铁路桥梁基桩工程质量检测细则
铁路为国家重点建设项目，作好施工过程质量控制尤其重要。为更好地作好**铁路工程质量施工过程控制，严把工程质量关，特对桥梁基桩实施工程质量专项检测。为了做到方法可靠、数据准确、结论公正，特制定本检测实施细则。
一、检测内容：
铁路桥梁基桩桩身混凝土的均质性和完整性，判定桩身的缺陷及推定位置。
二、检测依据：
1. **铁路工程设计文件及施工图；
2.《铁路工程基桩无损检测规程》TB10218-2008；
3、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）
4、《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426-2004）
5、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415-2003）
6.《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003
7、《铁路桥涵施工规范》（TB 10203-2002）
8、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）
9、《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）
10.《客运专线无碴轨道铁路设计指南》铁建设〔2005〕754号；
11. 公司有关管理办法；
在采用以上文件和标准时，务必采用有效版本。禁止采用过期或失效文件和规范
三、检测工作流程
检测工作流程图
1．各施工单位，在计划基桩检测前48小时提供填写齐全的“基桩工程质量检测报检单”和“桥梁基桩参数表”。
2．“基桩工程质量检测报检单”应有现场监理工程师签字确认后将电子文件发送到检测单位。
3．检测单位接“基桩工程质量检测报检单”后，12小时内必须到达现场检测，签收“基桩工程质量检测报检单”原件。
4．施工单位应按规定提前作好桩头处理、声测管检查灌水等工作,并在现场准备受检桥梁基桩的工程地质资料、设计图及施工信息，为检测单位及时提供资料分析和报告编写准备的基本资料。
5．现场检测时，施工单位应在检测现场，监理应旁站见证检测全过程。
6．现场检测完成后，应填写现场检测记录表，施工单位和监理须签字确认。
7．现场检测工程师应根据测试数据分析判断检测结果，在24小时内，以中间结果报告形式告知施工单位和监理单位是否可以进行下一道工序。
8．当检测发现有严重质量问题时，检测单位要将结果同时抄送公司安质部，监理单位召开专题会议，形成处理意见经监理单位同意后，上报公司核备。
9．现场检测期间，应遵守国家和施工现场安全生产规定。当现场操作环境不符合仪器设备使用要求时，应采用有效的防护措施。
四、检测方法和适用范围
新建**铁路无损检测的方法、内容、数量和实施应严格按照设计文件、规程或合同约定的有关方法和要求执行。常用的检测方法、目的和适应范围按下表执行。当采用本细则中没有明确的 方法时，应由检测单位报监理单位审核后，报公司核备。
铁路基桩无损检测方法一览表
五、管理职责
1．公司
1) 负责全线检测单位的招标和考核工作。
2) 公司安全质量部负责全线检测业务工作管理和监督检查，组织和协调解决检测中出现的重大争议或质量问题。
2．段落指挥部
1) 负责本管段检测单位的日常管理、进场设备人员的对标检查和平时考核工作，并对检测过程进行监督检查。
2) 负责监理单位、施工单位和检测单位之间的协调工作。
3) 组织和协调解决检测中出现的重要争议问题，重大问题 及时上报公司。
3．监理单位
1) 负责对检测单位进场设备和人员的核查，审核检测方案和检测结果，并进行平行或见证检测。
2) 组织召开检测工作专题会议，做好施工单位和检测单位的协调工作，解决检测中出现的争议问题。核定检测数量，提出验工计价意见。
3) 做好段落指挥部和公司委托的其它监理工作。
4．检测单位
1) 严格按投标承诺和合同约定配备各种检测设备和人员。检测单位现场的设备能力、人员组织、技术水平、服务意识、协调工作、技术支持和后勤保障等应保证工程检测质量、满足工程施工进度安排，不得影响施工单位的下一道工序施工。
2) 在检测项目实施中，应选用技术能力强、业务水平高、对工程质量把握能力强且具有执业资格的工程技术人员作为检测工程师。
每个检测标段应配备1名了解工程结构设计特点，具备丰富的岩土工程经验，了解工程施工工艺流程，掌握无损检测方法的高级工程师或注册岩土工程师作为检测工程的项目总工程师（即技术负责人），处理重难点问题，能提出合理建议与技术咨询。
3) 检测单位应配备性能良好的检测设备，其数量应充分满足工程检测需要。检测仪器应选用可靠性好、灵活便捷、自动化程度高的设备。
4) 检测机构和人员必须保证独立性、诚实性和公正性，不得参加有损公正性的人际交往活动，不得有伪造数据、报告等弄虚作假行为。
5) 检测人员有权抵制不正当的行政干预、不正当的商业和 财务等方面的压力和影响，并有权向公司、指挥部或法定管理部门举报有损公正性的检测行为。对发现的质量问题可直接向指挥部或公司报告。
6) 严格执行国家和铁道部的有关技术规程和公司有关工程管理办法，自觉接受公司、段落指挥部的领导，接受监理工程师的监理，与工程施工单位密切配合。
7) 按时参加监理单位组织召开的工程例会和专题检测会议。
8) 严格按施工单位的报检计划进行现场检测，按时向监理单位提交检测中间结果。
9) 按时向监理和业主报送检测报告、统计报表和相关资料。
5、施工单位
1) 按时向检测单位和监理单位报送检测计划，做好检测准备工作，并派员配合检测。
2)施工单位应提供被检桥梁工程地质说明书、地质断面图、墩位图和工程形象进度图和基桩参数表（包括桩位图、桩长、桩径、混凝土设计强度等级、桩型和施工工艺等）。
3) 及时处理检测过程中出现的有关施工问题（如负责因施工原因造成声测管堵塞或基桩质量有异议的钻孔或钻芯取样）。
4) 收集和复核检测报告，向监理、段落指挥部和公司提交本单位的检测完成数量和质量等级。
5) 有权向公司、指挥部或法定管理部门举报有损公正性的检测行为、检测人员的无理要求和故意拖延检测时间的行为。
六、检测单位基本要求
1．检测单位拟委派的检测人员应能满足检测工作需要，具有良好的职业道德和专业技术水平，具备相应执业资格，身体健康，年龄、职称结构合理。
2．检测项目负责人应具有较强的组织协调能力和较高的专业技术水平、高级技术职称或注册工程师、五年以上的检测经验。
3．参与本检测项目的各专项主要检测技术人员必须具有工程系列中级及以上技术职称和专项检测上岗证书。其他检测人员要具有两年以上现场检测经验和专项上岗证书。
4．参与本项目检测人员必须与投标书相符，不得随意更换。如确需更换必须报建设单位主管部门同意；检测单位项目负责人和技术负责人必须常驻现场，离开现场2天以上的，须经指挥部主管部门同意。
5．检测单位配备与检测方法相应的各种先进的检测仪器、设备，其数量和质量应满足检测工作需要；检测单位应配备交通运输工具、通讯及办公设备，其数量和质量应满足检测工作需要，并不低于投标中的承诺标准；检测方法和检测仪器、设备应符合检测规程、验收标准及设计文件的要求。检测仪器应通过技术鉴定，并具有产品合格证书和计量检定证书，并在有效期内使用。
6．检测单位不得转让或分包本项目检测业务。
7．现场检测机构设置要求
1）检测单位应根据检测工程项目的特点，在现场设置项目检测机构。
2）现场检测机构应设置合理、交通便利，满足现场检测要求。
3）现场检测机构在检测实施过程中应生活自理、独立办公，不得与被检测单位发生利益关系。
8．检测单位对检测结果的准确性负全部责任，并承担因自身检测失误产生的相应法律责任和经济损失。
9. 做好桥梁基桩低应变反射波法和声波透射法两种方法检测结果的对比报告。检测单位对采用声波透射法测的基桩再按其 总数的1%且不少于10根进行低应变反射波法检测，根据检测结果，编制较长基桩采用两种方法检测结果的对比报告和建议。
七、检测方法原理及资料分析
（一）低应变反射波法（瞬态激振时域频域分析法)
低应变反射波法的基本原理为：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如缩颈、扩径、蜂窝、夹泥、断裂、空洞等缺陷）和桩底面时，将会产生反射和透射，用记录仪器记录下反射波在桩身中传播的时间及波形，通过对反射波的曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位置进行判定，并对桩身混凝土质量进行推定。
1．确定桩身混凝土的纵波波速
桩身混凝土纵波波速可按下式进行计算：
C——桩身纵波波速(m/s)；
L——桩长(m)；
t
r——桩底反射波到达时间(s)
2．确定桩身质量
反射波波形特征是桩身质量的反应，利用反射波曲线进行桩身完整性判定时，应考虑根据波形、相位、振幅、频率及波至时间等因素，反射波形特征不仅受桩身质量的影响，与桩身周边土、基岩性质、厚度等均有关系，评价时应综合分析。桩身不同缺陷反射波特征如下（仅供参考）：
①完整桩的波形特征:完整性好的基桩反射波具有波形规则、清晰、桩底反射波明显、反射波初至时间容易读取、桩身混凝土平均纵波波速较高等特性，同一场地完整桩反射波形具有较 好的相似性。
完整桩的波形特征
②离析和缩颈桩的波形特征:特点是纵波波速比较低，反射波幅减少，频率降低。
离析和缩颈桩的波形特征
③断裂桩的波形特征:桩身断裂时其反射波到达时间小于桩底反射波到达时间，波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射。
断裂桩的波形特征
3．确定桩身缺陷位置和范围
桩身缺陷离开桩顶的位置L可按下式计算：
——桩身缺陷的位置(m)；
——桩身缺陷部位反射波至到达时间(s)；
——场地范围内桩身纵波波速平均值(m/s)。
4．桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况、实测时域或幅频信号特征进行综合分析，按桩身完整性判定表判释。
（二）声波透射法
声波透射检测技术（跨孔）主要用于检测桩身完整性，其基本原理为：在桩身内预埋三根或三根以上的声测管，管的下口封死，测试时管内充满清水作为耦合，把发射、接收换能器分别置于两管之中（如下图所示），两探头置于同一水平面或保持一定高差，沿声测管两探头同步提升或下降，即可得到声时或波速沿桩长的变化曲线。
声波透射法检测原理图
声波在正常混凝土中传播速度一般在3500～4500m/s之间。当传播路径上遇到混凝土质量差，如离析、夹泥等缺陷时，声波将发生衰减，部份声波将绕过缺陷传播，使得传播时间增长，波速减小，即产生绕射现象，若遇有空洞的空气界面将产生反射和散射，使波幅减小；缺陷使混凝土不连续，声波传播路径复杂化，引起波形畸变。所以声波在有缺陷的混凝土中传播时，波幅减小，声时加大（波速降低），波形畸变。
声测管的检测过程一般分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。然后，对声学参数异常的测点进行加密测试，通常采用斜测法或扇形扫测法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依据。
桩身完整性类别与桩身混凝土各声学参数临界值、PSD数据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试后确定的缺陷范围，按规范规定的特征进行综合判定。
八、基桩质量检测
(一) 低应变法
1．概述
低应变反射波法(瞬态激振时域频域分析法)采用瞬态激振方式，通过实测桩顶加速度或速度信号的时域、频域特征，采用一维弹性波动理论分析判定基桩桩身完整性质量，即桩身存在的缺陷位置及其影响程度。
低应变反射波法属于快速普查桩的施工质量的一种半直接法，对于有疑问的桩应采用其他方法进行检测验证。
低应变反射波法基桩质量检测工作程序框图
2．检测仪器
1) 检测仪器应通过技术鉴定，并具有产品合格证书和计量检定证书。
2) 仪器设备应定期进行全面检查和调试，其技术指标应符合仪器质量标准。
3) 检测系统应具有信号滤波、放大、显示、储存和信号处理分析功能。
4) 根据桩型及检测目的，宜选择不同大小、不同质量的力锤、力棒、手锤和不同材质的激振头，以获得所需的激振频率和能量。力锤可装有力传感器。
5) 信号采集及处理仪和传感器性能应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定。
3．检测前准备
1) 施工单位填写报检表，监理单位签字，至少提前24小时提交给现场检测人员。
2) 施工单位应提供工程相关参数和资料。
3) 施工单位对报检的基桩必须做好准备工作，并达到以下要求：
① 桩顶检测时标高应为设计标高；
② 要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同；
③ 灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；
④桩顶表面应平整干净且无积水；
⑤在实心桩的中心位置打磨出直径约为10cm的平面；在距桩中心2/3半径处，对称布置打磨2～4处，直径约为6cm的平面，打磨面应平顺光洁密实。
D≤0.8m 0.8m＜D≤1.25m 1.25m＜D＜2.0m
不同桩径对应打磨点数及位置示意图
⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响。因此，测试时，当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。
4. 现场检测
1) 检测前受检桩应符合下列规定：
① 桩身混凝土强度应达到设计强度的70％且不少于15Mpa。
② 打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。
2) 传感器安装和激振操作应符合下列规定：
① 传感器安装部位应清理干净，不得有浮动砂土颗粒存在；不得安装于松动的石子上；传感器安装应与桩轴线平行。
② 用黄油或其它粘结耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度，传感器底面粘结剂越薄越好。在信号采集过程中，传感器不得产生滑移或松动。
③ 实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处，激振点处混凝土应密实，不得有破损，激振时激振点与混凝土接触面应点接触，空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点与测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。
④ 激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼主筋的影响。
⑤ 激振方向沿桩轴线方向。采用力棒激振时，应自由下落，不得连击。采用力棒或自由落锤，激振能量可控性和信号重复性比用榔头式锤敲击效果好。
⑥ 激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅部缺陷桩的检测宜采用轻锤快击窄脉冲激振；长桩、大直径桩或深部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来调整激振脉冲宽度。现场实际操作应综合应用手锤和力棒。
⑦ 激振能量在能看到桩底反射的前提下尽量小，可减少桩周参加振动的土体，以减小土阻力对波形的影响。
3) 测试参数设定应符合下列规定：
① 时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。
② 设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长。
③ 桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定，也可以制作模型桩测定。
④ 采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择。
⑤ 传感器的灵敏度值应按计量检定结果设定。
4) 信号采集和筛选应符合下列规定：
① 根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；各检测点重复检测次数不宜少于3次，且检测波形应具有良好的一致性。
② 当信号干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振，提高信噪比。
③ 不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，排除人为和检测仪器等干扰因素，增加检测点数量，重新检测。
④ 信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。
⑤ 对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证。
5．资料处理
1) 桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合地质资料、施工资料和波形特征等因素进行综合分析判定。
2)桩身波速平均值的确定：
① 当桩长已知、桩底反射信号明显时，选取相同条件下不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速按下式计算桩身平均波速：铁
式中 —桩身波速的平均值(m/s)；
—参与统计的第根桩的桩身波速值(m/s)；
—测点下桩长(m)；
—时域信号第一峰与桩底反射波峰间的时间差(ms)；
—幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差(Hz)，计算时不宜取第一与第二峰；
—参与波速平均值计算的基桩数量( 5)。
② 当桩身波速平均值无法按上述方法确定时，可根据本地区相同桩型及施工工艺的其它基桩工程的测试结果，并结合桩身混凝土强度等级与实践经验综合确定。
③ 如具备条件，可制作同混凝土强度等级的模型桩测定波速，也可根据钻取芯样测定波速，确定基桩检测波速时应考虑土阻力及其它因素的影响。
3) 桩身缺陷位置应按下列公式计算：
式中 —测点至桩身缺陷的距离(m)；
—时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差(ms)；
—幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差(Hz)；
—桩身波速(m/s)，无法确定时用值替代。
4) 桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按规定和下表所列实测时域或幅频信号特征进行综合判定。
桩身完整性判定
注：1）对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底反射波的其它桩实测信号判定桩身完整性类别。
2）对于混凝土预制桩和预应力管桩，若缺陷明显且缺陷位置在接桩位置处，宜结合其它检测方法进行评价。
3）不同地质条件下的桩身缺陷检测深度和桩长的检测长度应根据试验确定
5) 对于混凝土灌注桩，采用时域信号分析时，应结合有关施工和地质资料，正确区分混凝土灌注桩桩身截面渐扩后陡降恢复至原桩径产生的一次同相反射，或由扩径突变处产生的二次同相反射，以避免对桩身完整性的误判。
6) 对于嵌岩桩，当桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合地质和设计等有关资料以及桩底同相反射波幅的相对高低来判断嵌岩质量，必要时采取钻芯法核验桩端嵌岩情况。
7) 应正确区分浅部缺陷反射和大头桩大头部分恢复至原桩径产生的同相反射，以避免对桩身完整性的误判，必要时可采取开挖方法查验。
8) 出现下列情况之一，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行：
① 实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确分析和评价。
② 当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且又缺乏相关资料加以解释或验证。
③ 桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。
9) 对采用低应变反射波法检测有疑问的桩，应进行验证检测：
① 桩身浅部存在缺陷可开挖验证；
② 桩身深部或桩底存在缺陷时可采用钻芯法进行验证；
③ 根据实际情况采用静载试验、钻芯法、高应变法或开挖进行验证。
(二)声波透射法检测
1．概述
声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在混凝土内传播过程中表现的波动特征；当混凝土内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内存在松散、蜂窝、孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内混凝土的声学参数。测试记录不同测试剖面对面和斜面的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，声波检测仪测定有关参数并采集记录储存。换能器由桩底同时从下往上依次检测，遍及各个截面。
声波透射法基桩质量检测工作程序框图
声波透射法测桩的特点：检测全面、细致，现场操作简便，迅速，不受桩长、长径比的限制，一般也不受场地限制。
2．检测仪器
1) 声波发射与接收换能器应符合下列要求：
① 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；
② 外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm；
③ 谐振频率宜为30～60kHz；
④ 水密性满足1MPa水压不渗水。
2) 声波检测仪应符合下列要求：
① 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能；
② 声时测量分辨力优于或等于0.5μS,声波幅值测量相对误差小于5％，系统频带宽度为1～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。
③ 声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值不宜小于500V。
④ 声波检测仪应采用具有自动记录功能的仪器。
3．声测管埋设
基桩施工单位必须高度重视和严格声测管埋设工作，监理要加强事前提醒和过程检查，检测单位要向施工单位进行事先提示，确保声测管埋设一次合格。杜绝声测管堵塞现象。
1) 材质与埋设
① 声测管应采用金属管，内径不宜小于40mm，管壁厚不应小于2.5mm。
② 声测管应下端封闭，上端加盖，管内无异物；声测管采用绑扎方式与钢筋笼连接牢固（不得焊接）；声测管连接应积极采用外加套筒焊接方式进行，杜绝连接处断裂和堵管现象；连接处应光滑过渡，不漏水；管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度应一致。
2) 保证声测管在成桩后相互平行。
声测管应沿桩截面外测呈对称形状布置，如下图布置并编号：
声测管应沿桩截面外测呈三角形状布置。
声测管布置示意图（图中阴影为声波的有效检测范围示意）
检测剖面编组分别为：a-b；
a-b，a-c，b-c；
a-b，a-c，a-d，b-c， b-d，c-d。
4. 现场检测前准备工作应符合如下规定：
1） 调查、收集待检工程及受检桩的相关技术资料和施工记录。包括：桩的类型、尺寸、标高、施工工艺、地质状况、设计参数、桩身混凝土参数、施工过程及异常情况记录等信息)。
2） 检查测试系统的工作状况，采用标定法确定仪器系统延迟时间(参考《建筑基桩检测技术规范》JGJ-2003条文说明)，计算声测管及耦合水层声时修正值；
3） 将伸出桩顶的声测管切割到同一标高，测量管口标高，作为计算各测点高程的基准；
4） 将各声测管内注满清水，封口待检；
5） 在放置换能器前，检查声测管畅通情况，以免换能器卡住或换能器电缆被拉断，造成损失；
6） 准确测量桩顶面相应声测管之间外壁净距离，作为相应的两声测管间管距精确至1mm；
7） 测试时径向换能器宜配置扶正器，保证换能器在管中居中，又保护换能器在上下提升中不致与管壁碰撞，损坏换能器。
8） 桩身强度应达到混凝土设计强度的70％且不少于15Mpa。
5．现场检测
现场检测过程宜分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常测点。然后，对声学参数异常的测点采用加密测试，必要时采用斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依据。
1) 将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中同一高度的测点处。
2) 设置好仪器参数，进行检测。
3) 发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm。
4) 实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。
5) 将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。
6) 在桩身质量可疑的测点周围，应加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。
7) 在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
8) 当声测管出现堵管情况时，按以下规定执行：
① 埋有两根或三根声测管，当某一根声测管桩底堵管采用斜测法时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于40o。
② 埋有四根声测管，当对角线上两根声测管堵管采用斜测法时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于40o，可采用斜测法检测。
③ 其它情况下，在所堵声测管附近钻芯，检测桩身混凝土完整性，并用钻芯孔作为通道进行声波透射法检测。此时应注意钻芯孔垂直度变化使发射和接受换能器间距变化对检测信号的影响。
6．资料处理
1) 声学参数的计算和波形记录
各测点的声时、声速v、波幅及主频f应根据现场检测数据，按下列各式计算，并绘制声速－深度(v-z)曲线和波幅－深度(－z)曲线，需要时可绘制辅助的主频－深度(f-z)曲线：
式中 ——第i测点声时( )；
——第i测点声时测量值( )；
——仪器系统延迟时间( )；
——声测管及耦合水层声时修正值( )；
——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离(mm)；
——第i测点声速(km/s)；
——第i测点波幅值(dB)；
——第i测点信号首波峰值(v)；
——零分贝信号幅值(v)；
——第i测点信号主频值(kHz),也可由信号频谱的主频求得；
——第i测点信号周期( )。
2) 判定依据
桩身混凝土缺陷应根据下列方法综合判定：
① 声速低限值判据
当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其视为可疑缺陷区。
式中 ——第i个测点声速值(km/s)；
——声速临界值(km/s)。
声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差，即：
式中 —— 正常混凝土声速平均值(km/s)；
——正常混凝土声速标准差；
—— 第i个测点声速值(km/s)；
n——测点数。
当检测剖面n个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据。即实测混凝土声速值低于声速低限值时，可直接判定为异常。
式中 ——第i个测点声速值(km/s)；
——声速低限值(km/s)。
声速低限值应由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验结果，结合本地区实际经验确定。
② 波幅判据
波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算：
式中 ——波幅平均值(dB)；
n——检测剖面测点数。
当式上述成立时，波幅可判定为异常。
③ PSD判据
当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时，PSD值应按下列公式计算：
式中 ——第i测点声时( )；
——第i-1测点声时( )；
——第i测点深度(m)；
——第i-1测点深度(m)；
根据PSD值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，进行异常点判定。
当采用信号主频值作为辅助异常点判据时，主频－深度曲线上主频值明显降低可判定为异常。
3) 桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身可疑点加密测试(包括斜测或扇形扫测)后确定的缺陷范围按下表的特征进行综合判定。
桩身完整性判定
7.保证声波透射检测结果可靠性技术措施
为保证本次声波检测结果准确可靠，应们采取以下措施：
为保证各测点质量，完成每组检测管测试后，测试点必须随机重复抽测10%-20%。应特别注意声时及波幅异常部位的重复抽测。测量的相对标准差可按下式计算：
式中： ——声时相对标准差；
——波幅相对标准差；
——第i个测点声时原始测试值(μs)；
——第i个测点波幅原始测试值(dB)；
——第i个测点第j次抽测声时值(μs)；
——第i个测点第j次抽测波幅值(dB)。
以相对标准差作为评价测试可靠性的依据，声时相对标准差不应大于5%；波幅相对标准差不应大于10%。这时可认为该次测试是有效的。
在运用上述数值判定桩内缺陷的大概位置、性质和大小后，还应在初定的缺陷区段内采用声阴影重叠法仔细判定缺陷的确切位置、范围和大小。
所谓声阴影重叠法，就是当超声脉冲波束穿过桩体并遇到缺陷时，在缺陷背面的声强减弱，形成一个声辐射阴影区。在声阴影区内，接收信号的波幅明显下降，同时声时值增大，甚至波形畸变。若采用两个方向检测，分别划出阴影区，则两个阴影区边界线交叉即为缺陷的范围。
混凝土灌注桩检测中，当出现有缺陷的异常反应时，按上述方法排除偶然干扰后，对缺陷异常应采用各种测试方法进行认真、细致的检测，确切判定缺陷范围的大小和缺陷的性质，为资料解释和缺陷判断提供可靠的第一手测试数据。当基桩的测试结果出现异常现象后，应采取以下步骤进行缺陷检测：
(1) 在大于异常区2—3倍范围内加密检测点距，一般测点点距由原来的25cm，改为 5-l0cm，以达到较准确地确定缺陷范围的目的，即所谓缩小靶区。
(2) 采用不同的超声透射方法，如高差同步法、扇形扫测法、声阴影重叠法等进行综合检测，其各类检测方法对不同的桩身中不同缺陷的应用方法如下所述：
a.断桩位置的检测
对于下图断桩位置检测结果是：当发射换能器固定发射，接收换能器在不同的。位置有不同的特征曲线：在位置1，接收的波形、波幅正常；位置2，波形不正常，一般情况下杂波干扰严重，波幅严重衰减；位置 3当为断桩时，接收器五接收信号出现。由此便判断位置2可能为断桩位置。但是为了精确判断断桩的可能性，还要将发射换能器固定于如图所示的不同的位置（发射换能器-2）进行扇形扫测法进行检测。这样，既可以判断断桩的位置，还可以判断断桩的范围。
b.厚夹层位置的确定
对于厚夹层上下界的定位,也可以采用上述方法进行检测。如下图厚夹层上下界面的定位，当固定发射换能器时，接收换能器位于位置1、位置2、位置3时，其波形特点分别为：在位置1，接收的波形、波幅正常；位置2，波形不正常，出现杂波干扰现象，波幅开始衰减；位置3，波形出现严重异常现象，杂波干扰严重，波幅衰减，严重时无波形出现。
c.空洞、泥团、蜂窝等局部缺陷范围的判断
对于空洞、泥团、蜂窝等局部基桩缺陷范围的判断，可以采用扇形扫测法和高差同步法相结合的方法检测。如下图空洞、泥团、蜂窝等局部缺陷的判断中，图a)为扇形扫测法；图b)为高差同步法。根据一般的理论知识和检测经验可以知道：图a)中上下两接收换能器接收到的波形有轻微的减弱，波幅有所降低，会出现一定的杂波干扰；而中间的接收换能器接收到的波形和上下两接收换能器相比较，波形波幅显著降低，严重时甚至无波峰出现，波形杂乱无序。两图形综合分析可知异常是由如图所示空洞、泥团、蜂窝等缺陷引起。
d.基桩缩径的判断
基桩缩径现象是基桩工程施工过程中常见的缺陷类型之一，如何较准确的判断该类缺陷，也是基桩检测工作中分析难度较大的问题。根据钻孔灌注桩施工的经验可知，由于采用泥浆护壁工艺，在混凝土水下灌注过程中，出现基桩缩径或泥浆包裹声测管等现象比较多见。因此，在基桩超声透射法检测中，在出现上述缺陷的情况下，应认真分析产生缺陷的类型，并采用各种有效的检测方法进行测试，进行综合分析判断后得出检测结论。缩径现象的判断，是采用高差同步法进行检测，桩中虚线部分波形出现异常，杂乱无章，波幅衰减；基桩中部实线部分波形正常。由此可以推知，桩中心完整，异常系由缩径引起。
e.声阴影重叠法判断局部缺陷
对于基桩在横截面上缺陷位置的判断，可采用在桩的缺陷处位置多测向叠加法确定，根据三边所确定的阴影部分，即可推算出缺陷在横截面上的位置和范围。
总之，对于缺陷桩的检测，应注意以下几个方面：
①应制定较为合适的检测方案，尽可能作到各种检测方法综合使用，检测结果充分反映桩体实际缺陷类型。
②在检测过程中应对检测数据进行及时的分析研究，对原检测方案中未预计到的问题及时补充修正。
③在数据分析时应充分利用声时、波幅和视频率等三个参数。一般情况下，缺陷部位相对于完整部位，声时大、波幅小，频谱分析结果主频不明显、频率成分较复杂；而完整部位却恰恰相反，声时小、波幅大，频谱分析结果主频明显，频率成分较简单。
④在分析判断过程中，注意搜集与工程施工有关的施工记录，工程地质、水文地质条件等，进行综合分析，对提高分析结果的精度，也是非常重要的。
(三) 钻芯法检测
1．概述
钻芯法是检测钻(冲)孔、人工挖孔等现浇混凝土灌注桩成桩质量的一种有效手段，不受场地条件的限制，特别适用于大直径混凝土灌注桩的成桩质量检测。
其主要目的有：
1) 对桩身混凝土质量有疑问时进行验证性检测，或声测管堵塞无法进行声波检测时进行补充检测。
2) 桩底沉渣是否符合设计或规范的要求。
3) 桩底持力层的岩土性状(强度)和厚度是否符合设计或规范要求。
4) 测定桩长是否与施工记录桩长一致。
2．仪器设备
1) 钻芯法检测混凝土灌注桩宜采用液压操纵的钻机，并配有相应的钻塔和牢固的底座，钻机设备参数应符合如下规定：
① 额定最高转速不低于790转／分；
② 转速调节范围不少于4档；
③ 额定配用压力不低于1.5MPa。
2) 钻机应采用单动双管钻具，并配备有相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器、及可捞取松软渣样的钻具。钻杆应顺直，直径宜为50mm。
3) 钻头应根据混凝土设计强度等级选用合适粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头，且内径不得小于100mm。钻头胎体不得有肉眼可见的裂纹、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。
4) 应选用排水量为50～160L／min、泵压为1.0～2.0MPa的水泵。
5) 锯切芯样试件用的锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片应有足够刚度。
6) 芯样试件端面的补平或磨平应采用专用的补平器和磨平机。
3．现场操作
1) 每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合如下规定：
① 桩径小于1.2m的钻1孔，桩径为1.2～1.6m的钻2孔，桩径大于1.6m的钻3孔。
② 当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10～15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。
③ 对桩底持力层的钻探，每桩受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设计要求。
2) 钻机操作
① 钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心(天车前沿切点)与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻芯过程中钻机不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差≤0.5％。
② 桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。
③ 钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。
④ 提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。
⑤ 钻进技术参数：
l 钻头压力。根据混凝土芯样的强度与胶结好坏而定。一般要求初压0.2MPa，正常压力1MPa。
l 转速。回次初转宜为100r/min，正常钻进时采用高速，芯样胶结强度低时采用低速。
l 冲洗液量。视钻头大小而定，一般为60-120L/min。
3) 钻芯技术操作
① 桩身钻芯操作
桩身混凝土钻芯每回次进尺宜控制在1.5m内；应对钻机立轴垂直度进行校正；松散的混凝土应采用合金钻“烧结法”钻取。
② 桩底钻芯操作
一般钻至桩底时，应采用减压，慢速钻进，若遇钻具下降，应立即停钻，及时测量机上余尺，准确记录孔深及有关情况。当持力层为中、微风化岩石时，可将桩底0.5m左右的混凝土芯样、0.5m左右的持力层以及沉渣纳入同一回次。当持力层为强风化岩层或土层时，钻至桩底时，立即改用合金钻头干钻反循环吸取法等适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定厚度。
③ 持力层钻芯操作
应采用适宜的方法对桩底持力层岩土性状进行鉴别。对中、微风化岩的桩底持力层，应采用单动双管钻具钻取芯样，如果是软质岩，拟截取的芯样应及时包裹浸泡在水中，避免芯样受损；根据钻取芯样和岩石单轴抗压强度试验结果综合判定岩性。对于强风化岩层或土层，宜采用合金钻钻取芯样，并进行动力触探或标准贯入试验等，试验宜在距桩底50cm内进行，并准确记录试验结果；根据试验结果及钻取芯样综合鉴别岩性。
4) 现场记录
① 钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，钻机操作人员应按附表1-1的格式及时记录钻进情况和钻进异常情况，并对芯样质量做初步描述。
② 钻芯过程中，应按附表格式对芯样混凝土、桩底沉渣以及桩端持力层等进行详细编录。
③ 钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。
4．芯样试件制作与抗压试验
1) 芯样截取规定：
① 当桩长小于10m时，每孔截取2组芯样；当桩长为10～30m时，每孔截取3组；当桩长大于30m时，不少于4组。
② 上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。
③ 缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。
④ 当同一基桩的钻芯孔数大于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。
2) 芯样制作
芯样的加工和制作应按《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426-2004）进行。
3) 芯样试件抗压
① 芯样试件制作完毕后，即可进行抗压强度试验。
② 混凝土芯样试件的抗压强度试验应按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081-2002的有关规定执行。
③ 抗压强度试验后，当发现芯样试件平均直径小于2倍试件内混凝土粗骨料最大粒径，且强度值异常时，则该试件的强度值无效，不参与统计平均。
④ 混凝土芯样试件抗压强度应按下列公式计算：
式中 ——混凝土芯样试件抗压强度(MPa)，精确至0.1MPa；
P——芯样试件抗压试验测得的破坏荷载(N)；
d ——芯样试件的平均直径(mm)；
——混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定；当无试验统计资料时，宜取为1.0。
5．检测数据分析与判定
1) 每组混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度换算值的平均值确定；同一受检桩同一深度部位有两组或多组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。
2) 单桩混凝土芯样试件抗压强度代表值为：该桩不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值。
3) 桩端持力层性状应根据芯样特征，岩石单轴抗压强度试验，动力触探或标准贯入试验结果，综合判定桩端持力层岩土性状。
4) 桩身完整性应结合钻芯孔数，现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果，按下表进行判定。
桩身完整性判定
5) 成桩质量评价应按单桩进行。当出现下列情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求：
① 桩身完整性类别为Ⅳ类的桩；
② 受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩；
③ 桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩；
④ 桩底持力层岩土性状(强度)或厚度未达到设计或规范要求的桩。
6) 钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。
7) 对钻芯孔应该注浆回填。
（四）不合格项处理
在检测过程中发现不合格项后,
（1）检查仪器设备是否正常;
（2）现场操作是否存在疏漏;
（3）采用不同仪器进行对比检测;
（4）如果检测结果一致，则对检测不合格项进行确认，并在第一时间上报公司和监理单位;
（5）如施工单位对检测结果存在疑问，检测组应向施工单位及现场监理了解工程施工情况，进行必要的说明，必要时建议段落指挥部会同施工、设计、监理及检测单位召开会议进行会商;
（6）对已确定的不合格项，施工单位应制定处理方案并报监理审定后实施。不合格项处理后，施工单位应及时报请复检，直至检测合格为止。
（五）成果提交和检测报告
（1）现场检测数据要求规范化，按规定格式用钢笔书写，字迹工整、清晰、准确、完整，保证所记录的信息能使已完成的检测具有追溯性。
（2）检测数据处理要保证科学、准确、公正，严禁任何形式的篡改、编造等弄虚作假行为。
（3）检测数据处理要保证快速、准确，不影响工程的下道工序进行。检测结果要真实可靠，检测结果须经专业负责人科学分析判定后，由项目技术负责人审核签认。
（4）中间结果
1）对影响下道工序施工的基桩检测项目，检测组应在检测完成后24小时内将检测结果或对质量的分析判断结果按附表格式及时反馈给施工单位和监理单位；对检测中发现的Ⅲ、
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