另选择质量正常的同类 逛（同尺寸，同龄期、同一工地等）的声测值，以其、，代表缺陷桩中的正常混凝土的平均 声速和标准差。

公路工程基桩动测技术规程

1.0.1P 随看公路等级要求的提高对公路桥梁建设提出了新的要求长桩大直径桩及 单桩单柱已在公路工程基桩中较为常见鉴于目前我国尚未制定相应的公路工程基桩动测 技术规程基桩检测设备及检测方法尚无统一的规定质量评价和承载力推算标准也不一 致因此为统一检测方法确保基桩工程检测质量特制定本行业规程 桩，包括水泥搅拌桩和粉喷桩、和石灰桩等柔性桩由于其桩身强度低和波速低内部质量均 匀性差与一维弹性杆件模型相差较为悬殊因此不能简单地套用现有混凝土桩的动测方法 进行质量检测 载性状以及施工方法等因素有关另外检测信号也受地基土条件桩身材料等因素的影 响这就要求所选择的检测方法必须具有适用性和科学性因此综合考虑地质设计施工 等因素的影响对正确地评价基桩质量是十分重要的

程建设标准强制性条文公路工程行业标准公路工程行业协会标准公路工程行业地方标 准，本规程作为公路工程行业标准应符合国家及部颁公路工程建设标准强制性条文的有 关规定 的专项检测资质，才能进入公路工程检测市场开展相应的检测业务实行这种管理办法，旨 在加强检测机构质量保证体系运行的监督与管理，确保检测结果客观公正可靠，同时考虑 到基桩动力检测具有较强的技术性和学科交叉性对从业人员的技术素质和实践经验要求 较高因此，除所在单位具有相应的资质外，检测人员必须经过行政主管部门认可的专业培 训和考核，持有相应的技术合格证书，方能从事基桩动力检测工作

了单礼折射法。表 3. 1. 1 中所述桩身缺陷程度是从定性的角度考虑,仅指对桩身的影响程 度。 充分考虑各检测方法的适用条件和局限性结合场地工程地质条件施工工艺及工程重要性 等状况选定多种检测方法进行检测以保证检测结论的可靠性 对于桥梁基础长桩桩身完整性尤为重要当应力波在混凝土中传播时能量消耗较 大桩底反射信号微弱这样会给桩身完整性的全面评判带来困难因此必须选取一定比 例的基桩用超声波法对其进行完整性检测 高应变动测法具有激振能量大深部和桩端的质量信息在实测信号中能够反映，且可用 软件对桩身和地基土的物理力学参数进行定量拟合分析等独特的优点从而使得工程技术 人员能够较为深刻地了解被检桩的工程性状但高应变动测法进行现场检测所需的条件还 是相当的严格和繁琐因此不能像低应变反射波法那样高比例地进行抽样检测 3. 2检测仪器与设备 须执行国家标准计量法规，因此规定不在有效计量检定周期内的计量器具不得用于基桩动 测， 3. 3检测前的准备 与任务，方法与技术，仪器设备，检测场地要求，检测人员和时间安排，检测报告等

4. 1适用范围 弹性波动理论对实测桩顶速度或加速度响应信号的时频域特征来分析判定被检桩的桩身 完整性，其中包括桩身存在的缺陷位置及其影响程度桩端与持力层的结合状况 根据一维弹性杆件波动理论对由桩顶锤击产生的下行压缩波来说，当桩身某处波阻抗 发生变化时将产生上行反射波从广义讲在某一桩身截面处波阻抗的降低则表现为反射 波与入射波的相位相同，如夹泥离析缩颈甚至断裂等，反之则表现为相位相反，如扩径等 因此，仅仅通过反射波的相位特征来判定桩身缺陷的具体类型具有一定的困难另外，尽管 目前国内外一些研究单位和厂家推出的反射波时域曲线拟合软件，但对桩身及其受地基土 的作用难以给出可信度较高的定量分析结果，只能采用近似的模拟方法因此，本方法在应 用中尚需结合岩土工程地质和施工技术资料通过综合分析来对桩身和桩端存在的缺陷及 其类型和影响程度作出定性判定 由于其桩身反射信号复杂和桩端反射不易识别，依据一维杆件中的弹性波理 4.,1.2日 论，本方法既不能应用于水泥土桩等非刚性材料桩，也不能用于混凝土竹节桩等异型刚性材 料桩 桩顶被传感器所接收人们既可利用时域信号中的桩端反射时间来计算波在桩中的传播速 度也可利用该场地被检桩的平均波速来估算桩的长度但由于桩身材料和地基土的阻尼 及辐射阻尼效应波的能量将随着传播距离的增大而衰减当被检桩超过一定的长度后不 易测得清晰易辨的深部桩身缺陷和桩端反射波因此本方法检测受到了一定的限制另外 桩端反射波的可瓣性除受桩的长径比控制外还与桩侧土的弹性模量或波速的高低密切相 关，故本规程未对桩的长径比做具体的定量规定 对于嵌岩桩，由于桩端嵌入基岩之中，往往存在有桩材料与基岩广义波阻抗相接近的情 况使得在时域曲线上桩端反射不明显或基本无法识别这时就应结合岩土工程勘察资料和 实测时域曲线来判断桩端嵌固情况 能评价的主要指标为频响特性稳定性量程灵敏度等速度传感器由于生产工艺等方面 的原因其高频响应受到限制动测时传感器的安装刚度会导致强烈的谐振使传感器的可 测范围变窄而影响检测效果目前基桩动测所使用的传感器主要是压电式加速度传感器 它无论从频响还是输出特性方面均有较大的优点更适合于低应变反射波法测桩 阻尼大的长桩或大直径桩则桩身深部缺陷或桩端反射信号必然太弱其真实信号将被噪声 所灌没，因此一般应采用数十至数百干克质量的力棒和铁球激振，其产生的波能量大脉冲

宽衰减小反射强，以便正确地判别桩身的完整性和桩端的质量状态 4.3现场检测技术 确性因此要求被检桩顶面的混凝土质量截面尺寸应与桩身设计条件的基本相同由于 混凝土灌注桩在灌注中桩顶或多或少存在一些低强度的浮浆，将直接影响到传感器的安装 以及锤击所产生的弹性波在桩顶部位的传播因此检测前必须予以清理干净以露出坚硬的 混凝土表面为准，对于混凝土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 行处理若有损裂现象则必须用电锯或电砂轮将其截除磨平后方可进行检测检测前将被 检桩顶部与相连的垫层或承台断开避免因垫层或承台造成波的散射使实测波形复杂化影 响对被检桩完整性的分析和判断 混凝土灌注桩成桩后过早地对其进行低应变动测将会因桩身混凝土强度低造成波速 明显偏低及桩身内部材料阻尼和桩侧土的辐射阻尼偏高因此难以得到清晰易辨的深部缺 对于打入或静压式混凝土预制桩大部分采用接桩形式在同一承台或相邻承台的打 桩或压桩过程中会对周围产生不同程度的挤土影响严重时将会引起土体隆起或接桩部位 脱焊因此应在桩基施工完后再进行完整性检测 桩顶表面安装得越贴近接触刚度越大所测得的振动信号越接近于桩顶表面的质点振动信 号因此传感器的安装技巧以及粘合剂的合理选择在现场检测工作中至关重要稠度低的 黄油油性橡皮泥粘性低的口香糖颗粒粗的粘土以及调得过干或过稀的石膏均不能使用 更不得采取用手按住传感器的方法进行检测避免由此产生实测信号的严重寄生振荡而不 能真实地反映身质量的实际信息特别应该提出的是传感器应在远离钢筋笼主筋处安 装以减少外露主筋振动或晃动对测试信号产生干扰当确认周围钢筋笼对信号存在干扰 时应将钢筋截除后再进行检测 规定测点数随被检桩直径的增大而增多主要是为了避免桩顶面材料不均匀所产生的不利 影响及桩身可能存在局部缺陷的遗漏 在这里特别应指出的是由于公路工程基桩的直径一般较大在测试分析中应充分考虑 到传感器和激振点之间的距离给波速计算带来的误差根据近年来许多学者的研究表明 时实测波速和 对于预应力混凝土管桩根据实践经验传感器安装点和激振点与桩顶面中心的连线夹 角宜不小于45°，以减少桩顶局部高频振动对桩身缺陷和桩端反射信号的影响程度 波的脉冲宽度或频率成分刚度较小的重锤，入射波脉冲较宽，含低频成分较多，加上激振 能量较大弹性波衰减较慢适合于获取长桩深部缺陷或桩端反射信号，刚度较大的轻锤入 射波脉冲较窄高频成分较多若激振能量较小更适合于桩身浅部缺陷的识别及定位 随着桩径的增大，桩身混凝土在截面和深度方向上的不均匀性均会增加，桩浅 43

映出桩身完整性的整体情况，本规程规定在每个测点重复检测次数不宜少于3次，旨在确认 检测信号的一致性并提高有效信号的信噪比，现场检测时，应合理地选择测试系统尤其是传 感器的量程范围避免其过载削波而影响检测分析结果 时域波形的先决条件是其含有桩身以及桩端质量信息的响应这样才能正确地分析桩身的 缺陷求取桩身的波速以及估算桩身的强度是否符合设计要求 由于多种干扰成分的存在时域信号通常须采用滤波和平滑处理来突出其中的有效信 息，而不恰当的滤波往往会导致漏判和波形畸变当时域信号一致性差或干扰严重时，可结 合频域曲线中相邻谐振峰所对应的频率差来进行缺陷估判 波波形获取同一工地的桩身波速平均值应该指出的是虽然桩身波速与混凝土强度等级 之间有一定的相关性混凝土强度高,则其波速相对也高、但由于混凝土的集料砂粒成分 粒径水灰比以及成桩工艺等多种影响因素其规律各不相同至今仍未找出混凝土强度与 波速二者之间普遍适用且可靠的定量关系，因此，本规程没有规定用实测桩身波速来推算混 疑土材料强度的具体方法 同一工地完整桩桩身波速平均值的准确取值是检测分析桩身质量和桩身缺陷的可靠 前提当某根桩露出地面且具有一定高度时可沿桩长方向且满足量测精度要求的间隔距 离安置两个振动传感器，测出该桩段的波速值，并可作为该桩波速的参考取值，当无法获取 本工地实测桩身平均波速时可按类似工程的检测数据或经验取值初步分析判定被检桩的 桩身缺陷,至于被检桩的深部质量和桩端状态必须按照本规程第4.4.6条的规定采取其他 合适的方法予以检测 用实测信号的频谱曲线辅助分析被检桩的完整性时当桩侧土与桩身材料的弹性模量 或波速比差别较大时会使桩端第一与第二谐振峰的频率差明显地比后续的偏小导致所计 端第一与第二谐振峰的频率来计算而应尽可能地采用更高阶的相邻谐振峰频率 严重离析和缩颈等缺陷是容易识别的而实际工程中往往由于工程地质条件和施工工艺 的原因桩身某处截面沿深度会逐渐缓慢地增大或缩小在某一深度处又以突变的方式恢复 到设计尺寸实测信号对缓变型截面变化反应不甚敏感而对突变型截面变化反应敏感因 比容易将突变特征信号造成对桩身的质量类别的误判对此必须引起注意 效地检测出桩端的嵌岩质量即在桩端波形呈反相反射时则认为嵌岩状况良好反之则认 为在桩端处存在低劣混凝土或沉渣的可能性较大，或者存在软弱夹层或岩溶孔洞等实际 检测中当嵌岩桩桩端出现较强的同相反射波应采用频域曲线的嵌固系数辅助分析结合 君土工程勘察和施工资料进行综合判断必要时采用其他有效的方法进行核验以确保桩基 础工程使用的安全性 挤土效应，有时往往在桩段接头部位出现桩被挤断并随土体隆起而上浮的工程质量事故，被 检测到的浅部第一节桩就像一根完整的短桩因此，仅仅从桩身接头的反射波特征往往难 以准确地判定是接头焊接不良还是断裂错位为进一步确认缺陷桩的类型可采用高应变 动测法检测桩的贯入度或静载荷试验观测桩的沉降大小来判定

存在的反射波应区分出是由桩身波阻抗变化或缺陷引起的还是由侧土的分层交界面引起 的一般来说，若桩身截面和质量沿深度方向的均匀性好，则由桩侧土分层交界面引起的反 射波是不强烈的，因此,在分析中应综合考虑多方面的因素,以避免将完整桩误判为缺陷 桩 由于工程地质或施工工艺等原因，有些桩在时域曲线中反映为反向的扩径特征，甚至可 见到二次的同向反射，并且从施工记录中得到验证，此类桩一般不应视为有缺陷，应判为基 本完整的类桩 对于缺陷桩，其实测时域波形和频域曲线均呈现出一定程度的复杂性，当桩身截面形状 和材料均勾性沿深度的变化严重时更是如此判别桩身存在严重缺陷的主要依据是在实测 时域波形上桩身某处的反射波强烈，井伴有多次反射，一般情况无法识别桩端反射信号 从实际工程应用角度来说，当一个缺陷的类型位置及其严重程度均被较为准确地判定 后它对桩的工程性状会产生怎样的影响以及如何处理的问题也就相对地容易解决了本 方法对被检桩的质量类型进行判定，目的就是为了向工程设计入员提供桩身缺陷的一个综 合影响评判指标然而，由于低应变反射波法固有的局限性，现实尚难以较为准确地检测出 缺陷的类型及其严重程度因而本规程对桩身质量类型的判定结果仍具有一定程度的不确 定性在工程应用中对此应予以注意 对桩身反射信号有的是真正的桩身缺陷但也有的是由土层分层界面和桩身结构产 生从自前的工程实践来看仅运用本方法来较为准确地判定出引起桩身反射的确切原因 还是有一定的困难目前通常是根据反射波信号峰值的大小来判定桩身缺陷的程度，它除 受缺陷程度高低的影响外，还与桩侧土性质及缺陷所处的深度有关，相同程度的缺陷因桩测 土性或埋深不同其反射波峰值的大小存在明显的差异因此如何正确判定桩身缺陷的严 重程度并确定属何类质量的桩应仔细认真对照设计桩型工程地质条件和施工情况等进行 综合分析判断不仅如此缺陷桩的类别划分还应结合基础和上部结构型式对桩的沉降和 承载力的要求考虑桩身缺陷引发桩身结构破坏可能性的大小不宜单凭测试信号定论如 果对缺陷程度和质量类别的判别确有困难除了进行复测以确认曲线的其实性外还及时与 委托单位联系以采用其他有效方法进一步验证 本方法依据时域曲线的桩端反射时间和已知桩长来估算整桩的混凝土波速或采用式 波速平均值不能代表工地中某一根桩的真实波速但对桩型和施工工艺相同的同一工地中 的一批桩用波速平均值估算桩长并作为判定是否达到设计要求是目前较为简便且较为可 信的方法在公路桥梁的施工中，尤其是嵌岩桩实际桩长的评估尤为重要因此，在检测中 发现桩长估算值与设计桩长明显不符时必须进行复测直至采用钻孔取芯法在桩身混凝土 中取芯验证

5. 1适用范围 两者之间由于阻抗的显著差别而会被激发出较大的塑性相对位移和地基对桩身的阻力 应变动测法就是根据桩顶实测的力和振动速度信号通过波动理论反分析来推算桩身阻抗 应力和桩侧土阻力分布桩端阻力等工程力学性指标并由此推定被检桩的完整性轴向

压极限承载力或选择桩型和桩长，统称为试打桩、监控桩锤工作效率和在打桩施工过程中 桩身承受的最大锤击应力，统称为打桩监测、 制后者正是高应变动测法所能推算的承载力由于目前尚不能够很好地定量描述岩土的 非线性力学行为及其桩土相互作用机理要从受静动力特性同时影响的实测桩顶振动速 度和力信号中分析推算出被检桩的静力轴向抗压极限承载力人们就必须对所用的计算模 型作出许多简化假定为了针对不同的桩型和工程地质情况获得这些简化模型的合理参 数或对其推算的单桩极限承载力的结果进行有效地修正，检测单位和测试分析人员应该在 桩型及其施工工艺和岩土情况基本相同的条件下积累一定量的静载荷试验和高应变动测 对比资料以及现场实践经验这对混凝土灌注桩尤其重要 使桩产生一定的贯入度和使桩侧桩端岩土阻力得以充分发挥对超长桩端无沉渣的大直 径扩底和嵌岩混凝土灌注桩，由于其截面积大和实际极限承载力高等多种原因，激振用的锤 重往往显得不够且与桩的匹配能力下降，深部桩身桩端位移和岩土阻力难以得到充分地发 挥，因而不能满足高应变动测法推算被检桩轴向抗压极限承载力的基本条件此时，可考虑 采用在桩身中预埋荷载箱进行自平衡静载荷试验确定单桩承载力另外这些桩的截面形 状往往复杂且沿深度多变而不容易较准确地加以模拟继而使高应变动测法分析计算结果 的精度下降因此，当被检桩的充盈系数明显高于基桩施工规范要求和本场地平均值时，其 检测结果的代表性将变差。 使用环境恶劣动测仪器的环境性能指标和可靠性也应值得重视 常见长度的工程桩是合适的但对于短桩或超长桩，这一采样时间间隔可适当减小或增大 之用 为确保实测信号的可靠性传感器必须按本规程规定进行标准计量检定使用时应按有 效的检定结果设定传感器的灵敏度 选用整体浇铸且质心较低的钢铁锤激振 估极限承载力的大小相匹配合理的最小锤重目前还不能从理论上计算出来本条款的规 定是参考国内外已有的实际工程经验综合取定的当不能满足本条款规定的最小锤重要求 时一般不得应用本方法进行被检桩的轴向抗压极限承载力检测 生振动继而会导致桩的贯入度测量结果可靠度降低因此在现场测量桩的单击贯入度 时，应采用可远离受检桩的精密仪器设备如激光水准仪等， 从理论上说人们是可以从实测桩顶加速度经两次积分得到的位移信号来确定该桩的 贯入度这虽然最方便但可能存在下列问题 由于信号采集时段短，信号采集结束时桩的运动尚未停止以柴油锤打长桩时为

甚、因而不能真实地确定桩的贯入度 度，零漂大和低频响应差时间常数小时尤其明显 因此，对于被检桩贯入度测量精度要求较高的工程，由对实测加速度信号积分获得的贯 入度仅可作为参考值 5. 3现场检测技术 基土体的强度从而在一定的时间内使桩的极限承载力下降但由于土的蠕变效应和土体 重新固结等因素的影响土体强度乃至桩的极限承载力会随时间的变化而逐渐恢复甚至提 高，在饱和软粘土地区更为明显但由于目前尚难以建立单桩承载力的时间效应系数的普 遍适用公式，为使检测结果与工程设计所依据的静载试验相一致，高应变法动测距沉桩的最 短时间间隔必须满足本条规定的休止期 在执行本条时应根据被检桩的荷载传递特性来确定地基土的类型对端承桩应根据 桩端持力层的土性来选用休止期，对于摩擦桩休止期的确定应取决于桩侧土的性质此时 桩侧若是性质相差悬殊的层状土则一般宜按休止较长的那种土层及其影响权重大小来综 合考虑对于摩擦端承桩和端承摩擦桩其休止期遵从类似原则确定 承载力，桩身混凝土强度必须达到设计要求的等级在桩基施工时若为了能够提前进行高 应变动测而在桩身混凝土中添加了早强剂,则检测时间也不得早于本规程第 5.3.1 条规定 的地基土休止期 检测时击碎桩头和锤击偏心另外为了解被检桩的基本性状和提高高应变法动测工作的 成功率，在桩头加固处理前应对其完整性进行低应变法检测，当确认拟检桩属于=或V类 桩因其不具有代表性和不满足高应变法的分析原理一般不宜用本方法检测桩的极限承载 力，但若为了弄清桩身缺陷特性或产生原因等目的则仍可以对其进行高应变法检测只是 有关单位事前应对此做出专门的研究和决定 响同时还可以适当调整锤击力的作用时间继而提高锤击能量的传递比和实测信号的质量 的实测信号接近于桩身一维杆件假设条件同时减小锤击力在桩顶可能产生的塑性变形的 影响和对偏心激振进行平均法修正，从而提高测试信号的有效性为了减小新老混凝土界 面对实测信号的影响,传感器的安装位置与此距离应不小于0.3倍被检桩的截面边长或外 径 传感器，尤其是应变传感器、安装的好坏直接影响到动测信号采集的精度现场必须在 检测仪器监控条件下由经过专门训练过的人员来操作 F=AEE (5.1 式中A和E分别是测点处桩身截面积和材料弹性模量，其中E可由设定的该处桩身波速和 度，同时还影响力和速度信号起始段是否应该重合的判定 测点下桩长是指桩侧传感器安装点至桩端的距离一般不包括桩尖部分

桩，其值变化范围因与集料品种粒径级配成桩工艺，导管灌注振捣离心、及龄期等因素 波速作为设定值，而灌注桩则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 在后续计算分析时再根据实测信号进行修正应该指出的是被检桩桩身的平均波速和传 感器安装处桩身的波速是两个不同量后者一般不得任意随前者的改变而调整 增大而增大但其主频却是随着锤重的增大而减小激振锤的落距越高它冲击桩顶时的初 速度和所产生的锤击应力及其偏心的可能性越大桩头就越容易被击碎但若采用重锤低 击方式激振往往能够有效地改善波在桩身传播的不均匀性降低桩侧和桩端岩土阻力发挥 过程中的动力学效应从而可以显著地提高传递给桩的锤击能量和增大桩顶位移因此 “重锤低击”是保障高应变法动测被检桩承载力准确性的重要原则之一 贯入度的大小与桩端刺入或持力层压密塑性变形量相对应是反映桩侧桩端土阻力是 否得以充分发挥的一个重要度量指标国内外动静对比试验和工程实践表明当被检桩的 单击贯入度过小或过大时桩侧和桩端土在检测中表现出的力学行为与后续分析所依据的 计算模型均会产生较大的差别继而使被检桩的轴向抗压极限承载力推算结果的可靠性下 降且变得更难以对其进行评估本条规定的贯入度范围是根据国内外工程实践取定的其 中对纯摩擦桩可取低值，而对具有一定端承作用的大直径桩，则一般宜取高值 高应变动测法所用的激振能量高每次锤击均会对桩侧桩端土产生明显的扰动，后续 锤击力下发挥出的岩土阻力及其沿深度分布与开始时的将会有所差别因此当检测桩的 极限承载力时，为了能够真实地反映其原有的特性，锤击次数应按本条规定加以限制，其中 打桩监控中的全过程监测，是指对混凝土预制桩或钢桩开始施打后，在桩锤正常爆发起 跳至收锤的整个过程中所进行的测试 性等密切相关而现场检测环境又经常存在一些不利因素因此检测人员应能熟练地判定 检测系统的工作状态排除各种可能的干扰及时对每次采集到的信号进行初步分析和计 测的基本要求并为调整在现场的后续检测工作方案提供依据在进行预制桩打桩监控时 按每次采集一阵（10击）的信号进行判别 变动测信号质量往往同时受传感器安装好坏及在检测时是否松动锤击偏心程度传感器安 装面处混凝土是否开裂或出现明显塑性变形的影响这些影响对应变传感器测得的力信号 常很难避免，故而严禁用单侧力信号进行被检桩工程性状的分析计算 桩施工前进行试打桩在试打桩时，对接近地表的软土层和对单桩承载力影响小且不可能 作为持力层的土层，可以不测或少测为便于确定更深的土层为合适的持力层，试验桩的长 度可比初步设计的长些 裂甚至断裂事故对于混凝土桩由于其抗拉强度比抗压强度低得多桩身锤击拉应力是其 施工监控的最重要指标对深厚软土地区的长桩,打桩时侧阻力和端阻力很小，桩锤爆发起 跳产生的下行压力波在桩底反射回来时变成了上行拉力波，其头部（拉应力幅值最大)会与 后续锤击产生的下行压力波的尾部加而在桩身某一部位产生净拉应力当这一净拉应力 的最大值超过混凝土抗拉强度时，就会将此处的桩身拉裂另外，当桩端所进入的土层比桩

侧土明显软弱时，桩端也将产生上行拉应力波桩身锤击压应力的大小受锤重落高和桩垫刚度等因素的综合影响实践表明在桩锤确定的情况下，桩端阻力或桩侧阻力越大，桩顶的刚度就越高，桩顶遭受的锤击压应力也将增大因此，桩身压应力宜在桩端进入硬土层或桩侧土阻力较大时测试，另外，在打桩过程中有时会突然出现贯入度骤减或拒锤，其原因可能是桩端碰上孤石或基岩，继续施打也会造成桩身因压应力过大而破坏。代表被检桩的实际承载力特性本条规定宜取头两次锤击中能量和贯入度较大的有效信号作为承载力分析的依据但从桩身完整性评判方面来说，桩侧土体受多次锤击而扰动和强度降低倒是一个有利因素，因为此时的桩身缺陷和桩底反射往往会更加清晰易瓣在对信号进一步分析处理前，需要对检测时设定的桩身平均波速进行调整，当桩底反射明显时平均波速也可根据力和速度信号上的桩底反射波历时或下行波上升沿的起点与上行波下降沿的起点间的时差和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信号的峰一峰，时差来确定桩身的平均波速桩较短且锤击力波上升缓慢时可采用低应变动测信号确定桩身的平均波速传感器安装位置桩身的波速仅与该处材料性质有关，原设定值可以不随桩身平均波速的调整而改变但若原设定值与实际情况相比确实需要调整，则应对原实测力信号关于新波速值进行修正对于完整性良好的等截面匀质桩，若在一定深度范围内地基土的阻力不大，则实测的力的比例失调将属于正常1传感器以下浅部桩身缺陷导致速度信号偏高,或浅部桩身扩颈和地基土阻力高造成力信号偏高高的弹性模量继而造成力信号偏高早除对第？种情况可适当减小力值以避免预示的承载力过高外在其他情况下均不得对实测信号关于力和速度信号在上升沿的比例性进行随意的调整质有一个大体的认识则在进一步分析中对模型及其参数选取乃至计算结果的合理性判定等方面将起到十分重要的作用这也要求高应变法动测分析人员应该具备坚实的基础理论和专业知识并具有丰富的检测工程实践经验然后再应用波动理论对实测信号数据进行反演计算而求出这些桩土模型中的参数值，最后由此推算出被检桩的极限承载力和评判桩身的完整性在反演计算的每一循环中先假定各桩单元和地基土的模型参数并将实测速度，或力上行波下行波信号曲线作为输入边界条件，然后用数值方法求解波动方程得出相应的桩顶的力或速度下行波上行波、信号计算曲线，若这一计算曲线与实测曲线不吻合，说明所假设的某些模型参数不合理而需要调整在这些参数被调整后，再重复进行上述循环的计算，直至计算与实测曲线的吻合程度符合一定的要求为止，此时贯入度的计算值与实测值也应基本相同由于所用分析模型的非线性并且包含了诸多参数上述反演计算的结果一般来说是不惟一的。因此，要想获得较为可靠的检测结论，在应用曲线拟合法时必须遵从本条款的具体

上回弹继而使得桩身从顶部逐渐向下明显地产生土阻力卸载，而此时桩的中下部土阻力 适用范围必须积累了成熟的经验后方可采用 直径和超长桩的深部和桩端质量信息用它来专门检测桩身的完整性通常会被认为是不合 算的事情当被检桩的截面阻抗沿深度基本均匀时TB 10063-2016 铁路工程设计防火规范，测点下第一个缺陷的位置及其程度可 用本条款所述方法进行定量分析，其中桩身完整性系数由下式计算

式中 β 桩身完整性系数 t1 1x F(ti).F(tx) V(t1),V(tx) 桩身截面力学阻抗(kN：s/m); Z D 缺陷以上部位土阻力的估算值

若桩身第一个缺陷较浅或第一个缺陷下方不远处存在第二个缺陷则本条方法的分析 陷反射波相叠加，在后种情况下第二个缺陷反射波会叠加在第一个反射波上，继而分别导致 的完整性时,宜与其桩头加固处理前的低应变动测结果进行比较分析，由此检验结论的可靠 性或了解缺陷是否在高应变法动测中受锤击恶化 合法的结果来评价它的完整性和低应变反射波法一样高应变动测法分析桩身完整性的 原理实际上也是依据桩身的阻抗变化，从而一般也不易判定出确切的缺陷性质但由于高 应变法的信号能量大且同时测量力和振动速度信号故可对桩身波阻抗沿深度的变化进行 定量推定，而且在连续锤击过程中还可观察缺陷的扩大和逐步闭合情况，这是低应变反射波 法所不能比拟的 当有轻微缺陷,并确认为水平裂缝(如预制桩的接头缝隙)时,裂缝宽度w可按下式估 算

式中V和F分别为实测桩顶振动速度和力信号，AR为缺陷以上部分土阻力的估算值，Z为 桩身截面力学阻抗 期的地基土的强度因此用初打桩的实测信号分析出的侧土阻力和端阻力应该分别乘以 各自的时间效应系数才能作为该场地此类桩承载力的依据由于这种时间效应系数的影 响因素诸多且难以准确取定桩的极限承载力应由满足休止期的复打试验信号来加以推算 和校验 桩端持力层的选定应根据设计对承载力和沉降的要求沉桩施工机械工程场地岩土剖

面状况以及经济指标等因素来综合确定 及其对应的，就是桩身受到的最大拉应力和发生的位置与传感器间的距离由于土阻力 取为实测的最大锤击力在打桩监控中这两种桩身最大锤击应力均不得超过国家现行有 关技术标准规定的限值 信号开始起跳时计算、当在桩顶侧面采用应变传感器测量锤击力时，若地基土在浅部产生 较强的侧阻反射或桩长较小致使桩端反射与锤击力信号叠加则采用该式计算桩锤实际传 递给桩的能量将会存在偏差在条件许可时为减小这种误差也可以在桩锤上安装加速度 传感器，然后通过实测桩锤最大速度，理论上应出现在开始撞击桩顶的时刻、和桩锤质量计 算桩锤的最大动能并且由此与其额定能量相比来计算该桩睡的实际工作效率用这种方 法检测桩锤效率时应放置薄的锤垫而不能放置尺寸和质量较大的桩帽以减小这些中间 环节过多地改变桩锤传递给桩的实际锤击能量 当实测的桩锤效率比额定值明显偏低时应及时检查是否为使用的锤垫不合理或被检 桩桩顶开裂破碎所致 是一种理论和技术性要求很高的工作为了尽可能有效地从监督检测分析过程的规范性来 判定检测结果的可靠性，检测报告必须包含本条规定的相关技术内容， 6超声波法

另一根声测管中接收或单孔中发射并接收可以测出被测混凝土介质的声学参数由于超 声波在混凝土中遇到缺陷时会产生绕射反射和折射因而到达接收换能器的声时波幅及 主频发生改变超声波法就是利用这些声波特征参数来判别桩身的完整性 对跨孔透射法当桩径较小时声测管间距也较小其测试误差相对较大同时预埋声测 管可能引起附加的灌注桩施工质量问题因此本规程规定声波透射法只适用于桩径不小 单孔折射波法是根据公路桥梁对桩基的质量要求检测钻芯孔孔壁周围的混凝土质量 室内数据处理的工作效率保证检测结果的准确性和科学性 能器绝缘性能降低而产生的低频信号，造成自动判读时丢波和错判现象。 6.3现场检测技术 6.3..1 面、的混凝土质量密切相关当灌注桩的直径增大时，每组声测管间超声波的混凝土检测范 围占桩截面积比例减小，不能反映桩身截面混凝土的整体质量状况，因此，声测管的数量及

布置方法决定了桩身混凝土实际的检测面积和检测范围，对直径大的桩必须增加声测管的数量声测管布置，三管应按等边三角形均匀布置（构成三个声测剖面），四管则应按正方形均匀布置（构成六个声测剖面）公路基桩大多数是大桩长桩由于混凝土的水化热作用及钢筋笼安放和混凝土浇注过程中存在较大的作用力容易造成检测管变形断裂，从而影响检测工作的顺利进行因此，本规程建议声测管采用强度较高的金属管在安装检测管时，为避免产生漏浆和因焊渣造成管内堵塞问题，检测管不应采用对焊方法连接的距离来计算因此必须将声测管理设得相互平行为减少偏差可在相邻声测管之间焊接等长水平撑杆根据公路工程的特点和便于了解桩身缺陷存在的方位，本规程规定检测管编号按前42行方向的顶点为起始点顺时针编号，因此，声测管埋设时宜将其中一根对准线路前行方向6.3.2带来误差因此检测前应冲洗检测管井灌满清水做为耦合剂两换能器之间的距离，同时定幅测量与之相应的声时，再分别以纵横轴表示间距和声时作6.3.3在声波透射法检测中应随时校准收发换能器所在的深度是否相同以避免由于过大的相对高差而产生较大的测试误差为防止漏检桩身混凝土的缺陷，上下相邻两测点的凝土内部缺陷的反应往往比声时更具敏感性在实际检测中，波幅是一个相对量，而声时又是根据波形的起跳点来确定的因此为了使不同位置处的检测数据具有可比性和应用价值，在同一根桩的检测过程中，声波发射电压和放大器增益等参数应恒定，并进行等幅测试是基本方法，而等差同步和扇形扫测主要用于确定缺陷位置和大小，其发收换能器连线的条件的检测单位将其作为桩身缺陷定量分析的方法使用。因此，本规程未将声波频率深度曲线作为桩身混凝土完整性的主要判定指标之一目前桩身混凝土缺陷判别主要依据于实测声速波幅及其随深度的变化曲线及声速判据波幅判据和PSD 判据进行综合分析后得出

1声速判据.声速临界值的确定基于概率法，即无缺陷的混凝土声速测值虽因其本身 的不均匀性造成一定的离散性但符合正态分布，由缺陷造成的低声速值异常值不符合正态 分布因此，确定临界值时必须采用正常混凝土的声速平均值及标准差，否则，求得的声速 产生的误差影响 声速是材料的基本物理量之一它与混凝土强度相关实测声速应大于或等于声速低限 值声速低限值由同条件混凝土试件做强度和速度对比试验结合地区经验确定声速低 宜低于0.85R， 2波幅判据,波幅是相对测试,也曾有人试图用概率统计理论来确定临界值,但由于桩 身混凝土内部结构的变异性很大而难以找出较强的波幅统计规律性，因而实际中多是根据 买测经验将波幅值的一半定为临界值 声时差的大小又与缺陷程度密切相关，因此两者之积对缺陷的反映更加明显，即

结合波形施工工艺和施工记录等有关资料进行综合分析，以确定桩身混凝土缺陷的位置和 程度当声速普遍低于低限值时沼气工程技术规范第3部分：施工及验收，应通过钻孔取芯法检验基桩的混凝土强度 用低应变反射波法检测桩端的支承情况确保基桩承载力满足设计要求