桩基检测及基坑检测的规范要求.docx

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桩基检测及基坑检测的规范要求

桩基检测及基坑检测的规范要求

一、桩基检测

桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要组成部分。

桩基是隐蔽工程，它是建筑物的基础，其质量优劣直接影响到这些建筑物的平安。

在桩基础的施工过程中，桩基检测是一个不可短少的环节。

近年来桩基础在高层建筑和铁路建设中普遍运用，随着建设单位对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。

桩基质量检测技术，特别是桩基动力试验，涉及到岩土力学、振动学、桩基施工技术和计算机技术等诸多学科知识，它既不同于常规的建筑材料试验，又不同于普通的建筑结构测试。

不断提高桩基检测的质量水平，不断强化对桩基检测队伍的管理，对工程的质量建设具有重要意义。

　　根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）,目前桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。

工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测，检测方法应根据下表选择。

桩身完整性宜采用两种或两种以上的检测方法进行检测。

基桩检测除应在施工前和施工后进行外，尚应采取符合《建筑桩基检测技术规范106-20033》规范规定的检测方法或专业验收规范规定的其他检测方法，进行桩基施工过程中的检测，加强施工过程质量控制。

桩基检测方法选用表

检测方法

检测目的

单桩竖向抗压静载试验

确定单桩竖向抗压极限承载力；

判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；

通过桩身内力及变形测试，测定桩侧、桩端阻力；

.验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果

单桩竖向抗拔静载试验

确定单桩竖向抗拔极限承载力；

判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求；

通过桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩阻力

单桩水平静载试验

确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数；

判定水平承载力是否满足设计要求；

通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩和挠曲

钻芯法

检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩底岩土性状，判定桩身完整性类别

低应变法

检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别

高应变法

判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；

检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；

分析桩侧和桩端土阻力

声波透射法

检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别

检测工作的程序，应按下图进行：

接受委托

检测报告

（一）几种常用检测方法的适用性：

1、静载试验法

静载试验法是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力和水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移和水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力和单桩水平承载力的试验方法。

这是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直接、最可靠的试验方法。

但在工程实践中发现，基准桩的问题有时会被检测人员所忽视，容易出现基准桩打入深度不足，试验过程产生位移的问题。

又可分为三种检测方法，分别是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。

（1）单桩竖向抗压静载试验

本方法适用于检测单桩的竖向抗压承载力，当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时，可测定桩分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。

如为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。

对工程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。

（2）单桩竖向抗拔静载试验

本方法适用于检测单桩的竖向抗拔承载力。

当埋设有桩身应力、应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力，或桩端上拔量。

如为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度；对工程桩抽样检测时，可按设计要求确定最大加载量。

（3）单桩水平静载试验

本方法适用于桩顶自由时的单桩水平静载试验，其他形式的水平静载试验可参照使用。

适用于检测单桩的水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数。

当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。

如为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏；对工程桩抽样检测，可按设计要求的水平位移允许值控制加载。

2、钻芯法

　　用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性，判定桩底岩土性状的方法。

8.1.1这种方法具有科学、直观、实用等特点，在检测混凝土灌注桩方面应用较广。

一次完整、成功的钻芯检测，可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况，并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。

抽芯技术对检测判断的影响很大。

某工程先用XY-1型工程钻机，采用硬质合金单管钻具，用低压慢速小泵量及干钻相结合的钻进方法，结果采芯率不到70%，芯样完整性极差，大多呈碎块；后来改用SCZ-1型液压钻机，采用金刚石单动双管钻具，采芯率达99%，芯样呈较完整的圆柱状。

所以，《技术规范》对钻机和钻头作了相应的规定，就是为了避免抽芯验桩的误判。

8.1.23、低应变法

8.1.3　　采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。

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，有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

目前在国内，绝大多数的检测机构采用低应变法（瞬态时域分析法）检测桩身完整性，主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷，同时将激励方式、频域分析方法等作为测试、辅助分析手段融合进去。

当然，低应变法检测时，不论缺陷的类型如何，其综合表现均为桩的阻抗变小，而对缺陷的性质难以区分，这是其最大的局限性。

4、高应变法

　用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。

本方法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。

在进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。

对于大直径扩底桩和Q-s曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。

它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。

高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度，可作为低应变法的补充验证手段。

目前在某些地区，利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率，已成为一种普遍做法。

5、声波透射法

　　在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。

本方法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。

与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。

但由于存在漫射、透射、反射，对检测结果会造成影响。

（二）桩基检测技术未来发展

　　目前桩基检测单位的内部管理处在一种较为混乱的局面，一些单位缺乏法律意识和责任意识，内部没有建设相互制约的监督机制。

即使有了相关的制度，但缺乏制约力度，也是形同虚设。

岗位管理上存在着持证人员变动大，岗位人员不到位，有无证人员在场开展检测工作等问题。

检测的市场行为也存在不规范，由于检测市场不规范、片面压价，一些单位在检测工程中，现场数据采集不认真，数据资料处理草率，甚至冒用检测人员或技术负责人签名。

　　1、各级政府建设行政主管部门加强依法行政

　　以上等等问题就需要各级政府建设行政主管部门加强依法行政，切实实施质量监督，特别是加强对强制性标准执行情况的检查，落实到具体的管理部门，明确专人负责，结合各地的实际情况，制定切实有效的管理办法，认真实施。

要严格执行国家的有关规定，所有的桩基工程均必须按国家现行规范规程进行检测，否则不予验收；桩基工程未经验收或验收不合格的，严禁进行上部结构施工。

　　2、加强检测单位的内部管理工作

　　积极鼓励桩基检测单位进行计量认证和ISO质量体系的贯标工作，建设健全行之有效的检测质量保证体系。

各项管理工作要落实到检测工作的各个环节。

从人员配备、设备（硬件）更新、规章制度建设与实施、分析技术（软件）标准化等方面进行强化；从现场检测、数据分析整理、直到出具检测报告，都应有专人负责，哪一个环节出问题，就追究谁的责任，确保检测报告客观、真实、科学、可靠。

　　3、加强管理工作的规范化建设

　　《桩基检测工作手册》它既是桩基检测单位开展业务工作和现场测量情况的起初记录，又反映桩基检测单位的工作实绩，也是对桩基检测单位工作情况进行考核过程中，作为实行动态管理的重要依据。

要求各桩基检测单位像执行“桩基检测报告统一格式”一样，重视“手册”的填写，确保原始数据的真实性、准确性和完整性。

　　桩基检测技术正处于发展提高阶段，所有检测人员都必须严格要求自己，努力提高自身以及部门的检测能力，积极为我国桩基检测事业的高速发展贡献一份力量。

二、基坑监测

深基坑工程施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形而发生种种意外，通过施工监测对得到的信息进行分析，及时发现问题，为施工提供及时的反馈信息，制定应变（或应急）措施保证基坑开挖及结构施工安全，达到动态设计与信息化施工的目的。

在现代城市建设中高层建筑、地铁工程等工程中大量存在深基坑工程。

深基坑工程是国家规定的具有较大危险性的工程之一。

深基坑工程开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形等情况发生，因此风险性较大，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建筑物、构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。

基坑监测不到位，往往会造成重大的安全事故发生。

由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测。

通过施工监测对现场所得的信息进行分析、进行信息反馈、临界报警，以便及时调整设计、改进施工方法，制定应变（或应急）措施保证基坑开挖及结构施工安全，达到动态设计与信息化施工的目的。

（一）深基坑监测目的

1、通过监测随时掌握土体和支护结构的内力变化情况，了解临近建筑物、构筑物的变形情况，将监测数据与设计预估值进行对比分析，以判断施工工艺和施工参数是否要修改，优化下一步施工参数，为施工开展提供及时的反馈信息，达到信息化施工的目的；

2、通过对临近建筑物、构筑物的监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，为基坑周围环境安全制定及时、有效的保护措施提供依据；

3、由于各个场地地质条件、施工工艺和周边环境不同，基坑设计计算中未曾计入的各种复杂因素，通过对现场的监测结果进行分析、研究，将监测结果用于反馈优化设计，为改进设计提供依据。

（二）基坑监测工作的常规内容有

1、围护体（内部）水平位移监测（测斜）。

2、围护墙顶部水平位移监测。

3、围护墙顶部垂直位移（沉降）监测。

4、支撑轴力监测。

5、地下水位监测。

6、基坑周围地表沉降监测。

7、周围建筑物沉降监测。

（三）基坑监测基本要求主要有以下几点：

1、在施工过程中，通过对地面和地下建筑物、构筑物各项指标的监测，确切的反映建筑物、构筑物及基坑的实际变形程度或变形趋势，将结构变形严格控制在标准限值之内，保证既有建筑物和构筑物的安全；

2、监测仪器、设备必须经过国家计量鉴定部门鉴定并且鉴定合格后方可投入使用；

3、所采用的测试手段必须是已经被工程实践证明是正确的、可靠的；

4、监测手段必须简单易行，适应现场加速变化的施工状况；

5、所采用的测试手段不能影响和妨碍结构的正常受力或有损结构的变形刚度和强度特征。

测试方法不应该是单一的，而需要采取多种手段、监测多项内容、设置多道防线的测试方案。

（四）几种主要的监测方法

1、水平位移监测：

（1）水平监测点的布设：

土建施工基坑形状大多数为长方形和不规则基坑，为确保按照《建筑物变形测量规程》的二级精度进行水平位移观测视线长度≤300m，在基坑周边相对稳定的区域内布设2－4个工作基点，因基坑拐角处变形最小，工作基点墩位置一般布置在基坑拐角处；根据设计确定的支护结构桩（墙）顶水平位移点的位置和数量，在基坑支护结构的冠粱顶上布设观测点，观测点采用埋设观测墩的形式；在建立好工作基点墩后，将仪器架设在工作基点墩上，沿基坑边布设观测墩，观测点位置必须选择在通视处，要避开基坑边的安全栏杆等影响视线的物体。

一般情况下观测点距离基坑300㎜比较合适。

（2）水平位移检测方法主要有五点。

基坑水平位移监测可采用小角度法和极坐标法进行水平位移观测。

对工作基点的稳定性宜采用前方交会、导线测量和后方交会法观测。

在基坑变形监测中，对于基坑的位移变化量，利用极坐标法进行基坑水平位移监测，一般选择基坑长边为X轴，垂直基坑长边为Y轴。

小角度法主要用于基坑水平位移变形点的观测。

小角度法必须设置观测墩，采用强制对中方式。

前方交会观测法，尽量选择较远的稳固目标作为定向点，测站点与定向点之间的距离要求一般不小于交会边的长度，观测点应埋设在适合不同方向观测的位置。

导线测量法主要用于基坑周边建筑物、构筑物密集,对工作基点稳定性检查用前方交会法和后方交会法都难以实现的情况下,通过导线测定工作基点的稳定性。

2、沉降监测：

（1）沉降监测点布设：

在基坑外相对稳定且不受施工影响的地点埋设基点3个，利用这3个基点相互检核其稳定性；支撑立柱沉降监测点设置：

在支撑立柱的顶部焊接符合要求的钢制加工件；周边建（构）筑物沉降监测点设置：

在建筑物或构筑物的拐角处,离地面20㎝，且避开雨水管、窗台线、电路开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面一定距离；周边土体沉降监测点:

沉降观测点应埋设原状土层中，加设保护装置，沉降观测点稳定后，方可进行初始观测和一般观测。

（2）沉降监测方法主要有四点。

沉降监测工作基点埋设后根据监测点的分布情况，首先沿监测点规划一条水准线路，采用闭合水准路线，观测时应满足变形监测路线固定、仪器固定、人员固定的“三定”要求。

依据水准控制线路，观测周围的各建（构）筑物沉降点、支撑立柱沉降点、采用闭合水准线路测量各沉降点高程。

建筑物沉降点观测时，各观测也可采用支点观测，但支点不得超过2站，且支点观测必须进行两次观测。

为保证高程基点的可靠性，每次观测前应对基准点进行检测，并作出分析判断，以保证观测成果的可靠性。

监测系统对监测原始数据进行数据改正、平差计算、生成监测报表和变形曲线图、计算各点的高程及沉降量、累计沉降量。

建筑物倾斜观测的方法是通过测量建筑物基础相对沉陷的方法来确定建筑物的倾斜，利用沉降观测数据进行建筑物倾斜计算。

3、测斜监测：

（1）测斜管埋设：

测斜管宜选在变形大或危险的位置埋设，一般在基坑的中部。

测斜管埋设的方法有三种：

钻孔埋设、绑扎埋设、预制埋设。

钻孔埋设：

钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层钻孔测斜。

钻孔孔径应略大于测斜管外经，孔深要求穿出结构体3～8米，根据地质条件确定钻孔深度。

测斜管与钻孔之间的空隙回填细沙或水泥与膨润土拌合的灰浆。

埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边沿垂直。

绑扎埋设：

通过直接绑扎或设置抱箍将测斜管固定在钢筋笼上，绑扎间距不宜大于1.5米。

测斜管与钢筋笼的绑扎必须牢靠，以防浇筑混凝土时测斜管脱落。

同时必须注意测斜管的纵向扭转，防止测斜仪探头被导槽卡住。

预制埋设：

主要用于打入式预制桩的测试。

在预制排桩时将测斜管置入桩体钢筋笼内，应进行局部保护防止沉桩时捶击对测斜管的破坏。

（2）测斜方法有两点。

测斜观测分为正测与反测，观测时先进行正测，然后进行反测。

一般每0.5米读数一次，测斜探头放入测斜管底部应等候5分钟待探头适应管内水温后读数，应注意仪器探头和电缆线的密封性，防止进水。

测斜观测时每0.5米标记读数点一定要卡在相同的位置，电压值稳定后才能读数，确保读数的准确性。

4、轴力监测：

（1）轴力监测的设置：

对设置内支撑的基坑工程，一般选择部分典型支撑进行轴力监测，以掌握支撑系统的受力情况；钢筋混凝土支撑其内力和轴力通常是测定构件受力钢筋的应力然后根据钢筋与混凝土的共同受力状态下变形协调条件计算得到，钢筋应力一般通过在构件受力钢筋上串联钢筋应力传感器予以测定，钢弦式，电阻应变式传感器。

钢筋计在使用前必须进行率定。

（2）传感器的安装应注意以下几点：

①焊接法连接将钢筋插入预留孔内，端头焊接均匀，焊接时采用冷却措施，以防温度过高损坏电磁线圈和改变钢弦性能。

②螺纹连接，把钢筋螺纹端与传感器连接，拧紧前在螺纹部位涂一层环氧树脂胶，以防螺纹间隙影响应力传递。

③电阻应变式传感器，应考虑应变计的机械滞后、零点漂移、蠕变、温度效应、电路绝缘问题。

（五）基坑监测频率及预警：

为确保基坑安全，设计要求加强基坑监测，将监测数据及时反馈给有关人员，实行信息化施工，对各监测项目按规范要求设置预警值。

基坑开挖阶段3天一次，其他时间7天一次，当监测数据达到报警范围,或若遇到特殊情况，如暴雨、台风或大潮汛等恶劣天气以及其它意外工程事件，适当加密观测，当有危险事故征兆时进行连续监测。

（六）监测数据处理：

通过监测系统对监测原始数据进行数据改正、平差计算、生成检测报表和变形曲线图、变形速率及变形预报表；各类监测点在相应施工区域正式施工前1周内完成初始值测定；进行沉降监测时，以施工区域为原则，对距离施工区域2倍基坑深度范围内的建筑物、构筑物进行监测，当监测区域内建筑物、构筑物变形明显时，加大监测范围和监测频率；受观测条件的影响任何监测都可能存在误差，在变形监测中错误是不允许的，尽可能通过观测程序消除系统误差。

加强野外与室内检核工作，限制两次读数差、沉降线路闭合差等，尽可能选用先进仪器提高监测自动化程度杜绝粗差，尽可能消除系统误差，提高监测精度；通过不同方法验算、多人校核来消除监测中的错误；采取统计分析、逻辑分析方法分析原始监测值的可靠性。

每次量测后,对量测面内的每个量测点（线）分别进行回归分析,求出各自精度最高的回归方程,并进行相关分析和预测,推算出最终位移（应力）和掌握位移（应力）变化规律,并由此判断基坑的稳定性。

预测未来动态,以便提前采取技术措施,验证设计参数和施工方法。

榆林文化产业投资有限公司

建设工程部

2013-3-13