桩基检测方案.doc

目 录一、工程概况2二、检测依据3三、检测项目、方法及数量3四、检测技术方案64.1低应变检测64.2单桩竖向抗压静载试验74.3单桩竖向抗拔静载试验104.4声波投射13五、检测数据及资料管理16六、附件16桩基础检测方案一、工程概况 哈尔滨地铁3号线分两期实施，其中一期工程为汽车齿轮厂（含汽车齿轮厂站）医大二院（含医大二院站），目前已基本完成土建施工。二期工程起至一期工程终点医大二院站，沿保健路向东至通乡街，沿通乡街、红旗大街北行，至太平东西街后沿马家沟东侧并行至太平桥，过太平桥后经东直路下穿既有铁路线后转入振江街，在振江街与崇俭街的交口线路左转下穿靖宇公园进入靖宇街，沿靖宇街直行至景阳街后，转入北马路，下穿在建哈齐客专、既有滨州铁路线，进入友谊路，沿友谊路行至跨江公路大桥，左转进入哈药路，在哈药路与前进路交口处线路右转进入前进路，沿前进路向南敷设，在前进路与群力大道交口，线路进入群力大道，至丽江路口左转进入丽江路，后至本线路一期工程起点汽车齿轮厂站。线路正线全长共计32.180km，全线共设车站30座，均为地下车站，其中，换乘站8座。最小站间距约为0.63km，为珠江路站至湘江路站区间，最大站间距约为1.93km，为太平桥站至靖宇公园站区间，平均站间距约为1.06km。在进乡街站设置与规划地铁5号线的联络线；在会展中心站设置与规划地铁6号线的联络线；在进乡街站北侧及东光机械厂站南侧引出出入线与安通街车辆段衔接。哈尔滨市地铁3号线二期工程第9标段共2站1区间(2个明挖车站和1个暗挖车站)，总长1.4km。本工程起点为松江生态园站，起止里程为CK14+988.611- CK15+192.011，位于保健路与动力南北路交叉口处，车站沿保健路东西向布置，车站为标准站，地下二层单柱双跨岛式站台车站，站台宽11m，车站长203.4m，标准段宽19.7m。共设置4个出入口，2组风亭及1个消防出入口。松江生态园站进乡街站设计里程CK15+169.770CK16+141.675，区间右线长971.9米，左线长948.993米，区间全部采用矿山法施工。区间出松江生态园站后，沿保健路向东敷设，然后以300米半径转至通乡街，进入进乡街站。区间覆土9.5米18米。区间在左线CK15+571.270和左CK15+790.000处设置两个临时施工竖井及横通道，编号分别为1号施工竖井和2号施工竖井，用于施工两侧暗挖区间。其中在CK15+571.270处的1号施工竖井横通道兼做联络通道和排水泵房。进乡街站位于通乡街与进乡街交叉口，沿通乡街南北方向敷设，布置于通乡街路西侧，车站为地下双层三跨岛式站台，中间局部三层三跨，车站起止里程CK16+141.852CK16+412.502，车站全长270.65米，车站站台宽14米，车站结构宽度21.3米。车站纵坡2，由南向北的下坡。车站地面标高南高北低，车站覆土南端最大4.7米，北端覆土3米。二、检测依据根据施工图纸设计要求按照建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003、建筑桩基技术规范JGJ94-2008的有关规定、建筑地基基础检测规范DBJ1560-2008，结合相关规范，对我公司承建的桩基进行检测，确保工程质量。三、检测项目、方法及数量1、检测项目、方法：根据建筑地基基础检测规范DBJ-15-60-2008的规定、施工图纸设计要求，及管桩基础的分布、特征，对预制管桩进行低应变、单桩竖向抗压静载、声波投射法、单桩竖向抗拔静载实验四项现场施打检测试验。2、检测数量依据：3.3.4 混凝土灌注桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定： 1、柱下三桩或三桩以下的承台，每个承台抽检桩数不得少于1根。 2、当满足下列条件之一时，柱下四桩或四桩以上承台抽检桩数不应少于相应总桩数的30，且单位工程抽检总桩数不得少于20根。 1）地基基础设计等级为甲级的桩基工程； 2）场地地质条件复杂的桩基工程； 3）施工工艺导致施工质量可靠性低的桩基工程； 4）本地区采用的新桩型或采用新工艺施工的桩基工程。 对于其它工程，柱下四桩或四桩以上承台抽检桩数不应少于相应总桩的20，且单位工程抽检总桩数不得少于10根。 3 对于直径大于等于800mm的端承型混凝土灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测，抽检数量不应少于总桩数的10%。 4 当检测数据难以评价整根受检桩的桩身质量，不能确定桩身完整性类别时，不得计入上述三款规定的抽检桩数范围内，应重新确定受检桩或重新选择检测方法，以确保抽检桩数满足本条的规定要求。 3.3.5 混凝土灌注桩的单桩竖向抗压承载力检测应符合下列规定： 1、采用静载试验时，抽检数量不应少于总桩数的1%，且不得少于3根；当总桩数在50根以内时，不得少于2根。采用高应变法时，抽检数量不应少于总桩数的5%，且不得少于5根。 2、当符合下列条件之一时，应采用静载试验进行单桩竖向抗压承载力检测： 1）地基基础设计等级为甲级的桩基工程； 2）场地地质条件复杂的桩基工程； 3）施工工艺导致施工质量可靠性低的桩基工程； 4）桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响，采用完整性检测方法难以确定其影响程度； 5）本地区采用的新桩型或采用新工艺施工的桩基工程； 3、对于直径大于等于1500mm的端承型混凝土灌注桩，经工程质量各方责任主体共同确认，因试验设备或现场条件限制，难以进行单桩竖向抗压承载力检测时，应进行桩身完整性检测和桩端持力层鉴别，检测方法应选择钻芯法、声波透射法、高应变法。总抽检桩数应符合本规范3.3.4条的规定，其中，钻芯法的抽检桩数不应少于总桩数的10，且不得少于10根。若成桩前已进行岩17 基载荷试验（不少于3个点），总抽检桩数可减少2个百分点。3.3.6预制桩桩身完整性和单桩竖向抗压承载力检测应符合下列规定： 1、条件允许时，宜采用孔内摄像或将低压灯泡放入管桩内腔对桩身完整性进行检查。 2、符合下列条件之一的预制桩工程，应采用低应变法进行桩身完整性检测和静载试验进行单桩竖向抗压承载力检测，完整性检测数量不应少于总桩数的20，静载试验抽检数量不少于总桩数的1%，且不少于3根，当总桩数在50根以内时，不得少于2根。 1）场地地质条件为岩溶的桩基工程。 2）非岩溶地区上覆土层为淤泥等软弱土层，其下直接为中风化岩、或微风化岩、或中风化岩面上只有较薄的强风化岩。 3）桩端持力层为遇水易软化的风化岩层。 4）采用“引孔法”施工的桩基工程。 3 对本条第2款规定以外的预制桩工程，应采用高应变法同时进行桩身完整性检测和单桩竖向抗压承载力检测，抽检桩数不应少于同条件下总桩数的8%，且不得少于10根。地基基础设计等级为甲级和地质条件较为复杂的乙级管桩基础工程，抽检桩数应增加一个百分点。其中符合下列条件之一的桩基工程，抽检桩数可减少一个百分点： 1）已按有关规范的规定对焊接接缝进行了抽检的桩基工程。 2）对于已采用孔内摄像或低压灯泡进行桩身完整性检查、检查桩数超过工程桩总数的80%且未发现明显质量缺陷的预应力管桩工程。 3）采用机械接头的预应力管桩工程。 4）施工过程中采用打桩自动记录设备进行施工记录的桩基工程。3.3.9 对竖向抗拔承载力有设计要求的桩基工程，应进行单桩竖向抗拔静载试验。抽检桩数不应少于总桩数的1%，且不得少于3根。1、低应变法检测按图纸要求，预制管桩：一区低应变：166根，二区低应变：87根，三区低应变：191根，四区低应变：219根。2、静载试验按图纸要求，预制管桩：一区静桩数量9根，二区静桩数量5根，三区静桩数量10根，四区静桩数量11根，共6根。灌注桩：二区静桩数量2根，四区静桩数量2根。3、 抗拔实验：按图纸要求，预制管桩：一区抗拔实验：3根，二区抗拔实验：3根，三区抗拔实验：3根，四区抗拔实验：4根。4、 声波投射实验：按图纸要求，混凝土灌注桩：二区声波投射：20条。四、检测技术方案4.1低应变检测4.1.1 检测目的本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，并为其它方法的进一步检测提供依据。4.1.2 检测依据及数量规定本工程检测数量是根据施工图纸设计要求规定的按照建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003执行要求对桩基进行低应变检测。 4.1.3 检测仪器设备及现场准备受检桩桩头必须相对高于桩周土（送桩），桩面打扫干净，若桩头没有法兰盘，必须在桩顶面打磨出三个平整点。基桩反射波法测试处理系统示意图见图1。图1 基桩反射波法测试处理系统示意图4.1.4 基本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，遇到波阻抗变化界面（如蜂窝、离析、缩径、夹泥、断裂等桩身缺陷）和桩底面时，将产生反射波，通过分析反射波的到时、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，弹性波速为C（C2=E/），广义波阻抗为Z=AC，土阻力为R，推导可得桩的一维波动方程：假设桩身中某处波阻抗发生变化，当应力波Vi从介质(波阻抗为Z1)进入介质（波阻抗为Z2）时，将产生反射波Vr和透射波Vt。它们与波阻抗的关系如下：Vr=Vi·(Z1- Z2)/( Z1+ Z2)Vt=2Vi·Z1/( Z1+ Z2)根据桩身缺陷反射波的幅值定性确定桩身缺陷的严重程度；根据反射波的到时tx由下式确定桩身缺陷位置：Lx=C·tx/24.1.5 评判标准检测按照广东省标准基桩反射波法检测规程（DBJ15-27-2000）中的有关规定进行。根据实测波形特征对桩身结构完整性分类的一般依据见表1。 桩身结构完整性分类表 表1 类别桩身结构完整性定义波形特征桩身结构完整。无缺陷反射波、或有扩颈反射波，有明确（正常）的桩底反射信号，波速正常。桩身存在轻微缺陷，但桩身结构完整性基本不影响桩的正常使用。缺陷反射波幅值小，有明确（正常）的桩底反射信号，波速正常。桩身存在明显缺陷，应采用其它方法进一步抽检确定其可用性。1、 缺陷反射波幅值较大、桩底反射不明显。2、 嵌岩桩桩反射波与入射波相位相同。3、 波速不正常。桩身存在严重缺陷或断桩。1、 缺陷反射波幅值大。2、 周期性缺陷反射波。桩身存在缺陷的基桩，可能会影响正常使用功能，如可能影响竖向承载力、水平承载力、桩的耐久性或导致不均匀沉降等。在正常情况下，、类桩桩身结构完整性可满足使用要求；类桩应采用其它方法进一步抽检，并根据实际工程情况确定是否可用；类桩应进行工程处理并进一步检测确定严重缺陷或断桩以下部位桩身质量是否正常。4.2单桩竖向抗压静载试验4.2.1检测目的本方法适用于确定各种基桩的竖向极限承载力或对工程桩的承载力进行抽样检验及评价。4.2.2检测前的准备工作受检桩桩头应为原桩头，且桩头距地面高程以±20cm范围内为宜。对试验荷载较小的桩，若桩顶未破损可不另作处理。对预应力管桩，顶部可填砼芯1至2米，可掺早强剂以缩短龄期,对于钻孔灌注桩,应做试验桩帽,我方提供桩帽图。4.2.3检测桩的龄期要求预制桩在砂土中入土7天后；粉土不得少于10天；饱和软粘性土不得少于25天。灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行试验。4.2.4检测仪器采用千斤顶加荷，荷载用与千斤顶相联的压力表或压力传感器测定油压，并换算出荷载。试桩沉降采用百分表或电子位移计测量。沉降观测平面可取桩（或桩帽）的顶面或侧面，当桩（或桩帽）侧面作为沉降观测平面时，观测面距桩（或桩帽）顶面不应小于0.5倍桩径。4.2检测基本原理及方法检测原理：采用压重平台反力装置：压重量不得少于预估最大试验荷载的1.2倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。试验装置示意图见下图1。图1 试 验 装 置 示 意 图本次试验依照广东省标准建筑地基基础检测规范（DBJ15-60-2008）中的有关“单桩竖向抗压静载试验”的规定进行。试验要点如下：1）最大试验荷载取设计承载力特征值的2倍。加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级荷载和第二级荷载可取分级荷载的2 倍，以后每级荷载取为分级荷载。2）每级加载后，第5、15、30、min时各测读一次，以后每隔15min读一次。3）受检桩沉降相对收敛标准：加载时每级荷载维持时间不应少于一小时，最后15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量。4）当桩顶沉降速率达到相对收敛标准时，再施加下一级荷载。5）卸载应分级进行，逐级等量卸载，每级卸载量取分级荷载的2倍，其中第一级可视情况取分级荷载的23倍。卸载时，每级荷载维持15min，按第5、15min测读桩顶沉降量。卸载至零后，应测读桩顶沉残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为第5、15、30min，以后每隔30min测读一次。6）出现下列现象之一时，可终止加载试验：（1）某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍（陡降型），且累计总沉降量s>40mm；（2）某级荷载作用下，桩顶沉降大于前一级荷载作用下沉量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。（3）当达不到极限荷载，已达到最大试验荷载，桩顶沉降速率达到相对稳定（收敛）标准。（4）当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降超过80mm。7）单桩竖向极限承载力应按下列方法确定：（1）根据沉降随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。（2）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。（3）当出现6条第二款的情况，取前一级荷载值。（4）对于缓型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm所对应的荷载值，当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩量；对于直径800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩身直径）对应的荷载。当桩长大于25m时，宜考虑桩身弹性压缩量，但竖向抗压极限承载力对应的总沉降量不得大于80mm。 （5）当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力款达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。4.3单桩竖向抗拔静载试验4.3.1检测目的采用接近于竖向抗拔桩的实际工作条件的试验方法，确定试桩的单桩竖向抗拔极限承载力。4.3.2检测基本原理及方法本次试验采用锚桩法：由主梁、与试桩钢筋焊接相连的锚笼，提供支座反力的锚桩构成加载反力系统。加载采用电动油泵同时驱动分别放置在2根锚桩上的并联1000kN油压千斤顶（每根锚桩上放置一个千斤顶）。压力值由经过标定的压力表给出，再由千斤顶的标定曲线换算成荷载值，压力表精度不小于0.4级。试验用压力表、电动油泵、高压油管在最大加载压力不应超过规定工作压力的80%。试桩的上拔变形、锚桩的沉降变形，通过对称布置于试桩桩头、锚桩桩头的百分表测量，其分辨力优于或等于0.01mm。所有百分表均用磁性表座固定于基准梁上，基准梁具有一定刚度。基准桩中心与试桩中心、锚桩中心保持一定距离，须符合表14.2.6的规定。 4.3.3锚桩制作要求 锚桩桩顶高出试桩桩顶1500mm，务必保持锚桩桩顶平整。 4.3.4抗拔桩抗拔钢筋布置要求试桩桩身钢筋伸出桩顶长度不宜少于40d+500mm（d为钢筋直径）。为设计提供依据时，试桩按钢筋强度标准值计算的抗拉力应大于预估极限承载力的1.25倍。 试桩顶部露出地面的高度不宜小于300mm，桩身垂直度偏差不应大于1%。抗拔桩桩头处理示意图 4.3.5试验细则 1、采用慢速维持荷载法逐级等量加载，分级荷载为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的2倍。每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直至试桩破坏或者满足设计要求。 2、读数时间为每级加载后，按5，10，15，15，15，30，30分钟的时间间隔读数，直至变形达到稳定标准为止,在此阶段需要记录桩身外露部分裂缝开展情况。 3、稳定标准：每一小时沉降不超过0.1mm，并连续出现两次。 4、 符合下列条件之一时，即可终止加载： 1.在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级荷载作用下上拔量的5倍，且累计上拔量大于15mm； 2.当达不到极限荷载，已达到最大试验荷载，桩顶上拔量速率达到相对稳定标准； 3.按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍； 4.按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时。4.4声波投射4.4.1、试验目的检测基桩桩身完整性，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。4.4.2、检测标准（1）广东省标准建筑地基基础检测规范DBJ 15-60-2008；（2）关于建筑工程地基基础检测工作的通知（穗建质【2010】574 号）；（3）招标单位提供的图纸资料。4.4.3、检测数量本工程冲孔灌注桩桩二区总桩数44 根，依据规范要求采用低应变法及声波透射法进行桩身质量的抽样检测。经与业主、设计、施工、监理方共同确定，采用声波透射法检测的桩数量为20 根，检测桩布置详见附图2。当检测桩存在较严重质量问题时，应按要求进一步检测。4.4.4、检测技术要求（1） 基本原理超声波透射法检测混凝土质量的原理是事先在桩内预埋若干条声测管，作为超声波接收和发射换能器的通道（见图1）。检测时在一个管内放入发射超声波的发射探头，在另一个管内放入接收超声波的接收探头。两个探头由底部往上同步提升，仪器记录超声波在由二管组成的砼测面内传播的声学特征。根据波的到达时间，幅度大小，频率变化及波形畸变程度，经过分析处理，从而判定出砼质量状况，存在缺陷的性质、大小及空间位置、砼匀质性。（2） 配合工作要求在灌注混凝土之前，需要在被检测的基桩内预先埋入检测预埋管，待约15天砼龄期后开始检测。预埋管施工应满足下列要求： 管材要求及驳接方式预埋管用内径5cm 的普通自来水管或黑铁管。用自来水管的螺口驳接方式，但驳接时不用麻丝，油漆，直接拧接即可。管内不能有泥沙或其它异物存在。上、下管口要封口，上管口要高出灌注砼面30cm 以上，检测前将检测管引至井口位置（地面），以便检测时安装探头电缆滑轮。 固定方式预埋管可直接用铁丝捆扎在钢筋笼竖筋上，各预埋管要大致相互平行，并大致垂直于桩底。如果钢筋笼不到底，则底部应用铁丝捆扎短钢筋作相对固定，为了安全，尽可能不要在桩底内焊接。对于钢筋笼到底并且是用吊机吊入桩孔的，可在地面先把预埋管安装在钢筋笼上。此时如果采用点焊驳接固定预埋管，请注意不能焊穿或局部漏焊管材。空桩部分检测管采用10 号低碳钢丝（直径3.251mm）绕紧后再用锚钉固定于井壁，每根检测管单独固定。各检测管由多节衔接加长，每节检测管附壁固定不少于一处。布于大桩径桩中心轴线位置的检测管以“十”字型式绕紧铁丝并固定于井壁。 埋管根数及分布要求当桩直径0.8mD2.0m 时，按正三角形分布，安装3 条预埋管；当2.0mD3.0m 时，按正方形分布安装4 条预埋管；当D3.5m 时，需埋设5 根声测管，即在按正方形分布安装4 条预埋管的基础上在桩中心再增加一条声测管。（见图2）注：通知进场检测前请预先在所有声测管内注满清水。并再次确认声测管是否畅通，声测管露出混凝土面部分应无扭弯、压扁或穿洞，管内无异物，管底直达桩底，否则应做相应处理。图1 桩基超声测试系统示意图4.4.5、进度安排及成果提交正常情况下，每台套每天大约可完成15 根基桩的超声波透射法检测。实际检测时，根据施工现场进度的需要，投入相应的人员、设备，以确保满足整个工程施工的顺利进行。现场检测工作完成后，三个工作日内提供初步检测结果，现场试验全部检测完毕后，十个工作日内提供正式检测报告一式五份。五、检测数据及资料管理1、原始现场记录由资料管理人员验收保管，填表登记，并详细记录原始记录和检测内容。2、所有资料均要分类存放，做好标记，方便调用查阅。3、资料的保存环境应符合档案管理的有关规定，保证资料不霉变，损坏。4、各种技术资料、标准、规程、检测原始记录均由组长负责和指定专人负责。5、所有原始记录、检测报告、质量处理记录及各种相关文件应分类存放、并保证至工程竣工验收后34年。6、检测的原始数据对外保密。六、附件附图。