整理桩基检测方案低应变超声波钻芯及高应变法 2.docx
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整理桩基检测方案低应变超声波钻芯及高应变法2
桩基检测方案
工程名称：
建设单位：
检测方法：
低应变法、声波透射法、钻芯法及高应变法
编制单位：
编制人：
审批人：
编制日期：
一、工程概况
本项目位于广东省，采用冲孔灌注桩基础，桩径为φ1200～φ1800mm，设计混凝土强度为C35，总桩数为72根。
二、检测目的和依据
2.1检测依据
根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003,现提供基桩检测的详细施测方案。
2.2检测目的
根据相关规范、规程要求及本项目的特点，确定采用以下检测方法进行检测：
（1）低应变法检测：
目的是检测桩身结构完整性，并为高应变和钻芯检测桩确定桩位提供依据。
（2）声波透射法检测：
目的是检测桩身结构完整性。
（3）钻芯法检测：
目的是检验桩身砼质量、桩身砼强度是否满足设计要求；桩底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求；桩底持力层是否符合设计要求；施工记录桩长是否属实。
（4）高应变法检测：
目的是检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
三、检测项目和具体内容
3.1低应变检测
3.1.1检测数量
根据本项目的要求，确定抽检数量为37根。
检测桩号由相关单位确定
3.1.2检测设备
检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K（p）基桩动测仪。
3.1.3检测原理
基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：
通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。
假设桩为一维线性弹性杆，其长度为L，横截面积为A，弹性模量为E,质量密度为ρ，弹性波速为C（C2=E/ρ）,广义波阻抗为Z＝AρC，推导可得桩的一维波动方程：
∂２u／∂t２＝C2∂２u/∂x2-R/ρA
假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质
（阻抗为Z1）进入介质
（阻抗为Z2）时，将产生速度反射波Vr和速度透射波Vt。
令桩身质量完好系数β＝Z2／Z1，则有
Vr=Vi×（1-β）／（1+β）
Vt=Vi×2／（1+β）
缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定
Lx=C×tx/2
3.1.4技术要求
1、检测桩头处理（由施工单位完成）
（1）凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，露出坚硬的混凝土表面，使桩顶表面平整干净无且无水。
（2）桩顶的材质、强度、截面尺寸应与原桩身基本相同。
（3）检测点要用砂轮机磨平，每根桩的检测点应不少于3个。
2、检测时间要求
被检测灌注桩砼强度应超过设计强度的70%，且不小于15Mpa。
3、执行标准
根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003中有关低应变法规定进行。
4、现场检测
收集工程概况、成桩情况（如设计资料、施工记录、桩位平面图等）、岩土工程资料。
5、测试步骤
检测时严格执行相关检测规范、仪器操作规程，获得准确合理的野外一手资料，储存于测试仪器的存储器中。
具体操作如下：
将传感器用黄油或橡皮泥平稳紧密地粘结于平整密实的桩面上，采用力棒激振的方法获取信号，通过检测仪器监测信号是否合理，如果获得的信号满足要求，并具重复性，则储存于仪器中；如果测试信号不满足要求，则检查、分析原因，并采取相应措施，直至获得合理信号。
一般储存于仪器中的检测曲线，每条桩不少于三条。
完成一条桩的检测后，简单进行现场分析，便可进行下一条桩的检测。
6、资料分析
将野外检测资料传输于计算机中，应用相关软件根据一维应力波理论对检测信号进行时域、频域分析，判断桩身结构完整性。
根据所检测波形特性，结合桩的砼设计强度等级要求，将工程桩桩身结构的完整性按四类划分：
类：
桩身完整；
类：
桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；
类：
桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；
类：
桩身存在严重缺陷。
3.1.5成果整理及资料提交
1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级。
2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4份。
3.2声波透射法检测
3.2.1检测数量
根据本项目的要求，确定抽检数量为25根。
（注：
桩径大于或等于1.5M的桩必须采用声波透射法或钻芯法进行完整性检测）
3.2.2检测设备
检测仪器设备采用武汉岩海公司生产的RS系列非金属声波检测仪、双孔式换能器（35kHz）等。
仪器设备及现场联接如图1。
图1
3.2.3检测原理
超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：
由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特征；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内砼的密实度参数。
测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。
3.2.4技术要求
a）埋管施工
ⅰ埋管材料：
宜采用钢（铁）管、钢质波纹管，钢（铁）管宜用螺纹口连接，不宜焊接，以保证管内畅通。
ⅱ埋管直径：
管内径为50～60mm。
ⅲ管口管底及管内：
声测管下到桩底，下端封闭，上端加盖，保证管内无异物;声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩身混凝土面100mm以上，各声测管管口高度应保持一致；
ⅳ埋管要求：
应采取适宜的方法（如焊接、绑扎在钢筋笼内侧，每隔5m用三角架固定，每管固定点不少于三个）固定声测管，成桩后检测管之间必须保持相互平行。
（注意：
检测管倾斜、弯曲、堵塞可能导致声波透射法无法出具检测结论，而不得不采用钻孔抽芯等其它检测手段进一步检测。
）
ⅴ埋管数量及编组：
D≤800mm的桩埋设2管，8002000mm的桩埋设不少于4管。
声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，编组方法参见图2，声测管编号以正北方向顺时针开始第一根管为A；（D:
受检桩设计桩径。
）
图2声测管布置图
b）执行标准
根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003中有关声波透射法规定进行。
c）检测时间
被检测灌注桩砼强度应超过设计强度的70%，且不小于15Mpa。
d）现场检测
ⅰ资料收集
收集工程概况、成桩情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、见附表1、附表2；
ⅱ现场测试
在测试时要求将各桩管管口封盖打开，并在管内注满清水。
测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另一根声测管中的声测管接收信号，超声仪测定有关参数并采集记录储存。
换能器由桩底同时往上依次检测，遍及各个截面。
e）资料分析及基桩质量评判
1、桩身缺陷：
以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。
2、根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷以及缺陷的严重程度，将桩身的完整性按四类划分：
类：
桩身完整；
类：
桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；
类：
桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；
类：
桩身存在严重缺陷。
3.2.5成果整理及资料提交
1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级；
2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4份。
3.3钻芯法检测
3.3.1检测数量
1、检测数量应符合下列规定：
抽检数量为总桩数的10％，且不少于10根，即检测10根。
2、基桩钻孔数量应根据桩径D大小确定：
1）D<1.2m,毎桩钻芯孔数不得少于一孔。
2）1.2m≤D≤1.6m,毎桩钻芯孔数不得少于二孔。
3）D>1.6m,毎桩钻芯孔数不得少于三孔。
3、具体检测桩位由设计、监理和甲方确定，并由施工单位负责检测的准备工作。
4、持力层的钻探深度应符合下列规定：
1）毎桩至少应有一孔钻至设计要求深度，如设计未有明确要求时，宜钻入持力层3倍桩径且不少于3m。
2）地下连续墙每个钻芯槽段至少应有一孔钻至设计要求的深度，如设计未有明确要求时，对承重地下连续墙，宜钻入持力层3倍墙厚且不应少于3m,对非承重地下连续墙，每个钻芯孔钻入持力层不宜小于0.5m。
5、钻芯法检测时混凝土龄期不得少于28d。
3.3.2检测设备
本次钻孔抽芯检测采用北京探矿厂生产的XY－1A型油压钻机，101mm单动双管金刚石钻具。
3.3.3技术要求
（1）资料收集
收集工程概况、桩施工情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、工程地质资料；
（2）现场施工
检测严格执行相关检测规范、仪器操作规程。
具体实施步骤如下：
A、确定钻孔位置。
B、钻机安装稳固，底座调平，并保证立轴垂直。
C、钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，水压应能保证充分排除孔内岩粉。
当钻孔钻至接近桩端的地基持力层时，应采取提钻或其它措施，保证在一个回次中能反映桩端接触带的持力层性状。
D、在钻芯过程中，应观察并记录回水含砂量及颜色、钻进的速度变化，当出现异常情况时，应记录位置、程度、沉渣厚度等情况。
E、钻芯孔倾斜率不得大于0.5%，当出现钻孔偏离桩时，应停机查找原因。
F、当持力层为强风化岩层或土层又未有超前钻探资料时，应进行标准贯入试验。
G、采取芯样试件前，对砼、岩芯全貌进行拍照。
H、对混凝土的胶结情况、骨料的分布情况、混凝土芯样表面的光滑程度、气孔大小、蜂窝、夹泥、松散、桩与持力层的接触情况、沉渣厚度、桩端持力层的岩土特征等，应作出清晰、准确的记录。
I、砼芯样的采取：
a）数量应符合的规定：
当桩长小于10m时，在每孔的上半部和下半部取代表性芯样2组；当桩长10～30m时，在每孔的上、中、下部取代表性芯样3组；当桩长大于30m时，每孔选取不少于4组代表性芯样。
b）当缺陷部位经确认可进行取样时，必须进行取样。
c）当一桩钻孔在两个或以上且其中一孔因缺陷严重未能取样时，应在其它孔相同深度取样进行混凝土抗压试验。
d）持力层位于中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，在接近桩底部位置取岩石芯样进行抗压试验。
3.3.4资料分析
（1）砼、岩样的抗压强度试验由有资质的实验室承担。
（2）质量评定：
a钻孔数为一个孔时，凡出现下列情况之一者，应加钻一孔验证；否则，判定为不满足设计要求：
破碎段长度大于50mm。
当一组或一组以上芯样试件混凝土强度的代表值未达到设计强度等级。
b出现下列情况之一者，则受检地下桩质量定为未达到设计要求：
两孔或两孔以上出现a条情况之一的；
经钻芯发现桩身某段芯样松散或夹泥；
桩长未能满足设计要求；
桩底沉渣厚度超过设计要求；
持力层厚度或强度未达到设计要求。
3.3.5成果整理及资料提交
1、对受检桩的桩身混凝土完整性进行评价（钻芯检测并提供桩身混凝土强度、桩长、桩底沉渣、岩石风化程度）。
2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4份。
3.4高应变法检测
3.4.1检测数量
根据本项目的要求，确定抽检数量为5根。
（注：
选择桩径为1.2M的桩进行抽检）
3.4.2检测设备
检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K（p）基桩动测仪。
3.4.3检测原理
高应变动力试桩的基本原理：
用重锤冲击桩顶，使桩—土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
假设桩为一维线弹性杆，测点下桩长为Ｌ，横截面积为Ａ，桩材弹性模量为E，桩材质量密度为ρ，桩身内应力波传播速度（俗称弹性波速）为C（C2=E/ρ），广义波阻抗或桩身截面力学阻抗为
Z=AρC；其桩身应力应变关系可写为：
假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：
推导可得桩的一维波动方程：
分析方法采用Case法和实测曲线拟合法：
记冲击速度峰对应时间为t1，t2＝t1+2L/C为桩底反射对应时间，根据实测的力、速度曲线F（t）、V（t）推导可得case法判定桩的承载力的计算公式为：
对于等截面桩，桩顶下第一个缺陷对应的完整性系数由下式计算：
其中：
Rx──缺陷点X以上的桩周土阻力；
缺陷位置可根据缺陷反射波的对应时间tx由下式确定：
实测曲线拟合法采用了较复杂的桩－土力学模型，选择实测力或速度或上行波作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧土摩阻力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获得桩的竖向承载力和桩身完整性。
3.4.4技术要求
1、桩头处理
（1）将桩顶浮浆打掉，保留原桩身钢筋。
（2）用高标号砼，加早强剂、减水剂捣接桩头，桩头内布钢筋三层，规格结构、尺寸如图二所示。
（3）驳接面要够标号，并要清洗干净。
（4）试桩尺寸如图二所示：
驳接面深<1.3D时，坑底到驳接面要求保持400高。
驳接面深>1.3D时，灌注桩顶应高于坑底1.3D。
（5）场地要能进入16T汽车吊，且阵车后，要求车尾到要测桩距≤6米。
2、场地要求
场地应能行走25吨汽车吊。
工地应准备好220V电源、细沙及若干桩头垫板。
3、执行标准
根据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003中有关高应变法规定进行。
4、检测开始时间规定
被检测灌注桩的龄期不小于28天或预留同条件养护试块强度达到设计强度，桩帽强度达到设计要求，且休止时间符合下表规定：
休止时间
土的类别
休止时间（天）
砂土
7
粉土
10
粘性土
非饱和
15
饱和
25
注：
对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间
5、现场检测
（1）资料收集
收集工程概况、成桩情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、工程地质资料，见附表1、附表2。
（2）测试步骤
检测严格执行相关检测规范、仪器操作规程，获得准确合理的野外一手资料，储存于测试仪器的存储器中。
具体实施步骤如下：
将力和加速度传感器安装在桩顶下距桩顶二倍桩径处，用吊车吊起重锤到一定高度，让重锤自由落下冲击桩顶，通过检测仪器接收桩的应力波信号，现场分析信号是否合理，如果获得的信号满足要求，则储存于仪器中；如果测试信号不满足要求，则检查、分析原因，并采取相应措施，直至获得合理信号；一般储存于仪器中的检测曲线，每条桩不少于二条。
6、资料分析
将野外检测资料传输于计算机中，用相关分析软件根据一维应力波理论分析处理力和速度时程曲线，判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
根据所测波形特性，结合桩的砼设计强度等级要求，将工程桩身结构的完整性按四类划分：
Ⅰ类：
桩身完整；
Ⅱ类：
桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；
Ⅲ类：
桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；
Ⅳ类：
桩身存在严重缺陷。
3.4.5成果整理及资料提交
1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级，判定单桩竖向承载力是否满足设计要求；
2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4份。
四、检测时间及工期安排
接到业主通知后（业主在检测前48小时通知），按照双方商定的时间及时到达现场开展检测工作。
五、安全保证措施
1、严格遵守国家现行有关的安全施工措施。
4.建设项目环境影响评价文件的分级审批2、操作人员必须持证上岗。
安全预评价方法可分为定性评价方法和定量评价方法。
3、野外工作开始时，必须召开由有关人员参加的安全生产会议，强化有关人员的安全意识。
4、项目负责人及安全员应经常到施工现场检查安全工作，发现不安全因素应采取措施及时消除；
1.筛选环境影响：
环境影响被筛选为三大类，一类是被剔除、不再作任何评价分析的影响，如内部的、小的以及能被控抑的影响；另一类是需要作定性说明的影响，如那些大的但可能很不确定的影响；最后一类才是那些需要并且能够量化和货币化的影响。
5、设备、仪器操作人员要保持饱满的精神，严格按照操作规范安全文明操作。
六、质量保证措施
我公司遵照国家有关规程、规定进行检测，保证检测的公正性、准确性、科学性。
对现场检测、资料处理、报告校核、审核、批准、发出等每一环节都制定了相应的控制措施（见下图），在检测全过程中贯彻“质量第一”的方针，确保检测质量满足规范或合约的要求，为用户提供优质服务。
（6）对建设项目实施环境监测的建议。
附件1、
3.政府部门规章高应变检测混凝土桩桩头处理要求
1、先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土，保留原桩身钢筋；
2、将驳接面清洗干净，用高标号砼（强度等级比桩身混凝土提高1~2级，且不得低于C30），加早强剂、减水剂捣接桩头，距桩帽顶面1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不大于100mm，桩帽顶面内布钢筋网片三层，间距为100mm，规格结构、尺寸如下图所示。
3、桩帽顶面应平整，桩帽中轴线与桩身上部的中轴线应重合。
4、桩帽主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。
4.环境影响评价工作等级的调整5、桩帽的截面尺寸应与桩身截面尺寸相同。
意愿调查评估法（简称CV法）是指通过调查等方法，让消费者直接表述出他们对环境物品或服务的支付意愿（或接受赔偿意愿），或者对其价值进行判断。
在很多情形下，它是唯一可用的方法。
如用于评价环境资源的选择价值和存在价值。
6、桩周围（2.5×2.5m）范围内地面应平整，桩帽距地面高度不得小于1倍桩径。
7、场地要能进入25T汽车吊，且阵车后，要求车尾到要测桩距≤6米。
附件2
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