桩基检测实施方案

1.1. 检测（监测）服务大纲 31.1.1. 主要检测方案的阐述 31.1.1.1. 单桩竖向抗压静载荷试验 31.1.2. 资料整理与成果分析 81.1.2.1. 资料整理方法 81.1.2.1.1. 读取初至时间 81.1.2.1.2. 检测数据的处理 81.1.2.1.3. 桩身完整性判定 91.1.2.1.4. 桩身完整性判定标准 91.1.3. 资料整理分析与报告编写 121.1.3.1. 抗压静载荷试验资料整理分析 121.1.3.2. 低应变动力检测资料整理分析 121.1.3.3. 编写报告 121.2. 服务重点内容阐述 131.2.1. 基桩低应变动力检测 131.2.1.1. 检测目的 131.2.1.2. 检测原理与方法 131.2.1.3. 检测仪器与设备 131.2.1.4. 参数设定 141.2.1.5. 测量传感器的安装和激振 151.2.1.6. 信号的采集和筛选 161.2.1.7. 试验成果的分析方法 161.2.2. 超声波检测 221.2.2.1. 检测目的 221.2.2.2. 检测仪器 221.2.2.3. 检测原理 221.2.2.4. 检测方法 221.3. 服务工作程序 231.3.1.1. 安全、文明施工等保证措施 231.3.1.1.1. 安全工作危害识别 231.3.1.2. 安全管理制度 241.3.1.3. 培训与交底 241.3.1.4. 应急预案 251.4. 装备技术及精度 30检测（监测）服务大纲主要检测方案的阐述单桩竖向抗压静载荷试验1.检测目的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。2.试验桩桩头处理及技术要求钻孔灌注桩静载荷试桩由于钻孔灌注桩桩顶部分受压，应力比较集中，容易压碎桩头，故桩顶部分要注加固，试桩桩头加固按下述方法执行：试桩桩头宜保持水平并需进行加固处理，应在原桩顶凿清浮浆后接驳浇灌钢筋混凝土桩头,接桩后桩顶面应保持水平且低于地面50cm，对于桩径小于1000mm的桩需将桩顶直径扩大至1000mm，试桩顶部需加配φ8的60×60钢筋网3层，其层距为40～70mm；桩头主筋应全部直通至桩顶砼保护层之下（距桩顶砼4～7cm），各主筋应在同一高度上；混凝土的强度为C50，混凝土粗骨料粒径不应大于20mm，具体试桩方案详见下图。注:1、桩身顶部1倍桩径范围内加钢护筒抱紧，以防止桩头爆裂。2、桩径大于等于1米的不需扩大桩头。图1.1-1抗压试桩桩头施工详图3.试验设备堆载法静载试验反力系统：试验采用主梁及副梁组成反力堆载平台，在平台上堆载预制水泥块，形成荷重反力系统，平台重量不小于加载值的1.2倍，设备安装见图3.3《堆载法单桩竖向静载抗压试验设备安装图》。本次采用RS-JYC型全自动静载荷试验分析测试仪进行试验。加载系统：试验采用若干台320吨的油压千斤顶，通过高压油泵联动加载，荷载量由压力传感器控制。测量系统：在桩顶同一水平面上对称布置4只位移传感器，以测量桩顶在不同荷载作用下沉降变形，基准梁采用工字钢，两端搁置于基准桩上。图1.1-2堆载法单桩竖向静载抗压试验设备安装图图1.1-3堆载法单桩竖向静载抗压试验现场图4.试验方法试验按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)中的规定进行。试验采用慢速维持荷载法，分九级加载，首级加倍，每一级荷载待下沉量达到相对稳定后再施加下一级荷载，直至试桩破坏(即按规范规定的终止条件终止加载)，然后分级卸荷至零。沉降观测：每级加载后1小时内0、5、15、30、45、60分钟测读一次读数，以后每30分钟测读一次，直到桩顶沉降稳定。稳定标准：桩顶每1小时的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现2次(从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续3次第30min的桩顶沉降观测值计算)。终止加荷条件：出现下列条件之一时，即可终止加载。试桩在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm。在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。已达到设计试验要求的最大荷载；当荷载——沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；当桩端阻力尚未充分发挥时，加载至桩顶累计沉降量超过80mm。卸载：每级卸载量为每级加载量的2倍。每级卸载后按第15、30、60分钟测读一次残余沉降，即可卸下一级荷载，全部卸载后，隔180分钟再读一次残余沉降，即现场试验完成。单桩竖向抗压极限承载力的确定：对于陡降型Q-s曲线取Q-s曲线发生明显陡降的起始点；s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；根据沉降量确定极限承载力：对于缓变形Q-ｓ曲线取S=40mm对应的荷载。资料整理与成果分析资料整理方法读取初至时间(1)读取各记录的初至时间；(2)形成数据文件。检测数据的处理由现场所测的数据应绘制声时—深度曲线及波幅（衰减值）—深度曲线，其声时tc及声速Vp应按下列公式计算：式中——混凝土中声波传播时间；——声时原始测试值；——声波检测仪系统延时；——声时修正值；——两声测管外壁间的距离；——混凝土声速。桩身完整性判定(1)采用声时平均值与声时2倍标准差之和作为判定桩身有无缺陷的临界值；并按下列公式计算：(2)波幅（衰减量）比声速对缺陷反映更灵敏，可采用接收信号能量平均值的一半作为判断缺陷临界值。波幅值以衰减器的衰减量表示，波幅判断的临界值有下列关系：对超越临界值的测区应进行缺陷分析与判断。(3)桩的完整性采用上述判据，并辅以接收波形作进一步的综合判定。桩身完整性判定标准根据《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106-2014），桩身质量等级评定标准见“桩身质量等级评定表”。等级标准Ⅰ类桩完整桩，无缺陷，桩身混凝土波速值正常。Ⅱ类桩基本完整桩，有轻微缺陷，但基本不影响正常使用，桩身混凝土波速值正常。Ⅲ类桩有明显缺陷，已影响正常使用，或桩身混凝土波速值明显偏低。Ⅳ类桩有严重缺陷，混凝土波速值很低，已无法正常使用。桩身质量等级评定表类别特征Ⅰ类桩所有声测线声学参数无异常，接收波形正常；存在声学参数轻微异常、波形轻微畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%。Ⅱ类桩存在声学参数轻微异常、波形轻微畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，或在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%；存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%。Ⅲ类桩存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，但在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%；存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，但在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%；存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线，异常声测线在任一检测剖面的任一区段内纵向不连续分布，且在任一深度横向分布的数量小于检测剖面数量的50%。Ⅳ类桩存在声学参数明显异常、波形明显畸变的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，且在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%；存在声学参数严重异常、波形严重畸变或声速低于低限值的异常声测线，异常声测线在一个或多个检测剖面的一个或多个区段内纵向连续分布，或在一个或多个深度横向分布的数量大于或等于检测剖面数量的50%。桩身完整性判定标准资料整理分析与报告编写抗压静载荷试验资料整理分析资料整理计算之前，首先对原始记录再一次进行校核。试验的桩顶沉降量采用4只位移传感器的平均值。每一根试桩的荷载~历时~沉降量汇总表；绘制每一试桩的Q-s、s-lgt、s-lgQ关系曲线；分析确定每一试桩的极限承载力及相应沉降。低应变动力检测资料整理分析(1)提供基桩低应变动力检测成果表；(2)提供基桩低应变动力检测实测波形曲线。编写报告内容包括各种试验方法、试验数据资料、对每根桩资料的分析图表、试验结果及分析、结论等。根据数据和结论编写报告。

服务重点内容阐述基桩低应变动力检测检测目的检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。检测原理与方法根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)进行，用弹性波反射法进行低应变动测，原理是将波动理论应用于桩基检测，即以波在不同阻抗和不同约束条件下的传播特性来判别桩身质量。本方法由安置在桩头的拾振器接收锤击的入射信号及桩身的反射信号，通过桩基动测仪接收及波形存储，经计算机处理并打印出结果。检测仪器与设备检测选用ZBL-P8100或RS-1616k（s）桩基动测仪，拾振器采用高阻尼，频率范围5～2000Hz的速度传感器及高阻尼，频率范围1～4000Hz的加速度传感器。低应变法试验流程，见图1.2-1。图1.2-1低应变法试验流程图1.2-2低应变检测现场照片参数设定设定时域信号记录的时间段长度在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不小于2000Hz。设定桩长为桩顶测点至桩底的实际施工桩长，桩身截面积为施工截面积。桩身波速根据本地区同类型桩的测试值初步设定。根据桩长、桩身波速和频域分辨率，合理设定采样时间间隔或采样频率，；时域信号采样点数不少于1024点。传感器的设定值参照计量检定结果。测量传感器的安装和激振传感器安装与桩顶面垂直；用耦合剂粘结，且具有足够的粘结强度。对于PHC桩，激振点与测量传感器安装位置在同一水平面，且与桩中心连线形成的夹角为90°，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。对于灌注桩，激振点位置在桩中心，测量传感器安装位置为距桩中心2/3半径处。激振点与测量传感器安装位置避开钢筋笼主筋。激振方向沿桩轴线方向。瞬态激振，通过现场敲击，选择合适重量的激振力锤和锤垫，用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。稳态激振，在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小。信号的采集和筛选围绕桩中心对称布置3个检测点，每个检测点记录3个有效信号。检查、判断实测信号是否反映了桩身完整性特征。当不同检测点及多次实测时域信号的一致性较差时，及时分析原因，并增加检测点。试验过程中保证信号不失真、无零漂，信号幅值不超过测量系统的量程。试验成果的分析方法结合桩身是否存在缺陷，以及缺陷出现的深度、测试信号的衰减特性，综合所设计的桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况等因素，在野外初步综合判定桩身完整性，桩身缺陷程度及位置。之后，在室内通过配套软件进一步分析，最终得到试验成果。见图1.2-3。图1.2-3低应变法试验成果的分析方法（1）桩身波速平均值的确定，应符合下列规定：1）当桩长已知、桩底反射信号明确时，应在地基条件、桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值，按下列公式计算其平均值：式中：cm——桩身波速的平均值（m/s）；ci——第i根受检桩的桩身波速值（m/s），且不宜大于5%；L——测点下桩长（m）；ΔT——速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）；Δf——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）无法满足本条第1款要求时，波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值，结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合确定。（2）桩身缺陷位置应按下列公式计算：式中：x——桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）；Δtx——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），无法确定时可用桩身波速的平均值替代；——幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）。桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地基条件、施工情况，按下表1.2-1和表1.2-2所列时域信号特征或幅频信号特征进行综合分析判定。桩身完整性类别分类原则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表1.2-1桩身完整性分类表类别时域信号特征幅频信号特征Ⅰ2L/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≈c/2LⅡ2L/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≈c/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差>c/2LⅢ有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间Ⅳ2L/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>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，无桩底谐振峰表1.2-2桩身完整性判定注：对同一场地、地基条件相近、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，可按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。完整桩典型的时域信号和速度幅频信号见图1.2-4和图1.2-5，缺陷桩典型的时域信号和速度幅频信号见图1.2-6和图1.2-7。图1.2-4完整桩典型时域信号特征图1.2-5完整桩典型速度幅频信号特征图1.2-6缺陷桩典型时域信号特征图1.2-7缺陷桩典型速度幅频信号特征（4）采用时域信号分析判定受检桩的完整性类别时，应结合成桩工艺和地基条件区分下列情况：1）桩侧局部强土阻力引起的混凝土预制桩负向反射及其二次反射；2）纵向尺寸效应使混凝土桩桩身阻抗突变处的反射波幅值降低。当信号无畸变且不能根据信号直接分析桩身完整性时，可采用实测曲线拟合法辅助判定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助判定桩身完整性。（5）当按上述测量传感器安装和激振操作规定的第四款不能识别桩身浅部阻抗变化趋势时，应在测量桩顶速度响应的同时测量锤击力，根据实测力和速度信号起始峰的比例差异大小判断桩身浅部阻抗变化程度。（6）对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取钻芯法、静载试验或高应变法核试验桩端嵌岩情况。（7）预制桩在2L/c前出现异常反射，且不能判断该反射是正常接桩反射时，可采用高应变法验证。实测信号复杂，无规律，且无法对其进行合理解释时，桩身完整性判定宜结合其他检测方法进行。检测遵循的规程、规范。超声波检测检测过程中执行的规程、规范：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）。检测目的检测灌注桩桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。检测仪器基桩声波检测使用ZBL-U520智能型声波仪，并配置一对30kHz的孔内柱状声波发射和接收换能器。ZBL-U520声波检测仪具有计时精度高、声幅准确、分析处理能力强等特点。检测原理由于声学参数与混凝土的强度及骨料有关，故当声波经过不同强度的混凝土时，其声速、声幅、频率及波形将产生一定的变化，钻孔桩声波测试就是通过这种声学参数的变化来推测桩身混凝土的质量，进而判定桩身完整性。检测方法本方法在桩身内预埋2根或3根声测管,检测时在声测管中分别注满清水作为耦合剂，并将发射和接收换能器分别放置于两声测管的同一深度处，逐点(点距为100mm)同步移动发射和接收换能器，测得超声波从发射换能器至接收换能器的旅行时间、衰减量以及主频率。服务工作程序安全、文明施工等保证措施安全工作危害识别本项目的主要外业作业存在的主要危险见下表。本项目外业作业存在的危险因素表(JHA)序号作业活动危害或潜在事件(环境、人、物、管理)主要后果现有安全控制措施1临时用电注意漏电、触电仪器损坏、人身伤亡专人接电，按规程操作，经常检查2起重作业吊物坠落、人员磕碰仪器损坏、人身伤亡专人操作、有防护装备、现场围护(无关人员禁入)3堆载作业重物塌落、高空坠落人身伤亡培训上岗、防护装备、现场围护(无关人员禁入)安全管理制度针对以上危害，以及作业对环境造成的影响，本项目制定了如下管理要求：(1)进入检测现场的人员必须遵守业主的HSE管理制度；(2)人员资格必须符合岗位要求，现场作业严格执行本岗位安全操作规程，杜绝违章作业；(3)各部门必须按业主的规定要求办理相关作业许可证；(4)各部门及所有检测人员必须执行院里制定的作业管理规定；(5)作业期间现场所有人员必须接受业主HSE管理部门、项目管理部门及本项目HSE管理部门的检查和监督，对于检查监督发现的问题，各部门要及时整改；(6)作业中在危险部位做好警示标志，发现HSE措施不到位，应立即停止检测作业；(7)对作业中可能出现事故应制定应急预案，及时组织演练并不断完善预案；(8)检测期间项目部应向业主HSE管理部门汇报发生的事故和事件，并立即采取纠正措施。(9)进入检测现场的人员要接受业主和现场管理部门的安全教育。培训与交底(1)HSE主管负责在项目开始前和项目进行中HSE的培训，全体员工通过安全培训教育，不断更新安全知识和增强工作中的安全意识。(2)HSE培训内容包括：1)现场出入证和保卫管理。2)应急程序、急救措施，例如紧急逃离路线和集合地点(根据现场情况定)。3)有限工作面(如容器内工作)和上岗证。4)劳动保护用品。5)福利设施(进餐、休息区、厕所和急救等)。6)现场上的个人品德(包括酗酒与吸毒)。7)安全会与班前会，吸烟制度与防火。8)交通(车辆)规则与停车设施等。9)维持安全条件，包括电气安全、气体的切割和焊接，现场的运输、挖掘、挖地沟和通道等。10)项目中所应用的安全作业指导书。11)项目中存在的危险因素，HSE警示、标记。12)事故分析和纠正预防措施。13)现场要有醒目的安全规章制度，人员的区分标志，项目HSE方针、目标及检测人员职责。应急预案(1)火灾应急预案a、初起火灾，现场人员应就近取材，进行现场自救、扑救；控制火势蔓延。电气火灾，应切断电源，防止触电。b、扑灭火灾时，应区别不同情况、场所，使用不同的灭火器材。扑灭电器火灾时，应使用干粉灭火器、二氧化碳灭火器，严禁用水或泡沫灭火器，防止触电。扑灭油类火灾时，应使用干粉灭火器、二氧化碳灭火器，或泡沫灭火器c、遇有火势较大或人员受伤时，现场人员在组织自救的同时，应及时拔打火警电话“119”、急救中心电话“120”或公安指挥中心电话“110”求得外部支援；求援时必须讲明地点、火势大小、起火物资、联系电话等详细情况，并派人到路上接警。d、火灾的自救与逃生；火灾最初五分钟是最佳逃生时机，首先应躲避浓烟，能向下跑的决不能向上跑；其次是躲避大火，不能一下就打开安全门，要用手背试一试门面的温度不高时再打开门。然后撤离到安全地带。e、现场未受伤人员将受伤人员及时转送医院进行紧急救护。f、现场人员将信息迅速传递给应急响应小组；传递的内容包括事故发生的时间、地点、部位(单位)、简要经过、伤亡人数和已采取的应急措施等。g、应急响应小组接到应急信息后应立即核实现场的处置情况，组织有关人员或赶赴现场。h、到达现场后，应对现场人员进行统一指挥，按分工要求进行疏散人员，抢救物质，尽可能减少生命财产损失，防止事故蔓延；可能对区域内外人群安全构成威胁时，必须对与事故应急救援无关的人员进行紧急疏散。i、火灾扑灭后，起火单位应保护好现场，接受事故调查并如实提供火灾事故的情况。协助消防部门认定火灾原因，核定火灾损失，查明火灾直接责任。(2)触电伤亡事故应急预案a、检测队现场设安全小组，负责检测过程可能造成的触电伤亡事故的处置。b、当发生人员触电事故时，检测队安全小组及现场人员应立即对触电人按下列要求进行紧急挽救。首先切断电源开关或用电工钳子、木把斧子将电线截断以断开电源；距电源开关较远或断开电源有困难时，可用干燥的木辊、竹竿等挑开触电者身上的电线或带电体。可用几层干燥的衣服将手裹住，或站在干燥的木板上，拉触电者的衣服，使其脱离电源。c、当触电者脱离电源后，应根据触电的轻重程度，采取不同的急救措施。如果触电者受的伤害不严重，神志还清醒，或虽曾一度昏迷，但未失去知觉，要使之就地休息1-2小时，并严密注意观察；如果触电者受的伤害较严重，无知觉，无呼吸，但心脏停止跳动时，应立急进行人工呼吸。如有呼吸，但心脏停止跳动，则应采用胸外心脏挤压法。如果触电者的伤害很严重，心脏和呼吸都已停止跳动，瞳孔放大，失去知觉，则必须同时采取人工呼吸和胸外心脏挤压两种方法。d、做人工呼吸要有耐心，并坚持抢救6小时以上，直到把人救活，或者确诊已经死亡为止。e、如果需要送医院抢救，在途中不能中断急救工作。f、对于与触电同时发生的外伤，应分别情况处理。对于不危及生命的轻度外伤，可以放在触电急救之后处理。对于严重的外伤，应于人工呼吸和胸外心脏挤压法同时处理。如伤口出血，应与止血。为了防止伤口感染，应当予以包扎。g、可能对区域内外人群安全构成威胁时，必须对与事故救援无关的人员进行疏散。h、事故发生后，应立即上报项目部。事故报告内容应包括事故发生的时间、地点、部位(单位)、简要经过、伤亡人数和已采取的应急措施等。(3)起重设备事故应急预案a、检测过程可能造成的机械人员伤亡事故。b、作业中，发现起重机倾斜、支腿不稳等异常现象。c、信号不清或错误时，操作人员可拒绝执行。d、正常指挥发生困难时。e、作业时，起重