冲孔灌注桩桩基检测方案.docx

冲孔灌注桩桩基检测方案.docx

《冲孔灌注桩桩基检测方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲孔灌注桩桩基检测方案.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

冲孔灌注桩桩基检测方案

xx水泥有限公司5000t/d新型干法熟料水泥生产线

桩基检测方案

一、前言

xx水泥有限公司5000t/d新型干法熟料水泥生产线基础采用人工挖孔灌注桩和冲孔灌注桩。

检测目的是检测桩身完整性缺陷及其位置，判别桩身完整性类别，判定基桩承载力是否满足设计要求。

我院根据建设方、设计部门及相关规范作如下检测方案：

二、检测方法、数量、参考依据及检测时间

（一）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（J256-2003）及安徽省地方标准《桩承载力自平衡法深层平板载荷测试技术规程》DB34－/T648-2006相关要求和设计图纸做三套方案供选择：

1.静载荷试验（检测率1%，且每个单体不少于3根）、低应变完整性检测（检测率100％）、声波透射法检测（检测率10％,且每个单体不少于10根）、钻芯法（检测率10％,且每个单体不少于10根）；

2.预埋载荷箱法（检测率1%，且每个单体不少于3根）、低应变完整性检测（检测率100％）、声波透射法检测（检测率10％,且每个单体不少于10根）、钻芯法（检测率10％,且每个单体不少于10根）；

3.高应变法检测（检测率5%，且每个单体不少于5根）、低应变完整性检测（检测率100％）、声波透射法检测（检测率10％,且每个单体不少于10根）、钻芯法（检测率10％,且每个单体不少于10根）。

（二）检测时间

低应变动测法和声波透射法受检桩砼强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa，单桩竖向抗压静载试验、高应变法检测和钻芯法受检桩达到设计强度。

三、检测方法原理

（一）、预埋载荷箱法

该方法是在桩端持力层或桩身某一部位预先埋设加荷装置（荷载箱），待桩身混凝土养护达到足够强度（达到设计要求）、桩～土体系满足一定休止期后进行试验，该项试验为荷载箱上端的桩侧阻力与下端的桩端阻力互相提供反力的载荷试验（试验装置见示意图），由此得到桩侧阻力～桩身位移、桩端阻力～桩端位移变化曲线。

根据测试结果依据规范确定桩端竖向极限承载力和桩侧阻力，推算单桩竖向极限承载力。

桩承载力自平衡深层载荷试验设备示意图附后。

（二）声波透射法原理

由超声脉冲发射源向砼内发射高频弹性脉冲波，并用高精度接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动情况，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，产生波的透射和缺陷反射，使接收到透射波的能量明显降低；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。

根据波的初始到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，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存在缺陷的性质、大小及空洞位置和参考强度。

在基桩施工前，根据桩的直径大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。

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中发射，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数，采集记录存贮。

换能器由桩底同时往上逐步检测，遍及各个截面。

（三）低应变测试原理

一般工程桩的桩长远大于桩径，因此工程桩均可视为一维弹性杆。

根据应力波理论，当桩头受一脉冲应力（锤击）时，会产生一应力波，该应力波沿桩身向下传播（入射波）。

在应力波向下传播过程中，如遇波阻抗（ρCA）变化处会产生一反射波。

入射波和反射波信息可同时通过检波器和检测系统接收并记录。

通常有两种情况波阻抗会产生变化，一是桩端与持力层界面；另一是桩身存在缺陷，如断桩、松散、缩颈、夹泥等。

通过对实测曲线分析并结合有关资料，可检测桩身完整性，判定桩身完整性类别，分析缺陷严重程度和位置。

（四）高应变测试原理

1）方法技术

当桩头受重锤冲击时，产生一应力波。

应力波沿桩身向下传播，并引起桩身各截面产生运动。

桩身在桩周土中运动，必然激发起土阻力。

分层的土阻力作用在桩侧，也和桩顶冲击力一样在桩身内部产生应力波向下和向上传播，并以不同的延时和下行冲击应力波叠加。

应力波的信息可以通过安装在桩顶侧的传感器（应力计、加速计）和接收系统采集接收，通过分析计算，确定单桩极限承载力。

2）桩头处理

桩头顶面应水平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合。

桩头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。

桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm,试桩桩顶高于桩基设计标高1.2～1.5倍桩径。

3）桩头开挖

检测前将桩周土两侧挖开（对称），开挖宽度及深度现场决定。

高应变测试过程示意图

高应变数据处理框图

根据现场测试数据，进行整理分析，参照工勘报告及施工现场记录，提供科学、可靠、合理的数据及结论。

（五）竖向抗压静载试验

试验方法

试验执行《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）中有关条款，试验目的是检测单桩竖向承载力是否满足设计要求。

根据本工程情况，竖向静载试验采用堆载法，用黄砂或预制块提供试验反力。

试桩桩顶应高于自然地面200mm左右，试验加载采用油压千斤顶，沉降测量采用对称安置的4个大量程位移传感器（百分表）测定。

试验采用慢速维持荷载法，试验加、卸载方式应符合下列规定：

（a）加载分十级进行，采用逐级等量加载，第一级取分级荷载的2倍。

（b）卸载应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。

（c）加卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

试验步骤：

（a）每级荷载施加后维持1h，按第5、15、30min测读桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次。

（b）测读时间为1h时，若最后15min时间间隔的桩顶沉降量与相邻15min时间间隔的桩顶沉降量相比未明显收敛时，应延长维持荷载时间，直至最后15min的沉降增量小于相邻15min的沉降增量为止。

（c）卸载时，每级荷载维持15min，按第5、15min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。

卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为第5、15、30min，以后每隔30min测读一次。

（3）终止加载的条件：

（a）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。

（b）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。

（ｃ）达到设计要求的最大加载量。

（d）当荷载—沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60~80mm；特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。

（4）桩头处理

详见桩头处理方案。

（5）检测数据的分析与判定

确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载—沉降（Q～s）、沉降—时间对数（S—Lgt）曲线，单桩竖向抗压极限承载力应按下列方法综合分析确定：

（a）根据沉降承荷载变化的特征确定：

对于陡降型Q—s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。

（b）根据沉降随时间变化的特征确定：

取s—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。

（c）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。

取前一级荷载值。

（d）对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值。

（六）声波透射法基桩质量评价与分类

Ⅰ类：

各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常；

Ⅱ类：

某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常；

Ⅲ类：

某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；

Ⅳ类：

某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。

（七）低应变检测桩身完整性判定标准与分类

1、分类

Ⅰ类：

桩身完整；

Ⅱ类：

桩身有轻度缺陷，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，此类桩应进行工程处理。

2、判定标准

类别

时域信号特征

幅频信号特征

Ⅰ

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△f≈c/2L

Ⅱ

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，其相邻差△f≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差△f′＞c/2L

Ⅲ

有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间

Ⅳ

2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，无桩底反射波；

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△f′＞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

（八）钻孔取芯法

本方法用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。

现场检测时每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定：

1、桩径小于1.2m的桩钻1孔，桩径为1.2～1.6m的桩钻2孔，桩径大于1.6m的桩钻3孔。

2、当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10～15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。

3、对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设计要求。

（九）钻孔取芯法基桩质量评价与分类

Ⅰ类：

混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈柱状、断口吻合，芯样侧面仅见少量气孔；

Ⅱ类：

混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈柱状、断口吻合，芯样侧面局部见蜂窝麻面、沟槽；

Ⅲ类：

大部分混凝土芯样胶结较好，无松散、夹泥或分层现象，但有下列情况之一：

1、芯样局部破碎且破碎长度不大于10cm;

2、芯样骨料分布不均匀；

3、芯样多呈短柱状或块状；

4、芯样侧面蜂窝麻面、沟槽连续

Ⅳ类：

有下列情况之一：

1、钻进很困难；

2、芯样任一段松散、夹层或分层；

3、芯样局部破碎且破碎长度大于10cm.

四、现场测试

（一）声波透射法

本次检测执行规范为《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）。

声波透射法使用仪器为武汉岩海公司生产的RS-ST01D非金属声波检测仪，包括φ35双孔径向换能器等。

现场测试过程如下图所示：

（二）低应变

低应变现场测试所用仪器为RS-1616K（P）型桩基动测仪，接收采用RS-V14II速度计。

野外测试过程如下图所示：

低应变测试过程示意图

（三）资料整理

现场采集的数据必须通过各项分析、计算、整理，方能得出结果。

资料处理均由计算机通过人机对话完成各项分析、计算任务。

其资料

处理过程如下图所示：

声波透射数据处理框图

低应变数据处理框图

五、试验现场前期准备

各项试验的前期现场准备工作请委托单位安排有关在现场作业的施工队配合完成。

1、现场环境要求：

由于试验设备要进行汽车吊装，所以应修好通往试验桩的路，保证汽车能驶近试验桩，并清平试桩周围的场地；试验现场必须有380V动力三相电源和220V照明电源。

2、试验桩施工：

按照设计图纸进行桩的成孔施工，成孔进入指定持力层，清除沉渣。

3、钢筋笼制作：

按照设计图纸要求制作，钢筋笼主筋面必须在同一水平面上，且主筋全部通长，距钢筋笼底端200mm处采用双加强筋，距钢筋笼底端1m内箍筋采用间距100mm加强。

每个试验桩需准备φ20的螺纹钢一组,每组二根，长度为该试验桩的实际混凝土灌注长度+500mm，备用钢筋必须处于铅直状态。

4、现场设备安装：

试验桩成孔验收、桩底用砼强度为C35细石砼找平后，立即进行载荷箱的安装，现场须配备电焊设备和熟练电焊技术人员，以便进行必要的焊接。

清平试验桩周围的场地，保证汽车吊机能驶近试验桩。

载荷箱及附件自重约15kN。

按照现场测试技术工程师的要求进行焊接、拼装、吊装，焊接部位应牢固，管件焊接应保证防水性能，防止砼流入管内影响试验。

5、将焊接好的测杆和位移管固定在钢筋笼内侧，钢筋笼与载荷箱分别吊入桩孔内。

在载荷箱应放置于桩底中心处，钢筋笼、护管处于垂直状态。

然后浇灌桩身混凝土（为节约工期，建议多留一组试块，以便适当提前进行载荷试验），待混凝土顶面超出载荷箱1000mm后，振捣密实。

桩身混凝土浇灌至设计桩顶标高以上500mm处。

浇注桩身砼时应注意保护载荷试验装置和高压油管。

6、桩基施工单位在试桩混凝土龄期15～20天后进行一组试块的抗压试验并将试验结果及时通知设计院、业主、监理公司和我方，桩身砼达到试验强度后即可进行载荷试验。

7、超声波、低应变法待静载试验结束，基桩开挖并清理至设计标高时进行检测。

六．检测报告

按照国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）和安徽省地方标准《桩承载力自平衡法深层平板载荷测试技术规程》DB34－/T648-2006中有关规定编写检测报告。

声测管埋设要求

一、声测管管材、规格、连接

1、管材

对声测管的材料要求：

有足够的强度和刚度、有较大的透声性，保证在混凝土灌注过程中不会变形、破损，声测管外壁与混凝土粘结良好，不产生剥离缝。

常由于大直径灌注桩的声测管有钢管、钢制波纹管。

⑴钢管

优点是便于安装，可用电焊焊接或绑扎在钢筋龙骨架上，可代替部分钢筋截面，而且由于钢管刚度较大，埋置后可基本保持其平行度和平直度。

⑵钢制波纹管

优点是具有壁薄、钢材省、抗渗、耐压、强度高、柔性好等特点，可直接绑扎在钢筋龙骨架上，接头处用大一号波纹管套接。

由于波纹管很轻，因而操作十分方便，但安装时需注意保持其轴线的平直。

2、规格、连接

管内径在50mm～60mm，管材需连接时，接口必须满足下列要求：

有足够的强度和刚度，保证声测管不至因受力而弯折、破损；

⑵有足够的水密性，在较高的静水压力下，不漏浆；

⑶接口内壁保持平整畅通，不应有焊渣、毛刺等凸出物，以免妨碍换能器的上下移动。

二、声测管的埋设及要求

根据《规范》对声测管的埋设数量作了具体规定。

1、声测管埋设数量及布置

声测管的埋设数量由桩径大小决定，桩径不大于1500mm时，应埋设3根声测管呈三角形布置，桩径大于1500mm时，应埋设4根声测管呈四方形布置。

测管布置图（注：

图中阴影为声波的有效检测范围）

2、埋设要求

声测管应一直埋到桩底，管底部应密封，管口高出桩顶部100mm以上，各管口高度一致。

管上口应用螺纹盖或木塞封口，以免落入异物，阻塞管道。

声测管的连接和埋设质量是保证现场检测工作顺利进行的关键，也是决定检测数据的可靠性以及试验成败的关键环节，应引起高度重视。

附：

高应变桩帽制作、试验要求

预埋载荷箱法设备安装示意图