樁基檢測的方法有哪些

A. 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

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對中小樁，特別是當樁尖以下土質較樁側土弱時，則

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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

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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:

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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

B. 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。

C. 鑽孔灌注樁常用的檢測方法有哪些

三大類：
1、樁身完整性檢測，現在主要的方法是低應變檢測，還用超聲檢測等；
2、承載力檢測：靜載荷試驗；高應變檢測；
3、混凝土強度檢測：鑽芯檢測

D. 灌注樁完整性檢測主要有哪幾種方法

灌注樁完整性檢測主要有低應變法，聲波透射法，高應變法，鑽芯取樣法等幾種方法。
低應變法：採用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論分析或頻域分析，對樁身完整性進行判定的檢測方法。
聲波透射法：指在預埋聲測管之間發射並接收聲波，通過實測聲波在混凝土介質中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲學參數的相對變化，對樁身完整性進行檢測的方法。本方法適用於已預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的程度並確定其位置。
高應變法：用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。
鑽芯取樣法：是根據混凝土芯樣的觀感來判定樁身完整性的主要看混凝土芯樣的連續、完整、表面光滑、膠結好、骨料分布均勻、斷口吻合情況，芯樣側面局部是否有蜂窩麻面、溝槽、有無鬆散、夾泥或分層現象來判定。

E. 樁基工程完整性檢測有哪些方法，該如何選擇

基樁完整性檢測的方法有：
1、低應變檢測：適用於絕大多數恆截面樁，對於變截面樁需要採用其他方法來輔助驗證
2、高應變檢測：確定樁身承載力的同時可以判斷樁身完整性，作為樁身完整性驗收時，採用此法成本太高，另外對於大直徑擴底樁及Q~S緩變型大直徑灌注樁，不宜採用此法確定單樁抗壓承載力。
3、超聲波檢測：適用於樁徑600mm以上基樁，直徑600-800mm，設置不少於2根聲測管；直徑800-1600mm，設置不少於3根聲測管；直徑大於1600mm以上，設置不少於4根聲測管。以較為全面判定樁身各個斷面的完整性。

F. 基樁檢測的方法有哪些檢測的目的是什麼

一般來說 分別是檢測完整性的 低應變 超聲波 和取芯，另外就是檢測承載力的高應變和靜載了

G. 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

H. 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。

(8)樁基檢測的方法有哪些擴展閱讀

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。

I. 樁基檢測檢測樁身質量的主要用什麼方法

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。

靜載試驗英文翻譯：Static Load Testing。是指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。
鑽芯法，是中國工程建設標准化協會批准出版的一本圖書。作者為中國建築科學研究院。
這種方法是利用專用鑽機，從結構混凝土中鑽取芯樣以檢測混凝土強度或觀察混凝土內部質量的方法。由於它對結構混凝土造成局部損傷，因此是一種半破損的現場檢測手段。

J. 樁基完整性檢測幾種常見方法對比

某高速公路橋梁工程樁，樁徑：1600 mm；樁長：43.5 m，樁型鑽孔灌注樁。樁基驗收檢測方案為超聲波透射法檢測，分別對次樁依次採用：超聲波透射法檢測，低應變反射波法檢測，鑽孔取芯完整性檢測，鑽孔電視檢測四種檢測方法對其進行完整性判定。下面分別將這四種檢測方法的檢測過程和檢測結果公布如下，好好學習哦~

一、超聲波透射法檢測

檢測目的：基樁的完整性

儀器型號：RSM-SY7(F)

RSM-SY7(F)基樁多跨孔超聲波檢測儀

現場檢測圖

採用四隻45KHz超聲波跨孔探頭，一次提升同時完成四管，六剖面的測試，從超聲波測試結果來看，發現有五個剖面在6.8-7.0米處，出現幅值超判據情況。

再對該樁6.9米處異常點波形觀察，異常點信號首波幅值和後續諧振波信號都偏弱，但其聲速正常。由於是在同深度，多剖面信號異常，在與施工方溝通排除聲測管焊接因素的影響，在做鑽孔取芯前，使用低應變反射波法檢測進一步查明缺陷情況。

異常點信號

正常點信號

二、低應變反射波法檢測

檢測目的：基樁的完整性

儀器型號：RSM-PRT(M)

採用加速度感測器，通過改變不同的錘擊頻率及不同的采樣間隔對該樁的6.8米處的，缺陷進行核查判斷。學習交流qq群44642190

RSM-PRT(M)雙通道低應變檢測儀

低應變檢測現場

採用加速度感測器，通過改變不同的錘擊頻率及不同的采樣間隔對該樁的6.8米處的，缺陷進行核查判斷。

第一次採集結果：信號在6.8米處有較小幅值的同相反射。

第二次採集結果：變換感測器安裝位置信號在6.8米處有較大幅值的同相反射，並可見第二次、第三次缺陷反射。

第三次採集結果：採用頻率較高的鋼筋敲擊，提高缺陷位置精度，同相缺陷反射幅值較小，但也很清晰，可見微弱第二次缺陷反射。最終低應變檢測核定其缺陷位置在距樁頂6.8米處，與超聲波投射法檢測缺陷深度相符，因低應變數據缺陷較為嚴重，懷疑樁大面積斷樁，決定採用鑽孔取芯進一步驗證其缺陷情況。

三、鑽孔取芯完整性檢測

檢測目的：基樁的完整性

儀器型號：鑽孔取芯機

採用鑽機對該樁進行鑽孔取芯檢測，著重觀察該樁6.9米處混凝土完整性情況，但通過對芯樣的目測觀察，在 6.9 米處未取出連續較完整的芯樣，以鑽孔取芯檢測結果出具報告也很難判定該樁缺陷情況。芯樣照片如下：

四、鑽孔電視攝像檢測

檢測目的：基樁的完整性

儀器型號：SR-DCT(W)

SR-DCT(W)鑽孔電視

SR-DCT(W)鑽孔電視現場測試

採用SR-DCT(W)對樁鑽芯孔，進行攝像檢測，觀察測試圖片，清晰可見在6.9 米處，出現環狀裂紋。可以最終判定該樁距樁頂6.9米處，局部斷裂缺陷。學習交流qq群44642190

五、總結

本案例為多種檢測方法對基樁完整性判定的案例，採用的這幾種檢測方法，由於其檢測原理不同，對同個缺陷所反應的信號差異也顯現的較為明顯，簡單概括不同的方法有具體以下特點：

超聲波透射法檢測：

檢測深度不受限制，可以覆蓋整樁，由於是超聲換能器按一定的移距逐點檢測，通過對逐點信號聲速和波幅的變化情況，對樁的混凝土完整性進行判斷，相對低應變反射波法，其檢測范圍和數據精度要高很多。

但超聲波檢測也存在一定的盲區，比如聲測管以外的混凝土，橫向裂縫或深度范圍小的層狀缺陷。

本案例所遇到的樁缺陷就是橫向裂縫缺陷，估計是由於混凝土初凝階段，後續施工造成的。超聲波檢測如采樣移距設置不合適，很容易造成漏判，其信號反應不明顯，但在同深度，都有聲幅降低的情況。遇到這樣缺陷，雖也可以採用超聲波的斜側方法對其進一步判定，但由於缺陷深度范圍較小，估計測試效果不會太明顯。

低應變反射波法檢測：

檢測深度受樁周土（岩）力學特性和錘擊能量影響，對小尺寸缺陷反應不明顯，缺陷的分辨能力和測試深度范圍不及超聲波檢測。

但對如案例中所遇到的橫向裂縫缺陷，低應變的分辨能力強，從實測信號來看，同相缺陷反射波清晰，並可見二次三次反射，是對該樁缺陷類型和程度進一步判定的數據補充。