桩基检测方案(低应变、超声波、钻芯及高应变法)

1、桩基检测方案工程名称：建设单位：检测方法：低应变法、声波透射法、钻芯法及高应变法编制单位：编制人：审批人：编制日期：一、工程概况本项目位于广东省 ，采用冲孔灌注桩基础，桩径为2004)1800mm, 设计混凝土强度为C35,总桩数为72根。二、检测目的和依据2.1 检测依据根据国家行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ1062003,现提供基桩检测的 详细施测方案。2.2 检测目的根据相关规范、规程要求及本项目的特点，确定采用以下检测方法进行检测：(1)低应变法检测：目的是检测桩身结构完整性，并为高应变和钻芯检测桩确 定桩位提供依据。(2)声波透射法检测：目的是检测桩身结构完整性。(3)钻芯法检测

2、：目的是检验桩身舲质量、桩身校强度是否满足设计要求；桩 底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求；桩底持力层是否符合设计要求；施工记 录桩长是否属实。(4)高应变法检测：目的是检测单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。三、检测项目和具体内容3.1 低应变检测1. 1.1检测数量根据本项目的要求，确定抽检数量为37根。检测桩号由相关单位确定3. 1.2检测设备检测仪器采用岩海公司出产的RST616K(p)基桩动测仪。4. 1.3检测原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产 生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、断裂、 孔洞等缺陷）和桩底面时，

3、将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值和波形特 征，就能判断桩的完整性。假设桩为一维线性弹性杆，其长度为L,横截面积为A,弹性模量为E,质量密 度为P ,弹性波速为C （C2 = E/P ），广义波阻抗为Z=ApC,推导可得桩的一维 波动方程：6 2 u / 次 2 =C28 2 u/5x2-R/ p A假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质I （阻抗为Z1）进入介质11（阻 抗为Z2）时，将产生速度反射波Vr和速度透射波Vt。令桩身质量完好系数B =Z2/Z1,则有Vr=ViX （1-0） / （1+0）Vt=ViX2/ （1+B）缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波

4、的时间tx由下 式确定Lx=CX tx/23. 1.4技术要求1、检测桩头处理（由施工单位完成）（1）凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，露出坚硬的混凝土表面，使桩顶表面平 整干净无且无水。（2）桩顶的材质、强度、截面尺寸应与原桩身基本相同。（3）检测点要用砂轮机磨平，每根桩的检测点应不少于3个。2、检测时间要求被检测灌注桩硅强度应超过设计强度的70乐且不小于15Mpa03、执行标准根据国家行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003中有关低应变法规 定进行。4、现场检测收集工程概况、成桩情况（如设计资料、施工记录、桩位平面图等）、岩土工 程资料。5、测试步骤检测时严格执行相关检测规范、仪器操

5、作规程，获得准确合理的野外一手资料, 储存于测试仪器的存储器中。具体操作如下:将传感器用黄油或橡皮泥平稳紧密地粘结于平整密实的桩面上，采用力棒激振 的方法获取信号，通过检测仪器监测信号是否合理，如果获得的信号满足要求，并 具重复性，则储存于仪器中；如果测试信号不满足要求，则检查、分析原因，并采 取相应措施，直至获得合理信号。一般储存于仪器中的检测曲线，每条桩不少于三 条。完成一条桩的检测后，简单进行现场分析，便可进行下一条桩的检测。6、资料分析将野外检测资料传输于计算机中，应用相关软件根据一维应力波理论对检测信 号进行时域、频域分析，判断桩身结构完整性。根据所检测波形特性，结合桩的舲设计强度等

6、级要求，将工程桩桩身结构的完 整性按四类划分：I类：桩身完整；II类：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：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；IV类：桩身存在严重缺陷。3.1.5成果整理及资料提交1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级。2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4 份。3. 2声波透射法检测3.2.1 检测数量根据本项目的要求，确定抽检数量为25根。(注：桩径大于或等于1.5M的桩 必须采用声波透射法或钻芯法进行完整性检测)3.2.2 检测设备检测仪器设备采用武汉岩海公司生产的RS系列非金属声波检测仪、双孔式换能 器

7、(35kHz)等。仪器设备及现场联接如图1。图13.2.3 检测原理超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在舲内激 发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在硅内传播过程中表现的 波动特征；当舲内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界 面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当龄内存在松散、蜂 窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能 量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，可以获得测区范围内校的密实度参 数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区 内硅的参考强度和内

8、部存在缺陷的性质、大小及空间位置。在基桩施工前，根据桩 直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。3.2.4 技术要求a）埋管施工i埋管材料：宜采用钢（铁）管、钢质波纹管，钢（铁）管宜用螺纹口连接，不宜 焊接，以保证管内畅通。ii埋管直径：管内径为5060mm。iii管口管底及管内：声测管下到桩底，下端封闭，上端加盖，保证管内无异物; 声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩身混凝土面lOOmm以上，各声测管管口高 度应保持一致;iv埋管要求：应采取适宜的方法（如焊接、绑扎在钢筋笼内侧，每隔5nl用三 角架固定，每管固定点不少于三个）固定声测管，成桩后检测管之间必须保持相互 平行。（注意：

9、检测管倾斜、弯曲、堵塞可能导致声波透射法无法出具检测结论，而 不得不采用钻孔抽芯等其它检测手段进一步检测。）v埋管数量及编组：D<800mm的桩埋设2管，800<D<2000mm的桩埋设不少于3管，D>2000mni的桩 埋设不少于4管。声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，编组方法参见图2,声 测管编号以正北方向顺时针开始第一根管为A； （D：受检桩设计桩径。）图2声测管布置图b）执行标准根据国家行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003中有关声波透射法 规定进行。c）检测时间被检测灌注桩硅强度应超过设计强度的70%,且不小于15Mpa0d）现场检测i资料收集收

10、集工程概况、成桩情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、见附表1、 附表2；ii现场测试在测试时要求将各桩管管口封盖打开，并在管内注满清水。测试时每两根声测 管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，在另 一根声测管中的声测管接收信号，超声仪测定有关参数并采集记录储存。换能器由 桩底同时往上依次检测，遍及各个截面。e)资料分析及基桩质量评判1、桩身缺陷：以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。2、根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷以及缺陷的严重程度，将桩身的完 整性按四类划分：I类：桩身完整；II类：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；I

11、II类：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；IV类：桩身存在严重缺陷。3.2.5 成果整理及资料提交1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级；2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4 份。3. 3钻芯法检测3) 3.1检测数量4) 检测数量应符合下列规定：抽检数量为总桩数的10%,且不少于10根，即检测10根。5) 基桩钻孔数量应根据桩径D大小确定：6) DL2m,每桩钻芯孔数不得少于一孔。7) L2mWDWL6m,每桩钻芯孔数不得少于二孔。8) DL 6m,每桩钻芯孔数不得少于三孔。3、具体检测桩位由设计、监理和甲方确定，并由施工单位负责检测的准备工作

12、。4、特力层的钻探深度应符合下列规定：1)每桩至少应有一孔钻至设计要求深度，如设计未有明确要求时，宜钻入特力 层3倍桩径且不少于3m。2)地下连续墙每个钻芯槽段至少应有一孔钻至设计要求的深度，如设计未有明 确要求时，对承重地下连续墙，宜钻入特力层3倍墙厚且不应少于3nl，对非承重地 下连续墙，每个钻芯孔钻入持力层不宜小于0.5m。5、钻芯法检测时混凝土龄期不得少于28d。3.3.2检测设备本次钻孔抽芯检测采用北京探矿厂生产的XY-1A型油压钻机，lOlmm单动双管 金刚石钻具。3. 3.3技术要求（1）资料收集收集工程概况、桩施工情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、工程地质 资料；（2）

13、现场施工检测严格执行相关检测规范、仪器操作规程。具体实施步骤如下：A、确定钻孔位置。B、钻机安装稳固，底座调平，并保证立轴垂直。C、钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，水压应能保证充分排除孔内岩粉。 当钻孔钻至接近桩端的地基持力层时，应采取提钻或其它措施，保证在一个回次中 能反映桩端接触带的持力层性状。D、在钻芯过程中，应观察并记录回水含砂量及颜色、钻进的速度变化，当出现 异常情况时，应记录位置、程度、沉渣厚度等情况。E、钻芯孔倾斜率不得大于0.5%,当出现钻孔偏离桩时，应停机查找原因。F、当持力层为强风化岩层或土层又未有超前钻探资料时，应进行标准贯入试验。G、采取芯样试件前，对硅、岩芯全貌进

14、行拍照。H、对混凝土的胶结情况、骨料的分布情况、混凝土芯样表面的光滑程度、气孔 大小、蜂窝、夹泥、松散、桩与持力层的接触情况、沉渣厚度、桩端持力层的岩土 特征等，应作出清晰、准确的记录。I、硅芯样的采取：a）数量应符合的规定：当桩长小于10m时，在每孔的上半部 和下半部取代表性芯样2组；当桩长1030m时，在每孔的上、中、下部取代表性 芯样3组；当桩长大于30nl时，每孔选取不少于4组代表性芯样。b）当缺陷部位经 确认可进行取样时，必须进行取样。c）当一桩钻孔在两个或以上且其中一孔因缺陷 严重未能取样时，应在其它孔相同深度取样进行混凝土抗压试验。d）持力层位于中、 微风化岩层且岩芯可制作成试件

15、时，在接近桩底部位置取岩石芯样进行抗压试验。3. 3.4资料分析(1)碎、岩样的抗压强度试验由有资质的实验室承担。(2)质量评定：a钻孔数为一个孔时，凡出现下列情况之一者，应加钻一孔验证；否则，判定 为不满足设计要求：破碎段长度大于50mm。当一组或一组以上芯样试件混凝土强度的代表值未达到设计强度等级。b出现下列情况之一者，则受检地下桩质量定为未达到设计要求：两孔或两孔以上出现a条情况之一的；经钻芯发现桩身某段芯样松散或夹泥；桩长未能满足设计要求；桩底沉渣厚度超过设计要求；持力层厚度或强度未达到设计要求。3. 3.5成果整理及资料提交1、对受检桩的桩身混凝土完整性进行评价(钻芯检测并提供桩身混

16、凝土强度、 桩长、桩底沉渣、岩石风化程度)。2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4 份。3. 4高应变法检测3.1.1 1检测数量根据本项目的要求，确定抽检数量为5根。(注：选择桩径为1.2M的桩进行抽 检)3.1.2 检测设备检测仪器采用岩海公司出产的RS-1616K(p)基桩动测仪。3.1.3 检测原理高应变动力试桩的基本原理：用重锤冲击桩顶，使桩一土产生足够的相对位移, 以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度 传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。假设桩为

17、一维线弹性杆，测点下桩长为L,横截面积为A,桩材弹性模量为E, 桩材质量密度为P,桩身内应力波传播速度(俗称弹性波速)为C (C 2 =E/p ), 广义波阻抗或桩身截面力学阻抗为Z = ApC；其桩身应力应变关系可写为：a = EsF = A - E - £假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：R = R、+ Rd推导可得桩的一维波动方程：d-u _ 2 d2u Rdt1 dx2 p-A分析方法采用Case法和实测曲线拟合法：记冲击速度峰对应时间为tl, t2 = tl+2L/C为桩底反射对应时间，根据实测的 力、速度曲线F(t)、V(t)推导可得case法判定桩的承载力的计算公

18、式为：+ ZM+尸 L 22对于等截面桩，桩顶下第一个缺陷对应的完整性系数由下式计算：S)-R< + fT(l)F (/1) - F T Ox)其中：八(川=他”2Rx缺陷点X以上的桩周土阻力；缺陷位置可根据缺陷反射波的对应时间tx由下式确定：rtx - tLx = c2实测曲线拟合法采用了较复杂的桩一土力学模型，选择实测力或速度或上行波 作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧土摩阻 力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获得桩的竖 向承载力和桩身完整性。3.1.4 技术要求1、桩头处理（1）将桩顶浮浆打掉，保留原桩身钢筋。（2）用高标

19、号校，加早强剂、减水剂捣接桩头，桩头内布钢筋三层，规格结构、 尺寸如图二所示。（3）驳接面要够标号，并要清洗干净。（4）试桩尺寸如图二所示：驳接面深1. 3D时，坑底到驳接面要求保持400高。驳接面深1. 3D时，灌注桩顶应高于坑底1. 3D。（5）场地要能进入16T汽车吊，且阵车后，要求车尾到要测桩距W6米。*图中所示强字单位为mm2、场地要求场地应能行走25吨汽车吊。工地应准备好220V电源、细沙及若干桩头垫板。3、执行标准根据国家行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003中有关高应变法规 定进行。4、检测开始时间规定被检测灌注桩的龄期不小于28天或预留同条件养护试块强度达到设计强

20、度，桩 帽强度达到设计要求，且休止时间符合下表规定：休止时间土的类别休止时间（天）砂土7粉土10粘性土非饱和15饱和25注：对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延-2休止时间5、现场检测（1）资料收集收集工程概况、成桩情况（设计资料、施工记录、桩位平面图等）、工程地质资 料，见附表1、附表2。（2）测试步骤检测严格执行相关检测规范、仪器操作规程，获得准确合理的野外一手资料， 储存于测试仪器的存储器中。具体实施步骤如下：将力和加速度传感器安装在桩顶下距桩顶二倍桩径处，用吊车吊起重锤到一定 高度，让重锤自由落下冲击桩顶，通过检测仪器接收桩的应力波信号，现场分析信 号是否合理，如果获得的信号满足要求，则储存于

21、仪器中；如果测试信号不满足要 求，则检查、分析原因，并采取相应措施，直至获得合理信号；一般储存于仪器中 的检测曲线，每条桩不少于二条。6、资料分析将野外检测资料传输于计算机中，用相关分析软件根据一维应力波理论分析处 理力和速度时程曲线，判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。根据所测波形特性，结合桩的舲设计强度等级要求，将工程桩身结构的完整性按四类划分:I类：桩身完整；【类：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥;in类：柩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；IV类：桩身存在严重缺陷。3. 4. 5成果整理及资料提交1、对实测曲线进行分析并绘制，评定基桩质量等级，判定单桩竖向承载力是否 满足设计要求；2、野外检测完成后2天内提供初步检测结果，5天内提供正式检测报告一式4 份。四、检测时间及工期安排接到业主通知后（业主在检测前48小时通知），按照双方商定的时间及时到达 现场开展检测工作。五、安全保证措施1、严格遵守国家现行有关的安全施工措