隧道桩基检测方案

1目录一、编制依据、范围....................................................2二、工程概况................................................................2三、检测目的及检测计划............................................3四、检测工艺................................................................34.1桩基低应变动力检测............................................34.2桩基声波透射法检测............................................6五、施工检测过程中不合格项处理...........................10六、检测桩前准备及有关事项..................................112隧道桩基检测专项方案一、编制依据、范围1.1编制依据、规范1.1.1广东省公路勘察规划设计院、珠海市规划设计研究院提供的《广佛江快速通道江门段（K24+700～K27+100）工程二标段》施工图设计（修编）。1.1.2依据相关规范要求如：《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD62-2004）；《建筑地基处理技术规程》（DBJ15-38-2005）；《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003；《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；《桩基低应变动力检测规程》JGJ/T93-95。1.2编制范围1.2.1广佛江快速通道迎宾西路工程（JD-11标段：YBK0+518～YBK0+933）范围内的隧道桩基工程。1.2.2广佛江快速通道迎宾西路工程（JD-11标段：K26+370～K26+860）范围内的隧道桩基工程。二、工程概况广佛江快速通道JD-11标段主要含迎宾西路高架桥工程、迎宾西路下穿隧道工程及西区工业路下穿隧道工程。①迎宾西路下穿隧道全长440m（起讫桩号YBK0+518～YBK0+958），隧道闭口段110m（起讫桩号YBK0+673～YBK0+783），其中桩基工程包括围护桩449根，抗浮桩198根。②西区工业路下沉式隧道位于既有西环路上，下穿西区工业路形成互通形式。隧道全长490m（起讫桩号K26+370～K26+860），其中隧道闭口段100m（起讫桩号K26+570～K26+670），其中桩基工程包括围护桩209根，抗浮桩219根。3三、检测目的及检测计划3.1检测目的3.1.1低应变动力检测：检测桩身混凝土的完整性、判定缺陷类型及其部位，并对桩长进行核实、对桩身混凝土强度进行评价。3.1.2声波透射法检测：检测桩径大于0.6米混凝土灌注桩的完整性。3.2检测计划根据广东省公路勘察规划设计院、珠海市规划设计研究院提供的《广佛江快速通道江门段（K24+700～K27+100）工程二标段》施工图纸和《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2012相关内容确定检测数量，根据我标段桩基施工进展情况，待桩基成桩达到7d强度，我单位将委托有资质的江门市公路工程质量检测站进行检测，检测计划见下表：表3-1、迎宾西路下穿隧道桩基检测桩基类型数量（根）检测项目及频率低应变动力检测声波透射法检测围护桩44910%且不少于10根/抗浮桩19850%50%表3-2、西区工业路下穿隧道桩基检测桩基类型数量（根）检测项目及频率低应变动力检测声波透射法检测围护桩20910%且不少于10根/抗浮桩21950%50%四、检测工艺4.1桩基低应变动力检测4.1.1适用范围4本方法对于检测桩身混凝土的完整性、判定缺陷类型及其部位，并对桩长进行核实、对桩身混凝土强度进行评价。4.1.2测试仪器①现场测试仪器(采集仪)采用RSM-24FD浮点工程动测仪;②拾振器：小桩径采用高阻尼速度计、低阻尼速度计、高灵敏度加速度计；大桩径使用高阻尼速度计及加速度计。③激振设备应有不同材质，不同重量之分，以改变激振的频谱和能量，供激振条件试验时选择或供不同的检测目的时选用。④检测前应对仪器设备进行检查，性能正常方可使用。4.1.3现场检测①对桩头处理，彻底去除浮浆，修复桩头破损部分并磨平桩头；②测点布置，对于0.8m以上的大直径桩应布置4～9个测点；③每个检测工地应进行激振和接收条件的选择试验，以确定最佳激振方式和接收条件；④为提高反射波的分辩率，应使用小能量激振并选用截止频率高的传感器放大器；⑤对于完好桩，各测点多次重复测试应具有很好的一致性，如出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素再重测试。计算机桩身锤传感器结果输出信号输入绘图仪数据处理桩身完整性检测仪参数设定图4-1低应变动力检测示意图4.1.4数据处理及分析桩身混凝土纵波波速按下列规定进行判定:5①应力波在桩内的传播速度c根据实测波形测得的ΔT和L按下列公式计算:c=2000L/ΔTc=2L·Δf式中:L----桩长(m);ΔT----速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差(ms);Δf----完整桩两相邻谐振峰的频差(Hz)。②桩身波速平均值cm选取该场地有代表性的若干根完整桩波速值,按下式算:ncm=1/n∑cii=1式中:n----选取的完整桩根数,n≥6;ci----第i完整桩的波速。桩身缺陷位置按下式计算:L1=1/2000·cm·Δtx式中:L1----缺陷距桩顶的距离(m);Δtx----速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差(ms)。4.1.5桩身完整性判定类别本次试验所检测的桩身完整性的评价及分类标准是依据实测波形图中入射波和反射波的相位、振幅、频率等特征并结合施工、地基条件与被测桩型等情况按《建筑基桩检测技术规程》DB29-38-2002J10198-2002表4.1的规定和表4.2所列实测时域或幅频信号特征进行综合分析判定的。表4-1、桩身完整性分类表桩身完整性分类分类原则Ⅰ类桩桩身结构完整Ⅱ类桩桩身结构基本完整或有轻微缺陷,承载能力极限状态下不会影响桩身结构承载力的正常发挥Ⅲ类桩桩身存在明显缺陷,对桩身结构承载力有影响Ⅳ类桩桩身有严重缺陷或断桩表4-2、低应变反射波法桩身完整性判定表6类别时域信号特征幅频信号特征Ⅰ2L/c时刻前无缺陷反射信号,有桩底反射桩底谐振峰基本等间距排列,相邻频差Δf≈c/2LⅡ2L/c时刻前有轻微缺陷反射信号,有桩底反射桩底谐振峰基本等间距排列,相邻频差Δf≈c/2L,轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间频差Δf′c/2LⅢ有明显缺陷反射波,其它特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间Ⅳ缺陷反射强烈且频率低,常出现二次以上反射,无桩底反射;或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动,无桩底反射缺陷谐振峰基本等间距排列,相邻频差Δf′c/2L,无桩底谐振峰;或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰,无桩底谐振峰4.2桩基声波透射法检测4.2.1适用范围声波透射法，适用范围为检测桩径大于0.6米混凝土灌注桩的完整性。4.2.2仪器设备仪器设备采用目前国内较先进的中国科学院武汉岩土力学研究所研发的RSM-SY5声波测试仪两台。换能器采用柱状径向振动的换能器，其共振频率为25～50kHz，长度为20cm，换能器装有前置放大器，前置放大器的频带宽度为5～50kHz。换能器的水密封性满足在1Mpa水压下不漏水。发射换能器的长度、频带宽度及水密封性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能符合以下规定：接收放大系统的频带宽度为5～50kHz，增益大于100dB，并且带有0～60dB的衰减器，其分辨率为1dB，衰减器的误差小于1dB，其挡间误差小于1%。发射系统能输出250～1000V的脉冲电压，其波形为矩形脉冲。显示系统同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围大于2000μs，计时精度大于1μs。4.2.3现场检测7预埋声测管符合下列规定：本项目的桥梁桩径均在1.0～2.5米之间，埋设三根管；预埋声测管采用φ60×3.5焊接钢管，其技术指标满足GB3091-82的规定，钢管用螺纹套管连接或采用焊接，管的下端用φ70×10钢板封闭，上端加盖；检测管焊接或梆扎在钢筋笼的内侧，检测管之间互相平行；在检测管内注满清水。现场检测前，测定声波检测仪发射至接收系统的延迟时间t，并按下式计算声时修正值t′：t′=wtVddVdD式中：D——检测管外径（mm）d——检测管内径（mm）d′——换能器外径（mm）Vt——检测管壁厚度方向声速（km/s）Vw——水的声速（km/s）t′——声时修正值（μs）4.2.4检测步骤接收及发射换能器在装设扶正器后置于检测管内，并能在管内顺利提升及下降；测量时发射与接收换能器置于同一标高，当发射与接收换能器置于不同标高时，其水平测角为30°～40°。测量点距为20～40cm。当发现读数异常时，加密测量点距。发射与接收换能器同步升降。各测点发射与接收换能器相对高差不大于2cm，随时校正。检测时由检测管底部开始，发射电压值固定，并始终保持不变，放大器增益值始终固定不变。调节衰减器的衰减量，使接收信号初至波幅度在荧光屏上为2或3格。由光标确定首波初至，读取声波传播时间及衰减器的衰减量，依次测取各测点的声时及波幅并记录。一根桩有多根检测管时，将每2根检测管编为一组，分组进行测试。每组检测管测试完毕后，测试点随机重复抽测量10%～20%。其声时相对标准差不大于5%；波幅相对标准差不大于10%。对声时及波幅异常的部位重复抽测。测量的相对标准差按下式计算：8σt′=nnmjiinttt122σA′=nimjiinAAA1222jiimttt2jiimAAA式中：σt′——声时相对标准差σA′——波幅相对标准差ti——第i个测点声时原始测试值（μs）Ai——第i个测点波幅原始测试值（dB）tji——第i个测点第j次抽测声时值（μs）Aji——第i个测点第j次抽测波幅值（dB）4.2.5检测数据的处理与判定由现场所测的数据绘制声时-深度曲线及波幅（衰减值）-深度曲线，其声时及声速按下列公式计算：tc=t-t0-tVp=ctI式中：tc——混凝土中声波传播时间（μs）t——声时原始测试（μs）t0——声波检测仪发射至接收系统的延迟时间（μs）I——两个检测管外壁间的距离（mm）Vp——混凝土声速（km/s）桩身完整性按下列规定判定：采用声时平均值μt与声时2倍标准差σt之和作为判定桩身有无缺陷的临界值；并按下列公式计算：μt=ntnici19σt=nttcini21式中：n——测点数tci——混凝土中第i测点声波传播时间（μs）μt——声时平均值（μs）σt——声时标准差按声时-深度曲线相邻测点的斜率Ktz及相邻两点声时差值△t的乘积K·△t作为判定桩身缺陷的依据：Ktz=11iicicizztt△t=tci-t1ciK·△t=121iicicizztt式中：tci——第i测点的声波传播时间（μs）t1ci——第i-1测点的声波传播时间（μs）zi——第i测点的深度（m）z1i——第i-1测点的深度（m）K·△t值能在声时-深度曲线上明显地反映出缺陷的位置及性质，结合μt+2σt值进行综合判定。由于波幅（衰减量）声速对缺陷的反应更灵敏，采用接收信号能量平均值的一半作为判断桩身缺陷临界值。波幅值以衰减器的衰减量q表示，波幅判断的临界值qD有下列关系：qD=μq-6μq=niinq1式中：μq——衰减量平均值（dB）qi——第i测点的衰减量（dB）n——测点数对超越临界值的测区进行缺陷分析与判断。10桩的完整性采用以上几种方法进行判定，并辅以接收波形的视率做进一步的综合判定。在作出缺陷判定后，如需判定桩身缺陷尺寸及空间分布，则进一步采用多点发射，不同深度接收的扇形测量方法，用