桩基检测方案修改(完成)Word文档格式.doc

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5.2现场准备工作 13

1.工程概况

1.1工程概述

XX站位于规划XX路与规划城市次干道十字路口上，沿XX路布设，为地下两层11m岛式站台车站。

车站起点里程为右CK38+671.100，终点里程为右CK38+857.000。

车站外包总长187.5m，标准段总宽19.9m，总建筑面积12136m2，采用明挖顺作法施工。

车站主体围护结构采用φ1000@1400钻孔灌注桩。

基坑开挖深度端头井段为18.39m，标准段为17.18m。

沿基坑深度方向设竖向3道支撑，其中第一道为混凝土支撑，第二、三道为钢支撑。

本站共设4个出入口、1个消防疏散口以及2组风亭。

1.2设计要求

车站围护结构设计为Φ1000@1400mm（主体）、Φ800@1200mm（附属结构）钻孔灌注桩，桩端持力层为中风化砂岩以及强风化砂岩，桩身混凝土强度等级为C35。

同时在外侧桩间增设Φ800（@1400）双重管旋喷止水桩。

大里程端抗拔桩采用Φ1000mm钻孔灌注桩，L=16m。

围护桩采用低应变法进行桩身完整性测试，检测数量不少于总桩数20％且不少于10根；

立柱桩采用超声波法进行桩身完整性测试，检测数量不少于总桩数20％且不少于3根；

抗拔桩采用超声波法进行桩身完整性测试，检测数量不少于总桩数20％且不少于3根，抗拔桩还需采用自平衡法进行桩基承载力检测，检测数量不少于总桩数的1％且不少于3根，如表1。

受检桩位位置具体详见附图（图中填充为红色的为计划受检桩位）。

表1围护结构检测桩位表

序号

围护结构

总桩数

检测频率

需检测桩数

1

临时立柱桩

5

检测数量不少于总桩数20％且不少于3根

2根

2

围护桩

310

检测数量不少于总桩数20％且不少于10根

64根

3

抗拔桩

13

4根

1.3检测目的

制定本检测方案是为了检验围护结构桩的桩身质量，因此我们采用超声波法和低应变法对桩进行检测。

超声波法和低应变检测法的目的是为了检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。

为确保检测工作科学、公正、规范以及符合安全适用、数据准确的要求，业主委托的检测中心承担对工程基桩的检测任务.

1.4桩基的主要工程量

表2围护结构桩基主要工程量

项目特征

单位

数量

临时立柱桩（空桩）

桩径Φ1000

根

桩径Φ1000水下C35混凝土

310

13

2.检测依据的规范标准和设计文件

1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；

2、《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003/J256-2003；

3.桩基检测方案

3.1围护桩桩基检测方法

3.1.1检测原理

围护桩桩基的完整性采用低应变法进行检测，检测数量为总桩数的20%。

低应变法检测桩结构完整性的基本原理：

用小锤锤击桩顶，产生沿桩顶向下传播的一维应力波，这种应力波在传播过程中遇到诸如桩截面裂缝、接桩不良、断裂、离析、缩径等缺陷时，将表现为波阻抗的变化，从而使得应力波在该截面发生反射，反射的信息传播到桩顶便与桩顶的时域信号叠加并通过安装在桩顶的速度传感器被仪器接收，桩顶接收到的时域信号还包括桩侧土阻力的增加（表现为波阻抗增大）或减小（表现为波阻抗减小）而引起的叠加信息，因此可以根据时域曲线扫射信号的位置来判断桩缺陷的深度，根据反射信号的相位变化来判断缺陷的性质，根据反射信号的幅值用时域拟合曲线方法来确定桩缺陷的深度。

3.1.2计算公式

（1）通过分析相位变化、频率变化、多次反射性等判断桩基的缩颈、扩警、松散、夹泥、离析、断桩等质量缺陷现象，桩身缺陷位置应按下式计算：

其中：

x——桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；

——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；

c——受检桩的桩身波速（m/s），无法确定时用cm值替代；

——幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（HZ）。

（2）若当桩长已知、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Ι类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：

——桩身波速的平均值（m/s）；

——第i根受检桩的桩身波速值（m/s），且；

L——测点下桩身长（m）；

——速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）；

——幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（HZ）；

n——参加波速平均值计算的基桩数量（n≥5）。

3.1.3检测方法

（1）在现场测试过程中，桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。

因此，要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本等同。

灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；

桩顶表面应平整干净且无积水；

妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。

（2）检测时，把传感器固定在桩顶某一平整处，传感器用专用电缆线与主机相连。

用小锤锤击桩顶，反映桩土体系振动特性的实测曲线经P.I.T桩身完整性检测仪信号采集器主机采样后显示在其屏幕，由专业工程师针对实测曲线，运用滤波、指数放大、频谱分析等数据处理技术进行现场初步分析处理，并存储在信号采集器主机内，以便室内分析之用，判断每根桩的桩身完整性（包括缺陷类型和缺陷位置）。

（3）传感器安装应与桩顶面垂直，采用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度,且粘结层应尽可能薄。

实心桩的激振点位置应选择在桩中心，传感器安装点在距桩的中心约2/3半径处。

空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角以为宜为90°

，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

3.1.4仪器设备

检测仪器采用美国PDL公司生产的P.I.T桩身完整性动侧仪、武汉岩海RS-1616W（L）基桩测试仪、力锤。

设备配置及流程图见图1。

图1低应变动力测试仪器工作流程示意

3.1.5桩身完整性判定

钻孔灌注桩存在的缺陷按其性质可分为两类，一类是外部形状较完整，混凝土的密度及反射波发生变化，即混凝土的弹性模量发生变化；

另一类是桩身混凝土较均匀，桩身断面发生变化。

桩身完整性按桩身完整性判定一览表判定：

表3桩身完整性判定一览表

类别

时域信号特证

幅频信号特证

桩身完整性分析原则

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，期相邻频差⊿f≈c/2L

桩身完整

Ⅱ

2L/C时刻出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波。

桩底谐峰排列基本等间距，其相邻频差⊿f≈c/2L，轻微失陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差⊿f′＞c/2L。

桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥

Ⅲ

有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间

桩身有轻微缺陷，对桩身结构承载力有影响，是否需要加固处理由设计院根据工程地质条件及情况决定。

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；

或因无桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰，桩底谐振峰。

桩身存在严重缺陷，必须进行处理

3.2抗拔桩、立柱桩桩基检测方法

3.2.1检测前的准备工作

对需进行超声波检测的混凝土灌注桩桩应预埋声测管，参照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）的相关规定，当D≤800mm时，应埋置2根声测管；

当800mm＜D≤2000mm时，声测管不得少于3根；

当D＞2000mm时，声测管不得少于4根（D为桩径）。

声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，宜选用钢管或铁管，管内径≥40mm，以40～50mm为宜，管下端应封闭、上端应加盖；

声测管应焊接或绑扎在钢筋笼内侧，声测管各管相互平行，平直。

管底应埋至桩底，管顶端高出桩顶面不少于30cm。

声测管的接头应牢靠，防止混凝土砂浆流入其中，堵塞管，检测前用钢筋疏通声测管，以确保检测时，检测探头能正常放至管底，疏通后向检测管内注满清水，封口待检查。

图2超声波透射法埋管示意图

3.2.2检测基本原理及方法

（1）超声波透射法检测灌注桩结构完整性的基本原理是：

由超声脉冲发射源在桩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桩内的传播过程中表现的波动特性。

当桩内存在不连续或破损截面时，缺陷面形成波阻抗截面，波到达该截面时，将产生波的透射和反射；

当桩内存在松散、蜂窝、孔洞等严重胶结缺陷时，将产生波的散射、绕射和波速降低，因而使接收到的透射波能量降低、初至波到达时间延长、频率发生变化及波形产生畸变。

通过分析透射波的初至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桩结构完整性参数。

测试记录不同剖面、不同高度上的超声透射波波动特征，经过处理综合分析就能判别桩身桩结构的完整性，如可能存在的缺陷性质、大小及空间位置。

（2）声测管保护

在安装导管灌注混凝土的过程中，应特别注意尽量保持导管居中防止导管撞断声测管。

混凝土灌注完毕后，应检测声测管顶端封盖，并用铅丝把塑料封盖在管顶绑紧。

若混凝土灌注结束后，立即用自制探头进行管道检查，防止水泥浆进入，造成管道堵塞。

若发生堵塞，应采用加重探锤并利用惯性下落冲击，辅以高压水管冲洗方法，进行疏通，并做好记录。

（3）仪器设备

采用目前国内较先进的中国科学院武汉岩土力学研究所研发的RSM-SY7（T）声波测试仪。

声波检测仪器的技术性能符合以下规定：

a、接收放大系统的频带宽度为1～200kHz，声时测量其分辨率由于或等于0.5μs。

发射系统能输出200～1000V的脉冲电压，其波形为矩形脉冲。

b、具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。

换能器采用圆柱状径向振动的换能器，其谐振频率为30～50kHz换能器装有前置放大器。

换能器的水密封性满足在1Mpa水压下不漏水。

发射换能器的长度、频带宽度及水密封性能与接收换能器的要求相同。

（4）检测方法：

在检测前，根据规范的相关规定在桩内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换能器接收信号，超声仪测定有关参数并采集记录储存。

换能器由底部同时向上依次检测，遍及各个截面。

具体步骤如下：

a、将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。

b、发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm。

c、实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。

d、检测时由检测管底部开始，发射电压值固定，并始终保持不变，放大器增益值始终固定不变。

超声波透射法检测示意图如下：

图3超声波透射法检测示意图

3.2.3桩身完整性判定

根据桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试（包括斜测或扇形扫测）后确定的缺陷范围，按表3的特征判定各剖面的类别，再根据同一桩各剖