1231东大检测试桩方案南京万达茂.docx
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1231东大检测试桩方案南京万达茂
资质证号：
苏建检字第A025B号编号：
计量认证号：
2009101237R
地基基础工程试验方案
工程名称：
南京万达茂二期
委托单位：
万达茂投资有限公司
工程地点：
南京市栖霞区
检测方法：
静载（自平衡法）
南京东大自平衡桩基检测有限公司
二○一五年六月
南京万达茂二期工程
基桩试验方案
编制：
苏建质地检号
审核：
苏建质地检号
批准：
苏建质地检号
南京东大自平衡桩基检测有限公司
1概述
1.1工程概况
该工程位于南京市栖霞区，仙林大道北侧、清风路东侧、广志路南侧、湖东路西侧。
该项目具体建设内容为：
2栋（13#、14#）19F住宅楼，高60m，剪力墙结构；1栋（16#）34F住宅楼，高100m，剪力墙结构；4栋（15#、17#、18#、19#）32-33F住宅楼，高98.4m，剪力墙结构；5栋（20#、21#、23#、24#、25#）39~45F写字楼，高150m，剪力墙结构；1栋（22#）3F商业楼，高度不明，框架结构；1栋（26#）2-3F室内主题乐园，高度不明，框架结构；及其西侧2F商铺，框架结构。
为了保证施工的顺利进行和结构的安全可靠，提供桩基础设计和施工实施科学的依据，根据国家规范和设计院图纸要求，采用静载（自平衡法）对该工程进行试验。
静载（自平衡法）基桩参数表见1.1。
静载基桩参数表表1.1
试桩类型
桩身直径（mm）
桩顶标高（m）
桩长（m）
承载力特征值（kN）
预估最大加载值（kN）
检测数量（根）
A组
（后注浆）
SZHA1~A3
1000
5.000
≥25
8000
20000
3
B组
SZHB1~B3
1000
5.000
≥25
8000
20000
3
C组
（后注浆）
SZHC1~C3
1000
5.000
≥25
8000
20000
3
D组
（后注浆）
SZHD1~D3
1000
3.800
≥25
8000
20000
3
1.2试桩目的
（1）确定试桩的单桩极限承载力，桩侧阻力分布及桩端阻力；
（2）获得分级加载与卸载条件下对应的荷载—变形曲线，测定桩基沉降。
1.3试验依据
（1）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
（2）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）
（3）《桩承载力自平衡测试技术规程》（DGJ32/TJ77-2009）
（4）《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）
（5）设计院检测试验要求及相关设计图纸
（6）工程地质报告
2地质情况
2.1地层描述
1素填土：
灰黄、灰色，可塑，局部软塑，由粉质粘土混少量碎砖、碎石填积，夹植物根茎。
填龄小于10年。
1a淤泥质素填土：
灰色、灰黑色，流塑，局部软塑，含腐植物，局部有腥臭味，夹少量碎砖、石子，主要为原水稻田的种植土。
2-1粉质粘土：
灰黄、灰褐色，可塑，夹铁锰氧化物斑纹。
切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
2-2粉质粘土：
灰黄色、灰色，软塑，局部夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
3-2粉质粘土：
灰黄、褐黄色、灰色，可塑，局部软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
3-1粉质粘土：
灰黄、褐黄色，可塑，局部硬塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
3-2a粉质粘土：
灰黄、褐黄色、灰色，硬塑，局部可塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
3-3粉质粘土：
褐黄色、灰色，可塑，局部硬塑，局部为粘土，含少量铁锰氧化物，切面稍有光泽，韧性、干强度中等偏高。
3-4粉质粘土：
黄褐色、青灰、灰色，可塑。
切面稍有光泽，韧性、干强度中等。
3-5粉质粘土：
灰色、青灰色，局部褐黄色，硬塑，局部可塑，局部为粘土，切面稍有光泽，韧性、干强度中~高。
3-6粉质粘土：
灰色、青灰色，局部褐黄色，可塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中~高。
4含卵砾石粉质粘土：
灰黄、灰色，可塑，局部硬塑，混有30%左右卵砾石，砾径约2~5cm，少量大于8cm。
5-1强风化泥质粉砂岩：
紫红色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，岩芯用手可捏碎，碎后多呈砂土状，层底部夹少量中等风化岩碎块，属极软岩，遇水易软化，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
5-2a中等风化泥质粉砂岩：
紫红色、灰色，泥质胶结，岩石单轴抗压强度平均值fr=4.14Mpa,为极软岩，遇水易软化，节理裂隙发育，充填有强风化碎屑物及泥化物，岩体破碎，呈碎块状，基本质量等级为
级。
5-2b中等风化泥质粉砂岩：
紫红色、灰色，泥质胶结，手掰易碎，岩石单轴抗压强度平均值fr=0.49Mpa,为极软岩，遇水易软化，岩体破碎，局部夹有较硬的岩石碎块，基本质量等级为
级。
5-2c中等风化泥质粉砂岩：
紫红色、灰色，泥质胶结，碰撞易碎，岩石单轴抗压强度平均值fr=7.77Mpa,为软岩，遇水易软化，节理裂隙发育，岩体较完整，基本质量等级为
Ⅳ级。
5-2d中等风化泥质粉砂岩：
紫红色、灰色，泥质胶结，碰撞声脆，岩石单轴抗压强度平均值fr=20.20Mpa,属较软岩-较硬岩，岩体较完整，基本质量等级为
Ⅲ级。
6-1强风化灰岩：
灰黄色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，岩芯用手可捏碎，碎后多呈粘性土状，层底部夹少量中等风化岩碎块，属极软岩，遇水极易软化，岩体基本质量等级为
级。
6-2中等风化灰岩：
灰黄~灰色，钙质胶结，岩石单轴抗压强度平均值fr=8.34Mpa,为软岩。
节理裂隙稍发育，充填有少量强风化碎屑物，岩体较破碎，有溶隙、蜂窝状溶孔和溶洞发育，洞隙中充填有粉质粘土和风化岩碎屑、碎块，岩体基本质量等级为
级。
6-3中等风化灰岩：
灰色，钙质胶结，岩石单轴抗压强度平均值fr=31.55Mpa,为较软岩-较硬岩。
节理裂隙稍发育，充填有少量强风化碎屑物，岩体较破碎，有溶隙、蜂窝状溶孔和溶洞发育，洞隙中充填有粉质粘土和风化岩碎屑、碎块。
基本质量等级为
级。
6-d粉质粘土：
灰黄色，软~可塑，局部流塑，混风化岩屑和少量中等风化岩碎块。
分布于溶洞、溶隙范围内。
场地内灰岩部位较多地段分布。
2.2土层物理性能
各土层物理性质表见2.1，桩基设计参数一览表见2.2
各土层物理性质指标一览表表2.1
各土层物理性质指标一览表续表2.1
层号
含水量
W（%）
比重
Gs-
重度
（kN/m3）
干重度
d（kN/m3）
孔隙比e
饱和度
Sr（%）
液限
Wl（%）
塑限
Wp（%）
塑性
指数IP
液性
指数IL
1
26.6
2.72
19.2
15.2
0.755
95
31.7
17.6
14.1
0.64
2-1
25.3
2.72
19.5
15.5
0.717
96
31.2
17.5
13.6
0.58
2-2
28.4
2.72
19.0
14.8
0.797
96
29.9
16.7
13.2
0.88
3-1
23.6
2.73
19.7
15.9
0.679
95
34.2
19.7
14.5
0.27
3-2
25.8
2.72
19.4
15.4
0.729
96
32.6
18.8
13.8
0.51
3-2a
23.2
2.73
19.9
16.2
0.654
97
34.4
19.8
14.5
0.23
3-3
23.9
2.73
19.7
15.9
0.682
96
35.4
20.6
14.8
0.22
3-4
25.9
2.73
19.5
15.5
0.725
97
33.4
19.1
14.3
0.48
3-5
28.8
2.74
19.1
14.8
0.816
97
42.1
25.2
16.9
0.21
3-6
26.3
2.73
19.4
15.3
0.744
96
35.6
21.2
14.5
0.36
6-d
26.0
2.72
18.8
14.6
0.931
91
35.9
22.0
13.9
0.29
层号
直剪快剪
直剪固快
压缩系数
压缩模量
渗透系数
Cq
（kPa）
q
（度）
Cg
（kPa）
g
（度）
a1-2
Kv
cm/s
Kh
cm/s
1
24
13.5
25
20.0
0.35
5.0
3.03E-07
3.34E-07
2-1
35
14.5
27
19.8
0.28
6.2
5.38E-07
6.53E-07
2-2
17
15.6
16
20.0
0.33
5.4
1.49E-06
1.90E-06
3-1
49
15.7
55
18.8
0.19
8.8
1.80E-07
1.82E-07
3-2
31
14.7
34
19.0
0.25
6.9
2.29E-07
2.55E-07
3-2a
60
16.8
0.18
9.1
1.87E-07
1.89E-07
3-3
67
16.8
63
19.2
0.16
10.6
1.58E-07
1.60E-07
3-4
33
13.3
0.25
6.9
3-5
69
15.2
0.12
14.2
3-6
46
15.8
0.21
8.3
6-d
桩基设计参数一览表表2.2
层号
岩土层名称
水下钻（冲）孔桩
预制桩
抗拔系数λi
极限侧阻力范围值qsik（kPa）
极限端阻力范围值qpk（kPa）
极限侧阻力范围值qsik（kPa）
极限端阻力范围值qpk（kPa）
2-1
粉质粘土
56
58
0.70
2-2
粉质粘土
39
41
0.70
3-1
粉质粘土
76
78
0.70
3-2
粉质粘土
67
69
0.70
3-2a
粉质粘土
79
81
0.70
3-3
粉质粘土
83
1500（l＞30m
85
5000（l＞30m）
0.70
3-4
粉质粘土
67
780（l＞30m）
69
3500（l＞30m）
0.70
3-5
粉质粘土
85
1600（l＞30m）
87
5200（l＞30m）
0.70
3-6
粉质粘土
69
71
0.70
4
含卵砾石粉质粘土
89
91
0.60
5-1
强风化泥质粉砂岩
110
120
8000
0.50
6-1
强风化灰岩
110
120
8500
0.50
5-2a
中等风化泥质粉砂岩
140
0.50
5-2b
中等风化泥质粉砂岩
120
0.50
5-2c
中等风化泥质粉砂岩
frk=6.55MPa
0.50
5-2d
中等风化泥质粉砂岩
frk=12.41-31.50MPa
0.50
6-2
中等风化灰岩
frk=5.49MPa
6-3
中等风化灰岩
frk=25.77MPa
6-d
粉质粘土
60
2.3试桩桩剖面图
各试桩剖面图见图2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8
图2.1SZHA1试桩剖面图SZHA3试桩剖面图
图2.2SZHA2试桩剖面图
图2.3SZHB1试桩剖面图图2.3SZHB2试桩剖面图
图2.4SZHB3试桩剖面图
图2.5SZHC3试桩剖面图SZHC1试桩剖面图
图2.6SZHC2试桩剖面图
图2.7SZHD1试桩剖面图
图2.8SZHD3试桩剖面图SZHD2试桩剖面图
3试验方法
3.1静载（自平衡法）
3.1.1方法及原理
自平衡法是东南大学教授龚维明博士的专利技术。
该法是将一种特制的加载设备—荷载箱，与钢筋笼相接，埋入桩的指定位置，由高压油泵向荷载箱充油而加载。
荷载箱上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡来维持加载。
根据向上Q-s、s-lgt和s-lgQ等曲线确定桩承载力。
与传统的静载试验方法（堆载法和锚桩法）相比，自平衡法具有三大特点：
1）省时：
土体稳定即可测试，一般15天左右（与土的种类有关），而不必等到28天。
并且几根桩可同时测试，这就大大节省了试验时间。
2）省力：
没有“堆载”，也不要笨重的反力架，试验十分简单、方便、安全。
3）综合试验费用低：
试桩完全按工程桩制作，不需到达地面，对有地下室的结构，与常规方法相比，缩短了长度，且试验后经压浆处理，仍可使用，这就降低了试验的综合费用。
由于这些独特的优点，自平衡法目前已在全国30个省市和越南、印尼的400多个工程中应用。
2000年获江苏省科技进步一等奖，2002年被建设部和科技部列为重大科技项目，在全国推广。
本公司近年来进行了基桩静载（自平衡法）试验部分工程见附表一。
自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱，沿垂直方向加载，即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。
图3.1桩承载力自平衡试验示意图
自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。
它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。
顶、底盖的外径略小于桩的外径，在顶、底盖上布置位移棒。
将荷载箱与钢筋笼焊接成一体放入桩体后，即可浇捣混凝土成桩。
试验时，在地面上通过油泵加压，随着压力增加，荷载箱将同时向上、向下发生变位，促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥，见图3.1。
由于加载装置简单，多根桩可同时进行测试。
东南大学土木工程学院开发了测桩软件，可同时对多根桩测试数据进行处理。
3.1.2试验相关的施工要求
试桩除严格满足建筑桩基技术规范以及设计院要求外，由于自平衡测桩法的需要，自平衡试验桩施工时应注意以下几点：
（1）绑扎和焊接钢筋笼，由施工单位负责，测试单位配合，位移管（声测管）连接用套筒围焊，确保护管不渗泥浆，与钢筋笼绑扎成整体。
（2）荷载箱应立放在场地上，钢筋笼所有主筋与荷载箱外缘围焊，并确保钢筋笼与荷载箱起吊时不会脱离，保证钢筋笼与荷载箱在同一水平线上，再点焊喇叭筋，喇叭筋上端与主筋，下端与内圆边缘点焊，保证荷载箱水平度小于5‰。
（3）试桩混凝土标高以图纸为依据，导管通过荷载箱到达桩端浇捣混凝土，当混凝土接近荷载箱时，拔导管速度应放慢，当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱，浇混凝土至设计桩顶；荷载箱下部混凝土坍落度宜大于200mm，便于混凝土在荷载箱处上翻。
（4）埋完荷载箱，保护油管，声测管管封头（用钢板焊，防止水泥浆漏入）。
（5）灌注混凝土时，要求制作一定量的混凝土试块，待测试时作混凝土强度试验。
（6）试验期间应保证不间断供电（380V、220V两种电源），试验桩周围10米内不得有较大的振动。
（7）布置基准梁，定为6D。
（8）为尽量减少试桩时外部因素的影响，须搭设防风蓬架（保护罩），确保测试时仪表不受外界环境的影响。
3.1.3试验前期室内工作安排
3.1.3.1理论分析计算
（1）由设计单位提供桩基设计承载力要求。
（2）检测单位根据地勘资料进行桩基极限承载力分析。
（3）检测单位按自平衡法试桩理论进行计算，确定平衡点及测试荷载值。
3.1.3.2仪器、设备测试元件的鉴定及标定
（1）加载系统（电动油泵、高压油管、荷载箱等）
加载前由省计量部门进行系统标定后，由生产厂家进行系统试压，以确保试验荷载的准确性。
（2）测试仪器的标定
所有设备（位移传感器、压力表）由法定计量标准站在实验室进行调试、标定。
3.2试验规程
（1）加卸载分级：
每级加载值为预估极限承载力的1/10。
按10级9次加载，第一次按两倍荷载分级加载。
（2）位移量测：
每级加载完毕后在5、15、30、45、60min各测读一次;累计1h后每隔30min测读一次。
（3）稳定标准：
每级加载作用下1h内位移量小于0.1mm。
（4）抗压终止加载条件及加载极限取值。
1）某级荷载的的位移量大于或等于前一级荷载位移量的5倍，加载即可终止。
取此终止时荷载小一级的荷载为加载极限值。
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24小时尚未达到相对稳定标准。
3）已达到设计要求的最大加载量。
4）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。
（5）卸载
1）卸载分5级，每级卸载量为3倍荷载分级。
卸载的观测方法与加载相同。
2）卸载到零后，维持3h，在第1h每15min测读一次，以后每隔30min测读一次。
试桩加卸载分级表见表3.2
表3.2试桩加卸载分级表
序号
A组、B组、C组、D组
加卸载值（kN）
预加载
1500
第1级
3000
第2级
4500
第3级
6000
第4级
7500
第5级
9000
第6级
10500
第7级
12000
第8级
13500
第9级
15000
第10级
16000
第11级
17000
第12级
18000
第13级
19000
第14级
20000
（卸载）第15级
17000
第16级
13500
第17级
9000
第18级
4500
第19级
0
3.3试验步骤、架基准梁
（1）基准桩入土深度不小于1.0m，基准梁的跨度不小于桩直径的6倍。
基准梁用于固定位移传感器。
见图3.1
图3.1准梁布置图
（2）切开位移管封口。
（3）安装位移杆托盘和位移传感器。
（4）接线。
把位移传感器接到数据采集仪上。
（5）打开数据采集仪，预热半小时，并逐点调试。
（6）连接高压油泵，试加压。
（7）按测试规程（1.3）正式加载、卸载测试。
（8）清理场地。
3.4试验数据的分析、整理
3.4.1单桩抗压极限承载力确定
1）单桩竖向抗压极限承载力确定
根据《桩承载力自平衡测试技术规程》（DGJ32/TJ77-2009），极限抗压承载力为：
Qu=
+Qux
式中，Qu：
单桩竖向抗压极限承载力；
Qus：
荷载箱上部桩的实测加载值；
Qux：
荷载箱下段桩的实测加载值；
W：
荷载箱上部桩有效自重；
：
荷载箱上部桩侧阻力修正系数。
3.4.2数据分析整理内容
绘制Q－s曲线、s-lgt曲线、s-lgQ曲线和等效转换的Q－s曲线，并提供相应的数据表格。
提供加载、卸载曲线及实测数据表。
3.5荷载箱位置图
荷载箱位置图见图3.5
Ø1000（抗压桩）荷载箱位置图图3.5
桩类型
桩号
桩径d（mm）
桩长L（m）
H（m）
h（mm）
A组
SZHA1~A3
1000
≥25
3
300
B组
SZHB1~B3
1000
≥25
2
300
C组
SZHC1~C3
1000
≥25
2
300
D组
SZHD1~D3
1000
≥25
3
300
4质量保证体系
4.1人员质保体系
该工程项目组人员表见表4.1
试验项目组人员组成表4.1
姓名
性别
职务
职称
从事
专业
所在单位
本项目中职务
龚维明
男
教授
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
项目总负责
薛国亚
男
副教授
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
质量负责
戴国亮
男
教授
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
现场技术负责
叶伟
男
技术员
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
现场负责
薛国伟
男
技术员
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
现场测试
缪国军
男
技术员
岩土工程
南京东大自平衡桩基检测有限公司
现场测试
4.2设备质保体系
投入该项目仪器设备一览表见表4.2
仪器设备一览表表4.2
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
荷载箱
HZX20000
套
12
2
高压油泵
OVM-ZB4-500
台
2
3
电子位移传感器
WDL-50TZ
只
12
4
位移应变采集仪
001、002、003
台
2
5
电子传感线
dy
米
100
6
电缆线
dy
米
200
7
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5进度安排及报告提供的内容
5.1进度安排
1）下钢筋笼，浇筑桩身混凝土；
2）普通桩成桩15天后进行静载试验，后注浆试桩要注浆后20天试验，静载试验前先进行完整性检测；
3）试验结束3天内提供初步报告；
4）试验全部完成7个工作日内提供正式报告。
进度根据实际工程进展调整。
5.2报告提供内容
1）各试桩的实测数据及根据实测数据绘制的加载、卸载相关曲线；
2）根据实测数据和相关曲线确定的各试桩竖向抗压极限承载力及侧阻力分布。
6试验后试桩压浆措施（试桩可作为工程桩用）
目前国内大多数工程均采用工程桩进行自平衡法静载试验，详见附后的业绩。
运用自平衡法进行测试后，只是荷载箱自身打开，桩身并不受拉，不影响桩身质量。
采取合适的压浆措施处理后，工程桩依然可正常使用。
由于测试后荷载箱打开，为确保测试后桩的承载力不受影响，必须对荷载箱进行压浆处理，具体如下：
1）通过下位移管对荷载箱进行压水清洗，一管中压入清水，待另一管中流出的污水变成清水时，开始对荷载箱进行压浆；
2）压入的水泥浆水灰比为0.5～0.6，并掺入一定量微膨胀剂，确保浆体强度达到C55，无收缩。
3）压浆量以从一根声测管压入另一根声测管冒出新鲜水泥浆为准。
然后封闭管头采用压力注浆，压力＞2.0MPa，压浆水泥量约0.2～0.5t（以压浆压力、压浆量双重控制）。
附表一（部分工程实例）
类型
序号
工程名称
桩径/桩长（m）
单桩最大吨位（t）
备注
房
屋
工
程
1
无锡崇安寺二期5号地块（裙桩）
0.7/34.5
650
65层/247.7m
2
无锡燕莎商务中心广场
2.3/45
1600
70层/275m
3
镇江港新民洲港区公用二期工程
1.0/43
800
码头基桩
4
江阴海澜创新大厦
1.0/82
2600
55层/250m
5
沈阳宝能金融环球中心
1.0/52
3000
568m
6
江阴金宸国际花园8#楼工程
0.7/42
300
7
江阴长晟豪生大酒店主楼工程
1.2/88
2600
8
江阴凤凰城工程
0.8/60
820
9
苏州润华环球大厦
1.0
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