自平衡---桩基检测方案

瑞城家居装饰广场金翠名园10#楼 人工挖孔桩检测方案安庆市建筑工程测试中心2013年08月30日工 程 名 称：瑞城家居装饰广场金翠名园10#楼 委 托 单 位：岳西县瑞城房地产开发有限公司建 设 单 位：岳西县瑞城房地产开发有限公司勘 察 单 位：安庆地质勘察公司设 计 单 位：安徽南巽建筑规划设计院有限公司监 理 单 位：安徽省南巽项目管理投资有限公司 施 工 单 位：中国海外工程有限责任公司编写：审核：批准：检测单位地址：元山东路99号安庆市职业技术学院内1号实训楼一楼邮 政 编 码：电 话：0556- 第 9 页 共 9 页 1 前言 瑞城家居装饰广场金翠名园10#楼 基础设计为人工挖孔扩底混凝土灌注桩，总桩数38根，桩径8001000mm，桩长约6米。为确保建筑物安全，需对基桩承载力和桩身完整性检测，为此，我中心编制以下检测方案。2 单桩竖向抗压承载力试验本工程单桩竖向抗压承载力试验采用自平衡法深层平板载荷试验方法，试验桩均为工程桩。试验依据为桩承载力自平衡法深层平板载荷测试技术规程(DB34/T648-2006)。2.1 试验数量抽检3根，试验桩均为工程桩。2.2 试验目的验证设计使用的持力层桩端阻力特征值的可靠性，并根据测试结果，依据规范对桩端竖向极限承载力和桩侧阻力等进行综合评价。2.3 试验原理该方法是在桩端持力层或桩身指定检测的工程部位预先埋设加荷装置(荷载箱)，试验待桩身混凝土养护达到足够强度(满足设计要求)、桩土体系满足一定休止期(根据该工程的土层实际情况，休止期应不少于15天)后进行，利用荷载箱上端的桩侧阻力和下端的桩端阻力进行互为反力的载荷试验(试验装置见图1)，以此得到桩侧阻力桩身位移、桩端阻力桩端位移变化曲线。根据测试结果依据规范对桩端竖向极限承载力和桩侧阻力等进行综合评价。图1：自平衡法深层平板载荷试验系统示意图2.4 试桩选定由于试验用的预埋荷载箱直径为800mm，所以应选取桩身直径不小于900mm的工程桩作为受检桩，具体桩位由建设单位、监理单位及设计单位根据工程桩在建筑物各工程部位的重要性和现场的可操作性进行选择。2.5 试验现场前期准备2.5.1 现场环境要求由于试验设备要进行汽车吊装，所以应修好通往试验桩的路，保证汽车能驶近试验桩，并清平试桩周围的场地；试验现场必须有380V动力三相电源和220V照明电源。2.5.2 试桩施工按照设计图纸进行桩的成孔施工，成孔进入指定持力层前，应预留300mm厚度的第四层强风化花岗岩，待地质勘察部门验收合格后，再挖至设计标高，桩端扩孔至设计要求+200mm，平整桩端持力层，保证持力层的水平、完整和原始状态，清除地下水和岩石碎渣后，立即用与桩身混凝土强度相同的细石混凝土找平(厚度80mm)，找平层底部应预先放置1层直径为800mm的圆形钢筋网片，配筋850。找平层浇注完毕后拍打密实，确保水平平整(尤其是正中间900mm范围内)。2.5.3 钢筋笼制作按照设计图纸要求制作，钢筋笼下端主筋面必须在同一水平面上。每个试验桩需准备20或22的螺纹钢一组,每组二根，长度为该试桩的孔深+500mm，备用钢筋必须处于铅直状态。 2.5.4 现场设备安装试验桩成孔验收、桩底用与桩身混凝土强度相同的细石混凝土找平后，立即进行载荷箱的安装。安装前需清平试验桩周围的场地，保证汽车吊机能驶近试验桩(载荷箱及附件自重约10kN)。按照现场测试技术工程师的要求进行焊接(或螺纹连接)、拼装、吊装，管件连接部位应牢固，并应保证防水性能，防止混凝土流入管内影响试验。将焊接好的位移棒和位移管固定在钢筋笼内侧，钢筋笼与载荷箱分别吊入桩孔内。在载荷箱应放置于桩底中心处，钢筋笼、护管处于垂直状态。然后浇灌桩身混凝土(为节约工期，建议多留一组试块，以便适当提前进行载荷试验)，待混凝土顶面超出载荷箱1000mm后，人工振捣密实。桩身混凝土浇灌至设计桩顶标高以上500mm处。浇注桩身混凝土时应注意保护载荷试验装置和高压油管。桩基施工单位在试桩混凝土龄期1520天后进行一组试块的抗压试验，并将试验结果及时通知设计单位、建设单位、监理公司和我站，桩身混凝土达到试验强度后即可进行载荷试验。2.6 试验实施细则试验采用慢速维持荷载法，逐级加载，每级荷载达到相对稳定后方可加下一级荷载，直至加载结束，然后分级卸载到零。2.6.1 最大试验荷载设计图纸要求持力层桩端阻力特征值应不小于4500kPa。本次深层载荷试验采用面积为0.5m2的圆形刚性载荷板，为确保工程桩的桩端基岩不被破坏，试验均按最大荷载为4500kPa20.5 m2=4500kN进行，当能确保桩端土不会被破坏时(加载后最大下位移量可控制在40mm以内)，可再加0.51级荷载（47254950kN）。2.6.2 加载分级每级加载量为预估最大加载量的1/101/15，第一级可按照2倍分级荷载加载，见表1。表1 分级加载方式汇总表加载分级123456789荷载(kN)900135018002250270031503600405045002.6.3 位移观察每级加载后在第1h内应在5、15、30、45、60min时测读位移表，以后每隔30min测读一次。当上、下位移每一小时内不超过0.1mm，并连续出现两次(由1.5h内连续三次观察值计算)时，认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。2.6.4 终止加载条件已达到预定最大试验荷载值(4500kN)，当能确保桩端土不被破坏时(加载后最大下沉量可控制在40mm以内时)，可再加0.51级荷载(4725kN4950kN)；某级荷载作用下，桩的(上或下)位移量接近前一级荷载作用下位移量的2倍，且有不能稳定的趋势； 桩端累计下沉量接近40mm(最大下沉量控制在40mm以内)。2.6.5 卸载与回弹观察每级卸载后，隔15min测读一次残余位移，测读两次后，隔30min再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔2h再读一次。2.6.6 确保工程桩的桩土体系不被破坏的办法使用江苏省徐州市建筑工程研究所研制的JCQ-503A型多通道全自动基桩静载测试仪器配合电子位移计进行实时监控试验，随时观察桩土系统的受力状态，确保体系不被破坏。2.7 试验数据整理、分析与预期成果2.7.1 试验数据整理根据试验记录进行资料整理并且绘制各试验桩的Q-s上、Q-s下、 s上-lgQ、s下-lgQ、s上-lgt、s下-lgt曲线。2.7.2 桩侧极限阻力(kN)的确定QSK(QW)/式中：Q为最大试验荷载值；W为桩身自重；为桩侧抗拔-抗压阻力比，可取0.71。2.7.3 持力层桩端阻力特征值(kPa)的确定qpa(Q/A)式中：A为承压板面积，直径为800mm时为0.5m2。2.7.4 桩端极限阻力(kN)的推算QPKpqpaAp2式中：Ap为桩底扩大端面积；p为大直径桩端阻尺寸效应系数，按表2中相关规定取值：表2 桩端尺寸效应系数取值土类别粘性土、粉土砂土、碎石类土p注：表中D为桩底扩大端直径。2.7.5 单桩竖向极限承载力(kN)推算QUQSKQPK2.7.6 单桩竖向承载力特征值(kN)推算QUA=QU/22.7.7 检测报告按照国家行业标准建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003)和建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)中有关规定编写承载力自平衡深层载荷试验报告。其内容包括：前言；桩基设计与施工概况；工程地质概况；检测设备及仪表介绍；承载力自平衡深层载荷试验桩位平面示意图；试验数据分析；试验结果一览表；承载力自平衡深层载荷试验测试数据汇总表；Q-s、s-lgt和s-lgQ曲线；计算被试验桩的桩端持力层阻力特征值，判定设计使用的持力层桩端阻力特征值的可靠性结论。推算试验桩的单桩竖向抗压承载力。2.8 载荷试验后对试验桩的补强处理工程桩在进行承载力自平衡深层载荷试验后，试验将会使桩端载荷箱(直径800mm圆形)部位与持力层之间形成一个小的缝隙，为了充填该缝隙，可采取如下办法处理：利用位移棒护管，直接用高强度水泥净浆对试桩桩底进行注浆补强处理，对试验产生的缝隙充实。将试验桩的桩端直径适当放大(设计桩端直径+200mm)，以抵消试验部位对桩端阻力的影响。3 桩身完整性检测对本工程桩身完整性采用低应变法进行检测。3.1 检测数量根据建筑建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003) 第3.3.4条：“柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根”的规定，本工程人工挖孔桩的桩身完整性低应变法检测数量为全数检测。3.2 检测时间采用应力波反射法进行检测分析。根据建筑建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003) 第3.2.6条的规定：“当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15Mpa。”方可进行检测。3.3 检测及分析原理在桩顶部位进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播。当桩身存在明显的波阻抗差异界面(如桩底、断桩、缩径、扩径或夹泥、混凝土松散等部位)时，将产生反射波。经过计算机数据处理，即可识别来自桩身不同部位的反射信息，根据不同历时和辅以频谱分析，可计算桩身弹性波传播速度，评定混凝土均匀性，判定基桩的完整性及缺陷和位置(检测系统示意图见图4)。图4：低应变检测系统示意图3.4 检测前期准备每根拟进行低应变法检测的基桩，应凿去浮浆，露出新鲜混凝土，平整桩头，并注意排水，以保证被测桩不浸没在水中。3.5 检测实施细则3.5.1 低应变法检测最佳激振方式选取根据以往基桩低应变检测经验，选用尼龙头力棒激振，用高灵敏加速度传感器接收效果较好。3.5.2 低应变法检测数据质量保证办法为保证测试数据的准确性，本次检测将对每根桩至少选取两个点进行测试，一般每点测试四条曲线，并保证有较好的重现性。出现异常波形时，应在现场即时研究分析，排除影响测试的不良因素后重复测试。3.5.3 低应变法检测数据分析找出桩底反射，计算桩底反射时间tr，计算单桩混凝土波速Vp=2L/tr和本次测试平均混凝土波速Vpm。对于缺陷桩，找出缺陷反射点，计算反射时间tr，计算缺陷位置L=Vpmtr/2。根据缺陷反射波的相位特征判断缺陷性质。反射波波形规则，波列清晰，桩底反射明显，桩身平均波速较高的桩为完整性好的单桩；反射波到达时间小于桩底反射波到达时间，且波幅较大，出现多次反射，难以观察到桩底反射的桩，为桩身断裂或桩身