樁基靜載檢測的方法

A. 建築樁基單樁豎向抗壓靜載試驗有哪些加卸載方式

單樁豎向抗壓靜載試驗載入方式有：
一、慢速維持荷載法：工程樁驗收檢測宜採用此法
1 每級荷載施加後，應分別按第5min、15min 、30min 、15min、45min、60min 測讀樁頂沉降量，以後每隔30min 測讀一次樁頂沉降量;
2 試樁沉降相對穩定標准:每一小時內的樁頂沉降量不得超過0.lmm ，並連續出現兩次(從分級荷載施加後的第30min開始，按1.5h 連續三次每30min 的沉降觀測值計算) ;
3 當樁頂沉降速率達到相對穩定標准時，可施加下一級荷載;
4 卸載時，每級荷載應維持lh ，分別按第15min 、30min、60min 測讀樁頂沉降量後，即可卸下一級荷載;卸載至零後，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間不得少於血，測讀時間分別為第15min 、30min ，以後每隔30min 測讀一次樁頂殘余沉降量。
二、快速維持荷載法：當有成熟的地區經驗時，可採用此法
快速維持荷載法的每級荷載維持時間不應少於1h ，且當本級荷載作用下的樁頂沉降速率收斂時，可施加下一級荷載。

B. 灌注樁靜載試驗方法有哪幾種各自特點。

目前常用的兩種：
1、錨樁法，此法費用較低，適合比較大噸位的，但要求樁基為剛性樁，因為需要配筋；
2、堆載法，費用較高，適合較小噸位的。

C. 樁基檢測方法

以應力波理論為基礎的檢測樁基質量的瞬態動測法和穩態振動法使用得較為廣泛。

10.1.2.1瞬態動測法(錘擊法/反射波法)

錘擊法是一種瞬態動測法，又稱反射波法。嵌入土中的樁基，相當於一個在阻尼介質中上端自由與下端彈性聯結的彈性桿。在樁基頂端應用錘擊的辦法施加一脈沖激振力F(t)，樁將產生縱向振動而產生應力波。波沿樁身傳播至樁底部分能量反射回樁頂。若激振力足夠大，樁和樁周圍一定范圍內的土將作為一個體系產生自由振動。當樁體中存在波阻抗差異面對，則在這些面上將產生反射波、透射波和多次反射波等，其波的運動學和動力學特徵將發生變化。通過儀器接收這些波，可對樁基質量作出判斷，並推算出單樁承載力。

(1)基本原理及波形特徵

利用小手錘在樁頭施加一沖擊力F(t)被激發應力波在樁身內傳播，當遇到波阻抗界面時，將產生反射波，其反射系數為

環境與工程地球物理

完整樁一般指樁身混凝土膠結良好，均勻連續，抗壓強度達到設計要求的樁，它只存在一個樁底波阻抗界面，由圖10.1可以看出，A₁ρ₁v₁>A₂ρ₂v₂，所以R<0，根據入射波和反射波速度量的相位關系為同向，體現在U(t)曲線上信號為同向疊加。如圖所示其波形特徵為一衰減振動曲線，衰減快，樁底反射波明顯，解析度高。由圖分析可得一次反射波旅行時為t，樁長為L，則平均速度為

環境與工程地球物理

t可以從時程曲線上讀得，若知v_c或L中任一個，便可求解。若二者均未知時，常利用統計的方法或其他實驗的方法假定v_c或根據施工記錄來假定L，以求得近似解。

圖10.1完好樁及實測波形

當樁間存在缺陷，如斷裂、夾層、空洞、縮徑或擴徑時，缺陷部位的應力波傳播速度v、密度ρ或截面積A與樁身完好部位都有所不同，即存在波阻抗差異。當應力波遇到波阻抗差異界面時，將會產生反射。若根據這一反射時間計算整樁的波速，則其結果將大於完整樁時的波速。樁身在L₁處斷開，Z₂相當於充氣或充泥的波阻抗，反射系數R<0，曲線中主要反映了L₁處多次反射波，而樁底反射不清(圖10.2)。在L₁處樁產生擴徑，應力波在L₁處反射系數R>0，入射波和反射波為反向疊加，從時程曲線不難確定擴徑和樁底位置。

圖10.2缺陷樁及波形

眾所周知，樁基的波速與樁身混凝土的密實程度有關。緻密的樁身，其波的傳播速度大，鬆散的樁身，其波速小。

(2)樁基完整性的分析與判別

波形准則。缺陷樁波形特徵見表10.1。圖10.3為典型模型缺陷樁的波形，由圖可見，其特徵明顯接收到的反射波波形對稱圓滑，無畸變，且呈指數衰減形態，則認為是完整樁的特徵波形，反之，則認為是缺陷樁波形(圖10.4)。主要原因是當彈性波在樁體中傳播時遇到不均勻界面或介質斷裂等情況，會產生反射波、透射波、散射波等，因其各波到達時間、振幅和相位可能存在差異，互相疊加後，造成波形畸變。

圖10.3各種類型模型樁的典型波形曲線

表10.1缺陷樁波旅行時曲線特徵表

續表

圖10.4各種模型缺陷樁的波形曲線

速度准則。一般彈性波在樁體中傳播的速度越高，表明樁體混凝土強度越大，反之越低。此外，當樁體中存在離析等缺陷時，往往也造成波速降低。但也有波速高、樁基質量不一定良好的特殊現象。如縮徑樁或斷裂較小的樁，往往波速並不降低，可由波速確定樁的質量(表10.2)。

表10.2波速樁基質量關系表

頻譜准則。當彈性波在樁體中傳播時，其頻率隨著傳播距離的增大，將不斷被樁土介質吸收和衰減，當樁體中存在不均勻界面時，該界面產生的反射波的頻率一般比樁底反射波頻率高，並且其相位也有所變化。通過頻譜分析，可確定其樁體的完整性。一般情況下，若樁體質量完好，則其振幅譜中只有一個主峰值，譜線對稱穩定，與峰值對應的相位譜表現為一相位，如圖10.5所示。若樁體存在結構缺陷或離析層等，則其振幅譜一般表現為兩個以上的峰值，其相位譜中的相位分不同情況有所不同。

圖10.5完整波形及頻譜圖

(3)樁基承載力計算

摩擦樁指樁置於松軟地層。當用重錘豎向敲擊樁周土或樁頭而被激起振動後，將在垂向作自由振動，並通過樁側摩擦力及樁尖作用力帶動樁周部分土體參與振動，形成復雜的樁－土振動體系，其裝置如圖10.6所示。樁及樁側參振的土體，可視作單質點振動體系，根據質量—彈簧—阻尼模式振動理論，可推導出樁基的剛度計算式。再根據剛度與承載力之間的直接相關關系，可計算出樁基的承載力。

圖10.6頻率法檢測裝置示意圖

A.樁基固有頻率

設樁及樁周土為一個單自由度無阻尼彈性系統，根據虎克定律和牛頓第二定律可以導出樁－土體系的振動是按正弦規律變化，其振動周期和固有頻率為

環境與工程地球物理

式中:m為折算後的樁質量與參扳上體質量之和;k為樁－土體系的抗壓剛度。

B.單樁抗壓剛度

環境與工程地球物理

式中:λ為動力修正系數，可取λ=2.365;g為重力加速度為9.81m/s²;Q₁為折算後參振樁重，Q₁=樁總重/3=1/3·AL₀r₁;Q₂為折算後參振土重， 為參振土擴散半徑，即r₀= ;A為樁的橫截面積(m²);L₀為樁的全長(m);L為樁的入土深度(m);r₁為樁的混凝土容重(kN/m³);r₂為樁的下段L/3范圍內土的容重(kN/m³);φ為樁的內摩擦角;d為樁的直徑。

C.單樁臨界荷載

臨界荷載指與按靜荷載試驗測定的P－S曲線上與拐點對應的荷載。根據動靜對比關系，可得臨界荷載為

環境與工程地球物理

式中:μ為靜載與動測之間的比例系數。

它是選取不同地質條件下各種類型的樁基，進行動靜對比試驗，通過數理統計分析求得的回歸系數。

D.單樁允許承載力(P_a)

對粗長樁，特別是當樁尖以下土質遠較樁側土強時，則

環境與工程地球物理

對中小樁，特別是當樁尖以下土質較樁側土弱時，則

環境與工程地球物理

式中:P_a單位為kN;k為安全系數，一般取2.0。10.1.2.2穩態振動法(機械阻抗法)

(1)方法原理

該方法又稱為穩態正弦掃頻激振法。即對樁頂施加幅值不變的變頻激振力，利用速度導納隨激振頻率變化的特徵(圖10.7)來檢測樁基質量並計算承載力。

圖10.7樁基的導納反應曲線

A.速度導納

環境與工程地球物理

式中:F(f)為激振力;V(f)為利用檢波器在樁頂上可接收到其振動信號。

B.樁身砼的波速v_c

由波動理論可知:

環境與工程地球物理

式中:Δf是導納曲線上兩諧振峰之間的頻率差;L為樁長。

應用時根據已知樁長L和測得的Δf計算v_c，正常砼的波速v_c=3300～4500m/s，若v_c小於此范圍，說明砼的質量較差。另外，也可利用Δf和正常v_c值反算樁長L_m，質量好的樁L=L_m，若L_m<L則反映了在深度處有質量問題。

C.特徵導納

所謂特徵導納是指導納頻譜曲線上振幅的幾何平均值，利用實測的特徵導納與理論計算的特徵導納作比較，可判別樁基的質量。如果實測值接近理論計算值說明樁基的質量及完整性較好。理論計算的特徵導納N和實測特徵導納N_m為

環境與工程地球物理

式中:ρ_c是樁基質量密度;A_c為樁的截面積;ρ_max和Q_min是速度導納的最大值與最小值。

若N_m≈N為正常樁，若N_m>N，說明ρ_c或v_c變小(存在局部混凝土鬆散)或A_c變小(局部有縮徑)。若N_m隨頻率增高而變小，表示樁徑上大下小，也為縮徑樁。若N_m<N，一般為擴徑樁。

D.動抗壓剛度

當樁在低頻(低於樁的固有頻率)激振時，位移較小，樁的振動可視為剛體運動或平動，此時導納曲線接近於直線，其斜率的倒數為樁的動抗壓剛度，即

環境與工程地球物理

式中:|U/F|和f_m為導納曲線的低頻直線段上任一點M的導納值和頻率。

動抗壓剛度的意義及用處可歸納為:K_D反映樁周土對樁柱的彈簧支承剛度，K_D值的大小與樁的承載力有一定聯系;K_D值與靜剛度K_S建立統計關系，可以評價單樁承載力，並可估計在工作荷載下樁的彈性位移。

在實際工作中，通常不易獲得理想的曲線，在測得的諧振峰中常摻雜一些假峰，為區別真假峰，尚須測定隨頻率變化的速度導納相位變化曲線，即導納譜相頻曲線。相頻曲線上的零相位點所對應的導納譜幅頻曲線上的波峰，即為有效的諧振峰。

(2)檢測系統

樁的穩態激振測試系統中超低頻信號發生器輸出頻率5～1500Hz的自動掃描正弦信號給功率放大器，由它推動樁頂中心的電磁激振器向樁施加幅值不變的動態激振力，即激振力在激振頻率變化時，保持恆定，使樁產生穩態振動。

(3)模擬分析

為檢查機械阻抗法無損檢驗樁基質量的准確性，專門在某地製作了三根直徑1.8m、長約20m的原狀工程試樁。施工時預先在試樁內設置了各種缺陷，以供試驗測試後進行對比。

測試的各種導納曲線如圖10.8(a)，(b)，(c)所示。3^#樁的導納曲線接近調制波形，幅度較大的調制波表示距樁頂8m處有反射，由於波動尚能傳到樁底，調制波的「載頻」是樁底反射，幾個波峰間的Δf基本一致，由此可計算出波速v₀=3909m/s。由於3^#樁K_d值大於預期值，而N_m小於理論值，可以判定距樁頂8m處有斷面擴大現象。

1^#樁和2^#樁由於其L_m較製作長度短，K_d值小於預期位，N_m大於預期值，是明顯的缺陷樁。其中2^#樁無缺陷以下的反射，計算認為在6.11m處全斷裂，1^#樁有缺陷以下的較小反射，計算認為在距樁頂3.75m處有離析，9.5m處有全斷裂。

圖10.8工程試樁及導納反應曲線

D. 常用樁基檢測的檢測方法有哪些分別能檢測哪些指標

樁基檢測工作是確保樁基工程施工質量至關重要的一個環節，檢測工作質量、測試方法及結論直接關繫到建築物的安全和正常使用。
常用的樁基檢測主要方法有：靜載試驗。鑽芯法、低應變法、高應變法、聲波透射法等。
靜載實驗在確定單樁極限承載力方面，是目前最為准確、可靠的檢驗方法，下面視頻針對靜載試驗過程做了詳細的介紹。https://v.qq.com/x/page/e03989ic1ao.html
第一步：選點試驗
現場選試驗點，原則上每單位工程不應少於3點，1000m2以上工程，每100m2 至少應有1點，3000m2以上工程，每300m2至少應有1點。由委託單位及監理單位共同確定。將樁頭處理干凈且打毛至完整的水平截面，使樁頂（高於或低於自然地面）與自然地面基本標高一致為宜。
第二步：安裝千斤頂
被檢測基樁，周圍鋪設120mm厚的中砂墊層，上方正放1.5m2的承壓板，加墊板，固定油壓千斤頂。最大載入時的極限壓力均未超過千斤頂、油泵、油管額定工作壓力的80%。架設壓重平台反力裝置，設置鋼架承重平台，上堆重物，可堆放沙袋，混泥土塊等。
第三步：安裝觀測系統
安裝全自動電動油泵，壓力感測器並聯在電動油泵供油管口處。2個位移感測器對稱安裝在承壓板兩側。接收器垂直承壓板，連接到靜力載荷測試儀。
第四步：採集數據
詳細步驟見視頻介紹：https://v.qq.com/x/page/e03989ic1ao.html

E. 樁基檢測的方法有幾種驗收時應准備哪些資料

（1）成樁的質量檢驗有兩種基本方法：一種是靜載試驗法（或稱破損試驗）；另一種是動測法（或稱無破損試驗）。
（2） 樁基施工驗收應包括下列資料：
1、工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。
2、經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更情況。
3、樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。
4、成樁質量檢查報告。
5、單樁承載力檢測報告。
6、基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。

F. 樁基礎的檢測方法與驗收

一、施工前的質量驗收

鋼筋、水泥、混凝土配合比驗收

二、施工過程中質量驗收

（一）沉樁的質量控制及檢驗

打（沉）樁的質量控制

樁端位於一般土層時，以控制樁端設計標高為主，貫入度作參考。

樁端達到堅硬、硬塑的黏性土等，以貫入度控制為主，樁端標高作參考。

貫入度已達到，樁端標高未達到時，繼續錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大於設計規定的數值為准。

振動法沉樁，以最後3次振動（加壓），每次10 min或 5 min，測出每分鍾的平均貫入度，以不大於設計規定的數值為合格。

（二）打（沉）樁驗收要求

樁位偏差表

對樁承載力的檢驗：樁的靜荷載試驗根數≥總樁數的1％，且≥3根；只有50根時， ≥2根。

樁身質量檢驗：高、低應變， ≥樁總數的15％，且每個承台不少於1根。

預制樁的檢查，鋼筋籠的檢查。

施工中樁的垂直度、沉樁情況、樁頂完整狀況、樁頂質量進行檢查。

電焊接柱，抽10％作焊縫探傷檢查。

（二）灌注樁質量要求及驗收

平面位置和垂直度的要求；樁頂標高至少要比實際標高高出0.5m。

沉渣厚度要求：

試塊要求：

樁靜載試驗的根數要求：

樁身質量的檢驗及數量要求；

對原材料的檢驗

三、樁的質量檢驗

（一）檢測內容：

樁基礎施工完後，應對基樁的承載力和樁身完整性進行檢測與評價

1.樁身完整性 2.樁身缺陷 3.樁的強度（樁的承載力，樁身混凝土強度。

（二）檢測方法：

1.破損試驗

（1）靜載試驗 static loading test

在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測樁頂部隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。

（2）鑽芯法 core drilling method

鑽機鑽取芯樣檢測樁長、樁身缺陷、樁底沉渣厚度以及樁身混凝土的強度、密實性和連續性，判定樁端岩土性狀

(6)樁基靜載檢測的方法擴展閱讀:

1、鑽芯檢測法：

由於大直鑽孔灌注樁的設計荷載一般較大，用靜力試樁法有許多困難，所以常用地質鑽機在樁身上沿長度方向鑽取芯樣，通過對芯樣的觀察和測試確定樁的質量。但這種方法只能反映鑽孔范圍內的小部分混凝土質量，而且設備龐大、費工費時、價格昂貴，不宜作為大面積檢測方法，而只能用於抽樣檢查，一般抽檢總樁量的3～5%，或作為無損檢測結果的校核手段。   

2、振動檢測法：

它是在樁頂用各種方法施加一個激振力，使樁體及至樁土體系產生振動。或在樁內產生應力波，通過對波動及波動參數的種種分析，以推定樁體混凝土質量及總體承載力的一種方法。這類方法主要有四種，分別為敲擊法和錘擊法、穩態激振機械阻抗法、瞬態激振機械阻抗法、水電效應法。   

3、超聲脈沖檢驗法：

該法是在檢測混凝土缺陷的基礎上發展起來的。其方法是在樁的混凝土灌注前沿樁的長度方向平行預埋若干根檢測用管道，作為超聲檢測和接收換能器的通道。檢測時探頭分別在兩個管子中同步移動，沿不同深度逐點測出橫斷面上超聲脈沖穿過混凝土時的各項參數，並按超聲測缺原理分析每個斷面上混凝土質量。   

4、射線法：

該法是以放射性同位素輻射線在混凝土中的衰減、吸收、散射等現象為基礎的一種方法。當射線穿過混凝土時，因混凝土質量不同或因存在缺陷，接收儀所記錄的射線強弱發生變化，據此來判斷樁的質量

G. 樁基檢測方法有哪些，鑽芯檢測法

按《基樁技術規范》，樁基檢測方法有：單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗、單樁水平靜載試驗、鑽芯法、低應變法、高應變法、聲波透射法

H. 樁基靜載試驗步驟

A、每級荷載載入後維持1h，按5、10、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，即可施加下一級荷載；對於最後一級荷載，載入後沉降測讀方法及穩定標准按慢速荷載法執行；

B、卸載時每級荷載維持15min，測讀時間為第5、15min，即可卸下一級荷載。卸載至零後應測讀穩定的殘余沉降量，維持時間為2h，測讀時間為5、15、30min，以後每隔30min測讀一次。

快速維持荷載法的基本依據是快速載入下得到的極限荷載乘以某各修正系數後，可轉換成慢速載入時的極限荷載；在設計荷載下，慢速維持荷載法和快速維持荷載法的樁頂下沉量相差不大，有文章認為在5%以內。大量試樁資料分析表明：快速維持荷載法所得的單樁承載力比慢速維持荷載法高。在上海地區，快速維持荷載法所得的單樁承載力比慢速維持荷載法高一級加荷增量左右，而下沉量要偏小百分之十幾。慢速維持荷載法試驗時間較長，且不易予估；快速維持荷載法試驗時間較短，且易予估。

I. 樁基工程的檢測有哪些主要內容

檢測內容：

（1）各類樁、墩、樁牆豎向或橫向承載力檢測，包括單樁及群樁承載力檢測；

（2）墩底持力層承載力及變形性狀的檢測；

（3）各類樁、墩及樁牆結構完整性檢測；

（4）考慮樁土共同作用或復合地基中樁土荷載分擔比的檢測，樁體及土體應力-應變的檢測；

（5）施工中對環境影響（如震動、噪音、土體變形）的檢測；

（6）特殊條件下或事故處理中的其它檢測。

(9)樁基靜載檢測的方法擴展閱讀

根據《建築樁基檢測技術規范》(JGJ106-2014)，樁基檢測的主要方法有靜載試驗、鑽芯法、低應變法、高應變法、聲波透射法等幾種。

1、靜載試驗法是公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗方法。但在工程實踐中發現，基準樁的問題有時會被檢測人員所忽視，容易出現基準樁打入深度不足，試驗過程產生位移的問題。

2、與其他完整性檢測方法相比，聲波透射法能夠進行全面、細致的檢測，且基本上無其他限制條件。但由於存在漫射、透射、反射，對檢測結果會造成影響。涌現的多通道超聲波檢測儀，使得檢測效率成倍的提高。

該檢測方法是獲得一組（剖面）聲學數據後，對數據進行分析，剔除異常值後計算平均值（聲速和波幅），然後再將每個測點的數據與平均值進行比較，超過一定范圍（如波幅下降6dB）即認為該點存在缺陷。該檢測方法同樣可應用於地下連續牆、水利壩體的檢測。

J. 樁基檢測的靜載試驗法

這是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗方法。但在工程實踐中發現，基準樁的問題有時會被檢測人員所忽視，容易出現基準樁打入深度不足，試驗過程產生位移的問題。
靜載實驗可以分為：堆載實驗、錨樁法。