桩基创优项目方案试桩任务

八、钻孔灌注桩施工试桩内容和检测方法（一）试桩目的1）为施工图阶段的各区域采用的地基处理形式提供依据；2）通过灌注桩试验，选择合理的桩长和进入持力层的深度，为确定工程桩的施工方案、成桩工艺提供依据。同时为设计和施工检测提供依据的标准；3）确定单桩竖向抗压承载力特征值，了解各地基岩土层的极限侧阻力标准值和桩端持力层极限端阻力标准值，了解桩身应力分布规律；4）确定桩顶在自由状态下，受水平荷载作用下的变形以及确定单桩水平承载力特征值；5）采用桩的高、低应变测试，提供桩的极限承载力和评价桩身完整性；6）为工程桩的施工检测提供所需的技术参数。（二）试桩内容1.试桩桩位布置本工程试桩拟采用D600和D800两种直径冲击成孔或旋挖成孔灌注桩，持力层为⑧强风化花岗片麻岩、⑨中风化花岗片麻岩或⑩微风化花岗片麻岩。每个试桩区域用3根桩进行试打，考虑试验的代表性，且不会妨碍下阶段工程桩施工的原则，本次设两个试桩区域，具体位置详见附图一。2.试桩内容及工作量本次试验内容包括单桩竖向静力载荷、水平静力载荷、桩身内力测试、动力测试等。试桩区域1的桩基持力层为⑨中风化花岗片麻岩，有关工作量见试验内容及工作量表5-1。试桩区域一表5-2桩径MM预估桩长（m）预估终止竖向极限载（KN）预估水平极限载荷载（KN）单桩水平静载荷实验低应变动力测试高应变动力测试施工成孔质量检测60028.57000300√√√√注：地面标高按绝对标高46.55m考虑，柱顶高出地面20mm。试桩区域2的桩基持力层为⑩微风化花岗片麻岩，有关工作量见试验内容及工作量表5-2。试桩区域二表5-2桩径MM预估桩长（m）预估终止竖向极限载（KN）预估水平极限载荷载（KN）单桩水平静载荷实验低应变动力测试高应变动力测试施工成孔质量检测80022.613000400√√√√注：地面标高按绝对标高45.20mm，柱顶高出地面200mm（三）检测内容及方法1、成孔质量检测2、1.1检测目的指导施工以确保成孔质量满足规范及设计要求。1.2检测方法及要求检测依据为设计要求。具体检测要求如下：试桩检测成孔质量：一清后检测内容含孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度。采用全自动数字成孔质量检测仪器检测，可以同时检测孔径、孔深、垂直度，并通过测锤法测得沉渣厚度。1.3仪器设备采用全自动数字成孔质量检测仪器。检测系统由便携式地面数字采集记录仪、数字综合探管（集孔径探管、孔斜探管、电阻率探管三位一体化）、脉冲传动式孔口滑轮、无级变速电动绞车、宏基TraveMate515T便携式计算机、EpsonLQ-150K打印机及数据处理软件组成。本系统可由计算机控制一次性自动采集孔径、垂直度(孔斜)和孔深数据，并可分析成孔质量及孔壁稳定性。1.4检测内容与方法（1）孔径检测采用全自动数字成孔质量检测仪检测。检测时探管的4条测量壁带动连杆作上下移动，连杆上端接一电工软铁，软铁在差动传感器线圈内移动，所产生的电信号经转变即为相应测量腿张开的距离大小。在探管内设置四个差动位移传感器，分别对应于四个测量腿，当被测孔径大小变化时，四条测量腿将相应的扩张和收缩，从而带动四个软铁在其差动传感器线圈内来回移动，所产生的电信号经合成转变数字信号后，再传输到地面接收仪器即可得孔径的大小。（2）垂直度检测采用全自动数字成孔质量检测仪检测，桩孔垂直度测量的主要工作原理是采用一个感应式差动位移传感器,并在传感器线圈内放置一个重力摆锤（铁芯），摆锤与摆柄相连，摆柄上端固定在两端镶有滚珠的轴承上。当摆锤在感应器线圈内来回摆动时，可产生一个正负电压，用相敏检波的方法，即可测出电压的大小和正负，即代表摆锤的摆距和方向。在探管内放置两个互相垂直的顶角位移传感器，分别测量两个摆锤在互为垂直方向上的摆距x、y，进行矢量合成即可得桩孔顶角。（3）沉渣检测采用测锤法，测量工具为一锥形锤，锤底直径１５ｃｍ，锤高ｈ1＝２２ｃｍ，锤重５ｋｇ，测绳为标准水文测绳，测锤锤尖向上，顶端与测绳０ｃｍ处相接。测量时测锤慢慢沉入孔内，到锤底接触沉渣顶面位置时，检测人员有手感，测量、记录此时测绳上的深度ｈ，则沉渣顶部到孔上口深度为h+ｈ1；沉渣厚度为实测孔深Ｈ－（h+ｈ1）。（4）孔深检测桩孔深度通过安装在井口滑轮上的光电脉冲发生器进行量测。根据绕在孔口滑轮上的电缆线每走一米，滑轮转动二圈，装在滑轮上的光电脉冲发生器随着滑轮一起转动，并产生深度脉冲信号通过电缆传送到记录仪作深度显示记录。沉放电缆线的刻度作为深度检测的校核数据。2、低应变法检测3、2.1检测目的采用低应变动测法，检验桩身缺陷出现位置和严重程度，定性评价桩身结构完整性。2.2检测方法和要求试验采用弹性波反射法，按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)等规程要求进行，同时应满足设计要求。2.3检测原理检测采用弹性波反射法，其基本原理是将桩视为一维弹性杆体，按照波动理论，利用桩顶激振产生的应力波在桩身传播时遇到不同波阻抗界面时，根据时域波形，比较入射波与反射波到达时刻及其振幅、相位、频率等特征，进行判析和计算。以完整的首次桩底反射时间t，计算该桩的波速C：tLC2式中L——完整桩的桩长(m)；t——完整桩桩底反射波的传递时间(s)。由该工程完整桩的平均波速Cm计算缺陷的位置：immiifCCtL2121式中ti——桩缺陷处反射波的传递时间(s)；Li——桩缺陷的位置(m)；f——幅频曲线所对应缺陷的相邻振峰间的频差(Hz)。在测试前首先收集检测桩的桩长、桩径、龄期、混凝土设计标号、地质资料及施工记录等资料。同时需检查受检混凝土灌注桩的龄期是否达到28天或以上。查看桩顶处理是否满足检测工作要求，若不能满足检测要求，及时通知施工单位处理。对短桩或浅部缺陷桩检测采用轻锤短脉冲激振（产生高频应力波）；长桩、大直径桩或深部缺陷桩检测采用重锤宽脉冲激振（产生低频应力波）。设备配置及流程图如图4.1所示。图4.1仪器工作流程示意图2.4检测工作程序（1）根据施工单位提供的经监理审批的《基桩检测报检单》进场检测；（2）对疑似II类及II类以上的桩进行复查。（3）对动测资料进行分析后，发现III类及III类以上的桩，立即向监理工程师或招标人汇报，并采取进一步验证措施。（4）再次进行汇总分析，确定桩的完整性类别。（5）编写低应变检测成果报告。（6）提交检测成果报告。地基桩身解释计算机分析处理打印机Ω力锤锤传感器(现场)(室内)桩基动测仪2.5检测技术要求（1）试验前应认真检查整个测试系统是否处于正常状态，各项参数是否设置正确。直至确认无误时，方可开始试验；（2）根据测试要求，布置相应测点，试验时应采集多锤信号，并要求信号具有重复可比性。2.6桩身完整性判按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)，桩身完整性类别按下列原则判定：Ⅰ类桩：桩身完整；Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类桩：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。3、高应变法检测4、3.1试验目的通过现场检测及室内数据分析计算，确定竖向抗压承载力。3.2试验方法和要求试验采用实测曲线拟合法，按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)等规程要求进行。3.3检测原理本单位对高应变动测法所获得的实测数据均采用实测曲线拟合法进行分析，其基本原理如下：对于基桩，由于桩侧摩阻力和桩端阻力的存在，表现在实测曲线上原本重合的F（t）时程曲线和V（t）·Z时程曲线将被分开。这二条时程曲线分开的形式和程度反映了桩侧摩阻力和桩端阻力的作用、大小以及桩身结构完整性信息。曲线拟合法通常以实测的F（t）时程曲线或V（t）·Z时程曲线为基础，计算出另一条拟合时程曲线，曲线拟合长度在t+2L/C时刻后的延续时间不少于20ms。对计算曲线和实测曲线进行比较，若两曲线重合程度较差（即拟合质量系数较大），则调整土的特性参数、桩身材料波阻抗等，直至拟合质量系数较小为止，钻孔灌注桩拟合质量系数控制在5％以内，拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，其他区段曲线应基本吻合，且贯入度的计算值与实测值接近。曲线拟合法可得到桩侧和桩端阻力分布、模拟的静载荷试验Q（荷载）～s（沉降）曲线、单桩竖向抗压极限承载力Qu等。设备配置及流程图如图4.4所示。图4.4仪器设备配制及流程图3.4单桩承载力判定按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)，单桩竖向抗压承载力特征值按以下原则判定：（1）参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩承载力统计值。（2）当极差超过30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定。必要时可增加试桩数量。（3）单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值应按本方法得到的单桩承载力统计值的一半取值。4、单桩竖向抗压静载荷试验4.1试验目的通过抗压试验，加载至桩身破坏或地基土破坏，确定单桩竖向抗压极限承载力。4.2试压依据依据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)以及设计文件进行。4.3试压方法（1）现场要求试桩桩头露出地面的高度应满足设置量测仪表的需要，一般为60cm左右。（2）试桩仪器及设备：试验荷载通过千斤顶对试桩进行逐级施加，反力由置于桩顶的压重平台及堆重提供，试桩的沉降量采用对称布置于试桩上的四只位移计测读。位移测读装置传感器锤传感器桩PDA-PAL型桩基动测仪仪器设备配置及流程图打印机软件分析处理计算机专用RS1616K由磁性表座固定在基准梁上，基准梁支点设在试坑之外，距试桩中心大于试桩桩径的四倍且不小于2m，以免受试桩变形的影响。压重平台反力装置见上图。（3）加（卸）载分级预估加载分级为10级，首次加二级，然后按级差等量加载；卸载分级为加载级数的一半，级差为加载级差的两倍。（4）沉降测读加载：每次加载后第一小时内桩顶沉降测读时间按第5min、15min、30min、45min、60min进行测读，以后每隔30min测读一次，直至桩顶沉降达到相对稳定标准，然后进行下一级加载。卸载：卸载后桩顶沉降测读60min，按第15min、30min、60min进行测读，即可卸下一级荷载。荷载卸至零时的沉降测读按第15min、30min、60min、90min、120min、150min、180min进行测读。（5）慢速维持荷载法稳定标准试桩沉降相对稳定标准可取一小时的沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次。（6）试桩终止加载条件①试桩在某级荷载作用下的沉降量大于前一级荷载沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm。②试桩在某级荷载作用下的沉降量大于前一级的2倍，且经24小时尚未稳定。③达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定。④已达桩身材料的极限强度以及试桩顶出现明显的破损现象。⑤荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60mm～80mm,当桩端阻力尚未充分发挥时，可加载至桩顶累计沉降量超过80mm。（7）极限承载力的确定①对于陡降型Q-s曲线，应取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。②取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。③对于缓变型Q-s曲线，宜根据桩顶总沉降量，取s=40mm对应的荷载值，对于桩径大单桩竖向静载试验设备示意图试桩千斤顶基准梁基准桩百分表垫块地表垫块配重荷重传感器于等于800mm的桩，可取s=0.05桩径对应的荷载。④不满足以上条款情况时，桩的竖向抗压极限承载力宜取最大加载值。5、单桩水平静载荷试验5.1试验目的通过水平试验，加载至桩身破坏或地基土破坏，确定单桩水平极限承载力。5.2试验依据依据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)以及设计文件进行。5.3试验方法（1）试验装置：反力装置由相邻的二根桩提供反力，由油压千斤顶压力表进行载荷量的测定，试桩的水平位移量由安装于试桩两侧的两支机械百分表进行量测。基准系统采用φ50mm钢管作基准梁安放在基准桩上。（2）测读方法：采用单向多循环进行测读。（3）加荷分级：首根桩每级加载量按预估最大加载量的1/10进行加载。（4）沉降测读时间：每级荷载施加后，