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CFG桩及复合地基质量检测 技术方案云南路电工程检测技术有限公司 二一年三月一、工程项目概况本项目为CFG桩及复合地基。二、检测项目本次检测工作主要项目有：1、CFG桩低应变（反射波）法检测2、CFG桩钻芯法检测3、CFG桩及复合地基静载荷试验三、检测目的及依据1、检测目的为保证基桩施工质量及若发现问题时便于即时解决，在基桩施工完成后是否能进行下一步施工之前对基桩作出科学检测结论。2、依据规程、规范:（1）公路工程基桩动测技术规程（JTG/T F81-01-2004）（2）建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2003）（3）公路路基施工技术规范（JGJ F10-2006）四、检测方法及措施(1)检测方法:对于基桩质量检测根据委托方要求主要以声波透射法进行。对于钻芯取样则以钻机在混凝土桩上进行钻孔取样，而后对试样进行整理分析、抗压强度试验。碎石桩动力触探试验检测采用标准型（63.5Kg级）圆锥动力触探，测试设备及方法按照国家标准岩土工程勘察规范进行(2) 措施:严格按照有关规程、规范和检测大纲进行。五、详细检测方法（一）反射波法1、使用规范及标准本项目桩基低应变检测将依据中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003、基桩低应变动力检测规程JGJg3-95中规定的反射波法检测桩身质量。同时辅助使用我们自己研究，并经省建设厅1995年组织国内专家鉴定通过的波列振幅衰减法进行检测。2、检测基本原理灌注桩钻芯取样检测是对可疑桩进行最有效检测方法之一。它能直观判断桩长，桩身混凝土强度，桩底“沉渣”厚度和桩身完整性，甚至可以判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。反射波法的基本原理是在桩顶进行垂向激振，弹性波沿桩身向下传播。桩身内存在明显波阻抗差异的界面处(如桩底、断桩和严重离析等部位)或在桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位产生反射波。经时域、频域数字处理，即可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性及混凝土质量并对桩的实际长度加以校对。锤击后产生的激振力使桩体产生振动及波动。桩体振动及波动由武汉岩海公司研制的RS-1616k基桩动测仪，（或性能相近的GDJ2工程检测仪）讯号（经放大后）输入计算机进行数据处理，从而获得桩-土体系的竖向振动参数。通过数字处理及时域、频域的综合分析，对桩体质量做出评估。3、激振方式:激振采用锤击。对超大、超长桩检测应加大激振力。我们对所测桩都采用反射波法，对其中部分桩采用波列振幅衰减法同时进行，并同时采用高、低频拾震器同时接收以提高观测精度确保观测结果的可靠性。4、试验设备:反射波法采用武汉岩海公司研制的RSM-24D浮点工程检测仪，波列振幅衰减测桩法则使用自行研制的GDJ-2工程检测仪及配套检波器：低频用重庆地质仪器厂CDJ-ZlO0及武汉岩海公司研制的检波器，灵敏度大于300mv/cm/s；高频采用北京SY03-2106 SY1-2092及杨州产高频头，灵敏度大于1O0mv/g；满足规程要求。5、现场检测现场检测按规程要求进行是检测的关键。平整桩头，检查设备，选激振方式及接收条件，是成功检测的前提。检测时柱头应安装低频高频2种检波器，记录不得少于4次。对大直径灌注桩，激振点应选择在桩中心，传感器(高、低频各2个)安置在距桩中心23半径处，以组成一个台阵，以获取更多的振动信息。6、数据处理:灌注桩数据处理分析按规程要求并由具有丰富实践经验的技术人员进行。7、混凝土强度等级评定:常规混凝土强度等级与纵波波速关系参考2002,11海口全国基桩、结构物无赖检测及岩土工程新技术研讨会有关资料，纵波波速与混凝土强度等级关系如下表。纵波波速与混凝土强度等级对照表平均纵波波速 纵波波速范围 混凝土强度(米/秒) (米/秒) 等级2900 2700-3100 C153200 3000-3400 C203500 3300-3700 C253800 3600-4000 C304100 3900-4300 C40然而,上表数据对本工程未必适用。以我们对云南部分地区的经验，对于混凝土灌注桩按相应规程施工，骨料为公分石者，从已有的桩身钻芯取样的试验数据看，砼强度等级与纵波速度大致有如下关系： 纵波速度(m/s) 参考砼强度等级 4310 C25 35604310 C20 C25 29703560 C15 C20其参考定量对应关系：纵波速度(m/s) 参考砼强度等级4550100 C304260120 C253560160 C202970160 C15 必须说明的是，上述对应关系仅在一定范围内成立，而且不是数学上的一一对应。桩基检测中的纵波速度为整根桩的平均值其相应的强度是整个桩的平均强度。实际上，关于砼试样的多种试验表明：砼强度(p)与纵波速度(Vp)大致有如下关系: pVp 、为经验常数。它们与水泥、砂、石料的质量和产地、以及它们的配比、骨料的大小、砼的保养期等有关。因此，我们建议和要求对各标段分别实测砼强度(p)与纵波速度(Vp)关系，确定、为经验常数。这对准确评定桩身混凝土强度是必不可少的。它不仅对反射波法、而且对声波透射法也是这样。为完成此项工作，对每个标段至少取10批、每批不少于3组、每组不少于3块试样作纵波速度测定和单轴抗压强度试验。试样可用钻芯取样，或者桩身浇灌混凝土制作。最好二者同时都做。8、工程桩桩身质量评估标准:类: 完整桩(柱体结构完整，混凝土密实无缺陷)，评估为优良桩。类: 基本完整桩(柱体结构基本完整，桩径变化不大，略有微裂、离析等轻微缺陷存在)，承载能力极限状态下不会因桩身破坏而丧失结构承载力，评估为良好桩。类: 完整性较差桩(柱体结构存在明显缺陷，可能为局部缩径、疏松、含泥砂团、裂缝等弱面)，对桩身结构承载力有影响，评估为合格桩。类: 报废桩(桩身存在严重缺陷，如桩体结构断裂。或严重缩径、疏松或夹泥砂等，不经处理不能作工程桩使用)评估为不合格桩。9、报告编写报告编写按“规范JGJ106-2003”要求进行，当抽检数量达到国家规定标准时，应对单位工程桩基础施工量进行评估，并对报告负责。报告包括: a.前言,如委托方,工程名称、场地，检测目的、数量等 b地质条件描述 c检测方法、仪器 d检测成果表 e检测结果分析及结论 f记录及分析曲线和图表10、问题协商检测中若发现桩基施工确存在质量问题，应本着实事求是的原则与甲方，设计，监理协商处理办法，以确保工程安全。（二）钻芯取样检测1、使用规范及标准依据中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003。2、检测目的及方法灌注桩钻芯取样检测是对可疑桩进行最有效检测方法之一。它能直观判断桩长，桩身混凝土强度，桩底“沉渣”厚度和桩身完整性，甚至可以判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。3、试验设备1钻机额定最高转速不低于790r/min。转速调节范围不少于4档。额定配用压力不低于是1.5Mpa。钻机应配备单动双管钻具以及相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器和可捞取松软渣样的钻具。钻杆应顺直，直径宜为50mm。钻头应根据混凝土设计强度等级选用合适粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头，且外径不宜小于100mm（一般为108mm）。钻头胎体不得有肉眼可见的裂纹、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。水泵排队水量应为50-160L/min，泵压应为1.0-2.0Mpa.2试件加工设备锯切芯样试件用的锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片应有足够刚度。芯样试件端面的补平器和磨平机应满足芯样制作的要求。4、现场取芯技术要点（1）钻芯取样检测法，钻芯取样是主要环节，采取芯样质量好坏直接关系桩身质量评价的准确性。因此，保证芯样的原状性，代表性，对不完整破碎芯样要能作出准确分析判断是整个检测成败的关键。（2）我公司有一支有资质，有经验的技术人员。我们采用的XY一150型液压钻机具有振动小，调速范围广，扭距大，液压操纵的高速钻机，其水泵排量1.33L/S，钻头工作线速度49m/min或l0Om/min，钻进过程中钻头垂直向上跳动不超过1.5mm，满足有关规定要求。（3）将采用1OOmm芯样，并严格自上而下顺序编号，不能颠倒，丢失，更换芯样。写明孔号，回次数，起至深度，总块数，块号，并照相，装箱。（4）在取芯过程中若遇到钻进速度突然加快(可能遇到断层，夹层，砼严重离析)应立即停钻，测量孔深位置，记录异常情况，方可继续钻进穿过病害层小心取出相应层位芯样。（5）当被已有检测方法判定或施工过程怀疑的桩，应建议增加钻芯孔数，孔位可偏向外侧等距离布置三个钻孔位，但孔位不能太靠边缘。（6）应保证钻机安装合乎要求，确保钻芯孔垂直度偏差0.5%，并根据回水含砂量及颜色调整钻进速度，并严禁敲打卸芯，每回次进尺不得大于1.5m。并采用0.5l.OMpa，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭。（7）钻孔处理: 当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.5-1.0Mpa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。（该项工作由委托方进行）5、芯样抗压强度试验及资料分析1）芯样试件截取与加工（1）当桩长小于10m时，可取2组，当桩长为1030m时,每孔截取3组芯样,当桩长大于30m时，不少于4组。（2）上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩长径或1m，中间芯样宜等间距截取。（3）缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。（4）当同一基桩的钻芯孔数大于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。（5）当桩端持力层为中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；遇分层岩性时宜在各层取样。（6）每组芯样应制作三个芯样抗压试件。芯样试件应按本规范附录E进行加工和测量。（7）芯样试件取的锯切、磨平、加工按有关规定进行。2）芯样外观检查：应对混凝土芯样进行现象描述，作出质量记录，说明芯样的凝固情况、连续性、密实性，并进行拍照。(1)每个桩号的芯样,应详细描述有关裂缝(缝中不含泥),夹层断桩(层中夹泥)状况.(2)密实性检查:检查芯样存在的离析状况和气孔、泥洞及其位置、尺寸与分布情况，并应拍下照片。（3）其他状况：桩底有无沉淀土及其厚度；基岩持力层的岩性和标高、嵌岩深度、与其岩胶结情况；其他质量缺陷等。3）芯样试件抗压强度试验芯样试件抗压强度试验按下式计算： 式：混凝土芯样试件抗压强度（MPa），精确至0.1Mpa； P芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N）； D芯样试件的平均直径（mm）混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定；当无试验统计资料时，宜取为1.0。4）检测数据分析与判断（1）检测数据分析混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的平均值确定。同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果，综合判定桩端持力层岩土性状。（2）桩身质量判定桩身完整性类别结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果，按下表进行综合判定。桩身完整性判定表类 别特 征混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈长柱状、断口吻合、芯样侧面仅见少量气孔混凝土芯样连续、完整、胶结较好、骨料分布基本均匀、呈柱状、断口基本吻合、芯样侧面局部见蜂窝麻面、沟槽大部分混凝土芯样胶结较好、无松散、夹泥或分层现象，但有下列情况之一:芯样局部破碎且破碎长度不大于lOcm;芯样骨料分布不均约;芯样多呈短柱状或块状;芯样侧面蜂窝面、沟槽连续。钻进困难；芯样任一段松散、夹泥或分层芯样局部破碎且破碎长度大于lOcm成桩质量评价应按单桩进行。当出现下列情况之一时，判定该受检桩不满足设计要求。a.桩身完整性类别为类的桩。b.受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩。c.桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。d.桩端持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩。6、报告编写报告编写按相关规范要求进行，内容包括：钻芯孔布置图；钻孔柱状图；芯样单轴抗压强度试验结果；芯样照片等。（三）CFG桩及复合地基竖向抗压静载试验1、CFG桩单桩竖向抗压静载试验(1)试验目的及方法单桩竖向抗压静载试验按要求分为试桩及工程桩承载力检验两种，前者用来确定单桩竖向抗压极限承载力，为设计部门提供设计工程桩的试验依据；后者用于检验和判定工程桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。单桩竖向抗压静载试验按加载方式分为锚桩反力法及压重平台反力法（堆载）,试验过程要求采用“慢速维持荷载法”进行。执行（JGJ 106-2003和J256-2003标准。（2）设备仪器及其安装静载试验使用的设备仪器严格按照中华人民共和国行业标准：建筑桩基检测技术规范（JGJ 106-2003，J256-2003）中单桩竖向抗压静载荷试验规定的要求进行。（3）现场试验技术要点现场试验严格按照中华人民共和国行业标准：建筑桩基检测技术规范（JGJ 106-2003 ，J256-2003）中单桩竖向抗压静载荷试验规定的要求进行。试验步骤要求如下： 荷载分级:每级加荷载按最大加载量或预估极限荷载的1/10进行，其中一级可取分级荷载的2倍。加载方式：采用慢速维持法进行加载，即每级荷载达到相对稳定标准后再加下一级荷载。 稳定标准：在每级荷载作用下，一小时内承压板的沉降量小于0.1mm(并连续出现两次)。测读沉降量的时间：每级加载后第5、15、30、45min各测读一次桩顶沉降量，以后每隔30min读一次。终止加载条件：A.某级荷载作用下,桩的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）。 B.某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准。C.已达到设计要求的最大加载量。D.当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。E.当荷载-沉降曲线为缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm。单桩竖向抗压极限承载力的确定: A.根据沉降随荷载的变化特征确定:对于陡降型Q-S曲线， 取其发生明显陡降的起点对应的荷载值。B.根据沉降随荷载的变化特征确定：取S-Lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。 C.当某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准被终止加载时，取前一级荷载值。D.对于缓变型Q-S 曲线可根据桩顶沉降量确定，宜取桩顶总沉降量S=40mm对应的荷载值；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800mm的桩，可取S=0.05D(D为桩端直径)对应的荷载值。单桩竖向抗压极限承载力统计值及抗压承载力特征值的确定:A.参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。B.当极差超过平均值的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。C.对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。 D.单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。（4）工作进度及报告编写按建设方的要求进场进行现场试验，按工程量大小组织设备，并保证观测设备具有效计量检验证书。现场结束后，三日内向建设方提交正式结果。随后按工程要求提交试验报告。报告编写按有关“规范”要求进行，报告内容包括单桩试验Q-S、S-logt（必要时辅以S-logQ）及地质剖面综合成果图及成果表，成果分析等。若试验桩数不少于3组，则应统计给出工程的单桩承载力特征值2、复合地基载荷试验（CFG桩）对于使用低质桩（如CFG桩、碎石桩）的复合地基，检测其承载力则采用复合地基载荷试验。（1）试验目的复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。（2）设备仪器及其安装静载试验使用的设备仪器严格按照中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002 ，J220-2002）中复合地基载荷试验规定的要求进行。（3）试验前准备承压板的尺寸确定:复合地基载荷试验分为单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基试验。采用单桩或多桩复合地基试验要根据试验应力传递深度而定。试验所用的承压板应具有足够刚度，单桩复合地基的承压板可用园形或方形，多桩复合地基的承压板可用方形或矩形；单桩或多桩复合地基载荷试验的承压板面积按实际单桩或多桩所承担的处理面积确定。承压板的制作要求：A.承压板具有足够刚度，单桩复合地基载荷试验的承压板可使用具有足够刚度的钢板，多桩复合地基载荷试验的承压板宜采用钢筋混凝土承压台。B.承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应；承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50150mm。C.复合地基载荷试验，采用压重平台反力法（堆载），试验过程采用“慢速维持荷载法”。（4）现场试验技术要点现场试验必须严格按照中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002 ，J220-2002）附录A“复合地基载荷试验要点”规定的要求进行。试验步骤要求如下： 荷载分级:加载等级可分为812级。最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。 加载方式：采用慢速维持法进行加载，即每级荷载达到相对稳定标准后再加下一级荷载。 稳定标准：在每级荷载作用下，一小时内承压板的沉降量小于0.1mm。（5）测读沉降量的时间：每级加载前后都应各读记承压板沉降量一次，以后每隔30min读记一次。（6）终止加载条件:沉降量剧急增大，土被挤出或承压板周围出现明显隆起。 承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6。达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。（7）复合地基承载力特征值的确定: 当压力-沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半。当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲时，可按如下的相对变形值确定：A.对于砂石桩、振冲桩复合地基：当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力（s为载荷试验承压板的沉降量，b 和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算）；当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。B.对于水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基：当以卵石、园砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。C.对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合