l 概述

桩基事故是指由于勘察、设计、施工和检测工作中存在的问题，或者桩基础工程完成后其他环境变异的原因，造成桩基础受损或破坏现象。基桩质量检测是为了发现基桩质量问题，并为解决问题提供依据。只有熟悉桩基础常见质量事故及其原因，并了解常见质量事故的处理方法，才能有针对性地选用基桩检测方法,正确判定缺陷类型，合理评估缺陷程度，准确评定桩基工程质量。

桩基检测仪是桩基检测中依据不同的检测方法使用到的桩基检测设备。主要包括：低应变仪（敲击振动法，检测桩基整体承载力）、高应变仪（检测桩基承载力和沉降）、超声波检测仪（检测桩基混凝土的密实程度）

 

l 低应变检测仪

 

仪器设备一般由检测仪器、传感器和激振设备三大部分构成，配置反射波法信号分析处理软件。

 

目前国内使用较广泛的基桩动测仪器有：武汉中岩科技有限公司生产的RSM系列基桩动测仪、美国的PIT等。基桩动测仪在野外较恶劣环境条件下使用，因此选择仪器既要考虑仪器的动态性能满足测试要求、测试软件对实测信号的再处理功能，也要综合考虑仪器的可靠性、维修性、安全性和经济性等。

 

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低应变检测系统

 

测试原理

反射波法是建立在一维波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，波阻抗将发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系，通过对反射信息的分析计算，判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度，判定桩身缺陷程度及位置。

 

适用范围

1、低应变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。只能定性判定，不能定量

2、低应变法是通过一维波动理论分析来判定基桩的桩身完整性，这种方法也称之为反射波法（或瞬态时域分析法）

3、低应变法的理论基础是一维线弹性杆件模型，因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比不宜小于10，设计桩身横截面宜基本规则。另外，一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对于薄壁钢管桩、大直径现浇薄壁混凝土管桩和类似于H型钢桩的异型桩，若激励响应在桩顶面接收时，低应变方法不适用。

 

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低应变检测

 

l 高应变检测仪：

高应变动力试桩测试系统主要由传感器、基桩动测仪、冲击设备三部分组成。

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高应变检测系统

 

检测原理

高应变法试桩是一种用重锤冲击桩顶，冲击脉冲在沿桩身向下传播的过程中使桩—土产生足够的相对位移，以激发桩周土阻力和桩端支承力的一种动力检测方法。在桩顶施加高能量冲击荷载，实测力和速度信号，运用波动理论反演来推算被检桩的完整性、轴向抗压极限承载力或选择桩型和桩长、监控桩锤工作效率和打入桩桩身承受的最大锤击应力。

 

适用范围

1、本方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；

2、监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。

3、对于大直径扩底桩和Q-S 曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。

4、进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。 

 

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高应变检测现场

 

l 超声波检测仪

超声波仪是混凝土灌注桩缺陷检测的基本装置。它的作用是产生重复的电脉冲并激励发射换能器。发射换能器发射的超声波经耦合进入混凝土，在混凝土中传播后被接收换能器接收并转换为电信号，电信号送至超声仪，仪器绘制并记录下波形。

 

混凝土声波检测设备主要包含了声波仪和换能器两大部分。用于混凝土检测的声波频率一般在20～250kHz范围内，属超声频段，因此，通常也可称为混凝土的超声波检测，相应的仪器也叫超声仪。

 

混凝土声波仪的功能（基本任务），是向待测的结构混凝土发射声波脉冲，使其穿过混凝土，然后接收穿过混凝土的脉冲信号。仪器显示声脉冲穿过混凝土所需时间、接收信号的波形、波幅等。根据声脉冲穿越混凝土的时间（声时）和距离（声程），可计算声波在混凝土中的传播速度；波幅可反映声脉冲在混凝土中的能量衰减状况，根据所显示的波形，经过适当处理后可对被测信号进行频谱分析。

 

检测原理

基桩成孔后，灌注混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数, 然后对这些检测数据进行处理、分析和判断,确定桩身混凝土缺陷的位置、范围、程度，从而推断桩身混凝土的连续性、完整性和均匀性状况，评定桩身完整性等级。

 

适用范围

基桩声波透射法层析成像检测

基桩声波透射法完整性检测

混凝土裂缝深度检测

混凝土超声回弹综合法强度检测

地质勘察岩体纵波波速测试

隧道岩体松动圈检测

非金属材料动弹性力学参数测试

地下连续墙完整性检测

 

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超声波检测现场

 

l 静载荷测试仪

静载试验检测系统主要由加载反力系统、荷载测试系统、位移测试系统、仪器控制采集系统四个部分组成。

 

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静载试验系统

 

适用范围

 

单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压承载力，是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法。

 

单桩竖向抗压静载试验的主要目的是解决基桩竖向抗压承载力，虽然试验中也能得到与承载力相对应的沉降，但必须指出的是，静载试验中的沉降量s与建筑（构）物的后期沉降量s＇是不一样的。影响单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量s的因素主要是桩（包括桩型、桩长、桩径、成桩工艺等）和桩周桩端岩土性状，而对建（构）筑物的后期沉降量s＇的影响，除了这些因素外，还有群桩效应、建（构）筑物的结构形式等诸多因素。建（构）筑物的后期沉降量s＇明显大于单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量s。对于非嵌岩桩，如北京地区，二者有的相差4～5倍，上海地区，二者有的相差达10倍。国外有的静载试验采用24h或72h终极维持荷载法，目的是试图根据单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量来分析计算建（构）筑物的后期沉降，但是，有关这方面的研究尚不成熟，仍有许多工作要做。

 

单桩竖向抗拔静载试验就是采用接近于竖向抗拔桩实际工作条件的试验方法，确定单桩的竖向抗拔极限承载能力，是最直观、可靠的方法。

 

单桩竖向抗拔静载试验一般按设计要求确定最大加载量，为设计提供依据的试验桩，应加载至桩侧岩土阻力达到极限状态或桩身材料达到设计强度；工程桩验收检测时，施加的上拔荷载不得小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍或使桩顶产生的上拔量达到设计要求的限值。

 

单桩水平静荷载试验一般以桩顶自由的单桩为对象，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试桩方法来达到以下目的：

1、确定试桩的水平承载力，检验和确定试桩的水平承载能力是单桩水平静荷载试验的主要目的；

2、确定试桩在各级水平荷载作用下桩身弯矩的分配规律；

3、确定弹性地基系数，在进行水平荷载作用下单桩的受力分析时，弹性地基系数的选取至关重要；

4、推求桩侧土的水平抗力（q）和桩身挠度（y）之间的关系曲线。通过试验可直接获得不同深度处地基土的抗力和挠度之间的关系，绘制桩身不同深度处的q-y曲线，并用它来分析工程桩在水平荷载作用下的受力情况更符合实际。

 

http://s11/mw690/003uKRagzy7q70xkf22ea&690

静载试验现场