土建1标工程桩检测方案最新.docx
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土建1标工程桩检测方案最新
环湖南路古城段提升改造工程土建1合同段
工程桩检测方案审批单
致：
昆明滇池项目管理有限责任公司（建设单位）
云南实信工程监理有限公司（监理单位）
云南省交通规划设计研究院（设计单位）
我单位根据有关规定已编制完成环湖南路古城段提升改造工程土建1合同段CFG桩工程桩检测方案，并经我单位技术负责人审查批准，现上报请予以审批。
附件：
《环湖南路古城段提升改造工程土建1合同段CFG桩工程桩检测方案》。
检测单位（章）：
云南省交通规划设计研究院试验检测中心
技术负责人：
日期：
年月日
项目监理机构意见：
项目监理机构（章）：
专业监理工程师：
总监理工程师：
日期：
年月日
设计单位意见：
设计单位（章）：
云南省交通规划设计研究院
项目负责人：
日期：
年月日
建设单位意见：
（如需要）
建设单位（章）：
昆明滇池项目管理有限责任公司
现场负责人：
项目负责人：
日期：
年月日
环湖南路古城段提升改造工程土建1合同段
CFG桩工程桩检测方案
编制：
审核：
检测单位：
云南省交通规划设计研究院
日期：
2015年03月02日
目录
一、工程概况1
二、编制依据2
三、检测目的及检测计划2
四、检测原理4
五、施工单位配合事项16
六、安全管理16
七、检测成果的提交18
八、附表18
一、工程概况
1.1设计概况
环湖南路古城段提升改造工程第1合同段道路起点为K0+000，接太史村老塘嘴约400m的环湖南路K28+586.395处,止点K2+600,全长2620.3m（含长链20.3m）。
道路等级为城市次干道，设计时速为40km/h，全线双向四车道，红线宽为26.0m（路基段）、31.0m（桥梁段）。
本合同段内有三段路基，分别为K0+000～K0+741.96、K0+764.04～K0+912.96、K0+935.04～K2+600，均为软土路基，其余均为桥梁段。
结合《工程地质详细勘察报告》，为保证路基稳定及工后沉降满足规范要求，根据不同路段的软土层厚度、含水量及空隙比情况，结合路基的填土高度，本合同段K0+105～K0+662、K0+764.04～K0+912.96、K0+935.04～K1+120、K1+430～K2+600，设计采用CFG桩加固方案进行路基处理，以提高复合地基承载力。
CFG桩的设计桩径为0.5m，桩长8～17m，呈正三角形布置，桩间距有1.8m和1.5m两种。
桩身混凝土强度等级为C15，桩尖为C30预制混凝土与桩身连接。
桩基顶端铺设一层30cm厚级配碎石褥垫层，夹单层钢塑土工格栅，桩基间的土体换填40cm厚的片石。
本合同段CFG桩设计情况如下表所示：
CFG桩设计参数表
序号
起讫里程
单位
工程数量
桩长（m）
1
老塘平交口
m∕根
30736∕1808
17
2
K0+180.00～K0+350.00
m∕根
38760∕2280
17
3
K0+350.00～K0+514.00
m∕根
21890∕2189
10
4
K0+514.00～K0+691.96.00
m∕根
22070∕2207
10
5
K0+691.96.04～K0+741.96
m∕根
10116∕843
12
6
K0+764.04～K0+912.96
m∕根
35568∕2964
12
7
K0+935.04～K1+985.04
m∕根
11700∕975
12
8
K1+985.04～K1+120.00
m∕根
18350∕1835
10
9
K1+120.00～K1+240.00
m∕根
14070∕1407
10
10
K1+240.00～K1+430.00
m∕根
30060∕2505
12
序号
起讫里程
单位
工程数量
桩长（m）
11
K1+430.00～K1+750.00
m∕根
78013∕6001
13
11
K1+750～K1+990
m∕根
57356∕4412
13
12
K1+990～K2+430.66
m∕根
107536∕8272
13
13
K2+430.66～K2+600.00
m∕根
45984∕3832
12
二、编制依据
（1）《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/TF81-01-2004）
（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（3）《桩基低应变动测规程》（JGJ/T93-95）
（4）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）
（5）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）
（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
（7）《环湖南路古城段提升改造工程第三方监测、检测项目（第一标段）技术服务合同》
（8）《环湖南路古城段提升改造工程设计施工图》
三、检测目的及检测计划
3.1检测目的
3.1.1、低应变检测：
检测桩身完整性，判断桩身的缺陷程度及位置并判定桩身完整性类别；
3.2.2、单桩竖向抗压静载试验：
测试工程桩单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；
3.3.3、复合地基承载力试验：
测试工程桩复合地基承载力是否满足设计要求；
3.3.4、桩间土检验（静力触探）：
测试桩间土层的承载力；
3.3.5、桩钻芯检测：
检测桩长、桩身质量、桩身混凝土强度是否满足设计要求；
3.2检测计划
根据《环湖南路古城段提升改造工程第三方监测、检测项目（第一标段）技术服务合同》及《环湖南路古城段提升改造工程设计施工图》相关内容暂定检测数量，根据施工进展情况，我单位以收到监理工程师书面开工令为准进行检测。
检测期间如遇天气，交通等不可抗力的因素，检测时间将相应顺延。
现场检测桩号及检测点由设计、业主、监理抽取并指定或根据打桩记录，经过综合分析，抽检质量可能较差的桩，以提高检测结果的可靠度。
检测工程量见下表：
检测项目
检测内容
设计数量
检测频率
CFG桩
低应变检测
41531根（522209米）
10%（4153根）
钻芯检测
0.3%（1567米）
单桩承载力
0.3%（124根）
复合地基承载力
0.3%（124点）
桩间土检验
0.5%（2611米）
检测流程：
施工方调整
不满足设计要求
满足设计要求
四、检测原理
4.1低应变检测
4.1.1、检测设备
工程桩桩身完整性检测，仪器设备装置与检测试验过程如下图所示：
图1低应变检测示意图
4.1.2、技术要求
（1）检测要求
根据《环湖南路古城段提升改造工程第1合同段两阶段施工图设计说明书》要求，采用低应变法检测时，混凝土龄期应大于28d。
（2）传感器安装
1）传感器的安装位置及方向
由于反射波法是建立在一维纵向振动波动理论的基础上，传感器的轴线与桩身的纵轴线是否平行是至关重要的，否则，入射波与反射波之间将产生夹角（相位差），二维效应将难以克服。
由实践可知，传感器的安放点应距桩心沿半径方向约2/3R（半径）处（见图2），这样将得到最小的反冲信号的出现，有利于浅部缺陷的评判，且对于直径桩的检测测点数应不小于4个，每个测点至少有3个锤击点。
另外检测点与锤击点应有足够的距离以消除二维效应。
2）传感器与桩顶面的耦合
传感器与桩顶之间的耦合是非常重要的，安装方式不慎，粘结状态不好，就会降低传感器的安装谐振效率，严重情况下还将制约加速度计的有效使用频范，使测试失败。
3）在一个检测工地中，应尽量保持接收参数和传感器的一致性，以便进行有效的对比分析。
4）根据不同激发频率要求，应采用不同重量和材质的击锤进行激振。
当随机干扰较大时，多次重复激振，以增强反射信号，压制随机干扰，提高信噪比。
图2传感器安装点、锤击点布置示意图
（3）采样注意事项及要求
为提高反射波的分辩率，应采用小能量激振，用截止频率较高的传感器和采用宽带放大器；放大器增益选择，不允许产生波幅削波现象。
在满足能记录到桩底2次反射波的情况下，宜采用较高的采样率。
在桩头上进行竖向激振，对浅部断桩，缩径和严重离析等缺陷有较明显的反映，可与竖向激振检测配合进行。
对每根被检测的单桩，均应重复测试，时域波形应有较好的重复性。
当重复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安置条件或排除仪器的故障后重新进行测试。
对于异常波形，应在现场及时分析研究，首先排除可能存在的激振或接收条件不良因素的影响后，再重复测试。
（4）检测数据分析与判定
1）桩身完整分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析，并结合施工情况、岩土工程勘察资料和波型特征因素进行综合分析判定。
2）桩身波速平均值的确定：
当桩长已知、桩端反射信号明显时，选取相同条件下不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速
按下式计算其平均值：
式中：
Cm---桩身波速平均值（m/s）；
Ci---第i根桩的桩身波速计算值（m/s）；
L---完整桩桩长（m）；
△T---时域信号第一峰与桩端反射波峰间的时差（ms）；
△f---幅频曲线桩端相邻谐振峰间的频差（Hz），计算时不宜取第一与第二峰；
n---桩基数量（n≥5）。
当桩身波速平均值无法按上款确定时，可根据本地区相同桩型及施工工艺的其他桩基工程的测试结果，并结合桩身混凝土强度等级与实践经验综合确定。
3）桩身缺陷位置应按下列公式计算：
x=
式中：
X---测点至桩身缺陷之间的距离（m）
---时域信号第一峰一缺陷反射波峰间的时间差（ms）；
---幅频曲线所对应缺陷的相邻谐振峰间的频差（Hz）；
c----桩身波速（m/s），无法确定是用
值替代。
4）混凝土灌注桩采用时域信号分析时，应结合有关施工和岩土工程勘察资料，正确区分由扩径处产生的二次通向反射与因桩身截面渐扩后急速恢复至原桩径处的一次通向反射，以避免对桩身完整性的误判。
5）对应嵌岩桩，当桩端反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应结合岩土工程勘察和设计等有关资料以及桩端通向反射波幅的相对高低来推断嵌岩质量，必要时采取其他合适方法进行核试验。
6）桩身完整性的分析出现下列情况之一时，宜结合其他检测方法：
超过有效检测长度范围的超长桩，其测试信号不能明确反映桩身下部和桩端情况。
桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混泥土灌注桩。
当桩长的推算值与实际桩长明显不符，其又缺乏相关资料加以解释或验证。
实测信号复杂、无规律，无法对其进行准确的桩身完整性分析和评价。
对于预制桩，时域曲线在接头处有明显反射，但又难以判定是断裂错位还是接桩不良。
（5）桩身完整性判定
表1桩身完整性判定表
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Δf≈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
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Δf′>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
注：
对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可参照本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别
（6）出具检测报告，包含以下内容：
桩身混凝土波速值；
桩身完整性描述，包括缺陷位置、性质及类别；
时域曲线图，并注明桩底反射位置；
4.2钻芯法检测
4.2.1、适用范围
本方法适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。
4.2.2、检测方法
（1）由项目施工单位提前提交桩基钻芯申请表。
（2）试验前平整场地，挖出桩头，以便钻机顺利就位。
（3）确定钻芯孔数和钻孔位置：
当钻芯孔为一个时，开口位置宜在距桩中心10～15cm的位置开孔，当钻芯孔为两个或两个以上时，开口位置宜在距桩中心（0.15～0.25）D内均匀对称布置；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。
（4）钻机及其相关设备的安装：
1）钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平，钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。
应确保钻机在钻芯过程中不会发生倾斜、位移，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5％。
2）当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。
（5）开始钻进:
1）钻进过程中钻孔循环水流不能中断，应根据回水含沙量及颜色调整钻进速度。
2）提钻取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。
3）每回次进尺宜控制在1.5m以内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采取适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。
4）钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并应按规定的格式及时记录钻进的情况和钻进的异常情况，对芯样质量进行初步的描述。
5）钻进过程中，应按规定的格式对芯样混凝土、桩底沉渣以及桩端持力层情况详细编录。
（6）钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标志牌的全貌进行拍照。
（7）当单桩质量满足设计要求时，应采用0.5-1.0MPa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。
（8）对芯样试件进行抗压强度试验：
1）当桩长为10～30m时，每孔截取3组芯样；当桩长小于10m时，取2组；当桩长大于30m时，不少于4组。
上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。
缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。
当同一桩基的钻芯孔数大于一个，其中一孔在深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。
2）当桩端持力层为中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；遇分层岩性时宜在各层取样。
3）每组芯样应制作三个芯样抗压试件。
4）芯样制作完毕可立即进行抗压强度试验。
5）抗压强度试验后，当发现芯样试件平均直径小于2倍试件内混凝土粗骨料最大粒径且强度异常时，该试件强度值不参与统计平均。
（9）混凝土芯样试验抗压强度按下列公式计算：
式中：
---混凝土芯样试件抗压强度（MPa）精确至0.1MPa
P----芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N）
d---芯样试件的平均值（mm）
----混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确实。
（10）桩底岩芯单轴抗压强度试验可按混凝土芯样试验方法进行。
（11）检测数据的分析与判定
1）混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的平均值确定，同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该浓度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。
2）受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。
3）桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准灌入试验结果，综合判定桩端持力层岩土性状。
4）桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果，按本规范表1的规定和表2的特征进行综合判定。
5）成桩质量评价应按单桩进行。
当出现下列情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求：
桩身完整性类别为Ⅳ类的桩；
受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩；
桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩；
桩端持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩。
表3桩身完整性判定表
类别
特征
Ⅰ
混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈长柱状、断口吻合，芯样侧面仅见少量气孔
Ⅱ
混凝土芯样连续、完整、胶结较好、骨料分布基本均匀、呈长柱状、断口基本吻合，芯样侧面局部见蜂窝麻面、沟槽
Ⅲ
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：
芯样局部破碎长度不大于10cm
芯样骨料分布不均匀
芯样多呈短柱状或块状
芯样侧面蜂窝麻面、沟槽连续
Ⅳ
有下列情况之一：
钻进很困难
芯样任一段松散、夹泥或分层
芯样局部破碎长度大于10cm
4.3单桩竖向抗压静载试验
4.3.1、设备仪器
（1）试验加载宜采用油压千斤顶。
（2）加载反力装置根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置，并符合下列规定：
1）加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍。
2）应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算。
3）应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不应少于4根，并应监测锚桩上拔量。
4）压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。
5）压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。
（3）荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。
传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。
试验用千斤顶、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
（4）沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：
1）测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。
2）直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个位移测试仪表。
3）沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定于桩身。
4）基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上。
5）固定和支撑位移计（百分表）的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。
4.3.2、试验方法及数据判定
（1）桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。
（2）对作为锚桩用的灌注桩和有接头的混凝土预制桩，检测前宜对其桩身完整性进行检测。
（3）试验加卸载方式应符合下列规定：
1）加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜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。
2）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。
3）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该级增减量的10%。
（4）慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：
1）每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。
2）试桩沉降相对稳定标准：
每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从每级荷载施加后第30min开始，由三次或三次以上每30min的沉降观测值计算）。
3）当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。
4）卸载时，每级荷载维持1h，按第5、15、30、60min测读桩顶沉降量；卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为5、15、30min，以后每隔30min测读一次。
（5）当出现下列情况之一时，可终止加载：
1）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。
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24h尚未达到稳定标准。
3）已达到设计要求的最大加载量。
4）当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
5）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。
4.4复合地基承载力试验
4.4.1、试验设备
千斤顶：
采用200吨千斤顶；
加载反力装置：
采用地锚提供反力装置；
荷载测量：
采用200吨荷重传感器，传感器的测量误差不大于1%，压力表精度优于或等于0.4级；
沉降测量：
采用位移传感器，并符合下列规定：
对称安置2个位移传感器；基准梁的支点设在试坑之外。
4.4.2、试验方法
（1）承压板具有足够的刚度，单桩复合地基静载荷试验的承压板可用圆形或方形，面积为一根桩承担的处理面积即等效影响圆的面积；多桩复合地基静载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。
单桩复合地基静载荷试验桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点相重合。
（2）试验应在桩顶设计标高进行。
承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取100～150mm，桩身强度高时宜取大值。
（3）试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。
基准梁及加荷平台支点（或锚桩）宜设在试坑之外，且与承压板边的净距不应小于2m。
（4）试验前应采取防水或排水措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动，影响试验结果。
（5）加载等级可分为8～12级。
最大加载压力不应小于设计要求承载力特征值的2倍。
（6）每加一级荷载前后均应各读承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
（7）当出现下列现象之一时刻终止试验：
1）沉降急剧增大，土被挤出或承载板周围出现明显的隆起；
2）承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％；
3）当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
（8）卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半个小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。
4.4.3、试验步骤
（1）试验前平整场地，挖出碎石桩桩头，以便装置顺利就位；
（2）控制承压板底高程和安装试验装置
（3）开始加荷。
最大加载压力不应小于实际要求压力值的2倍。
加载等级可分为8～12级。
每加一级荷载前后均应各读承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
（4）终止试验的条件：
1）沉降急剧增大，土被挤出或承载板周围出现明显的隆起；
2）承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％；
3）当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
（5）卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半个小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。
4.4.4、数据分析与判定
（1）复合地基承载力特征值的确定：
1）当压力-沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可
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