深圳市恒诚工程技术有限公司
4.超声波检测仪
超声波仪是混凝土灌注桩缺陷检测的基本装置。它的作用是产生重复的电脉冲并激励发射换能器。发射换能器发射的超声波经耦合进入混凝土，在混凝土中传播后被接收换能器接收并转换为电信号，电信号送至超声仪，仪器绘制并记录下波形。
混凝土声波检测设备主要包含了声波仪和换能器两大部分。用于混凝土检测的声波频率一般在20～250khz范围内，属超声频段，因此，通常也可称为混凝土的超声波检测，相应的仪器也叫超声仪。
混凝土声波仪的功能（基本任务），是向待测的结构混凝土发射声波脉冲，使其穿过混凝土，然后接收穿过混凝土的脉冲信号。仪器显示声脉冲穿过混凝土所需时间、接收信号的波形、波幅等。根据声脉冲穿越混凝土的时间（声时）和距离（声程），可计算声波在混凝土中的传播速度；波幅可反映声脉冲在混凝土中的能量衰减状况，根据所显示的波形，经过适当处理后可对被测信号进行频谱分析。
检测原理：
基桩成孔后，灌注混凝土之前，在桩内预埋若干根声测管作为声波发射和接收换能器的通道，在桩身混凝土灌注若干天后开始检测，用声波检测仪沿桩的纵轴方向以一定的间距逐点检测声波穿过桩身各横截面的声学参数, 然后对这些检测数据进行处理、分析和判断,确定桩身混凝土缺陷的位置、范围、程度，从而推断桩身混凝土的连续性、完整性和均匀性状况，评定桩身完整性等级。
适用范围：
基桩声波透射法层析成像检测
基桩声波透射法完整性检测
混凝土裂缝深度检测
混凝土超声回弹综合法强度检测
地质勘察岩体纵波波速测试
隧道岩体松动圈检测
非金属材料动弹性力学参数测试
地下连续墙完整性检测
桩基事故是指由于勘察、设计、施工和检测工作中存在的问题，或者桩基础工程完成后其他环境变异的原因，造成桩基础受损或破坏现象。基桩质量检测是为了发现基桩质量问题，并为解决问题提供依据。只有熟悉桩基础常见质量事故及其原因，并了解常见质量事故的处理方法，才能有针对性地选用基桩检测方法,正确判定缺陷类型，合理评估缺陷程度，准确评定桩基工程质量。
l 低应变检测仪
仪器设备一般由检测仪器、传感器和激振设备三大部分构成，配置反射波法信号分析处理软件。
目前国内使用较广泛的基桩动测仪器有：武汉中岩科技有限公司生产的rsm系列基桩动测仪、美国的pit等。基桩动测仪在野外较恶劣环境条件下使用，因此选择仪器既要考虑仪器的动态性能满足测试要求、测试软件对实测信号的再处理功能，也要综合考虑仪器的可靠性、维修性、安全性和经济性等。
低应变检测系统
测试原理
反射波法是建立在一维波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，波阻抗将发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系，通过对反射信息的分析计算，判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度，判定桩身缺陷程度及位置。
适用范围
1、低应变适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。只能定性判定，不能定量
2、低应变法是通过一维波动理论分析来判定基桩的桩身完整性，这种方法也称之为反射波法（或瞬态时域分析法）
3、低应变法的理论基础是一维线弹性杆件模型，因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比不宜小于10，设计桩身横截面宜基本规则。另外，一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立，所以，对于薄壁钢管桩、大直径现浇薄壁混凝土管桩和类似于h型钢桩的异型桩，若激励响应在桩顶面接收时，低应变方法不适用。
2 高应变检测仪：
高应变动力试桩测试系统主要由传感器、基桩动测仪、冲击设备三部分组成。
检测原理
高应变法试桩是一种用重锤冲击桩顶，冲击脉冲在沿桩身向下传播的过程中使桩—土产生足够的相对位移，以激发桩周土阻力和桩端支承力的一种动力检测方法。在桩顶施加高能量冲击荷载，实测力和速度信号，运用波动理论反演来推算被检桩的完整性、轴向抗压极限承载力或选择桩型和桩长、监控桩锤工作效率和打入桩桩身承受的大锤击应力。
适用范围
1、本方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；
2、监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。
3、对于大直径扩底桩和q-s 曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。
4、进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。
5.静载荷测试仪
静载试验检测系统主要由加载反力系统、荷载测试系统、位移测试系统、仪器控制采集系统四个部分组成。
适用范围：
单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压承载力，是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力直观、可靠的试验方法。
单桩竖向抗压静载试验的主要目的是解决基桩竖向抗压承载力，虽然试验中也能得到与承载力相对应的沉降，但必须指出的是，静载试验中的沉降量s与建筑（构）物的后期沉降量s＇是不一样的。影响单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量s的因素主要是桩（包括桩型、桩长、桩径、成桩工艺等）和桩周桩端岩土性状，而对建（构）筑物的后期沉降量s＇的影响，除了这些因素外，还有群桩效应、建（构）筑物的结构形式等诸多因素。建（构）筑物的后期沉降量s＇明显大于单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量s。对于非嵌岩桩，如北京地区，二者有的相差4～5倍，上海地区，二者有的相差达10倍。国外有的静载试验采用24h或72h优秀维持荷载法，目的是试图根据单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量来分析计算建（构）筑物的后期沉降，但是，有关这方面的研究尚不成熟，仍有许多工作要做。
单桩竖向抗拔静载试验就是采用接近于竖向抗拔桩实际工作条件的试验方法，确定单桩的竖向抗拔极限承载能力，是直观、可靠的方法。
单桩竖向抗拔静载试验一般按设计要求确定大加载量，为设计提供依据的试验桩，应加载至桩侧岩土阻力达到极限状态或桩身材料达到设计强度；工程桩验收检测时，施加的上拔荷载不得小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍或使桩顶产生的上拔量达到设计要求的限值。
单桩水平静荷载试验一般以桩顶自由的单桩为对象，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试桩方法来达到以下目的：
1、确定试桩的水平承载力，检验和确定试桩的水平承载能力是单桩水平静荷载试验的主要目的；
2、确定试桩在各级水平荷载作用下桩身弯矩的分配规律；
3、确定弹性地基系数，在进行水平荷载作用下单桩的受力分析时，弹性地基系数的选取至关重要；
4、推求桩侧土的水平抗力（q）和桩身挠度（y）之间的关系曲线。通过试验可直接获得不同深度处地基土的抗力和挠度之间的关系，绘制桩身不同深度处的q-y曲线，并用它来分析工程桩在水平荷载作用下的受力情况更符合实际。
桩基工程质量检测内容
灌注桩的施工分为成孔和成桩两部分，因而对桩基的检测便可分为成孔质量检测和成桩质量检测两大部分。其中成孔是灌注桩施工中的第—个环节。成孔作业由于是在地下、水下完成，质量控制难度大，复杂的地质条件或施工中的失误都有可能产生塌孔、缩径、桩孔偏斜、沉渣过厚等问题。成桩质量检测又可分为承载力检测和对完整性检测。
成孔质量检测
在灌注桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土浇注后的成桩质量：桩孔的孔径偏小则使得成桩的侧摩阻力、桩尖端承载力减少，整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥，同时单桩的混凝土浇注量增加；桩孔偏斜在一定程度上改变了桩竖向承载受力特性，削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得桩长减少，对于端承桩则直接影响桩尖的端承能力。
桩的承载力检测
桩的承载力与加荷速率有很大关系，由于静荷载试验与任何动荷载试验相比，所施加的荷载速率慢，接近于实际工程的加荷速率，所以试验的结果接近于实际桩的承载力，因而，国内外均将静荷载试验的结果作为桩承载力的标准。
桩的完整性检测
基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量，引起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析，从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。因此，低应变一般只适合对桩的完整性检测。
对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变，利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。 [1]
结构应力测试
结构在使用过程中，在荷载用下会产生变形，构件内部应力会进一步发展，使用多年后，为保证安全生产或为了解结构安全、可靠程度，往往需要对在用结构构件进行变形及应力检测，我室多年来配合宝钢工程建设在多项工程监测中对厂房柱基变形，倾斜，构件应力，进行监测，为制定各类决策、方案提供了可靠的科学依据。　 1. 建（构）筑物健康监测　现有建（构）筑物在使用过程中为确保其使用安全和适用性，必须对其现有使用状况进行实时监测，主要检测内容为关键部位的应力监测、关键部位的变形监测等，我部门多年来一直配合宝钢进行该项目的工作，为宝钢特殊工况厂房进行了多项健康监测。地基加固部 地基土由于上部结构荷载发生变化或新建工程地基承载力不能满足设计要求，就必须对地基进行加固处理。地基加固方法非常多。
桩基静载试验步骤，基本内容如下：
桩基静载试验基本概况：
桩基静载试验是一项方法成立，理论上无可争议的桩基检测技术。在确定单桩极限承载力方面，它是目前为准确、可靠的检验方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。因此，每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。
桩基静载试验步骤：
试验步骤
a、每级荷载加载后维持1h，按5、10、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，即可施加下一级荷载；对于后一级荷载，加载后沉降测读方法及稳定标准按慢速荷载法执行；
b、卸载时每级荷载维持15min，测读时间为第5、15min，即可卸下一级荷载。卸载至零后应测读稳定的残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为5、15、30min，以后每隔30min测读一次。
快速维持荷载法的基本依据是快速加载下得到的极限荷载乘以某各修正系数后，可转换成慢速加载时的极限荷载；在设计荷载下，慢速维持荷载法和快速维持荷载法的桩顶下沉量相差不大，有文章认为在5%以内。大量试桩资料分析表明：快速维持荷载法所得的单桩承载力比慢速维持荷载法高。在上海地区，快速维持荷载法所得的单桩承载力比慢速维持荷载法高一级加荷增量左右，而下沉量要偏小百分之十几。慢速维持荷载法试验时间较长，且不易予估；快速维持荷载法试验时间较短，且易予估。
桩基静载试验基本特点：
随着高层建筑以及桥梁工程建设的增多，大承载力的混凝土灌注桩得到了广泛的应用，由此而引起的试验手段上的困难所造成的承载力试验无法准确完成的事实越来越引起了人们的注意。在桩基大承载力的测试理论和测试方法研究上，国内外都是近几年刚刚起步。美国在80年代中期开展了桩承载力自平衡试验方法的研究，国内近几年也开展了此方法的理论研究和现场实践。东南大学土木学院于1996年将该方法用于现场实践，取得了良好的社会效益和经济效益。桩承载力自平衡试验方法是在桩端附近安装荷载箱，荷载箱由活塞、顶盖、底盖及箱盖等组成，在上下顶盖布置位移测量装置，然后沿垂直方向加载，即可同时测得桩端阻力和桩侧摩阻力以及上下顶盖的位移值，从而得到试验结果数据与曲线。该方法有以下特点：
i. 试验装置简单；
ii. 可直接测得端阻和侧阻；
iii. 经过处理后，试桩仍可用做工程桩；
桩基础的检测验收
一、施工前的质量验收
钢筋、水泥、混凝土配合比验收
二、施工过程中质量验收
（一）沉桩的质量控制及检验
打（沉）桩的质量控制
桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。
桩端达到坚硬、硬塑的黏性土等，以贯入度控制为主，桩端标高作参考。
贯入度已达到，桩端标高未达到时，继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值为准。
振动法沉桩，以后3次振动（加压），每次10 min或 5 min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格。
（二）打（沉）桩验收要求
桩位偏差表
对桩承载力的检验：桩的静荷载试验根数≥总桩数的1％，且≥3根；只有50根时， ≥2根。
桩身质量检验：高、低应变， ≥桩总数的15％，且每个承台不少于1根。
预制桩的检查，钢筋笼的检查。
施工中桩的垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量进行检查。
电焊接柱，抽10％作焊缝探伤检查。
（二）灌注桩质量要求及验收
平面位置和垂直度的要求；桩顶标高至少要比实际标高高出0.5m。
沉渣厚度要求：
试块要求：
桩静载试验的根数要求：
桩身质量的检验及数量要求；
对原材料的检验
三、桩的质量检验
（一）检测内容：
桩基础施工完后，应对基桩的承载力和桩身完整性进行检测与评价
1.桩身完整性 2.桩身缺陷 3.桩的强度（桩的承载力，桩身混凝土强度。
（二）检测方法：
1.破损试验
（1）静载试验 static loading test
在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。
（2）钻芯法 core drilling method
钻机钻取芯样检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性，判定桩端岩土性状
桩基础常规设计有哪些内容与步骤?
1.进行调查研究，场地勘察，收集有关资料
2.综合勘察报告，荷载情况，使用要求，上部结构条件等确定桩基持力层
3.选择桩材，确定桩的类型，外形尺寸和构造
4.确定单桩承载力特征值
5.根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置
6.根据桩的平面布置，初步拟定承台的轮廓尺寸及承台底标高7验算作用于单桩上的竖向和横向荷载
8验算承台尺寸及结构强度
9必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，当桩端下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层的地基承载力
10单桩设计，绘制桩和承台的结构和施工详图