桩身完整性检测方法有低应变反射波法、声波透射法和钻探取芯法三种。
高应变动测法、声波折射法也可以进行桩身完整性检测。
低应变反射波法具有仪器轻便、操作简单、检测速度快、成本低等特点，可检测桩身缺陷及位置，判定桩身完整性类别。
声波透射法需在基桩混凝土浇筑前预埋声测管，测试操作较复杂，可检测灌注桩桩身缺陷及其位置，较可靠地判定桩身完整性类别。
钻芯法使用设备笨重、操作复杂、成本高，但检验成果直观可靠。它可以检测桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，鉴别桩底岩土性状，准确地判定桩身完整性类别。
《公路工程基桩检测技术规程》（JTG/T 3512-2020）规定，采用低应变反射波法或声波透射法检测时，被检桩混凝土强度不得低于设计强度的70%且不得小于15MPa，龄期不应少于7d。 对混凝土灌注桩进行钻孔取芯检测时，被检桩的混凝土龄期应达到28d或强度达到设计要求。
【2024综合】根据《公路工程基桩检测技术规程》（JTG/T3512-2020），可用于基桩完整性检测的方法是（ ）。
A.低应变反射波法 B.超声波透射法 C.高分辨直流电法 D.钻孔取芯法
【答案】ABD
1．基本原理
把桩视为一维弹性均质杆件，设介质密度为ρ、截面面积为A、纵波波速为C、弹性模量为E，则桩身材料的广义波阻抗Z =ρAC= EA/C。当桩顶受到激励力后，则压缩波以波速C沿桩身向下传播，当遇到桩身波阻抗变化的界面时，压缩入射波(I)在波阻抗界面将产生反射波(R)和透射波(T)。
桩身各种性状以及桩底不同的支承条件，均可归纳成以下三种波阻抗变化类型：
(1)当Z_1≈Z_2时，即桩身连续、无明显阻抗差异时。此时n=1，F=0，T=1，即桩身无反射波信号，应力波全透射，表示桩身完整。
(2)当Z_1>Z_2时，相当于桩身有缩径、离析、空洞及摩擦桩桩底的情况。此时n>1，F<0，T>0，反射波为上行拉力波, 反射波与入射波同相。上行拉力波与下行压力波的方向一致，在桩顶检测出的反射波速度和应力均与入射波信号极性一致。
(3)当Z_1<Z_2时，相当于桩身扩径、膨胀或端承桩的情况，则n<1，F>0，T>0。反射波为上行压缩波，在桩顶接收到的反射波速度及应力均与入射波信号的极性相反。
【2017综合】低应变的原理是，把桩视为一维弹性匀质杆件，当桩顶收到激励后，压缩波以波速C沿桩身向下传播，当遇到桩身波阻抗或截面积变化的界面时，在界面将产生（ ）。
A.反射波、透射波 B.绕射波、折射波
C.反射波、吸收波 D.反射波、绕射波
【答案】A
【2018判断】反射波法可测得基桩的缩径状况。（ ） 【答案】正确
2．检测仪器设备
反射波法检测系统由基桩动测仪、传感器和激振设备组成。
1)基桩动测仪
2)传感器主要性能指标
(1)传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。
3)激振设备
(1)激振锤的材质与性能
反射波法基桩质量检验用的手锤和力棒，其锤头的材质有铜、铝、硬塑、橡皮等。改变锤的质量和锤头材质，即可获得检测所需的能量和激振频谱要求。
基本技术特性：波形、峰值、脉冲宽度或频谱、输入能量
3．现场检测技术
1)准备工作
(1)现场踏勘及资料收集
①传感器安装位置应平整，混凝土灌注桩桩头应凿至新鲜混凝土面，各测试点与激振点宜用砂轮机磨平。
③预制桩的检测应在相邻桩施工完成后再进行。
(2)桩头处理
桩头应凿去浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土，桩头外露主筋不宜太长。桩头表面应平整干净、无积水，并将传感器安装点与敲击点部位磨平。
(3)测量传感器及激振设备操作
①传感器应安装在桩头平整面上，对灌注桩应安装在新鲜混凝土面上，并应与桩顶面垂直，确保传感器黏结稳固、耦合良好。
②激振设备应进行现场对比试验选定，短桩或分辨浅部缺陷时，宜采用窄脉冲低能量激振；长桩或深部缺陷，宜采用宽脉冲大能量激振，选用不同重量和材质的力锤（棒），也可采用软硬适宜的锤垫。
③采用力锤（棒）激振时，其作用力方向应与桩顶面保持垂直。
2）仪器参数设置
（1）采样频率
f_s≥2f_m，通常取f_s=3f_m
（2）采样点数 N≥1024
每通道的采样点数不少于1024点。
采样间隔∆t=1/f_s 采样时间T=N∙∆t
采样频率越高，采样间隔越小，时域分辨率越高，而频域分辨率越低。
3）信号采集
（1）对于混凝土灌注桩，激振点宜选择在桩中心，传感器宜安装在距桩中心2/3半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。当桩径小于1000mm时，不宜少于2个测点；当桩径大于或等于1000mm时，应设置3~4个测点；测点宜以桩心为中心对称布置。
（2）对混凝土预制桩，当边长或桩径小于600mm时，不宜少于2个测点；当边长或桩径大于或等于600mm时，不宜少于3个测点。
（3）对预应力混凝土管桩，激振点、检测点和桩中心连线形成的夹角宜为90°，且不应少于2个测点。
（4）各测点记录的有效信号数不应少于3次，且检测波形应具有良好的一致性。
【2020多选】低应变反射波法检测桩身完整性时，锤击桩头的目的是要在桩顶输入一个符检测要求的初始应力波脉冲，其基本技术特性为( )。
A.波形 B.峰值 C.脉冲宽度 D.输入能量
【答案】ABCD
【判断】在桥梁工程中采用低应变反射波法检测桩身完整性时，若要检查桩身微小的缺陷，应使锤击振源产生主频较低的激励信号。（ ）
【答案】错误
【2019助理单选】为了保证振动测试信号处理时不产生混叠，信号采样频率至少为原信号最大频率的（ ）倍以上。
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【单选】采用低应变反射波法检测混凝土灌注桩时，激振点宜在桩顶( )。
A.中心部位 B.距桩中心2／3半径处
C.距桩中心1/2半径处 D.边缘部位
【答案】A
4．检测数据的分析与判定
宜以时域分析为主、频域分析为辅
1)时域分析
选用相同条件下（地质条件、设计桩型、成桩工艺相同）不少于5根I类桩的桩身波速值，按下式计算其平均值。
(1)桩身波速平均值的确定
c_m=1/n∑_i=1^n▒c_i
(2)桩身缺陷位置计算
x=1/2000∙∆t_x∙c=1/2∙c/∆f
∆t_x——第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）
∆f——幅频曲线上相邻谐振峰间的频差（Hz）
(3)桩身完整性判定
【2022单选】关于低应变反射波法的桩身完整性测试结果描述中，可以判定为Ⅳ类桩的是（ ）。
A．2L/c时刻前有明显缺陷反射波，有桩底反射波信号
B．2L/c时刻前有严重的缺陷反射波，有桩底反射波信号
C．2L/c时刻前有明显缺陷反射波，桩底反射信号不明显
D．2L/c时刻前有严重的缺陷反射波，无桩底反射波信号
【答案】D
【单选】某桩现场实测波形如下图所示，则应判定为( )类桩。
A.I类桩 B．Ⅱ类桩 C．Ⅲ类桩 D．Ⅳ类桩
【答案】C
【单选】采用低应变反射波法检测某桥梁工程钻孔灌注桩的桩身完整性时，若实测平均波速为4400m/s，反射波首先返回的时间为0.005s，则缺陷位于桩顶以下( )处。
A．11m B．22m C. 33m D．44m
【答案】A
【解析】（4400*0.005）/2=11m
【2017综合】低应变反射波法检测结果分析包括（ ）。
A.桩身波速平均值确定 B.桩身缺陷位置计算
C.桩身完整性判断 D.混凝土强度计算
【答案】ABC
【2021助理判断】反射波法可以测算桩身混凝土的强度等级。（ ）
【答案】错误
它的特点是检测的范围可覆盖全桩长的各个检测剖面，检测全面细致，信息量大，成果准确可靠；现场操作不受场地、桩长、长径比的限制，操作简便，工作进度快。
1．基本原理
声波透射法是在灌注桩中预埋声测管，管中注满水作为耦合剂，将超声换能器置于声测管中，换能器发射超声脉冲向桩身混凝土辐射传播。当桩身混凝土介质存在阻抗差异时，声波将发生反射、绕射、折射和声波能量的吸收、衰减，经接收换能器接收后可判读出超声波穿越混凝土后的首波声时、波幅及接收波主频等声学参数，通过桩身缺陷引起声学参数或波形变化来检验桩身混凝土是否存在缺陷。
2．检测仪器设备
2)声测管埋设要求
以选用强度较高的金属管为宜。
(1)声测管内径应大于换能器外径(>15mm)。
(2)声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物。声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100~300mm，且各声测管管口高度应一致。
(3)应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。
(4)当桩径小于1000mm时，应埋设二根管；当桩径大于或等于1000mm且小于或等于1600mm时，应埋设三根管；当桩径大于1600mm且小于2500mm时，应埋设四根管；当桩径大于或等于2500mm时，应增加声测管的数量。
【2023综合】关于声波透射法表述正确的有（ ）。
A.需要在施工中预埋声测管
B.需要对桩头加固处理
C.检测范围可覆盖全桩长各个检测剖面
D.现场检测不受场地、桩长、长径比限制
【答案】ACD
【2021助理单选】用声波透射法检测钻孔灌注桩时，所依据的基本物理量是接收信号的频率变化和波形畸变，此外还有（ ）。
A.混凝土强度 B.声程值和缺陷大小
C.声时值和波幅变化 D.混凝土标号及缺陷位置
【答案】C
【2018助理判断】声波透射法中采用钢管比用塑料管声能透过率高。（ ）
【答案】正确
【2019判断】根据《公路工程基桩检测技术规程》（JTG/T 3512-2020）规定，对1500mm直径的桥梁基桩，采用声波透射法检测基桩完整性，应预埋4根声测管。
【答案】错误
3．现场检测技术
1)检测准备工作
受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15Mpa，《公路工程基桩检测技术规程》（JTG/T 3512-2020）规定，满足强度条件时，龄期同时不应少于7d。
（1）标定超声波检测仪发射至接收的系统延迟时间to。
（2）声测管内灌满清水，且保证换能器应能在声测管中升降畅通。
（3）应准确测量声测管的管径和壁厚，测量精度为±0.1mm；测量桩头处声测管外壁相互之间距离，测量精度为±1mm。
（4）取芯孔作为超声波的检测通道时，其垂直度误差不应大于0.5%，检测前应进行孔内清洗。
2)检测方法
检测混凝土灌注桩有桩内单孔折射法和跨孔透射法两种。
单孔折射法采用一发两收换能器置于一个孔中，信号分析难度大，用于辅助判断缺陷位置、范围和程度。
跨孔透射法是在桩内预埋两根或两根以上的声测管，把发射和接收换能器分别置于两根管中。
（1）测点间距不应大于250mm。发射与接收换能器应以相同高程同步升降，其累计相对高差不应大于20mm，并随时校正。
（2）在对同一根桩的检测过程中，声波发射电压和仪器参数设置等应保持不变。
（4）对声时值和波幅值出现明显异常的部位，应采用加密平测、双向斜测或扇形扫测进行局部细测，确定桩身混凝土缺陷的位置、大小和严重程度；上述细测的测点间距不应大于100mm；局部斜测时两支换能器发射、接收部分的中心连线与水平面的夹角不应小于30°。
4)测试方式
(1)对测。发、收换能器分别置于两声测管的同一高度，自下而上，以相同步长（≤100mm）向上提升。
(2)斜测。发、收换能器保持一定的高程差，同步升降。发、收换能器中心连线与水面夹角一般取30°~40°。
(3)扇形测
当现场进行平测以后，发现其PDS、声速、波幅明显超过临界值，接收频率、波形（或频谱）等物理量异常时，为了找出缺陷所造成阴影的范围，确定缺陷位置、范围大小和性质，需要进行更详细的检测。
4．检测数据分析与判定
灌注桩声波透射法检测分析和处理的参数主要有声时tc、声速v、波幅Ap及主频f，同时要观测和记录实测波形。绘制出声速-深度(v-z)曲线、波幅-深度（Ap-z）曲线和PSD判据图来分析桩身质量情况。
2)声速临界值计算
当V_i≤V_c成立时，测点的声速可判定为异常，应将其作为可疑缺陷区。
3)波幅临界值计算
波幅临界值A_D=A_m−6，当测点的波幅值小于波幅临界值（A_i<A_D）时，应将其作为可疑缺陷区。
4) PSD判据
采用斜率法的PSD值在某深度处的突变，结合波幅变化情况，作为异常点判定的辅助依据。
当PSD值在某测点附近变化明显时，应将其作为可疑缺陷区。
1．钻探取芯的目的与适用范围
1)钻探取芯的目的
(1)检测桩身混凝土胶结状况，是否存在空洞、蜂窝、夹泥、断桩等缺陷，判定桩身完整性类别，从而分析研究产生质量的原因、程度及处理措施。
(2)检测混凝土灌注桩桩长，检验桩底沉渣是否满足设计要求，鉴别桩底持力层的岩土性状和厚度是否符合设计或规范要求。
(3)通过对混凝土芯样力学试验，评定桩身混凝土的强度。
(4)对施工中出现异常或因质量问题采取处理后的桩，通过钻探取芯，检验其成桩质量及对工程的影响程度。
(5)桩身存在缺陷的桩，可以利用钻孔进行压浆补强处理。
2)适用范围
受检桩的桩径不宜小于800mm，长径比不大于40且桩身混凝土强度等级不低于C10。