试桩锚桩法检测专项方案

哈尔滨站改造工程地下城市通廊试验桩检测（锚桩法）方案编制：刘同占复核：高鹏中铁二十二局集团哈尔滨铁路建设集团有限责任企业二O一六年三月表A.0.1施工组织设计（方案）报审表工程项目名称：哈尔滨站改造工程施工协议段：编号：致黑龙江省中铁建设监理有限责任企业哈尔滨站改造工程项目监理部（项目监理机构）：我单位已编制完成哈尔滨站改造工程地下城市通廊试验桩检测（锚桩法）方案，并经我单位技术责任人审查同意，请给予审查。附：地下城市通廊试验桩检测（锚桩法）方案施工单位（章）：项目责任人：日期：年月日专业监理工程师意见：专业监理工程师：日期：年月日项目监理机构意见：项目监理机构（章）：总监理工程师：日期：年月日建设单位意见（需要时）：建设单位（章）：责任人：日期：年月日目录TOC\o"1-3"\h\u6305一、工程概况 327313二、检测目标 36972三、检测依据 36043四、检测数量 3127831.静荷载试验（锚桩法） 4185102.桩身完整性检测（声波透射法） 423050五、场地地层情况 422391六、单桩竖向抗压静载荷试验技术要求 5296331.试验方法 571412.试验桩位置 5154563.试验装置 582994.试验荷载 6131255.加荷观察 6203486.卸荷观察 719087.检测数据整理 7227568.锚、试桩设计 8232989.基准桩 92572七、声波透射法检测桩身完整性技术要求 10211681.检测原理 10219352.检测数量 10233923.检测时间 11281414.检测方法 1172575.声测管安装施工要求 1511279 1511311.静载荷试验 1570542.完整性检测 1644663.仪器照片 1627149九、质量确保 17114761.人员配置 17195612.质量确保体系 1832943.质量管理方法 1910512十、试验进度及资料提交 19190001.试验进度 1967102.汇报提交 204550十一、双方配合事项 20119491．甲方配合事项 20242292．乙方责任 2018015十二、安全文明生产 21177221．安全生产制度 2140322．危险源辨识及控制方法 21一、工程概况哈尔滨站改造工程在哈尔滨市南岗区，在哈尔滨火车站原址上进行改扩建，地下城市通廊由城市通廊、出站通道、出站楼梯、设备及办公用房组成。城市通廊基坑深13.45m，宽105.74.m，长280.8m，采取两级放坡开挖，放坡处坡率1：1。下层采取800mm直径，间距1000mm钻孔桩围护+锚索+截水帷幕。本工程关键工程量土方271456m³、基坑支护钻孔灌注桩1217根、基础钻孔灌注桩377根，三轴水泥搅拌桩2867根、锚索431道等。结合站场倒改方案，本工程基坑工程分为两期实施。一期工程为北侧城市通廊基坑，关键工程量土方105000m³、基坑支护钻孔灌注桩568根、基础钻孔灌注桩176根，三轴水泥搅拌桩1091根、锚索156道等；二期工程南侧城市通廊基坑，关键工程量土方166456m³、基坑支护钻孔灌注桩649根、基础钻孔灌注桩201根，三轴水泥搅拌桩1776根、锚索275道等。二、检测目标因为桩基础参数设计及工程桩施工需要，依据设计及规范要求，需要对该四根试桩进行单桩竖向抗压、抗拔极限承载力静载荷试验，确定单桩竖向抗压、抗拔极限承载力标准值。判定桩身混凝土质量，包含缩颈、裂纹、断裂、空洞、夹泥等缺点。三、检测依据（1）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-）；（2）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-）；（3）“哈尔滨站改造工程城市通廊”项目基础桩设计资料；（4）本工程勘察汇报；（5）甲方、设计对试验要求。四、检测数量1.静荷载试验（锚桩法）设计指定3根试验桩。2.桩身完整性检测（声波透射法）对15根桩（3根试桩和12根锚桩）进行检测。五、场地地质概况(1)第①2层杂填土广泛分布于整个场区，层位普遍较厚。(2)第②23层粉质黏土关键为黄褐色，分布较有规律，呈层状分布，层位较厚，关键以硬塑及可塑为主，含氧化铁、锰，性质很好。局部含②21及②22软可塑～软塑状态粉质黏土夹层。(3)第③53层黄褐色粉砂，分布较有规律，呈层状分布，砂质较均匀，含少许黏性土，呈中密状态。部分地段上覆稍密状态③52层黄褐色粉砂，局部地段揭露密实状态③54层黄褐色粉砂。(4)第③64层黄褐色细砂，分布较有规律，呈层状分布，砂质较均匀，含少许黏性土，呈密实状态。部分地段上覆中密状态③63层黄褐色细砂，偶见稍密状态③62层细砂。(5)第③74层黄褐色中砂，分布较有规律，呈层状分布，砂质较均匀，分布较为稳定，呈密实状态，性质很好。(6)第④13层粉质黏土关键为灰褐色，呈薄层条带状分布，局部地段缺失，关键以可塑为主，性质很好。局部为④11及④12软可塑～软塑状态粉质黏土层。(7)第④64层灰黄色、灰褐色细砂，呈层状分布，局部地段缺失，含较多粉质黏土和粉砂透镜体，粉质黏土呈软可塑状态，呈条带状和透镜体交互分布。(8)第④74层灰黄色、灰褐色中砂，呈层状分布，含较多粉质黏土和粉细砂夹层，多呈透镜体状分布，为无（有）柱雨棚桩端持力层。(9)第④75层灰褐色中砂，呈层状分布，在土性和层厚上改变较大，含较多粉质黏土和粉细砂，多呈薄层条带状分布，含少许粗砾砂夹层，多呈透镜体状，为站房桩端持力层。(10)第④76层灰褐色中砂，呈层状分布，在土性和层厚上改变较大，含较多粉质黏土和粉细砂，多呈薄层条带状及透镜体分布，含少许粗砾砂夹层，多呈透镜体状，为站房桩端持力层。(11)第④96层灰色砾砂，呈薄层状分布，上伏于基岩层上部。(12)第⑤11层灰绿色全风化泥岩层面分布较稳定，出露高程较为平稳，分布均匀，性质稳定，为该场地稳定地层，局部地段揭露第⑤21层全风化砂岩。甲方提供二、三区灌注桩参数提议值以下：地层序号地层名称桩极限侧阻力标准值（qsik）kPa桩极限端阻力标准值（qsik）kPa水下钻(冲)孔桩干作业钻孔水下钻(冲)孔桩干作业钻孔④粉砂岩8010012001600⑤中砂岩1601801600⑥中砂岩18020018002200六、单桩竖向抗压静载荷试验技术要求1.试验方法用垂直静载荷抗压试验、低应变动测发，分别作试验检测，静载荷试前优异行低应变检测。。2.试验桩位置设计指定位置3根试验桩（详见试桩设计图）。3.试验装置（1）试验采取锚桩反力装置(图1)。图1单桩竖向抗压静载荷试验锚桩反力装置图四根锚桩和反力梁连接。使用2台10000kN千斤顶，配合高压油泵施加反力，载荷试验仪经过安装在千斤顶上压力传感器和安装在桩头上位移传感器控制加荷量，自动统计沉降位移。加载补载均自动完成。（2）2台千斤顶加载时应并联同时工作，且应符合下列要求：1、采取千斤顶型号、规格应相同；2、千斤顶协力中心应和桩轴线重合。（3）加载反力装置提供反力大于最大加载量1.2倍。（4）试桩和锚桩距离大于3倍桩径，基准梁采取9米长工字钢。（5）荷载测量采取并联于千斤顶油路压力传感器测定油压，依据千斤顶率定曲线换算荷载，传感器测量误差不应大于1%；沉降测量宜采取调频位移传感器，测量误差小于0.1%，分辨力优于或等于0.01mm。4.试验荷载依据设计要求，试验最大加载量14000kN。5.加荷观察(1)加载分级：采取逐层等量加载，加载级差取最大试验荷载1/15，其中第一级荷载为分级荷载2倍。(2)每级荷载施加后按第5、10、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。(3)相对稳定标准：每小时桩顶沉降不超出0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min沉降观察值计算）,当桩顶沉降速率达成相对稳定标按时，进行下一级荷载。(4)单桩抗压静载荷试验过程中出现下列情况之一时，即可终止加载：=1\*GB3①某级荷载作用下，桩沉降量为前一级荷载作用下沉降量5倍（当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超出40mm）；=2\*GB3②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2倍，且经过二十四小时还未达成相对稳定标准；=3\*GB3③已达成设计要求最大加载量；④当荷载-沉降曲线呈缓变形时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；⑤发生不可测异常情况。6.卸荷观察卸载时应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载2倍，逐层等量卸载，读记回弹量。7.检测数据整理(1)确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降（Q-S）、沉降-时间对数（S-lgt）曲线，需要时也可绘制其它辅助分析所需曲线。(2)单桩竖向抗压极限承载力可按下列方法综合分析确定：=1\*GB3①依据沉降随荷载改变特征确定：对于陡降型Q-S曲线，取其发生显著陡降起始点对应荷载值；=2\*GB3②依据沉降随时间改变特征确定：取S-lgt曲线尾部出现显著向下弯曲前一级荷载值；=3\*GB3③出现五.5.=2\*GB3②款情况时，取前一级荷载值；=4\*GB3④对于缓变型Q-S曲线可依据沉降量确定，宜取S＝40mm对应荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于8mmm桩，可取S=0.05D（D为桩端直径）对应荷载值。=5\*GB3⑤当按上述四款判定桩竖向抗压承载力未达成极限时，桩竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。(3)单桩竖向抗压极限承载力统计值确实定应符合下列要求：=1\*GB3①参与统计试桩结果，当满足其极差不超出平均值30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。=2\*GB3②当极差超出平均值30%时，应分析极差过大原因，结合工程具体情况综合确定，必需时可增加试桩数量。=3\*GB3③工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。(4)单位工程同一条件下单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值二分之一取值。8.锚、试桩设计（1）试验桩设计及桩头处理试验桩按设计图进行设计，见图2。图2试验桩设计图试验桩桩头处理示意图见图3。在桩头外箍同直径钢质套筒(约6mm厚，高度1～1.5D,D为桩直径)，桩顶以下根据10cm、30cm、30cm间距设置三层Φ12双向拉筋网。桩顶凿除浮浆后用水泥砂浆抹平(不露出主筋)。图3试桩桩头处理示意图（2）锚桩位置根据试桩设计图中锚桩位置打入反力锚桩（详见），锚桩和试验桩桩顶在同一标高，锚桩主筋露出桩顶约1000mm，便于反力梁安装焊接。锚、试桩位置示意图见图4。图4锚、试桩位置示意图（3）锚桩设计为满足试验需要，锚桩需含有以下条件：a.桩长大于试验桩桩长（按25m）；b.锚桩侧摩阻力能够提供足够试验反力（大于最大加载量1.2倍）；c.主筋应通长配筋，主筋数量应确保抗拉力足够（大于最大加载量1.2倍）；d.埋设声测管（同试验桩要求）。9.基准桩基准桩用于固定基准梁，确保基准梁稳定。试桩和基准桩之间中心距离应大于等于3D且大于2.0m，基准桩和试验桩位置见图5。基准桩打入土中，为一长方形承台，深度大于2.0m，截面1200mm×800mm，采取C20素混凝土。基准桩桩顶标高高于试验桩桩顶标高50cm。图5基准桩和试验桩位置图七、声波透射法检测桩身完整性技术要求1.检测原理图5声波透射法测试原理图2.检测数量3.检测时间4.检测方法（1）声测管安装图6声测管埋设平面位置及编号图（2）检测前准备检测前应冲洗声测管，以确保换能器在全程范围内升降顺畅，同时预防声测管中浑浊水加大声波衰减和延长时间，给声波检测结果带来误差。（3）现场检测（4）数据分析①桩身混凝土缺点声速判据式中：νD——声速临界值（km/s）;——正常混凝土声速平均值(km/s);σν——正常混凝土声速标准差；νi——第i个测点声速值(km/s)n——测点数。当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺点区。式中：νi——第i个测点声速值（km/s）νD——声速临界值(km/s)当检测剖面n个测点声速普遍低且离散性很小时，宜采取声速低限值判据。声速低限值由同条件混凝土试件做强度和速度对比试验，结合地域经验确定。声速低限值相对应混凝土强度不宜低于0.9R（R为混凝土设计强度），若试件为钻孔芯样，则不宜低于0.85R。当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺点区。式中：νi——第i个测点声速值（km/s）;νL——声速低限值(km/s);②桩身混凝土缺点波幅判据实际中多是依据实测经验将波幅值二分之一定为临界值。用波幅平均值减6dB作为波幅临界值，当实测波幅低于波幅临界值时，应将其作为可疑缺点区。式中：AＤ——波幅临界值（dB）；Am——波幅平均值（dB）；Ai——第i个测点相对波幅值（dB）。声波波形能直观反应某测点砼是否有缺点。若桩基砼是均质，声波波形有两头小、中间大、同频率等特征；若声波经过缺点，声波波形就会显著改变，当缺点尤其严重时表现在波形上为声幅很低、首波不易确定，频率变小且同一波形中有不一样频率成份，比较轻易直接判定。

aa）正常波形b）畸变波形图7声波透射法测试波形③桩身混凝土缺点PSD值判据PSD法是基于缺点处声时改变引发声时深度曲线斜率显著增大，而声时差大小又和缺点程度亲密相关，所以二者之积对缺点反应愈加显著，即采取斜率法作为辅助异常判据，当PSD值在某测点周围改变显著时，应将其作为可疑缺点区。式中：ti——第i个测点声时值（μs）;ti-1——第i－１个测点声时值(μs);zi——第i个测点深度(m);zi-1——第i－l个测点深度（m）。表1桩身完整性判定分类表类别曲线特征完整性描述Ⅰ各检测剖面声学参数均无异常，无声速低于低限值异常。桩身完整Ⅱ某一检测剖面部分测点声学参数出现异常，无声速低于低限值异常。桩身有轻微缺点，不会影响桩身结构承载力正常发挥Ⅲ某一检测剖面连续多个测点声学参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点声学参数出现异常；局部混凝土声速出现低于低限值异常。桩身有显著缺点，对桩身结构承载力有影响Ⅳ某一检测剖面连续多个测点声学参数出现异常；两个或两个以上检测剖面在同一深度测点声学参数出现异常；桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检