小應變檢測

小應變檢測，也稱為低應變動力檢測，它是相對對大應變動力檢測而言的。 低應變檢測是從事岩土工程檢測、結構檢測、工程物探、工程測繪、房屋質量檢測、室內環境質量檢測、環境化學檢測、環境工程、安全評價、水務設計與建設行業、水利水電行業、鐵路、公路交通行業、化工、市政等行業岩土工程、地質災害、環境保護相關的技術服務、諮詢、開發工作，以及與上述業務相關的延伸業務。

基本介紹

• 中文名：小應變檢測
• 外文名： Little Strain Inspection 
• 也稱：低應變動力檢測
• 從事：岩土工程檢測、結構檢測
• 優點：設備簡單，方法快速，費用低

相關檢測辭彙

高應變檢測、低應變檢測、地基檢測、混凝土檢測、灌注樁質量檢測、超音波透射、鑽孔取芯、空氣品質檢測、室內空氣中氡、甲醛、氨、苯、TVOC等五項檢測、有室內裝修材料中游離甲醛、TVOC、苯、甲苯異氰酸酯（TDI）釋放量或含量檢測、環境放射性水平評價、放射性氡氣、γ射線檢測、水質分析檢測、地震勘探、電法勘探、雷達法檢、溶洞探測、考古探測、管線探測、隱患探測、滑坡體探測、地下水探測、軟弱層探測、覆蓋層探測、鬆弛圈探測、隧洞砼檢測、防滲帷幕探測、隱伏構造探測、風化卸荷探測、隧洞超前預報、錨桿無損檢測、灌漿質量檢測、如載荷、深井載荷試驗、尋寶、探墓。

原理

低應變動力檢測常用在樁基完整性檢測中，基本原理：通過在樁頂施加激振信號產生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續界面（如蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將產生反射波，檢測分析反射波的傳播時間、幅值和波形特徵，就能判斷樁的完整性。

優勢：如設備簡單，方法快速，費用低，是普查樁身質量的一種有力手段，最受建設單位和施工單位的歡迎。

小應變的理論基礎是一維應力波理論，基本原理是用小錘衝擊樁頂，通過粘結在樁頂的感測器接受來自樁中的應力波信號，採用應力波理論來研究樁土體系的動態回響，反演分析實測速度信號，獲得樁的完整性。一維應力波理論有一個重要的假設即平截面假設，即假設力和速度只是深度和時間的函式。理論上，如果桿的長度L遠大於桿的直徑D，可將其視為一維桿，實際上，如果L/D>7，認為可近似作為一維桿件處理。當樁頂受到錘擊點（點振源）錘擊時，將產生一個四周傳播的應力波，類似半球面波，除了縱波外，還有橫波和表面波，在樁頂附近區域內，平截面假設不成立，只有傳到一定的深度即X>7D時，應力波沿樁身向下傳播的波陣面才可近似看作是平面，即球面波才可近似看作是平面波，一維應力波理論才能成立。

局限性

小應變有其方法本身的局限性：1.對於多缺陷樁，應力波在樁中產生多次反射和透射，對實測波形的判斷非常複雜且不準確，第二、第三缺陷的判斷會有較大誤差，一般不判斷第三個缺陷。2.不能定量計算樁底沉渣厚度。對端承樁的嵌岩效果只能做定性判斷。因嵌岩有時出現較強的負向反射波，會嚴重影響樁底反射波和樁底沉渣的判斷。3.只能對樁身質量作定性描述，不能作定量分析。不能識別縱向裂縫，能反映水平裂縫和接縫，但程度很難掌握，易誤判為嚴重缺陷。4.樁身漸變擴徑後的相對縮徑易誤判為縮徑，漸變縮徑或離析且範圍較大時，缺陷反射波形不明顯。5.不能提供樁身混凝土強度。

套用

低應變檢測在基樁檢測中的套用

低應變檢測法是建立在一維波動理論基礎之上，在數學上模擬樁的一維應力波傳播，計算反射、投射和博得疊加，根據波形的異常推斷樁的完整性。在樁質量檢測過程中，把樁做如下鑑定：

1)視樁為一維彈性直桿；

2)假定樁為均勻材質構成，且截面積在受力時保持平面；

3)忽略了樁的內外阻力表面摩擦力的影響，樁周土對樁的約束和支承作用，集中由樁底的一個彈簧替代。當樁頂受到一定的衝擊力作用，會產生一彈性脈衝波，經樁身向下傳播，根據力的平衡條件和牛頓第二定律，得到一維波動方程。

低應變檢測過程中需注意的事項

1)現場測試準備。

準備工作的好壞直接影響測試結果的準確性 可靠性。在檢測前務必注意以下幾點：

a．樁頭處理嚴格符合鐵路基樁檢測技術規程；
b．蒐集必要的地質資料；
C．感測器安裝點需充分打磨平整。

2)感測器的選用安裝。

在對基樁進行低應變反射波法測試時選用高靈敏度加速度感測器檢測。檢測時，在將浮點工程動測儀、計算機、感測器和電源按要求連線好後，把感測器用貼上劑粘在檢測樁樁頂軸心平面處，感測器應儘可能平行於樁身軸線，位置一般在鋼筋籠之內遠離力棒的敲擊點，感測器與樁頭一定要貼上牢固，因為不同的粘結方式對實測波形影響很大，安裝不牢會使波形失真，給波形分析帶來困難甚至造成誤判，所以感測器與樁頭應絕緣、密貼，不得有氣泡。根據實測經驗認為，在樁頭平整的條件下，採用橡皮泥安裝感測器可獲得理想的樁身完整性實測曲線。

3)激振方式的選擇。

在實際檢測中，要根據不同條件，採用不同的激振方式，合理調整激振，能量要適中，以取得滿意的測試效果，敲擊時要垂直於樁頂，避免連擊。

檢測結果及分析

檢測結果的分析也是檢測過程中至關重要的一個環節，它對檢測人員要求很高。需要有紮實的理論知識和豐富的現場經驗。

分析時一些方面需特別注意：

1)當基樁在施工過程中淺部有特別明顯的“大頭”現象時，其波的傳播即不滿足該行波理論，或波在界面處能量反射太過強烈，致使透射能量衰弱，或該處形成了“面波”反射，即曲線不能真實的反映基樁的下部情況，需要對大頭進行鑿挖後重新檢測；

2)要特別留意擴徑的奇數次反射與入射波反相位，偶數次反射與入射波同相位的特徵，以免造成誤判——將擴徑的偶數次反射當作缺陷判定；

3)要注意低應變檢測結果的多解性，注意與施工情況、地層情況等結合進行判定。其深層機理就在於：實際檢測過程中，樁身是存在阻尼的，所以我們要考慮的是一個“樁土體系”對激振的回響情況，地層阻抗的變化也會在曲線中反映出來，尤其當地層摩阻較強時即其阻抗與混凝土較匹配的情況下反映尤為突出，嵌岩良好的端承樁的入岩反射信號就是明顯的見證；

4)要注意區分因護筒影響所造成的縮頸與真實縮頸的情況；清晰認識擴徑後回歸正常樁徑時的縮頸情況；

5)要特別注意嵌岩樁在人岩處的普遍塌孔現象，切不要誤認為是反相樁底，致使樁長造成極大的偏差；

6)充分認識在同一條件下應力波速度與混凝土強度的正相關性，但並不存在函式關係，其複雜程度不言而喻：如混凝土的配合比、骨料種類、骨料粒徑、含砂率、外加劑、含水率、施工工藝、養護條件、齡期、鋼筋含量等等都起到明顯的影響作用。