低應(yīng)變動(dòng)力試樁法主要用于樁的完整性檢測(cè),根據(jù)激振方式的不同,又可分為反射波法(小錘敲擊法)、機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法和共振法等數(shù)種。低應(yīng)變檢測(cè)儀器在選購(gòu)時(shí)要注意基本原理、適用范圍、儀器要求,三種重要指標(biāo)!
一、基本原理
反射波法是建立在一維波動(dòng)理論基礎(chǔ)上,將樁假設(shè)為一維彈性連續(xù)桿,在樁身頂部進(jìn)行豎向激振產(chǎn)生彈性波,彈性波沿著樁身向下傳播,當(dāng)樁身存在明顯差異的界面(如樁底、斷樁和嚴(yán)重離析等)或樁身截面積變化(如縮徑或擴(kuò)徑)部位,波阻抗將發(fā)生變化,產(chǎn)生反射波,通過安裝在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮辗瓷湫盘?hào),對(duì)接收的反射信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和數(shù)據(jù)處理,可以識(shí)別來自樁身不同部位的反射信息。利用波在樁體內(nèi)傳播時(shí)縱波波速、樁長(zhǎng)與反射時(shí)間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過對(duì)反射信息的分析計(jì)算,判斷樁身混凝土的完整性及根據(jù)平均波速校核樁的實(shí)際長(zhǎng)度,判定樁身缺陷程度及位置。
二、適用范圍
1、低應(yīng)變適用于檢測(cè)混凝土樁的樁身完整性,判定樁身缺陷的程度及位置。只能定性判定,不能定量。
2、低應(yīng)變法是通過一維波動(dòng)理論分析來判定基樁的樁身完整性,這種方法也稱之為反射波法(或瞬態(tài)時(shí)域分析法)。
3、低應(yīng)變法的理論基礎(chǔ)是一維線彈性桿件模型,因此受檢樁的長(zhǎng)細(xì)比、瞬態(tài)激勵(lì)脈沖有效高頻分量的波長(zhǎng)與樁的橫向尺寸之比不宜小于10,設(shè)計(jì)樁身橫截面宜基本規(guī)則。另外,一維理論要求應(yīng)力波在樁身中傳播時(shí)平截面假設(shè)成立,所以,對(duì)于薄壁鋼管樁、大直徑現(xiàn)澆薄壁混凝土管樁和類似于H型鋼樁的異型樁,若激勵(lì)響應(yīng)在樁頂面接收時(shí),低應(yīng)變方法不適用 。
三、儀器要求
檢測(cè)儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動(dòng)測(cè)儀》JG/T 3055的有關(guān)規(guī)定。具有連續(xù)采集、快速自動(dòng)存貯、顯示實(shí)測(cè)信號(hào)和處理分析信號(hào)的功能。
《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106)對(duì)儀器設(shè)備的要求如下:
(1)檢測(cè)儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁動(dòng)測(cè)儀》JG/T 3055的有關(guān)規(guī)定;
(2)瞬態(tài)激振設(shè)備應(yīng)包括能激發(fā)寬脈沖和窄脈沖的力錘和錘墊;力錘可裝有力傳感器;穩(wěn)態(tài)激振設(shè)備應(yīng)為電磁式穩(wěn)態(tài)激振器,其激振力可調(diào),掃頻范圍為10Hz~2000Hz。
《公路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JTG/T F81-01)對(duì)儀器設(shè)備的要求如下:
(1)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括激振設(shè)備、傳感器、信號(hào)采集及處理器和專用附件。
(2)檢測(cè)儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)不應(yīng)低于《基樁動(dòng)測(cè)儀》(JG/T 3055)中規(guī)定的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求,具有連續(xù)采集、快速自動(dòng)存貯、顯示實(shí)測(cè)信號(hào)和處理分析信號(hào)的功能。
(3)檢測(cè)儀器信號(hào)采集系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定。
① 數(shù)據(jù)采集和處理器模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)不低于16bit。
② 采樣間隔宜為10μs~50μs。
③ 單通道采樣點(diǎn)不少于1024點(diǎn)。
④ 放大器增益宜大于60dB,可調(diào)、線性度良好,其頻響范圍應(yīng)滿足10Hz~5kHz。
(4)激振設(shè)備應(yīng)包括能激發(fā)窄脈沖和寬脈沖不同材質(zhì)的力棒、力錘和錘墊。
(5)傳感器宜選用壓電式加速度傳感器或磁電式速度傳感器,其頻響曲線的有效范圍應(yīng)覆蓋整個(gè)測(cè)試信號(hào)的頻率范圍。