樁基低應變反射波法基本原理描述在樁頂施加低能量沖擊荷載，實測加速度(或速度)響應的過程曲線，運用一維波動理論的時域和頻域分析，對被檢樁的完整性進行評判。當前1頁，總共64頁。樁身缺陷會引起基礎失穩。必須在結構施工前找出并處理缺陷樁。樁基礎，主要基礎型式，地下隱蔽工程，承受建筑物的全部荷載并將其傳遞給地基，基樁質量的好壞直接關系到建筑物的安全。反射波法是基樁低應變無損檢測中最為有效和普遍采用的方法當前2頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前3頁，總共64頁。樁基分類擠土樁部分擠土樁非擠土樁按成樁方法對土層影響分按樁材分木樁混凝土樁鋼樁組合樁按功能分抗軸壓樁：摩擦樁、端承樁、端承摩擦樁抗剪樁抗拔樁按成樁方法分打入樁就地灌注樁靜壓樁螺旋樁噴粉樁或攪拌樁不同類型的樁，可能出現的質量問題不一樣當前4頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前5頁，總共64頁。基樁工程的常見質量問題沉管灌注樁：錘擊、振動、壓力沉管（質量不穩定，故障率高）極易振斷初凝鄰樁，軟件硬土層交界處尤重樁距小于三倍樁徑，使初凝砼拉裂拔管過快，淤泥層易縮頸動水壓力作用，冒水樁演變成斷樁振動沉管用活瓣樁尖張開不靈活，砼下落不暢，斷樁或密實度差預制樁尖被卡住，吊腳樁當前6頁，總共64頁。基樁工程的常見質量問題沖、鉆孔灌注樁：地下水位較高的場地，沖抓式、沖擊式、回轉鉆式、潛鉆式，成孔過程泥漿護壁，采取帶隔水栓的導管水下澆灌砼澆灌砼不連續，隔水層凝固，后結砼無法下灌，上拔導管，泥漿進入開成斷樁；若沖破隔水層，造成樁身局部低劣砼。樁徑過小（<600mm），砼上升不暢，易堵管，形成斷樁或鋼筋籠上浮泥漿比重不當，孔壁易坍塌清孔不干凈，孔底沉渣太厚，影響樁端承載力發揮砼和易性不好，易離析導管連接處漏水，形成斷樁當前7頁，總共64頁?；鶚豆こ痰某Ｒ娰|量問題人工挖孔灌注樁：地下水豐富的場地采用時，易發生以下質量問題地下水滲流嚴重的土層，護壁易崩塌。土層出現流砂或有動水壓力時，泥土隨水涌出，護壁與土體脫空或引起孔形不規則邊挖孔邊抽水，護壁易產生裂縫孔較深時，不采用導管澆灌砼，砼自由下落易離析孔底水不易抽干或未抽干時澆灌，樁尖砼被稀釋，降低樁端承載力當前8頁，總共64頁。基樁工程的常見質量問題混凝土預制樁：柴油錘、蒸汽錘或自由落錘錘墊和樁墊不合適，過軟，打入難；過硬，易擊碎樁頭。打樁的拉應力易引起樁身開裂樁錘不合適，難于打至設計標高樁頭鋼筋網片設置、配筋不符合要求，或樁頂不平，砼標號低，樁頭易碎樁身傾斜或遇障礙物，易導致樁頭錯位當前9頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前10頁，總共64頁。連續彈性的一維均質桿件（D<<L）不考慮樁周土體對沿樁身傳播應力波的影響樁在變形時橫截面保持為平面，沿截面有均布的軸向應力滿足以上假定條件時，樁可視為一維桿件基本原理基本假設當前11頁，總共64頁。半球面波平面波檢測樁身混凝土的完整性推定缺陷類型及其在樁身中的位置基本原理聲波傳播示意圖當前12頁，總共64頁。折射及折射損失：折射損失主要在樁頭附近產生；土層越硬，折射損失越大，反射信號越弱。衰減損失：高頻成份會不同程度的衰減。樁不是完全彈性的，樁身存在內阻尼樁是埋入土中，樁側土的阻力，同樣產生彈性波的衰減反射、透射及反射損失：樁身內出現缺陷的部位及樁底均存在波阻抗界面，均會產生反射及透射基本原理波的傳播當前13頁，總共64頁。阻抗Z=EA/C=ACE:彈性模量C:波速A:截面積:密度質點力與速度的關系:F=ZVF=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]FV=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V反射系數透射系數缺陷反射波波幅的大小與缺陷尺寸有關基本原理基本公式當前14頁，總共64頁。Z1F,vF1,v1F,v

Z2A2<A1,2=1,C2=C1Sothat,Z2<Z1Z1-Z2>0[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V>0V&VinthesamedirectionF=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]FV=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]VA1>A2基本原理縮徑（頸）當前15頁，總共64頁。基本原理縮徑（頸）(阻抗減小)局部阻抗縮小全界面阻抗縮小當前16頁，總共64頁。Z1F,vF1,v1F,v

Z2F=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]FV=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V1>2A2=A1,2<1,C2<C1Sothat,Z2<Z1Z1-Z2>0[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V>0V&Vinthesamedirection基本原理不密實區（空洞，孔隙）當前17頁，總共64頁。Z1F,vF1,v1F,v

Z2F=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]FV=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]VA1<A2A2>A1,2=1,C2=C1Sothat,Z2>Z1Z1-Z2<0[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V<0V&Vintheoppositedirection基本原理擴徑（頸）當前18頁，總共64頁?；驹頂U徑（頸）(阻抗增大)局部阻抗增大全界面阻抗增大當前19頁，總共64頁?；驹順抖四Ｐ?兩種極限狀態)V1V2V1=V2/2自由端F=0固定端V=0當前20頁，總共64頁。對于縮頸類缺陷（縮徑、空洞、離析、裂縫等），反射波與入射波同相對于擴頸類缺陷，反射波與入射波反相當樁長和樁徑一定時，樁身強度愈大、樁側土強度愈小，樁底反射信號愈強；反之，樁身強度愈低、樁側土強度愈大，樁底反射信號愈弱。基本原理小結當前21頁，總共64頁?；驹淼湫涂s徑曲線當前22頁，總共64頁。基本原理典型擴徑曲線當前23頁，總共64頁?；驹淼湫蛿U底曲線當前24頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前25頁，總共64頁。主機系統敲擊設備接收傳感器分析處理軟件儀器設備主要組成當前26頁，總共64頁。A/D位數：>8位前置放大：>10倍采樣間隔：<=50us，可調采樣長度：>=512頻響：10Hz至2000Hz波形采集、顯示、存儲、處理、打印儀器設備主機系統主要包括控制系統、電源系統、模擬濾波、放大系統、信號采集、控制與分析軟件等。當前27頁，總共64頁。激振效果的好壞，主要受碰撞材料的重量、硬度、彈模、接觸面積及碰撞方向和速度等影響；材質越軟、碰撞速度越低，錘體越重，信號的脈沖寬度就越大，覆蓋的高頻成份也就越少。儀器設備激振裝置當前28頁，總共64頁。碰撞方向和碰撞形式主要影響波形形態，反射波測樁以自由落體和垂直敲擊為宜，有利于抑制質點的橫向振動。對不同長度、不同類型的基樁，需采用不同材料、不同能量的激振設備。一般大長樁用大力棒（能量大、頻率低），短細樁或測試淺部缺陷時用手錘（能量小，頻率高），介于中間的樁則可用小力棒（能量及頻率介于大力棒及手錘之間），當然敲擊設備的選擇也與地質情況有關，用戶可以根據經驗選擇儀器設備激振裝置當前29頁，總共64頁。錘頭材料：過硬，高頻波提高缺陷分辨率，探測淺部缺陷有利，易衰減，不易獲取樁底反射；過軟，低頻波有利于樁底反射，但降低樁身上部缺陷的分辨能力。沖擊能量：錘重及落錘速度決定能量大小。能量應適中，過小，應力波很快衰減，看不到下部缺陷和樁底反射。在檢測大直徑長樁時應選擇較重的力錘并加大錘擊速度，大幅度提高敲擊力，但錘過重將掩蓋微小缺陷。錘重的選擇應使得有明顯的樁底反射為原則。儀器設備振源對檢測信號的影響當前30頁，總共64頁。接觸面積：對于直徑灌注樁，除選擇重錘加大能量沖擊外，還要加大錘的直徑，使接觸面積增大。脈沖寬度：脈沖寬度大，有利于長樁及深部缺陷檢測，但波長增大，繞射，小缺陷識別能力差；脈沖寬度小，波長小，不能滿足一維彈性桿的要求，出現速度及波形的畸變。應根據樁的特點，激發合適脈沖寬度的入射波，有時在同一根樁上，按照不同的檢測目的，需要產生不同的脈沖寬度。儀器設備振源對檢測信號的影響當前31頁，總共64頁。儀器設備接收傳感器足夠的量程范圍、動態范圍、靈敏度；良好的阻尼特性。速度傳感器：磁電式；將振動速度轉換為電量；常用下限頻率10、14、28、38Hz，阻尼0.6-0.7，靈敏度大約300mv/cm/s.加速度傳感器：壓電式；體積小、重量輕、量程大、工作頻帶寬；常用靈敏度100mv/g，頻響幾Hz至幾kHz.ICP加速度傳感器（內裝阻抗變換電路的壓電加速度計）當前32頁，總共64頁。若現場處理或后續分析得當，對于中深部缺陷（2-40m），兩種傳感器可以得到相似甚至一致的信號；由于速度傳感器的高頻不足，淺部缺陷（<2m）辨別困難；并非所有淺部缺陷都難以識別，如果采用合理振源、合理安裝方法和處理方法，它還是可以識別大部分淺部缺陷，只是較加速度傳感器差而已。由于低頻不足，使用速度傳感器檢測樁長大于40m時，時域波形的樁底反射特征往往模糊不清，頻域曲線難見整樁的一階諧振。高阻尼速度傳感器采用犧牲靈敏度，增大阻尼辦法拓寬其頻響范圍，比低阻尼速度傳感器更適宜于測樁儀器設備加速度、速度傳感器比較當前33頁，總共64頁。儀器設備ZBL-P810主要特點一根樁最多可存儲12道信號（每根樁測四個方位，每個方位敲擊三錘）；可以對信號進行疊加平均，去除“噪聲”信號，最多可疊加20錘信號，可對疊加信號隨意回放，剔除質量較差的信號；儀器操作簡單，一切從實際工程檢測的需要出發，易學易用，幾分鐘即可學會使用；文件按工程樁分級管理，直觀、方便，用戶可以方便地查看、添加、刪除工程或樁的測試數據；雙通道同時采集，每根樁測試多個方位時，可以提高工作效率；當前34頁，總共64頁。儀器設備ZBL-P810主要特點自適應浮點放大，波形永不失真；可配接多種速度計和加速度計；內置可充電鋰電池，供電時間長（5小時以上），隨時充電無“記憶”；真正的USB接口，支持移動存儲；使用U盤對儀器內部軟件升級，方便、可靠，高清晰、真彩色液晶顯示，陽光下清晰可見；體積小、重量輕（約2kg），攜帶方便；當前35頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前36頁，總共64頁。現場檢測技術方法工程名稱、地點，建設、勘察、設計、監理、施工單位名稱樁基礎施工平面圖樁的成孔工藝成樁機具及工藝工程樁設計資料和施工記錄巖土工程地質勘察報告收集資料當前37頁，總共64頁。現場檢測技術方法安裝傳感器傳感器的耦合點及錘的敲擊點都必須干凈、平整、堅硬、無積水，所以在測試前應對樁頭進行必要的處理——清除樁頭表面的浮漿及其他雜物、在樁頭打磨出兩小塊平整表面分別用以安放傳感器、手錘敲擊。妨礙正常測試的外露主筋應割掉。安裝完畢后的傳感器必須與樁頂面保持垂直，且緊貼樁頂面，在信號采集過程中不得產生滑移或松動。當前38頁，總共64頁?，F場檢測技術方法安裝傳感器傳感器安裝點及其附近不得有缺損或裂縫；當錘擊點在樁頂中心時，傳感器安裝點與樁中心的距離宜為樁半徑的三分之二；當錘擊點不在樁頂中心時，傳感器安裝點與錘擊點的距離不宜小于樁半徑的二分之一；對于預應力管樁，傳感器安裝點、錘擊點與樁頂面圓心構成的平面夾角宜為90度。對于大直徑樁，宜在不同位置選取2~4個測點盡量避開鋼筋、混凝土質量有問題的位置當前39頁，總共64頁?，F場檢測技術方法耦合劑的選擇原則：使傳感器與樁緊密結合在一起，傳感器能準確記錄樁頂質點的振動作用：類似一個濾波器，可濾除一部分樁頂質點振動的高頻成分選擇：耦合時耦合劑要盡量薄，粘性要大，粘結性最好不要受水等的影響一般可用黃油、凡士林、橡皮泥等作耦合劑當前40頁，總共64頁?，F場檢測技術方法敲擊設備的選擇激振脈沖波的頻帶要適中：對于不同長度、不同類型的樁基，其頻率范圍不同激振的能量要適中，必須沿軸向激振。激振的振動模式要單一：如果在樁基完整性檢測時，在樁頭只激激勵出縱波，則質點的振動會簡單得多。對不同長度、不同類型的樁基，需采用不同材料、不同能量的激振設備。

當前41頁，總共64頁。1）充分了解儀器及場地和樁型特點，進行細致的測前準備：A)選擇合適的錘，一般中小樁備好專用手錘和小尺寸力棒，長大樁則應帶好足夠重量的力棒。B)根據樁型、樁頭狀況，選擇合理的傳感器。C）根據天氣狀況，樁頭準備情況和所選用傳感器，選擇合適的耦合劑和安裝方式現場檢測技術方法現場檢測要點當前42頁，總共64頁。2）認真測試頭幾根樁，注意波形是否合理，樁底和淺部缺陷的反映是否正常；3）傳感器、振源、安裝方式、參數設置等在頭幾根樁上調試結束后，即可迅速在余下樁中展開，過程中應記下疑難樁（或在疑難樁上多花時間詳測）、注意各樁的樁底反射情況和淺部缺陷情況，同時還應注意信號的一致性，每條樁上應確保三條以上一致性較好的信號；4）詳測疑難樁，換用傳感器和激振錘及激振點，仔細推敲該樁可能存在的問題現場檢測技術方法現場檢測要點當前43頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見質量問題基本原理儀器設備現場檢測技術方法及影響因素數據分析處理與報告編寫工程實例當前44頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理

數字積分：如果測試波形為加速度信號波形，且需要觀察其速度波形時，可通過積分變換將加速度波形變為速度波形。積分前積分后當前45頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理數字濾波：低通、高通、帶通在實測速度波形中，經常出現表面波、剪切波在樁頂面來回反射、耦合形成的高頻干擾波，能量大且衰減慢，掩蓋缺陷及樁底反射，影響完整性的判別。加速度傳感器的上限頻率過寬，激振時引發的多種高頻干擾也一并被接收。常采用數字濾波濾去與樁身質量無關的干擾頻率，增大有效波，以便真實反映樁身完整性。樁基檢測中，在確定數字濾波上、下限頻率之前，最好將原始信號進行全頻段的頻譜分析，然后結合整個測試系統的頻響要求，有目的地選擇濾波參數。當前46頁，總共64頁。數據分析處理濾波前500Hz低通濾波后信號后處理數字濾波：低通、高通、帶通當前47頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理

數據平滑：數據平滑也是一種濾波，處理的效果和低通濾波相近，也是消除高頻信號的干擾，尤其適用于消除儀器電噪聲和環境噪聲的干擾。平滑點數可設，但設置不能太多，一般要求平滑點數少一些，多次平滑，以達到滿意為止。平滑前30點平滑當前48頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理信號放大：指數、線性、滿幅樁長很長或缺陷界面很深時，樁底或缺陷界面的反射波很弱，圖形上很難辨認，此時采用局部信號放大的方法，將圖形尾部的波形放大，以突出反射波放大前10倍指數放大當前49頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理

去直流直流分量去直流后當前50頁，總共64頁。數據分析處理信號后處理

波形旋轉：旋轉前旋轉后當前51頁，總共64頁。數據分析處理時間域分析在測試波形上辨認反射波，由反射波的形態、相位和到達時間，確定反射界面的性質、程度和位置樁長及缺陷位置計算波速一般采用同一工地內多根已測完整樁樁身縱波速度的平均值。當前52頁，總共64頁。數據分析處理頻率域分析將測試信號進行頻譜分析，在頻譜圖上根據共振頻率的形態與大小，確定界面的性質、程度和位置。1）現場測試時，頻域分析可用于指導選擇及安裝傳感器，產生合適的振源；2）頻域分析可以找出干擾頻率，通過數字濾波消除這些干擾；3）時域分析有時難以找到樁底反射信號和某些缺陷的反應信息，但在頻域分析時，利用各信號間諧振峰頻差出現的規律，則可能計算樁長及相應的缺陷位置。因此，當時域信號一致性較差或干擾嚴重時，不妨進行頻域分析，以增加分析工作的可靠性。頻域分析存在的問題：難以確定缺陷性質，即便是區分擴頸和縮頸；缺陷位置計算偏差較大；不容易識別多個共振峰，特別當缺陷較多或干擾較大時。在實際檢測中，應以時域為主，頻域分析為輔，相互印證與補充，盡量做到時、頻域分析結果相吻合。當前53頁，總共64頁。檢測結果評價

I類樁—樁身結構完整，可正常使用。II類樁—樁身基本完整，有輕度缺陷，不影響正常使用。III類樁—樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載力有影響，應采用其它方法進一步抽檢確定其可用性IV類樁—樁身存在嚴重缺陷，對樁身結構承載力有嚴重影響。當前54頁，總共64頁。檢測結果評價

建筑基樁檢測技術規范(JGJ106-2003)當前55頁，總共64頁。

與其它樁比較重新PIT試驗(清理樁頭，露出堅硬混凝土)如果近樁頭，則開挖需要樁身取芯需要PDA試驗需要靜載試驗補樁(或修復樁)認可樁(?)-是群樁?危險?其它?每一種選擇都有其相應的費用支出發現了“問題”怎么辦?是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產生一個永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結構完整資料當前56頁，總共64頁。檢測報告編寫

建筑基樁檢測技術規范(JGJ106-2003)結論準確、用詞規范；包含以下內容：

委托方名稱，工程名稱、地點，建設、勘察、設計、監理和施工單位，基礎、結構型式，層數，設計要求，檢測目的，檢測依據，檢測數量，檢測日期；地質條件描述；受檢樁樁號、樁位和相關施工記錄；檢測方法，檢測儀器設備，檢測過程敘述；受檢樁的檢測數據，實測信號曲線、匯總結果；與檢測內容相應的檢測結論還包括下列內容：

樁身波速取值；樁身完整性描述、缺陷位置及樁身完整性類別；時域信號時段所對應的樁身長度標尺、指數或線性放大的范圍及倍數；或幅頻信號曲線分析的頻率范圍、樁底或樁身缺陷對應的相鄰諧振峰間的頻差當前57頁，總共64頁。反射波檢測基樁完整性基樁分類基樁工程常見