低应变法

low strain integrity testing 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。

Ⅰ 基本要求与内容

（1）施工后，宜先进行工程桩完整性检测后进行承载力检测。当基础埋深衫告较大时，桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。桩身完整性抽样检测，检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，检测方法应采用低应变法。低应变法试验应由具有相应检测资质的单位承担。

（2）当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20％时，宜采用低应变法在未检桩中继续扩大抽检。

（3）抽检数量应符合下列规定：

1）柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根；

2）设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30％，且不得少于20根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20％，且不得少于10根。

3）当施工质量有疑问的桩、设计方认为重要的桩、局部地质条件出现异常的桩、施工工艺不同的桩数量较多，或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应适量增加抽检数量。

（4）当采用低应变法检测时，受检桩或衫明混凝土强度至少达到设计强度的70％，且不小于15MPa。

（5）低应变法的有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

（6）桩身完整性类别应按低应变法桩身完整性类别判定表判定。

（7）应填写基桩低应变法检测报告，见质控（建）表4.1.8.2-9。

Ⅱ 核查办法

（1）核查试验是否由具有相应检测资质的单位承担。

（2）核查检测报告内容是否符合规定。

（3）核查检测报告是否附有桩身完整性检测的实测信号曲线。

（4）核查检测报告有无桩身波速取值、桩身完整性描述、缺陷位置及桩身完整性类别、无时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数或幅频信号曲线分析的频率范围、桩底或桩身缺陷对应的相邻谐振峰间的频差等基本信息。

Ⅲ 核定原则

凡出现下列情况之一，本项目核定为“不符合要求”。

（1）出具检测报告的单位无相应检测资质。

（2）应采用低应变法检测的单位工程塌颤无相应检测报告或检测数量不足。

（3）评价结果桩身完整性类别为Ⅳ类的桩，又未采取补强措施。

（4）检测报告内容不符合规定或结论不准确。

低应变反射波法是基桩检测中应用最广泛的方法，也称瞬态动测法、锤击法等。该方法仪器设备轻便，测试方便，解释直观，工作效率高。方法主要用于基桩的完整性，桩身缺陷程度及位置，有效桩长等。

1.方法基本原理

埋设于地下的桩的长度要远大于基桩直径，因此，可将其简化为有侧限约束的一维d性杆件，在桩顶初始扰力作用下产生的应力波沿桩身向下传播，并且满足一维波动方程:

环境与工程地球物理勘探

式中:μ(x，t)为某一时刻x方向质点的位移(m)vP为桩身材料的纵波波速(m/s)。

d性波沿桩身传播过程中，在桩身夹泥，离析、扩颈、缩颈、断裂、桩端等桩身阻抗变化处将会发生反射和透射，用记录迟键仪记录下反射波在桩身中传播的波形，通过对反射波曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位置进行判定，并对桩身混凝土强度进行评估。

如图2－62所示，为小手锤在桩头施加一冲击力f(t)，桩将产生纵向振动而产生应力波，波沿桩身传播至桩底部分能量反射回桩顶。若在桩中遇到波阻抗界面时，将产生反射波，如图2－63示，其反射系数为

环境与工程地球物理勘探

式中:A1、A2为桩身截面积ρ1、ρ2为介质密度v1、v2为波速R为反射系数。这里是以广义的波阻抗Aρv替代波阻抗ρv，它取决于波阻抗的差异和截面积的变化。

图2－62 低应变反射法示意图

图2－63 应变波的反射与透射

利用安置在桩顶部的拾震器接收初始信号、桩身缺陷和桩底产生的反射波信号，通过仪器进行处理和分析，结合地质资料对桩的完整性和混凝土质量作出评价。

2.基桩完整性的分析与判别

(1)完整桩

完整桩一般指桩身混凝土胶结良好，均匀连续，抗压强度达到设计要求的桩。它只存在一个桩底波阻抗界面。由图2－64可看出，A1ρ1v1>A2ρ2v2，所以R<0，根据入射波和反射波速度量的相位关系为同向，体现在U(t)曲线上信号为同向叠加，如图2－65所示，其波形特征为一衰减振动曲线，衰减快，桩底反射波明显，分辨率高。由图分析可得一次反射波旅行时为t，桩长为l，则平均速度为

环境与工程地球物理勘探

t可以从时程曲线上读得，若知vc或l中任一个，便可求解。若二者均未知时，常利用统计的方法或其他实验的方法假定vc或根据施工记录来假定l，以求得近似解。

图2－64 桩身完好

图2－65 完好桩实测波形

(2)缺陷桩

当桩间存在缺陷，如断裂、夹层、空洞、缩颈或扩颈时，缺陷部位的应力波传播速度v、密度ρ或截面积A与桩铅指身完好部位都有所不同，即存在波阻抗差异。当应力波遇到波阻抗差异界面时，将会产生反射。若根据这时的反射时间计算整桩的波速，则其结果将大于完整桩时的波速。如图2－66所示，桩身在l1处断开，Z2相当于充气或充泥的波阻抗，反射系数R<0，曲线中主要反映了l1处多次反射波，而桩底反射不清。图2－67表示在l1处桩产生扩颈，应力波在l1处反射系数R>0，入射波和反射波为反向叠加，从时程曲线不难确定扩颈和桩底位置。

图2－66 缺陷桩——断裂

图2－67 缺陷桩———扩颈

若桩身存在缺陷，缺陷位反向时间为t1，则可根据式(2－56)，计算基桩缺陷位置:

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(3)根据桩d性波速度评价桩的质量

众所周知，基桩的波速与桩身混凝土的密实程度有关。致密的桩身，其波的传播速度大，松散的桩身，其波速则小。

对动测桩身质量分类评价，是根据不同工程和不同类型的基桩检测和静荷载资料对比，可从两个方向分类评价———桩身完整性和混凝土质量:①桩身完整性包括完好桩、微缩扩颈、严重缩颈、大面积离析、断桩等可以根据动测波型特征判断②混凝土质量则可以根据动测桩的波速进行评价。对灌注柱采用下表2－1所槐旦配列波速进行分类判别。

表2－1 波速与桩基质量关系表

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