抗拔桩静载和低应变检测方案

桩基检测方案编制：审核：审批：1桩基检测方案1工程概况1.1工程名称：南京至高淳城际轨道禄口机场至溧水段试验段土建工程（DS7-TA05标）1.2建设单位：南京地铁建设有限责任公司1.3建设地点：金龙路站～无想山站1.4工程概况：本标段二站一区间，金龙路站、无想山站和金龙路站～无想山站区间。金龙路站采用Φ1000钻孔灌注桩，混凝土等级为C35P8水下，有效桩长5m。设计抗拔承载力特征值为：1000KN（KBZ1～9a、15～22a）、2400KN（KBZ10～14）。金龙路站桩数总计127根。无想山站采用Φ1000钻孔灌注桩，混凝土等级为C35P8水下，有效桩长5m。设计抗拔承载力特征值为：1000KN（KBZ1～KBZ5）、2400KN（KBZ6～KBZ25）。无想山站桩数总计90根。无想山站抗拔桩平面布置见图2-2。1.5检测项目及数量：基础类型直径(mm）检测项目总数量检测数量备注抗拔桩1000低应变217根217根100%检测抗拔桩1000静载抗拔217根3根1%且不少于3根1.6检测依据：《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014《建筑地基基础处理技术规范》JGJ79-2012《建筑基桩技术规范》JGJ94-2008《建筑地基基础检测规程》DGJ32/TJ142-2012《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽质量检测技术规程》DGJ32/TJ117-2011《南京轨道交通工程建设质量检测项目和频率规定》2014年版本工程设计图纸1.7检测任务：低应变检测：通过低应变动测对试桩完整性进行检测，以确定试桩的完整性和可靠性。抗拔检测：测试试验桩单桩竖向抗拔最大值，提供单桩竖向抗拔承载力极限值和特征值；测定单桩竖向荷载作用下的荷载和变形；判定单桩竖向抗拔承载力是否满足设计要求。22检测方法2.1静载抗拔检测2.1.1检测装置及安装示意图试验装置主要包括千斤顶加载部分和桩顶位移观测两部分。在抗拔桩的顶部架设一根钢梁，将抗拔桩钢筋锚固于钢梁之上。在抗拔桩两侧的地面上对称放置两块荷载板，荷载板上方分别安装千斤顶进行并联同步加载。千斤顶加载产生的抬升力由钢梁传递给抗拔桩的钢筋笼。桩顶位移用百分表位移传感器测量。2.1.2检测装置及安装示意图检测装置主要包括加载部分和桩顶位移观测部分。荷载由安放在抗拔桩顶上方、两根钢梁中间的油压千斤顶提供，千斤顶上方的钢梁与抗拔桩钢筋焊接或锚固连接。千斤顶下方的钢梁将千斤顶压力传递给检测桩两侧的支墩平台上，再传递到地基土上。抗拔桩顶部位移位移由百分表或位移传感器测量。32.1.3加载分级：按照最大加载的1/10为一级，逐级加载，直到达到终止加载的条件。2.1.4位移观测：每级加载后间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次。每次测读后，观察并记录桩身外露部分裂缝开展情况。2.1.5位移相对稳定标准：每1h内的位移不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5h内连续3次观测值计算），认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。2.1.6终止加载的条件（出现下列情况之一时，即可终止加载）1）在某级荷载作用下，桩顶位移大于前一级荷载作用下的位移的5倍；2）按桩顶位移控制，当累计桩顶位移超过100mm时；3）按钢筋抗拉强度控制，荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍；4）对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。2.1.7单桩竖向抗拔极限承载力的判定1）对于陡变型U-δ曲线，取陡变起始点荷载为极限荷载；2）对于缓变型U-δ曲线，根据上拔量和δ-lgt曲线变化综合判定，即取δ-lgt曲线尾部显著弯曲的前一级荷载为极限荷载。2.1.8桩头处理及现场要求1）桩顶应比基底高约10cm；2）钢筋露出桩顶至少50cm。3）从成桩到开始试验的间歇时间：在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂土，不应少于7天；对于粉土，不应少于10天；非饱和粘性土不应少于15天；饱和粘土不少于25天，对泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间；4）需保证施工道路畅通，桩周10m范围内需坚硬、平整；保证通电（220V、380V）；5）试验过程中现场不得有打桩机或其它因素造成的较强震动。2.2低应变检测2.2.1低应变测试原理：反射波法检测桩身完整性是以一维波动理论为基础的。在桩顶施加一锤击力，将产生一沿桩身纵向传播的压缩波（应力波）。该波波速是桩阻抗的函数，与桩横截面面积、材料密度、弹性模量有关。如在桩顶部安装响应传感器，测得该波自桩顶至桩端部（或缺陷处）并反射回桩顶的幅值、符号、时间间隔，就可判断桩长、桩身缺陷性质和桩身缺陷位置。主要计算公式：△t＝2L/C式中：△t──时间间隔（s）4L──桩长（缺陷位置）（m）C──反射波波速（km/s）2.2.2现场测试方法1）测试前的准备检测工作开始之前，先搜集桩基施工资料，如：查阅工程地质、水文地质资料、了解基桩施工工艺、熟悉设计图纸资料等，以便于检测时能准确设置测试参数和有针对性地进行检测，对检测结果的分析和判断也更加准确、客观。2）检测前，受检桩应符合下列规定：a基桩桩身混凝土强度达到设计强度的70%且桩身强度不低于15MPa；b头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本相同；c桩顶应凿至硬实混凝土面并大致水平，传感器安装点和激振点应打磨光滑。3）现场测试a传感器安装在桩顶面，传感器安装点及其附近不得有裂缝或浮动沙粒存在，传感器用粘结剂与桩顶面粘结，安装完毕后的传感器与桩顶面保持垂直，且紧贴桩顶表面，确保在信号采集过程中不产生滑移或松动。b对于钢筋混凝土灌注桩，当激振点在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离为桩半径的2/3。见下图所示。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。c激振点与传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。激振方向应沿桩轴线方向。d应根据缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄。激振点和传感器安装示意图RRR23传感器安装点激振锤击点5e被检测的单桩均应进行二次及以上重复测试，时域波形应有较好的重复性。须采集二个以上好的波形。当重复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安置条件或排除仪器的故障后重新进行测试。f结合现场资料通过综合分析，判别有无断桩、离析、夹泥或缩径等缺陷，并确定其位置，判别桩长及混凝土质量是否满足设计要求，对单桩完整性做出评价。2.2.3检测数据分析与判断1)应根据实测时域波形和频谱分析判定单桩的混凝土质量。2)桩身波速平均值的确定应符合下列规定：a当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：niicnc1m1TΔLci2000fΔLci2b当无法按上款确定时，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。3)桩身缺陷位置按下列公式计算：ctΔxx20001fΔcx214)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，按规范的规定和实测时域或幅频信号特征进行综合分析判定。5)对于混凝土桩，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、ΔT=2L/cV(mm/s)t(ms)r完整桩典型时域信号特征6动刚度的相对高低辅助判定桩身完整性。低应变检测桩身完整性判定表时域信号特征幅频信号特征判定2L/c时刻前无缺陷反射波；有桩底反射波桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差Δf≈c/2LⅠ类桩2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波；有桩底反射波桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差Δf≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差Δf′c/2LⅡ类桩2L/c时刻前有明显缺陷反射波缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差Δf′c/2LⅢ类桩2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动；无桩底反射波缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差Δf′c/2L；或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰；无桩底谐振峰Ⅳ类桩2.2.4检测报告。检测报告应包括以下内容：1)桩身波速取值；2）桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别；3）应给出每根桩有效的实测信号曲线，时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数；4）必要的说明和建议。3.测试设备、仪表仪器设备名称数量型号出厂期用途静载荷测试系统1套RS-JYB/C2013抗拔静载千斤顶4只QW5002010抗拔静载4只QW3202011抗拔静载油拔表4只0-100MPa2012抗拔静载位移表16只0-50mm2013抗拔静载基准梁和基准桩2套10m2013抗拔静载静载反力架2套1500T2013抗拔静载钢梁3套8m、10m、5.5m2013抗拔静载低应变测试系统1套PIT2005低应变2套RS-1616W(L)2010低应变74、检测流程4.1依据甲方提供的资料作出检测设计，提供检测方案供甲方审批；4.2依据检测方案要求，组织开挖准备，使场地满足试验要求；4.3具备试验条件后，通知乙方进场；4.4填写检测现场情况调查表，由甲方、监理、施工签字认定试验现场会签表；4.5乙方按规范和要求组织试验作业并记录；4.6作业中异常情况及时通报甲方或监理；4.7试验结束通知甲方或监理转入下道工序或组织设备撤离试验现场；4.8全部试验结束后乙方对资料进行整理，三至七日内提交中间性检测成果通知单；4.9全部工作结束二十日内提交本工程检测成果报告；4.10甲方组织成果报告验收和评审。5、有关配合、协商事宜5.1委托方应提供的资料⑴检测任务委托书和技术交底资料；⑵拟建场地岩土工程勘察报告、施工组织设计方案（包括桩位平面布置图）；⑶试验桩成孔成桩等有关资料。5.2.受检桩的技术要求受检桩在养护28天或强度达到设计要求（桩土休止时间不少于20天）后方可进行检测。技术要求如下：⑴受检桩应保持桩头平整；⑵桩顶应与设计标高一致；⑶试坑开挖工作需由施工方在试验前完成。每个载荷试验点需清理出5*8m的平整场地。5.3有关协调配合事宜⑴提供测试仪器及加压观测与反力装置焊接时所需的电源,并保证电压稳定，试验期间不断电，停电需提前通知。⑵因试验昼夜进行，搭设帐篷的位置应尽量距现场近些，如方便请协助提供工人住的工棚。⑶协助解决检测工作中遇到的其他问题。6、质量、安全保证措施6.1.质量保证措施8⑴选择有能力完成本项目的现场检测人员和报告编写、审核人员，并持证上岗；所有上岗人员工作要认真负责，确保原始数据真实可靠。⑵严格执行国家和行业有关的规范、规程、规定等技术标准及经监理或委托方同意的检测方案。⑶所有检测设备都要处于良好工作状态，所有计量器具均在检定有效期内。⑷现场检测人员要及时处理和解决有关技术问题，并经常和甲方、监理联系沟通。⑸检测报告要论述准确，真实反映现场检测所形成的技术资料。6.2.安全保证措施⑴现场检测人员即为现场安全员，全面负责工地安全工作，确保人身、仪器设备安全。⑵现场检测工作开始前，必须对所有现场工作人员进行安全教育，严格遵守工地的安全规章制度，服从安全人员的领导。⑶夜间试验要有足够的照明，恶劣天气应停止作业。⑷做好意外情况应急处理工作，出现试验结果不合格、长时间停电、仪器设备出现故障等情况，要及时向公司负责人汇报，必要时终止试验。⑸要把安全施工和文明施工结合起来，相互促进相互提高。宁高城际二期宁溧段DS7-TA05标2014年10月25日