桩基检测方案设计.docx
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桩基检测方案设计
汕头市潮阳区和平镇第三污水处理厂建设工程
桩基检测方案
广东省基础工程集团有限公司
况
、
2
工
程
概
二
、
编
制
依
据
2
三
、检
测
依据、
目
的和
方
法
2
四
、
检
测方
法
和
原
理
3
五
、
检
测
数
量
10
六
、
检
测
条
件
12
七
、
检
测
程
序
12
一、工程概况
本项目位于广东省汕头市潮阳区和平镇东南，主要承担新龙、下厝、五和三个社区污水处理任务，厂区位于五和东侧与下厝交界处下厝地界内。
根据工程所在地各级政府对工程总体建设推进进度，项目采用EPC模式，设计、施工同步进场，设计与施工相融合，以加快工程建设推进进度。
建设场地原地貌为鱼塘，地面非水域可测标高0.98～2.1m，需整体平整到1.8m再进行后续各工序施工，设计地面标高为3.0m。
汕头市污水厂厂区：
新建日处理污水1.5万m3的污水处理厂一座，厂区占地面积13333㎡，建筑面积1799㎡，构筑物3693㎡，含14栋（座）建（构）筑物。
其中粗格栅泵房开挖深度13.95m，采用外围双排咬合搅拌桩止水的沉井施工工艺，其他构筑物基坑均为3.0m以内，采用放坡挂网方式开挖。
地基与基础以PHC桩基础为主，摩擦桩，其中粗格栅泵房为采用搅拌桩软基处理后的复合地基筏板基础；建（构）筑物主体结构采用钢筋混凝土框架结构。
二、编制依据
（1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（2）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）
（3）《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）
（4）《广东省地基处理技术规范》（DBJ-15-38-2005）三、检测依据、目的和方法
1、预应力管桩检测
（1）检测依据：
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）、《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）
（2）检测目的：
确定预应力管桩的桩身完整性、单桩竖向承载力、单桩抗拔承载力和单桩竖向抗压极限承载力。
（3）检测方法：
低应变、高应变法、单桩竖向抗拔静载试验、单桩竖向抗压静载试验。
由于管桩施工完毕后，单桩承载力没有完全达到设计承载力强度，从成桩到开始试验的间歇时间应符合以下规定：
对于砂土不宜少于7d，对于粉土不宜少
于10d，对于非饱和黏性土不宜少于15d，对于饱和黏土不宜少于25d，对于桩端持力层为遇水易软化的风化岩层不应少于25d。
四、检测方法和原理
1、高应变法
（1）试验原理
高应变法检测，是利用重锤冲击桩顶，使桩-土产生足够的相对位移，悬落重锺冲击试验悬落重锺冲击试验以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的加速度传感器和安装在重锤上的加速度传感器接收桩和锤的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
（2）试验方法将离传感器与加速度传感器对称安装于距桩顶大于二倍桩径的桩侧表面，利用重锤自由落体产生的能量使桩产生一定量位移，同时用力传感器与加速度传感器采集桩输出的力与加速度信号，将信号输入微机进行拟合分析，将实测信号作为边界条件，并输入假定的桩、土参数值，求解波动方程，得到拟合计算结果。
根据拟合情况，调整桩、土参数继续进行拟合分析，直至拟合曲线与实测曲线的符合程度达到最佳状态为止。
（3）检测系统框图
冲锤
打印机
（4）传感器安装要求①应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm。
安装完毕后，传感器的中心轴应与中心轴保持平行。
2各传感器的安装面材质应均匀，密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。
3安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应进贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。
安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为：
混凝土桩应大于±1000με。
（5）其他①为减少重锤对桩头的瞬时冲击力，避免桩头破坏，一般桩头铺少量黄砂，管桩桩头可以用轻质木板或硬板纸代替黄砂。
②支撑重锤可以用挖机、汽吊。
2、单桩竖向抗拔静载试验
（1）试验原理单桩竖向抗拔静载荷检测是利用千斤顶给桩身施加外力作用，通过安装在桩身的位移传感器来测定桩身应变或者桩身截面位移，计算桩的侧阻力，进而绘制U－δ曲线，以确定桩身抗拔承载力。
（2）检测准备
a.试桩现场须保证380V动力及220V照明电源，临时停电应预先通知。
b.每一桩位置必须保证施工道路畅通，运输道路保证4m以上，作业区道路保证6m以上，试桩周边10m之内无障碍物，上空无高压电线、电缆，地下无
各种有效市政管线。
c.检测时现场不得有重型机、汽车，拖拉机，打桩机或其它非不可抗拒因素造成的较强振动。
d.测试过程中若有与现场其它施工工序、项目等交叉，请建设、监理方统一协调。
（3）反力装置
a.试验反力装置宜采用反力桩（或工程桩）提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。
反力架系统应具有1.2倍的安全系数并符合下列规定：
①采用反力桩（或工程桩）提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度。
②采用天然地基提供反力时，施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的1.5倍；反力梁的支点重心应与友座中心重合。
b.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。
c.荷载、上拔测试装置
d.分级荷载的提供采用油压千斤顶。
当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作。
并使：
采用的千斤顶型号、规格相同；千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。
e.荷载的测量可用荷载传感器直接测定，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。
并使：
传感器的测量误差不大于1%，压力表精度不小于0.4级，试验用压力表、油泵、油管最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
f.沉降测量采用位移传感器或大量程百分表。
并使：
测量误差不大于0.1%Fs，分辨力不小于0.01mm。
（4）检测流程
搜集资料、踏勘场地，安排检测顺序
办理相关手续、组织进场机械、设备
设备进场及搭设首根（组）试桩试验架
（5）加、卸载及沉降测读
1）对有接头的预制桩，宜在拔桩试验前完成桩身完整性检测，为设计提供依据的抗拔桩施工时应进行成孔质量检测，并应验算接头强度。
2）单桩竖向抗拔静载试验宜采用慢速维持荷载法。
需要时，也可采用多循环加、卸载方法。
并仔细观察桩身混凝土开裂情况。
3）加载分级进行，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，首级可取分级荷载的2倍。
4）卸载应分级进行，每级卸载量取加载分级荷载的2倍，逐级等量卸载。
5）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分级荷载的±10%。
（6）试桩沉降位移观测应符合以下规定：
A.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。
B.每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm时视为相对稳定。
试桩达到相对稳定时，可加下一级荷载或终止试验。
C.出现下列情况之一时，终止加载：
（b）某级加载作用下，桩顶上拔量大于前一级荷载作用下上拔量的5倍；
（C）按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时；（d）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；
（E）对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。
D.卸载每级维持一小时，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，卸下一级荷载，卸载至零后，隔3小时再测读一次。
3、低应变检测原理及方法
（1）检测原理检测方法采用低应变法，混凝土桩的物理强度远大于桩周土的物理强度，在桩顶沿垂直方向激发的弹性应力波基本上是沿桩周传播的，由于桩底持力层及桩身质量缺陷位置上的波阻抗与正常混凝土波阻抗存在差异，因而：
1）通过分析缺陷反射波a．相位变化、频率变化、多次反射性可判断桩基的缩颈、扩警、松散、夹泥、离析、断桩等质量缺陷现象。
b．振幅的大小可判断缺陷的程度。
c．桩身缺陷位置应按下式计算：
1
xtxc
2000x
xc/2f'
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）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：
1n
1
ni1
2000Lci
ci2Lf
其中：
——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；cicm/cm5%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）。
（2）现场测试方法①把混凝土桩顶灌浆部分凿去凿平，使桩顶出露新鲜表面，为减少杂波干扰，此表面必须平整干净，出露的钢筋不应有较大晃动；
②传感器应稳固地粘放在桩顶上，并进行敲击测试；③每根桩测试曲线如出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试的不良因素后再重复测试；
4其测试方框图如下：
3）检测仪器及设备
①检测仪器的主要技术性能指标应符合《基桩动测仪》JG/T3055的有关规定，且应具有信号显示、储存、和处理分析功能。
②瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫；力锤可装有力传感器；稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10～2000HZ的电磁式稳态激振器。
（4）检测结果分析
根据桩身测试的原始记录，经数据分析处理后将桩身完整性划分为四个等级，其评定标准为：
Ⅰ类桩：
桩身完整，2L/C时刻前无缺陷反射波，波形规则，波速正常，有桩底反射波。
Ⅱ类桩：
桩身基本完整，2L/C时刻前出现轻微反射波，波形基本规则，波速基本正常，有桩底反射波。
Ⅲ类桩：
桩身质量较差，有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间，波形不够规则，波速偏低。
Ⅳ类桩：
桩身质量存在严重缺陷，2L/C时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射，无桩底反射。
一般来说，Ⅰ、Ⅱ类桩可以满足设计要求；Ⅲ类桩可否使用由设计单位根据具体工程做决定；Ⅳ类桩无法使用，做报废处理。
4、竖向抗压静载荷试验
（1）试验原理静载试验是指在桩顶部逐级施加竖向压力，观测桩顶部随时间产生的沉降，以确定相应的单桩或复合地基竖向抗压承载力的试验方法。
（2）试验方法
检测采用堆载法进行试验，堆载材料可选用砼块或沙袋，堆载所提供的反力应不小于所需最大加载量的1.2倍，堆载着力点中心对准桩中心，利用安装在桩中心的千斤顶逐级加载。
（3）加载及量测设备装置
①加载及荷载量测设备：
加载设备采用油压千斤顶，通过超高压油压泵逐级加载，加荷量值控制和显示由一经严格系统标定的静态电阻应变电脑测控系统来实现。
②沉降量测设备：
试桩的沉降由对称安装在试桩桩顶上的大量程百分表量测，通过磁性表架固定于基准梁上，基准梁固定在距试桩中心4d（d为桩截面尺寸）以外的基准点上。
（4）试验荷载
荷载分级：
依据规范及设计的要求，每级加载取最大试验荷载的1/10，第
一级加载值为加载级差的两倍。
（5）测读方法
静载荷试验根据规范要求，可采用快速维持荷载法实施。
A.加载时，试桩每级荷载维持一小时，测读时间为5min、15min、30min、45min、60min测读试桩沉降量，然后即可进行下一级加载；
B.在试验过程中出现如下之一情况时，即可终止加载：
a.试验在某一级荷载作用下的沉降量大于前一级沉降量的5倍；
b.达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定、或已达到桩身材料的极限强度以及试桩桩顶出现明显的破损现象；
c.总沉降量控制，总沉降量按40mm控制。
d.出现其它不能继续加载的情况。
五、检测数量
1、预应力管桩
依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）第3.3.3条，高应变法检测桩身完整性和单桩竖向抗压极限承载力，抽检桩数不应少于总桩数的30%，且不
得少于20根，此外还应满足每个柱下承台检测桩数不应少于1根；单桩竖向抗拔静载试验检测桩基抗拔承载力，抽检桩数不应少于总桩数的30%，且不得少于20根，此外还应满足每个柱下承台检测桩数不应少于1根。
具体数量如下表所示：
桩基础部分
单位工程名称
地基基础概况
桩身完整性
单桩承载力检测
单桩抗拔承载力检测
高应变
低应变
单桩抗压静载试验
单桩抗拔静载试验
总桩数
（根）
承台数
（个）
数量
（根）
数量
（根）
数量
（根）
特征值（kN）
数量
（根）
特征值（kN）
改良A2/O生化池
192
1（底板）
58
58
3
2000
58
100
综合处理池
115
1（底板）
35
35
3
2000
35
100
细格栅间及旋流沉砂池
20
1（底板）
20
20
2
1400
/
/
配水井及污泥泵房
19
1（底板）
19
19
2
2000
/
/
二沉池
120
1（底板）
36
36
3
1800
/
/
污泥浓缩池
26
1（底板）
20
20
2
1400
/
/
污泥脱水车间
51
19
20
20
3
2200/1000
/
/
鼓风机房及配电间
40
33
33
33
2
2000
/
/
综合加药间
37
33
33
33
2
2000
/
/
综合楼
41
34
34
34
2
2300
/
/
合计
662
123
308
308
24
/
93
/
说明：
1、单桩最大载荷试验承载力为2倍的设计承载力特征值。
六、检测条件在检测前，将检测桩位周围场地平整，将桩头挖出，使检测桩桩头出露，桩
顶要求平整，并向检测单位提供如下资料：
桩径、桩长（有效桩长）、桩砼等级、设计承载力、施工记录、标注桩号的桩位图、工程地质勘察报告等资料。
七、检测程序
1、委托方、设计、监理等有关单位根据桩基础完成时间及施工现场情况安排检测时间，确定桩检测方案。
2、委托具有检测资质的单位进行检测，并提交委托单。
3、进行检测桩桩头处理及场地平整。
4、检测单位进场检测。
5、提供检测报告。
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