低应变动力试桩法主要用于桩的完整性检测,根据激振方式的不同,又可分为反射波法(小锤敲击法)、机械阻抗法、水电效应法和共振法等数种。低应变检测仪器在选购时要注意基本原理、适用范围、仪器要求,三种重要指标!
一、基本原理
反射波法是建立在一维波动理论基础上,将桩假设为一维弹性连续杆,在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,波阻抗将发生变化,产生反射波,通过安装在桩顶的传感器接收反射信号,对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理,可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系,通过对反射信息的分析计算,判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度,判定桩身缺陷程度及位置。
二、适用范围
1、低应变适用于检测混凝土桩的桩身完整性,判定桩身缺陷的程度及位置。只能定性判定,不能定量。
2、低应变法是通过一维波动理论分析来判定基桩的桩身完整性,这种方法也称之为反射波法(或瞬态时域分析法)。
3、低应变法的理论基础是一维线弹性杆件模型,因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比不宜小于10,设计桩身横截面宜基本规则。另外,一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假设成立,所以,对于薄壁钢管桩、大直径现浇薄壁混凝土管桩和类似于H型钢桩的异型桩,若激励响应在桩顶面接收时,低应变方法不适用 。
三、仪器要求
检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定。具有连续采集、快速自动存贮、显示实测信号和处理分析信号的功能。
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106)对仪器设备的要求如下:
(1)检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定;
(2)瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫;力锤可装有力传感器;稳态激振设备应为电磁式稳态激振器,其激振力可调,扫频范围为10Hz~2000Hz。
《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T F81-01)对仪器设备的要求如下:
(1)检测系统应包括激振设备、传感器、信号采集及处理器和专用附件。
(2)检测仪器的主要技术性能指标不应低于《基桩动测仪》(JG/T 3055)中规定的2级标准要求,具有连续采集、快速自动存贮、显示实测信号和处理分析信号的功能。
(3)检测仪器信号采集系统应符合下列规定。
① 数据采集和处理器模/数(A/D)转换器的位数不低于16bit。
② 采样间隔宜为10µs~50µs。
③ 单通道采样点不少于1024点。
④ 放大器增益宜大于60dB,可调、线性度良好,其频响范围应满足10Hz~5kHz。
(4)激振设备应包括能激发窄脉冲和宽脉冲不同材质的力棒、力锤和锤垫。
(5)传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器,其频响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频率范围。