桩基强度检测有什么方法

Ⅰ 常用的桩基检测的主要方法

常用的桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。在桩基检测中，各个检测手段需要配合使用，利用各自的特点和优势，按照实际情况，灵活运用各种方法，才能够对桩基进行全面准确的评价。本文列举桩基检测工作中常见问题，一一解答，必须收藏。
01class1.什么情况下，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值？检测数量有什么要求？答：当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：
（1）设计等级为甲级、乙级的桩基；
（2）地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；
（3）本地区采用的新桩型或新工艺。
检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。
02class2.什么情况下，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值？检测数量有什么要求？答：单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：
（1）施工质量有疑问的桩；
（2）设计方认为重要的桩；
（3）局部地质条件出现异常的桩；
（4）施工工艺不同的桩；
（5）承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩；
（6）除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。
03class3.混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合那些规定？答：混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定：
（1）柱下三桩或三桩以下的承台抽检旅腔枝桩数不得少于1根。
（2）设计等级为甲级，或地质条件复杂。成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。
注：a.对端承型大直径灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。
b.地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不应少于总桩数的10%，且不应少于10根。
c.当符合第2问第1～4款规定的桩数较多，或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应适当增加抽检数量。
04class4.对单位工程内且在同一条件下的工程桩，当符合什么条件时，应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测？答：对单位工程内且在同一条件下的工程桩，当符合下列条件之一时，应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测：
（1）设计等级为甲级的桩基。
（2）地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；
（3）本地区采用的新桩型或新工艺；
（4）挤土群桩施工产生挤土效应。
抽检数量不应少于总桩数的l%，且不少于3根；当总桩数在50根以内时，不应少于2根。
注：对上述第1～4款规定条件外的工程桩，当采用竖向圆和抗压静载试验进行验收承载力检测时，抽检数量宜按本条规定执行。
05class5.对于端承型大直径灌注桩，什么情况下可采用钻芯法检测？拆敏抽检数量怎么确定？答：对于端承型大直径灌注桩，当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10根。
06class6.什么情况下应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测？检测数量怎么确定？答：对于承受拔力和水平力较大的桩基，应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测。检测数量不应少于总桩数的l%，且不应少于3根。
07class7.什么情况时应进行验证与扩大检测，并阐述验证与扩大检测的方法？
答：（1）低应变检测时，对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波而且与锤击信号同向时；实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价；桩身截面渐变或多变，而且变化幅度较大的混凝土灌注桩时刻采用静载法或钻芯法验证。
（2）高应变检测时，桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力；或桩身缺陷对水平承载力有影响；单击贯入度大，桩底同向反射强力且反射峰较宽，侧阻力波、端阻力波反射弱，即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合时，可采用静载法进一步验证；
（3）嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间2L/C后无明显端阻力反射，可采用钻芯法核验。
（4）桩身浅部缺陷可采用开挖验证。
（5）桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证。
（6）单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时，宜在同一基桩增加钻孔验证。
（7）对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩，可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。
（8）当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时，应分析原因，并经确认后扩大抽检。
（9）当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，宜采用原检测方法（声波透射法可改用钻芯法），在未检桩中继续扩大抽检。
08class8.阐述桩身完整性类别分类原则？哪类桩应进行工程处理？
答：桩身完整性类别分类原则
Ⅰ类桩桩身完整
Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥
Ⅲ类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响
Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷
Ⅳ类桩应进行工程处理。
09class9.基桩检测报告应包含那些内容？答：检测报告应结论准确，用词规范。
检测报告应包含以下内容：
(1)委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期；
(2)地质条件描述；
(3)受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；
(4)检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；
(5)受检桩的检测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；
(6)与检测内容相应的检测结论。工程桩承载力检测结果的评价，应给出每根受检桩的承载力检测值，并据此给出单位工程同一条件下的单桩承载力特征值是否满足设计要求的结论。
10class10.单桩竖向抗压静载试验加载量如何确定？答：（1）为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。
（2）对工程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。
11class11.单桩竖向抗压静载试验加载反力装置应符合那些规定？答：加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置，并应符合下列规定：
（1）加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍。
（2）应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算。
（3）应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不应少于4根，并应监测锚桩上拔量。
（4）压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。
（5）压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。
12class12.阐述单桩竖向抗压静载试验加载室荷载测量方法及精度、量程要求？答：荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。的压力不应超过规定工作压力的80%。13class13.阐述单桩竖向抗压静载试验沉降测量方法及仪器精度要求？答：沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：
（1）测量误差不大于0.1%，分辨力优于或等于0.01mm。1测量误差不大于0.1%，分辨力优于或等于0.01mm。
（2）直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个位移测试仪表。
（3）沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定于桩身。3沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定于桩身。
（4）基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上。
（5）固定和支撑位移计（百分表）的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。
14class14.阐述单桩竖向抗压静载试验试桩现场检测对试桩的要求？答：（1）试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。
（2）桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。混凝土桩头加固可按本规范附录B执行。
（3）对作为锚桩用的灌注桩和有接头的混凝土预制桩，检测前宜对其桩身完整性进行检测。
15class15.单桩竖向抗压静载试验加卸载方式应符合那些规定？答：（1）加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的2倍。
（2）卸载应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。
（3）加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。
16class16.阐述为设计提供依据的竖向抗压静载试验试验步骤应符合那些规定？答：为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。
慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：
（1）每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。
（2）试桩沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。
(3)当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。
(4)卸载时，每级荷载维持lh，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15，30min，以后每隔30min测读一次。
17class17.简述竖向抗压静载试验终止加载条件？答：当出现下列情况之一时，可终止加载：
（1）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。
注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。
（2）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。
（3）已达到设计要求的最大加载量。
（4）当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
（5）当荷载.沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
18class18.简述单桩竖向抗压极限承载力综合分析确定方法？答：单桩竖向抗压极限承载力。可按下列方法综合分析确定：
(1)根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。
(2)根据沉降随时间变化的特征确定：取曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
(3)出现某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准情况，取前一级荷载值。
(4)对于缓变型Q曲线可根据沉降量确定，宜取S＝40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于8mmm的桩，可取S=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。
注：当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。19class19.简述单桩竖向抗压极限承载力、单桩竖向抗拔极限承载力统计值及特征值的确定方法？答：单桩竖向抗压极限承载力统计值及特征值的确定应符合下列规定：
（1）参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。
（2）当极差超过平均值的30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定，必要时可增加试桩数量。
（3）对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。
（4）单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承级力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。
注：当工程桩不允许带裂缝工作时，取桩身开裂的前一级荷载作为单桩竖向抗拔承载力特征值，并与按极限荷载一半取值确定的承载力特征值相比取小值。20class20.简述单桩竖向抗压静载试验检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括那些内容？答：检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括：
（1）受检桩桩位对应的地质柱状图；
（2）受检桩及锚桩的尺寸、材料强度、锚桩数量、配筋情况；
（3）加载反力种类，堆载法应指明堆载重量，锚桩法应有反力梁布置平面图；
（4）加卸载方法，荷载分级；
（5）本规范第4.4.1要求绘制的曲线及对应的数据表；与承载力判定有关的曲线及数据；
（6）承载力判定依据；
（7）当进行分层摩阻力测试时，还应有传感器类型、安装位置，轴力计算方法，各级荷载下桩身轴力变化曲线，各土层的桩侧极限摩阻力和桩端阻力。
21class21.单桩竖向抗拔静载试验终止加载条件？答：当出现下列情况之一时，可终止加载：
（1）在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5倍。
（2）按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时。
（3）按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍。
（4）对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。
22class22.简述单桩竖向抗拔极限承载力的综合判定方法？答：单桩竖向抗拔极限承载力可按下列方法综合判定：
（1）根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变型U—δ曲线，取陡升起始点对应的荷载值；
（2）根据上拔量随时间变化的特征确定：取δ—lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值。
（3）当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载值。
23class23.单桩竖向抗拔试验检测报告除应包括规范第3.5.5条内容外，还应包括那些内容？答：检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括：
（1）受检桩桩位对应的地质柱状图；
（2）受检桩尺寸（灌注桩宜标明孔径曲线）及配筋情况；
（3）加卸载方法，荷载分级；
（4）数据整理应绘制上拔荷载-桩顶上拔量(U)关系曲线和桩顶上拔量-时间对数(关系曲线)。并提供对应的数据表；
（5）承载力判定依据；
（6）当进行抗拔摩阻力测试时，应有传感器类型、安装位置、轴力计算方法，各级荷载下桩身轴力变化曲线，各土层中的抗拔极限摩阻力。
24class24.简述单桩水平静载试验桩的水平位移测量方法及基准点设置方法？答：在水平力作用平面的受检桩两侧应对称安装两个位移计进行桩的水平位移测量；当需要测量桩顶转角时，尚应在水平力作用平面以上50cm的受检桩两侧对称安装两个位移计。
位移测量的基准点设置不应受试验和其他因素的影响，基准点应设置在与作用力方向垂直且与位移方向相反的试桩侧面，基准点与试桩净距不应小于1倍桩径。
25class25.单桩水平静载试验加卸载方式和水平位移测量应符合那些规定？答：加卸载方式和水平位移测量应符合下列规定：
(1)单向多循环加载法的分级荷载应小干预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10。每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此循环5次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。
(2)慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按竖向抗压静载试验有关规定执行。
26class26.简述单桩水平静载试验终止加载条件？答：当出现下列情况之一时，可终止加载：
(1)桩身折断；
(2)水平位移超过30～40mm（软土取40mm）；
(3)水平位移达到设计要求的水平位移允许值。
27class27.简述单桩的水平临界荷载综合确定方法？答：单桩的水平临界荷载可按下列方法综合确定：
（1）取单向多循环加载法时的H—t—Y0曲线或慢速维持荷载法时的H—Y0曲线出现拐点的前一级水平荷载值。
（2）取H—ΔY0/ΔH曲线或lgH—lgY0曲线上第一拐点对应的水平荷载值。
（3）取H—σS曲线第一拐点对应的水平荷载值
28class28.简述单桩的水平极限承载力综合确定方法？答：单桩的水平极限承载力可按下列方法综合确定：
（1）取单向多循环加载法时的H—t—Y0曲线产生明显陡降的前一级、或慢速维持荷载法时H—Y0的曲线发生明显陡降的起始点对应的水平荷载值。
（2）取慢速维持荷载法时的Y0—lgt曲线尾部出现明显弯曲的前一级水平荷载值。-
（3）取H—ΔY0/ΔH曲线或lgH—lgY0曲线上第二拐点对应的水平荷载值。
（4）取桩身折断或受拉钢筋屈服时的前一级水平荷载值。
29class29.单位工程同一条件下的单桩水平承载力特征值的确定应符合那些规定？答：单位工程同一条件下的单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定：
(1)当水平承载力按桩身强度控制时，取水平临界荷载统计值为单桩水承载力特征值。
(2)当桩受长期水平荷载作用且状不允许开裂时，取水平临界荷载统计值的0.8倍作为单桩水平承载力特征值。
(3)当水平承载力按设计要求的水平允许位移控制时，可取设计要求的水平允许位移对应的水平荷载作为单桩水平承载力特征值，但应满足有关规范抗裂设计的要求。
30class30.简述单桩水平静载试验除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括那些内容？答：检测报告除应包括本规范第3.5.5条内容外，还应包括：
（1）受检桩桩位对应的地质柱状图；
（2）受检桩的截面尺寸及配筋情况；
（3）加卸载方法，荷载分级：
（4）绘制H—t—Y0、H—ΔY0/ΔH、H—Y0、Y0—lgt、lgH—lgY0、H—m、Y0—m等关系曲线及对应的数据表；
（5）承载力判定依据；
（6）当进行钢筋应力测试并由此计算桩身弯矩时，应有传感器类型、安装位置、内力计算方法并绘制H—m、H—σS曲线及其对应的数据表。

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Ⅱ 桩基检测方法有哪些，钻芯检测法

按《基桩技术规范》，桩基检测方法有：单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法

Ⅲ 桩基检测方法

以应力波理论为基础的检测桩基质量的瞬态动测法和稳态振动法使用得较为广泛。

10.1.2.1瞬态动测法(锤击法/反射波法)

锤击法是一种瞬态动测法，又称反射波法。嵌入土中的桩基，相当于一个在阻尼介质中上端自由与下端弹性联结的弹性杆。在桩基顶端应用锤击的办法施加一脉冲激振力F(t)，桩将产生纵向振动而产生应力波。波沿桩身传播至桩底部分能量反射回桩顶。若激振力足够大，桩和桩周围一定范围内的土将作为一个体系产生自由振动。当桩体中存在波阻抗差异面对，则在这些面上将产生反射波、透射波和多次反射波等，其波的运动学和动力学特征将发生变化。通过仪器接收这些波，可对桩基质量作出判断，并推算出单桩承载力。

(1)基本原理及波形特征

利用小手锤在桩头施加一冲击力F(t)被激发应力波在桩身内传播，当遇到波阻抗界面时，将产生反射波，其反射系数为

环境与工程地球物理

完整桩一般指桩身混凝土胶结良好，均匀连续，抗压强度达到设计要求的桩，它只存在一个桩底波阻抗界面，由图10.1可以看出，A₁ρ₁v₁>A₂ρ₂v₂，所以R<0，根据入射波和反射波速度量的相位关系为同向，体现在U(t)曲线上信号为同向叠加。如图所示其波形特征为一衰减振动曲线，衰减快，桩底反射波明显，分辨率高。由图分析可得一次反射波旅行时为t，桩长为L，则平均速度为

环境与工程地球物理

t可以从时程曲线上读得，若知v_c或L中任一个，便可求解。若二者均未知时，常利用统计的方法或其他实验的方法假定v_c或根据施工记录来假定L，以求得近似解。

图10.1完好桩及实测波形

当桩间存在缺陷，如断裂、夹层、空洞、缩径或扩径时，缺陷部位的应力波传播速度v、密度ρ或截面积A与桩身完好部位都有所不同，即存在波阻抗差异。当应力波遇到波阻抗差异界面时，将会产生反射。若根据这一反射时间计算整桩的波速，则其结果将大于完整桩时的波速。桩身在L₁处断开，Z₂相当于充气或充泥的波阻抗，反射系数R<0，曲线中主要反映了L₁处多次反射波，而桩底反射不清(图10.2)。在L₁处桩产生扩径，应力波在L₁处反射系数R>0，入射波和反射波为反向叠加，从时程曲线不难确定扩径和桩底位置。

图10.2缺陷桩及波形

众所周知，桩基的波速与桩身混凝土的密实程度有关。致密的桩身，其波的传播速度大，松散的桩身，其波速小。

(2)桩基完整性的分析与判别

波形准则。缺陷桩波形特征见表10.1。图10.3为典型模型缺陷桩的波形，由图可见，其特征明显接收到的反射波波形对称圆滑，无畸变，且呈指数衰减形态，则认为是完整桩的特征波形，反之，则认为是缺陷桩波形(图10.4)。主要原因是当弹性波在桩体中传播时遇到不均匀界面或介质断裂等情况，会产生反射波、透射波、散射波等，因其各波到达时间、振幅和相位可能存在差异，互相叠加后，造成波形畸变。

图10.3各种类型模型桩的典型波形曲线

表10.1缺陷桩波旅行时曲线特征表

续表

图10.4各种模型缺陷桩的波形曲线

速度准则。一般弹性波在桩体中传播的速度越高，表明桩体混凝土强度越大，反之越低。此外，当桩体中存在离析等缺陷时，往往也造成波速降低。但也有波速高、桩基质量不一定良好的特殊现象。如缩径桩或断裂较小的桩，往往波速并不降低，可由波速确定桩的质量(表10.2)。

表10.2波速桩基质量关系表

频谱准则。当弹性波在桩体中传播时，其频率随着传播距离的增大，将不断被桩土介质吸收和衰减，当桩体中存在不均匀界面时，该界面产生的反射波的频率一般比桩底反射波频率高，并且其相位也有所变化。通过频谱分析，可确定其桩体的完整性。一般情况下，若桩体质量完好，则其振幅谱中只有一个主峰值，谱线对称稳定，与峰值对应的相位谱表现为一相位，如图10.5所示。若桩体存在结构缺陷或离析层等，则其振幅谱一般表现为两个以上的峰值，其相位谱中的相位分不同情况有所不同。

图10.5完整波形及频谱图

(3)桩基承载力计算

摩擦桩指桩置于松软地层。当用重锤竖向敲击桩周土或桩头而被激起振动后，将在垂向作自由振动，并通过桩侧摩擦力及桩尖作用力带动桩周部分土体参与振动，形成复杂的桩－土振动体系，其装置如图10.6所示。桩及桩侧参振的土体，可视作单质点振动体系，根据质量—弹簧—阻尼模式振动理论，可推导出桩基的刚度计算式。再根据刚度与承载力之间的直接相关关系，可计算出桩基的承载力。

图10.6频率法检测装置示意图

A.桩基固有频率

设桩及桩周土为一个单自由度无阻尼弹性系统，根据虎克定律和牛顿第二定律可以导出桩－土体系的振动是按正弦规律变化，其振动周期和固有频率为

环境与工程地球物理

式中:m为折算后的桩质量与参扳上体质量之和;k为桩－土体系的抗压刚度。

B.单桩抗压刚度

环境与工程地球物理

式中:λ为动力修正系数，可取λ=2.365;g为重力加速度为9.81m/s²;Q₁为折算后参振桩重，Q₁=桩总重/3=1/3·AL₀r₁;Q₂为折算后参振土重， 为参振土扩散半径，即r₀= ;A为桩的横截面积(m²);L₀为桩的全长(m);L为桩的入土深度(m);r₁为桩的混凝土容重(kN/m³);r₂为桩的下段L/3范围内土的容重(kN/m³);φ为桩的内摩擦角;d为桩的直径。

C.单桩临界荷载

临界荷载指与按静荷载试验测定的P－S曲线上与拐点对应的荷载。根据动静对比关系，可得临界荷载为

环境与工程地球物理

式中:μ为静载与动测之间的比例系数。

它是选取不同地质条件下各种类型的桩基，进行动静对比试验，通过数理统计分析求得的回归系数。

D.单桩允许承载力(P_a)

对粗长桩，特别是当桩尖以下土质远较桩侧土强时，则

环境与工程地球物理

对中小桩，特别是当桩尖以下土质较桩侧土弱时，则

环境与工程地球物理

式中:P_a单位为kN;k为安全系数，一般取2.0。10.1.2.2稳态振动法(机械阻抗法)

(1)方法原理

该方法又称为稳态正弦扫频激振法。即对桩顶施加幅值不变的变频激振力，利用速度导纳随激振频率变化的特征(图10.7)来检测桩基质量并计算承载力。

图10.7桩基的导纳反应曲线

A.速度导纳

环境与工程地球物理

式中:F(f)为激振力;V(f)为利用检波器在桩顶上可接收到其振动信号。

B.桩身砼的波速v_c

由波动理论可知:

环境与工程地球物理

式中:Δf是导纳曲线上两谐振峰之间的频率差;L为桩长。

应用时根据已知桩长L和测得的Δf计算v_c，正常砼的波速v_c=3300～4500m/s，若v_c小于此范围，说明砼的质量较差。另外，也可利用Δf和正常v_c值反算桩长L_m，质量好的桩L=L_m，若L_m<L则反映了在深度处有质量问题。

C.特征导纳

所谓特征导纳是指导纳频谱曲线上振幅的几何平均值，利用实测的特征导纳与理论计算的特征导纳作比较，可判别桩基的质量。如果实测值接近理论计算值说明桩基的质量及完整性较好。理论计算的特征导纳N和实测特征导纳N_m为

环境与工程地球物理

式中:ρ_c是桩基质量密度;A_c为桩的截面积;ρ_max和Q_min是速度导纳的最大值与最小值。

若N_m≈N为正常桩，若N_m>N，说明ρ_c或v_c变小(存在局部混凝土松散)或A_c变小(局部有缩径)。若N_m随频率增高而变小，表示桩径上大下小，也为缩径桩。若N_m<N，一般为扩径桩。

D.动抗压刚度

当桩在低频(低于桩的固有频率)激振时，位移较小，桩的振动可视为刚体运动或平动，此时导纳曲线接近于直线，其斜率的倒数为桩的动抗压刚度，即

环境与工程地球物理

式中:|U/F|和f_m为导纳曲线的低频直线段上任一点M的导纳值和频率。

动抗压刚度的意义及用处可归纳为:K_D反映桩周土对桩柱的弹簧支承刚度，K_D值的大小与桩的承载力有一定联系;K_D值与静刚度K_S建立统计关系，可以评价单桩承载力，并可估计在工作荷载下桩的弹性位移。

在实际工作中，通常不易获得理想的曲线，在测得的谐振峰中常掺杂一些假峰，为区别真假峰，尚须测定随频率变化的速度导纳相位变化曲线，即导纳谱相频曲线。相频曲线上的零相位点所对应的导纳谱幅频曲线上的波峰，即为有效的谐振峰。

(2)检测系统

桩的稳态激振测试系统中超低频信号发生器输出频率5～1500Hz的自动扫描正弦信号给功率放大器，由它推动桩顶中心的电磁激振器向桩施加幅值不变的动态激振力，即激振力在激振频率变化时，保持恒定，使桩产生稳态振动。

(3)模拟分析

为检查机械阻抗法无损检验桩基质量的准确性，专门在某地制作了三根直径1.8m、长约20m的原状工程试桩。施工时预先在试桩内设置了各种缺陷，以供试验测试后进行对比。

测试的各种导纳曲线如图10.8(a)，(b)，(c)所示。3^#桩的导纳曲线接近调制波形，幅度较大的调制波表示距桩顶8m处有反射，由于波动尚能传到桩底，调制波的“载频”是桩底反射，几个波峰间的Δf基本一致，由此可计算出波速v₀=3909m/s。由于3^#桩K_d值大于预期值，而N_m小于理论值，可以判定距桩顶8m处有断面扩大现象。

1^#桩和2^#桩由于其L_m较制作长度短，K_d值小于预期位，N_m大于预期值，是明显的缺陷桩。其中2^#桩无缺陷以下的反射，计算认为在6.11m处全断裂，1^#桩有缺陷以下的较小反射，计算认为在距桩顶3.75m处有离析，9.5m处有全断裂。

图10.8工程试桩及导纳反应曲线

Ⅳ 常用桩基检测的检测方法有哪些分别能检测哪些指标

桩基检测工作是确保桩基工程施工质量至关重要的一个环节，检测工作质量、测试方法及结论直接关系到建筑物的安全和正常使用。
常用的桩基检测主要方法有：静载试验。钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。
静载实验在确定单桩极限承载力方面，是目前最为准确、可靠的检验方法，下面视频针对静载试验过程做了详细的介绍。https://v.qq.com/x/page/e03989ic1ao.html
第一步：选点试验
现场选试验点，原则上每单位工程不应少于3点，1000m2以上工程，每100m2 至少应有1点，3000m2以上工程，每300m2至少应有1点。由委托单位及监理单位共同确定。将桩头处理干净且打毛至完整的水平截面，使桩顶（高于或低于自然地面）与自然地面基本标高一致为宜。
第二步：安装千斤顶
被检测基桩，周围铺设120mm厚的中砂垫层，上方正放1.5m2的承压板，加垫板，固定油压千斤顶。最大加载时的极限压力均未超过千斤顶、油泵、油管额定工作压力的80%。架设压重平台反力装置，设置钢架承重平台，上堆重物，可堆放沙袋，混泥土块等。
第三步：安装观测系统
安装全自动电动油泵，压力传感器并联在电动油泵供油管口处。2个位移传感器对称安装在承压板两侧。接收器垂直承压板，连接到静力载荷测试仪。
第四步：采集数据
详细步骤见视频介绍：https://v.qq.com/x/page/e03989ic1ao.html

Ⅳ 桩基检测检测桩身质量的主要用什么方法

桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。

静载试验英文翻译：Static Load Testing。是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。
钻芯法，是中国工程建设标准化协会批准出版的一本图书。作者为中国建筑科学研究院。
这种方法是利用专用钻机，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法。由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。