雙速度低應(yīng)變法檢測基樁技術(shù)規(guī)程

1總則

1.0.1為基樁的樁身完整性檢測評價(jià)提供可靠依據(jù)，做到技術(shù)先進(jìn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、評價(jià)正

確，制定本規(guī)程。

【條文說明】基樁的樁身完整性對評估基樁的安全性和耐久性意義重大，目前的規(guī)范對

于扭轉(zhuǎn)波檢測和評價(jià)新建和既有基樁尚沒有相關(guān)規(guī)定，因此，為了規(guī)范低應(yīng)變扭轉(zhuǎn)波法

的應(yīng)用，以便更好的推廣，制定了本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于采用低應(yīng)變扭轉(zhuǎn)波法對新建基樁和既有基樁進(jìn)行樁身完整性的檢測

與評價(jià)。

【條文說明】低應(yīng)變法一般而言主要指采用較小能量對基樁進(jìn)行激勵(lì)，利用一維桿的波

動特性對樁身完整性進(jìn)行檢測，可采用沿樁身軸線方向的力和力偶進(jìn)行激勵(lì)，激勵(lì)不同,

波的特性有所不同，《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106中規(guī)定的低應(yīng)變是指在樁頂沿

樁身軸線方向進(jìn)行力的激勵(lì)，利用了一維桿縱波特性對基樁完整性進(jìn)行檢測，木規(guī)程的

低應(yīng)變?yōu)樵跇俄敾驑秱?cè)施加力偶，利用一維桿的扭轉(zhuǎn)波特性對樁身完整性進(jìn)行檢測。扭

轉(zhuǎn)波具有波長比縱波波長朝，且對樁身截面變化比較敏感的特性，因此，在檢測基樁的

淺部缺陷包括水平裂縫上相對縱波更有優(yōu)勢；另外，對既有基樁在樁側(cè)進(jìn)行激勵(lì)時(shí)，扭

轉(zhuǎn)波在上部結(jié)構(gòu)橫向尺寸滿足一定條件時(shí)，上部結(jié)構(gòu)可以近似為與樁頂固接，此時(shí)，可

以根據(jù)一維桿的特性去除了上部結(jié)構(gòu)的影響，從而可以較準(zhǔn)確的判定既有基樁的樁身完

整性。

1.0.3建筑、交通和港口基樁檢測除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

定。

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1既有基樁

樁頂上部和上部承臺或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相連接的基樁。

2.1.2扭轉(zhuǎn)波低應(yīng)變

在樁頂附近，采用樁身瞬態(tài)激勵(lì)，產(chǎn)生沿樁身軸線方向傳播的扭轉(zhuǎn)波，通過波動理

論，對樁身完整性進(jìn)行判定的檢測方法。

2.1.3樁身完整性

反映樁身截面尺寸相對變化、樁身材料密實(shí)性和連續(xù)性的綜合定性指標(biāo)。

2.2符號

L---------第一個(gè)測量截面至樁底距離

Li--------激振塊安裝截面至樁頂距離

V---------截面速度信號

Wc---------樁身代表波速

V：-----速度上行波

V1-----速度下行波

3-----上部結(jié)構(gòu)反射系數(shù)

3基本規(guī)定

3.1.1本方法適用于新建和既有基樁的樁身完整性檢測。對于既有基樁，需要時(shí)可判定

基樁和上部結(jié)構(gòu)的連接狀況。

【條文說明】對于既有基樁，當(dāng)需要了解基樁上部結(jié)構(gòu)和基樁連接狀況時(shí)，可根據(jù)激勵(lì)

在樁頂?shù)姆瓷淝闆r判定基樁與上部結(jié)構(gòu)的連接狀況，上部結(jié)構(gòu)同基樁無任何連接時(shí)，激

勵(lì)脈沖為同向反射且反射嗝值比大約為I；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)同基樁連接牢固時(shí)，激勵(lì)脈沖為

負(fù)向反射，反射幅值比大約為1。

3.1.2樁身完整性檢測結(jié)果評價(jià)，應(yīng)給出每根受檢樁的完整性類別。樁身完整性分類應(yīng)

符合表3.1.2的規(guī)定，并按本規(guī)程第6章規(guī)定的技術(shù)內(nèi)容劃分。

表3.1.2樁身完整性分類表

樁身完整性類別樁身完整性描述

I樁身完整

II樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正

常發(fā)揮

III樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響

W樁身存在嚴(yán)重缺陷

【條文說明】基樁完整性的類別定義同《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106o

3.1.3當(dāng)采用水平集中力進(jìn)行扭轉(zhuǎn)波激勵(lì)時(shí)，應(yīng)采取措施消除基樁橫向振動和縱向振動

對信號的干擾影響。

【條文說明】對于基樁而言，真正施加純力偶是極其困難的。當(dāng)采用水平集中力從樁身

側(cè)邊切線方向激勵(lì)，基樁獲得力偶的同時(shí)，由于在水平集中力作用下，基樁會發(fā)生彎曲

振動，而基樁的彎曲剛度較小.橫向彎曲振動較明顯，給扭轉(zhuǎn)波檢測帶來了較大干擾C

同時(shí)，由于人工激勵(lì)無法保證激振方向水平，因此可能存在縱向振動。根據(jù)彈性疊加原

理，其質(zhì)點(diǎn)的振動速度V如式(1)。單個(gè)檢測點(diǎn)和激振點(diǎn)與樁中心連線的夾角為90。

時(shí)，由于扭轉(zhuǎn)方向同傳感器測試方向，縱向振動及彎曲振動與測試方向垂直，傳感器橫

向靈敏度為。則采集的速度信號V，如式(2),

V=Vn+Vw+Vz(1)

V'=Vn+(Vw+Vz)，(2)

考慮人工激勵(lì)無法保證激振方向?yàn)檠厮角芯€方向，水平集中力與傳感器測量方向

存在水平夾角，假設(shè)夾角為a，則有下式：

V*=Vn+Vwsina+(Vwcosa+Vz)q(3)

根據(jù)式(3),顯然采集的速度信號不僅僅包含有扭轉(zhuǎn)波信號，同時(shí)包含彎曲及縱

向干擾信號。當(dāng)在測量截面安裝兩支傳感器且符合5.1.3條和6.1.1條時(shí)，能夠基本消除

基樁橫向振動和縱向振動的信號，從而使結(jié)果判定更加準(zhǔn)確可靠。

3.1.4對于既有基樁檢測，當(dāng)在樁身側(cè)面激勵(lì)時(shí)，并且滿足下列條件時(shí)，上部結(jié)構(gòu)的反

射需考慮基樁頂部固接的作用，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)對激勵(lì)或樁身缺陷的上行反射信號去除

后進(jìn)行完整性判定。

1基樁頂部應(yīng)嵌于上部結(jié)構(gòu)混凝土中，基樁頂部與上部結(jié)構(gòu)交接處應(yīng)完整。

2下行激勵(lì)信號與上行激勵(lì)經(jīng)上部結(jié)構(gòu)反射后的信號波形應(yīng)相似，最大幅值比值宜

不小于0.8o

【條文說明】既有基樁頂部和上部結(jié)構(gòu)相連接，樁身激勵(lì)或樁身廣義阻抗引起上行波向

上傳播時(shí)，上部結(jié)構(gòu)將可能產(chǎn)生反射，根據(jù)部課題“一種既有樁基質(zhì)量檢測的新方法”

(K22015036)的三維有限元計(jì)算研究表明，對于扭轉(zhuǎn)波速度時(shí)程曲線，橫向尺寸的變

化影響如圖1所示，當(dāng)板徑和樁徑比增大到2時(shí)，上部結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生明顯負(fù)向反射，反射

系數(shù)接近1,此時(shí)，上部結(jié)構(gòu)與基樁頂部可以近似為固接作用。縱向尺寸的變化影響如

圖2所示，激勵(lì)脈沖波長不變，樁徑為0.5m,板徑和樁徑比為3時(shí)，縱向尺寸〔板厚)

的變化影響較小，反射系數(shù)接近為1?？紤]到實(shí)際基樁樁身的阻尼的影響，波在樁身傳

播的能量耗散及采集系統(tǒng)的濾波影響，反射系數(shù)要小于lo

板徑0.75m---------板徑1.0m

|....快徑1.5m?，一板徑2.0m

-----^徑3.0|11---------板徑5.0m

-6

圖1不同直徑的板對基樁扭轉(zhuǎn)波反射波形曲線

(

<

E

E

)

逗

超

圖2不同厚度的板對基樁扭轉(zhuǎn)波反射波形曲線

3.1.5新建基班的樁身完整性檢測數(shù)量應(yīng)符合《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ/106規(guī)定。

當(dāng)需要檢測既有基樁的樁身完整性時(shí)，檢測數(shù)量應(yīng)符合《既有建筑地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T422規(guī)定。龍發(fā)生事故的既有基樁宜適當(dāng)增加檢測數(shù)量。

【條文說明】當(dāng)需要評估既有基樁的性能時(shí)，為了能夠反映基樁的總體情況，需要抽取

一定比例基樁進(jìn)行檢測，考慮到既有基樁相對于新建基樁檢測，需要對靠近樁頭部分的

土體進(jìn)行開挖，以便在樁身安裝激振塊和傳感器，測試相對更加繁瑣，因此相對新建基

樁抽檢數(shù)量大幅減少。既有建筑檢測數(shù)量應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《既有建筑地基基礎(chǔ)檢測技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T422相關(guān)規(guī)定。

3.1.6檢測前應(yīng)收集下列資料：

1基樁的工程勘察資料、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樁基設(shè)計(jì)文件、施工記錄等

2委托檢測的原因及檢測的范圍

3檢測現(xiàn)場實(shí)施的可行性

4儀器設(shè)備

4.1.1低應(yīng)變扭轉(zhuǎn)波采集系統(tǒng)應(yīng)由傳感器、信號傳輸線纜、雙速度采集儀、激振設(shè)備等

組成。

4.1.2低應(yīng)變扭轉(zhuǎn)波采集儀主要性能指標(biāo)應(yīng)符合表2.1.2規(guī)定,

表4.1.2雙速度采集儀主要性能指標(biāo)

項(xiàng)目指標(biāo)要求

通道數(shù)目22

最低采樣速度2500kHz

信號測量幅值>1%

任意兩通道一致性

系統(tǒng)延時(shí)>1%

輸出端噪聲>

動態(tài)范圍>120db

存儲系統(tǒng)單通道采樣點(diǎn)數(shù)>1024點(diǎn)

【條文說明】采集系統(tǒng)由于需要采用雙通道同時(shí)進(jìn)行采集信號，需要利用信號間的相位

差進(jìn)行波速分析及上下行波分離，因此，相對于《基樁動測儀》JG/T3055的要求對儀

器性能有所提高，特別是對于設(shè)備的采樣速度和通道的一致性有更高的要求。

4.1.3測量系統(tǒng)采用加速度傳感器，加速度傳感器的主要性能指標(biāo)應(yīng)符合表4.1.3規(guī)定,

傳感器應(yīng)采用相同的規(guī)格和型號的產(chǎn)品，且性能指標(biāo)應(yīng)接近。

表4.1.3加速度傳感器主要性能指標(biāo)

項(xiàng)目指標(biāo)要求

動態(tài)性能靈敏度,4^5mV/ms'2

橫向靈敏度<5%

頻率范圍l-10kHz

量程范圍>50g

幅值線性度<1%

安裝諧振頻率>20kHz

環(huán)境最大承受沖擊>1000g

工作溫度?20?+50C

【條文說明】不同廠家不同規(guī)格的傳感器性能不一致，為避免同一信號采集后，波形可

存在較大差異，并導(dǎo)致較大的分析誤差，因此本條規(guī)定采用相同的規(guī)格和型號的產(chǎn)品，

并且性能指標(biāo)應(yīng)接近。由于受橫向振動和縱向振動的影響，因此為了減少干擾，傳感器

的橫向靈敏度應(yīng)盡可能的小。

4.1.4信號傳輸線纜宜采用低噪聲同軸電纜，與傳感器相連的線纜直徑不宜大于2mmo

【條文說明】傳感器連接線纜不能太粗，信號線越粗附加質(zhì)量越大，信號線纜的振動對.

采樣信號干擾越大。

4.1.5激振設(shè)備包括能激發(fā)寬脈沖和窄脈沖的力錘、錘墊及激振塊。

【條文說明】由于采用集中力激振扭轉(zhuǎn)波，需在基樁頂部或側(cè)面安裝激振塊，使用力錘

進(jìn)行敲擊，并采用不同材質(zhì)和厚度的錘墊來調(diào)節(jié)脈沖寬度。

4.1.6采集設(shè)備應(yīng)具備多通道速度顯示、頻域分析和上下行波分離等功能。

5現(xiàn)場檢測

5.1現(xiàn)場準(zhǔn)備

5.1.1受檢樁應(yīng)符合下列規(guī)定：

1樁頭的材質(zhì)、強(qiáng)度應(yīng)于樁身相同，樁頭部分的截面尺寸宜與樁身基本相同。

2樁身四周應(yīng)平整，樁頭混凝上應(yīng)密實(shí)。

3樁身軸線應(yīng)為直線，且樁頂平面應(yīng)垂直于樁身軸線。

【條文說明】本規(guī)程規(guī)定的方法不適用于傾斜基樁及樁身軸線為折線的基樁檢測。

5.1.2激振塊應(yīng)符合下列規(guī)定：

1激振塊宜為實(shí)心塊狀、金屬材質(zhì)，其三維方向尺寸應(yīng)遠(yuǎn)小于激振波長，激振面應(yīng)

平滑；

2激振塊宜采用結(jié)構(gòu)膠牢固固定于基樁樁頂或樁側(cè)。

3激振塊的激振平面應(yīng)通過樁身截面幾何形心，且平行于樁身軸線。

【條文說明】第1款規(guī)定要求激振塊的二個(gè)方向的自振頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于激振脈沖頻率，降

低激振塊振動對測試影響。第3款規(guī)定激振塊安裝時(shí)，激振面應(yīng)垂直于激振力方向，減

少橫向振動的干擾。

5.1.3傳感器的基樁安裝面應(yīng)平整，宜采用粘接方式固定于樁側(cè)或樁頂。對于樁頂有法

蘭盤的預(yù)應(yīng)力管樁，可采用磁性基座將傳感器吸附在樁頂法蘭盤上。

【條文說明】扭轉(zhuǎn)波檢測時(shí)，傳感器與基樁安裝面之間承受剪力而不是壓力，因此不建

議采用黃油做耦合劑粘接在基樁上，避免出現(xiàn)相對滑移影響測試結(jié)果。

5.1.4新建基樁的檢測時(shí)，激振塊和傳感器的安裝如圖5.L4所示，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1激振塊和傳感器可安裝在樁頂，安裝位置應(yīng)靠近樁側(cè)。

2傳感器和激振塊與基樁截面幾何形心連線形成的夾角宜為90°,當(dāng)采用兩個(gè)傳感器

時(shí)，兩個(gè)傳感器應(yīng)與基樁的幾何形心對稱安裝。

3傳感器的測量方向?yàn)橐园惭b截面幾何形心為圓心時(shí)安裝位置圓周的切線方向。

1基樁、2第一傳感器、3第二傳感器、4激振塊

圖5.1.4傳感器及激振點(diǎn)安裝示意圖

【條文說明】如果采用兩個(gè)速度傳感器與基樁截面幾何形心位置對稱安裝如圖5.1.4所

示，傳感器與激振點(diǎn)均成90°夾角時(shí)，傳感器的橫向靈敏度為；，V、和V、分別表示

不同位置的傳感器的測試速度，則有下式：

,

Vi=Vni+VWisina+(Vwicosa+Vzi)C(1)

,

V2=Vn2+VW2sina+(Vw2cosa+Vz2)g(2)

由于彎曲和縱向振動在傳感器安裝截面內(nèi)引起的振動速度大小相等方向相同，有下

式：

Vw尸Vw2,Vz1=Vz2(3)

由于兩個(gè)測點(diǎn)和基樁幾何形心點(diǎn)對稱，扭轉(zhuǎn)波引起的振動速度大小相等方向相反，

有下式：

Vnl=-Vn2(4)

因此，將式(1)減去式(2),并將式(3)和式(4)代入其中，經(jīng)整理有下式:

Vni=(ViV'2)/2(5)

從而得到Vnl,消除了彎曲及縱向振動的影響，處理后的采集信號具有很強(qiáng)的一致

性，減少了不確定性，提高了扭轉(zhuǎn)波信號采集質(zhì)量。

5.1.5既有基樁的檢測，激振塊和傳感器的安裝如圖5.1.5所示，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1傳感器安裝位置以上的樁身截面應(yīng)基本均勻且樁身無明顯缺陷。

2激振塊宜安裝在距樁頂不小于1倍的樁徑的樁側(cè)表面處。

3傳感器安裝截面與激振塊安裝截面的間距不小于1倍樁徑，傳感器安裝應(yīng)符合

5.1.4條3和4款。

4當(dāng)需要分離上下行波時(shí)，應(yīng)沿樁身軸線布設(shè)兩個(gè)傳感器安裝截面，兩個(gè)傳感器安

裝截面間距4L不宜小于0.5倍樁徑，且兩個(gè)傳感器安裝截面間隔應(yīng)符合：

2xALAVC230tP5.1.5

式中：Z一一兩個(gè)傳感器安裝截面沿樁身軸線方向的間距，精確至0.01m；

Wc一一扭轉(zhuǎn)波波速，精確至lm/s；

3——儀器采樣間隔，精確至IXS

1激振座；2傳感器；3基樁；4基礎(chǔ)(承臺、筏板或基礎(chǔ)梁等)；

圖5.1.5既有基樁激振塊和傳感器的安裝示意圖

【條文說明】第1款規(guī)定傳感器以上部分樁身截面無阻抗變化，如果阻抗變化的位置在

傳感器安裝截面之間，則6.1.3-3和6.1.3-4式不成立，如果阻抗變化的位置在樁頂至傳

感器之間，則6.1.4-1和6.1.4-2式成立。

第2款規(guī)定激振塊距離樁頂?shù)木嚯x不宜過近，由于上部結(jié)構(gòu)與樁頂近似固接，所以

距離越近，激勵(lì)的幅值越小，當(dāng)在樁頂激勵(lì)時(shí)，則理論上幅值為零。另外，距離過近,

應(yīng)力波的三維效應(yīng)明顯。

第3款規(guī)定傳感器距離激振塊不宜過近，距離激勵(lì)點(diǎn)過近，應(yīng)力波三維效應(yīng)明顯，

截面應(yīng)力不均勻。

第4款規(guī)定兩個(gè)傳感器安裝截面間隔距離不宜過近，距離過近，兩個(gè)截面間波傳播

的時(shí)間越短，而采樣間隔時(shí)間一定，則時(shí)間的誤差相對變大，影響波速的確定及6.1.3

條利6.1.4條的分析計(jì)算精度。

5.2信號采集

5.2.1激振操作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1激振力方向應(yīng)垂直于基樁軸線且平行于激振塊激振平面的法向方向。

2應(yīng)通過現(xiàn)場敲擊進(jìn)行激振，選擇合適重量的激振錘和軟硬適宜的錘墊。

【條文說明】第一款規(guī)定激振力的方向要求，減少縱向振動及橫向振動對信號的影響；

第2款規(guī)定通過選擇合適重量的激振錘和軟硬適宜的錘墊調(diào)整激振力脈沖寬度，一般而

言，樁徑越大，樁越長，缺陷深度越深，地質(zhì)條件越好，應(yīng)該采用相對較寬的脈沖。

5.2.2扭轉(zhuǎn)波信號的采集和篩選應(yīng)符合下列規(guī)定：

1當(dāng)同一截面安裝兩個(gè)傳感器時(shí)，兩個(gè)傳感器采集的信號不應(yīng)有相位差異，且信號

應(yīng)基本一致。

1信號不應(yīng)失真和產(chǎn)生零飄，信號幅值不應(yīng)大于測量系統(tǒng)的量程；

2每個(gè)測點(diǎn)記錄的有效信號數(shù)不宜少于3個(gè)；

【條文說明】第1款規(guī)定了兩個(gè)傳感器采集信號的要求，由于兩個(gè)傳感器對稱于截面幾

何形心安裝，因此兩個(gè)傳感器信號不應(yīng)有明顯相位差異，且信號應(yīng)基本一致，如果不滿

足，可能和激振操作有一定關(guān)系，應(yīng)調(diào)整激振操作。

523既有基樁檢測時(shí)，測試信號除應(yīng)符合522條外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

1當(dāng)存在傳感器安裝位置以上樁身阻抗變化引起的反射信號時(shí)，應(yīng)調(diào)整激勵(lì)點(diǎn)和速

度傳感器的安裝位置。

2當(dāng)采集兩個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)波信號時(shí)，兩個(gè)速度信號波形應(yīng)基本吻合且相位差異較小,

峰峰值應(yīng)基本成比例，若兩個(gè)速度信號明顯不吻合，應(yīng)分析原因調(diào)整試驗(yàn)方案，

【條文說明】見5.1.5條第1款條文說明

6檢測數(shù)據(jù)分析及判定

6.1.1當(dāng)截面僅安裝一只傳感器測量時(shí)，截面的測量信號為該傳感器采集的信號。當(dāng)測

量截面安裝兩個(gè)傳感器時(shí)，該截面的速度信號可按下式計(jì)算：

V產(chǎn)?蜉)(6.1.1)

式中：Vf---------測量截面i的速度信號。

V)-----測量截面i的通道1傳感器采集的速度信號°

吸-----測量截面i的通道2傳感器采集的速度信號

【條文說明】橫向集中力進(jìn)行激振時(shí)，基樁發(fā)生縱向和橫向振動，按5.1.4條進(jìn)行傳感

器的安裝，并按本條6.1.1式進(jìn)行計(jì)算，可以減少或消除縱向和橫向振動對扭轉(zhuǎn)波的測

試信號影響，從而得到較為純凈的扭轉(zhuǎn)波信號，有利于提高缺陷的識別準(zhǔn)確性。

6.1.2樁身波速代表值可按下列方法確定：

1當(dāng)激振塊和傳感器安裝在樁頂時(shí)，每種類型基樁應(yīng)選擇不少于3根有樁底反射的

完好樁，根據(jù)樁底反射時(shí)間和樁長計(jì)算每根樁的波速，其平均波速為該批樁樁身波速

代表值。

2當(dāng)有兩個(gè)信號測量截面時(shí)，該根樁的樁身速度代表值按下式計(jì)算：

式中：At-------速度波傳播至刈處和X2測量截面的時(shí)間差，可以通過兩個(gè)截面的速度

信號的激勵(lì)峰的時(shí)間差獲得。

Wd-------第i顆樁的樁身波速。

3對于既有基樁，僅有一個(gè)信號測量截面時(shí)，該根樁的樁身速度代表值按下式計(jì)

W。端

式中：Li--------激振塊安裝截面至樁頂距離。

△t--------上、下行激勵(lì)脈沖傳播至測量截面的時(shí)間差，可以通過截面的速度信號

激勵(lì)峰和負(fù)向激勵(lì)峰間時(shí)間差獲得，

【條文說明】第二款規(guī)定采用兩個(gè)樁身信號測量截面時(shí)，每個(gè)截面可以安裝一個(gè)或兩個(gè)

傳感器，通過測量激勵(lì)峰傳至兩個(gè)測量截面的時(shí)間差來確定波速，這個(gè)波速是兩個(gè)截面

的混凝土樁身的實(shí)測波速，用這個(gè)波速代表整根樁的混凝土樁身平均波速。

第三款規(guī)定了既有基樁波速的確定，特別是僅在一個(gè)截面安裝有測量傳感器時(shí)，可

利用激勵(lì)下行和激勵(lì)上行反射后下行至測量截面的時(shí)間差米確定波速。

6.1.3當(dāng)兩個(gè)截面安裝傳感器測量速度時(shí)，可按下式計(jì)算上下行波函數(shù)：

Vi(t)=Vit(t)+Vii(t)6.1.3-1

V2(t)=V2T(t)+V21(t)6.1.3-2

Vit(t)=V2t(t-(X2-xi)/Wc)6.1.3-3

Vi[(t尸V21(t+(X2?xi)/WJ6.1.3-4

式中：viT>vi]--------第1個(gè)測量截面速度上行波和下行波。

VzT、V3：--------第2個(gè)測量截面速度上行波和下行波。

XI、X2--------第1個(gè)和第2個(gè)測量截面距離樁頂距離。

【條文說明】根據(jù)桿的應(yīng)力波理論，波在樁中傳播，可以分解上行波和下行波，傳感器

接收的速度波有如下式：

V=Vt+V|(5)

在基樁檢測中我們真正關(guān)心的是Vf,因?yàn)橹挥猩闲胁ú艛y帶有激勵(lì)位置以下樁的

缺陷信息。當(dāng)已知兩個(gè)截面的信號并且知道兩個(gè)截面間的間距，可以利用6.13-1-6.1.3-4

來連立求得兩個(gè)截面處的速度上行波和下行波，通過分析上行波信號提高缺陷識別的準(zhǔn)

確性。

6.1.4對于既有基樁，當(dāng)滿足3.L4條時(shí)，可根據(jù)下式消除上部結(jié)構(gòu)的反射。

V=V\t)-6V'(t?2Li/Wc)6.1.4-1

VT=v'(t)T?6V，(t?2Li/Wc)T6.1.4-2

式中：V、V：--------某測量截面速度波和上行波。

v\VI--------某測量截面消除上部結(jié)構(gòu)反射后速度波和上行波。

6--------上部結(jié)構(gòu)反射系數(shù)，可根據(jù)首個(gè)激勵(lì)峰和負(fù)向激勵(lì)峰間幅值比確

定。

【條文說明】

1：激振座；2：傳感器；3：基樁：4：脈沖T，：

5：脈沖T”；6：上部結(jié)構(gòu)(承臺、筏板或基礎(chǔ)梁等)

圖3既有基樁在樁測激勵(lì)的波傳播特征線圖示

采用樁頂激勵(lì)的基樁，一般為單個(gè)的鐘形脈沖，其缺陷的反射規(guī)律比較簡單，容易

辨識。但對于有上部結(jié)構(gòu)的既有樁基，樁身激勵(lì)時(shí)，激勵(lì)形成的速度脈沖沿樁身向上和

向下同時(shí)傳播，如圖既有基樁在樁側(cè)激勵(lì)的波傳播特征線圖3所示，下行的脈沖V和上

行遇上部結(jié)構(gòu)反射后下行的脈沖T”，/和/對激勵(lì)位置以下樁身形成雙重激勵(lì)，由于

脈沖工”為上部結(jié)構(gòu)反射后形成，因此存在相位延遲2L"Wc,并且波形和幅值都可能和/

存在較大差異，在不了解上部結(jié)構(gòu)反射時(shí)，T”引起反射缺陷難于辨識，特別是中和丁

引起的缺陷反射疊加在一起時(shí)，缺陷反射的識別更加困難。

根據(jù)彈性一維桿應(yīng)力波理論，如果J和廿兩個(gè)脈沖性狀相似，幅值成比例，那么這

兩個(gè)脈沖引起反射也是成比例的，其形成的速度波V，和V”也對應(yīng)成比例。根據(jù)本文有

限元計(jì)算的分析結(jié)果，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)滿足一定條件下，上部結(jié)構(gòu)對于基樁頂部可以近似為

固接作用，此時(shí)，脈沖Y與廿方向相反，幅值相差6倍，因此有：

=(10)

V”=-6V,(11)

當(dāng)兩個(gè)激勵(lì)共同作用時(shí)，根據(jù)彈性波疊加原理有：

V=V'+V”(12)

考慮到脈沖/比中存在相位延遲2Li/Wc,因此有：

V=V，+V"=V《)分V’(t-2Li/Wc)(13)

同樣，對速度上行波也有：

VT=V，T+V”尸VXt)T-8VXt-2Li/Wc)T(14)

由于V通過實(shí)測已知，可以根據(jù)上式求得V，，從而理論上完全消除了上部結(jié)構(gòu)所造

成的影響。

6.1.5實(shí)測信號應(yīng)能夠進(jìn)行合理解讀，樁身完整性類別判定時(shí)，應(yīng)排除地層影響，結(jié)合

樁型施工工藝及上部結(jié)構(gòu)的反射規(guī)律的等情況，按本規(guī)范表6.1.5對信號特征進(jìn)行綜合

判別。

表6.1.5樁身完整性判定

類別單速度上行波

I2L/C時(shí)刻前除上部結(jié)構(gòu)對2L/C時(shí)刻前，無明顯反射

激勵(lì)的反射外，無明顯反射

n2L/C時(shí)刻前除上部結(jié)構(gòu)對2L/C時(shí)刻前，存在輕微缺陷反

激勵(lì)的反射外,存在輕微缺射

陷反射

m有明顯缺陷反射，其4號征介于n類和in類之間

IV2L/C時(shí)刻前除上部結(jié)構(gòu)對2I7C時(shí)刻前，存在嚴(yán)重的缺陷

激勵(lì)的反射外,存在嚴(yán)重的反射或重復(fù)反射

缺陷反射或重復(fù)反射

【條文說明】

6.1.6樁身缺陷位置應(yīng)按卜式計(jì)算確定

X=-