8 桩身完整性
8 桩身完整性
8.1 一般规定
8.1.1 桩身完整性的试验检测，应根据检测目的、检测方法的适应性、基桩的设计条件、成桩工艺等合理选择。
8.1.2 桩身完整性试验检测结果评价，应给出每根受检桩的桩身完整性类别和缺陷位置。桩身完整性分类应符合表3.1.6的规定，并按各检测方法的具体技术标准划分。
8.2 高应变法
8.2.1 仪器设备应符合第4.4.2条～第4.4.5条的规定。
8.2.2 现场试验检测方法应符合第4.4.6条和第4.4.7条的规定。
8.2.3 测试信号的选取和处理应符合第4.4.8条和第4.4.9条的规定。
8.2.4 桩身完整性类别判定应结合桩身结构性状，采用β值法，按表8.2.4进行判定，并符合下列规定。
| β值 | 类别 |
| β=1.0 | I |
| 0.8 ≤β ＜1.0 | II |
| 0.6 ≤β ＜0.8 | III |
| β＜0.6 | IV |
8.2.4.1 桩身完整性系数可按下式计算：
$$\beta =\dfrac{[F(t_1)+Z\cdot V(t_1)]-2\Delta R+[F(t_x)-Z\cdot V(t_x)]}{[F(t_1)+Z\cdot V(t_1)]-[F(t_x)-Z\cdot V(t_x)]} \tag{8.2.4-1}$$
| 式中 | β | —— | 桩身完整性系数； |
| F（t1） | —— | t1时刻测点处实测的锤击力(kN)； | |
| Z | —— | 桩身截面力学阻抗(kN·s/m)； | |
| V（t1） | —— | t1时刻测点处实测测点的速度(m/s)； | |
| ΔR | —— | 缺陷以上部位土阻力的估计值，等于缺陷反射起始点的锤击力减去速度与桩身截面力学阻抗的乘积，取值方法见图 8.2.4； | |
| F（tx） | —— | 缺陷反射峰对应时刻测点处实测的力(kN)； | |
| tx | —— | 缺陷反射峰所对应的时刻(ms)； | |
| V（tx） | —— | 缺陷反射峰对应时刻测点处实测的速度(m/s)。 |
图 8.2.4 桩身结构完整性系数计算示意图
8.2.4.2 身缺陷断面位置可按下式计算确定：
$$X=C(t_{\mathrm{x} }-t_1)/2000 \tag{8.2.4-2}$$
| 式中 | X | —— | 计算点与测点间的距离(m)； |
| C | —— | 桩身应力波波速(m/s)； | |
| tx | —— | 缺陷反射峰所对应的时刻(ms)； | |
| t1 | —— | 速度第一峰所对应的时刻(ms)。 |
8.2.5 在判别桩的缺陷位置或缺陷程度时，应对实测力信号和速度信号的判别分析，并观测在连续锤击情况下缺陷程度的变化情况。
8.3 低应变法
8.3.1 低应变法检测评价桩身完整性，宜采用反射波法。
8.3.2 检测仪器应具有现场显示、记录、存储实测信号的功能，并能进行数据处理、打印和绘图。
8.3.3 传感器宜选用宽频带的加速度传感器，其灵敏度应大于10 0mV/g。
8.3.4 放大系统的增益应大于60 dB,长期变化量应小于1%；合输入端的噪声水平应低于3 μV;频带宽度应不窄于10 Hz～1000 Hz,滤波频率应能调整。
8.3.5 模拟-数字转换器的位数不应小于10位，采样时间宜为50 μs～1000 μs,应能分挡调整。
8.3.6 激振设备应根据检测需要选择手锤、力棒等激振设备。
8.3.7 混凝土灌注桩的桩身平均波速可通过现场已测的完整桩确定。
8.3.8 检测前应对电源、仪器设备、传感器、连线等逐项进行检查，性能正常方可进行测试。
8.3.9 检测桩的桩顶应密实、平整，桩头处理应符合附录C的规定
8.3.10 传感器应稳固地安置，并宜安装在桩顶上。粘合剂可采用橡皮泥或黄油等材料，粘合效果可通过采集到的波形进行判断。
8.3.11 检测时，最佳激振方式应通过试验选定。实心桩，激振点宜选择在桩顶中部；空心桩，激振点宜选择在桩壁中部；直径大于1.0 m的桩，激振点不宜少于4处。激振点与传感器的距离不宜小于100 mm,激振应沿轴向进行。
8.3.12 上部有承台的桩的检测，可采用桩侧竖向激振或承台面桩内范围重锤竖向激振，并采用桩侧安装加速度传感器接收信号的方法进行。
8.3.13 信号采集和筛选，应符合下列规定。
8.3.13.1 根据桩径大小，应对称布置2个~4个安装传感器的检测点；实心桩的激振点应选择在桩中心，检测点宜在距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点和检测点宜为桩壁厚的1/2处，激振点和检测点与桩中心连线夹角宜为90°。
8.3.13.2 桩径较大或桩上部横截面尺寸不规则时，除应按上款在规定的激振点和检测点位置采集信号外，尚应根据实测信号特征，改变激振点和检测点的位置采集信号。
8.3.13.3 不同检测点或多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量。
8.3.13.4 信号不应失真或产生零漂，信号幅值不应大于测量系统的量程。
8.3.14 检测桩宜选择3锤~6锤正常信号值并行平均和分析。当桩底反射信号不明显时，可对信号进行放大处理；有疑问的桩应改变激振设备或传感器位置进行多次检测，相互验证。
8.3.15 桩身完整性应根据实测信号的波形、波速、相位、振幅和频率等特征，并结合地质情况和施工过程进行综合判定。
8.3.16 桩身应力波波速可按式(8.3.16-1)或式(8.3.16-2)计算：
$$C=2000L/t_{\mathrm{r} }\tag{8.3.16-1}$$
$$C=2L\Delta f\tag{8.3.16-2}$$
| 式中 | C | —— | 桩身应力波波速(m/s)； |
| L | —— | 测点以下桩长(m)； | |
| tr | —— | 桩底反射波到达的时间(ms),可由时域波形图上读取； | |
| Δf | —— | 完整桩的特征频率(Hz),可由频谱图读取。 |
8.3.17 桩身缺陷的断面位置可按式(8.3.17-1)或式(8.3.17-2)计算：
$$X=\dfrac{1}{2000}C_{\mathrm{m} }\cdot t^{‘}_{\mathrm{x} }\tag{8.3.17-1}$$
$$X=\dfrac{C_{\mathrm{m} }}{2\Delta f_{\mathrm{x} }}\tag{8.3.17-2}$$
| 式中 | X | —— | 计算点与测点间的距离(m)； |
| Cm | —— | 同一场地内多根已测合格桩桩身的应力波平均波速(m/s)； | |
| tx' | —— | 缺陷部位反射波到达时间(ms),可由时域波形图上读取； | |
| Δfx | —— | 缺陷的特征频率(Hz),可由频谱图读取。 |
| 完整情况 | 类别 |
| 检测波无异常反射、波速正常、桩身完好 | I |
| 检测波波形有小畸变、波速基本正常、桩身有轻微缺陷、对桩的使用没有影响 | II |
| 检测波波形出现异常反射、波速偏低、桩身有明显缺陷、对桩的使用有一定影响 | III |
| 检测波波形严重畸变、桩身有严重缺陷或断裂 | IV |
8.3.19 试验检测报告除应包括第3.6节规定的内容外，尚应包括下列内容：
- 桩身波速取值；
- 桩身完整性检测的实测信号曲线；
- 桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别；
- 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、桩底或桩身缺陷对应的相邻谐振峰间的频差。
8.4 钻芯法
8.4.1 钻芯法可用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性。采用钻芯法判定或鉴别桩端持力层岩土性状时，钻探深度应满足设计要求。受检桩桩径不宜小于800 mm、长径比不宜大于30。
8.4.2 每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置，应符合下列规定。
8.4.2.1 桩径小于1.2 m的桩的钻孔数量可为1个～2个孔，桩径为1.2 m～1.6 m的桩的钻孔数量宜为2个孔，桩径大于1.6 m的桩的钻孔数量应不少于3个孔。
8.4.2.2 钻芯孔为1个时，宜在距桩中心100 mm～150 mm的位置开孔；钻芯孔为2个或2个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15倍～0.25 倍桩径范围内均匀对称布置。
8.4.2.3 桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于1个孔，其钻探深度应满足设计要求，其他钻芯孔不宜少于1.0 m。对于端承桩、桩底持力层有夹层或岩溶的工程，每根受检桩每个钻芯孔对桩底持力层的钻探深度均应满足设计要求。设计无明确要求时，桩底持力层的钻探深度不应小于3倍桩径，且不应小于3.0 m。桩底持力层稳定或已进行超前钻的工程，桩底持力层的钻探数量和深度可适当减少。需检验桩的桩底沉渣与土层结合情况时，其芯样应钻至桩底0.5 m以下。
8.4.2.4 选择钻芯法对桩身质量、桩底沉渣、桩端持力层进行验证检测时，受检桩的钻芯孔数可为1孔。
8.4.3 钻芯法的仪器设备应符合下列规定。
8.4.3.1 钻取芯样宜采用液压操纵的高速钻机，并配置适宜的水泵、孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器和可捞取松软渣样的钻具。
8.4.3.2 取芯样应采用单动三管钻具或单动双管钻具；局部松散时，可选用单管钻具。
8.4.3.3 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，且外径不宜小于100 mm。
8.4.3.4 锯切芯样的锯切机应具有冷却系统和夹紧固定装置。芯样试件端面的补平器和磨平机，应满足芯样制作的要求。
8.4.4 钻芯法现场检测应符合下列规定。
8.4.4.1 钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机在钻芯过程中不得发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不得大于0.5%钻芯孔垂直度存在争议时，可进行钻芯孔测斜检测。
8.4.4.2 每回次钻孔进尺宜控制在1.5 m内；钻至桩底时，宜采取减压、慢速钻进、干钻等适宜的方法和工艺，钻取沉渣并测定沉渣厚度；桩底强风化岩层或土层，可采用标准贯入试验、动力触探等方法对桩端持力层的岩土性状进行鉴别。
8.4.4.3 钻取的芯样应按回次顺序放进芯样箱中，钻机操作人员应记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述；检测人员应对芯样混凝土，桩底沉渣以及桩端持力层详细编录。
8.4.4.4 钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件截取位置、桩长、孔深、检测单位名称的钻探标示牌的全貌进行拍照。
8.4.4.5 基桩质量评价满足设计要求时，应从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭，灌浆压力不应小于0.3 MPa;基桩质量评价不满足设计要求时，应封存钻芯孔，留待处理。
8.4.5 截取混凝土抗压芯样试件应符合下列规定。
8.4.5.1 桩长小于10 m时，每孔应截取2组芯样；桩长为10 m～30 m时，每孔应截取3组芯样，桩长大于30 m时，每孔应截取芯样不少于4组。
8.4.5.2 上部芯样位置距桩顶设计高程不宜大于1倍桩径或大于2 m,下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或大于2 m,中间芯样宜等间距截取。
8.4.5.3 缺陷位置能取样时，应截取1组芯样进行混凝土抗压试验。
8.4.5.4 同一基桩的钻芯孔数大于1个，且某一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处，截取1组芯样进行混凝土抗压强度试验。
8.4.5.5 桩端持力层为中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位1 m内截取岩石芯样；遇分层岩性时，宜在各分层岩面取样。岩石芯样的加工和测量应符合附录F的规定。
8.4.5.6 每组混凝土芯样应制作3个抗压试件。混凝土芯样试件的加工和测量应符合附录F的规定。
8.4.6 芯样试件抗压强度试验应符合下列规定。
8.4.6.1 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标准》(GB/T 50081)的有关规定执行。
8.4.6.2 混凝土芯样试件抗压强度试验中，发现试件内混凝土粗骨料最大粒径大于0.5倍芯样试件平均直径，且强度值异常时，该试件的强度值不得参与统计平均。
8.4.6.3 混凝土芯样试件抗压强度应按下式计算：
$$f_{\mathrm{cor} }=\dfrac{4P}{\pi d^2}\tag{8.4.6}$$
| 式中 | fcor | —— | 凝土芯样试件抗压强度(MPa),精确至0.1 MPa； |
| 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)。 |
8.4.6.4 混凝土芯样试件抗压强度可根据本地区的强度折算系数进行修正。
8.4.6.5 桩底岩芯单轴抗压强度试验以及岩石单轴抗压强度标准值的确定，宜按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)的有关规定执行。
8.4.7 检测数据分析与判定应符合下列规定。
8.4.7.1 每根受检桩混凝土芯样试件抗压强度的确定应符合下列规定：
- 取一组3块试件强度值的平均值，作为该组混凝土芯样试件抗压强度检测值；
- 桩同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度检测值时，取其平均值作为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度检测值；
- 取同一受检桩不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度检测值中的最小值，作为该桩混凝土芯样试件抗压强度检测值。
8.4.7.2 端持力层性状应根据持力层芯样特征，并结合岩石芯样单轴抗压强度检测值、动力触探或标准贯入试验结果，进行综合判定或鉴别。
8.4.7.3 桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样试件抗压强度试验结果，按表3.1.6和表8.4.7所列特征进行综合判定。混凝土出现分层现象时，宜截取分层部位的芯样进行抗压强度试验。混凝土抗压强度满足设计要求时，可判为Ⅱ类；混凝土抗压强度不满足设计要求或不能制作成芯样试件时，应判为IV类。多于三个钻芯孔的基桩桩身完整性可类比表8.4.7的三孔特征进行判定。
| 特征 | 类别 | ||
| 单孔 | 两孔 | 三孔 | |
| 混凝土芯样连续、完整、胶结好，芯样侧表面光滑、骨料分布均匀，芯样呈长柱状、断口吻合 | I | ||
| 芯样侧表面仅见少量气孔 | 局部芯样侧表面有少量气孔、蜂窝麻面、沟槽，但在另一孔同一深度部位的芯样中未出现，否则应判为Ⅱ类 | 局部芯样侧表面有少量气孔、蜂窝麻面、沟槽，但在三孔同一深度部位的芯样中未同时出现，否则应判为Ⅱ类 | |
| 混凝土芯样连续、完整、胶结较好，芯样侧表面较光滑、骨料分布基本均匀，芯样呈柱状、断口基本吻合,有以下情况之一： | II | ||
| 1.局部芯样侧表面有蜂窝麻面、沟槽或较多气孔 2.芯样侧表面蜂窝麻面严重、沟槽连续或局部芯样骨料分布极不均匀，但对应部位的混凝土芯样试件抗压度检测值满足设计要求，否则应判为Ⅲ类 |
1.芯样侧表面有较多气孔、严重蜂窝麻面、连续沟槽或局部混凝土芯样骨料分布不均匀，但在两孔同一深度部位的芯样中未同时出现 2.芯样侧表面有较多气孔、严重蜂窝麻面、连续沟槽或局部混凝土芯样骨料分布不均匀，且在另一孔同一深度部位的芯样中同时出现，但该深度部位的混凝土芯样试件抗压强度检测值满足设计要求，否则应判为Ⅲ类 3.任一孔局部混凝土芯样破碎段长度不大于10 cm,且在另一孔同一深度部位的局部混凝土芯样的外观判定完整性类别为I类或Ⅱ类，否则应判为Ⅲ类或IV类 |
1.芯样侧表面有较多气孔、严重蜂窝麻面、连续沟槽或局部混凝土芯样骨料分布不均匀，但在三孔同一深度部位的芯样中未同时出现 2.芯样侧表面有较多气孔、严重蜂窝麻面、连续沟槽或局部混凝土芯样骨料分布不均匀，且在任两孔或三孔同一深度部位的芯样中同时出现，但该深度部位的混凝土芯样试件抗压强度检测值满足设计要求，否则应判为Ⅲ类 3.任一孔局部混凝土芯样破碎段长度不大于 10 cm，且在另两孔同一深度部位的局部混凝土芯样的外观判定完整性类别为I类或Ⅱ类，否则应判为Ⅲ类或IV类 |
|
| 大部分混凝土芯样胶结较好，无松散、夹泥现象，有以下情况之一： | 混大部分混凝土芯样胶结较好，有以下情况之一： | III | |
| 1.芯样不连续、多呈短柱状或块状 2.局部混凝土芯样破碎段长度不大于10 cm |
1.芯样不连续、多呈短柱状或块状 2.任一孔局部混凝土芯样破碎段长度大于10 cm但不大于20 cm且在另一孔同一深度部位的局部混凝土芯样的外观判定完整性类别为I类或Ⅱ类，否则应判为IV类 |
1.芯样不连续、多呈短柱状或块状 2.任一孔局部混凝土芯样破碎段长度大于10cm但不大于30cm,且在另两孔同一深度部位的局部混凝土芯样的外观判定完整性类别为I类或Ⅱ类，否则应判为IV类 3.任一孔局部混凝土芯样松散段长度不大于10cm,且在另两孔同一深度部位的局部混凝土芯样的外观判定完整性类别为I类或Ⅱ类，否则应判为IV类 |
|
| 混有以下情况之一： | IV | ||
| 1.因混凝土胶结质量差而难以钻进 2.混凝土芯样任一段松散或夹泥 3.局部混凝土芯样破碎长度大于10 cm |
1.任一孔因混凝土胶结质量差而难以钻进 2.混凝土芯样任一段松散或夹泥 3.任一孔局部混凝土芯样破碎长度大于20 cm 4.两孔同一深度部位的混凝土芯样破碎 |
1.任一孔因混凝土胶结质量差而难以钻进 2.混凝土芯样任一段松散或夹泥段长度大于10 cm 3.任一孔局部混凝土芯样破碎长度大于30 cm 4.其中两孔在同一深度部位的混凝土芯样破碎、松散或夹泥 |
|
注：当上一缺陷的底部位置高程与下一缺陷的顶部位置高程的高差小30 cm时，可认定两缺陷处于同一深度部位
8.4.7.4 成桩质量评价应按单桩进行，出现以下情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求：
- 混凝土芯样试件抗压强度检测值小于设计混凝土强度等级；
- 桩长、桩底沉渣厚度不满足设计要求；
- 桩底持力层岩土性状强度或厚度未达到设计要求。
8.4.8 试验检测报告除应包括第3.6节规定的内容外，尚应包括下列内容：
- 钻芯设备情况；
- 检测桩数、钻孔数量、开孔位置、架空高度、混凝土芯进尺、持力层进尺、总进尺、混凝土试件组数、岩石试件个数、动力触探或标准贯入试验结果；
- 每孔柱状图；
- 芯样单轴抗压强度试验结果；
- 芯样彩色照片；
- 异常情况说明。
8.5 钻芯法
8.5.1 声波透射法可用于桩径不小于0.6 m的混凝土灌注桩的桩身完整性检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
8.5.2 出现下列情况之一时，不得采用声波透射法对整桩的桩身完整性进行评定：
- 声测管未沿桩身通长配置；
- 声测管堵塞导致检测数据不全；
- 声测管埋设数量不符合第8.5.6条的规定。
8.5.3 声波发射与接收换能器应符合下列规定。
8.5.3.1 圆柱状径向换能器沿径向振动应无指向性。
8.5.3.2 外径应小于声测管内径，有效工作段长度不大于150 mm。
8.5.3.3 谐振频率应为30 kHz～60 kHz。
8.5.3.4 水密性应满足1 MPa水压不渗水。
8.5.4 声波检测仪应具有下列功能：
- 实时显示和记录接收信号时程曲线以及频率测量或频谱分析；
- 最小采样时间间隔小于或等于0.5 μs,系统频带宽度为1 kHz～200 kHz，声波幅值测量相对误差小于5%，系统最大动态范围不小于100 dB;
- 声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200 V～1000 V;
- 首波实时显示；
- 自动记录声波发射与接收换能位置。
8.5.5 声测管埋设应符合下列规定。
8.5.5.1 声测管内径应大于换能器外径。
8.5.5.2 声测管应有足够的径向刚度，声测管材料的温度系数应与混凝土接近。
8.5.5.3 声测管下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应平顺过渡，管口应高出混凝土顶面100 mm以上。
8.5.5.4 浇灌混凝土前应将声测管有效固定，各声测管之间基本平行。
8.5.6 声测管埋设数量应符合下列规定。
8.5.6.1 桩径小于或等于800 mm时，不得少于2根声测管
8.5.6.2 桩径大于800 mm且小于或等于1600 mm时，不得少于3根声测管。
8.5.6.3 桩径大于1600 mm时，不得少于4根声测管；
8.5.6.4 桩径大于2500 mm时，宜增加预埋声测管数量。
8.5.7 声测管应沿钢筋笼内侧呈对称形状布置(图8.5.7),并依次编号。
8.5.8 现场检测前的准备工作应符合下列规定：
- 实受检桩的桩身混凝土强度符合第3.3.5.1款的规定；
- 采用率定法确定仪器系统延迟时间；
- 计算声测管与耦合水层声时修正值；
- 测量桩顶各声测管外壁间的最短距离；
- 将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换能器能在声测管全程范围内正常升降。
图 8.5.7 声测管布置示意图
注：检测剖面编组(检测剖面序号为j)分别为：2根管时，A-B剖面(j=1);3 根管时，A-B剖面(j=1),B-C剖面(j=2),C-A 剖面(=3);4 根管时，A-B剖面(j=1),B-C剖面(j=2),C-D剖面(j=3),D-A剖面(j=4),A-C剖面(j=5),B-D剖面(j=6)
8.5.9 现场平测和斜测应符合下列规定。
8.5.9.1 桩径小于或等于800 mm时，不得少于2根声测管
8.5.9.2 平测时，声波发射与接收声波换能器应始终保持相同深度[图8.5.9(a)];斜测时，声波发射与接收换能器始终保持固定高差[图8.5.9(b)],且两个换能器中点连线的水平夹角不应大于30°。
图 8.5.9 平测、斜测示意图
(a)平测；(b)斜测
8.5.9.3 声波发射与接受换能器应从桩底向上同步提升，声测线间距不应大于100 mm;提升过程中，应校核换能器的深度和校正换能器高差，并确保测试波形的稳定性，提升速度不宜超过0.5 m/s。
8.5.9.4 应实时显示、记录每条声测线的信号时程曲线，并读取首波声时、幅值；当需要采取信号主频值作为异常声测线辅助判据时，尚应读取信号的主频值；保存检测数据的同时，应保存波列图信息。
8.5.9.5 同一检测剖面的声测线间距、声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
8.5.10 在桩身质量可疑的声测线周围，应采用增加声测线或采用扇形扫测(图8.5.10)、交叉斜测、CT影像技术等方式，进行复测和加密测试，确定缺陷的位置和空间分布范围，排除因声测管耦合不良等非桩身缺陷因素导致的异常声测线。采用扇形扫测时，两个换能器中点连线的水平夹角不应大于40°。
图 8.5.10 扇形扫射示意图
8.5.11 因声测管倾斜导致声测数据有规律地偏高或偏低变化时，应先对管距进行合理修正，然后对数据进行统计分析。实测数据明显偏离正常值而又无法进行合理修正时，检测数据不得作为评价桩身完整性的依据。
8.5.12 平测时各声测线的声时、声速、波幅和主频，应根据现场检测数据分别按式(8.5.12-1)～式(8.5.12-4)计算，并绘制声速—深度曲线和波幅—深度曲线，也可绘制辅助的主频—深度曲线和能量—深度曲线。
$$t_{\mathrm{ci} }(j)=t_{\mathrm{i} }-t_0-t^{‘}\tag{8.5.12-1}$$
$$v_{i}(j)=\dfrac{l^{‘}_{i}(j)}{t_{ci}(j)}\tag{8.5.12-2}$$
$$A_{pi}(j)=20\mathrm{lg} \dfrac{a_{i}(j)}{a_0}\tag{8.5.12-3}$$
$$f_{i}(j)=\dfrac{1000}{T_{i}(j)}\tag{8.5.12-4}$$
| 式中 | i | —— | 声测线编号，对每个检测剖面自下而上或自上而下连续编号； |
| j | —— | 检测剖面编号，按第8.5.7条编组； | |
| tci(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线声时(μs),精确至0.1 μs | |
| ti(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线声时测量值(μs),精确至0.1 μs； | |
| t0 | —— | 仪器系统延迟时间(μs),精确至0.1μs； | |
| t' | —— | 声测管及耦合水层声时修正值(μs),精确至0.1μs； | |
| li'(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线的两声测管管口的外壁间净距离(mm)，精确至1 mm；两声测管平行时，可取为两声测管管口的外壁间净距离；斜测时，li'(j)为声波发射和接收换能器各自中点对应的声测管外壁之间的净距离，可由桩顶面两声测管的外壁间净距离和发射接收声波换能器的高差计算得到； | |
| vi(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线声速(km/s),精确至0.01 km/s; | |
| vi(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线声速(km/s),精确至0.01 km/s; | |
| Api(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线的首波幅值(dB),精确至1 dB; | |
| ai(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线信号首波峰值(dB),精确至IdB； | |
| a0 | —— | 零分贝信号幅值(dB),精确至1 dB； | |
| Ti(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线号周期(μs)，精确至0.1 μs。 |
8.5.13 采取平测或斜测时，第j检测剖面的声速异常判定概率统计值应按照下列方法确定：
- 将第j检测剖面各声测线的声速值vi(j)由大到小依次按下式排序：
$$v_{i}(j)\geqslant v_{2}(j)\geqslant \cdots v_{k^{‘}}(j)\geqslant v_{i-1}(j)\geqslant v_{i}(j)\geqslant v_{i+1}(j)\geqslant \cdots v_{n-k}(j)\cdots \geqslant v_{n-1}(j) \geqslant v_{n}(j) \tag{8.5.13-1}$$
| 式中 | vi(j) | —— | 第j检测剖面第i声测线声速，ii=1,2,…,n;； |
| n | —— | 第j检测剖面的声测线总数； | |
| k | —— | 拟去掉的低声速值的数据个数，k=0,1,2,…; | |
| k' | —— | 拟去掉的高声速值的数据个数，k'=0,1,2,…; |
- 逐一去掉vi(j)中k个最小数值和k'个最大数值后的其余数据，按下列公式进行统计计算：
$$ v_{01}(j)=v_{\mathrm{m} }(j)-\lambda \cdot s_{\mathrm{x} }(j)\tag{8.5.13-2}$$
$$ v_{02}(j)=v_{\mathrm{m} }(j)+\lambda \cdot s_{\mathrm{x} }(j)\tag{8.5.13-3}$$
$$ v_{\mathrm{m} }(j)=\dfrac{1}{n-k-k^{‘}} \sum_{i-k^{‘}+1}^{n-k} v_{\mathrm{i} }(j)\tag{8.5.13-4}$$
$$ S_{\mathrm{x} }(j)=\sqrt{\dfrac{1}{n-k-k^{‘}} \sum_{i-k^{‘}+1}^{n-k}[v_{\mathrm{i} }(j)-v_{\mathrm{m} }(j)]^2} \tag{8.5.13-5}$$
$$ C_{v}(j)=\dfrac{S_{\mathrm{x} }(j)}{v_{\mathrm{m} }(j)}\tag{8.5.13-6}$$
| 式中 | v01(j) | —— | 第j剖面的声速异常小值判断值； |
| v02(j) | —— | 第j剖面的声速异常大值判断值； | |
| vm(j) | —— | (n-k-k')个数据的平均值； | |
| Sx(j) | —— | (n-k-k')个数据的标准差； | |
| Cv(j) | —— | (n-k-k')个数据的变异系数； | |
| λ | —— | 由表8.5.13查得的与(n-k-k')相对应的系数； |
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 20 | |
| 1.28 | 1.33 | 1.38 | 1.43 | 1.47 | 1.50 | 1.53 | 1.56 | 1.59 | 1.64 | |
| 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | |
| 1.64 | 1.69 | 1.73 | 1.77 | 1.80 | 1.83 | 1.86 | 1.89 | 1.91 | 1.94 | |
| 40 | 42 | 44 | 46 | 48 | 52 | 52 | 54 | 56 | 58 | |
| 1.96 | 1.98 | 2.00 | 2.02 | 2.04 | 2.05 | 2.07 | 2.09 | 2.10 | 2.11 | |
| 60 | 62 | 64 | 66 | 68 | 70 | 72 | 74 | 76 | 78 | |
| 2.13 | 2.14 | 2.15 | 2.17 | 2.18 | 2.19 | 2.20 | 2.21 | 2.22 | 2.23 | |
| 80 | 82 | 84 | 86 | 88 | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | |
| 2.24 | 2.25 | 2.26 | 2.27 | 2.28 | 2.29 | 2.29 | 2.30 | 2.31 | 2.32 | |
| 100 | 105 | 110 | 115 | 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 145 | |
| 2.33 | 2.34 | 2.36 | 2.38 | 2.39 | 2.41 | 2.42 | 2.43 | 2.45 | 2.46 | |
| 150 | 160 | 170 | 180 | 190 | 200 | 220 | 240 | 260 | 280 | |
| 2.47 | 2.50 | 2.52 | 2.54 | 2.56 | 2.58 | 2.61 | 2.64 | 2.67 | 2.67 | |
| 300 | 320 | 340 | 360 | 380 | 400 | 420 | 440 | 470 | 500 | |
| 2.72 | 2.74 | 2.76 | 2.77 | 2.79 | 2.81 | 2.82 | 2.84 | 2.86 | 2.88 | |
| 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | |
| 2.91 | 2.94 | 2.96 | 2.98 | 3.00 | 3.02 | 3.04 | 3.06 | 3.08 | 3.09 | |
| 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | 1500 | 1600 | 1700 | 1800 | 1900 | 2000 | |
| 3.12 | 3.14 | 3.17 | 3.19 | 3.21 | 3.23 | 3.24 | 3.26 | 3.28 | 3.29 |
- 按k=0、k'=0、k=1、k'=1、k=2、k'=2…的顺序，将参加统计的数列最小数据vn-k(j)(j)与异常小值判断值v01(j)进行比较，vn-k(j)小于或等于v01(j)时剔除最小数据；将最大数据 vk'+1(j)与v02(j)进行比较，vk'+1(j)大于或等于v02(j)时剔除最大数据；每次剔除一个数据，对剩余数据构成的数列，重复式(8.5.13-2)～式(8.5.13-5)的计算步骤，直到以下两式成立：
$$ v_{n-k}(j) > v_{01}(j)\tag{8.5.13-7}$$
$$v_{k^{‘}+1}(j) < v_{02}(j) \tag{8.5.13-8}$$
- 第j检测剖面的声速异常判断概率统计值，按下式计算：
$$ v_{0}(j)=\begin{cases}v_{\mathrm{m}}(j)(1-0.015\lambda) \qquad 当C_{\mathrm{v} }(j)<0.015时\\ v_{0}(j) \qquad \qquad \qquad 当0.015 \leqslant C_{\mathrm{v} }(j)\leqslant0.045时\\ v_{\mathrm{m} }(j)(1-0.045\lambda )\qquad 当C_{\mathrm{v} }(j)>0.045时\end{cases}\tag{8.5.13-9}$$
| 式中 | v0(j) | —— | 第j测剖面声速异常判断概率统计值。 |
8.5.14 受检桩的声速异常判断临界值，应符合下列规定。
8.5.14.1 应根据本地区经验，结合预留同条件混凝土试件或钻芯法获取的芯样试件的抗压强度与声速对比试验，分别确定桩身混凝土声速低限值v1,和混凝土试件的声速平均值vp。
8.5.14.2 v0(j)大于v1且小于vp时，vc(j)可按下式确定： $$ v_{\mathrm{c} }(j)=v_{\mathrm{0} }(j)\tag{8.5.14}$$ 8.5.14.3 v0(j)小于或等于v1或v0(j)大于或等于vp时，应分析原因；第j检测剖面的声速异常判断临界值，可参考同一桩的其他检测剖面的声速异常判断临界值确定，或参考同一工程相同桩型且混凝土质量较稳定的其他被检桩的声速异常判断临界值确定。
8.5.14.4 只有单个检测剖面的桩，其声速异常判断临界值等于检测剖面声速异常判断临界值；具有3个及3个以上检测剖面的桩，应取各个检测剖面声速异常判断临界值的算数平均值，作为该桩各声测线的声速异常判断临界值。
8.5.15 声速 νi,(j)异常应按下式判定： $$v_{\mathrm{i} }(j)\leqslant v_{\mathrm{0} }\tag{8.5.15}$$ 8.5.16 波幅异常判断的临界值，应按式(8.5.16-1)和式(8.5.16-2)计算，波幅Api,(j)满足式(8.5.16-3)时应判定为波幅异常。 $$A_{\mathrm{m} }(j)=\dfrac{1}{n}\sum_{i-1}^{n} A_{\mathrm{pi} }(j) \tag{8.5.16-1}$$ $$A_{\mathrm{c} }(j)= A_{\mathrm{m} }(j)-6 \tag{8.5.16-2}$$ $$ A_{\mathrm{pi} }(j) < A_{\mathrm{c} }(j)\tag{8.5.16-3}$$ 8.5.17 采用信号主频值作为辅助异常声测线判据时，主频—深度曲线上主频值明显降低的声测线应判定为异常。 8.5.18 采用接收信号的能量作为辅助异常声测线判据时，能量—深度曲线上接收信号能量明显降低应判定为异常。 8.5.19 采用斜率法作为辅助异常声测线判据时，声时—深度曲线上相邻两点的斜率与声时差的乘积PSD值应按式(8.5.19)计算。PSD值在某深度处突变时，宜结合波幅变化情况进行异常声测线判定。 $$\mathrm{PSD} (j,i)=\dfrac{[t_{\mathrm{ci} }(j)-t_{\mathrm{ci} -1}(j)]^2}{z_{\mathrm{i} }-z_{\mathrm{i} -1}}\tag{8.5.19}$$ 8.5.20 桩身缺陷的空间分布范围，可根据桩身同一深度上各检测剖面桩身缺陷的分布和复测、加密测试的结果确定。 8.5.21 桩身完整性类别应结合桩身缺陷处声测线的声学特征、缺陷的空间分布范围，按表3.1.6和表8.5.21所列特征进行综合判定。 注：① 完整性类别由IV类往I类依次判断； 8.5.22 试验检测报告除应包括第3.6节规定的内容外，尚应包括下列内容： \(\ \)
式中
vc(j)
——
第j检测剖的声速异常判断临界值；
v0(j)
——
第j检测剖面的声速异常判断概率统计值。
式中
Am(j)
——
第j检测剖面各声测线波幅平均值(dB),精确至1 dB；
Api(j)
——
第j检测剖面第i声测线的波幅值(dB),精确至1dB；
Ac(j)
——
第j检测剖面波幅异常判断的临界值(dB),精确至1 dB；
n
——
检测剖面的声测线总数。
式中
PSD
——
生声时—深度曲线上相邻两点连线的斜率与声时差的乘积(μs2/m)；
tci(j)
——
第j检测剖面第i声测线声时(μs)，精确至0.1 μs
tci-1(j)
——
第j检测剖面第i-1声测线声时(μs)，精确至0.1 μs；
zi
——
第i声测线深度(m)，精确至0.01m；
zi-1
——
第i-1声测线深度(m)，精确至0.01m。
特征
类别
所有声测线声学参数无异常，接收波形正常
I
所有声测线声学参数无异常，接收波形正常
存在声学参数轻微异常、波形轻微畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，或在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%
II
存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%
存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，但在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%
III
存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，但在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%
存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%
存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，且在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%
IV
存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，或在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%
② 只有一个检测剖面的受检桩，桩身完整性判断应按该检测剖面代表桩全部横截面的情况对待。