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基桩完整性检测（低应变法）1适用范围本作业指导书适用于基桩完整性现场检测。
2 执行标准JTG- F81-01-2004《公路工程基桩动测技术规程》3仪器设备基桩动测仪。
4检测目的检测桩身缺陷位置及影响程度，判定桩身完整性类别。
5资料收集在检测前，应该收集以下资料：1.工程名称、桥梁名称及平面布置图；2.建设、设计施工及监理单位名称；3.基桩的设计桩长、桩径、混凝土强度等级、桩顶及桩底标高；4.施工记录等相关资料；6现场检测6.1检测前准备工作应符合下列规定：1、被检工程应进行工程调查，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。
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、混凝土灌注柱的检测宜在成柱14d以后进行。
6、打入或静压式顶制桩的检测应在相邻桩打完后进行。
6.2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12-2/3半径处，且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。
6.3激振时应符合下列定：1、混凝土灌注桩、混凝土预桩的激振点宜在桩顶中心部位；预应力混凝土管桩的激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45o。
2、激振和激振参数宜通过现场对比试验选定。
短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷的桩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。
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。
低应变法在基桩完整性检测中的运用浅析摘要：基桩是建筑工程的基础性结构，其强度、稳定性直接决定了项目质量。
当前我国建筑领域的科学技术发展迅速，越来越多先进技术都被广泛应用到基桩的完整性检测中，其中低应变法具有经济性、检测效率高等优势，应用十分普遍。
检测人员要在工程实践中积累丰富的经验，牢固理论知识储备，并参照实际情况来对结果进行合理判断。
基于此，本文对低应变法在基桩完整性检测中的运用进行了分析。
关键词：低应变法；基桩；完整性检测引言：近些年我国城镇化进程正深入推进，基础设施建设正不断区域完善，高层建筑、桥梁、道路、工厂等建设规模越来越大，项目数量也持续扩增。
部分地区受到地理位置、地质条件等因素的影响，基础性结构的强度和承载力严重不足，比如软土地基、膨胀土等。
为了提升土壤结构的稳定性，基桩得到了广泛应用，其具有强大的抗变形能力，而且可适用于不同的地形环境。
但是基桩作为隐蔽性工程，往往埋设在地下环境中，如果在施工完成之后对其质量进行检验，钻芯取样环节就会对其钢筋和结构造成较大破坏。
在承载力检测方面，一般会应用到静载试验法、高应变法等；如果想要检测基桩的完整性，目前低应变法是最有效、最直接的手段。
但是在应用过程中，需要考虑到地质条件、施工工艺等因素，以免影响到检测结果。
因此，对低应变法在基桩完整性检测中的应用进行分析具有重要意义。
1 低应变法的检测原理低应变法的检测是以弹性传播理论为重要依据的，在对基桩完整性进行检测时，可假设桩身是连续弹性的一维均质杆件，在不断对基桩桩顶位置进行锤击之后，桩身会在外力作用下产生不同程度的震动，震动产生的应力波会顺着桩顶向下进行传播；如果在传播过程中，应力波遇到的阻碍发生了明显变化，那么就表明基桩存在缺陷。
在桩身材质均匀的情况下，应力波会发生透射与反射，并且会带动桩身质点进行振动；反射波会以桩身为介质传递到桩顶，利用传感器接收之后，可对波形进行分析和推测，从而准确掌握桩身缺陷的类型、位置等，便于施工人员及时采取有效策略进行应对，以全面提升工程质量。
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0.8m<D≤1.25m D≤0.8m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在基坑检测，应提前将基坑水抽干，并搭设好梯子，便于上下。
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。
省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书（结构所）受控状态：发放编号：持有人：发布日期：2019年月日实施日期：2019年月日省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书（结构所）批准：审核人：主要参加编写人员:省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书目录省公路工程试验检测中心有限公司基桩完整性（低应变法）标准化作业指导书一、依据的检测标准及技术要求本作业指导书依据的检测标准及技术要求是：1.1《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）中的“低应变法”；1.2《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）中的“低应变反射波法”。
二、适用范围适用于混凝土预制桩（混凝土预制方桩、预应力混凝土管桩）、混凝土灌注桩（钻孔灌注桩、沉管灌注桩、树根桩）等刚性材料桩的完整性检测。
三、试验目的检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。
四、试验原理本方法的实质是将混凝土桩视为一维线弹性杆件，当桩顶受一冲击力后，其应力（应变或位移）以波动形式在桩身中传播，遇到波阻抗差异界面后，产生反射波信号，通过分析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，达到检测桩身完整性的目的。
检测示意图如图4.1所示：图4.1 低应变法检测示意图五、仪器设备本公司应用于低应变动测的仪器为ZBL-P810型基桩动测仪。
该仪器为集信号放大、数据采集、显示记录和分析处理于一体的高性能仪器，由主机系统、速度传感器、ICP 加速度传感器、手锤、AC-DC 电源、信号线等部件组成。
检测仪器的主要技术性能指标符合现行行业标准《基桩动测仪》（JG/T 3055-1999）和检测规范的有关规定。
ZBL-P810型基桩动测仪的主要性能指标见表5.1所示。
表5.1 ZBL-P810基桩动测仪主要性能指标1. 激振锤2. 加速度传感器3. 基桩动测仪4. 手提式计算机（可选）六、试验准备6.1 收集和了解检测工程概况6.1.1 工程项目名称，建设、设计、施工、监理单位名称；6.1.2 场地工程地质勘察报告；6.1.3 基本参数：桩型、桩径、桩长、桩身砼强度、持力层及极限承载力；6.1.4 桩位图及桩基施工记录。
6.2 确认检测数量6.2.1《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）规定①建筑桩基设计等级为甲级，或地基条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩工程，检测数量不应少于总桩数的30%，且不应少于20根；其他桩基工程，检测数量不应少于总桩数的20%，且不应少于10根；②除符合①条规定外，每个柱下承台检测桩数不应少于1根；③大直径嵌岩灌注桩或设计等级为甲级的大直径灌注桩，应在上述①、②条规定的检测桩数范围内，按不少于总桩数10%的比例采用声波透射法或钻芯法检测。
6.2.2《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）规定公路工程基桩应进行100%的完整性检测。
采用低应变反射波法对基桩完整性进行检测，对于大长桩，当应力波在混凝土中传播时，能量消耗较大，桩底反射信号微弱，这样会给桩身完整性的全面评判带来困难。
因此，重要工程的长桩，除采用低应变反射波法外，须选取不小于50%的基桩，用超声法对其进行完整性检测。
6.3 制定检测方案在开展现场检测工作之前，应根据具体检测项目制定检测方案。
6.4 校核检测龄期6.4.1《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）规定当采用低应变法检测时，受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa，以保证各特性参数基本平缓。
6.2.2 《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）规定混凝土灌注桩的检测宜在成桩14d以后进行，以保证各特性参数基本平缓。
6.5 仪器的检查实施现场检测之前，务必对本次检测所需的检测仪器进行检查、调试。
基桩检测用仪器设备必须由法定计量单位定期标定和年检，合格后方可使用。
6.6 基本参数的现场复核对于受检桩的设计参数，应根据实际情况对其进行实际测量并记录。
如果条件允许，可以对桩径、桩间距等参数进行现场测量，以保证检测的准确性。
七、操作规程7.1桩头处理7.1.1 对于灌注桩，应要求检测前凿去桩顶部混凝土疏松层或浮浆至新鲜混凝土面，并截至设计标高，形成平整、密实、水平的检测面。
依据测点布置原则用打磨机（如便携式砂轮机）将测点和激振点磨平，测点和激振点的区域直径大约为50mm。
7.1.2 对于桩顶完好坚硬的预制桩，除去桩顶的浮浆、泥水后即可进行检测。
如桩顶疏松不平，亦应参照灌注桩的处理要求进行凿除和打磨工作。
7.1.3 对于PHC桩，必须在焊接钢筋和填芯前实施检测。
如桩帽松脱或桩顶混凝土外露不平，亦应参照灌注桩的处理要求进行凿除和打磨工作。
7.1.4 桩头测点布置原则①《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）规定根据桩径大小，桩心对称布置2个～4个测点。
对于实心桩，测点宜布置在距桩中心2/3半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。
对于空心桩不应小于2个测点，测点宜为桩壁厚的1/2处。
各个测点应均匀分布。
②《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）规定对于混凝土灌注桩，测点宜布置在距桩中心1/2～2/3半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。
当桩径不大于1000mm时，每根桩的测点不得少于2点；当桩径大于1000mm时，每根桩的测点不得少于4点。
对混凝土预制桩，当边长不大于600mm时，不得少于2个测点，边长大于600mm时不得少于3个测点。
对于预应力混凝土管桩不应小于2个测点，测点宜为桩壁厚的1/2处。
各个测点应均匀分布。
7.2 测试参数的设定传感器与主机连接时要保证类型与接口类型一致，然后开机自检、设置参数。
参数包括：日期、工地名称（存盘子目录）、桩基类型、采样间隔等。
现场检测时，测试参数的设定，应符合下列规定：7.2.1 仪器对反射信号进行采集的采样时间间隔，在设置桩长或波速时会自动改变，一般不需要修改；7.2.2 时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz；7.2.3 设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积；7.2.4 桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定，若无相关数据，可参考表7.1设定初步波速。
表7.1 波速与混凝土强度等级间的对应关系附注：波速与混凝土强度只是一种粗略的对应关系，不能依据波速去评定混凝土强度等级，反之亦然。
因此，在使用表7.1时，应慎重对待，避免简单套用而引起误判。
7.3 安装传感器7.3.1 传感器安装在已打磨好的测点区域内；7.3.2 安装前应确保安装面上无颗粒物，无泥或混凝土浮浆，无积水；7.3.3 安装传感器使用石膏、黄油、橡皮泥等耦合剂，粘结应牢固，必须保证传感器与桩顶面垂直。
7.4 激振操作7.4.1 激振部位①《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）规定实心桩的激振点宜在桩顶中心部位；空心桩的激振点和测点与桩中心连线形成的夹角宜为90°。
②《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）规定混凝土灌注桩、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激振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45°。
7.4.2 根据桩型和检测目的，选择不同材质和质量的力锤或力棒，以获得所需的激振频率和能量。
短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤短脉冲激振；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。
一般来说，材质越软、碰撞速度越低（提升高度越低）、锤越重、接触面积越大，信号的脉冲宽度就越大、低频就越丰富。
工程实践中，依“小钢锤→轻质脆性尼龙锤→轻质木锤→大铁锤→柔性塑料锤→塑料王锤→橡皮锤”，信号脉冲宽度越来越大（0.5→5ms）。
7.4.3 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垂直。
7.5 波形甄别及采样质量控制每根被检桩的每个测点均应进行三次或以上的重复测试，波形重复性良好时方能存盘。
出现异常波形时，应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素后，再重复测试，重复测试的波形与原波形应具有相似性。
7.6 原始记录检测人员认真填写低应变现场记录表，复核人对表格内容进行复核，重点对有否漏、错和不规范之处进行检查，待确认无误后签字，以示负责。
返回公司后，将检测所得的数据从动测仪拷贝到计算机中备档，将“低应变现场记录表05-JL/JG-069”妥善保存，和正式报告一并存档。
7.7 环境要求7.7.1 仪器的工作温度要求为0℃～40℃，空气湿度要求为＜90%RH；7.7.2 空气中不得含腐蚀性气体，无强电磁干扰，避免较大的震动和冲击，液晶屏避免阳光直射。
7.8 仪器存放现场检测任务完成后，应该对仪器设备进行清洁保养并及时归还仪器设备，仪器入库后应该及时填写仪器使用记录。
八、数据处理8.1 检测数据分析8.1.1桩身波速平均值的确定，应符合下列规定：① 当桩长已知、桩底反射信号明确时，应在地基条件、桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值，按下列公式计算其平均值：C m =n 1∑=ni Ci 1(8.1)C i =TL∆2000 (8.2) C i =2L ∙f ∆ (8.3)式中：C m —桩身速度的平均值（m/s ）；C i —第i 根受检桩的桩身波速值（m/s ），且∣C i –C m ∣/ C m ≤5%； L —测点下桩长（m ）； ∆T —速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms ）； ∆f —幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（Hz ），计算时不宜取第一与第二峰；n —参加波速平均值计算的基桩数量（n ≥5）。
② 无法满足本条第①款要求时，波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合确定。
8.1.2 桩身缺陷位置应按下列公式计算：c tx x ∙∆∙=20001（8.4）f c x '∆∙=21 （8.5） 式中：x —桩身缺陷至传感器安装点的距离（m ）；tx ∆—速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms ）；c —受检桩的桩身波速（m/s ），无法确定时可用桩身波速的平均值替代；f '∆—幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz ）。
8.1.3 检测数据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，但又难以判断是断裂错位还是接桩不良。
