风电场工程风机基础基桩检测检测方案.docx
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风电场工程风机基础基桩检测检测方案
天津大港港西（）风电场工程
风机基础基桩检测
检测方案
天津市建联基础工程检测有限公司
2020年06月13日
1工程概况：
该工程拟进行9根高强预应力管桩（场外试桩）进行基桩检测。
受检桩参数表
位置
编号
桩长
（m）
桩径
（mm）
单桩竖向抗压承载力特征值（kN）
最终加载量
（kN）
单桩水平承载力特征值（kN）
1#桩基试验场
1-1~3#
600
1400
3360
25
2#桩基试验场
2-1~3#
600
1445
3470
25
3#桩基试验场
3-1~3#
600
1365
3300
25
2检测内容及方式：
检测内容
检测方法
单桩竖向抗压承载力
高应变检测、单桩竖向抗压静载试验
单桩水平承载力
单桩水平静载试验
桩身完整性
低应变检测
3检测条件：
需甲方提供本场地的工程地质资料﹑施工图纸﹑打桩记录；
确信实验点位置及数量；
实验桩基龄期知足标准要求；
解决现场测试用电及照明问题；
测试场地平整﹑动测桩顶面平整。
4检测标准：
《建筑基桩检测技术规程》DB29-38-2002J10198-2002
《岩土工程技术标准》DB29-20-2003J256-2003
《建筑基桩检测技术标准》JGJ106-2003J256-2003
《建筑地基基础设计标准》GB50007-2002
《预应力混凝土管桩技术规程》DB29-110-2004J10487-2004
5检测工作要求：
单桩竖向静载实验；
低应变桩身完整性检测；
高应变检测；
单桩水安静载实验；
6检测工作质量保证体系，要紧质量保证文件：
《程序文件》
《质量手册》
《实施细那么》
7检测装备配置、工器具的情形：
序号
设备名称
型号规格
数量
基本功能
备注
1
全自动静载仪
JCQ503A
1
静载自动观测
2
基桩动测仪
RS1616k（S）
1
低应变检测
高应变检测
3
千斤顶
500T
1
单桩竖向抗压静载
50T
1
单桩水平静载
4
油泵
6
2
静载
5
位移计
MFX-50
12
静载
6
试验用梁
自制
12
静载试验用
所用仪器均知足相关标准、规程要求
8检测实施方案及原理、方式：
高应变检测
8.1.1试验目的：
用于初步判定基桩的竖向承载力
8.1.2方式及原理：
高应变更力试桩法是用快速施加的动荷载代替缓慢的静荷载，应用波动力学理论，用一维波动方程对所测得的力和速度信号进行分析计算，从而取得单桩极限承载力、桩身结构完整性、锤击能量及桩身应力等各类重要信息，采纳实测曲线拟合法还可取得桩侧和桩端土阻力的散布情形，并能模拟静载实验的Q-S曲线。
高应变更力试桩的具体做法是：
将重锤提升必然高度后自由落下锤击桩头，使桩身产生与静荷载实验至极限承载力时的静应变值相当的瞬时动应变值，通过安装在桩顶周围的力和加速度传感器搜集检测截面的轴向应变和轴向运动加速度，计算出平均的力和速度，然后用一维波动方程对所取得的力和速度进行分析计算，取得所要的各类信息。
依据标准本次检测部份高应变检测利用实测曲线拟合法进行计算。
拟合法一样假定单桩是一维弹性杆件，但却完全摈弃了凯司（Case）法的另外几个假定，而是采纳了更接近实际的桩身和桩土体系模型，即桩身阻抗可变，土的静阻力不恒定，动阻力非线性，应力波在传播中能量有损失；另外还考虑了一些施工及检测时的实际情形，对桩端及土性状的转变进行了处置。
由于拟合法所采纳的桩身和桩土体系更接近实际，也加倍复杂，因此只能将桩身和土分成假设干个均匀的小单元，运用一维波动方程进行分段分层地分析和计算。
但因已知条件仅为力和速度，而未知参数那么有多个，因此还不能依照所测得的力和速度直接解出全数的桩土参数，只能通过拟合计算的方式来实现。
在实施现场实验前，应提供该地域的地质勘探报告（详勘）。
其拟合计算步骤如下：
（1）把实测两根曲线之一作为计算中的已知数，而把第二根曲线作为查验计算结果的依据；
（2）依据准确地质勘探报告书，对桩身阻抗、土阻力及其它所在桩土参数进行设定；
（3）进行一次波动力计算，求得第二根曲线的计算值；
由于拟合计算的繁杂，因此必需采纳程序计算。
低应变更测：
8.2.1实验目的：
检测桩身缺点及其位置，判定桩身完整性类别
8.2.2方式及原理：
目前国内外普遍采纳瞬态冲击方式，通过实测桩顶加速度或速度响应时域曲线，籍一维波动理论分析来判定基桩的桩身完整性，判定桩身缺点的程度及位置，这种方式称之为反射波法（或瞬态时域分析法）。
本方式的理论依据是成立在一维线弹性杆件模型基础上，因此受检桩的长细比、瞬态鼓励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于5，设计桩身截面宜大体规那么。
本方式对桩身缺点程度只作定性判定，尽管利用实测曲线拟合法分析能给出定量的结果，但由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变，和桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合阻碍，曲线拟合法还不能达到精准定量的程度。
由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗转变等因素的阻碍，应力波从桩顶传至桩底再从桩底反射回桩顶的传播为一能量和幅值慢慢衰减进程。
假设桩太长（或长径比较大）或桩身截面阻抗多变或变幅较大，往往应力波尚未反射回桩顶乃至尚未传到桩底，其能量已完全衰减或提早反射，致使仪器测不到桩底反射信号，而无法对整根桩的完整性做出评定。
关于最大有效检测深度小于实际桩长的超长桩检测，尽管测不到桩底反射信号，但假设有效检测长度范围内存在缺点，那么实测信号中必有缺点反射信号。
因此，低应变方式仍可用于查明有效检测长度范围是不是存在缺点。
本方式的有效检测桩长范围应通过现场实验确信。
桩顶条件和桩头处置好坏直接阻碍测试信号的质量。
因此，要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件大体等同。
灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部份，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。
当桩头与承台或垫层相连时，相当于桩头处存在专门大的截面阻抗转变，对测试信号会产生阻碍。
因此，测试时桩头不得与混凝土承台或垫层相连，而应将其与桩侧断开。
从时域波形中找到桩底反射位置，仅仅是确信了桩底反射的时刻，依照ΔT=2L/c，只有已知桩长L才能计算波速c，或已知波速c计算桩长L。
因此，桩长参数的设定应为实际施工桩长或测点至桩底的距离。
测试前桩身波速可依照本地域同类桩型的测试值初步设定，实际分析进程中应按由桩长计算的波速从头设定或按确信的波速平均值cm设定。
关于时域信号，采样频率越高，那么搜集的数字信号越接近模拟信号，越有利于缺点位置的准确判定，一样应在保证测得完整信号（时段2L/c+5ms，1024个采样点）的前提下，
选用较高的采样频率或较小的采样时刻距离。
可是，假设要兼顾频域分辨率，那么应按采样定理适当降低采样频率或增加采样点数。
稳态激振是按必然频率距离逐个频率激振，并持续一段时刻。
频率距离的选择决定于速度幅频曲线和导纳曲线的频率分辨率，它阻碍桩身缺点位置的判定精度；距离越小，精度越高，但检测时刻很长，降低工作效率。
一样频率距离设置为3Hz、5Hz和10Hz。
每一频率下激振持续时刻的选择，理论上越长越好，如此有利于排除信号中的随机噪声。
实际测试进程中，为提高工作效率，只要保证取得稳固的激振力和响应信号即可。
保证取得高质量响应信号而的方法：
传感器用耦合剂粘结时，粘结层应尽可能薄；必要时可采纳冲击钻打孔安装方式，但传感器安装面应与桩顶面紧密接触。
相对桩顶横截面尺寸而言，激振点处为集中力作用，不可幸免地产生表面波和横波的干扰（当锤击脉冲变窄或桩径增加时，这种由三维尺寸效应引发的干扰加重）。
传感器安装点与激振点距离和位置不同，所受干扰的程度也不同；对混凝土实心桩，当检测点位于距桩中心约2/3半径R时，所受干扰相对较小；对空心桩，当检测点与激振点平面夹角约为90°时也有类似成效。
另应注意增加安装点与激振点距离或平面夹角将增大锤击信号与响应信号的时刻差，造成波速或缺点定位误差。
测振传感器安装点、锤击点布置示意如图。
当预制桩、预应力管桩等桩顶高于地面很多，或灌注桩桩顶部份桩身截面很不规那么，
或桩顶与承台等其他结构相连而不具有传感器安装条件时，可将测量响应传感器安装在桩顶以下的桩侧表面，且宜远离桩顶。
激振点与传感器安装点应远离钢筋笼的主筋，其目的是减少外露主筋对测试产生干扰信号。
假设外露主筋太长而阻碍正常测试时，应将其割短。
瞬态激振通过改变锤的重量及锤头材料，可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成份。
锤头质量较大或刚度较小时，冲击入射波脉冲较宽，低频成份为主；当冲击力大小相同时，其能量较大，应力波衰减较慢，适合于取得长桩桩底信号或下部缺点的识别。
锤头较轻或刚度较大时，冲击入射波脉冲较窄，含高频成份较多；冲击力大小相同时，虽其能量较小并加重大直径桩的尺寸效应阻碍，但较适宜于桩身浅部缺点的识别及定位。
稳态激振在每一个设定的频率下激振时，为幸免频率变换进程产生失真信号，应具有足够的稳固激振时刻，以取得稳固的激振力和响应信号，并依照桩径、桩长及桩周土约束情形调整激振力。
稳态激振器的安装方式及好坏对测试结果起着专门大的作用。
为保证激振系统本身在测试频率范围内不至于显现谐振，激振器的安装宜采纳柔性悬挂装置，同时在测试进程中应幸免激振器显现横向振动。
桩径增大时，桩截面各部位的运动不均匀性也会增加，桩浅部的阻抗转变往往表现出明显的方向性。
故应增加检测点数量，使检测结果能全面反映桩身结构完整性情形。
每一个检测点有效信号数不宜少于3个，并进行叠加平均提高信噪比。
应合理选择测试系统量程范围，专门是传感器的量程范围，幸免信号波峰削波。
单桩竖向抗压静载荷实验
8.3.1实验目的：
确信单桩竖向抗压极限承载力、判定竖向抗压承载力是不是知足设计要求、获取桩顶压力与桩身沉降的关系、验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。
8.2.2方式及原理：
本次检测采纳堆载法
实验装置为压重平台反力法，即由压重平台提供反力通过试桩钢梁及千斤顶对试桩进行竖向抗压荷载实验。
单桩竖向承载力实验装置如图8－1所示。
图8－1单桩竖向抗压静载荷试验装置示意图
加载方式采纳快速维持荷载法。
荷载分级：
预估极限承载力值的1/10。
第一级可按两倍分级荷载加荷。
测读沉降时刻：
每级加载后距离5、10、15分钟各测读一次，以后每隔15分钟测读一次，累计1小时后每隔30分钟测读一次。
稳固标准：
每级荷载作用下，1小时的沉降不超过0.1mm并持续显现2次，以为已达到相对稳固，可加下一级荷载。
终止加荷条件：
1、某级荷载作用下，桩顶的沉降量超过前一级荷载作用下桩顶沉降量的5倍时；桩顶总沉降量超过40mm。
2、某级荷载作用下桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时尚未达到相对稳固；
3、当工程桩做锚桩时，锚桩上拔量已达到许诺值。
4、知足设计的具体检测要求。
五、当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情形下，可依照具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
显现上述情形之一时即可终止实验。
卸载与卸载沉降观测：
每级卸载值为每级加载值的2倍。
每级卸载后隔15分钟测读一次残余沉降，读两次后，隔30分钟再读一次，即可卸下一级荷载，全数卸载后，隔3～4小时再读一次。
单桩水安静载实验
8.4.1确信单桩水平临界和极限承载力、判定水平承载力是不是知足设计要求、推定土的抗力系数、获取桩顶水平力与桩身水平位移的关系。
8.4.2方式及原理：
本次实验采取单项多循环加载法
单项多循环加载法的分级荷载应小于预估水平极限承载力或最大实验荷载的1/10。
本次检测最大实验荷载为50kN。
每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。
如此循环5次，完成一级荷载的位移观测。
实验不得中间停顿。
终止加荷条件：
显现以下情形之一，可终止加载：
1、桩身折断；
2、水平位移超过20mm。
9检测工作进度打算安排及操纵方法：
静载检测估量于进场后依照甲方施工进度完成现场静载检测工作。
现场静载实验设备依据工作量进场；单桩竖向静载荷实验每根检测时刻不超过2天；低应变在开槽后进行，估量检测进度为100根/天，高应变检测，依照现场的实际情形进行检测，可在实验完成后2天内提供时期性检测结果报告，全数检测工作完成后3日内出具正式完整工程桩检测报告。
10报告内容：
提交验桩正式报告4份，检测报告中要紧提供以下文字说明﹑图件及数据：
工程概况；
委托检测内容；
检测方式及原理；
地质条件概况；
静载荷实验检测结果；
低应变检测结果；
高应变检测结果；
单桩水安静载荷检测结果；
基础工程检测结论与建议。
11与项目业主、设计人员配合及和谐彼此关系的方法：
一样性的意见提请有关人员或有关部门注意，改良工作质量或效劳质量；
对照较重要的意见，组织质量体系审核，采取纠正方法；
对检测结果正确性有疑心的或否定的意见，向技术负责人报告，由技术负责人检查或组织评审检测进程及相关要素，并判定结果是不是正确；
对涉及质量方针和质量目标的问题，那么提请总领导或技术负责人组织治理评审，采取纠正方法或预防方法、改良质量体系。
12平安及文明施工保证方法
项目负责人对各检测方式的平安生产负全数责任
a.组织、催促本组成员在外业工作中认真执行平安操作规程。
b.每改换一种方式进行外业工作前，负责向全组人员强调重点防范部位及注意事项。
c.注意发觉隐患及事故苗头，组织本组成员及时排除。
现场平安员协助主任对本组从事的各检测方式的平安生产负全数责任
a.在组长的安排下，除完本钱职工作外对生产进程进行监督。
b.监督的重点放在各方式外业生产。
.检测人员对所承担的各环节工作的平安生产负全数责任
a.认真学习、贯彻、执行平安操作规程,积存体会，增强自我防范意识。
b.按规定动作，一招一式认真实施，不得图省事擅自改变操作顺序或减少操作步骤。
c.发觉隐患及事故苗头及时向组长及现场平安员报告，在组长的率领下排除后再继续工作。
仪器操作员（项目负责人）对所从事检测方式的仪器设备平安负全数责任
a.认真执行各平安操作规程中有关仪器平安数分。
b.认真执行平安用电规定，不得冒险蛮干。
c.负责催促检查人力搬运仪器的情形。
现场检测进行进程中注意文明施工，杜绝噪音扰民。
13后续效劳的安排与许诺
为保证检测质量的公正性，特声明如下：
所有规章制度公司上下必需严格照遵守，任何人不弄特殊化；
公司对所有效户均一视同仁，采纳先进的技术，提供优质的效劳；
检测工作应尊重事实，以科学性、公正性、标准性为准那么，不受其它任何因素的干扰；
本公司检测人员不得在其它检测单位直接或间接任职，不得从事有损检测公正性的活动；
本公司内任何人不得擅自出报告、证明材料等，正式报告必需加盖公司公章，并经所有相关责任人签字，方能生效并可对外发布；
公司人员必需严格遵守技术资料保密度，不得泄露质检情形，不得向他人教授检测站保密的检测技术和知识；
检测报告由负责该项目的技术人员编写，并经审核人和总工审核后提交，任何人不得因商业或其它缘故对检测报告的编写提出非技术性的建议和要求。
天津市建联基础工程检测
2020年06月13日
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