中华人民共和国行业标准 建筑基桩检测技术规范 JGJ 106-2003 3
9．3 现场检测
9．3．1 检测前的准备工作应符合下列规定：
1 预制桩承载力的时间效应应通过复打确定。
2 桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直。
3 对不能承受锤击的桩头应加固处理，混凝土。桩的桩头处理按本规范附录B执行。
4 传感器的安装应符合本规范附录F的规定。
5 桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10～30mm厚的木板或胶合板等材料。
9．3．2 参数设定和计算应符合下列规定：
1 采样时间间隔宜为50～200μs，信号采样点数不宜少于1024点。
2 传感器的设定值应按计量检定结果设定。
3 自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定。
4 测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定，波速、质量密度和弹性模量应按实际情况设定。
5 测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值。
6 桩身材料质量密度应按表9．3．2取值。
7 桩身波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平均波速初步设定，现场检测完成后应按第9．4．3条调整。
8 桩身材料弹性模量应按下式计算：
9．3．3 现场检测应符合下列要求：
1 交流供电的测试系统应良好接地；检测时测试系统应处于正常状态。
2 采用自由落锤为锤击设备时，应重锤低击，最大锤击落距不宜大于2.5m。
3 试验目的为确定预制桩打桩过程中的桩身应力、沉桩设备匹配能力和选择桩长时，应按本规范附录G执行。
4 检测时应及时检查采集数据的质量；每根受检桩记录的有效锤击信号应根据桩顶最大动位移、贯入度以及桩身最大拉、压应力和缺陷程度及其发展情况综合确定。
5 发现测试波形紊乱，应分析原因；桩身有明显缺陷或缺陷程度加剧，应停止检测。
9．3．4 承载力检测时宜实测桩的贯入度，单击贯入度宜在2～6mm之间。
9．4 检测数据的分析与判定
9．4．1 检测承载力时选取锤击信号，宜取锤击能量较大的击次。
9．4．2 当出现下列情况之一时，高应变锤击信号不得作为承载力分析计算的依据：
1 传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力曲线最终未归零；
2 严重锤击偏心，两侧力信号幅值相差超过1倍；
3 触变效应的影响，预制桩在多次锤击下承载力下降；
4 四通道测试数据不全。
9．4．3 桩身波速可根据下行波波形起升沿的起点到上行波下降沿的起点之间的时差与已知桩长值确定(图9．4．3)；桩底反射信号不明显时，可根据桩长、混凝土波速的合理取值范围以及邻近桩的桩身波速值综合确定。
9．4．4 当测点处原设定波速随调整后的桩身波速改变时，桩身材料弹性模量和锤击力信号幅值的调整应符合下列规定：
1 桩身材料弹性模量应按本规范式(9．3．2)重新计算。
2 当采用应变式传感器测力时，应同时对原实测力值校正。
9．4．5 高应变实测的力和速度信号第一峰起始比例失调时，不得进行比例调整。
9．4．6 承载力分析计算前，应结合地质条件、设计参数，对实测波形特征进行定性检查：
1 实测曲线特征反映出的桩承载性状。
2 观察桩身缺陷程度和位置，连续锤击时缺陷的扩大或逐步闭合情况。
9．4．7 以下四种情况应采用静载法进一步验证：
1 桩身存在缺陷，无法判定桩的竖向承载力。
2 桩身缺陷对水平承载力有影响。
3 单击贯入度大，桩底同向反射强烈且反射峰较宽，侧阻力波、端阻力波反射弱，即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合。
4 嵌岩桩桩底同向反射强烈，且在时间2L/c后无明显端阻力反射；也可采用钻芯法核验。
9．4．8 采用凯司法判定桩承载力，应符合下列规定：
1 只限于中、小直径桩。
2 桩身材质、截面应基本均匀。
3 阻尼系数Jc宜根据同条件下静载试验结果校核，或应在已取得相近条件下可靠对比资料后，采用实测曲线拟合法确定Jc值，拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的30％，且不应少于3根。
4 在同一场地、地质条件相近和桩型及其截面积相同情况下，Jc值的极差不宜大于平均值的30％。
9．4．9 凯司法判定单桩承载力可按下列公式计算：
9．4．10 采用实测曲线拟合法判定桩承载力，应符合下列规定：
1 所采用的力学模型应明确合理，桩和土的力学模型应能分别反映桩和土的实际力学性状，模型参数的取值范围应能限定。
2 拟合分析选用的参数应在岩土工程的合理范围内。
3 曲线拟合时间段长度在t1＋2L/c时刻后延续时间不应小于20ms；对于柴油锤打桩信号，在t1＋2L/c时刻后延续时间不应小于30ms。
4 各单元所选用的土的最大弹性位移值不应超过相应桩单元的最大计算位移值。
5 拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，其他区段的曲线应基本吻合。
6 贯入度的计算值应与实测值接近。
9．4．11 本方法对单桩承载力的统计和单桩竖向抗压承载力特征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及。应按本方法得到的单桩承载力统计值的一半取值。
9．4．12 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符合本规范第9．4．10条第1～2款的规定；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9．4．12并结合经验判定；桩身完整性系数β和桩身缺陷位置x应分别按下列公式计算：
9．4．13 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：
1 桩身有扩径的桩。
2 桩身截面渐变或多变的混凝土灌注桩。
3 力和速度曲线在峰值附近比例失调，桩身浅部有缺陷的桩。
4 锤击力波上升缓慢，力与速度曲线比例失调的桩。
9．4．14 桩身最大锤击拉、压应力和桩锤实际传递给桩的能量应分别按本规范附录G相应公式计算。
9．4．15 高应变检测报告应给出实测的力与速度信号曲线。
9．4．16 检测报告除应包括本规范第3．5．5条内容外，还应包括下列内容：
1 计算中实际采用的桩身波速值和Jc值；
2 实测曲线拟合法所选用的各单元桩土模型参数、拟合曲线、土阻力沿桩身分布图；
3 实测贯入度；
4 试打桩和打桩监控所采用的桩锤型号、锤垫类型，以及监测得到的锤击数、桩侧和桩端静阻力、桩身锤击拉应力和压应力、桩身完整性以及能量传递比随入土深度的变化。
10 声波透射法
10．1 适用范围
10．1．1 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。
10．2 仪器设备
10．2．1 声波发射与接收换能器应符合下列要求：
1 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；
2 外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；
3 谐振频率宜为30～50kHz；
4 水密性满足1MPa水压不渗水。
10．2．2 声波检测仪应符合下列要求：
1 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。
2 声时测量分辨力优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5％，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于1OOdB。
3 声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。
10．3 现场检测
10．3．1 声测管埋设应按本规范附录H的规定执行。
10．3．2 现场检测前准备工作应符合下列规定：
1 采用标定法确定仪器系统延迟时间。
2 计算声测管及耦合水层声时修正值。
3 在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。
4 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换能器应能在全程范围内升降顺畅。
10．3．3 现场检测步骤应符合下列规定：
1 将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。
2 发射与接收声波换能器应以相同标高(图10．3．3a)或保持固定高差(图10．3．3b)同步升降，测点间距不宜大于250mm。
3 实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。
4 将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。
5 在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测(图10．3．3b)、扇形扫测(图10．3．3c)进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。
6 在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
10．4 检测数据的分析与判定
附录A 桩身内力测试
A．0．1 基桩内力测试适用于混凝土预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断面尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。
A．0．2 对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的分层抗拔摩阻力；对水平静荷载试验桩，可求得桩身弯矩分布，最大弯矩位置等；对打入式预制混凝土桩和钢桩，可得到打桩过程中桩身各部位的锤击压应力、锤击拉应力。
A．0．3 基桩内力测试宜采用应变式传感器或钢弦式传感器。根据测试目的及要求，宜按表A．0．3中的传感器技术、环境特性，选择适合的传感器；也可采用滑动测微计。需要检测桩身某断面或桩端位移时，可在需检测断面设置沉降杆。
A．0．4 传感器设置位置及数量宜符合下列规定：
1 传感器宜放在两种不同性质土层的界面处，以测量桩在不同土层中的分层摩阻力。在地面处(或以上)应设置一个测量断面作为传感器标定断面。传感器埋设断面距桩顶和桩底的距离不宜小于1倍桩径。
2 在同一断面处可对称设置2～4个传感器，当桩径较大或试验要求较高时取高值。
A．0．5 应变式传感器可视以下情况采用不同制作方法：
1 对钢桩可采用以下两种方法之一：
1)将应变计用特殊的粘贴剂直接贴在钢桩的桩身，应变计宜采用标距3～6mm的350Ω胶基箔式应变计，不得使用纸基应变计。粘贴前应将贴片区表面除锈磨平，用有机溶剂去污清洗，待干燥后粘贴应变计。粘贴好的应变计应采取可靠的防水防潮密封防护措施。
2)将应变式传感器直接固定在测量位置。
2 对混凝土预制桩和灌注桩，应变传感器的制作和埋设可视具体情况采用以下三种方法之一：
1)在600～1000mm长的钢筋上，轴向、横向粘贴四个(二个)应变计组成全桥(半桥)，经防水绝缘处理后，到材料试验机上进行应力-应变关系标定。标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60％以内，经三次重复标定，应力-应变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方可采用。传感器应在浇筑混凝土前按指定位置焊接或绑扎(泥浆护壁灌注桩应焊接)在主筋上，并满足规范对钢筋锚固长度的要求。固定后带应变计的钢筋不得弯曲变形或有附加应力产生。
2)直接将电阻应变计粘贴在桩身指定断面的主筋上，其制作方法及要求同本条第1款钢桩上粘贴应变计的方法及要求。
3)将应变砖或埋入式混凝土应变测量传感器按产品使用要求预埋在预制桩的桩身指定位置。
A．0．6 应变式传感器可按全桥或半桥方式制作，宜优先采用全桥方式。传感器的测量片和补偿片应选用同一规格同一批号的产品，按轴向、横向准确地粘贴在钢筋同一断面上。测点的连接应采用屏蔽电缆，导线的对地绝缘电阻值应在500MΩ以上；使用前应将整卷电缆除两端外全部浸入水中1h，测量芯线与水的绝缘；电缆屏蔽线应与钢筋绝缘；测量和补偿所用连接电缆的长度和线径应相同。
A．0．7 电阻应变计及其连接电缆均应有可靠的防潮绝缘防护措施；正式试验前电阻应变计及电缆的系统绝缘电阻不应低于200MΩ。
A．0．8 不同材质的电阻应变计粘贴时应使用不同的粘贴剂。在选用电阻应变计、粘贴剂和导线时，应充分考虑试验桩在制作、养护和施工过程中的环境条件。对采用蒸汽养护或高压养护的混凝土预制桩，应选用耐高温的电阻应变计、粘贴剂和导线。
A．0．9 电阻应变测量所用的电阻应变仪宜具有多点自动测量功能，仪器的分辨力应优于或等于1με，并有存储和打印功能。
A．0．10 弦式钢筋计应按主筋直径大小选择。仪器的可测频率范围应大于桩在最大加载时的频率的1.2倍。使用前应对钢筋计逐个标定，得出压力(拉力)与频率之间的关系。
A．0．11 带有接长杆弦式钢筋计可焊接在主筋上；不宜采用螺纹连接。
A．0．12 弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力应优于或等于1Hz。
A．0．13 当同时进行桩身位移测量时，桩身内力和位移测试应同步。
A．0．14 测试数据整理应符合下列规定：
1 采用应变式传感器测量时，按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正：
A．0．15 沉降杆宜采用内外管形式：外管固定在桩身，内管下端固定在需测试断面，顶端高出外管100～200mm，并能与固定断面同步位移。
A．0．16 沉降杆应具有一定的刚度；沉降杆外径与外管内径之差不宜小于10mm，沉降杆接头处应光滑。
A．0．17 测量沉降杆位移的检测仪器应符合本规范第4．2．4条的技术要求。数据的测读应与桩顶位移测量同步。
A．0．18 当沉降杆底端固定断面处桩身埋设有内力测试传感器时，可得到该断面处桩身轴力Qi和位移si。
附录B 混凝土桩桩头处理
B．0．1 混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。
B．0．2 桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合。
B．0．3 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。
B．0．4 距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于1OOmm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～1OOmm。
B．0．5 桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。
B．0．6 高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。
附录C 静载试验记录表
C．0．1 单桩竖向抗压静载试验的现场检测数据宜按附表C．0．1的格式记录。
C．0．2 单桩水平静载试验的现场检测数据宜按附表C．0．2的格式记录。
附录D 钻芯法检测记录表
D．0．1 钻芯法检测的现场操作记录和芯样编录应分别按附表D．0．1-1、D．0．1-2的格式记录；检测芯样综合柱状图应按附表D．0．1-3的格式记录和描述。
附录E 芯样试件加工和测量
E．0．1 应采用双面锯切机加工芯样试件。加工时应将芯样固定，锯切平面垂直于芯样轴线。锯切过程中应淋水冷却金刚石圆锯片。
E．0．2 锯切后的芯样试件，当试件不能满足平整度及垂直度要求时，应选用以下方法进行端面加工：
1 在磨平机上磨平。
2 用水泥砂浆(或水泥净浆)或硫磺胶泥(或硫磺)等材料在专用补平装置上补平。水泥砂浆(或水泥净浆)补平厚度不宜大于5mm，硫磺胶泥(或硫磺)补平厚度不宜大于1.5mm。
补平层应与芯样结合牢固，受压时补平层与芯样的结合面不得提前破坏。
E．0．3 试验前，应对芯样试件的几何尺寸做下列测量：
1 平均直径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上，取其两次测量的算术平均值，精确至0.5mm。
2 芯样高度：用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至1mm。
3 垂直度：用游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确至0.1°。
4 平整度：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺，一面用塞尺测量与芯样端面之间的缝隙。
E．0．4 试件有裂缝或有其他较大缺陷、芯样试件内含有钢筋以及试件尺寸偏差超过下列数值时，不得用作抗压强度试验：
1 芯样试件高度小于0.95d或大于1.05d时(d为芯样试件平均直径)。
2 沿试件高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时。
3 试件端面的不平整度在1OOmm长度内超过0.1mm时。
4 试件端面与轴线的不垂直度超过2°时。
5 芯样试件平均直径小于2倍表观混凝土粗骨料最大粒径时。
附录F 高应变法传感器安装
F．0．1 检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应(质点运动速度)测量传感器各两个(传感器安装见图F．0．1)。冲击力和响应测量可采取以下方式：
1 在桩顶下的桩侧表面分别对称安装加速度传感器和应变式力传感器，直接测量桩身测点处的响应和应变，并将应变换算成冲击力。
2 在桩顶下的桩侧表面对称安装加速传感器直接测量响应，在自由落锤锤体0.5Hr处(Hr为锤体高度)对称安装加速度传感器直接测量冲击力。
F．0．2 在第F．0．1条第1款条件下，传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处(D为试桩的直径或边宽)；对于大直径桩，传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于1D。安装面处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在截面突变处附近。
在第F．0．1条第2款条件下，对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距离不得小于0.4Hr或1D，并取两者高值。
F．0．3 在第F．0．1条第1款条件下，传感器安装尚应符合下列规定：
1 应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm。安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行。
2 各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。
3 安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为：
1)混凝土桩应大于±1000με；
2)钢桩应大于±1500με。
F．0．4 当连续锤击监测时，应将传感器连接电缆有效固定。
附录G 试打桩与打桩监控
G．1 试 打 桩
G．1．1 选择工程桩的桩型、桩长和桩端持力层进行试打桩时，应符合下列规定：
1 试打桩位置的工程地质条件应具有代表性。
2 试打桩过程中，应按桩端进入的土层逐一进行测试；当持力层较厚时，应在同一土层中进行多次测试。
G．1．2 桩端持力层应根据试打桩结果的承载力与贯入度关系，结合场地岩土工程勘察报告综合判定。
G．1．3 采用试打桩判定桩的承载力时，应符合下列规定：
1 判定的承载力值应小于或等于试打桩时测得的桩侧和桩端静土阻力值之和与桩在地基土中的时间效应系数的乘积，并应进行复打校核。
2 复打至初打的休止时间应符合本规范表3．2．6的规定。
G．2 桩身锤击应力监测
G．2．1 桩身锤击应力监测应符合下列规定：
1 被监测桩的桩型、材质应与工程桩相同；施打机械的锤型、落距和垫层材料及状况应与工程桩施工时相同。
2 应包括桩身锤击拉应力和锤击压应力两部分。
G．2．2 为测得桩身锤击应力最大值，监测时应符合下列规定：
1 桩身锤击拉应力宜在预计桩端进入软土层或桩端穿过硬土层进入软夹层时测试。
2 桩身锤击压应力宜在桩端进入硬土层或桩周土阻力较大时测试。
G．2．3 最大桩身锤击拉应力可按下式计算：
G．2．4 最大桩身锤击压应力可按下式计算：
当打桩过程中突然出现贯入度骤减甚至拒锤时，应考虑与桩端接触的硬层对桩身锤击压应力的放大作用。
G．2．5 桩身最大锤击应力控制值应符合《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。
G．3 锤击能量监测
G．3．1 桩锤实际传递给桩的能量应按下式计算：
G．3．2 桩锤最大动能宜通过测定锤芯最大运动速度确定。
G．3．3 桩锤传递比应按桩锤实际传递给桩的能量与桩锤额定能量的比值确定；桩锤效率应按实测的桩锤最大动能与桩锤的额定能量的比值确定。
附录H 声测管埋设要点
H．0．1 声测管内径宜为50～60mm。
H．0．2 声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶1OOmm以上，且各声测管管口高度宜一致。
H．0．3 应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。
H．0．4 声测管埋设数量应符合下列要求：
1 D≤800mm ，2根管。
2 800mm＜D≤2000mm，不少于3根管。
3 D＞2000mm，不少于4根管。
式中 D--受检桩设计桩径。
H．0．5 声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，按图H．0．5所示的箭头方向顺时针旋转依次编号。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词，说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用"必须"；反面词采用"严禁"。
2)表示严格，在正常情况均应这样做的：
正面词采用"应"；反面词采用"不应"或"不得"。
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用"宜"；反面词采用"不宜"。
表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用"可"。
2 条文中指定应按其他有关标准、规范执行的写法为"应按……执行"或"应符合……的要求(或规定)"。