低应变、声波透射、热法桩身完整性测试实测数据对比

检测桩基完整性的方法很多，主要方法有钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法，以及最新的热法桩身完整性检测等。

低应变法和声波透射法是目前使用较多，开展较为广泛的桩身完整性检测方法。而热法桩身完整性检测是近两年最新推出的混凝土灌注桩检测方法。

低应变检测法

低应变法是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论进行时域分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。

声波透射法

声波透射法指在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。

热法桩身完整性测试

热法桩身完整性测试，通过测量整个桩身在浇筑混凝土24小时内，水泥水化过程中温度升高来确定桩身完整性。而混凝土释放的总热能，取决于水泥含量和总混凝土量，因此通过这种方法可评估桩的横截面尺寸和混凝土的质量。

测试方法各有不同，为测试三种检测方法的差异。欧美大地联合PDI公司及检测机构，在同一桩上分别采用低应变法、声波透射法及热法桩身完整性测试进行缺陷检测对比。

测试模型设计

桩径：Φ800

桩长：10m

混凝土标号：C25

钢筋笼：直径600mm，主筋12根（用于绑热电缆和声测管），箍筋若干

预埋声测管：3根，采用直径50mm的钢管

测试桩设计

缺陷设置

缺陷1：模拟钢筋笼覆盖不好

桩顶以下2.0~2.5m处在钢筋笼外部绑砂袋。

缺陷2：模拟夹泥

桩顶以下5.5~6m处，钢筋笼内部绑砂袋。

缺陷3：模拟沉渣过厚

清孔后，在钢筋笼底部绑砂袋。

现场人为缺陷设置

缺陷1：桩顶以下2.0~2.5m范围，钢筋笼外侧捆绑3袋泥土，模拟钢筋笼外夹泥，覆盖不好。位于2#和3#声测管之间。

缺陷2：桩顶以下5.5~6.0m范围，钢筋笼内预埋捆绑3袋泥土（1#声测管处绑扎1袋，左右各绑扎1袋，缺陷影响到3-1、1-2剖面，不影响2-3剖面），模拟明显夹泥。

缺陷3：3袋泥土绑扎在钢筋笼底部焊好的托架上，模拟桩底沉渣。泥土为现场钻孔取出的泥浆，大小尺寸约40cm长，18cm直径的圆柱体。

测试选用设备

PIT-QFV型低应变桩身完整性测试仪

PIT-QFV型桩身完整性测试仪是快速、便捷评估钻孔桩及打入桩桩身完整性的利器。该产品用于检测各种灌注桩和打入桩的桩身完整性判定桩身缺陷的程度及位置是进口设备中最为巧轻便的桩身完整性测试仪。

CHAMP-Q 声波透射法检测仪

采用跨孔声波透射法（CSL）评价钻孔桩、地下连续墙、螺旋桩以及其他基础建构筑物的混凝土质量及其一致性。

TIP热法桩身完整性测试仪

热法桩身完整性测试仪用于评价混凝土灌注桩桩身质量。TIP热法桩身完整性测试仪是利用水泥固化（水化能）产生的热来评价混凝土灌注桩的桩身质量的，可应用于钻孔桩、螺旋桩等。

桩身缺陷检测

低应变与跨孔超声检测

采用PDI低应变检测仪PIT和声波透射法检测仪CHAMP，进行现场测试。

低应变检测结果

低应变检测我们使用两种锤子，一种较大较软的力棒，一种PDI原装的玻璃锤。

先尝试使用重锤（软头的力棒，模拟用锤不当情况），得到下面2条曲线，可以看出：

重锤锤击，输入波的宽度大（本次达到4m），在桩身上传播远，但会掩盖缺陷。因此输入波的宽度会影响判断。

然后使用小锤（PDI原装3磅玻璃锤），得到下面3条原始曲线。

为分析桩身缺陷尺寸，采用PIT-W软件中的profile analysis侧剖面分析功能，分析过程如下：

侧剖面分析的结果：

跨孔超声检测结果

超声波跨孔透射法检测，采用CHAMP，检测发现缺陷及位置如下表：

由检测成果表可以看出：

TIP热法桩身完整性检测

TIP数据采集盒，按照设定的采集频率，15分钟采集一次温度数据，连续采集24小时。整个采集过程TIP设备主机无需放在现场，只需要采集盒放在现场即可。主机只用于设置数据采集盒工作参数及读取数据。

热电缆上有热感应传感器，间隔30cm。现场把热电缆绑扎在主筋侧面，从桩底至桩顶，桩顶外伸部分的接头外接数据采集盒。

TIP检测结果

通过24小时测试到的温度数据，绘制桩身各深度幅值温度分布图，可以看出：

热传导电缆，温度初始值与温度峰值

结果比较分析

PIT低应变测试分析

对于此案例，似乎PIT对缺陷位置与大小给出更合理的成果（包括预先计划的、与计划外发生的），但需要注意：

跨孔声测法测试分析

与PIT检测相比，我们通常认为，跨孔声测法能给出更多确凿的结论且容易分析，是一种可靠的测试方法，当然它花费大、操作耗时而且需要预先埋设声测管。

对于本次测试，结论如下：

TIP测试分析