作業(yè)指導(dǎo)書(基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測)編寫：審核：批準(zhǔn)：生效日期：年月日第1版第0次修改管理類別受控非受控.二OO八年十一月作業(yè)指導(dǎo)書1.檢測方法及適用范圍低應(yīng)變法：采用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，實(shí)測樁頂部的速度時(shí)程曲線或速度導(dǎo)納曲線，通過波動(dòng)理論分析或頻率分析，對樁身完整性進(jìn)行判定的檢測方法。本方法適用于檢測混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。適用于建筑、市政、交通工程中的各類鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁及其他類型的打入樁。2.檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003。3.檢測的目的檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。4.檢測原理本方法的實(shí)質(zhì)是把混凝土樁視為一維彈性桿件，當(dāng)樁頂受一沖擊后，激發(fā)一瞬態(tài)應(yīng)力波，應(yīng)力波沿樁身向下傳播，傳至波阻抗界面（缺陷或樁底）而產(chǎn)生反射波信號(hào)。通過安裝在樁頂?shù)母哽`敏度傳感器，接收反射波，分析應(yīng)力波各種特征，綜合判斷樁身質(zhì)量。檢測框圖如下：5.儀器設(shè)備及管理5.1用于低應(yīng)變波法測試的儀器一般由測振傳感器、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集裝置和顯示記錄等部件組成。5.2對檢測設(shè)備及傳感器的要求：加速度傳感器靈敏度應(yīng)大于100mV/g，動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)140-160dB；速度傳感器靈敏度應(yīng)大于300mV/cm/s，動(dòng)態(tài)范圍一般小于60dB。整個(gè)檢測系統(tǒng)應(yīng)具有可靠的防塵、防潮、防震性能，各部件間匹配良好，整體系統(tǒng)誤差小于5%。5.3儀器設(shè)備的管理①儀器設(shè)備進(jìn)出庫應(yīng)進(jìn)行登記，并確認(rèn)完好狀態(tài)。②設(shè)備使用時(shí)進(jìn)行維護(hù)并填寫日常運(yùn)營保養(yǎng)記錄。5.3常用動(dòng)測設(shè)備為：RSM—24FD樁基動(dòng)測分析系統(tǒng)；PIT樁基完整性測試儀。兩種型號(hào)設(shè)備均是集信號(hào)放大、數(shù)據(jù)采集、顯示記錄和分析處理于一體的高性能儀器，加配備專用加速度傳感器，系統(tǒng)性能均優(yōu)于5.2條要求。5.4測試系統(tǒng)要求每年校準(zhǔn)一次。6.檢測前準(zhǔn)備6.1收集和了解檢測工程概況工程項(xiàng)目名稱，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位名稱；場地工程地質(zhì)勘察報(bào)告；樁基本參數(shù)：樁型、樁徑、樁長、樁身砼強(qiáng)度、持力層及極限承載力；樁位圖及樁基施工記錄。6.2試樁數(shù)量要求低應(yīng)變抽檢比例為：設(shè)計(jì)等級為甲級，或地質(zhì)條件復(fù)雜、成樁質(zhì)量可靠性較低的灌注樁，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%，且不得少于20根；其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于于總樁數(shù)的20%，且不得少于10根。當(dāng)采用低應(yīng)變法抽檢樁身完整性所發(fā)現(xiàn)的Ⅲ、Ⅳ類樁之和大于抽檢樁數(shù)的20%時(shí)，宜采用原方法，在未檢樁中繼續(xù)擴(kuò)大抽檢。6.3樁身完整性驗(yàn)收檢抽樣檢測的受檢樁選擇宜符合下列規(guī)定：①施工質(zhì)量有疑問的樁；②設(shè)計(jì)方認(rèn)為重要的樁；③局部地質(zhì)條件出現(xiàn)異常的樁；④同類型樁宜均勻隨機(jī)分布；⑤所有柱下的承臺(tái)抽檢樁數(shù)，均不少于1根。⑥對于施工過程中發(fā)現(xiàn)的疑問樁，不應(yīng)計(jì)入正常抽檢比例。6.4受檢樁應(yīng)符合下列規(guī)定：①檢測樁樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且不小于15MPa；②樁頭的材質(zhì)、強(qiáng)度、截面尺寸應(yīng)與樁身基本等同；③應(yīng)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；樁頂面應(yīng)平整干凈且無積水、密實(shí)，并與樁身軸線基本垂直；④割掉妨礙正常測試的樁頂外露主筋；⑤對于預(yù)應(yīng)力管樁，當(dāng)法蘭盤與樁身混凝土之間結(jié)合緊密時(shí)，可不進(jìn)行處理，否則，應(yīng)采用電鋸將樁頭鋸平；⑥樁頭應(yīng)與混凝土承臺(tái)斷開；樁頭側(cè)面與墊層相連時(shí)，應(yīng)斷開。7.現(xiàn)場檢測流程7.1測試系統(tǒng)參數(shù)時(shí)域信號(hào)記錄的時(shí)間長度應(yīng)在2L/c時(shí)刻后延續(xù)不少于5ms；輻頻信號(hào)分析的頻率范圍上限不應(yīng)小于2000Hz。②設(shè)定樁長應(yīng)為樁頂測點(diǎn)至樁底的施工樁長，設(shè)定樁身截面積應(yīng)為施工截面積。③樁身波速應(yīng)根據(jù)本地區(qū)同類型樁的測試值初步設(shè)定。參考下列混凝土強(qiáng)度等級與波速關(guān)系（表1）。該表是參考以往有關(guān)資料以及室內(nèi)高強(qiáng)度混凝土C60測試的超聲波波速，按0.93換算過來的。表1混凝土強(qiáng)度等級與波速關(guān)系參考表混凝土強(qiáng)度等級C15C20C25C30C40C602300～2800～3300～3600～3900～4100～波速范圍(m/s)300035003800400042004300④采樣時(shí)間間隔或采樣頻率應(yīng)根據(jù)樁長、樁身波速和頻域分析分辨率合理選擇；時(shí)域信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)不宜小于1024點(diǎn)。⑤傳感器的設(shè)定值應(yīng)按計(jì)量檢定結(jié)果設(shè)定。7.2測量傳感器安裝和激振操作應(yīng)符合下列規(guī)定：傳感器安裝應(yīng)與樁頂面垂直；用耦合劑粘結(jié)時(shí)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。實(shí)心樁的激振點(diǎn)位置應(yīng)選擇在樁中心，測量傳感器安置位置宜在樁頂距樁中心2/3半徑處；空心樁的激振點(diǎn)與測量傳感器安置位置宜在同一水平面上，且與樁中心連線形成的夾角宜為90°，激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置宜為樁壁厚的1/2處。③激振點(diǎn)與測量傳感器安裝位置應(yīng)避開鋼筋籠的主筋影響。④激振方向應(yīng)沿樁軸線方向。⑤瞬態(tài)激振應(yīng)通過現(xiàn)場敲擊試驗(yàn)，選擇合適重量的激振力錘和錘墊，宜用寬脈沖（重錘）獲取樁底或樁身下部缺陷反射信號(hào)，宜用窄脈沖（小錘）獲取樁身上部缺陷反射信號(hào)。⑥穩(wěn)態(tài)激振應(yīng)在每一個(gè)設(shè)定頻率下獲得響應(yīng)信號(hào)，并應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長及樁周土約束情況調(diào)整激振力的大小。7.3傳感器的選擇對基樁進(jìn)行低應(yīng)變反射波法測試時(shí)宜選用高靈敏度加速度計(jì)檢測。速度計(jì)容易采集到具有振蕩的波形曲線，對淺層缺陷反應(yīng)不是很明顯。加速度計(jì)無論是在頻響特性還是輸出特性方面均具有巨大優(yōu)勢，并且它還具有高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，因此用高靈敏度加速度計(jì)測試所采集到的波形曲線，沒有振蕩，缺陷反應(yīng)明顯。7.4信號(hào)采集和篩選應(yīng)符合下列規(guī)定：①根據(jù)樁徑大小，樁心對稱布置2-4個(gè)檢測點(diǎn)；每個(gè)檢測點(diǎn)記錄的有效信號(hào)不宜少于3個(gè)。當(dāng)3個(gè)波形重現(xiàn)、樁底反射明顯、又無異常時(shí)，可存盤；如3個(gè)波形不重現(xiàn)，或出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)復(fù)測，必要時(shí)重新處理樁頭，再測。②檢查判斷實(shí)測信號(hào)是否反映樁身完整性特征。③不同檢測點(diǎn)及多次實(shí)測時(shí)域信號(hào)一致性較差，應(yīng)分析原因，增加檢測點(diǎn)數(shù)量。④信號(hào)不應(yīng)是真和產(chǎn)生飄零，信號(hào)幅值不應(yīng)超過測量系統(tǒng)的量程。7.5幾種較常用的藕合劑①粘性好的黃油或凡士林；②粘性好彈性差的橡皮泥；③牙膏；④口香糖。7.6現(xiàn)場檢測時(shí)，受檢樁周圍不應(yīng)有機(jī)械振動(dòng)，避免對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。、7.7檢測中發(fā)現(xiàn)異常樁，確認(rèn)后應(yīng)速報(bào)委托方，利于事故及時(shí)處理。7.8實(shí)測數(shù)據(jù)存盤和現(xiàn)場記錄填寫。8.資料整理及報(bào)告編寫8.1將主機(jī)數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)；8.2波速的計(jì)算：當(dāng)樁長已知、樁底反射信號(hào)明確時(shí)，在地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝相同基樁中，選取不少于5根Ⅰ類樁的樁身波速值按下列公式計(jì)算其平均值：式中cm——樁身波速的平均值；ci——第i根受檢樁的樁身波速（m/s）；L——測點(diǎn)下樁長；t——速度波第一峰與樁底反射波峰間的時(shí)間差（m/s）；f——幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差（Hz）n——參加波速平均值的基樁數(shù)量（≥5）。根據(jù)反射波相位特征，結(jié)合基樁類型、施工記錄、地下土層分布狀況綜合確定缺陷性質(zhì)和樁身完整性。8.3樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中x——樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離（m）；tx——速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差（m/s）；c——受檢樁的樁身波速（m/s），無法確定時(shí)cm值替代；f’——幅頻信號(hào)曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差（Hz）。8.4樁身完整性類別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號(hào)衰減特性以及設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況，按規(guī)范規(guī)定和實(shí)測時(shí)域或幅頻信號(hào)特征進(jìn)行綜和分析判定。樁身完整性分類表樁身完整性類別Ⅰ類樁分類原則樁身完整。Ⅱ類樁Ⅲ類樁Ⅳ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。樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響。樁身存在嚴(yán)重缺陷。樁身完整性判定類別時(shí)域信號(hào)特征幅頻信號(hào)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△f≈c/2L。Ⅰ2L/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△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△f＞c/2L。ⅡⅢⅣ有明顯缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ類和Ⅳ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。缺陷樁底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，無樁底諧振峰注：對同一場地、地質(zhì)條件相近、樁型和成樁工藝相同的基樁，因樁端部分樁身阻抗與持力層阻抗相匹配導(dǎo)致實(shí)測信號(hào)無樁底反射波時(shí)，可按本場地同條件下有8.5對于混凝與灌注樁，采用時(shí)域信號(hào)分析時(shí)應(yīng)區(qū)分樁身截漸變后恢復(fù)至原樁徑并在該阻抗突變處的一次反射，或擴(kuò)徑突變處的二次反射，結(jié)合成樁工業(yè)和地質(zhì)條件綜合分析判定受檢樁的完整性類別。8.6出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，樁身完整性判定宜結(jié)合其他檢測方法進(jìn)行：①實(shí)測信號(hào)復(fù)雜，無規(guī)律，無法對其進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)。②樁身截面漸變或多變，且變化幅度加大的混凝土灌注樁。8.7依據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)，對檢測試樁進(jìn)行分