5.2　低应变法

5.2.1　本方法适用于检测规则截面混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的位置及程度。

5.2.2　本方法有效检测桩长范围应通过现场试验，根据桩底反射信息确定。

5.2.3　瞬态激振设备应包括能激发低频宽脉冲和高频窄脉冲的力锤和锤垫。

5.2.4　受检桩应符合下列规定：

1　桩身强度至少应达到设计强度的70％，且不得小于15MPa；

2　桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同；

3　桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直，其中灌注桩应凿除上部疏松的混凝土，传感器安装点和激振点应磨平成光滑平面，并与桩轴线垂直；

4　预制桩应在相邻桩打完以后进行。

5.2.5　测试参数设定应符合下列规定：

1　时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms，采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz；

2　传感器的设定值应按检定或校准结果设定；

3　设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积；

4　桩身波速可根据实测经验初步设定。

5.2.6　测量传感器安装和激振操作应符合以下规定：

1　传感器安装应与桩顶面垂直；采用耦合剂粘结时应具有足够的粘结强度，可采用牙膏、黄油等，不得采用手扶方式；

2　实心桩上的传感器安装点宜在距桩中心2/3半径处，激振点位置应选择在桩中心。当激振点不在桩顶中心时，传感器安装点与激振点的距离不宜小于桩半径的1/2。空心桩上的传感器安装点与激振点宜在桩壁厚的1/2处，激振点和检测点与桩中心连线形成的夹角宜为90°；

3　传感器安装位置和激振点均应避开钢筋笼主筋的影响，激振方向应沿桩轴线方向；

4　瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适的激振设备以更改锤击脉冲宽度，从而准确查明桩身完整性；

5　稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小。

5.2.7　信号采集和筛选应符合下列规定：

1　各检测点记录的有效信号不宜少于3个，且波形具有良好的一致性；

2　检查判断实测信号反映的桩身完整性情况，据此决定是否需要进一步增加检测点数量或变换激振点和检测点位置；

3　不同检测点多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量；

4　信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。

5.2.8　桩身完整性分析宜以时域分析为主，频域分析为辅，并结合地质资料、施工资料和波形特征等因素综合分析判定。

5.2.9　桩身波速平均值的确定应符合以下规定：

1　当桩长已知，桩底反射信号明显时，在地质、设计、施工工艺相同的条件下，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速，应按下列公式计算桩身平均波速：

式中：cm——桩身波速平均值（m/s）；

ci——参与统计的第i根桩的桩身波速值（m/s），且|ci-cm|/cm≤5％；

L——测点下桩长；

ΔT——时域信号第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）；

Δf——频域曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（Hz）；

n——参与波速平均值计算的基桩数，n≥5。

2　当无法按上款确定时，桩身波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合确定。

桩身第一个缺陷位置应按下列公式计算：

式中：x——桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；

Δtx——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；

c——受检桩的桩身波速（m/s），无法确定时用cm代替；

Δf′——幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）。

5.2.10　桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按本标准表3.1.7和表5.2.10所列时域或者幅频信号特征进行综合评定。

5.2.11　对于混凝土灌注桩，采用时域信号分析时应区分桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变处的一次反射，或扩径突变处的二次反射，结合成桩工艺和地质条件综合分析判定受检桩的完整性类别。必要时，可采用实测曲线拟合法辅助判定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助判定桩身完整性。

5.2.12　对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取其他方法核验桩端嵌岩情况。

5.2.13　当出现下列情况之一时，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行：

1　实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价；

2　桩身波速明显异常；

3　桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩；

4　预制桩在2L/c前出现异常反射，但又不能判断是否属于正常接桩反射时，可按照本标准第3.3.9条的规定进行验证检测。