檢測樁基完整性的方法很多，主要方法有鑽芯法、低應變法、高應變法、聲波透射法，以及最新的熱法樁身完整性檢測等。
低應變法和聲波透射法是目前使用較多，開展較為廣泛的樁身完整性檢測方法。而熱法樁身完整性檢測是近兩年最新推出的混凝土灌注樁檢測方法。
低應變檢測法
低應變法是採用低能量瞬態或穩態激振方式在樁頂激振，實測樁頂部的速度時程曲線或速度導納曲線，通過波動理論進行時域分析或頻域分析，對樁身完整性進行判定的檢測方法。
聲波透射法
聲波透射法指在預埋聲測管之間發射並接收聲波，通過實測聲波在混凝土介質中傳播的聲時和波幅衰減等聲學參數的相對變化，對樁身完整性進行檢測的方法。
熱法樁身完整性測試
熱法樁身完整性測試，通過測量整個樁身在澆築混凝土24小時內，水泥水化過程中溫度升高來確定樁身完整性。而混凝土釋放的總熱能，取決於水泥含量和總混凝土量，因此通過這種方法可評估樁的橫截面尺寸和混凝土的質量。
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測試方法各有不同，為測試三種檢測方法的差異。歐美大地聯合PDI公司及檢測機構，在同一樁上分別採用低應變法、聲波透射法及熱法樁身完整性測試進行缺陷檢測對比。
測試模型設計
樁徑：Φ800
樁長：10m
混凝土標號：C25
鋼筋籠：直徑600mm，主筋12根（用於綁熱電纜和聲測管），箍筋若干
預埋聲測管：3根，採用直徑50mm的鋼管
測試樁設計
缺陷設置
缺陷1：模擬鋼筋籠覆蓋不好
樁頂以下2.0~2.5m處在鋼筋籠外部綁砂袋。
缺陷2：模擬夾泥
樁頂以下5.5~6m處，鋼筋籠內部綁砂袋。
缺陷3：模擬沉渣過厚
清孔後，在鋼筋籠底部綁砂袋。
現場人為缺陷設置
缺陷1：樁頂以下2.0~2.5m範圍，鋼筋籠外側捆綁3袋泥土，模擬鋼筋籠外夾泥，覆蓋不好。位於2#和3#聲測管之間。
缺陷2：樁頂以下5.5~6.0m範圍，鋼筋籠內預埋捆綁3袋泥土（1#聲測管處綁紮1袋，左右各綁紮1袋，缺陷影響到3-1、1-2剖面，不影響2-3剖面），模擬明顯夾泥。
缺陷3：3袋泥土綁紮在鋼筋籠底部焊好的托架上，模擬樁底沉渣。泥土為現場鑽孔取出的泥漿，大小尺寸約40cm長，18cm直徑的圓柱體。
測試選用設備
PIT-QFV型低應變樁身完整性測試儀
PIT-QFV型樁身完整性測試儀是快速、便捷評估鑽孔樁及打入樁樁身完整性的利器。該產品用於檢測各種灌注樁和打入樁的樁身完整性判定樁身缺陷的程度及位置是進口設備中最為巧輕便的樁身完整性測試儀。
- 可實現單通道或雙通道的加速度信號採集，並積分為速度信號
- 單通道為傳統檢測模式；雙通道可實現瞬態阻抗法及雙速度法檢測功能
- 預設信號放大、濾波等功能
- 可對多個信號進行平均處理
CHAMP-Q 聲波透射法檢測儀
採用跨孔聲波透射法（CSL）評價鑽孔樁、地下連續牆、螺旋樁以及其他基礎建構築物的混凝土質量及其一致性。
- 可一次完成6個剖面（4根聲測管）的測試，提高數據採集的效率。
- 4個探頭分配不同的顏色，便於識別。
- CHAMP-Q主機可現場呈現實時分析結果（瀑布圖），數據導入電腦後，可使用CHA-W軟件進行進一步分析。
- 提供PDI-TOMO軟件，可建立樁身三維模型，更生動直觀地展示樁身可能存在的問題。（注：該軟件非標配軟件）
- 滿足ASTM D6760，JGJ106-2014等多國規範要求。
TIP熱法樁身完整性測試儀
熱法樁身完整性測試儀用於評價混凝土灌注樁樁身質量。TIP熱法樁身完整性測試儀是利用水泥固化（水化能）產生的熱來評價混凝土灌注樁的樁身質量的，可應用於鑽孔樁、螺旋樁等。
- 測試時間早，混凝土澆築後48-72小時即可完成測試；
- 覆蓋樁身整個截面，無盲區；
- 可準確計算樁身實際直徑，鋼筋籠混凝土保護層厚度；
- 三維模擬圖像呈現，形象直觀。
樁身缺陷檢測
低應變與跨孔超聲檢測
採用PDI低應變檢測儀PIT和聲波透射法檢測儀CHAMP，進行現場測試。
低應變檢測結果
低應變檢測我們使用兩種錘子，一種較大較軟的力棒，一種PDI原裝的玻璃錘。
先嚐試使用重錘（軟頭的力棒，模擬用錘不當情況），得到下面2條曲線，可以看出：
- 10m處樁底反射清晰，測得樁長10m。
- 樁身全長未發現明顯缺陷，極易誤判為Ⅰ類樁（實際上，樁身上有多處缺陷）。
重錘錘擊，輸入波的寬度大（本次達到4m），在樁身上傳播遠，但會掩蓋缺陷。因此輸入波的寬度會影響判斷。
然後使用小錘（PDI原裝3磅玻璃錘），得到下面3條原始曲線。
為分析樁身缺陷尺寸，採用PIT-W軟件中的profile analysis側剖面分析功能，分析過程如下：
- 如果只是想看到樁底，沒有必要對該信號進行指數放大。然而，為分析樁身中、下部缺陷的尺寸，需使用指數放大係數MA=6（考慮樁阻尼與土阻力），使樁底反射信號幅值與入射脈衝幅值相等。
- 選擇幾個記錄進行平均。
- 在profile analysis側剖面分析界面中，使用起跳點—起跳點方法（rise to rise）顯示時間。
- 設定WS = 3800 m/s 。
- 下圖中紅色的點劃線，反映了土阻力的影響.
- 經初步分析，可以發現3處缺陷（見下圖）。
- 缺陷1（鋼筋籠外），1.7m開始，2.5m結束（原來是2.0~2.5m，可能在小孔中插鋼筋籠時受推擠影響）。需注意，PIT數據不能精確反應小缺陷的長度，因入射脈衝寬度影響反射脈衝寬度。缺陷2（鋼筋籠內）從5.5m開始。缺陷2A（不是計劃內的），將在跨孔聲測法中討論。
- 樁底較強的正向反射，可能暗示有軟底現象，但很難對樁底沉渣給出準確判斷，更不能檢測沉渣厚度。
側剖面分析的結果：
- 速度曲線中紅色的點劃線是參考線，顯示土阻力的影響。
- 結果同時顯示了Beta method（Beta 法） 和Profile Analysis（側剖面分析法）的結果，由於理論背景不同，曲線位置與尺寸略有差別。
跨孔超聲檢測結果
超聲波跨孔透射法檢測，採用CHAMP，檢測發現缺陷及位置如下表：
由檢測成果表可以看出：
- 實測樁長10m，與實際情況符合。
- 未能發現缺陷1，因該缺陷在鋼筋籠外側，是檢測方法決定的。
- 發現缺陷2，在樁頂以下5.3~5.9m之間，影響到2個測試剖面（3-1與1-2剖面），與實際情況符合。
- 發現缺陷3，在樁底處，為全斷面缺陷，判斷為沉渣，沉渣厚度在0.2~0.4m之間，與實際情況符合。
- 另外發現缺陷2A，這未在計劃內。與PIT測試結果呼應。
- 因為它與缺陷2幾乎在相同的截面位置，我們認為，這可能是放置在 5.5 m 深處的3包砂袋下落1包引起的。下落的1包砂袋，不是圓的或方的，所以最終位置可能不會完全水平或垂直。
TIP熱法樁身完整性檢測
TIP數據採集盒，按照設定的採集頻率，15分鐘採集一次溫度數據，連續採集24小時。整個採集過程TIP設備主機無需放在現場，只需要採集盒放在現場即可。主機只用於設置數據採集盒工作參數及讀取數據。
熱電纜上有熱感應傳感器，間隔30cm。現場把熱電纜綁紮在主筋側面，從樁底至樁頂，樁頂外伸部分的接頭外接數據採集盒。
TIP檢測結果
通過24小時測試到的溫度數據，繪製樁身各深度幅值溫度分佈圖，可以看出：
- 該試驗樁水泥水化熱沒有發揮好，樁身溫度未明顯升高（初始溫度19˚C，最大溫度僅24˚C）。原因可能是低質量的混凝土配合比造成的。
- 對應於2.0m、5.5m和底部有異常，溫度急劇下降。約8.5m處，可看到小的溫度降低，可能對應計劃外的小異常（缺陷2A）。因為不能進行常規的TIP分析，我們嘗試分析相對溫度變化。
熱傳導電纜，溫度初始值與溫度峰值
- 樁身混凝土澆築過程中，最大溫度變化是5˚C。2.5m、6.0m、8.5處溫度變化分別為1˚C、0.6˚C、0.4˚C，約為總溫度變化的20%、12%與8%，可用於估計缺陷尺寸。
結果比較分析
PIT低應變測試分析
對於此案例，似乎PIT對缺陷位置與大小給出更合理的成果（包括預先計劃的、與計劃外發生的），但需要注意：
- 對於低應變檢測，輸入波的寬度會影響判斷。合適的錘擊，佔樁身完整性檢測技術的80%。
- 樁只有10m長，且相對均勻，因此PIT容易看到樁底。
- 缺陷1處（鋼筋籠外），截面積僅減少17%，我們可以看到樁身中、下部以及樁底的異常。
- 僅根據PIT數據，很難發現8m處的缺陷2A，因為該缺陷太小了。
- 樁底較強的正向反射，可能暗示有軟底現象，但很難對樁底沉渣給出準確判斷，更不能檢測沉渣厚度。
跨孔聲測法測試分析
與PIT檢測相比，我們通常認為，跨孔聲測法能給出更多確鑿的結論且容易分析，是一種可靠的測試方法，當然它花費大、操作耗時而且需要預先埋設聲測管。
對於本次測試，結論如下：
- 清晰的探測到所有鋼筋籠內的缺陷（或異常），分別位於樁頂以下5.5m、8.0m與樁底。
- 不能發現鋼筋籠外的缺陷。
- 採用3根聲測管，不能精確估計缺陷尺寸，本案例中缺陷被明顯誇大、高估了。
TIP測試分析
- 本次測試在樁基澆築後24小時進行，順利找到各處缺陷（或異常）。只是該試驗樁水泥水化熱沒有發揮好，原因可能是低質量的混凝土配合比造成的。
- 樁身各深度幅值溫度（peak temperature）的相對變化，確實與缺陷位置對應。採用相對溫度變化的分析方法產生了合理的結果，對於低溫混凝土可能是一項很好的選擇。
更多關於
高應變、低應變
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