抗拔桩静载和低应变检测方案.doc

桩基检测方案

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桩基检测方案
1 工程概况
1.1 工程名称：南京至高淳城际轨道禄口机场至溧水段实验段土建工程（DS7-TA05标）
1.2建设单位：南京地铁建设有限责任公司
1.3建设地点：金龙路站～无想山站
1.4工程概况：本标段二站一区间，金龙路站、无想山站和金龙路站～无想山站区间。
金龙路站采用Φ1000钻孔灌注桩，混凝土等级为C35P8水下，有效桩长5m。设计抗拔承载力特性值为：1000KN（KBZ1～9a、15～22a）、2400KN（KBZ10～14）。金龙路站桩数总计127根。
无想山站采用Φ1000钻孔灌注桩，混凝土等级为C35P8水下，有效桩长5m。设计抗拔承载力特性值为：1000KN（KBZ1～KBZ5）、2400KN（KBZ6～KBZ25）。无想山站桩数总计90根。无想山站抗拔桩平面布置见图2-2。
1.5检测项目及数量：
基础类型
直径(mm）
检测项目
总数量
检测数量
备注
抗拔桩
1000
低应变
217根
217根
100%检测
抗拔桩
1000
静载抗拔
217根
3根
1%且不少于3根
1.6检测依据：
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2023
《建筑地基基础解决技术规范》JGJ79-2023
《建筑基桩技术规范》JGJ94-2023
《建筑地基基础检测规程》DGJ32/TJ 142-2023
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2023
《钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽质量检测技术规程》DGJ32/TJ117-2023
《南京轨道交通工程建设质量检测项目和频率规定》2023年版
本工程设计图纸
1.7检测任务：
低应变检测：通过低应变动测对试桩完整性进行检测，以拟定试桩的完整性和可靠性。
抗拔检测：测试实验桩单桩竖向抗拔最大值，提供单桩竖向抗拔承载力极限值和特性值；
测定单桩竖向荷载作用下的荷载和变形；鉴定单桩竖向抗拔承载力是否满足设计规定。
2 检测方法
2.1 静载抗拔检测
2.1.1 检测装置及安装示意图
实验装置重要涉及千斤顶加载部分和桩顶位移观测两部分。
在抗拔桩的顶部架设一根钢梁，将抗拔桩钢筋锚固于钢梁之上。在抗拔桩两侧的地面上对称放置两块荷载板，荷载板上方分别安装千斤顶进行并联同步加载。千斤顶加载产生的抬升力由钢梁传递给抗拔桩的钢筋笼。桩顶位移用百分表位移传感器测量。

2.1.2 检测装置及安装示意图
检测装置重要涉及加载部分和桩顶位移观测部分。荷载由安放在抗拔桩顶上方、两根钢梁中间的油压千斤顶提供，千斤顶上方的钢梁与抗拔桩钢筋焊接或锚固连接。千斤顶下方的钢梁将千斤顶压力传递给检测桩两侧的支墩平台上，再传递到地基土上。抗拔桩顶部位移位移由百分表或位移传感器测量。

2.1.3 加载分级：按照最大加载的1/10为一级，逐级加载，直到达成终止加载的条件。
2.1.4 位移观测：每级加载后间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次。每次测读后，观测并记录桩身外露部分裂缝开展情况。
2.1.5 位移相对稳定标准：每1h内的位移不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5h内连续3次观测值计算），认为已达成相对稳定，可加下一级荷载。
2.1.6 终止加载的条件（出现下列情况之一时，即可终止加载）
1）在某级荷载作用下，桩顶位移大于前一级荷载作用下的位移的5倍；
2）按桩顶位移控制，当累计桩顶位移超过100mm时；
3）按钢筋抗拉强度控制，荷载达成钢筋强度标准值的0.9倍；
4）对于验收抽样检测的工程桩，达成设计规定的最大上拔荷载值。
2.1.7 单桩竖向抗拔极限承载力的鉴定
1） 对于陡变型U-δ曲线，取陡变起始点荷载为极限荷载；
2）对于缓变型U-δ曲线，根据上拔量和δ-lgt曲线变化综合鉴定，即取δ-lgt曲线尾部显著弯曲的前一级荷载为极限荷载。
2.1.8 桩头解决及现场规定
1） 桩顶应比基底高约10cm；
2） 钢筋露出桩顶至少50cm。
3） 从成桩到开始实验的间歇时间：在桩身强度达成设计规定的前提下，对于砂土，不应少于7天；对于粉土，不应少于10天；非饱和粘性土不应少于15天；饱和粘土不少于25天，对泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间；
4） 需保证施工道路畅通，桩周10m范围内需坚硬、平整；保证通电（220V、380V）；
5） 实验过程中现场不得有打桩机或其它因素导致的较强震动。
2.2 低应变检测
2.2.1 低应变测试原理：
反射波法检测桩身完整性是以一维波动理论为基础的。在桩顶施加一锤击力，将产生一沿桩身纵向传播的压缩波（应力波）。该波波速是桩阻抗的函数，与桩横截面面积、材料密度、弹性模量有关。如在桩顶部安装响应传感器，测得该波自桩顶至桩端部（或缺陷处）并反射回桩顶的幅值、符号、时间间隔，就可判断桩长、桩身缺陷性质和桩身缺陷位置。
重要计算公式： △t＝2L/C
式中： △t ── 时间间隔（s）
L── 桩长（缺陷位置）（m）
C── 反射波波速（km/s）
2.2.2 现场测试方法
1）测试前的准备
检测工作开始之前，先搜集桩基施工资料，如：查阅工程地质、水文地质资料、了解基桩施工工艺、熟悉设计图纸资料等，以便于检测时能准确设立测试参数和有针对性地进行检测，对检测结果的分析和判断也更加准确、客观。
2）检测前，受检桩应符合下列规定：
a基桩桩身混凝土强度达成设计强度的70%且桩身强度不低于15MPa；
b头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本相同；
c桩顶应凿至硬实混凝土面并大体水平，传感器安装点和激振点应打磨光滑。
3）现场测试
a传感器安装在桩顶面，传感器安装点及其附近不得有裂缝或浮动沙粒存在，传感器用粘结剂与桩顶面粘结，安装完毕后的传感器与桩顶面保持垂直，且紧贴桩顶表面，保证在信号采集过程中不产生滑移或松动。
b对于钢筋混凝土灌注桩，当激振点在桩顶中心时，传感器安装点与桩中心的距离为桩半径的2/3。见下图所示。当激振点不在桩顶中心时，传感器安装点与激振点的距离不宜小于桩半径的1/2。

传感器安装点
激振锤击点

激振点和传感器安装示意图

c激振点与传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。激振方向应沿桩轴线方向。
d应根据缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄。
e被检测的单桩均应进行二次及以上反复测试，时域波形应有较好的反复性。须采集二个以上好的波形。当反复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安顿条件或排除仪器的故障后重新进行测试。
f结合现场资料通过综合分析，判别有无断桩、离析、夹泥或缩径等缺陷，并拟定其位置，判别桩长及混凝土质量是否满足设计规定，对单桩完整性做出评价。
2.2.3 检测数据分析与判断
1) 应根据实测时域波形和频谱分析鉴定单桩的混凝土质量。
2) 桩身波速平均值的拟定应符合下列规定：
a当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：

完整桩典型时域信号特性

b 当无法按上款拟定期，波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合拟定。
3) 桩身缺陷位置按下列公式计算：

4) 桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按规范的规定和实测时域或幅频信号特性进行综合分析鉴定。
5) 对于混凝土桩，采用时域信号分析时应区分桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变处的一次反射，或扩径突变处的二次反射，结合成桩工艺和地质条件综合分析鉴定受检桩的完整性类别。必要时，可采用实测曲线拟合法辅助鉴定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助鉴定桩身完整性。
低应变检测桩身完整性鉴定表
时域信号特性
幅频信号特性
判　定
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Δf≈c/2L
Ⅰ类桩
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，其相邻频差Δf≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差 Δf′>c/2L
Ⅱ类桩
2L/c时刻前有明显缺陷反射波
缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差Δf′>c/2L
Ⅲ类桩
2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波；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Δf′>c/2L；
或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰；无桩底谐振峰
Ⅳ类桩

2.2.4 检测报告。
检测报告应涉及以下内容：
1 ) 桩身波速取值；
2 ） 桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别；
3 ） 应给出每根桩有效的实测信号曲线，时域信号时段所相应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数；
4 ） 必要的说明和建议。
3.测试设备、仪表
仪器设备名称
数 量
型 号
出厂期
用 途
静载荷测试系统
1套
RS-JYB/C
2023
抗拔静载
千斤顶
4只
QW500
2023
抗拔静载
4只
QW320
2023
抗拔静载
油拔表
4只
0-100MPa
2023
抗拔静载
位移表
16只
0-50mm
2023
抗拔静载
基准梁和基准桩
2套
10m
2023
抗拔静载
静载反力架
2套
1500T
2023
抗拔静载
钢梁
3套
8m、10m、5.5m
2023
抗拔静载
低应变测试系统
1套
PIT
2023
低应变
2套
RS-1616W(L)
2023
低应变
4、检测流程
4.1依据甲方提供的资料作出检测设计，提供检测方案供甲方审批；
4.2依据检测方案规定，组织开挖准备，使场地满足实验规定；
4.3具有实验条件后，告知乙方进场；
4.4填写检测现场情况调查表，由甲方、监理、施工签字认定实验现场会签表；
4.5乙方按规范和规定组织实验作业并记录；
4.6作业中异常情况及时通报甲方或监理；
4.7实验结束告知甲方或监理转入下道工序或组织设备撤离实验现场；
4.8所有实验结束后乙方对资料进行整理，三至七日内提交中间性检测成果告知单；
4.9所有工作结束二十日内提交本工程检测成果报告；
4.10甲方组织成果报告验收和评审。
5、有关配合、协商事宜
5.1委托方应提供的资料
⑴检测任务委托书和技术交底资料；
⑵拟建场地岩土工程勘察报告、施工组织设计方案（涉及桩位平面布置图）；
⑶实验桩成孔成桩等有关资料。
5.2.受检桩的技术规定
受检桩在养护28天或强度达成设计规定（桩土休止时间不少于20天）后方可进行检测。技术规定如下：
⑴受检桩应保持桩头平整；
⑵桩顶应与设计标高一致；
⑶试坑开挖工作需由施工方在实验前完毕。每个载荷实验点需清理出5*8m的平整场地。
5.3有关协调配合事宜
⑴提供测试仪器及加压观测与反力装置焊接时所需的电源, 并保证电压稳定，实验期间不断电，停电需提前告知。
⑵因实验昼夜进行，搭设帐篷的位置应尽量距现场近些，如方便请协助提供工人住的工棚。
⑶协助解决检测工作中碰到的其他问题。
6、质量、安全保证措施
6.1.质量保证措施
⑴选择有能力完毕本项目的现场检测人员和报告编写、审核人员，并持证上岗；所有上岗人员工作要认真负责，保证原始数据真实可靠。
⑵严格执行国家和行业有关的规范、规程、规定等技术标准及经监理或委托方批准的检测方案。
⑶所有检测设备都要处在良好工作状态，所有计量器具均在检定有效期内。
⑷现场检测人员要及时解决和解决有关技术问题，并经常和甲方、监理联系沟通。
⑸检测报告要论述准确，真实反映现场检测所形成的技术资料。
6.2.安全保证措施
⑴现场检测人员即为现场安全员，全面负责工地安全工作，保证人身、仪器设备安全。
⑵现场检测工作开始前，必须对所有现场工作人员进行安全教育，严格遵守
工地的安全规章制度，服从安全人员的领导。
⑶夜间实验要有足够的照明，恶劣天气应停止作业。
⑷做好意外情况应急解决工作，出现实验结果不合格、长时间停电、仪器设备出现故障等情况，要及时向公司负责人报告，必要时终止实验。
⑸要把安全施工和文明施工结合起来，互相促进互相提高。

宁高城际二期宁溧段DS7-TA05标
2023年10月25日