关于新规范的部分解读及案例分析-一(低应变篇)

关于新版规范建筑基桩检测关于新版规范建筑基桩检测 技术规范技术规范JGJ106-2014条文解读条文解读 及案例分析及案例分析 中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所 武汉中岩科技有限公司武汉中岩科技有限公司 低应变篇低应变篇 国家住房与城乡建设部于国家住房与城乡建设部于2014年年4月月16日批准建筑基日批准建筑基 桩检测技术规范为行业标准，编号为桩检测技术规范为行业标准，编号为JGJ106-2014，将于，将于 2014年年10月月1日起实施。原建筑基桩检测技术规日起实施。原建筑基桩检测技术规 JGJ106-2003同时废止。同时废止。 为帮助各单位工程技术人员和管理人员及时学习、准确为帮助各单位工程技术人员和管理人员及时学习、准确 理解和执行新规范，全面掌握标准编制的背景、主要技术内理解和执行新规范，全面掌握标准编制的背景、主要技术内 容和基桩检测相关技术，提高质量监管和检测人员业务容和基桩检测相关技术，提高质量监管和检测人员业务 水平，保证标准实施效果、检测工作的安全性和数据准确性水平，保证标准实施效果、检测工作的安全性和数据准确性 。武汉中岩科技限公司作为本规范的参编单位，总结归纳。武汉中岩科技限公司作为本规范的参编单位，总结归纳 了有关新规范的修订内容并结合一些工程案例进行详尽的解了有关新规范的修订内容并结合一些工程案例进行详尽的解 读，希望对大家新规范的应用有一定的帮助。读，希望对大家新规范的应用有一定的帮助。 适用范围适用范围 8.1.2对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。 1.2 适用范围适用范围 桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩的检测有效性进行辅助 验证，主要考虑以下几点： 1 阻抗变化会引起应力波多次反射，且阻抗变化截面离桩顶越 近，反射越强，当多个阻抗变化截面的一次或多次反射相互叠 加时，造成波形难于识别； 2 阻抗变化对应力波向下传播有衰减，截面变化幅度越大引起 的衰减越严重； 3 大直径灌注桩的横向尺寸效应，桩径越大，短波长窄脉冲激 励造成响应波形的失真就越严重，难以采用； 4 桩身阻抗变化范围的纵向尺度与激励脉冲波长相比越小，阻 抗变化的反射就越弱，即所谓偏离一维杆波动理论的“纵向尺 寸效应”越显著。 1.2 适用范围适用范围 对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验 证低应变法检测的有效性： 异常：浅部变截面，无桩底反射 正常：无明显缺陷反射，桩底可见 借助开挖验证，发现浅部护 筒尺寸下扩径。 1.2 适用范围适用范围 对桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验 证低应变法检测的有效性： 借助开挖验证，发现浅部严 重扩径，扩径后又见离析缺 陷。 异常：波形无规律杂乱，无桩底反射 正常：曲线正常，桩底清晰 w1.2 适用范围适用范围 说明： 一维线弹性杆件模型是低应变法的理论基础。有别于静力学 意义下按长细比大小来划分杆件：瞬态激励脉有效高频分 量的波长与杆的横向尺寸之比不宜小于10。 基于平截面假设成立的要求，设计桩身横截面宜基本规则， 因此对薄壁钢管桩、大直径薄壁混凝土管桩和类似于H型钢桩 的异型桩，本方法不适用。 本方法对桩身缺程度只作定性判定，由于桩的尺寸效应、 测试系统的幅频相频响应、高频波的弥散、滤波等造成的实 测波形畸变以及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影 响，拟合精度不够。 对于桩身不同类型的缺陷，低应变测试信号中主要反映桩身 阻抗减小，缺陷性质往往较难区分。 1.2 适用范围适用范围 f=500Hz，/R=14 f=1000Hz，/R=7 f=2000Hz，/R=3.5 1.2 适用范围适用范围 桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼、桩身截面阻抗变化 应力波的传播为一能量和幅值逐渐衰减过程。 桩过长（或长径比较大）或桩身截面阻抗变或变幅较大， 测不到桩底反射信号，无法评定整根桩。 若排除其他条件差异而只考虑各区地基条件差异时，桩的 有效检测长度主要受桩土刚度比大小的制约。如：3050、桩 长30m50m不等。 具体工程的有效检桩长，应通过现场试验，依据能否识别 桩底反射信号，定该方法是否适用。 对于最大有效检测深度小于实际桩长的长桩、超长桩检测， 尽管测不到桩底反射信号，但若有效检测长度范围内存在缺陷， 则实测信号中必有缺陷反射信号。 1.2 适用范围适用范围 应力波在传播过程中的衰减 桩身能量衰减：跟桩横截面尺寸相关 吸收衰减：跟桩身材料和桩周土性质相关 桩身完整性带来的衰减 1.2 适用范围适用范围 软土 硬土 1.2 适用范围适用范围 完整桩的桩 底反射明显 缺陷桩的桩 底反射变弱 1.2 适用范围适用范围 缺陷较小，桩底 较强 缺陷一般，桩底 一般 缺陷较大，底 不清 1.2 适用范围适用范围 桩周土层对测试信号的影响 导致应力波迅速衰减，使有效测试桩长减小 影响缺陷反射幅值 桩周土层的变化会干扰桩身反射信号 桩周土层产生的土动阻力和土静阻力对应力波 有较的影响，静阻力主要导致实测波形向下漂 移，动阻力导致应力波幅值迅速衰减。 1.2 适用范围适用范围 大长桩 超长桩：91m 1.2 适用范围适用范围 不同频率波速的影响：尺寸效应 0100020003000400050000200040006000800010000频率 Hz群速度Cg m/sr=0.15mr=0.3mr=0.6mr=1.2m检测大直径桩时，宜采用较低的激发频率 1.2 适用范围适用范围 0123450246810 频率（kHz）衰减(-dB/m)a=0.3ma=0.5ma=0.8m锤击能量与能量衰减 1.2 适用范围适用范围 锤击能量与能量衰减 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 8.4.4 采用时域信号分析判定受检桩的完整性类别时，应结合成桩工艺和地基条件区分下列情况： 1 混凝土灌注桩桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变 处的反射，或扩径突变处的一次和二次反射； 2 桩侧局部强土阻力引起的混凝土预制桩负向反射及其二次反 射； 3 采用部分挤土方式沉桩的大直径开口预应力管桩，桩孔内土芯闭塞部位的负向反及其二次反射； 4 纵向尺寸效应混凝土桩桩身阻抗突变处的反射波幅值降低。 当信号无畸变且不能根据信号直接分析桩身完整性时，可采用 实测曲线拟合法辅助判定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助判定桩身完整性。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 混凝土灌注桩桩身截面渐变后恢复至原桩径并在 该阻抗突变处的反射，或扩径突变处的一次和二 次反射； 桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻 抗突变处的反射较为强烈，会造成误判 情况。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 混凝土灌注桩桩身截面渐变后恢复至原桩径并在 该阻抗突变处的反射，或扩径突变处的一次和二 次反射； 扩径突变处的一次和二次反射； 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 桩侧局部强土阻力引起的混凝土预制桩负向反射 及其二次反射； 桩侧强土层，在信号上出现其负向的反射信号（与扩径信号相 同），其第二次反射为同相的反射信号（与缩颈信号相同）， 在数据分析时应注意土层变化的影响，避免误判。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 采用部分挤土方式沉桩的大直径开口预应力管桩， 桩孔内土芯闭塞部位的负向反射及其二次反射； 桩长91米，预制管桩，桩底负向反射为桩底部土塞影响，桩底为负 向反射后部的同向反射。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 纵向尺寸效应使混凝土桩桩身阻抗突变处的反射波 幅值降低。 当信号无畸变且不能根据信号直接分析桩身完整性 时，可采用实测曲线拟合法辅助判定桩身完整性或借 助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助判定桩身完整 性。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 8.4.5 当按本规范第8.3.3条第4款的规定操作不能识别桩身 浅部阻抗变化趋势时，应在测量桩顶速度响应的同时测量锤 击力，根据实测力和速度信号起始峰比例差异大小判断桩身 浅部阻抗变化程度。 RSM-PRT(M)双通道低应变检测仪，可同时采集双速度信号，也可接 入力锤信号，实现速度与力信号同时采集。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 8.4.5 当按本规范第8.3.3条第4款的规定操作不能识别桩身 浅部阻抗变化趋势时，应在测量桩顶速度响应的同时测量锤 击力，根据实测力和速度信号起始峰比例差异大小判断桩身 浅部阻抗变化程度。 浅部缩径 浅部扩径 正常缩径 F-V 曲线 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 8.4.7 预制桩在2L/c 前出现异常反射，且不能判断 该反射是正常接桩反射是，可按本规范3.4.3条进行 验证检测； 3.4.3桩身或接头存在裂缝的预制桩可采用高应变法验证， 管桩可采用孔内摄像的方式验证检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 管桩孔内摄像检测管接 头质量情况和内壁缺陷 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 8.4.9 检测报告除应包括本规范第3.5.3条内容外，还应包括： 1 桩身波速取值； 2 桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别； 3 时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数或幅频信号曲线分析的频率范围、桩底或桩缺陷对应的相邻谐振峰间的频差。 检测数据的分析与判定检测数据的分析与判定 JGJ106-2014 低应变标准曲线模板