建筑基桩检测技术规范》简介.ppt

1、建筑基桩检测技术规范简介,中国建筑科学研究院 陈凡,一、任务来源,根据建设部关于印发二年工程建设城建、建工行业标准制订、修订计划的通知（建标2000284号）的要求，由中国建筑科学研究院会同 广东省建筑科学研究院 上海港湾工程设计研究院 国家冶金工业局工程质量监督总站检测中心 中国科学院武汉岩土力学研究所 深圳市勘察研究院 辽宁省建设科学研究院 河南省建筑工程质量检验测试中心站 福建省建筑科学研究院 上海市建筑科学研究院 等十单位共同编制。,二、编制过程,1 规范编制组成立暨第一次工作会议于2000年8月45日召开。会上讨论了拟定的编制大纲，确定了编写分工和需要补充试验及研究的内容，并对以下编

2、制基本原则和需重点研究的问题进行了广泛讨论： 混凝土波速与强度的关系； 在单桩竖向抗压静载试验中列入快速维持荷载法的问题； 高应变法的适用范围（特别在大直径灌注桩应用中存在的问题）； 钻芯法的芯样混凝土强度代表值确定问题； 低应变法检测桩身完整性的不确定性问题和限制条件；,低应变法推算承载力是否可靠的问题（由于争议大，不少、特别是用桩量大的省份抵制，故按绝大多数人意见暂不在拟编规范中列入）； 为尽量减少各规范间相关内容交叉、覆盖可能引起的矛盾，应注意与正在修订的地基基础有关设计、施工验收规范协调；在本规范发布后， a.基桩高应变动力检测规程JGJ106-97同时废止； b. 与建筑桩基技术规范

3、JGJ94-94相互重叠的基桩检测内容在今后修订时不再写入； c. 随着96年以前的工程建设标准清理整顿工作的开展，将对基桩低应变动力检测规程JGJ/T93-95的地位有一个交代。,2 收集混凝土强度与声速关系的试验资料，并由辽宁和天津两单位对不同配比和龄期的同条件养护试块、24m长混凝土杆件的一维波速、预留试块声速与强度的关系进行试验。组织三家参编单位和国内另外四家检测机构进行了28天标养条件下的混凝土立方体强度与芯样强度的对比试验，共计184组。在广东进行了三台40009400kN的大吨位堆载试桩试验过程中支墩引起的地面沉降及回弹的现场观测。 3 2001年3月1618日和5月1012日分

4、别两次召开编制组工作会议对规范初稿进行讨论。2001年9月形成规范征求意见稿，随即寄送给全国127家单位或个人，共收到70个单位或个人的书面回函意见计552条。,4 分别在银川第五届桩基动测学组会议和合肥第五届全国桩基年就规范编制的主要原则问题向与会代表征求意见。在广东召开部分编制组成员和相关地方标准编制单位参加的针对混凝土结构设计规范、混凝土工程施工质量验收规范编制组提出的关于混凝土芯样抗压强度换算系数取值问题的专题讨论。2001年11月专门听取了云南无损检测学会组织的部分专家对征求意见稿的意见。 2001年12月1418日召开编制组第四次工作会议，讨论和处理回函意见，着重解决与新修订的建筑

5、地基基础设计规范和建筑地基基础工程施工质量验收规范以及现行的建筑桩基技术规范不协调之处，并就涉及本规范的大部分原则性条款达成共识。 6 2002年2月初形成规范送审稿初稿，并再次寄送给编制组成员审查并提出意见。,7 规范送审稿审查会议于2002年4月27至29日在北京召开。审查意见如下： 审查委员一致肯定规范的编制工作，认为编制组总结了国内外工程基桩检测的实践经验和科研成果。在近两年的编制过程中，编制组通过反复讨论、分析、论证、部分试验研究、广泛征求意见、与相关标准协调，在保证规范编制质量、完善规范内容方面做了大量细致工作。编制程序符合规定。 建筑基桩检测技术规范条文编写简练、严谨，内容充实，

6、包含了国内广泛应用的几种主要的基桩检测方法，明确了各种方法的适用范围及检测内容，统一了检测方法，反映了我国基桩检测的特点和技术先进性。对影响基桩承载力和桩身完整性检测质量的关键技术作了严格规定。规范内容便于操作，对保证基桩检测工作质量将起到重要作用。该规范达到国际先进水平。,三、规范主要内容,1 规范共有十章、八个附录，主要技术内容是： 总则、术语和符号、基本规定、单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法、桩身内力测试等。 包含了国内广泛应用的七种基桩检测方法。我国作为世界上基桩检测技术应用最为普及的国家，规范反映了国内外、特别是我国

7、近年来基桩检测实践经验和科研成果，新增了钻芯法、桩身内力测试等内容。 适用于施工前为设计提供依据的检测和施工后的验收检测，重点放在竣工验收检测。 桩基工程属于隐蔽工程，发现质量隐患难，事后处理事故更难。所以对大型桩基工程，应强调施工过程中的检测，及早发现质量隐患并及时处理，即信息化施工。,四、规范主要特点,为促进成熟的基桩检测技术推广应用，规范建筑工程基桩检测市场，做到安全适用、正确评价。规范突出了合理选择基桩检测方法及相应抽检桩数、正确分析判定检测结果的规定，即应根据各种检测方法的适用范围和特点、地质条件、施工质量可靠性、使用要求等因素确定。实现了各种检测方法合理搭配、互补和检测结果应综合分

8、析判定的基本原则，体 现了各专业的知识相互渗透。,为避免超适用范围滥用的情况发生，规范根据各检测方法的技术能力进行了定位，对出现误判高发区以及机理不明确或使用尚不成熟的情况进行了限制，并根据实例总结、结合理论与实验研究，对过去在概念上容易引发误导的情况进行了详细阐述；对执行规范时可能出现误判以及对过去沿袭下来的按百分比抽样的习惯（但因经济上的原因暂时无法改变的）所存在的风险性进行了详细说明。 3 规范针对我国国情和检测中暴露出的主要技术问题，对相应的技术内容进行了增删、完善或重大修改，对部分争议较大的内容进行了淡化处理。,为杜绝评定标准不一致而造成相互扯皮或各行其是的现象发生，统一协调的原则在

9、本规范各章的内容中得到贯彻和体现，例如统一了桩身完整性分类标准，基本解决了过去在执行不同标准时，行标与国标之间及其与部分地方标准（或行政管理规定）之间存在相互抵触的情况。 5 规范编制时基本贯彻了低限原则，即在能查清桩基质量隐患、确保安全的基础上，抽检数量的规定在不同具体情况下区别对待，基本没有硬性规定必须进行扩大检测或验证检测的数量，以体现经济合理性，给各地制订地方标准或规定留有余地，也不违背建筑工程施工质量验收统一标准的原则。,五、规范主要技术内容,第一章 总则,1 目的：桩基工程的基桩检测工作质量与检测结果的可靠性关系到主体结构的正常使用与安全。规范目的是统一基桩检测方法、规范检测市场，

10、推动基桩检测技术健康发展，为桩基工程设计和施工验收环节提供便于采纳的检测结论。 理解：突出安全适用，规范中技术先进性和成熟性的体现及差异。,2 适用范围：承载力和桩身完整性。 注意：在建筑地基基础工程施工质量验收规范GB502022002中，有四项主控项目涉及工程桩验收标准，其中桩位偏差和混凝土试块抗压强度两个主控项目包含在GB50202中，另两个主控项目承载力和桩身完整性包含在JGJ106中。另外考虑到桩基工程验收的惯例以及验收时桩的合格判定不仅有四项主控项目，还有很多一般项目（材料、接桩、钢筋笼、桩顶标高、泥浆性能、充盈系数），所以基桩检测报告一般不给出合格判定，只给出是否满足设计要求的结

11、论。,3 原则：方法的合理选择与搭配、检测结果综合分析判定。 理解：检测结果综合判定体现了岩土工程的学科特点经验性； 方法的合理选择搭配主要体现了各种检测方法在解决桩的质量问题时的技术能力定位和优势互补。,4 与其他相关标准之间的关系： 建筑地基基础设计规范GB 500072002； 建筑地基基础施工质量验收规范GB 502022002； 建筑桩基技术规范JGJ 9494（正在修订）； 基桩动测仪JG 3055/T1999 建筑工程施工质量验收统一标准GB 503002001 基桩低应变动力检测规程JGJ/T 9395 超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS 21：2000 建筑地基处理技术规范

12、JGJ 792002 混凝土结构设计规范GB 500102002,第二章 术语、符号,桩身完整性：反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性（涵盖了桩长不够）的综合定性指标。 注意：（1）“相对变化”和“综合定性”的措辞，突出体现了对低应变反射波法检测桩身完整性的技术能力定位。 （2）“连续性”包含了实际桩长比施工记录桩长短的情况。,桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、松散的统称。 注意：动测时这些缺陷类型的综合反映是阻抗减小。,第三章 基本规定,1 强制性条文“工程桩应进行承载力和桩身完整性抽样检测”。

13、与建筑地基基础设计规范GB 50007和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202不同，强制性要求增加了“桩身完整性”检测。 理由：桩身完整性为验收项目中的主控项目。,2 为贯彻“过程控制”的指导思想，规范倡导验收检测工作尽可能在施工过程中进行，而不是在全部桩基工程施工完后做竣工验收检测，以便于及早发现问题及时解决，做到信息化施工。为此，规范对桩身混凝土龄期、土的休止时间提出了较为宽松的要求。 3 按“总则”的基本原则提出多种方法配合以及施工前、后和过程中的检测。验收检测时，建议低应变普查在前，承载力检测在后。,4 有验证或扩大检测要求，应得到有关各方确认。主要是考虑责权问题，还有就是当

14、检测结果出现不满足设计要求的情况时，还可通过设计复核、补强等措施，在不影响上部结构正常使用与安全的情况下，让步验收。 5 抽样数量基本采用低限原则，便于各地在执行时可结合当地特点适当增加。,6 抽样方式未建立在概论统计学基础上，仍沿用了传统的百分比抽样方式，施工方风险和使用方风险无法评价。 7 施工前后的静载试验的条件和数量按 JGJ 9494、建筑地基基础设计规范GB 500072002和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 502022002一致，但对受场地或设备条件限制无法进行静载试验的大直径端承桩可采用钻芯法核验或深层载荷板试验，有地方标准、经验时也可采用动探、标贯在砼灌注前核验。,8

15、 完整性检测数量基本同JGJ/T 93-95，不同之处是： a. 对大直径端承桩其中必须有10%的桩采用钻芯或声透法检测； b.对干作业挖孔桩和单节预制桩，数量可减半。 9 发挥高应变法在预制桩打桩过程监控中的优势。 注意：高应变法通常被认为是半直接法，这只是针对检测桩承载力而言的，但对等截面预制桩采用锤击沉桩工艺时，打桩拉应力（对深厚软土中的砼桩）、压应力（对桩端进入硬层的桩）以及桩身完整性的测量，属于直接法范畴。,10 统一了桩身完整性分类 注意：完全有可能是完整性的类桩，而竖向抗压静载试验远不能满足设计要求。,11 承载力检测结果评价应给出单位工程同条件下的单桩承载力特征值是否满足设计要

16、求的结论。 注意：由于按百分比抽样缺乏科学性，所以“给出满足设计要求的结论”只是在规范制定的“游戏规则”下的一种“报告结论形式”，并不意味着责任，当然，若检测工作中因未严格执行标准得出错误结论、并造成经济损失的除外。,12 符合质量技术监督（计量）和建设行政主管部门的有关要求。 注意：计量行政主管部门的要求主要依据计量法、产品质量法和产品质量检验机构计量认证/审查认可（验收）评审准则，如检测机构应取得计量认证和授权。关于建设行政主管部门的资质审批问题涉及到行政许可法。,第四章 单桩竖向抗压静载试验,1 验收检测时，试桩、锚桩和基准桩各自间的中心距可减小到3倍桩径D。 2 软土地区大吨位堆载应注

17、意: 堆载时支墩下应力影响区范围大，首先对试桩产生负摩擦； 对桩加载时地面回弹、基准桩上移，所测沉降偏大。,有地区成熟经验时可采用快速维持荷载法，但桩顶沉降应收敛（所以每级荷载维持时间可能超过1h），且为设计提供依据的试桩必须采用慢速维持法。 本级荷载下沉量超过前一级5倍时，宜继续加载使桩顶总沉降量超过40mm，以查明陡降原因。 5 单桩竖向抗压极限承载力统计按极差是否超30%进行统计平均，除以安全系数2得到单桩竖向抗压承载力特征值（和设计、勘察规范规定一致）。,第五章 单桩竖向抗拔静载试验,对涉及到桩结构耐久性的抗裂问题考虑，其他要求基本同第四章。,第六章 单桩水平静载试验,1 考虑到试验边

18、界条件（桩顶自由）与工程桩实际嵌固条件的差异，要得到符合实际工程桩嵌固条件的受力特性（桩身弯矩和位移），桩侧土水平抗力系数m 值被视为土的固有特性将是实现两种不同边界条件转化的关键，因此 m 值对修正、优化设计尤为重要。,2 低配筋率砼桩承载力一般以强度控制，所以应控制开裂荷载，即水平临界承载力。对高配筋率砼桩虽可按桩顶允许位移取水平承载力特征值，但也要满足抗裂设计要求。 3 水平推桩试验的最终破坏模式为弯矩过大造成桩身结构破坏，所以水平承载力特征值不能由极限承载力除以某一安全系数（即土的抗力分项系数）得到。,第七章 钻芯法,1 钻芯法是对桩的实体强度进行检测（用3个芯样强度的平均值作为代表值

19、），而混凝土强度检验评定标准GBJ107-87是对灌注前的混凝土强度标准值（具有95%保证率）150mm立方体28d标养试块结果进行合格与否的评定，不能混用。,2 钻芯法强度检测是针对单根桩的，GBJ107-87是针对批评定的，如果标养试块不合格要用钻芯法进行强度评定，还需借鉴混凝土结构强度检测有关标准进行批强度推定。 3 为确保钻取高质量芯样，对钻芯设备和钻芯操作进行了较严格规定。 4 桩身砼强度、桩底沉渣厚度和桩端持力层岩土性状的判定与桩身完整性判定是独立的，桩身完整性判定主要是依据钻取砼芯样的现场描述做出的。,按有关验收规范规定，设计要求的桩身砼强度是以28d标养150mm立方体试块抗压

20、强度为准，即使是与“同条件”养护试块对比，用钻取芯样的抗压强度推定桩身砼强度显然存在芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和砼成型条件的影响，两者间的换算系数存在离散性。所以，在无大量可靠统计对比资料时，本规范推荐芯样强度换算系数取1。 6 应重视 “一孔之见”问题（如与低应变方法结合，增加钻孔等）。 7 有缺陷部位应取样并非指所截取的芯样有明显缺陷，实际上是在缺陷段范围内截取能制成抗压强度试件的芯样。,第八章 低应变法,1 桩身完整性检测以时域分析为主，频域分析为辅 【解释】理论上讲：当初边条件相同时，接收到的信号中信息量不变时，时域和频域分析结果应殊途同归。,2 关于波速砼强度、波速桩长问题 由

21、于强度与波速之间关系的不确定性以及确定波速理论上的不确定性，本规范没有要求校核或测定桩长，也没有要求用波速推定混凝土强度： 大量实验结果表明：砼强度和波速（声速）呈正相关，但不存在一一对应的定量关系，与骨料品种（特别是粗骨料）、成型等诸多因素有关，特例情况：早期强度与后期强度差45倍，但一维纵波波速只差20%30%。 动测得到的是桩身平均波速，若桩身存在缺陷，用平均波速去推算平均强度毫无意义，因桩身结构强度按缺陷控制。,波速的不确定性还与尺寸效应有关。理论与实验研究表明：只有在瞬态敲击点处接收响应，按初始峰和2L/c反射峰确定的波速是正确的，但接收响应传感器只能离开敲击点一定距离，初始响应峰值

22、滞后（与距离成正比），造成按峰峰确定的波速高，大直径桩和管桩尤为显著，确定的缺陷位置偏浅；另外，对于缩颈桩，按2L/c确定的波速比一维杆纵波波速低，因为波通过缩颈处时传播路径延长。 【尺寸效应含义】 （a）一维杆理论成立的前提是输入脉冲的波长远大于桩的横向尺寸，否则平截面假设不成立；（b）输入脉冲的波长与桩的纵向特征尺寸相比又要足够小，否则波传播效应不明显，无法探测极浅部甚至较浅部桩身缺陷。这两个要求本身就是矛盾！,3 基于尺寸效应研究，以下要求在规范中得到反映 为尽量减小尺寸效应引起的高频干扰，规定了传感器安装点与敲击点的位置、距离或平面夹角（避开管桩的低阶“径向”振型）。 根据尺寸效应概念，应选择合适的激励脉冲宽度，减少高频分量激励出较强的高频干扰波或管桩的横向耦合振动；规范中没有规定模拟或数字滤波的原因是期望采用机械滤波（即通过锤头和锤垫调整脉冲宽度）来实现。,一维和三维波动理论均包含“极浅部”严重缺陷的情况，过去认为反射波法存在“浅部盲区”是不确切的，对于极浅部缺陷即使用很窄的脉冲也不能定位，但波形具有大振幅低