如何进行低应变桩完整性试验?

低应变桩完整性试验是一种常见的无损检测(NDT)质量控制和质量保证程序(QC / QA)进行深基础施工。该试验可用于识别桩的物理缺陷(空隙或不连续，称为桩完整性)，或确定现有深基础的未知长度。

低应变桩完整性试验属于轴头冲击试验系列，其中冲击对桩头头部的响应由运动传感器(即加速度计)记录，并用于分析。此外，工程师也可以使用其他测试，如井间或井下测试来进行完整性测试。

桩完整性测试原理

桩完整性测试背后的一般原理相对简单。假设应力波的传播速度为C在桩轴内部，可以通过测量时间推移来确定桩深，T在打桩头和接收桩头反射之间。

如何进行低应变桩完整性试验?

桩完整性测试(PIT)通常是用手持轻锤击打桩头，并使用连接到桩头的运动传感器(即加速度计)记录桩的响应。锤击产生的压应力波将穿过桩体。这种波部分地从桩脚或桩内的其他异常反射回桩头。桩内阻抗的任何变化(由于桩截面、混凝土密度或轴土特性的变化)都会影响反射信号。

1-何时进行桩完整性测试?

完整性测试应不早于铸造后7天或在混凝土强度至少达到其设计强度的3/4后，以较早发生者为准。

2-如何准备表面?

桩头表面应在试验前准备好。桩面应易于接近，且高于水面。所有松散的混凝土、泥土或其他施工过程中产生的外来物质应从桩面清除。如果表面有任何类型的污染，应清除(使用研磨机)，以达到坚实和健全的混凝土表面。

3-传感器和桩头如何连接?

传感器的尖端与混凝土表面(桩端)之间的牢固连接是测试方法成功应用的必要条件。通常使用一层薄薄的瓦斯林或腻子使传感器和桩头之间牢固连接。

4-你应该使用什么类型的锤子?

低应变冲击完整性测试使用手持锤进行。锤子可以轻至几百克，也可以重一些。较小锤头的冲击频率含量较高，上升时间较短。另一方面，更大的锤会产生更高的能量。据报道，尖锐和狭窄的输入脉冲比宽的输入脉冲更好。然而，当尺寸减小时，包含在冲击中的频率增加;这些波衰减较快，有降低长桩探测能力的趋势。对于大多数情况，小于1公斤的带塑料冲击头的锤子是理想的。当桩径大于1米(1000毫米)时，较重的锤将更适合。锤头应由材料，不破坏混凝土期间的冲击，因为这将影响测试结果。

5-打桩头:在哪里，怎样，有多少?

低应变冲击应施加在距离传感器300mm范围内的桩头上。将换能器放置在远离桩缘的地方，以减少桩缘的影响也是很重要的。确保冲击是轴向施加的。对于倾斜桩，要保证换能器垂直于桩面(平行于桩纵轴)放置，并与该方向平行。

对于圆形(直径小于500mm)和矩形截面，将传感器放置在桩的中心附近，并围绕桩头进行多次撞击(即10次撞击)。增加撞击次数将减少背景噪声的影响，并有助于增强可重复部分，这将使解释更容易。对于直径较大的桩(即直径> 500mm)，应考虑附加位置以获得有关桩的有用完整性信息。

如何解释桩完整性测试结果

运动传感器收集桩头上的反射。测量可以是加速度(加速度计)或速度(检波器)。下面的图显示了声音堆的典型反射。

结果可以时域显示(横轴表示回波到达桩头的时间)。或者，时间戳可以转换为深度值。结果可以以否定或肯定的形式呈现。第一个峰值通常来自触发运动传感器的表面波。在健全的桩中，下一个主峰通常是与桩脚有关的那个。最小采样率为25khz，时间阵列长度为100 ms通常可以很好地评估大多数桩。在使用加速度计的情况下，测试结果的积分用于以速度格式显示测量结果。

1.波速度调整

应力波的速度可根据桩体的种类和条件进行调节。许多研究人员和工程师开发了材料质量与材料中的压缩波速之间的相关表。例如，健全混凝土中的波速约为4000米/秒(~ 13000英尺/秒)。

2.低通滤波器

采用低通滤波器，减小桩顶和桩内钢筋受剪切波影响而产生的高频反射的影响。

3.放大

反射信号会因多种原因而减弱。高阻抗和较长的桩长会使返回信号衰减，使桩脚识别困难。在这种情况下，在整个桩长使用一个指数放大函数来放大来自桩脚和其他内部异常的低能量反射。如果桩脚的反射不明显，则应用此函数。这个函数沿记录的信号沿时间指数增加信号的振幅。这个函数的应用应该小心处理，因为它也会放大背景噪声。

桩完整性测试标准

该测试已被全球许多标准和规范采用。用于进行桩完整性测试和报告的最常用的标准是ASTM D5882-16，深基础低应变冲击完整性试验标准试验方法，ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, www.astm.org