桩基检测试验方案

万基·滨江国际工程桩基检测技术方案二〇一三年二月二十日一、概述1.1工程概况万基·滨江国际工程位于青田县。为检测基桩桩身完整性和基桩单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求，拟对本工程基桩进行低应变和单桩抗压静载试验。1.2试验内容与目的及工程量（1）检测基桩桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；（2）通过试桩确定单桩竖向抗压极限承载力。（3）本次检测低应变1090根，静压试验约11根。1.3总体构思及协调措施总体目标是试桩应经济、合理、工期短，提供准确、可靠的试桩报告。建设方应召集设计单位、施工单位、监理单位、试验单位搞好工地的协调和配合工作，提供设计图纸和地质资料和其它可行的方便。二、试验方案编制依据（1）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）；（2）《基桩低应变动力检测技术规程》（DBJ10-4-98）三、试验方案3.1基桩低应变动力检测技术方案3.1.1检测目的检测桩身结构完整性，评估桩身质量等级（含桩端）；在桩底信号清晰的前提下，根据基桩平均波速推断有效桩长。3.1.2检测前期准备工作测试前将桩顶不合要求的桩顶砼凿去，保持桩头平整、干燥；管桩若桩头未被击碎，无须处理桩头；若桩顶被击碎，须等截桩（割除破损段）后，再检测；以便测试时传感器与桩顶面能更好地耦合，确保测试数据的准确性。施工单位应提供试验桩的施工记录、桩位平面图、地质报告，并填写现场测试员提供的基桩测试基本情况登记表。测点测点直径3～5cm3.1.3检测标准《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106-2003）《基桩低应变动力检测技术规程》（DBJ10-4-98）设计单位及建设单位要求遵循的项目文件（招标文件等）3.1.4检测原理及方法反射波法的检测原理是以一维弹性杆件的应力波理论为基础的。由一维波动理论可知，应力波从一种介质向另一种介质传播时，其波阻抗比N、反射系数F为：N=(ρVcA)1/(ρVcA)2F=(1-N)/(1+N)式中ρ—桩身材料（砼）密度(kN/m3)；Vc—桩中应力波传播速度(m/s)；A—桩身的横截面积(m2)。由于应力波的反射是由材料的波阻抗比发生变化而引起的，故由上式可知，若桩身介质密度ρ或桩身横截面A发生变化时，则会使入射波产生反射。测试时，在桩顶锤激力的作用下，产生一弹性压缩波，此波以波速Vc沿桩身向下传播，当遇到桩身截面变化或者桩身介质密度变化时，入射波将产生反射和透射，反射信号由安装在桩顶的传感器接收，通过基桩动测仪采集信号，再送到计算机由专用软件进行综合分析，根据处理后的时域波形图和频谱图，则可判断桩身是否有缺陷及缺陷的类型、位置和缺陷程度，由桩端反射波到达传感器的时间ΔT可算出桩身介质的波速。桩身介质的波速Vc和桩身缺陷的深度Li，分别按下列公式计算：Vc=2•L/ΔTLi=0.5•Vcm•ΔTi式中L—桩长(m)；Vc—基桩桩身材料的波速(m/s)；Vcm—同一工地内桩身材料的平均波速(m/s)；ΔTi—桩身缺陷Li部位的反射波到达时间(s)。低应变反射波法检测基桩质量具有全面、快速、经济、准确等优点，特别对检测缩径、夹泥、空洞、断桩等桩身缺陷颇为灵敏。其检测系统示意图如下：3.1.5检测仪器及设备检测所用仪器为武汉岩海工程技术开发有限公司生产的RS-1616K（S）型基桩动测仪，配LC型加速度传感器（幅频线性宽度为2～10000Hz）；2010年6月4日由浙江省计量科学研究院检定，有效期至2011年6月7日。3.1.6基桩质量评定等级及标准根据中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003，评定桩身质量等级分为四类，如下表：等级标准Ⅰ类桩完整桩，无缺陷，桩身砼波速值正常Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的发挥Ⅲ类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷，对桩身结构承载力有严重影响3.1.7检测流程1）资料分析：工程资料（包括工程地质概况）、土层参数及综合柱状图、施工过程及记录资料、桩形尺寸及分布图。2）检测系统联结调试与传感器安装。3）动测参数选取：桩长、桩径、桩身砼强度等级、采样间隔。4）用激振材料冲击桩顶进行触发采集，数据一致性较差时，应进行重复采集，若随机噪声过大或桩尖反射信号太弱，则可采用时域平均法进行完整性诊断。5）低应变完整性分析和缺陷定位，若无缺陷则可到此为止，有缺陷则进入下一流程进行定量分析。6）低应变反射波法定量分析，包括桩的缺陷（等效截面比或阻抗比）与土层阻抗参数的定量分析。3.1.8人员安排测试工程师2名3.1.9报告提交方式及报告内容检测结束后三天内告知测试的初步结果，七天内提交正式报告；报告一式五份，由单位总工批准。正式报告包含以下内容：1）委托方名称、工程名称、地点、建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期；2）地质条件描述；3）受检桩的桩号、桩位和相关的施工记录；4）检测方法、检测仪器设备，检测过程叙述；5）桩身完整性描述，包括缺陷位置、性质及类别；动测实测曲线图；5）结论及建议。3.2单桩竖向抗压堆载试验方案3.2.1.设备的选定（图1所示）：荷载采用配重堆载，详见图1。堆载配重木板主梁次梁试验桩基准梁位移传感器千斤顶支墩支墩图1：单桩竖向抗压静载试验装置图（1）按工程实际情况，采用平台架设备以水泥试块作为荷载，进行堆载试验。（2）反力源：由油压千斤顶及液压电动油泵组合输出。荷载采用连接于千斤顶的压力表测定。试验前经压力机标定的千斤顶压力-油压表读数关系，确定本次试验各级加载的油压表读数。3.2.2.试验方法：试验根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）规范中有关静载荷测试要求及业主要求执行，试验标准和方法如下：（1）试验开始日期，接业主通知后48小时内进场试验。（2）加载方法：采用慢速维持荷载法。（3）加载分级：每级加压值为试验最大荷载值的1/10，首级加压值为2/10。沉降观测（记录）：每级加载后按5、15、30、45、60min间隔读数记录，以后每隔30分钟测读一次。（4）终止标准：a.在某级荷载作用下的沉降增量大于前一级的5倍，且桩顶总沉降量已超过40mm。b.总加载量已达到最大试验荷载要求。c.累计总沉降量大于80mm。d.Q-S曲线上出现明显陡降段或S-lgt曲线间隔特别大。（5）卸载方法：每级卸载量为每级加载量的2倍，每级卸载后按15、30、60min间隔各测读记录一次残余沉降量后下一级，全部卸完后，隔3h测读一次残余沉降量，测试结束。3.2.3.沉降量测系统在试桩顶面两侧对称安装4只位移传感器连接主机以测定试桩的沉降。在试验过程中，固定和支承位移传感器的夹具和基准梁不得受外界干扰而发生竖向位移。3.2.4.提交试验成果（1）桩顶荷载-沉降关系，即Q-S曲线；（2）每级荷载下桩顶沉降随时间的变化关系，即s-lgt曲线；（3）评价在设计承载力标准值荷载下桩顶实测沉降是否正常；（4）判定在设计要求最大加载下桩是否达到极限承载力状态。3.2.5.现场准备工作：（1）试桩桩头宜保持与地面水平，应进行加固处理，应在原桩顶凿清浮浆后接驳浇灌钢筋混凝土桩头,接桩后桩顶面宜保持与地面水平，并应低于地面50cm，对于桩径小于1000mm的桩需将桩顶直径扩大至1000mm，并在桩顶部加配φ6的60×60钢筋网3层，其层距为40～70mm；桩头主筋应全部直通至桩顶砼保护层之下（距桩顶砼4～7cm），各主筋应在同一高度上；混凝土的强度宜比原桩强度提高1～2级（若需提前测试则需加入早强剂），且不低于C30，混凝土粗骨料粒径不应大于20mm，详见下图。图3试桩桩头示意图注:1、建议在桩身顶部1倍桩径范围内加钢箍抱紧，以防止桩头爆裂。2、桩径大于等于1米的不需扩大桩头3.3单桩竖向抗拔试验方案试验采用慢速维持荷载法，测读时间如下：（1）每次加载后第一小时内按第5、15、30、45、60min测读试桩上拔量，以后每隔0.5h测读一次，当上拔速率达到相对稳定标准时，进行下一级加载；（2）卸载时，每级荷载测读一小时，按第15、30、60min测读三次。卸载至零后，应测读桩顶残余上拔量，维持时间为3h，测读时间为5、15、30min，以后每隔30min测读一次。（3）试桩上拔相对稳定标准，取一小时上拔量不超过0.1mm，并在1.5h内连续出现两次。3.2.3终止加载条件试验过程中达到以下任一条件即可终止试验：·在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级荷载作用下桩顶上拔量的5倍；·按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm；·按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍；·对于验收抽样检测的工程桩，达到建设单位及设计单位要求的最大上拔荷载值。3.3检测仪器设备3.3.1基准架布设：基准架由基准梁和基准桩组成。基准桩远离支墩和试桩，錘击入土，其上架设基准梁和引梁。3.3.2上拔量测定：采用精度为0.01mm，最大量程为50mm的4只百分表，通过磁性表座，对称布置在试桩两侧及引梁上，以静止的基准架作为参照物，测量桩顶在不同荷载作用下的上拔量。油压表高压油泵高压油管反力筋(3级钢筋)承压板反力梁支墩千斤顶支墩试桩(T)地表百分表位移杆护管基准梁拉杆钢圈垫块承压板支墩试桩支墩反力梁（剖面示意图）（平面示意图）图1支墩法竖向抗拔静载荷试验装置示意图四、进度计划表承载力测试安排大概如下：1．拟安排静载设备1套。2.检测报告在每个分项检测完后7天内(一式四份)提交；3.时间以实际开工周期顺延。五、拟进入本项目检测人员名录项目负责人：王春现场检测人员：陈镇、吴波、吴妙芳等六、拟投入本项目机械的设备及类别清单进场主要施工机械设备及仪器序号机械设备名称规格型号数量额定功率出厂时间备注1平台架套12000吨自制11米2千斤顶只若干320吨2008年3油泵只11.5千瓦2008年4百分表只450㎜2009年5表夹具套42009年6挖掘机台17吊车台250吨8发电机台15千瓦9动测仪台12009年七、安全生产与文明检测（1）按照国家有关劳动保护的规定，在本工程整个检测过程中，严格的安全保护措施，由现场负责人统一管理和协调检测的有关安全事项。（2）工地物料及设备等做到有序堆放，不占用施工道路，确保人车畅通，减少和避免事故发生。（3）检测工作期间，在任何情况下都严禁在吊机下站人，其它设备如挖掘机械运转范围内不得站人。（4）检测工作期间，在试验范围内设置警示标志，并采用彩条带将试验区域设围。（5）所有进入检测现场人员配备安全帽