低应变检测

一、概述

指在桩顶施加一个动态力（动荷载），动态力可以是瞬态冲击力或稳态激振力。桩-土系统在动态力的作用下产生动态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩顶测动态响应信号（如位移、速度、加速度信号），通过对信号的时域分析或传递函数分析，判断桩身结构完整性。用反射波法，对每一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试；对同一根基桩，三次锤击所形成的三条波形曲线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数据方算合格。

二、检测原理及方法

反射波法的检测原理是以一维弹性杆件的应力波理论为基础的。由一维波动理论可知，应力波从一种介质向另一种介质传播时，其波阻抗比N、反射系数F为：
N=(ρVcA)1/(ρVcA)2
F=(1-N)/(1+N)
式中：ρ—桩身材料（砼）密度(kN/m3)；
Vc—桩中应力波传播速度(m/s)；
A—桩身的横截面积(m2)。
由于应力波的反射是由材料的波阻抗比发生变化而引起的，故由上式可知，若桩身介质密度ρ或桩身横截面A发生变化时，则会使入射波产生反射。测试时，在桩顶锤激力的作用下，产生一弹性压缩波，此波以波速Vc沿桩身向下传播，当遇到桩身截面变化或者桩身介质密度变化时，入射波将产生反射和透射，反射信号由安装在桩顶的传感器接收，通过基桩动测仪采集信号，再送到计算机由专用软件进行综合分析，根据处理后的时域波形图和频谱图，则可判断桩身是否有缺陷及缺陷的类型、位置和缺陷程度，由桩端反射波到达传感器的时间ΔT可算出桩身介质的波速。桩身介质的波速Vc和桩身缺陷的深度Li，分别按下列公式计算：
Vc=2•L/ΔT
Li=0.5•Vcm•ΔTi
式中：L—桩长(m)；
Vc—基桩桩身材料的波速(m/s)；
Vcm—同一工地内桩身材料的平均波速(m/s)；
ΔTi—桩身缺陷Li部位的反射波到达时间(s)。
低应变反射波法检测基桩质量具有全面、快速、经济、准确等优点，特别对检测缩径、夹泥、空洞、断桩等桩身缺陷颇为灵敏。其检测系统示意图如下：