第一章桩基质量检测的概述
1.1桩基检测的意义：
随着国民经济建设的蓬勃发展，桩基在各类基础中的运用越来越广泛。由于桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层中去，从而大大减少基础的沉降和建筑的不均匀沉降，所以桩基在住宅、高层建筑、重型厂房、桥梁等工程中被大量采用。
桩基工程属隐蔽工程，桩基质量的好坏直接关系到建筑的安全问题，而且桩基一旦发生事故，加固处理起来难度较大。因此，桩基试验检测就成了桩基工程中的一个重要环节，是工程领域的重大课题。
据统计，桩基施工中桩身出现质量缺陷的概率达20％。目前，我国每年的用桩量约百万根，而桩基的造价较高，通常占工程总造价的四分之一以上。因此，如何在施工中控制桩基施工质量，确保桩径、桩长、承载力、入土深度、桩型、材质、进入相应的持力层，充分发挥桩基础的效益，是十分重要也是必要的。
由于我国基桩加工工艺和施工工艺的不同，更使得基桩的质量难以得到有效的保证，可靠地统一规范。所以从检测方面说，提高检测工作的质量和检测结果评定的可靠性，对于基桩的质量和安全控制有着重要的意义。
1.2桩基检测的发展状况
1.2.1工程检测行业发展状况
桩基是一种古老而有效的基础形式，人类在古代就已掌握了用木桩支持重物的知识。19 世纪后半叶，随着资本主义经济的发展，机械打入的型钢桩、钢管桩和钢筋混凝土预制桩相继问世，由于打桩能力的制约，桩长及承载力受到限制。在此情况下，1893 年美国芝加哥开始应用了大直径人工挖孔桩。20 世纪 30 年代，随着大功率钻孔机械的研制成功，钻孔灌注桩也在美国首先问世。70 年代以后，随着高层建筑的发展，在我国，各种大直径桩、小直径桩和微型桩得到了大量的应用，复合地基中的散体材料桩，低粘结强度桩，高粘结强度桩也有了迅速发展，桩的种类达数十种。同时，由于大型桩和超长桩的出现，使单桩的承载力设计值高达50000KN。
为了适应桩基技术的发展，我国岩土工作者在桩基检测技术的研究和应用中进行了不懈努力，在引进消化国外先进技术的基础上，发展了桩基动测技术。同时为了配合桩基检测和科研工作，用于桩体测试的应力、应变传感器及测试仪表也得到了发展，但总体来看，国内外桩基检测技术，特别是大型桩及超长桩的检测技术仍满足不了生产的需要。武汉地区的桩基检测工作早在20 世纪50 年代武汉长江大桥的建设中，由铁道部大桥工程局对f 1.55 m 管桩基础的承载力进行了成功的检测。随后，由中国科学院武汉岩土力学研究所对动测方法的理论、技术进行了科学研究，开发出了 RSM 系列桩基分析仪和软件系统，现已在湖北地区广泛应用。
1.2.2桩基检测技术发展状况
目前在桩基承载力检测上常用的检测方法主要有：静载实验法、自平衡法；在基桩完整性检测上常用的检测方法主要有验比较费时费力，现在更侧重于发展自平衡法来检测基桩完整性。在基桩完整性检：低应变动力试桩、高应变动力试桩、超声波透射法和钻芯取样法等。在承载力检测上，由于静载实测上由于高应
变比较麻烦，现在更侧重于低应变、超声波透射法和钻芯取样法。其中低应变更是由于仪器和操作等方便而被检测单位广泛使用。
1.2.2.1静载荷试验法
桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。因此，每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。一般情况下，桩基静载试验的成果数据，如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的，这已为无数的工程实例证明。
桩基测试技术理论的发展本身促进了桩土荷载传递机理理论的研究，而这一直是国内外岩土工程界研究的热点，在这方面我国的学者也通过试验研究发表了许多自己的理论方法。我国的沈保汉分析了大量的为测试位移和应力数据而埋有实测元件的试桩资料，结果表明：
(1)S—㏒Q法的极限荷载是桩侧摩阻力得到充分发挥时的荷载，相应于极限荷载时的极限桩顶下沉量Su（即桩土间相对位移量）与桩的类型、桩径和施工方法等有关；对于同一施工类型的桩，一般说来，按摩擦桩、端承摩擦桩和摩擦端承桩的顺序排列，Su依次增大；
(2)大直径钻孔桩的Su值比小直径钻孔桩的Su值大；
(3)打入式预制桩和钻孔灌注桩的Su也有较大差别
(4)施工工艺和施工质量对钻孔桩的极限荷载Qu和极限桩顶下沉量Su有较大影响。
在桩的破坏模式研究方面，赵明华认为应分为三种模式，即：屈曲破坏、整体剪切破坏、刺入破坏；沈保汉认为应分为四种模式，即：端承摩擦桩的整体剪切破坏、摩擦桩的整体剪切破坏、摩擦端承桩的刺入剪切破坏、端承桩的屈曲破坏。在依靠桩的下沉量确定桩的极限承载力方面，我国《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）规定：当Q－s曲线无明显的拐点时，可取桩顶总沉降量为40㎜时相应的荷载值为单桩极限承载力；《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）规定：对于缓变型Q～s曲线一般可取s＝40～60mm对应的荷载，对大直径桩可取s＝0.03～0.06D(D为桩端直径，大桩径取低值，小桩径取高值)所对应的荷载值；对于细长桩(l/d>80)可取s＝60～80mm对应的荷载。沈保汉建议，对直径为0.3m～0.5m的打套管成孔灌注桩可采用桩顶下沉量为桩径的10％所对应的荷载为极限荷载；对于钻孔扩底灌注桩可取桩顶下沉量为扩大头直径7％所对应的荷载为极限荷载。
1.2.2.2声波透射法方面
混凝土灌注桩超声检测法是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管道，将超声探头通过声测管直接伸人桩身混凝土内部进行逐点，逐段探测。其基本原理与上部结构构件的超声探伤原理相同，即根据超声脉冲穿越被测混凝土时传播时间、传播速度及能量的变化反映缺陷的存在，并估算混凝土的抗压强度和质量均匀性。但由于桩的混凝土灌注条件与上部结构的成型条件完全不同，尤其是水下灌注时差异更大，混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等许多因素，都会严重影n响对缺陷的判断和对强度及均匀性的推算，因此，灌注桩的超声检测必须有一套适合其特点的方法和判据，而不能完全延用上部结构检测的现有方法。
1.2.2.3应力波反射法完整性检测（低应变法）
基桩一般都具有较大的长径比,可近似看作一维杆件。当在桩顶施加某一机
械力F(t)时,桩身质点因受迫振动产生弹性波沿桩体向下传播，当波遇到桩身因存在断裂等缺陷而形成波阻抗界面时,产生波的反射,并被安置在桩顶的高灵敏度传感器接收,通过对接收的反射波波形、振幅、频率及平均波速等分析,综合判别桩基的结构完整性,确定缺陷部位和程度,从而对桩的质量作出综合评价。
适用范围：灌注桩、预制桩、预应力桩等。
1.2.2.4高应变动力试验法
高应变动力法测试技术于20世纪80年代随美国PDI（Pile Dynamics，Inc.）公司的PDA（Pile Driv-ing Analyzer）仪器引入我国，90年代初国内类似的仪器和计算软件也相继面世。近几年随着国内高层建筑数量的增多，该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度来确定承载力的。目前工程界应用最广发的动力试桩法是阻尼系数法和曲线拟合法。
1.2.3桩基动测领域的研究动向
虽然上述桩基检测技术在各种桩基检测工程中得到了广泛的应用，取得了巨大的社会效益和经济效益，但我们也应该清楚的看到，各种桩基检测技术都还存在一些问题。为了解决这些问题，一方面，要不断改善已有仪器的的硬件性能和质量，并努力开发出新的仪器,另一方面，要加强对桩基检测技术理论的研究工作，寻求更精确的物理模型。对于基桩检测信号的分析处理方面，把现有的桩基检测方法和当今的一些先进的信号分析方法结合起来,将是一个非常重要的研究方向。小波分析方法是一种窗口大小固定但形状可改变，时间窗和频率窗都可以改变的时频局部化分析方法。即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，所以被称为数学显微镜。小波变换对不同的频率在时域上的取样步长是调节性的，即在低频时小波变换的时间分辨率较差，而频率分辨率较高；在高频时小波变换的时间分辨率较高，而频率分辨率较低，这正符合低频信号变化缓慢而高频信号变化迅速的特点。这便是它优于经典的傅立叶变换和短时傅立叶变换的地方。
我们可以通过选择合适的小波基函数对原始信号进行小波分析,实现信号时频分解,区分出不同物理本质的信号成分,结合场地条件分辨有效信号与干扰信号,再通过对“噪声”时段及频段的抑制,可以实现信号消噪,改善信号质量,从而提高桩基检测资料分析水平。随着人类工程活动的日益增多和科学技术的进步，这一领域的理论研究和工程运用都得到了较大的发展。但是桩基检测是一项很复杂的系统工程，无论在理论上还是实践中目前都存在很多问题值得进一步的研究。
1.3机械钻孔灌注桩的概述
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。据全国桩基动测学术交流会上统计资料表明，在被检测的灌注桩中大约有 5～10％是有缺陷的，不良地质中灌注桩缺陷率更高达14.7％；检测的桩基统计资料中表明，桩基断桩率为5.6％(其它有局部缺陷的未统计)。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利
于工程的顺利进展
这里简要介绍了一些灌注桩的分类，机械钻孔桩基常出现的问题及处理方法，并介绍了钻孔桩质量检测的一般方法，主要是运用应力波反射法检测钻孔灌注桩的施工质量，其具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量缺陷，是一种值得推广的方法。
1.3.1钻孔灌注桩的分类
钻孔灌注桩按其支承岩土的种类和荷载抵抗力的主要分量进行分类。
钻孔桩按其功能分为：均质土中摩擦桩、端承于硬土的硬土桩和端承于岩石的岩石桩三种主要类型。
钻孔灌注桩按其泥浆护壁的成桩方法通常可为：反循环钻孔法、正循环钻孔法、旋挖成孔法和冲击成孔法等几种。
均质土中的摩擦桩，其承载由摩擦阻力和端承阻力两部分组成。一般具有较低的到中等的承载力。均质土中的摩擦桩有时常带有扩大的底部，以增加承载力的端承分量。在软弱和可压缩的地层，而支承于硬的土层和岩石时，绝大多数作为端承构件使用。此时在软土中沿钻孔桩长度的摩阻力一般略而不计，端承桩外部荷载由底部阻力支承。这种桩常用扩大底部，形成扩底桩，以增加基础的承载力。钻孔桩也可锚进持力层，承载力是锚座周围的抗剪阻力和端承阻力之和。
1.3.2机械挖孔灌注桩常见的问题及防治措施
桩基质量取决于勘察、设计、施工等许、多因素，销有不慎，就可能造成质量事故。对质量事故的分析与处理，是否正确，往往影响建筑物的安全使用，工程造价及工期，严重的甚至炸毁整幢建筑物。下面主要介绍几种钻孔灌注桩常见的问题及防治措施。
（1）缩径。预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。
1)使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。
2)成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而不清泥，预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌，导致缩径的产生。
（2）断桩。防治措施：
1)导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满砼的重量；内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；导管最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘。
2)导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验。
3)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管拔空。
4)经常检测砼拌和物，确保其符合要求。
（3）桩顶局部冒水、桩身孔洞。防治措施：
1) 控制导管的埋深，灌注过程中做到导管勤提勤拔。
2) 砼倾入导管的速度应根据砼在管内的深度控制，管内深度越深，砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下，应始终保持导管内满管砼，以防止桩身形成高压气包。实际施工中，往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管，再次灌注时，桩身形成高压气包就很难避免。因此，应在灌注过程中适当上下活动导管，把已形成的高压气包引出桩身。
3)加适当缓凝剂，确保砼在初凝前完成水下灌注。
（4）钢筋笼上浮。防治措施：
1)钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。
2)灌注中,当砼表面接近钢筋笼底时,应放慢砼灌注速度,并应使导管保持较大埋深,使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离,以便减小对钢筋笼的冲击。
3)砼液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入砼表面应不小于2 m，不大于10m。如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时，现场操作人员应及时补救，补救的办法是马上起拔拆除部分导管；导管拆除一部分后，可适当上下活动导管；这时可以看到，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点；坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。当然，如果钢筋笼严重上浮，那么这一补救措施也不一定会十分奏效。
（5）“烂桩头”。防治措施：
1)认真做好清孔工作，确保清孔完成后孔口没有泥块返出；在空孔较长的桩内测量砼上升面时，应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5～40mm碎石砼时，重锤的质量可以控制在1.5kg 左右；使用5～25mm 碎石砼时，重锤的质量可以控制在1kg 左右。在设计桩顶与地面距离<4 m时，通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观，精度更高。
2)砼终灌拔管前，应使用导管适当地插捣砼，把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后，以便精确测量砼面。也可通过导管插捣使桩顶砼摊平。
（6）灌注砼时桩孔坍孔。预防方法
1)灌注砼过程中，要采取各种措施来稳定孔内水位，还要防止护筒及孔壁漏水。
2)用吸泥机吸出坍入孔内的泥土，同时保持或加大水头高度，如不再坍孔，可继续灌注。
3)如用上法处治，坍孔应不停时，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填粘土，重新钻孔。
（7）孔位倾斜。防治措施：
1)首先要扩大桩机支承面积，使桩机稳固，并保证钻机平台水平。
2)采取经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
3)严格按照规范要求先配钻杆。
第二章桩基检测原理
工程桩的质量检测，主要包括单桩极限承载力的检测和桩身完整性的检测。而针对这两方面的检测，到目前为止，发展起来的检测方法也比较多。既有传统的检测方法，也有新兴的检测方法。本文也主要是讲述世界各国普遍广泛采用的桩基检测方法的原理与应用。这些检测方法的理论基础比较成熟，检测手段也容易实际操作，检测结果安全、可靠。在这些检测原理与方法中，用来检测单桩极限承载力方法有：静载试验法、高应变法、自平衡测试法：而桩身完整性的检测方法包括：钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法四种。在实际的工程检测中，有的方法对桩质量两方面都可以进行检测。比如：高应变法，既可用来判定单桩竖向搞压是否满足设计，又可以用来检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。有的方法可以用来对工程桩或试验桩进行扩大检测以验证检测结果的正确性。本文将对这六种检测方法进行详细的阐述：
2.1单桩静载试验
桩的静载试验是获得桩轴向抗压，抗拔以及横向承载力的最基本、最可靠的方法。常规的静载试验通常有四种：单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔试验、单桩水平静载试验以及桩身自反力平衡测试法。
2.1.1 单桩竖向抗压静载试验
本试验用于检测单桩的竖向抗压承载力。对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，可按要求的加载量进行；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。
（一）试验原理
试验采用快速维持荷载法分级对桩进行加载，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，由高压油泵站带动千顶加载，荷载量由RS-JYB桩基静载荷测试分析系统控制或由高压油泵上压力表度量，桩顶沉降量由位移传感器通过RS-JYB基静载荷测系统测量或由百分表测量。
（二）现场检测方法
试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。混凝土桩头加固参照规范执行。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。
试验加卸载方式应符合下列规定：
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该级增减量的 10%。
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（从每级荷载施加后第30min开始，由三次或三次以上每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1h，按第5、15、30、60min测读桩顶沉降量；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5、15、30min，以后每隔30min测读一次。
施工后的工程桩验收检测宜采用慢速维持荷载法。当有成熟的地区经验时，也可采用快速维持荷载法。快速维持荷载法的每级荷载维持时间不得少于1h。当桩顶沉降尚未明显收敛时，不得施加下一级荷载。
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尚未达到稳定标准。
3 已达加载反力装置的最大加载量。
4已达到设计要求的最大加载量。
5 当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
6 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。
（三）检测数据分析与判定
检测数据的整理应符合下列规定：
1确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降（Q-s）、沉降-时间对数（s-lgt）曲线，需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。
2当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时，应整理出有关数据的记录表，并按规范绘制桩身轴力分布图、计算不同土层的分层侧摩阻力和端阻力值。
单桩竖向抗压极限承载力Qu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-s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s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
3当某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准。取前一级荷载值。
4对于缓变型Q-s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800mm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。
单桩竖向抗压极限承载力统计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，或工程桩抽检数量小于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载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。
2.1.2单桩竖向抗拔静载试验
本试验适用于检测单桩竖向抗拔承载力。采用RS-JYB静载仪及高压油泵站液压系统等, 加载装置采用油压千斤顶，试验反力装置采用反力桩（或工程桩）提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。
（一）试验原理
抗拔试验一般采用慢速维持荷载法，试桩应按最大加载力计算桩身钢筋，且钢筋应沿桩身通长布置。施加的静载力必须作用于桩的中轴线。加载应均匀、无冲击。每级加载为预计最大的1/10-1/15，达到相对稳定后加下一级荷载，直到度桩破坏，然后逐级卸载到零。
对混凝土灌注桩、有接头的预制桩，宜在拔桩试验前采用低应变法检测受检桩的桩身完整性。为设计提供依据的抗拔灌注桩施工时应进行成孔质量检测，发现桩身中、下部位有明显扩径的桩不宜作为抗拔试验桩；对有接头的预制桩，应验算接头强度。
（二）现场试验方法
用慢速维持荷载法进行试验，应按下列规定进行加载、卸载和上拔量观测。单桩竖向抗拔静载试验采用慢速维持荷载法。需要时，也可采用多循环加、卸载方法。慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应与抗压静载加载规定执行，并仔细观察桩身混凝土开裂情况。
1加载分级：每级加载量为试桩最大加载量或预计最大试验荷载的1/10～1/ 12,逐渐加载，第一级则可取两倍加载量进行加载。
2测读桩顶沉降量的间隔时间：每级加载后，隔5min，10min，15min测读一次，以后每隔15min测读一次，累计一小时后每隔半小时测读一次。
3沉降相对稳定标准：在每级荷载作用下，桩顶的沉降量在每小时内不大于0.1mm，并、连续出现两次。
4终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：
（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。（三）检测数据的分析与判定
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)。
单桩竖向抗把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 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。
单桩竖向抗拔极限承载力统计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 当作为验收抽样检测的受检桩在最大上拔荷载作用下，未出现前所列三款情况时，可按设计要求判定。
5 单位工程同一条件下的单桩竖向抗拔承载力特征值应按单桩竖向抗拔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。
2.1.3单桩水平静载试验
本方法适用于桩顶自由时的单桩水平静载试验；其他形式的水平静载试验也可参照使用。当埋设有桩身应变测量传感仪时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。
（一）试验原理
试桩时采用卧式千顶加载，用测力环或测力传感器确定施加荷载值，为保证千顶施加作用力水平通过桩身轴线，千顶与试桩接触面安置球形铰座。反力装置的选用应充分利用试桩周围的现有条件，但必须满足其承载能力应大于最大预计荷载的（1.2-1.5）倍，其作用力方向上刚度不应小于试桩本身的刚度。桩的水平位移采用大量程百分表来测量。水平荷载作用下桩身的弯矩并不能直接测量得到，它只能通过量测得桩身的应变值来推算。
（二）试验方法
加载方法宜根据工程桩实际受力特性选用单向多循环加载法或本规范第4章规定的慢速维持荷载法，也可按设计要求采用其他加载方法。需要测量桩身应力或应变的试桩宜采用维持荷载法。
试验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于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2 min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本规范第 4.3.4条和4.3.6条有关规定执行。
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。
4）测量桩身应力或应变时，测试数据的测读应与水平位移测量同步
（三）检测数据的分析与判定
1将单桩水平静载试验概况整理成表格形式，对成桩和试验过程中发生的异常现象应作补充说明。
2整理单桩水平静载试验记录表。
3绘制有关试验成果曲线，一般应绘制：
1）水平力–时间–位移（H
0–t–x
）曲线。
2）水平力–位移梯度（H
0–Δx
/ΔH
）曲线。
3）水平力–位移双对数（lgH
0–lgx
）。
当测量桩身应力时，尚应绘制沿桩身分布和水平力–最大弯矩截面钢筋应力
（H
0–σ
g
）等曲线。
单桩水平临界荷载及极限荷载的判定
1取H
0–t–x
曲线出现突变（相同荷载增量的条件下，出现比前一级明显
增大的位移增量）点的前一级荷载为水平临界荷载。
2取H
0–Δx
/ΔH
曲线第一直线段的终点或lgH
–lgx
曲线拐点所对应的荷
载为水平临界荷载。
3当有钢筋应力试验数据时，取H
0–σ
g
第一突变点对应的荷载为水平临界
荷载。
4取H
0–t–x
曲线明显陡降的前一级荷载为极限荷载。
5取H
0–Δx
/ΔH
曲线第二直线段终点对应的荷载为极限荷载。
6取桩身折断或钢筋应力达到流限的前一级荷载为极限荷载。
7地基土水平抗力系数的比例系数m可根据试验结果按下列公式确定：
m =[(H
Cr ×V
x
/x
cr
)5/3] /[b
×(EI)2/3]
式中：m–地基土水平抗力系数的比例系数（MN/m4）
H
Cr
–单桩水平临界荷载（kN）
x
cr
–水平临界荷载对应的水平位移（m）
V
x
–桩顶位移系数（按规定选用）
b
–桩身计算宽度（米）
当D≯1米时，b
=0.9(1.5D+0.5)
当D>1米时，b
=0.9(D+1)
（D为桩身直径）
2.1.4桩承载力自平衡测试法
自平衡测试法是当前桩基础检测工作中的一种新技术。具有试验方便，费用低，时间省等许多优势。该技术于2004年在江西地区开始应用，桩的承载力静载试验有传统的单桩竖向抗压静载试验(堆载法)和在桩底（或桩身平衡点）放置荷载箱的自平衡测试方法，自平衡测试方法法比较传统的堆载法有以下优点：1装置较简单，不占用场地，不需运入数百吨或数千吨物料，不需构筑笨重的反力架，试桩准备工作省时、省力、安全；
2该法利用桩的侧阻与端阻互为反力，因而可清楚的分出侧阻力与端阻力分布和各自的荷载—位移曲线；
3试验费用省，尽管荷载箱为一次性投入器件，但与传统方法相比可节省试验总费用的30%～70% ，具体比例视桩吨位与地质条件而定；
4试验后试桩仍可作为工程桩使用，必要时可利用预埋管对荷载箱进行压力灌浆；
5在下列情况下或当设置传统的堆载平台或锚桩反力架特别困难或特别花钱时，该法更显示其优势，例如：水上试桩，坡场试桩，基坑底试桩，狭窄场地试桩，斜桩，斜桩，嵌岩桩，抗拔桩，超大吨位的桩基等，这些都是传统试桩法难以做到的。
随着近几年房屋建筑的快速蓬勃发展，大孔径超长桩在房屋基础的应用越来越广泛，其承载力的确定显得越来越重要，《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）中规定每个工程必须进行桩基承载力试验以确定其承载力，确保其结构安全性及经济性。传统钻孔灌注桩承载力测定主要是堆载静压试验法，反力装置采用压重平台和锚桩承载梁等，需要投入大量的人力、物力和时间，并且随着桩径、桩长的增大，其需要的反力亦随之增大，传统方法已很难满足需要，特别是江西地区房屋建筑中地下室不段的加深，这给采用堆载静压试验相对难度加大，甚至有些工地受场地的限制，无法采用该方法完成承载力检测。
（一）试验原理
自平衡测桩法是将一种特制的加载设备---荷载箱与钢筋笼相接，埋人桩的指定位置(即平衡点)，并将荷载箱的高压油管和位移杆一起引到地面，用高压油泵向荷载箱充油加载。荷载箱通过厚钢板将力传到桩身，无应力集中现象。试验荷载与上部桩身的摩擦力、下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡(即自平衡)来维持加载。根据向上、向下的Q—S曲线判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。（如图1）
加载采用慢速维持荷载法或采用循环加载法，加载分级、位移量测、稳定标准同传统的“堆载法”或“锚桩法”，均按《建筑桩基技术规范》(JGJ106—2003)“试桩试验方法”的规定采用。
（二）现场试验方法
一般采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载作用下，上，下段桩均未到达相应稳定后方可加下一级荷载，每级加载值为极限承载力的1／10。按l0级9次加载，第一次按两倍分级荷载加载。
1 位移量测每级加载后在第1小时内应在5、l0、l5、30、45、60 min测读一次，以后每隔30 min测读一次。电子位移传感器连接到电脑，直接由电脑控制测读，同时在电脑屏幕上显示q—S曲线、S—lg 曲线和S—lgq 曲线。卸载亦分级进行，每级卸载量为两个加载值的荷载量。每级荷载卸载后，应观测桩顶的回弹量，观测方法与沉降相同。卸载到零后，至少在
2 h内每30min观测一次。
2 稳定标准在每级荷载作用下桩的位移量在最后30min内应小于0．1 mm。
3 终止加载条件
(1)总位移量大于或等于40 nqn'l时，本级荷载的下沉量大于或等于前一级荷载的下沉量的5倍时，加载即可终止。取比终止荷载小一级的荷载为极限荷载。
(2)总位移量大于或等于40 mm时，本级荷载加上后24 h未达稳定，加载即可终止。取比终止荷载小一级的荷载为极限荷载。
(3)总下沉量小于40 mm，但荷载已大于或等于设计荷载×设计规定的安全系数
时，加载即可终止。取此时的荷载为极限荷载。
（三）检测数据的分析与判定
根据检测数据结果确定单桩竖向抗压承载力，其极限承载力为荷载箱上部实测值减去混凝土桩自身重量加上下部荷载箱实测值，并根据加载结果数据绘制Q -S,S-Lgt, S-LgQ曲线；绘制桩身轴力分布，侧阻力分布，桩顶阻力-沉降关系等曲线。并与单桩静载试验结果的Q-S,S-Lgt, S-LgQ曲线进行比对综合判断桩的承载力。
2.2低应变法
低应变法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置；本方法采用RS-1616K(P) 动测仪（或FDP-204PDA动测仪）检测前，应进行现场调查，要求对被测的基桩应凿去浮浆至砼硬层，桩头基本平整无积水并核对桩号。还应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用。
（一）试验原理
低应变应力波法，亦称反射波法，有美国的J。steinbaih和Eveg首先将应力波理论用于检测桩身质量。该法以手锤（棒）撞击桩顶。产生一纵向应力波信号沿桩身传递，由加速度计（或速度计）拾取桩身缺陷处引起的反射波，由此判定桩身完整性，并有波速判断混凝土质量，该法检测设备简单，具有快速、无损等优点。但由于存在纵波反射信号以外的信号成分及桩周土的影响，响应曲线判读困难较大。有两个以上缺陷时，第一缺陷部位以下的缺陷较难判断。该法仍在进一步研究及发展中
（二）现场试验方法
用反射波法，对每一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试；对同一根基桩4次锤击所形成的4条波形曲线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数据方算合格。
检测前，应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用，应进行现场调查，要求对被测的基桩应凿去浮浆至砼硬层，桩头基本平整无积水，并核对桩号。
桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。因此，要求受检桩桩顶的混凝土质量，截面尺寸应与桩身设计条件基本等同。灌注桩应除去桩顶浮沉或松散，破碎部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；防碍正常测试的桩顶应外露主筋应割掉。每个检测点有效信号数不能少于3个，通过叠加平均提高信噪比。应合理选择测试系统量程范围，特别是传感器的量程范围，避免信号波峰削减。
（三）检测结果数据判定
1根据波列图中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征，来推断单桩完整性（见下表）。
（1）反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩；
（2）反射波到达时间晚于桩底反射波到达时间，且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂；
（3）桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减小，频率降低；
（4）缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。
（5）当有多次缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析。
2根据中华人民共和国国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003的规定，将桩身质量等级划分为四类，即：
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；
Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。
2.3高应变法
（一）试验原理
高应变法的主要功能是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。这里所说的承载力是指在桩身强度满足桩身结构承载力的前提下，得到的桩周岩土对桩的抗力（静阻力）。所以要得到极限承载力，应使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥，否则不能得到承载力的极限值，只能得到承载力检测值。
与低应变法检测桩身完整性的快捷、廉价相比，高应变法检测桩身完整性存在设备笨重、效率低及其费用高等缺点，但由于激励能量和检测有效深度大的优点，特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接
头等缺陷时，能够在查明这些“缺
陷”是否影响竖向抗压承载力的
基础上，合理判定缺陷程度，因
而可作为低应变检测这类缺陷桩
的一种补充验证手段。另外，对于等截面桩的桩身完整性检测，
从原理上讲，它属于一种直接定
量的测试方法。当然，带有普查性的完整性检测，采用低应变法更为恰当。
高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能。它能监测预制桩打入时的桩身应力、锤击能量的传递、桩身完整性变化，为桩型选择、沉桩工艺参数及桩长选择提供依据，是静载试验无法做到的。
（二）单桩竖向抗压承载力的确定
高应变法动测承载力检测值多数情况下不会与静载试验桩的明显破坏特征或产生较大的桩顶沉降相对应，总趋势是沉降量偏小。为了与静载的极限承载力相区别，称为“动测法得到的承载力或动测承载力”。这里需要强调指出：验收检测中，单桩竖向抗压静载试验常因加荷量或设备能力限制，而做不出真正的试桩极限承载力。于是一组试桩往往因某一根桩的极限承载力达不到设计要求的特征值2倍，使一组试桩的承载力统计平均值不满足设计要求。动测承载力则不同，可能出现部分桩的承载力远高于承载力特征值的2倍。所以，即使个别桩的承载力不满足设计要求，但“高”和“低”取平均后仍能满足设计要求。为了避免可能高估承载力的危险，不得将极差过大的“高值”参与统计平均。
参照静载试验关于单桩竖向抗压承载力特征值的确定方法，《规范》JGJ106对动测单桩承载力的统计和单桩竖向抗压承载力特征值的确定规定如下：
（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，取其平均值为单桩承载力统计值。
（2） 当极差超过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） 单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值R a 应按本方法得
到的单桩承载力统计值的一半取值。
（三） 桩身完整性判定
高应变法检测桩身完整性具有锤击能量大，可对缺陷程度定量计算，连续锤击可观察缺陷的扩大和逐步闭合情况等优点。但和低应变法一样，检测的仍是桩身阻抗变化，一般不宜判定缺陷性质。在桩身情况复杂或存在多处阻抗变化时，可优先考虑用实测曲线拟合法判定桩身完整性。桩身完整性判定可采用以下方法进行：
（1） 采用实测曲线拟合法判定时，
拟合所选用的桩土参数应按承载力拟合
高应变动力试桩现场测试示意图
时的有关规定；根据桩的成桩工艺，拟合时可采用桩身阻抗拟合或桩身裂隙（包括混凝土预制桩的接桩缝隙）拟合。
（2）对于等截面桩，可按表并结合经验判定；桩身完整性系数β和桩身缺陷位置x应分别按公式计算。注意：公式仅适用于截面基本均匀桩的桩顶下第一个缺陷的程度定量计算。
（3）出现下列情况之一时，桩身完整性判定宜按工程地质条件和施工工艺，结合实测曲线拟合法或其他检测方法综合进行：
——桩身有扩径的桩。
——桩身截面渐变或多变的混凝土灌注桩。
——力和速度曲线在峰值附近比例失调，桩身浅部有缺陷的桩。
——锤击力波上升缓慢，力与速度曲线比例失调的桩。
具体采用实测曲线拟合法分析桩身扩径、综合判断桩身承载力和桩身完整性，桩身截面渐变或多变的情况时，应注意合理选择土参数，因为土阻力（土弹簧刚度和土阻尼）取值过大或过小，一定程度上会产生掩盖或放大作用。桩身长度根据波形确定（如下图）
高应变法锤击的荷载上升时间一般不小于2ms，因此对桩身浅部缺陷位置的判定存在盲区，也无法根据公式来判定缺陷程度。只能根据力和速度曲线的比例失调程度来估计浅部缺陷程度，不能定量给出缺陷的具体部位，尤其是锤击力波上升非常缓慢时，还大量耦合有土阻力的影响。对浅部缺陷桩，宜用低应变法检测并进行缺陷定位。
2.4钻芯法
钻芯法主要是检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。
（一）现场操作
1 每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定：
1）桩径小于1.2m 的桩钻1 孔，桩径为1.2～1.6m 的桩钻2 孔，桩径大于1.6m 的桩钻3 孔。
2）当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10～15cm 的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D 内均匀对称布置。
3）对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设计要求。
2 钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。
3 当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。
4 钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。
5 提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。
6 每回次进尺宜控制在1.5m 内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。
7 钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并应按本规范下表及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述。
8 钻芯过程中，应对芯样混凝土，桩底沉渣以及桩端持力层详细编录。
9 钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。
10 当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.5～1.0MPa 压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。
（二）芯样试件抗压强度试验
1 芯样试件制作完毕可立即进行抗压强度试验。
2 混凝土芯样试件的抗压强度试验应按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T 50081 —2002 的有关规定执行。
3 抗压强度试验后，当发现芯样试件平均直径小于 2 倍试件内混凝土粗骨料最大粒径，且强度值异常时，该试件的强度值不得参与统计平均。
4 混凝土芯样试件抗压强度应按下列公式计算：
f
=ξ×4P/π/d2
cu
式中f cu——混凝土芯样试件抗压强度（MPa），精确至0.1 MPa；
P ——芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N ）；
d ——芯样试件的平均直径（mm）；
ξ——混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定；当无试验统计资料时，宜取为1.0 。
5 桩底岩芯单轴抗压强度试验可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007 —2002 附录J 执行。
（三）检测数据的分析与判定
1 混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的平均值确定。同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。
2 受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。
3 桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果、综合判定桩端持力层岩土性状。
4 桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强
度试验结果，按本细则ZCTC/D-36的第11.2条规定和下表的特征进行综合判定。
满足设计要求：
5.1 桩身完整性类别为Ⅳ类的桩。
5.2 受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩。
5.3 桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。
5.4 桩端持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩。
6 钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。
2.5声波透射法
本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。超声波测试技术是近年来发展非常迅速的一项技术。196 4 年，同济大学研制成功CTS一10型超声检测仪，经过大量试验研究，于1965年提出“声时一振幅一波型”三个参数综合评定混凝土的检测方法；1979～198 0年，交通部和水电部已分别把超声检测技术列人部颁试验方法和技术规程中；1978年，提出超声技术检测混凝土质量的“概率统计法”；1984年，提出PSD 判别法”。实践证明，超声波透射法能检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性。由于超声波测试方法轻便、灵活，而且具有测试结果精度高，有效探测距离大，可在大范围测试，比钻芯法检测费用低等优点，使得该技术在水利、矿业、交通、市政等桩基工程中得到广泛应用。
（一）声波透射检测技术原理
声波是弹性波的一种，若视混凝土介质为弹性体，则声波在混凝土中的传播服从弹性波传播规律。由发射探头发射的声波经水的耦合传到测管，再在桩身混凝土介质中传播后，到接收端的测管，再经水耦合，最后到达接收探头。由于液体或气体没有剪切弹性，只能传播纵波，因此超声波测桩技术采用的是纵波分量。探头发射的声波会在发射点和接收点之问形成复杂的声场，声波将分别沿不同的路径传播，最终到达接收点，其走时都不尽相同。但在所有的传播路径中，总有一条路径，声波走时最短，接收探头接收到该声波时，形成信号波形的初始起跳，一般称为“初至”，当桩身完好时，可认为这条路径就是发射探头和接收探头的
直线距离，是已知量；而初至对应的声时扣去声波在测管、水之问的传播时间以及仪器系统延迟时间，可得声波在两测管问混凝土介质中传播的实际声时，并由此可计算出所对应的声速。当桩身存在断裂、离析等缺陷时，破坏了混凝土介质的连续性，使声波的传播路径复杂化，声波将透过或绕过缺陷传播，其传播路径大于直线距离，引起声时的延长，而由此算出的波速将降低。另外，由于空气和水的声阻抗远小于混凝土的声阻抗，声波在混凝土中传播过程中，遇着蜂窝、空洞或裂缝等缺陷时，在缺陷界面发生反射和散射，声能衰减，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小。再者，透过或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之问存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。综上所述，当桩身某一段存在缺陷时，接收到的声波信号会出现波速降低、振幅减少、波形畸变、接收信号主频发生变化等特征(也可能只出现其中的一种情况)。
超声波透射法桩基检测就是根据混凝土声学参数测量值和相对变化，分析、判别其缺陷的位置和范围，评定桩基混凝土质量类别。
（二）声波透射的现场检测
桩基进行超声波检测前，必须在施工时预埋声测管。声测管内径一般在50～60mm，测管的埋设数量应视桩径的大小而定，沿桩截面外侧呈对称形状埋设；应采取适宜的办法固定，且应尽量使之位置平正，成桩后能相互平行；声测管的连接应光滑过渡，确保不发生探头移动受阻；各测管管口高度宜一致，管口应高出桩顶100mm以上；测管中应注满清水作为耦合剂，下端封闭，以防漏水，也可将各声测管下端连通(当有异物进人测管内时，用高压水来疏通，这比测管各自下端封闭要好)，上端加盖，防止异物落人管中造成阻塞。检测前，并用稍大于探头的钢筋条或铁棒疏通声测管，保证换能器在全程范围内升降顺畅；测定从声波发射时刻到声波接收时刻之间存在的系统延迟时问；计算测管及水耦合剂所对应的声时修正值，以便在计算实际声时时，消除误差；计算声波在桩身传播的直线距离，应按照设计值或测管固定时的外壁问净距离来计算。施工后的桩顶声测管易发生偏斜，因此JGJ106—2003(建筑桩基检测技术规范》(下面简称《规范》) 10．3．2．3：“在桩顶测量相应声测管外壁问净间距，是不合适的。”检测时，一般采用跨孔平测法检测，将发射与接收探头分别置于不同声测管的相同标高的测点处，同步升降，测点距不宜大于250mm。检测完成所有检测剖面。当发现或怀疑桩身有异常时，在质量可疑的测点周围，应加密测点距进行细测，或采用高差同步测试(斜测)或扇形扫测，进一步确定桩身缺陷的位置，通过数学处理能把桩身内混凝土的缺陷尺寸及空问分布显示出来。
（三）检测数据的分析与判定
超声脉冲穿过混凝土后，被接收换能器所接收，该接收信号带有混凝土内部的许多信息，如何把这些信息分析出来，予以定量化，并建立这些物理量与混凝土内部缺陷的定量关系，是当前采用超声脉冲法检测的关键问题。目前，已被用于灌注桩混凝土内部缺陷判断的物理参量有声速、波幅、主频和波形等。由超声脉冲穿过混凝土所需的初至时间计算得到声速。如果两声测管基本平行，当混凝土质量均匀，没有内部缺陷时，各横截面所测得的声时值基本相同；当有缺陷时，由于缺陷区的泥、水、空气等内合物的声速远小于完好混凝土的声速，所以穿越时间明显增大。当缺陷中的物质与混凝土的声阻抗不同时，界面透过率很小，声波将根据惠更斯原理绕过缺陷继续传播，波线呈波折状。由于绕行声程比直达声程长，因此，声时值也相应增大，由此计算得到的声速将减少。实测经验表明：声速的变化规律性很强，在一定程度上反映了桩身混凝土的质量，所以，声速值
是缺陷的重要判断参数。声速异常时的临界判据为：
V i ≦V
c
(1)
式中： V
i
为第i测点声速(km／s)；
V
c
为声速的异常判断临界值(km／s)。
当式(1)成立时，该点声速可判为异常。
当检测剖面所有的测点声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据：
V
i ≦V
L
(2)
式中： V
i
为第i测点声速(km／s)；
V
L
为声速低限值(km／s)。
由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地区实际经验确定。当式(2)成立时，可直接判定该点为声速低与低限值异常。
波幅是超声脉冲穿过混凝土后衰减程度的指标之一。波幅值越低，混凝土对超声脉冲的衰减越大。根据混凝土中超声波衰减的原因可知，当混凝土中存在低强度区、离析区以及夹泥、蜂窝等缺陷时，将产生吸收衰减和散射衰减，使接收波幅明显下降。幅值可直接在接收波上观察。衰减与混凝土质量具有相关性，它对缺陷区的反映比声速值更为敏感。所以，它也是缺陷判断的重要参数之一。
对于由声时、波幅衰减确定的异常区，结合PSD曲线进行综合分析。由PSD 公式判定，缺陷区PSD值较声时反映明显，而且运用PSD判据基本上消除了声测管不平行或混凝土不均匀等因素所造成的声时变化对缺陷判断的影响。但如果声时读数有错误，那么PSD会将错误数据进行放大，造成误判。另外，频率和波形也可用来判定混凝土质量，但由于影响波形畸变的因素很多，目前尚无定量指标，只是经验性的。目前国内判断缺陷的数据分析除上述方法外，还有概率法、斜率法、NEP法等。
桩身完整性判定与分类，还跟很多复杂的因素有关，判定时，应结合施工工艺和施工记录等有关资料具体分析，也可结合钻芯法将其结果对比，结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试后确定的缺陷范围，按桩身完整性分类的规定(《规范》表3．5．1)和检测剖面的声学参数的特征(《规范》表
第三章检测量值溯源及桩基检测基本规定