工程桩试桩自平衡法检测方案Word格式.docx

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备注

桩身完整性检测参数表表1.2

项目名称

数量

1.2试验目的

（1）验证钻孔灌注桩的单桩极限承载力；

（2）获得分级加载与卸载条件下对应的荷载—变形曲线，测定桩基沉降；

（3）检测钻孔灌注桩的桩身完整性。

1.3试验依据

（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

（2）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

（3）《桩承载力自平衡测试技术规程》（DGJ32/TJ77-2009）

（4）设计院试验要求及相关图纸

（5）工程地质报告

2地质情况

2.1地层描述及物理性能参数

各个土层的参数值

2.2柱状图

柱状图或剖面图

3检测方法

3.1静载（自平衡法）

3.1.1方法特点

自平衡法是***大学教授***博士的专利技术。

该法是将一种特制的加载设备—荷载箱，与钢筋笼相接，埋入桩的指定位置，由高压油泵向荷载箱充油而加载。

荷载箱上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡来维持加载。

如图1所示。

根据向上Q-s、s-lgt和s-lgQ等曲线确定桩承载力。

与传统的静载试验方法（堆载法和锚桩法）相比，自平衡法具有三大特点：

1、省时：

土体稳定即可测试，一般15天左右（与土的种类有关），而不必等到28天。

并且几根桩可同时测试，这就大大节省了试验时间；

2、省力：

没有“堆载”，也不要笨重的反力架，试验十分简单、方便、安全；

3、综合试验费用低：

试桩完全按工程桩制作，不需到达地面，对有地下室的结构，与常规方法相比，缩短了长度，且试验后经压浆处理，仍可使用，这就降低了试验的综合费用。

由于这些独特的优点，自平衡法目前已在全国27个省市和越南、印尼的400多个工程中应用。

2000年获江苏省科技进步一等奖，2002年被建设部和科技部列为重大科技项目，在全国推广。

3.1.2检测原理

自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱，沿垂直方向加载，即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。

图3.1.2桩承载力自平衡试验示意图

自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。

它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。

顶、底盖的外径略小于桩的外径，在顶、底盖上布置位移棒。

将荷载箱与钢筋笼焊接成一体放入桩体后，即可浇捣混凝土成桩。

试验时，在地面上通过油泵加压，随着压力增加，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥，见图3.2。

由于加载装置简单，多根桩可同时进行测试。

***大学土木工程学院开发了测桩软件，可同时对多根桩测试数据进行处理。

3.1.3检测桩施工要求

检测桩除严格满足建筑桩基技术规范以及设计院要求外，由于自平衡测桩法的需要，自平衡检测桩施工时应注意以下几点：

（1）绑扎和焊接钢筋笼，由施工单位负责，测试单位配合，位移管（声测管）连接用套筒围焊，确保护管不渗泥浆，与钢筋笼绑扎成整体。

（2）荷载箱应立放在场地上，钢筋笼所有主筋与荷载箱外缘围焊，并确保钢筋笼与荷载箱起吊时不会脱离，保证钢筋笼与荷载箱在同一水平线上，再点焊喇叭筋，喇叭筋上端与主筋，下端与内圆边缘点焊，保证荷载箱水平度小于5‰。

（3）工程桩混凝土标高以图纸为依据，导管通过荷载箱到达桩端浇捣混凝土，当混凝土接近荷载箱时，拔导管速度应放慢，当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱，浇混凝土至设计桩顶；

荷载箱下部混凝土坍落度宜大于200mm，便于混凝土在荷载箱处上翻。

（4）埋完荷载箱，保护油管，声测管管封头（用钢板焊，防止水泥浆漏入）。

（5）灌注混凝土时，要求制作一定量的混凝土试块，待测试时作混凝土强度试验。

（6）检测期间应保证不间断供电（380V、220V两种电源），检测桩周围10米内不得有较大的振动。

（7）布置平衡梁（基准梁），暂定为5m。

（8）为尽量减少检测桩时外部因素的影响，须搭设防风蓬架（保护罩），确保测试时仪表不受外界环境的影响。

（9）应力计的绑扎要求。

3.1.4检测前期室内工作安排

3.1.4.1理论分析计算

（1）由设计单位提供桩基设计承载力要求。

（2）检测单位根据地勘资料进行桩基极限承载力分析。

（3）检测单位按自平衡法检测桩理论进行计算，确定平衡点及试验荷载值。

根据2.1和2.2计算承载力及荷载箱位置

3.1.4.2仪器、设备测试元件的鉴定及标定

（1）加载系统（电动油泵、高压油管、荷载箱等）

加载前由省计量部门进行系统标定后，由生产厂家进行系统试压，以确保试验荷载的准确性。

（2）测试仪器的标定

所有设备（电子表、压力表、应变计）由法定计量标准站在实验室进行调试、标定。

3.1.5测试规程

（1）加卸载分级：

每级加载值为预估极限承载力的1/10。

按10级9次加载，第一次按两倍荷载分级加载。

（2）位移量测：

每级加载完毕后在5、15、30、45、60min各测读一次;

累计1h后每隔30min测读一次。

（3）稳定标准：

每级加载作用下1h内位移量小于0.1mm。

（4）抗压终止加载条件及加载极限取值

1）某级荷载的的位移量大于或等于前一级荷载位移量的5倍，加载即可终止。

取此终止时荷载小一级的荷载为加载极限值。

2）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24小时尚未达到相对稳定标准。

3）已达到设计要求的最大加载量。

4）当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60-80mm；

在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。

（5）卸载

1）卸载分5级，每级卸载量为3倍荷载分级。

卸载的观测方法与加载相同。

2）卸载到零后，维持3h，在第1h每15min测读一次，以后每隔30min测读一次。

3.1.6测试步骤、架基准梁

（1）基准桩入土深度不小于1.0m，基准梁的跨度不小于桩直径的6倍，本工程为0.8m×

6＝4.8m。

基准梁用于固定位移传感器。

（2）切开位移管封口。

（3）安装位移杆托盘和位移传感器。

（4）接线。

把位移传感器接到数据采集仪上。

（5）打开数据采集仪，预热半小时，并逐点调试。

（6）连接高压油泵，试加压。

（7）按测试规程（1.3）正式加载、卸载测试。

（8）清理场地。

3.1.6检测数据的分析、整理

3.1.6.1单桩抗压极限承载力判断标准

（1）单桩竖向抗压极限承载力判断标准

根据《桩承载力自平衡测试技术规程》（DGJ32/TJ77-2009），极限抗压承载力为：

Qu=

+Qux

式中，Qu：

单桩竖向抗压极限承载力；

Qus：

荷载箱上部桩的实测加载值；

Qux：

荷载箱下段桩的实测加载值；

W：

荷载箱上部桩有效自重；

：

荷载箱上部桩侧阻力修正系数。

3.1.6.2数据分析整理内容

绘制Q－s曲线、s-lgt曲线、s-lgQ曲线和等效转换的Q－s曲线，并提供相应的数据表格。

提供加载、卸载曲线及实测数据表。

3.1.7试桩图

图3.1.7试桩图及荷载箱位置

3.2桩身完整性检测

3.2.1声波透射法

3.2.1.1声测管的埋设

声测管内径宜为50～60mm，.声测管下端封闭，上端加盖，管口高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度一致，成桩后各声测管要相互平行。

声测管沿钢筋笼内侧对称形状布置3根（试桩布置4根，管口引至地面）。

3.2.1.2所用仪器及检测原理

3.2.2低应变法

3.2.2.1桩头处理

对于进行低应变检测的桩，将桩头凿至设计标高，且露出密实砼面，平整桩头。

3.2.2.2低应变反射波法检测原理

嵌入岩（土）中的桩相当于阻尼介质中的一维弹性杆，当桩头受到纵向激振时，产生的应力波沿桩身向下传播，如果桩身存在波阻抗差异界面（如断裂、离析、缩径、夹泥和扩径等）应力波将发生反射。

通过安装在桩头的传感器记录反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征推断桩结构完整性。

桩身混凝土的波速VP，桩身缺陷的深度L’分别按下列公式计算：

式中：

L——桩身长度；

tr——桩底反射波的到达时间；

t，r——桩身缺陷部位反射波的到达时间；

Vpm——同一工地内桩身纵波速的平均值。

3.2.2.3检测方法

将高灵敏度加速度传感器用胶粘材料耦合在桩顶上，用手锤或力棒在桩顶敲击，以产生低应变压缩波，桩底及桩身缺陷处的反射波被PIT桩身完整性检测仪接收后从屏幕上显示出来。

每桩应在不同位置

重复测试，采3～4个数据，以分析桩身不同位置的缺陷。

将数据传到计算机内经分析计算可得每棵桩的完整性。

3.2.2.4检测成果

（1）每根桩的实测曲线

（2）每根桩的平均波速

（3）每根桩的桩身结构完整性，缺陷的程度、位置等。

4质量保证体系

4.1人员质保体系

试验项目组人员组成表4.1

姓名

性别

职务

职称

从事

专业

所在单位

本项目中职务

男

教授

岩土工程

项目总负责

副教授

质量负责

现场技术负责

4.2设备质保体系

　投入本项目检测的仪器设备一览表表4.2

序号

设备名称

型号

单位

1

荷载箱

HZX2200

套

3

2

高压油泵

OVM

台

电子位移传感器

WDL

只

20

4

位移应变采集仪

dy-20x

5

电子传感线

dy

米

100

6

电缆线

200

7

笔记本电脑

日立、IBM

8

非金属超声检测分析仪

NM_4A型

9

低应变检测分析仪

W1616型

5进度安排及报告提供的内容

5.1进度安排

1）下钢筋笼，浇筑桩身混凝土；

2）试桩15天后进行试桩的超声波检测和静载试验；

3）每次测试结束3天内提供初步报告。

4）工程桩的检测。

检测全部完成7天内提供正式报告

进度根据实际工程进展调整。

5.2报告提供内容

（1）各工程桩的实测数据及根据实测数据绘制的加载、卸载相关曲线；

（2）根据实测数据和相关曲线确定的各检测桩竖向抗压极限承载力；

（3）提供所检桩的桩身完整性曲线及数据。

6工程桩静载试验后的压浆措施

目前国内大多数工程均采用工程桩进行自平衡法静载试验，详见附后的业绩。

运用自平衡法进行测试后，只是荷载箱自身打开，桩身并不受拉，不影响桩身质量。

采取合适的压浆措施处理后，工程桩依然可正常使用。

由于测试后荷载箱打开，为确保测试后桩的承载力不受影响，必须对荷载箱进行压浆处理，具体如下：

1）通过下位移管对荷载箱进行压水清洗，一管中压入清水，待另一管中流出的污水变成清水时，开始对荷载箱进行压浆；

2）压入的水泥浆水灰比为0.5～0.6，并掺入一定量微膨胀剂（配合比根据实验确定），确保浆体强度达到C45，无收缩。

3）压浆量以从一根声测管压入另一根声测管冒出新鲜水泥浆为准。

然后封闭管头采用压力注浆，压力＞2.0MPa，压浆水泥量约0.2～0.5t（以压浆压力、压浆量双重控制）。

附表一

工程实例（部分）

　类型

工程名称

桩径/桩长（m）

单桩最大吨位（t）

房

屋

工

程

2.0/28

7600

89层/450m

2.3/45

5300

35层/253m

1.0/80

1800

72层/328m

1.0/82

2600

55层/250m

1.5/45

3870

270m

1.5/25

5000

62层/218.5m

1.0/65

1310

286m

420

60层/249m

1.5/36

1200

31层

10

1.5/35

4700

73层/315m

桥

梁

2.8/60

12000

2.0/80

2.5/120

9000

2.5/110

6000

2.0/78

2.5/60

8000

2.8/40

11000

3.0/120

3.2/110

1.8/80

4500

特

种

1.2/32

720

1500

2.8/48

934

1.2/22.9

1.8/32.41

640

2.0/25.7

3000

1.0/41.5

380

1.8/23.5

2200

1.2/25.51

1.7/72

国

（境）外

2.4/83

5500

1.2/45

1400

0.8/35

490

1.5/50.5

1.2/61

2300

680

580

2/50

3790

0.8/24

1100

1.6/40