桥梁桩基检测方法

1、低应变反射波法

1.1 目的与适用范围

（1）本方法适用于混凝土灌注桩和预制桩等刚性材料桩的桩身完整性检测。

（2）本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩身的完整性，判定桩身缺陷位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。

（3）使用本方法时，被检桩的桩端反射信号应能有效识别。

1.2 仪具与材料技术要求

本方法需要下列仪具及材料：

（1）信号采集及处理仪：

①数据采集装置的模-数转换器不得低于12位；

②采样间隔宜为10~500 s  ，可调；

③单通道采样点不少于1024 点；

④放大器增益宜大于60dB，可调，线性度良好，其频响范围应满5Hz~5kHz。

（2）传感器：

①传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围；

②加速度传感器的电压灵敏度应大于l00mV/g，电荷灵敏度应大于20PC/g，上限频率不应小于5kHz，安装谐振频率不应小于6 kHz，量程应大于l00g；

③速度传感器的固有谐振频率不应大于30Hz，灵敏度应大于200mV/cm·s

-1 ，上限频率不应小于1.5 kHz，安装谐振频率不应小于1.5 kHz。

（3）激振设备：根据桩型和检测目的，宜选择不同材质和质量的力锤或力棒，以获得所需的激振频率和能量。

（4）专用附件。

1.3 方法与步骤

（1）准备工作：

①检测前应对被检工程进行现场调查，搜集其工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等，了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况。

②根据现场实际情况选择合适的激振设备、传感器及检测仪，检查测试系统各部分之间是否连接良好，确认整个测试系统处于正常工作状态。

③桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测点和激振点磨平。桩头不要破碎、不要有杂物、不要有水。

④应测量并记录桩顶截面尺寸。

⑤混凝土灌注桩的检测宜在成桩14d以后进行。

⑥打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。

（2）传感器安装：

①传感器的安装宜采用石膏、黑色黄油（或粘性好的黄油）、粘性好弹性差橡皮泥等藕合剂，粘结应牢固，并与桩顶面垂直。

②对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心1/2~2/3 半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。当桩径不大于1000mm 时不宜少于2个测点；当桩径大于1000mm 时不宜少于4个测点。

③对混凝土预制桩，当边长不大于600mm时不宜少于2个测点；当边长大于600mm时不宜少于3个测点。

④对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

⑤对预应力混凝土管桩不应少于2个测点。

（3）激振应符合下列要求：

①混凝土灌注桩、混凝土预制桩的激振点宜在桩顶中心部位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45°。

②激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。

③采用力棒激振时，应自由下落；采用力锤敲击时，应使其作用力方向与桩顶面垂直。

（4）检测工作应符合下列要求：

①采样频率和最小的采样长度应根据桩长和波形分析确定。

②各测点的重复检测次数不应少于3 次，且检测波形具有良好的一致性

③当干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振，提高信噪比；当信号一致性差时，应分析原因，排除人为和检测仪器等干扰因素，重新检测。

④对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证。

1.4 计算

（1）桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合施工情况、岩土工程勘察资料和波型特征等因素进行综合分析判定。

（2）混凝土灌注桩采用时域信号分析时，应结合有关施工和岩土工程勘察资料，正确区分由扩径处产生的二次同相反射与因桩身截面渐扩后急速恢复至原桩径处的一次同相反射，以避免对桩身完整性的误判。

（3）对于嵌岩桩，当桩端反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合岩土工程勘察和设计等有关资料以及桩端同相反射波幅的相对高低来推断嵌岩质量，必要时采取其他合适方法进行核验。

（4）桩身完整性的分析当出现下列情况之一时，宜结合其他检测方法：

①超过有效检测长度范围的超长桩，其测试信号不能明确反映桩身下部和桩端情况；

②桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩；

③当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料加以解释或验证；

④实测信号复杂、无规律，无法对其进行准确的桩身完整性分析和评价；

⑤对于预制桩，时域曲线在接头处有明显反射，但又难以判定是断裂错位还是接桩不良。

1.5 结果判定

桩身完整性类别应按下列原则判定：

（1）I类桩：桩端反射明显，无缺陷反射波，振幅谱线分布正常，混凝土波速处于正常范围。

（2）Ⅱ类桩:桩端反射较明显，但有局部缺陷所产生的反射信号，混凝土波速处于正常范围。

（3）Ⅲ类桩:桩端反射不明显，可见缺陷二次反射波信号，或有桩端反射但波速明显偏低。

（4）Ⅳ类桩:无桩端反射信号，可见因缺陷引起的多次强反射信号，或按平均波速计算的桩长明显短于设计桩长。

1.6 报告

报告应包含如下内容：

（1）桩身混凝土波速值；

（2）桩身完整性描述，包括缺陷位置、性质及类别；

（3）时域曲线图，并注明桩底反射位置；

（4）桩位编号及平面布置示意图，地质柱状图。