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低应变桩身完整性检测.【桩基优质PPT课件

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基桩检测低应变培训课件

基桩检测低应变培训课件


② 扩颈后再缩颈时的曲线形态：缺陷处曲 线先产生正反射波，然后出现负反射。

③ 缩颈的二次及多次反射的曲线形态：缺陷处 曲线先产生正反射波，然后在间隔从桩头到缺 陷位置的时间产生第二次正反射，第三次正反 射…。

④ 扩颈的二次及多次反射的曲线形态：扩颈处 曲线先产生负反射波，然后在间隔从桩头到缺 陷位置的时间产生第二次正反射，…第三次负 反射…负正反射间隔出现。

（2）《建筑地基基础工程施工质量验收 规范》（GB50202-2002）： 桩身质量应进行检验。对设计等级 为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠 性低的灌注桩，抽检数量不应少于总数 的30％，且不应少于20根；其他桩基工 程的抽检数量不应少于总数的20％，且 不应少于10根；对地下水位以上且终孔 后经过核验的灌注桩，检验数量不应少 于总数的10％，且不应少于10根。每个 柱下承台不得少于l根。

（1）桩身阻抗不发生变化

图10 桩身阻抗不发生变化

（2）桩身存在一个阻抗变化界面 桩身的中间存在一个界面。 阻抗变化越 大，反射回来的波幅就越强，反之则越弱

（3）桩身存在两个界面 桩身中存在两个界面。


桩身存在两个阻抗界面
2.4 典型信号 （1）完整摩擦桩 实测速度曲线上反射波与入射波同向起 跳。
低应变检测
牡丹江科研建筑工程质量 检测有限公司 徐福贵
一、一般原则

1.1 检测目的


1.1.1检测目的
完整性是指反映桩身截面尺寸相对变化、 桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。完 整性检测的目的是发现某些可能影响单桩承载 力的缺陷，最终仍是为减少安全隐患、可靠判 定工程桩承载力服务。所以，基桩质量检测时， 承载力和完整性两项内容密不可分。

低应变检测图解ppt课件

低应变检测图解ppt课件
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
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（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理
信号叠加平均应选择重复性好的信号，其次还要除 去基线漂移大的信号。
低应变激振时桩土体系只产生弹性响应，而要达到 极限状态需使桩周土产生弹塑性响应，因此低应变法 不能提供桩的承载力。
6
基桩检测
1.3人员职责 检测人员：负责按照低应变方法对被检
样品进行检测。 复核人员：负责对检测操作是否规范以
及检测结果是否准确进行复核。 室负责人：监督检测操作和结果审核，
检测报告的签发。
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7
基桩检测
1.4检测原理和方法
桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力 （动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。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，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。
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3.6 低应变检测法试验报告包括下内内容：
i工程名称、工程地点、试验目的和试验日期。
ii施工单位、设计单位、拟建上部建筑结构形式。
iii试验场地的工程地质概况，试桩平面图。
iv试验仪器设备以及对试验过程中出现的异常现象
的说明。
v实测波形，试验数据整理，分析方法，拟合波形
和试验结果。

[PPT]基桩完整性检测技术及方法_ppt

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5.4.2 波阻抗渐变变化
突变
• 渐变波阻抗反射波是 渐变 连续的，波形状发生 变化 • 即使渐变波阻抗变化 区域最大的波阻抗或 最小波阻抗与突变相 同，渐变波阻抗反射 波峰明显偏小。
5.4.3 桩土相互作用 1、同一位臵、同一程度，桩土相互作用会导致幅值减小 无桩土作用
有桩土作用
先缩后扩
先扩后缩
§5-1一维波动理论简介
• 5.1.1一维波动理论
F v A 0 x t v x t
(5-1)
运动方程 (牛顿定律） 连续方程 应力—应变关系
c0 E /
v
F AE
2
u u , t x
(5-4)
(5-2) (5-3)
u 2 u c0 2 0 x 2 t
§5-5 波形匹配分析方法
5.5.1 波形匹配分析（定量分析）意义 • 在现行的基桩规范中对如何处理三类桩并没有明确规定,只 有知道桩的缺损程度及响应的位臵、范围，设计部门才可能 根据其对桩竖直向抗压强度、水平向抗剪强度的影响，对桩 进行进一步的实验或进行相应的处理。但现行桩的缺损程度 的确定方法有一定的局限性： • （1） 钻孔取芯 • 局部性，要客观缺损处的缺损程度就必须有多处取芯，这导 致桩如蜂窝煤，之后又需灌浆，耗时、耗力
1
Z1 ( cA)1
Z 2 ( cA) 2
cA 分别是杆的密度、纵波速、截面积
§5-1一维波动理论简介
5.1.2多次反射
• 应力波在波阻抗不同的介质交界面处会多次反 射，反射波是等时距 。
缩径
扩径
第一次反射
第二次反射 第三次反射
第五章 基桩完整性检测 （敲击回波法、低应变法） 第五章主要内容：

低应变检测图解ppt课件

低应变检测图解ppt课件

三角观测法
超过中线3类桩，低于中线的2类桩或1类桩
可编辑课件PPT
29
基桩检测
3.3在检测过程中发现生异常现场时的处理方法
在检测过程中出现异常波形时，应在现场及时研
究，排除影响测试的不良因素后再重复测度。重复测
试的波形与原波形应具有相似性。
3.4在检测过程中发生意外事故时的处理方法
A: 正在检测过程因外界干扰和其它不可预见的事故时， 应关机停止检测。若发生干扰影响测试结果，则应重 新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继续测 试。
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。
可编辑课件PPT
24
基桩检测
ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将 大量被吸收。
iii桩截面变化不规则使波的能量在末及桩底前被大
量反射。
iv同时判别一个以上的桩身非常困难，因为靠上的
第一个缺陷已将大部分波的能量被反射的问题。
v当桩径较大或脉冲宽度过窄时，部分锤击能量将
（动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。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，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
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（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理

桩基础的测试与检测动测ppt课件

桩基础的测试与检测动测ppt课件
目前工程中常用的锤头有塑料头锤和尼龙头锤，锤柄有塑料柄、 尼龙柄、铁柄等，柄长可根据需要而变化。一般说来，柄越短，则由 柄本身振动所引起的噪声越小。
当检测深部缺陷时，应选用柄长、重的尼龙锤来加大冲击能量； 当检测浅部缺陷时，可选用柄短、轻的尼龙锤。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
桩基的低应变动测
基桩的低应变动测就是通过对桩顶施加激振能量,引 起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录 桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理 论对记录结果加以分析。
2u c2 2u
t 2
x2
弹性波沿桩身传播过程中，在桩身夹泥、离析、扩颈、缩颈、断裂、桩 端等桩身阻抗变化处将会发生反射和透射，用记录仪记录下反射波在桩身中 的传播的波形,通过对反射波曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位 置进行判定，并对桩身混凝土的强度进行评估。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
混凝土纵波波速与桩身强度关系
混凝土纵波波速/ ms-1 ＞4100
3700～4100 3500～3700 2500～3500
＜2700
混凝土强度（等级） ＞C35 C30 C25 C20 ＜C20
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确

低应变检测省培训PPT课件

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四 现场检测
抽样规则与抽检数量：
➢ A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根； ➢ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少于10根; ➢ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工挖孔桩、单节
混凝土预制桩，不少于总桩数的10％且不应少于10根。 ➢ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012，砼灌注桩
一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆 面积A 弹模E 密度ρ 波速c）
理论基础是一维波动理论
σ
x
dx
σ+ dx x u
2u x2
1 c2
2u t2
9
二 理论基础
Z1 Va ↓ Vb ↑ Fa ↓ Fb ↑
Vc ↓ Fc ↓ Z2
桩截面变化情况
桩截面变化处平衡 相容条件：
1 位移连续条件 2 力连续条件 3 速度连续条件 4 应力应变关系
7
二 理论基础
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传 播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、 断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩 径或扩径）部位，将产生反射波。经接收放大、滤 波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息， 从而判定桩身完整性情况。
8
二 理论基础
5
一 低应变概念
桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化
②桩身材料密实性
③桩身材料连续性。
桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身
结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、 空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。
6
一 低应变概念
低强度桩：
在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～ 15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检 测技术规程》DBJ/T13－146－2012）

低应变桩身完整性检测.桩基优质PPT

低应变桩身完整性检测.桩基优质PPT

8） 对于钢筋混凝土灌注桩，传感器安装时应 符合下列规定：
(1) 传感器安装点及其附近的表面应平整， 其周围不得有缺损或裂缝；
(2) 当锤击点不在桩顶中心时，传感器安 装点与锤击点的距离不应小于桩半径的二分之 一。
激振设备
• 瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质 的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄 脉冲；工程塑料、尼龙、铝、铜、铁、橡胶
0
4
8
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16
20
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36 36 36 36
36 36
2008-04-23 PIT- W? 2003- 2
G6A
2008-04-21 15:49:25
40
44 m
V 1.451 cm/s (1.445)
G6B
2008-04-21 15:49:44
40
44 m
V 0.501 cm/s (0.501)
测点，每个测点记录的有效信号数不宜少于3个； （2）不同测点所得到的信号一致性差时，
应分析原因，增加检测点数量。
5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
e d
f
2).测试曲线及分析2.2 测试曲线及分析
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低应变检测 ppt课件

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一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
B 参数设置： 传感器类型: 速度型、加速度型 激振器：冲击锤、力锤（带传感器的锤）
采样间隔、采样点数： 决定了每次采样的记录时间长度，一般采样长度设置为
1024个点，采样间隔5μs～50μs 举例说明 显示时间：1024×10μs≈10000μs ＝10ms 假设V＝4km/s , 可测桩长L＝4km/s×10ms÷2＝10m
不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关度 (m)
估算主频 （Hz）
铁头
0.5
1.0
1000
铝头
0.75
1.5
666
尼龙头
1.1
2.0
455
聚四氟乙烯 1.3
2.5
385
桩力长 棒 5m 110m.5 20m 330m.0 40m 36000m ΔF（Hz 400 200 100 67 50 33
低应变反射波法 基桩完整性检测技术
第三章 反射波法检测技术
1 声学基础
1.1反射波的基本原理
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下 传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩 或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或 扩径）部位，将产生反射波。反射波经接收、放大 、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反 射信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度 及位置。

低应变检测图解PPT课件

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新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继续测 试。
B: 因检测仪器，设备发生意外损坏而中断试验，可用
备用仪器重新检测，若无备用仪器，则须将损坏的仪 器设备进行修复，经检定合格后，再重新检测。
最新课件
30
基桩检测
3.5注意事项 对同一场地、地质条件相近、桩型和
成桩工艺相同的桩基，因桩端部分桩身 阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号 无桩底反射波时，可按本场地同条件下 有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩 身完整性类别。
实的混凝土，由于浮浆层不密实，于下部正常混凝土 粘结不良，会形成一个不连续的界面。敲击桩头产生 的应力波在这一界面上多次反射，影响应力波向下传 播，于正常信号叠加后，会掩盖桩下部的信号；激振 点与传感器安装位置应凿成大小合适的平面，平面应 平整并基本与桩身轴线垂直；激振点及传感器安装位 置应远离钢筋笼的主筋，目的是减 少外露主筋对测试 信号产生干扰。若外露主筋过长，影响正常测试，应 将其割短。 c/检测前，应对仪器设计进行检查，性能正常方可使用 d/被测的灌注桩应达到规定养护龄期方可施测，对打 入桩，应在达到地基土有最关新课规件 范规定的休止期后施测。15
Ⅳ
2L/c时刻前出现严重缺陷反射 波或周期性反射波，无桩底反射 波；
缺陷谐振峰排列基本等间距， 相邻频差Δf’>c/2L，无桩底 谐振峰；
或因桩身浅部严重缺陷使波形 呈低频大振幅衰减振动，最无新桩课底件 反射波。
或因桩身浅部严重缺陷只出现 单一谐振峰，无桩底谐振峰。28
三角观测法
超过中线3类桩，低于中线的2类桩或1类桩
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基桩检测
2.2对环境条件的要求 检测仪器应具有防尘、防潮性能，并应
在-10～50℃环境条件下正常工作。在现 场检测时，对仪器屏幕应采取防晒措施。 当仪器长期不用时，应按要求定期通电。
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建筑基桩低应变检测技术
化学工业部（郑州）基础工程研究检测中心
杜思义
2021/3/8
1
低应变法检测桩身完整性
• 定义： 采用低能量瞬态或稳态激振方式在 桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲 线或速度导纳曲线，通过波动理论分 析或频域分析，对桩身完整性进行判 定的检测方法。
• 试验过程及测试信号的评判
2021/3/8
cm/s
2.00
3: # 44
1.00
0.00
-1.00
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
0.80
4
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16
230: # 56 24
28
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0.40
0.00
-0.40
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
0.60
4
8
12
16
2）应通过对比测试，选择适当的锤型、 锤重、锤垫材料、传感器安装方式。
2021/3/8
16
3）检测时，应合理设置采样时间间隔、 采样点数、增益、传感器灵敏度、模 拟滤波、触发方式等，其中增益应结 合激振方式通过现场对比试验确定。
f >2 fc
f =N.Δf
2021/3/8
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冲击锤型大小对波形的影响
t=2L/C
应力波发射图2
桩身完整性检测
基本技能： 一 掌握现场测试技术； 二 能够正确分析判断桩身完整性。
2021/3/8
3
加速度传感器
or 速度传感器
仪器结构原理图
滤波、放大等
显示器
电荷放大器
A/D转换
存储器
输出
2021/3/8
4
现场检测流通图
2021/3/8
5
压电传感器构造
2021/3/8
2021/3/8
3/8
12
3 ）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼
的主筋影响。
4） 激振方向应沿桩轴线方向。
5 ）瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适重
量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲获取桩底或桩
身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部
缺陷反射信号。
6） 稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响
cm/s 0
0.20
4
8
12
16
3:20# 63
24
28
32
0.10
0.00
-0.10
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
cm/s 0
0.50
4
8
12
16
230: # 67 24
28
32
0.25
0.00
-0.25
x 3 L/D=40 (D=50 cm) 20.00 m (4800 m/s)
2021/3/8
14
激振设备
• 瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质 的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄 脉冲；工程塑料、尼龙、铝、铜、铁、橡胶
• 锤头的软硬或锤垫的厚薄能起到控制脉冲宽 窄的作用；
• 锤头的质量和敲击力大小能起到控制力脉冲 幅值的作用；
2021/3/8
15
测试技术
1）检测前，应仔细检查和准备仪器，使 测试系统各部分之间匹配良好。采用交流 电源检测时，应有接地措施，严禁电源零 线带电。
8
1.2传感器的安装
2021/3/8
9
测前准备：桩头处理
桩头应按下列规定进行处理：
（1） 凿去桩顶浮浆、清除松散或破损砼，使 桩顶露出坚硬的混凝土表面，桩顶表面应平整干净且 无积水，最好采用便携式砂轮机等工具磨平；
（2) 桩顶的材质、强度、截面尺寸应与原桩身基 本等同。
(3) 对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之 间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电动锯 将桩头锯平。
1).模型桩概况
2021/3/8
24
2).测试曲线及分析2.1 锤击方式
a c
b
2021/3/8
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2).测试曲线及分析2.1 锤击方式
e
d f
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2).测试曲线及分析2.2 测试曲线及分析
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应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况
调整激振力大小。
7）避免共振，加速度传感器谐振频率5～10Hz
2021/3/8
13
8） 对于钢筋混凝土灌注桩，传感器安装时应 符合下列规定：
(1) 传感器安装点及其附近的表面应平整， 其周围不得有缺损或裂缝；
(2) 当锤击点不在桩顶中心时，传感器安 装点与锤击点的距离不应小于桩半径的二分之 一。
（ａ） 冲击锤型不合适
2021/3/8
（ｂ） 冲击锤型合适
18
4 ) 每根桩的检测信号数量应符合下列规定： (1)根据桩直径大小，桩心对称布置2～4个
测点，每个测点记录的有效信号数不宜少于3个； （2）不同测点所得到的信号一致性差时，
应分析原因，增加检测点数量。
2021/3/8
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5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
6
• 传感器灵敏度：mv/g mv/（m/s）
• 特点：加速度传感器高频响应好、体积 小、重量轻
• 影响因素：温度、湿度、横向灵敏度、 电缆噪声、接地回路噪声
2021/3/8
7
激振工具
• 力锤、力棒
• 工程塑料、高强尼龙、橡胶锤、铝锤、铁 锤等
• 重量：几百克－－几百千克
• 锤垫 橡胶垫
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(4) 妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。
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传感器安装
1） 传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘 结时，应具有足够的粘结强度。
2） 实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测 量传感器安装位置宜为距桩中心2/3 半径处； 空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在 同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角 宜为90°，激振点和测量传感器安装位置宜 为桩壁厚的1/2 处。
6 )对检测信号宜作叠加平均处理，参与叠加平
均处理的信号应不失真、无零漂现象，且信号
数量不宜少于5个。
2021/3/8
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1.4不同敲击方式下出现的不同情况
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1).模型桩概况
共8根，模拟了裂缝、孔洞 、混凝土碎裂等缺陷
N
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1).模型桩概况
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