【正文】 樁才會產(chǎn)生開裂，故只有混凝土樁才有臨界荷載。 受 檢樁長徑比較大時(shí)，成孔的垂直度和鉆芯孔的垂直度很難控制，鉆芯孔容易偏離樁身，故要求 受檢樁樁徑不宜小于 800mm、長徑比不宜大于 30。鋼粒鉆進(jìn)能通過堅(jiān)硬巖石，但鉆頭與切削具是分開的，破碎孔底環(huán)狀面積大、芯樣直徑小、芯樣易破碎、磨損大、采取率低，不 適用于基樁鉆芯法檢測。樁較長時(shí) ，應(yīng)使用扶正穩(wěn)定器確保鉆芯孔的垂直度。 7. 3 現(xiàn) 場 檢 測 當(dāng)鉆芯孔為一個(gè)時(shí)，規(guī)定宜在距樁中心 10～ 15cm 的位置開孔，是考慮導(dǎo)管附近的混凝土質(zhì)量相對較差、不具有代表性；同時(shí)也方便第二個(gè)孔的位置布置。因此，應(yīng)對樁底持力層進(jìn)行足夠深度的鉆探。開孔宜 采用合金鉆頭、開孔深為 ～ 后安裝孔口管，孔口管下入時(shí)應(yīng)嚴(yán)格測量垂直度，然后固定。 3 提放鉆具時(shí)，鉆頭不得在地下拖拉；下鉆時(shí)金剛石鉆頭不得碰撞孔口 或孔口管上；發(fā)生墩鉆或跑鉆事故，必須提鉆檢查鉆頭，不得盲目鉆進(jìn)。當(dāng)持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖層或土層時(shí)，可采用干鉆等適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度。 芯樣取出后，應(yīng)由上而下按回次順序放進(jìn)芯樣箱中，芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標(biāo)明回次數(shù)、塊號、本回次總塊數(shù)（可寫成帶分?jǐn)?shù)的形式）。分層巖層應(yīng)分層描述。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)第 條指出一組試件的強(qiáng)度代表值應(yīng)由三個(gè)試件的強(qiáng)度值確定，增加 3 倍的芯樣試件數(shù)量是不可取的； 3 混凝土樁必須作為受力構(gòu)件考慮，薄弱部位 的強(qiáng)度（結(jié)構(gòu)承載能力）能否滿足使用要求，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全。 如果同一基樁的鉆芯孔數(shù)大于一個(gè)，其中一孔在某深度存在蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷，芯樣試件強(qiáng)度可 能不滿足設(shè)計(jì)要求，按第 條的多孔強(qiáng)度計(jì)算原則，在其他孔的相同深度部位取樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)是非常必要的，在保證結(jié)構(gòu)承載能力的前提下，減少加固處理費(fèi)用。 5℃ 的清水中浸泡一段時(shí)間后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。 7. 6 檢測數(shù)據(jù)分析與判定 7. 混凝土芯樣試件的混凝土強(qiáng)度換算值不等于在施工現(xiàn)場取樣、成型、與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)試塊的抗壓強(qiáng)度，也不等于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28 天的試塊抗壓強(qiáng)度。取同一深度部位各孔芯樣試件抗壓強(qiáng)度的平均值作為該深度的混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值，是一種簡便實(shí)用方法。不同鉆芯孔的芯樣在同一深度部位均存在缺陷時(shí)，該位置存在安全隱患的可能性大，樁身缺陷類別應(yīng)判重些。例如： 1 蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷程度應(yīng)根據(jù)其芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果判斷。 4 局部混凝土破碎、無法取樣或雖能取樣但無法加工成試件，一般判定位Ⅲ類樁。 7. 檢測前，宜按下表填寫受檢基樁設(shè)計(jì)施工資料表。無論瞬態(tài)激振的時(shí)域分析還是瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振頻域分析， 只是 習(xí)慣上是從波動理論與振動理論兩個(gè)不同角度去分析，數(shù)學(xué)上忽略截?cái)嗪托孤┱`差時(shí)，時(shí)域信號和頻域信號可通過 Fourier 變換建立對應(yīng)關(guān)系。 本方法對樁身缺陷程度只作定性判定，盡管利用實(shí)測曲線擬合法分析能給出定量的結(jié)果，但由于樁的尺寸效應(yīng)、測試系統(tǒng)的幅頻相頻響應(yīng)、高頻波的彌散、濾波等造成的實(shí)測波形畸變，以及樁側(cè)土阻尼、土阻力和樁身阻尼的耦合影響，曲線擬合法還不能達(dá)到精確定量的程度。 8. 由于受激振能量、樁身材料阻尼、樁周土約束等因素的影響，應(yīng)力波從樁頂傳至樁底再從樁底反射回樁頂?shù)膫鞑橐荒芰亢头抵饾u衰減過程。因此，低應(yīng)變方法仍可用于查明有效檢測長度范圍是否存在缺陷。實(shí)踐證明：除采用小錘硬碰硬敲擊外，速度信號中的有效高頻成分一般在 2020Hz 以內(nèi)。當(dāng)加速度計(jì)頻響線性段較窄時(shí)，就會造成信號失 真。 10%時(shí)）約在 10～ 1000Hz 內(nèi)，若要拓寬使用頻帶，理論上可通過提高阻尼比來實(shí)現(xiàn)，但從傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作以及可用性看卻又難于做到。綜上述，高頻窄脈沖沖擊響應(yīng)測量不宜使用速度傳感器。 8. 3 現(xiàn) 場 檢 測 8. 樁頂條件和樁頭處理好壞直接影響測試信號的質(zhì)量。因此，測試時(shí)樁頭不得與混凝土承臺或墊層相連。測試前樁身波速可根據(jù)本地區(qū)同類樁型的測試值初步設(shè)定，實(shí)際分析過程中應(yīng)按由樁長計(jì)算的波速重新設(shè)定或按 條確定的波速平均值 cm 設(shè)定。 時(shí)，則能減少錘擊信號與響應(yīng)信號的相位差。若外露主筋過長而影響正常測試時(shí)，應(yīng)將其割短。每個(gè)檢測點(diǎn)有效信號數(shù)不宜少于 3 個(gè)，并進(jìn)行疊加平均提高信噪比。波速與樁身混凝土強(qiáng)度整體趨勢上呈正相關(guān)關(guān)系，即強(qiáng)度高波速高，但二者并不為一一對應(yīng)關(guān)系。也有資料報(bào)導(dǎo)正好相反，例如福建省建筑科學(xué)研究院的試驗(yàn)資料表明：采用普硅水泥，按相同強(qiáng)度等級試配，骨料為卵石的混凝土聲速略高于骨料為碎石的混凝土聲速。 8. 表 列出了根據(jù)實(shí)測時(shí)域或幅頻信號特征，所劃分的樁身完整性類別。另外，根據(jù)測試信號幅值大小判定缺陷程度，除受缺陷本身大小影響外，還受樁周土阻尼大小及缺陷所處的深度位置影響，相同程度的缺陷因樁周土巖性不同或缺陷埋深不同，在測試信號中其幅值大小各異。測不到樁底反射受多種原因和條件影響， 例如： 1 軟土地區(qū)的超長樁，長徑比很大； 2 樁周土約束很大，應(yīng)力波衰減很快； 3 樁身阻抗與持力層阻抗匹配良好； 4 樁身截面阻抗顯著突變或沿樁長漸變； 5 預(yù)制樁接頭縫隙影響。 ΔT = 2 L / c V ( m m / s ) t ( m s ) r 圖 82(a) 完整樁典型時(shí)域信號特征 5 Δ f V ( m m / s ) 300 f ( H z ) 0 6 00 9 00 12 00 15 00 圖 82(b) 完整樁典型速度幅頻信號特征 34 Δ t x = 2 x / c Δ T = 2 L / c V ( m m / s ) t ( m s ) 圖 83(a) 缺陷樁典型時(shí)域信號特征 4 Δ f 3 Δ f ’ V ( m m / s ) 300 600 900 1200 1500 f ( H z ) 0 圖 83(b) 缺陷樁典型速度幅頻信號特征 8. 本方法確定樁身缺陷的位置是有誤差的，因?yàn)槿毕菸恢锰?Δ tx 和△ f′ 存在讀數(shù)誤差。盡管如此， 從滿足工程實(shí)用需要的角度看， 低應(yīng)變法 作為一種 定性判定樁身質(zhì)量 的測試方法 ， 由于其 快速、方便、測試費(fèi)用低廉 和抽檢率高 ，是 其它檢測方法無法取代的 。 8. 當(dāng)灌注樁樁截面形態(tài)呈。但估算值可用來對受檢樁樁長進(jìn)行粗略校核，當(dāng)與 設(shè)計(jì)樁長顯著不符時(shí)，應(yīng)考慮施工樁長是否真實(shí)，尤其要考慮端承型 樁樁長不夠造成樁端未進(jìn)入硬持力層的現(xiàn)象。波速帶來的缺陷位置誤差 Δx＝ x． △ c/c(△ c/c 為波速相對誤差 )。所以，上述原因造成無樁底反射也屬正常，此時(shí)的樁身完整性判定，只能結(jié)合經(jīng)驗(yàn)參照本場地和本地區(qū)的同類別樁綜合分析或采用其他方法進(jìn)一步檢測。 實(shí)踐證明，通過時(shí)域分析可確定缺陷位置及缺陷程度，再通過頻域曲線對比分 33 析，甚至借助導(dǎo)納值及動剛度的相對高低，可為更加準(zhǔn)確地確定樁身缺陷的位置及缺陷程度提供輔助手段。 完整樁分析判定，從時(shí)域或頻域信號的特征表現(xiàn)的信息判定相對來說較簡單直觀，而分析缺陷樁信號則復(fù)雜些，有的信號的確是因施工質(zhì) 量缺陷產(chǎn)生的，但也有是因設(shè)計(jì)構(gòu)造或施工工藝本身局限導(dǎo)致的不連續(xù)斷面產(chǎn)生的，例如預(yù)制打入樁的接縫，灌注樁的逐漸擴(kuò)徑再縮回原樁徑的變截面，地層硬夾層影響等 。 雖然波速與混凝土強(qiáng)度二者并不呈一一對應(yīng)關(guān)系，但考慮到二者整體趨勢上呈正相關(guān)關(guān)系，且強(qiáng)度等級是現(xiàn)場最易得到的參考數(shù)據(jù)，故對于超長樁或無法明確找出樁底反射信號的樁，可根據(jù)本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合混凝土強(qiáng)度等級，綜合確定波速平均值，或利用工藝、樁型相同且樁長相對較短并能夠找出樁底反射信號的樁確定的波速，作為 波速平均值。中國建筑科學(xué)研究院的試驗(yàn)資料表明：采用普硅水泥，粗骨料相同，不同試配強(qiáng)度及齡期強(qiáng)度相差 1 倍時(shí)，聲速變化僅為 10%左右；根據(jù)遼寧省建筑科學(xué)研究院的試驗(yàn)結(jié)果：采用礦渣水泥， 28 天強(qiáng)度為 3 天強(qiáng)度的 4～ 5 倍， 32 一維波速增加 20%～ 30%，分別采用碎石和卵石并按相同強(qiáng)度等級試配，發(fā)現(xiàn)以碎石為粗骨料的混凝土一維波速比卵石高約 13%。 8. 4 檢測數(shù)據(jù)分析與判定 8. 為分析不同時(shí)段或頻段信號所反映的樁身阻抗信息、核驗(yàn)樁底信號并確定樁身缺陷位置，必須確定樁身波速及其平均值 cm。錘頭剛度較小時(shí)，沖擊入射波脈沖較寬，含低頻成分多，沖擊力大小相同時(shí)，其能量較大，應(yīng)力波衰減較慢，適合于獲得長樁樁底信號或下部缺陷的識別；錘頭剛度較大時(shí)，沖擊入射波脈沖較窄，含高頻成分較多，沖擊力大小相同時(shí)，雖其能量較小，但更適合于樁身淺部缺陷的識別及定位。 當(dāng)預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁等樁頂高于地面很多，或灌注樁樁頂部分樁身截面很 31 不規(guī)則，或樁頂與承臺等其他結(jié)構(gòu)相連而不具備傳感器安裝條件時(shí)，可將測量響應(yīng)傳感器安裝在樁頂以下的樁側(cè)表面，且宜遠(yuǎn)離樁頂。但是，若要兼顧頻域分辨率，則應(yīng)按采樣定理適當(dāng)降低采樣頻率或增加采樣點(diǎn)數(shù)。 8. 從時(shí)域波形中找到樁底反射位置，僅僅是確定了樁底反射的時(shí)間，根據(jù) ΔT =2L/c，只有已知樁長 L 才能計(jì)算波速 c，或已知波速 c 計(jì)算樁長 L。對于預(yù)應(yīng)力管樁，當(dāng)法蘭盤與樁身混凝土之間結(jié)合緊密時(shí)，可不進(jìn)行處理，否 則，應(yīng)采用電鋸將樁頭鋸平。例如，鐘形力脈沖寬度為 1ms，對應(yīng)的高頻截止分量約為 2020Hz。速度傳感器由于在固有頻率兩側(cè)使用，在其可用頻率段會產(chǎn)生很大的相位越遷（ ≤ 180○ ），問題是該段的相頻曲線并不是線性的。 磁電式速度傳感器的阻尼比接近或超過臨界阻尼時(shí)，可在其固有頻率兩側(cè)使用。這是因?yàn)?，加速?原始 信號 比 積分 后的速度波形中要包含更多和更尖的毛刺，高頻尖峰毛刺的寬窄和多寡決定了它們在頻譜上占據(jù)的頻帶寬窄和能量大小。所以應(yīng)盡量選用諧振 頻率較高的加速度傳感器。因此，本條雖然規(guī)定了有效 29 檢測長度的控制范圍，但具體工程的有效檢測長度，應(yīng)通過適用性試驗(yàn)確定。例如，混凝土灌注 樁出現(xiàn)的縮頸與局部離析、夾泥、空洞等，只憑測試信號就很難區(qū)分。本規(guī)范將上述方法統(tǒng)稱為低應(yīng) 變法。據(jù)建設(shè)部所發(fā)工程樁動測單位資質(zhì)證書的數(shù)量統(tǒng)計(jì)， 90％以上的單位采用上述方法，絕大多數(shù)單位的動測儀器都具有 Fourier 變換功能，即通過速度幅頻曲線輔助分析評定樁 身完整性，這和瞬態(tài)機(jī)械阻抗法 (或瞬態(tài)頻域分析法 )有相似之處；也有些動測儀器還具備實(shí)測錘擊力并對其進(jìn)行 Fourier 變換的功能，進(jìn)而得到導(dǎo)納曲線，這與瞬態(tài)機(jī)械阻抗法相同。 7. 除樁身完整性和芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值外，當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)，應(yīng)判斷樁底沉渣厚度、樁底持 力層巖土性狀（強(qiáng)度）或厚度是否滿足或達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 2 芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)好或較好、骨料分布均勻或基本均勻、斷口吻合或基本吻合；芯樣側(cè)面無表觀缺陷，或雖有氣孔、蜂窩、麻面、溝槽，但能夠截取芯樣制作成試件；芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值不小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級；則判定基樁的混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求 。但是，除 樁身裂隙外，根據(jù)芯樣特征描述，不論缺陷屬于哪種類型，都指明或相對表明樁身混凝土質(zhì)量差、即存在低強(qiáng)度區(qū)這一共性。 7. 通過芯樣特征對樁身完整性分類，有比低應(yīng)變法更直觀的一面，也有一孔之見代表性差的一面。 7. 由于混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度的離散性比混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件大得多，采用《混凝土強(qiáng)度評定標(biāo)準(zhǔn)》 GBJ10787 來計(jì)算混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值會有時(shí)會出現(xiàn)無法確定代表值的情況，為了避免這種情況，對數(shù)千組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算，證實(shí)取平均值的方法是可行的。 7. 芯樣試件抗壓破壞時(shí)的最大壓力值與混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件明顯不同，芯樣試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)應(yīng)合理選擇壓力機(jī)的量程，保證試驗(yàn)精度。為保證巖石原始性狀，選取巖石芯樣應(yīng)及時(shí)包裝并浸泡在水中。 一般來說，蜂窩、麻面、溝槽、離析等缺陷部位的強(qiáng)度較正常膠結(jié)的混凝土芯樣強(qiáng)度低，無論是嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，盡可能查明質(zhì)量隱患，還是便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算，都有必要對缺陷部位的芯樣進(jìn)行取樣試驗(yàn)。 芯樣試件截取與加工 7. 以概率論為基礎(chǔ)、用可靠性指標(biāo)度量樁基的可靠度是比較科學(xué)的評價(jià)基樁強(qiáng)度的方法，即在鉆芯法受檢樁的芯樣中截取一批芯樣試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，采用統(tǒng)計(jì)的方法判斷混凝土強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。 7. 對樁身混凝土芯樣的描述包括混凝土鉆進(jìn)深度，芯樣連續(xù)性、完整性、膠結(jié)情況、表面光滑情況、斷口吻合程度、混凝土芯是否為柱狀、骨料大小分布情況，氣孔、蜂窩、麻面、溝槽、離析、破碎、夾泥、松散的情況，以及取樣編號和取樣位置。 7. 當(dāng)出現(xiàn)鉆芯孔與樁體偏離時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)記錄，分析原因。 7. 鉆至樁底時(shí)，為檢測樁底沉渣或虛土厚度，應(yīng)采用減壓、慢速鉆進(jìn)，若遇鉆具突降，應(yīng)即停鉆，及時(shí)測量機(jī)上余尺，準(zhǔn)確記錄孔深及有關(guān)情況。 金剛石鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)： 1 鉆頭壓力：鉆芯法的鉆頭壓力應(yīng)根據(jù)混凝土芯樣的強(qiáng)度與膠結(jié)好壞而定，膠結(jié)好、強(qiáng)度高的鉆頭壓力可大，相反的壓力應(yīng)??； 一般情況初壓力為 ；正常壓力 1MPa； 2 轉(zhuǎn)速：回次初轉(zhuǎn)速宜為 100r／ min 左右， 正常鉆進(jìn)時(shí)可以采用高轉(zhuǎn)速，但芯樣膠結(jié)強(qiáng)度低的混凝土應(yīng)采用低轉(zhuǎn)速； 3 沖洗液量：鉆芯法宜采用清水鉆進(jìn)，沖洗液量一般按鉆頭大小而定。設(shè)備安裝后，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，在確認(rèn)正常后方能開鉆。 樁端持力層巖土性狀的準(zhǔn)確判斷直接關(guān)系到受檢樁的使用安全。從經(jīng)濟(jì)合理的角度綜合考慮，規(guī)定鉆頭外徑不得小于