低应变法检测桩身完整性

R E A L E S T A T E G U I D E |85低应变法桩身完整性检测波速与桩身混凝土抗压强度的关系研究齐鹏辉 (北京环安工程检测有限责任公司 北京 100020)[摘 要] 低应变法㊁声波透射法等,是基桩完整性检测常用检测方法㊂基桩施工质量受混凝土强度㊁材质㊁施工工艺等因素影响,其中混凝土的实际强度是影响桩身完整性检测波速值的重要因素,桩身的实际混凝土强度因养护条件㊁龄期㊁工艺影响,给桩身完整性类别的判定带来一定程度上的困扰㊂本文主要论述低应变法与桩身混凝土抗压强度之间的相对关系,同时对低应变法与声波透射法桩身完整性检测波速值之间的关系进行了说明;通过低应变法桩身完整性检测波速与桩身混凝土抗压强度的关系研究,为基桩施工质量检测判定提供科学㊁可靠的依据㊂[关键词] 基桩完整性检测;混凝土抗压强度;低应变法;声波透射法;波速[中图分类号]T U 473.16 [文献标识码]A [文章编号]1009-4563(2023)08-085-03在工程建设中,桩基础具有承载力高㊁弹性压缩变形小㊁良好的稳定性及抗震性等优点,尤其在我国软土地区得到广泛应用㊂低应变法㊁声波透射法桩身完整性检测具有经济㊁快捷㊁可靠等特点,能够科学㊁客观地反映桩基的施工质量㊂基桩波速测试值与混凝土抗压强度之间有一定的关联性㊂在基桩工程桩身完整性检测时,受检桩波速存在超出混凝土抗压强度合理范围,更有甚者检测波速值出现明显不合理的情况,而检测时的混凝土实际强度又难以用简便方法予以确认,为更好地对基桩质量做出科学㊁有效的评价,充分理解波速测试值与混凝土抗压强度之间相对关系显得尤为重要㊂1 检测方法简介根据介质质点的振动方向与传播方向相对关系将波分为横波㊁纵波㊁面波等,纵波是质点的振动方向与传播方向一致的波,主要涉及的参数有振幅㊁频率㊁周期㊁波长㊂低应变法运用的是纵波在桩身混凝土中传播㊂低应变法桩身完整性检测以一维连续弹性杆平面应力波波动理论为基础,当低频纵波在桩身传播过程中,遇到波阻抗差异界面将产生反射,不同的阻抗界面性质产生不同的信号特征,通过对时域及频域曲线进行综合分析,最终确定桩身完整性㊂波阻抗Z 受混凝土密度ρ㊁横截面尺寸A ㊁波速V 的影响,即波阻抗为Z =ρC A ,检测波速计算V=2L /t (L 为基桩施工桩长;t 为传播时间)㊂声波透射法桩身完整性检测工作是通过发射换能器发射超声脉冲,脉冲信号在被测介质(灌注桩)中传播发生绕射㊁折射㊁多次反射及衰减,使接收声学信号(时间㊁振动幅度㊁波形㊁主频等)发生变化,接收换能器接收到的信号反应传播介质(即被测桩身混凝土)的声学信息㊂2 影响波速的主要因素弹性波波速在混凝土中传播主要受波的类型(横波㊁纵波等)㊁介质特性(弹性模量㊁密度㊁泊松比)㊁边界条件因素影响㊂低应变法㊁声波透射法基桩的桩身完整性检测均为弹性波,低应变法频率为几百至几千赫兹,声波透射法频率一般为几十千赫兹;基桩的混凝土介质特性受弹性模量㊁泊松比㊁密度的影响,弹性模量越大㊁泊松比越大㊁密度越小,其波速值越大;检测方法的理论模型的边界条件与波本身的波长比值对波速有一定规律的影响㊂不同边界条件下,沿纵波传播方向垂直横截面尺寸与波长的比值增大,其波速值越大㊂在垂直于纵波传播方向的横截面上,横截面几何尺寸用a ˑb 表示,纵波波长为λ,当同一介质中当a ㊁b 均远大于λ时,边界条件可视为无限大,此时波速最高;当一个几何尺寸远小于λ,另外一边的尺寸大于λ时,边界条件视为薄板,其波速值小于无限大边界条件下的波速;当a ㊁b 均远小于λ时,边界条件可视为一维杆件,此时波速最小㊂低应变法的理论模型为一维连续弹性杆,波速V p 可根据下列公式确定㊂V p =EρE 为混凝土弹性模量;ρ为混凝土密度㊂声波透射法桩身完整检测弹性波在混凝土中传播可视为三维空间,边界条件为无限大,波速V p '可根据下列公式确定㊂V p '=Eρˑ1-μ(1+μ)ˑ(1-2μ)μ为混凝土泊松比(一般取值0.2.0.3)㊂由于混凝土泊松比一般为0.2.0.3,则1-μ(1+μ)ˑ(1-2μ)>1,即低应变法测试波速值V p 小于声波透射法桩测试波速值V p'㊂当在同一工况下,钢筋混凝土桩低应变法与声波透射法波速之间存在以下关系㊂V p '=V p ˑ1-μ(1+μ)ˑ(1-2μ)3 混凝土抗压强度测试基桩混凝土抗压强度现场检测通常采用回弹法㊁超声回弹综合法㊁钻芯法等㊂回弹法是一种无损检测混凝土强度方法,通过回弹仪对混凝土表面的强度进行检测,由于混凝土表面硬度与抗压强度存在一定相关性,结合碳化深度测试结果进而确定其混凝土强度值,其测定强度为推定值,精度相对不高㊂该方法检测主要适用于普通混凝土抗压强度检测,不适用表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土和特种成型工艺制作的混凝土检测㊂超声回弹综合法采用超声仪和回弹仪,在基桩混凝土86 |R E A L E S T A T E G U I D E同一测区分别测量波速值和回弹值,通过修正后的波速㊁回弹值建立测强公式推算测区混凝土强度的一种无损检测方法㊂该方法虽然解决了单一物理指标评价局限性,提高了结果的准确性,但混凝土自身材质㊁均匀性的差异,导致弹性波的离散,不能较好地建立波速与强度之间的关系(f c =A V b R c)㊂钻芯法是一种局部破损的桩身混凝土强度检测方法,通过钻机钻取桩身混凝土芯样,通过无限抗压强度试验确定混凝土芯样试件抗压强度检测值㊂该方法检测混凝土强度准确度高,由于对原有结构造成局部破坏㊁检测效率低等原因,常作为一种补充㊁验证检测方法㊂4 混凝土抗压强度与纵波波速的相对关系目前被广泛认可的观点为:因混凝土龄期㊁养护环境㊁配合比㊁施工工艺等的差异性,波速与混凝土抗压强度整体趋势呈正向,在此状态下尚不能建立明确的公式关联;当在同一工况下,根据波动理论其波速与混凝土抗压强度的关系可由下式表示㊂f =4.18e 0.49VV 为桩身混凝土纵波波速;f 为混凝土抗压强度㊂在实际检测工作中,混凝土龄期直接影响到混凝土抗压强度,不同行业检测规范也对低应变法㊁声波透射法桩身完整性检测的基桩龄期㊁混凝土最低强度作出相应的规定㊂由于实际工况的不同,混凝土施工龄期与混凝土抗压强度间的相对关系差异性较大,但也有一定的规律可循,一般可用下列公式进行预估判定㊂f '=f 28l og n28f '为检测实施时混凝土抗压强度;f 28为预估或已确定的28天混凝土抗压强度;n 为检测实施时混凝土龄期㊂混凝土抗压强度受影响因素较多,通过大量数据统计混凝土抗压强度等级相对低应变法纵波波速范围参考值见下表㊂混凝土抗压强度等级相对应波速范围参考值表混凝土强度等级C 15C 20C 25C 30C 35ȡC 40波速范围值(m /s )2500~31003000~35003500~38003700~40003900~42004100~4500根据混凝土抗压强度与纵波波速的相对关系,可以建立科学㊁有效的低应变数据分析流程㊂5 实际工程案例分析某建筑工程,基础采用钢筋混凝土灌注桩,桩基设计参数:桩径800mm ,混凝土强度等级C 30,有效桩长28.50m ㊂设计要求通过对该工程灌注桩进行低应变法㊁声波透射法进行完整性检测㊂根据基桩完整性检测结果,受检桩中存在测试波速值较低以及桩底局部严重离析情况,为进一步明确检测结果的准确性,选取5根有代表性的基桩进行钻芯法验证性试验,并对钻芯芯样进行无侧限抗压强度测试㊂5根桩中1#~4#桩施工龄期均大于28天,5#桩施工龄期为5天㊂验证性试验桩结果如下表㊂钻芯法验证试验桩结果桩号低应变法桩身波速测试值(m /s)声波透射法桩身波速平均值(m /s)钻芯法桩身完整性验证说明1#39684126Ⅰ类2#39654125Ⅰ类3#40264183Ⅰ类4#44214084(不含桩身缺陷区域)Ⅳ类桩钻芯法结果表明距桩底标高以上2.9m 范围为沉渣缺陷R E A L E S T A T E G U I D E |875#34653712Ⅰ类芯样抗压强度23.2M P a,混凝土强度尚未达到C 30;低应变法㊁声波透射法测试波速值均较低㊂钻芯法桩身完整性试验结果:确定了各桩的实际有效桩长㊁严重缺陷位置以及混凝土无侧限抗压强度㊂依据试验结果,可通过低应变法㊁声波透射法测试波速值以及钻芯试件无侧限抗压强度值,建立桩身混凝土抗压强度与波速之间的相互关系,见下表㊂桩身完整性检结果及波速换算表|桩号低应变法桩身波速测试值(m /s)声波透射法桩身实测波速平均值(m /s)依据低应变法桩身波速换算声波透射法桩身波速平均值(m /s)混凝土芯样试件抗压强度检测值(M P a)低应变法波速混凝土抗压强度的换算值σ=4.18e 0.49V(M P a)1#39684126418331.829.22#39654115417930.729.23#40264183424432.030.14#44214084(不含桩身缺陷区域)466030.536.55#34653712365223.222.8根据桩身完整性检结果及波速的换算,分析如下㊂(1)1#~3#桩均为Ⅰ类桩㊂纵波波速均在混凝土强度等级相对应波速参考值范围;实测声波透射法桩身波速平均值与边界条件换算的声波透射法桩身波速值基本一致;芯样混凝土抗压强度与低应变法波速换算混凝土抗压强度值一致性较好㊂(2)4#桩为Ⅳ类桩㊂声波透射法检测结果为距桩底标高以上2.9m 范围内声学参数严重异常;钻芯法试验结果为距桩底标高以上2.9m 范围内为沉渣缺陷㊂声波透射法测试结果中剔除严重缺陷段,其平均波速值与1#~3#桩波速值基本一致,低应变法桩身波速换算声波透射法桩身波速平均值与其相差较大㊂低应变法波速换算混凝土抗压强度值与混凝土试件抗压强度存在较大偏差㊂低应变法检测结果曲线虽然波形形态正常㊁桩底反射信号明显,但波速4421m /s 远超出C 30正常波速范围,验证试验表明低应变法测试纵波波速为异常值㊂4#桩仅通过低应变法进行桩身完整判定时,其测试波形形态㊁桩底反射信号不能完全反映桩基施工质量,应更全面考虑测试波速值合理性,进而给予合理的判定结果㊂(3)5#桩为Ⅰ类桩㊂由于实施桩身完整性检测时施工龄期为5天,未达到混凝土设计强度值,低应变法桩身波速㊁声波透射法桩身实测波速值明显低于其他受检桩,实测低应变法桩身波速值在混凝土试件抗压强度对应的波速范围值内㊂实测声波透射法桩身波速平均值与边界条件换算的声波透射法桩身波速值基本一致;芯样混凝土抗压强度与低应变法波速换算混凝土抗压强度值一致性较好㊂通过以上工程实例结果表明:同一工况下低应变法㊁声波透射法波速之间的关系换算,符合纵波在介质中传播的边界条件理论;低应变法检测波速换算混凝土强度值与混凝土芯样试件抗压强度值一致性较好,其换算关系对强度值的估算具有较高的参考价值,对异常波速测试值的合理性提供了可靠理论依据㊂结束语低应变法桩身完整性检测是一种高效㊁快捷㊁可靠的基桩施工质量的试验方法,桩身完整性类别需依据实际工况并结合测试应力波参数进行综合判定㊂桩身完整性类别判定时,若仅依据各行业标准方法中规定的 完整性判定表 ,即域信号特征㊁幅频信号特征(测试波形形态㊁桩底反射信号等信息)进行判定,对标准中的规定理解不够透彻而忽略波速值对结果判定的影响,很可能得到错误的判定结果㊂充分考虑波速值与混凝土强度之间的相互关系,通过波速与混凝土强度之间的换算可有效验证低应变法波速值的合理性,为综合判定基桩桩身完整性提供更加科学有效的依据㊂波速值与混凝土强度之间关系的建立能够提高检测技术人员对低应变法检测波速值的认识,更客观地对桩基工程施工质量进行评价㊂参考文献[1] J G J 106-2014,建筑基桩检测技术规范[S ].[2] J G J /T 23-2011,回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S ].[3] 陈凡,徐天平,陈久照,关立军.基桩质量检测技术[M ].第二版,北京:中国建筑工业出版社,2014.。

低应变法检桩低应变法（Low strain method）是一种常用于桩基检测的无损检测方法。

该方法基于桩与周围土体之间的互作用，并通过测量桩体表面产生的应变来评估桩的质量和完整性。

下面将介绍低应变法的原理、设备以及在桩基工程中的应用。

1. 原理：低应变法是基于桩体与周围土体之间的相互应变影响的原理。

当施加一个小幅度的交变载荷时，桩体表面出现微小的应变变化。

这些变化将沿着桩体传播到土体中，并通过受土体约束的地表上产生的应变信号进行检测和分析。

通过分析这些信号的特征，可以评估桩的质量和完整性。

2. 设备：低应变法的主要设备包括振动器、传感器和数据采集系统。

振动器用于施加小幅度的交变载荷到桩体上，通常通过压电元件或振动器激励器来实现。

传感器用于测量桩体表面产生的应变信号，常用的传感器有应变计和纤维光栅传感器。

数据采集系统用于记录和分析传感器捕获到的数据，通常由计算机软件和硬件组成。

3. 应用：低应变法在桩基工程中有广泛的应用。

它可以用于评估桩的质量、完整性和嵌入深度。

以下是低应变法在桩基工程中的几个常见应用：a. 桩基质量评估：通过监测桩体表面的应变信号，可以评估桩的质量和完整性。

当桩体有缺陷或损坏时，应变信号会显示出特定的图案，可用于判断桩的质量状况。

b. 桩身变形识别：低应变法还可以用于监测桩身在荷载作用下的变形情况。

通过比较不同荷载条件下的应变信号，可以确定桩体的变形特征，并评估其变形性能。

c. 桩基嵌入深度确定：利用低应变法可以确定桩体的嵌入深度。

通过测量桩体表面的应变信号，可以确定桩体与土体之间的互作用区域，并进一步确定桩体的嵌入深度。

d. 桩基施工质量监控：低应变法还可以用于监控桩基施工质量。

在桩基施工过程中，通过实时监测桩体的应变信号，可以及时发现施工质量问题，并采取相应的措施进行调整。

综上所述，低应变法是一种常用的桩基检测方法，通过测量桩体表面产生的应变信号来评估桩的质量和完整性。

它在桩基工程中可以广泛应用于桩基质量评估、桩身变形识别、桩基嵌入深度确定和桩基施工质量监控等方面。

科技风2021年5月工程技术DOE10.19392/ki.1671-7341.202115053低应变法检测桩基基础工程的桩身完整性探讨刘成旭广东东宜检测技术有限公司广东中山528400摘要:在低应变动力试桩中，低应变反射波法是经常使用的一种方式，其具备成本较低、使用方便以及检测数据准确并且能够确保桩身完整性的特征，当对工程桩基质量进行检测期间,桩基质量在承载地基基础中产生的作用是非常高的，经过相关探究表明，我国逐渐加大了低应变反射波法的重视力度，不过因为周围施工场地条件较为复杂、不同类型的桩型和施工工艺以及检测人员自身技术水平，其对桩身质量的错误判断为后期埋下了严重的安全隐患。

基于此，在本篇文章中主要论述了低应变法检测桩基基础工程的桩身完整性。

关键词：低应变法检测桩;桩基础工程;桩身完整性对于低应变法来讲，自身有着极高的有优势和特征，属于一项新型的基桩检验方法，应力波是一项基本的发展理论，其运行要点表现为将激振新号应用于桩基顶部，沿着基层传播信号产生的各项应力波。

不过,在对应力波进行传播过程中，还存在着各种各样的问题，具体表现为桩基表面发生了裂缝现象，使反射波方向朝上。

而且在桩基基础工程完整性判断期间，经常受到周围地质条件和施工工艺的影响，导致检测判断的准确性下降，所以本文结合实际情况分析了低应变法在桩基基础工程检测期间存在的问题，同时落实完善对策，以此促使后期工程高质量开展。

1低应变法基本操作原理体现1-1反射波方式的基本要点通过相关分析来看，低应变法包含了多种类型，具体表现为以下几点，分别是:第一，反射波法类型。

第二,机械阻抗法类型。

第三,共振法类型。

第四，水电效应法类型。

通过相关应用来看，在桩基基础工程检测期间受到良好应用的为第一种类型反射波法类型，在应用反射波法类型的过程中，基本原理表现为分析基桩顶部发送的测试信号，桩基将本体的完整性体现出来，以此明确存在缺陷和位置丢失的情况。

当桩基表面存在着非常明显的波阻抗差异性的话，从一定程度上说明了该项位置包含了一定的反射波，当获取了相关反射波以后，通过滤波进行有效处理，采取合理方式准确识别各项环节内的反射波数据，以此判断基桩是否完整，当基桩出现问题之后，必须快速解决从而增强基桩的整体性能。

低应变法检测桩基础工程的桩身完整性分析李八全发布时间：2023-05-09T06:51:57.577Z 来源：《建筑实践》2023年5期作者：李八全[导读] 经济的高速发展，高层建筑也在逐渐增加。

检测桩基础工程是建筑工程中最为常见的一种形式，其质量对整个工程有着直接的影响。

桩基的质量对上层建筑的安全与稳定起着至关重要的作用。

因此，本文主要对低应变法基本操作原理进行了分析，并对其注意要点进行了阐述，从而提出了相应的措施，以期为低应变法检测桩基工程的发展提供一定的作用。

天水冀城建设工程质量检测有限公司甘肃天水 741200摘要：经济的高速发展，高层建筑也在逐渐增加。

检测桩基础工程是建筑工程中最为常见的一种形式，其质量对整个工程有着直接的影响。

桩基的质量对上层建筑的安全与稳定起着至关重要的作用。

因此，本文主要对低应变法基本操作原理进行了分析，并对其注意要点进行了阐述，从而提出了相应的措施，以期为低应变法检测桩基工程的发展提供一定的作用。

关键词：低应变法检测；桩基工程；桩身完整性引言对于低应变法而言，该方法有着较高的优势与特色，是一种新型的桩基检测方法。

在此基础上，应力波在传播的过程中，依旧存在着较多的问题，如桩基上的裂纹等。

由于受周边地质情况及施工工艺等因素的影响，导致检测未有较高的准确性。

为此，根据工程的实际状况，对低应变法检测中出现的一些问题进行了分析，以此来促进工程的开展。

一、低应变法基本操作原理体现（一）反射波方式的基本要点根据相关分析可以得出，低应变法有较多类型，具体如下：一是反射波法，二是机械阻抗法，三是共振法，四是水电效应法。

从相关应用而言，反射波方法在桩基测试中是非常有效的，在对其应用的过程中，反射波法的基本原理则是通过对桩基顶部的检测信号进行分析来体现的，从而显示出桩基的整体性能，以此判断有无缺陷或定位缺失的现象。

若桩面上波阻差异性较大，则可从某种意义上说明此部位含有一定数量的反射波。

低应变法检测桩基基础工程的桩身完整性探讨 甘育新发布时间：2021-12-15T07:39:47.867Z 来源：《建筑科技》2021年11月上31期 作者： 甘育新[导读] 在桩基基础工程施工质量控制工作中，要结合完整性质量标准和要求落实对应的检测机制，发挥低应变法检测技术的优势，全面落实科学、可靠的分析检测工序。

佛山市南海正业建设工程质量检测有限公司 甘育新

摘要：在桩基基础工程施工质量控制工作中，要结合完整性质量标准和要求落实对应的检测机制，发挥低应变法检测技术的优势，全面落实科学、可靠的分析检测工序。本文简要分析了低应变法检测的原理，并对桩基基础工程完整性检测中应用低应变法和信号分析的对应要点展开讨论。关键词：低应变法；桩基基础工程；桩身完整性；检测原理

对于整个工程项目而言，桩基基础是地下成桩的处理模式，因为其所处的环境和技术流程，就使得桩基会出现混凝土离析、结构开裂等隐患问题，要想减少安全问题造成的经济损失和人员伤亡，就要匹配合理的桩身完整性检测工序，从而提升其综合应用质量水平。

一、低应变法检测原理

在进行桩身检测的过程中，一般要将桩身视为直杆结构，且具有一定的弹性，要忽略桩基基础结构内外阻尼参数和桩边土阻力情况，从而维持良好的支撑结构，确保桩基约束和对应的支撑作用都能被弹簧结构代替。利用=进行计算分析，其中，vc表示的是应力波的传递速度，u表示的是质点的具体位移参数[1]。

依据边界条件持续性、波阵面动量守恒条件可知，在获取对应参数的同时，结合截面混凝土的密度、纵波传播速度等基础参数，就能更好地落实实践中传送过程的分析，从而规避不确定因素影响结果的问题出现。最关键的是，若是检测波在桩身位置出现衰弱，则桩边土就会对波的实际传送效果形成作用，影响具体检测环节中对于精准性的要求。所以，要充分发挥低应变法检测的优势，就要整合检测流程，对桩头、浅部缺陷等问题予以集中处理。

二、桩基基础工程完整性检测中应用低应变法的要点

1桩基完整性（低应变试验）1.1一般规定：（1）低应变反射波法适用范围为：混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG桩。

（2）对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。

（3）受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa。

1.2检测原理：低应变法目前国内普遍采用低应变反射波法，为狭义低应变法，其通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。

因此基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求，一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5。

1.3检测方法及工艺要求（1）检测前的准备工作a受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检。

b施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员。

c施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。

d检测前，施工单位做好以下准备工作：①剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高。

②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相同。

③灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面。

④桩顶表面平整干净且无积水。

⑤实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处（具体见图1），直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，会对测试信号产生影响。

因此，测试前应将桩头侧面与断层断开。

⑦准备黄油1～2包，作为测试耦合剂用。

⑧在基坑内检测，应提前将基坑内水抽干，并搭设好梯子，便于上下。

e搜集受检桩的相关技术资料，包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况；f安装传感器。

桩基低应变完整性检测引言近几十年，我国工程建设蓬勃发展，桩基础在高层建筑、大型厂房、桥梁码头、海上钻井平台及核电站等重要工程中被广泛应用。

由于桩基属于地下隐蔽工程，桩基施工过程中受到所处地质条件、施工技术工艺等多种因素的影响，成桩难免存在各种不足，影响成桩的质量和使用效果，比如缩径、扩径、离析或夹泥，甚至断桩等不利缺陷。

如何快速、准确的评价桩身质量，是桩基检测工程一直所关注的话题。

而低应变检测具有设备简单轻便、检测快速等优点被广泛应用于桩基检测工程中。

技术原理反射波法检测是建立在一维波动理论基础上，在数学上模拟桩的一维应力波传播，计算反射、透射和波的叠加，根据波形的异常情况推断桩的完整性。

反射波法检测，是通过敲击桩顶，产生的应力脉冲以波的形式沿桩体传播，应力波在传播的过程中遇到桩体界面变化时，将表现为桩身阻抗变化而产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收到波的变化，由应力波沿桩身向下传播遇到有缺陷的界面或到达桩底产生反射然后返回桩顶的时间来判断桩身内的缺陷位置。

对于嵌固于土体中的桩，由于桩长L一般远大于桩径d，因此，将桩作为一维弹性值杆，考虑桩土相互作用，则桩身质点振动速度v（x，y）满足下面的一维波动方程：在式（1）中：χ-振动质点到震源的距离；t-质点振动的时间；k-桩周土弹性参数；c-桩周土阻尼系数；A-桩的截面积；C-纵波在桩中的传播速度，且满足关系，其中ρ为桩的密度；E为桩的弹性模量。

应力波在桩体中的传播时间（Δt）及桩长（L），可用下式计算出不同岩土介质中桩的纵波波速：布置方案根据桩径大小，桩心对称布置2～4个安装传感器的检测点：实心桩检测点宜在距桩中心2/3 半径处：空心桩的激振点和检测点宜为桩壁厚的1/2，激振点和检测点与桩中心连线形成的夹角宜为90°检测采集数据时需要注意的地方主要有以下几点：1.安装传感器部位的混凝土应平整；2.传感器安装应与桩顶面垂直，应与锤击点保持在一个水平面上；3.用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度；4.传感器安装位置应远离钢筋笼的主筋，以减少外露主筋对测试产生干扰信号。

基坑支护桩检测要求一、检测时间方面。

1. 施工过程中就得开始检测啦。

就像做饭的时候得尝尝咸淡一样，不能等饭都做完了才发现盐放多了。

支护桩刚打完一部分，就得看看质量咋样。

一般来说，混凝土灌注桩在成桩后的一定天数就可以开始做检测了，这个天数是为了让混凝土达到一定强度，大概是14天到28天这样，就像小婴儿得长到一定时候才能体检一样。

2. 还有就是整个基坑支护工程完工前，那必须得把检测都做全乎了，不然就像房子盖好了才发现地基不稳，那可就麻烦大喽。

二、检测项目要求。

1. 桩身完整性检测。

低应变法是个常用的手段。

就好比给支护桩做个“听诊”，通过在桩顶敲击，然后检测反射波，来判断桩身是不是有缺陷，像中间有没有断桩啊，有没有夹泥之类的情况。

这个检测要保证每根桩都得做，一个都不能漏，毕竟一根桩出问题可能连累一大片呢。

声波透射法对于那些大直径的灌注桩很有用。

就像是给桩身内部做个超声波扫描，在桩身里面预先埋好声测管，然后发射和接收超声波，看看混凝土内部是不是均匀，有没有空洞之类的。

如果发现某一段超声波传播不正常，那就得小心啦，这地方可能有问题。

2. 单桩竖向抗压承载力检测。

静载试验那是相当重要的。

这就像是给支护桩来个力量大考验，在桩顶施加竖向压力，慢慢加，看看桩能承受多大的力，就像看一个大力士能举起多重的东西一样。

静载试验的桩数量有规定，一般是不少于总桩数的1%，且不少于3根。

这几根桩得具有代表性，不能专门挑好的或者差的来做试验，要随机选。

高应变法也能检测单桩竖向抗压承载力，不过这个方法相对复杂一些，需要专业的设备和技术人员。

它就像是给桩来个快速的力量冲击，然后根据桩的响应来计算承载力。

不过呢，用高应变法检测的桩，还得用静载试验来校准一下结果，就像一个估算的结果得有个准确的标准来衡量一样。

三、检测结果判定。

1. 桩身完整性方面。

如果低应变法检测结果显示桩身是I类桩，那就是完美状态啦，就像一个健康的人，啥毛病没有。

要是II类桩呢，有点小瑕疵，但是不影响整体使用，就像人有点小感冒，吃点药就能好。

低应变法检测基桩完整性的试验及其应用摘要：文章主要分析了低应变试验法在基桩完整性检测中的应用。

包括基桩完整性检测中的低应变试验，以及基桩完整性检测中的低应变法实际应用。

希望通过本次的分析，可以为低应变试验检测法的合理应用以及建筑工程基桩完整性测试质量的提升提供一定参考。

关键词：建筑工程；基桩完整性；低应变试验检测法前言：就目前的建筑工程建设施工而言，桩基础是最为关键的一项施工内容。

只有确保桩基础的建设施工质量，使其达到工程设计标准，才可以实现建筑工程地基的有效处理，从而为后续的建筑工程建设施工及其应用提供有效的质量与安全保障。

基于此，在实际的建筑工程建设施工项目中，相关单位一定要通过合理的措施来检测桩基础的完整性。

就目前来看，低应变检测法是建筑工程基桩完整性检测中常用且有效的无损检测方法，通过该方法的合理应用，便可对桩基础完整性做出科学评定，以此来及时发现其中存在的质量缺陷，为后续的桩基础处理和建筑工程施工提供有力的技术支持。

一、基桩完整性检测中的低应变法试验（一）主要原理低应变试验检测法主要是通过低能量瞬态激振的方式在基桩弹性范围内进行低振幅振动，借助于加速度或速度传感器来接收检测中的初始信号源以及反射信号，将接收到的信号作为依据，结合波动理论，对基桩完整性做出科学判断。

其中，最基本的应力波特征是基桩中的弹性波传播及其反射情况。

具体检测中，因为基桩的长度较其直径大很多，所以可将其看做一个一维杆件来测量。

当基桩顶端出现瞬时激振的情况下，应力波将在激发作用下沿着基桩朝下方传递，因基桩和周边土体之间具有较大的波阻差异性，所以大量的能量波将会继续在基桩内部传递[1]。

而对于桩身的弹性波，检测时，可通过一维波动方程进行计算。

图1为一维波动方程计算示意图：图1-一维波动方程计算示意图假设L为基桩长度；A为基桩横截面积；E为弹性模量；ρ为质量密度；c 为弹性波速度；Z为广义波阻抗，且有。

将dx单元作为对象，在x方向上建立以下的平衡方程：（1）根据材料力学理论可得出以下方程：（2）[1]将方程（2）代入到方程（1）中可得出以下方程：（3）令，便可得出以下的一维波动方程：（4）（二）基本假设在通过低应变法进行基桩完整性检测时，通常需要做出以下假设：1）假设基桩为均匀、连续的一维介质。

低应变法在桩基完整性检测探讨摘要：低应变法在桩身完整性检测中优点明显，应用广泛。

本文主要分析了低应变法原理，并结合工程实例，对短桩的检测判定过程进行了详细阐述，实践证明，低应变法检测判别短桩可行可靠，具有一定借鉴作用。

关键词：低应变；反射波法；桩身；检测判别；完整性；实例分析低应变反射波法是对桩身结构完整性进行评价的一种方法，具有操作简单、快速及经济等多方面优点，是目前桩身完整性检测最简便、快速的常用普查手段。

1低应变法原理低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的。

利用该方法检测桩身时，在桩顶施加一瞬时动力冲击后，就有弹性波以速度C沿桩身向下传播，并满足一维波动方程。

当弹性波在传播过程中遇到弹性介质的突然变化界面时，例如：桩身断裂、夹泥、缩径、扩径、离析、桩底等，都将产生弹性波反射，并有如下规律：式中，V为质点速度，下标I、R分别表示入射波、反射波的有关参量，Z1、Z2分别为反射界面上下部广义波阻抗(Z1=ρ1C1A1，Z2=ρ2C2A2，A1、A2分别为界面上下桩身截面积)。

(1)当桩身无缺陷时，Z2=Z1，VR=0，桩身内部不存在反射波，只存在桩底反射波；(2)当桩身存在缺陷时，Z2Z1，VR与VI反号，即实测时域曲线上，反射波与入射波反相。

由低应变反射波法原理可见，当应力波传播到桩底时，由于存在波阻抗界面必然会发生反射，反射波幅度与其所在深度、激振条件、桩土波阻抗差异水平等因素有关。

2 工程实例分析2.1 工程概况某住宅小区共有16栋住宅楼均采用CFG桩进行加固处理，CFG桩施工由A(1～4、13～16号楼)、B(5～12号楼)两家施工单位分别完成，均采用长螺旋成孔管内泵压混凝土的施工工艺。

为简便起见，两家施工单位各选一栋楼进行分析，两楼设计参数见表1。

表1 CFG桩设计参数表2.2 低应变法检测结果分析本工程CFG桩复合地基检测选定的方案是“单桩复合地基静载试验+低应变反射波法”的组合方式来对复合地基承载力及桩身完整性进行检测评价。

桩基完整性(低应变试验)试验方法1.1 基础完整性检测（低应变试验）1.1.1 适用范围低应变反射波法适用于混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩和CFG桩。

对于桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。

受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70％，且不应低于15MPa。

1.1.2 检测原理低应变反射波法是目前国内普遍采用的低应变法。

它通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。

因此，基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求。

一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5.1.1.3 检测方法及工艺要求1.1.3.1 检测前的准备工作a。

受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检。

b。

施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员。

c。

施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。

d。

检测前，施工单位需做好以下准备工作：1.剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高。

2.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相同。

3.灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面。

4.桩顶表面平整干净且无积水。

5.实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处（具体见图1），直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实。

6.当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，会对测试信号产生影响。

因此，测试前应将桩头侧面与断层断开。

7.准备黄油1～2包，作为测试耦合剂用。

8.在基坑内检测，应提前将基坑内水抽干，并搭设好梯子，便于上下。

e。

搜集受检桩的相关技术资料，包括工程概况、基桩的设计参数、场地的工程地质资料以及施工记录情况。

用低应变动测法判定桩身完整性的探讨王军东,肖明文,张佰战(铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京　100081)摘要:针对采用低应变动测法判定桩身完整性类别中遇到的缺陷程度和完整性类别难以判定的情况,结合工程检测实例进行了探讨。

关键词:基桩检测　低应变动测法　完整性类别中图分类号:T U47311+6　文献标识码:B　文章编号:100321995(2004)09200412031　前言由于桩基施工过程的隐蔽性,桩基质量缺陷容易被隐蔽。

如果不能及时发现缺陷桩,将给工程留下质量隐患。

基桩质量检测的方法很多,如静载试验法、钻芯取样法、埋管声波透射法和高、低应变动力试桩法[1][2]。

低应变动力试桩法按中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》[J G J106—2003(J256—2003)]称之为低应变动测法,按照其激励方法的不同,又分为应力波反射法、机械阻抗法、水电效应法、动参数法、共振法等数种。

目前普遍采用的低应变应力波反射法,是通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线,用一维波动理论分析检测基桩的桩身完整性,判定桩身缺陷的程度及位置。

基桩检测可依据《建筑基桩检测技术规范》[J G J106—2003(J256—2003)]、《铁路工程基桩无损检测规程》(T B10218—99)、地方标准《深圳地区基桩质量检测技术规程》(S J G09—99)等进行,但由于这些技术规范、规程对桩身完整性类别判定只能定性地划分,而没有确切的划分原则,低应变法检测基桩完整性也只能定性分析,难以判定缺陷桩的缺陷程度,使缺陷桩分类不明确。

本文通过工程检测实例对此进行了探讨,认为对于在检测中难于划分完整性类别的缺陷桩,应采用开挖、钻芯取样等方法进行综合判定。

2　基桩检测实例分析211　检测波形近似周期振荡的缺陷检测桩为混凝土灌注桩,设计桩长L=48120m,设计桩径<=1100m,混凝土设计强度为C20,检测时混凝土龄期>10d。

低应变法在桩身完整性检测中的应用摘要：低应变法作为一种基桩完整性检测的普查方法，广泛地应用于工程实践中，其检测结果的判定需要同时具备理论知识和实践经验的积累，并结合多方面因素进行综合分析及评判。

本文阐述了低应变法的基本原理及其判释，以及低应变法在桩身完整性检测中应注意的一些问题和技术要点，说明低应变法完整性检测的适用性，为类似工程提供参考。

关键词：基桩检测；低应变法；完整性前言：从目前的发展情况来看，低应变法能够适应对于桩身完整性隐蔽性条件的检查条件，并且，通过检测内容的多样性，现在的检测方法已经逐渐呈现多元化发展，并且取得了不错的效果。

而且，通过各种试验发现，低应变法在基桩检测上的检测上快捷并且简单易于操作。

在现在的工程建设上，无论工程的操作复杂性如何，通过低应变法，对于及其隐蔽的桩身都可以完整的进行测定其稳定性，在工程发展过程中起到了非常重要的作用和目的。

1.低应变法原理低应变法在应用上体现了很多不同的工作原理，也是通过不同的原理共同作用并且在各种不同工程项目中，运用不同的低应变法原理，能够对检测有不同的意义和作用。

1.1反射波法原理首先就是反射波法，该原理是通过一定的科学实验发现并且得出结论的，通过桩顶实施锤击之后，能够通过力的传递继续桩顶质点一个力的传递，进而该点会发生一个位移，在位移的过程中，受力其实也是一个直接传递的过程，通过位移给桩身产生了一个应力波。

应力波在进行继续传递的时候，会在下行途中遇到阻抗减少的情况，进而必要通过上坡的力给予一个平衡和支撑，从而产生一个上行的拉伸波。

这时候桩身受力虽然已经由应力波变成了拉伸波，但是基本上受力仍然呈现一个均衡的状态。

所以在拉伸波到达桩顶面的时候，会导致桩顶面质点向下的速度增加。

当然了，在受力过程中，阻力肯定不是一成不变的，受力情况会根据具体的实际情况发生一定的变化，如果阻抗比较大或者逐渐呈现一个增加的状态，会产生上行的压缩波，因为受到阻力比较大的情况，所以到达桩点的时候会降低质点的速度。

桩基低应变法检测要求随着社会经济的迅速发展，高层建筑物、深基坑工程的项目日益增多。

为满足工程建设的需要，大直径灌注桩、预应力管桩在地基处理中已广泛使用。

但灌注桩出现缩颈、断裂、夹泥、离析，预应力管桩出现桩断裂、错位、对接部位脱焊等质量通病不容忽视。

为确保桩基工程的施工质量，根据《建筑基桩检测技术规范》和《建筑地基基础检测规程》的低应变法有关检测要求，进行桩身完整性的检测，并及时反馈检测结果给质量监督机构、建设单位、设计单位、施工单位，以对桩身质量问题采取补救措施，可以有效的减少工程地基基础质量事故的发生，确保建筑物上部结构的施工质量及安全。

什么样的桩采用低应变法动力检测？低应变法是普查基桩的完整性，判定桩身缺陷程度和位置的一种常用方法。

适合钢筋混凝土灌注桩，预应力混凝土桩(实心放桩、实心圆桩、管桩)等。

高应变动力检测是核验低应变法的有效手段，同时也能检测基桩的承载力。

低应变法检测抽样数量要求：根据《建筑基桩检测技术规范》规定：（1）柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于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；（3）对于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。

根据《建筑地基基础检测规程》规定：（1）混凝土灌注桩桩身完整性采用低应变法，抽检数量不应少于同条件下的总桩数的50%，且不得少于20根，每个承台抽检桩数不得少于1根；对柱下四桩或四桩以上的承台工程，抽检数量还不应少于相应桩数的50%。

对地基基础设计等级为甲级和地质条件较为复杂的乙级桩基工程，应适当增加抽检比例。

（2）预制桩桩身完整性采用低应变法，抽检数量不应少于同条件下的总桩数的30%，且不得少于20根，每个承台抽检桩数不得少于1根；对柱下四桩或四桩以上的承台工程，抽检数量还不应少于相应桩数的30%。