[科普中国]-低应变动测法

低应变动测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号、频率信号，从而获得桩的完整性。

概述低应变动测法(low strain integrity testing)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。通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。在桩顶竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或沿桩身截面面积发生变化(如缩颈或扩颈)时，将产生反射波，经接收、放大、滤波和数据处理后，可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信息进行分析，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。1

测试注意该方法检测简便，且检测速度较快，但如何获取好的波形，如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。 测试过程是获取好信号的关键，测试中应注意：①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同，一般要求桩径在120cm以上，测试3～4 点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器 20～30 cm 处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装，注意选择好粘贴方式，一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥，没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10 锤，在不同点，不同激振情况下，观测波形的一致性，以保证波形真实且不漏测。

检验基桩完整性低变应动测法检验基桩完整性的典型范例见图1。图1(a)所示为完整桩；图1(b)所示为有缩颈类缺陷的基桩，桩身缩颈类缺陷包括桩身夹泥、离析、蜂窝、空洞、缩颈等，缺陷反射波与直达波同相位；严重的缩颈会产生多次反射波，特点是多次反射是等时间间隔的图1(c)；图1(d)所示为有扩颈类缺陷的基桩，扩颈反射波与直达波反相位；严重的扩颈会产生多次反射图1(e)；图1(f)所示为由缩颈和扩颈缺陷的基桩。

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、施工情况等，按图2所示实测时域或幅频信号特征进行综合分析判定。1

局限性低应变动测法轻便、快速，适于大面积普查，但也存在以下局限性：

(1)作用在桩顶上的能量较小，应力波沿桩身传播衰减较快．所以低应变动测法测桩的长度受到一定限制。

(2)桩身有多个缺陷时，一般低应变动测法只能检测到最上面的缺陷。

(3)当桩侧阻力很大时，桩尖反射难以看到。

(4)不如开挖、钻孔、取芯、声波透视法直观。

(5)对缺陷方位、钢筋笼的长度、孔底沉渣厚度等缺陷不易确定。1

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杨晓红 - 副教授 - 西南大学