JTGT F81-01-2004 公路工程基桩动测技术规程

3.1检测方法及选定原则

1本规程所涉及的检测方法包括低应变反射波法、高应变动测法、超声波法 和折射法）。检测方法应根据工程的需要和检测的目的按表3.1.1规定的栏

表3.1.1检测方法一览表

2为保证检测结论的可靠性，可根据不同被检对象和检测要求，选用多种 综合分析判断。

3.1.3桩的检测数量应符合下列规定： 1公路工程基桩应进行100%的完整性检测，各种方法的选定应具有代表性和满足 工程检测的特定要求； 2重要工程的钻孔灌注桩应埋设声测管环境标准，检测的桩数不应少于50%； 3高应变动测法的抽检率可由工程设计或监理单位酌情决定，但不宜少于相近条件 下总桩数的5%且不少于5根。

桩检测所用仪器设备的主要技术性能和工作环境条件应符合《基桩动测仪 的规定，并具有良好的波形现场显示、记录和贮存功能，

3.2.1基检测所用仪器设备的主要技术性能和工作环境条件应符合《基桩动测仪

3.2.2检测仪器设备必须由法定计量单位定期进行标定和年检，合格后方能使用。

3.2.2检测仪器设备必须由法定计量单位定期进行标定和年检，合格后方能

3.2.3所有仪器设备在检测前后必须进行自检，确认仪器工作正常。

3.2.3所有仪器设备在检测前后必须进行自检，确认仪器工作正常

3.3.1被检工程应进行现场调查，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。 3.3.2检测方法和制定检测方案应根据调查结果和检测目的合理选用。 强度或龄期）和地基士休止期的规定）

3.4检测报告及桩身完整性类别评定

3.4.1检测报告应用词规范，结论明确。其内容应包括工程概况、岩土工程勘察、检测 支术及方法、桩位平面布置图、测试曲线、检测结果汇总表、结论及评价等。 3.4.2检测报告格式应符合本规程附录A的规定。

4.3桩身完整性类别应按表3.4.3划

表3.4.3桩身完整性类别划分

4.1.1本方法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测身的完整性，判定桩 身缺陷位置及影响程度，判断桩端嵌固情况。 4.1.2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。 4.1.3使用本方法时.被检桩的桩端反射信号应能有效识别。

4.2.4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 辰频率和能量。

4.3.1检测前准备工作应符合下列规定： 1检测前应按本规程第3.3.1条的规定搜集有关技术资料。 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。 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。

4.3.2传感器安装应符合下列规定： 1传感器的安装可采用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂，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，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对预应力混凝土管桩不应少于2个测点。 4.3.3激振时应符合下列规定： 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 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。短或浅部缺陷桩的检测宜采用 经锤短脉冲激振；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

4.3.2传感器安装应符合下列规定：

4.3.4检测工作应遵守下列规定，

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 寸，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，

4.4检测数据分析与判定

.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 资料和波型特征等因素进行综合分析判定。

4.4.2桩身波速平均值的确定

1当长已知、桩端反射信号明显时，选取相同条件下不少于5根I类桩的身波 速按下式计算其平均值：

Cm= 2L × 1000 =2L·△f Ci 2 AT

式中cm桩身波速平均值(m/s); c;—一第i根桩的桩身波速计算值(m/s); L一一完整桩桩长（m）; △T一时域信号第一峰与桩端反射波峰间的时间差（ms)； △f一一幅频曲线桩端相邻谐振峰间的频差(Hz),计算时不宜取第一与第二峰; 一基桩数量（n≥5）。 2当桩身波速平均值无法按上款确定时，可根据本地区相同桩型及施工工艺的其估 桩基工程的测试结果，并结合桩身混凝土强度等级与实践经验综合确定。

3 桩身缺陷位置应按下列公式计算：

4.4.3桩身缺陷位置应按下列公式计算

Atx: c = C 2000 Af

4.4.4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甚 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径 相反射，以避免对桩身完整性的误判

.5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， 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 采取其他合适方法进行核验。

4.4.6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 。 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。 4.4.7桩身完整性类别应按下列原则判定： 1I类桩：桩端反射较明显，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。 2I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。 31 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。 4IV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。 4.4.8检测报告应符合本规程附录A的规定，并应包括下列内容： 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。

4.4.7桩身完整性类别应按下列原则判定： 1I类桩：桩端反射较明显，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。 2II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。 4IV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。

.8检测报告应符合本规程附录A的规定，并应包括下列内容： 桩身混凝土波速值。 桩身完整性描述，包括缺陷位置、性质及类别。 时域曲线图，并注明桩底反射位置。 桩位编号及平面布置示意图.地质柱状图。

1本方法适用于检测混凝士灌注桩、预制桩和钢桩的单桩轴向抗压极限承 整性：监测混凝土预制桩和钢桩打人时桩身应力和锤击能量传递比，为选择氵 及桩长选择提供依据。

3超长桩、大直径扩底桩和嵌岩桩不宜采用本方法进行单桩的轴向抗压极限

5.2.1检测系统包括信号采集及分析仪、传感器、激振设备和贯人度测量仪

5.2.2信号采集器和传感器的性能应符合下列规定：

5.2.3激振宜采用由铸铁或铸钢整体制作的自由落锤。锤体应材质均匀、形状对称 底面平整,高径比不得小于1。

底面平整,高径比不得小于1。

5.2.4检测单桩轴向抗压承载力时，激振锤的重量不得小于基桩极限承载力的 1.2%。

2.5桩的贯入度应采用精密仪器测定

5.3.1检测混凝土预制桩和钢桩的极限承载力的最短休止期应满足下列条件：

，1检测混凝土预制桩和钢桩的极限 力的最短休止期应满足下列条件： 沙土7d.粉土10d.非饱和粘性土15d.饱和粘性土25d

5.3.2检测混凝士灌注桩的极限承载力时，其桩身混凝土强度等级应达到设计要求， 且应满足第5.3.1条规定的最短休止期。

5.3.2检测混凝士灌注桩的极限承载力时，其桩身混凝土强度等级应达到设计要求，

5.3.3检测前的桩头处理应符合下列规定： 1桩顶面应平整，桩头高度应满足安装锤击装置和传感器的要求，锤重心应与桩顶 对中。 2加固处理桩头时应满足下列要求： 1)新接桩头顶面应平整且垂直于被检桩轴线，侧面应平直，截面积应与被检桩相同， 所用混凝土的强度应高于被检桩的强度； 2)被检桩主筋应全部接至新接桩头内，并设置间距不大于150mm的箍筋及上下间距 不应大于120mm的2~3层钢筋网片。 5.3.4检测时在桩顶面应铺设锤垫。锤垫宜由10~30mm厚的木板或胶合板等匀质 Ltkal tal eth ma ta

.4检测时在桩顶面应铺设锤垫。锤垫宜由10~30mm厚的木板或胶合板等 制作,垫面略大干桩顶面积。

5.3.5传感器的安装应符合下列规定

1桩顶下两侧面应对称安装加速度传感器和应变传感器各1只，其与桩顶的距离不 应小于1.5倍的桩径或边长。传感器安装面应平整，所在截面的材质和尺寸与被检桩相 司.。 2应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上，同侧两种传感器间的水 平距离不宜大于100mm传感器的中轴线应与桩的轴线保持平行。 3在安装应变式传感器时，应对初始应变进行监测，其值不得超过规定的限值。

6被检基本参数的设定应符合下列

1测点以下桩长和截面积可根据设计文件或施工记录提供的数据设定。 2桩身材料质量密度宜按表5.3.6取值。

表5.3.6桩材质量密度p（kg/m）

3桩身平均波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平均波速初步设定，现 场检测完成后应按本规程第5.4.1条第2款予以调整。 4传感器安装位置处的桩身截面面积应按实际直径或边长计算确定，波速的设定宜 综合考虑材料的设计强度和龄期的影响。 5桩身材料的弹性模量应按下式计算：

5.3.7激振应符合下列要求：

采用自由落锤为激振设备时，宜重锤低击，锤的最大落距不宜大于2.0m。 对于斜桩，应采用相应的打桩机械或类似装置沿桩轴线激振。 实测桩的单击贯人度应确认与所采集的振动信号相对应。用于推算桩的机 桩的单击贯入度不得低于2mm且不宜大于6mm 检测桩的极限承载力时，锤击次数宜为2~3击。

5.3.8检测桩身完整性和承载力时，应及时分析实测信号质量、桩顶最大 移、贯人度以及桩身最大拉（压）应力、桩身缺陷程度及其发展情况等，并由 次采集信号的有效性。每根被检桩的有效信号数不应少于2组。

5.3.10试打桩用于评价其承载力时，应按端进入的土层逐一进行测试； 时应在同一土层中进行多次测试。

5.3.11桩身锤击应力监讯 拉应力和最大锤击压应力两部分。桩 身锤击拉应力宜在预计桩端进人软土层或桩端穿过硬土层进入软夹层时测试；桩身锤击 压应力宜在桩端进人硬土层或桩侧土阻力较大时测试，

S.4检测数据分析与判定

5.4.1锤击信号选取与调整应符合下列规定： 1分析被检桩的承载力时，宜在第一和第二击实测有效信号中选取能量和贯人度较 大者。 2桩身波速平均值可根据已知桩长、力和速度信号上的桩端反射波时间或下行波上 升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差确定。 3传感器安装位置处原设定波速可不随调整后的桩身平均波速而改变。确有合理 原因需作调整时，应对传感器安装处桩身的弹性模量按式(5.3.6)重新设置，且应对原实 测力信号进行修正。 4力和振动速度信号的上升沿重合性差时，应分析原因，不得随意调整。

5.4.2推算被检桩的极限承载力前，应结合工程地质条件和设计参数，利用实测信号 持征对桩的荷载传递性状、身缺陷程度和位置及连续锤击时缺陷的逐渐扩大或闭合情 况进行定性判别。

5.4.3采用实测曲线拟合法推算被检桩的极限承载力应符合下列规

1采用的桩和土的力学模型应能分别反映被检桩和地基土的物理力学性状；在各计 算单元中，所用土的弹性极限位移不应超过相应桩单元的最大计算位移。 2曲线拟合时间段长度在t1+2L/c后的延续时间不应小于20ms或3L/c中的较大 直。 3分析所用的模型参数应在岩土工程的合理范围内，可根据工程地质和施工工艺条 牛进行桩身阻抗变化或裂隙拟合。 4.拟合曲线应与实测曲线基本吻合，贯人度的计算值应与实测值基本一致，且整体 曲线的拟合质量系数宜控制在合适的范围之内。

只适用于桩侧和端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。 2 用于混凝土灌注桩时，桩身材质、截面应基本均匀。 3单桩轴向抗压极限承载力可按下列公式计算：

5对于等截面桩，测点下第个缺陷可根据桩身完整性系数β值按表5. 位置&按下式计算：

表5.4.5桩身完整性判定

5.4.6出现下列情况之一时，应按工程地质和施工工艺条件，采用实测曲线拟合法或 其他检测方法综合判定桩身完整性： 1桩身有扩径、截面渐变或多变的混凝土灌注桩。 2桩身存在多处缺陷的桩。 3力和速度曲线在上升沿或峰值附近出现异常，桩身浅部存在缺陷或波阻抗变化复 杂的桩。

5.4.7试打桩分析时，桩端持力层的判定应综合考虑岩土工程勘察资料，并应对推算 的单桩极限承载力进行复打校核。

5.4.8桩身最大锤击拉应力和桩身最大锤击压应力可分别按下列公式

8桩身最大锤击拉应力和桩身最大锤击压应力可分别按下列公式计算：

Fmax—实测最大锤击力(kN); A—桩身截面面积（m）。

5.4.9桩锤实际传递给桩的能量可按下列公式计算

5.4.9桩锤实际传递给桩的能量可按下列公式计算：

式中E,—桩锤传递给桩的实际能量(J); T一采样结束的时刻(s); F——桩顶锤击力信号(N)； V一桩顶实测振动速度信号（m/s）。

En = FVda

6.1.1本方法适用于直径不小于800mm的混凝士灌注桩的完整性检测， 射法和单孔折射法。

检测仪系统应包括信号放大器、数据采集及处理存储器、径向振动换能器 检测仪应具有一发双收功能。

6.2.3声波发射应采用高压阶跃脉冲或矩形脉冲，其电压最大值不应小于1000V，且 分档可调。

6.2.5径向振动换能器应符合下列规定

1径向水平面无指向性。 2谐振频率宜大于25kHz。 3在1MPa水压下能正常工作。 4收、发换能器的导线均应有长度标注，其标注允许偏差不应大于10mm。 5接收换能器宜带有前置放大器，频带宽度宜为5~60kHz。 6单孔检测采用一发双收一体型换能器，其发射换能器至接收换能器的最近距离不 立小于30cm,两接收换能器的间距宜为20cm。

6.3.1声测管的理埋设应符合下列规定： 1当桩径不大于1500mm时，应埋设三根管；当桩径大于1500mm时，应埋设四根管。 2声测管宜采用金属管，其内径应比换能器外径大15mm，管的连接宜采用螺纹连 接，且不漏水。 3声测管应牢固焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，且互相平行、定位准确，并埋设至栅 底，管口宜高出桩顶面300mm以上。 4声测管管底应封闭，管口应加盖。 5声测管的布置以路线前进方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向进行编号和分 组.每两根编为一组。

6.3.2检测前的准备应符合下列规定： 1被检桩的混凝土龄期应大于14d。 2声测管内应灌满清水，且保证畅通。 3标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间to 4准确量测声测管的内、外径和两相邻声测管外壁间的距离，量测精度为±1mmo 5取芯孔的垂直度误差不应大于0.5%，检测前应进行孔内清洗。 5.3.3检测方法应符合下列要求： 1测点间距不宜大于250mm。发射与接收换能器应以相同标高同步升降，其累计利 高差不应大于20mm，并随时校正。 2在对同一根桩的检测过程中，声波发射电压应保持不变。 3对于声时值和波幅值出现异常的部位，应采用水平加密、等差同步或扇形扫测等 法进行细测，结合波形分析确定耕身混凝士缺陷的位置及其严重程度，

6.4检测数据分析与判定

6.4.1 声时修正值可按下式计算：

钢筋工程—水的声速值(km/s)

6.4.3单孔折射法的声时、声速值应按下列公式计算：

6.4.3单孔折射法的声时、声速值应按下列公式计算：

武中At 两个接收换能器间的声时差（us)； t1 近道接收换能器声时（us)； t2 远道接收换能器声时（μus)； 一两个接收换能器间的距离（mm）

6.4.4桩身混凝土缺陷应根据下列方法综合

式中 ui第i个测点声速值(km/s); VD声速临界值(km/s)。 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差，即：

式中元一一正常混凝土声速平均值（km/s）： av一正常混凝土声速标准差； v:—一第i个测点声速值(km/s); n一测点数。 当检测剖面n个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时无缝钢管标准，宜采用声速低限值判据 即实测混凝士声速值低于声速低限值时，可直接判定为异常。