基桩检测技术方案

1、某工程基桩检测方案（低应变法、高应变法、高应变法打桩监测）审核:2017年4月1日第1页共ii页一、工程概况某工程，基础采用锤击混凝土管桩，设计桩身混凝土强度等级C80,设计桩径400600mm设计桩长4060m基础持力层为中砂层，竖向抗压极限承载力为4000kM5000kN,水平极限承载力为100kN120kN、200kN,共约4345根桩。据规范及设计要求，本工程涉及到的检测有：低应变法、高应变法、高应变法打桩监测。二、检测依据1、广东省地方标准建筑地基基础检测规范（DBJ15-60-2008）;2、行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014;3、国家标准建筑地基基础工程施工质量

2、验收规范（GB50202-2002）;4、国家标准岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009年版；5、有关设计文件等。三、基本规定1、一般规定地基基础工程验收检测的抽检数量应按单位工程计算。当单位工程由若干个子单位工程组成时，抽检数量宜按子单位工程计算。同一单位工程采用不同地基基础类型时，应分别确定检测方法和抽检数量；同一单位工程中采用不同桩型或不同地基处理方法的，宜分别确定检测方法和抽检数量。对补桩、加固处理后的桩应进行抽检。除下列情形之一外，预应力管桩和灌注桩的承载力可采用高应变法检测：（1）地基设计等级为甲级；（2）地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；（3）属于本地区采用的新桩型

3、或新工艺；（4）挤土群桩施工产生挤土效应。本工程无以上4种情况，因此，本工程的基桩承载力检测可采用高应变法检测。2、验证当检测结果有异议时，应在原受检桩上进行验证检测，数量根据实际情况确定，第2页共11页验证检测的方法应符合规范规定：(1)浅部缺陷可开挖验证；(2)桩身或接头存在缺陷的预制桩可用高应变法进行验证；(3)可采用钻芯法、高应变法验证低应变法检测结果；(4)对声波透射法检测结果有异议时，可重新组织声波透射法检测，或在同一基桩进行钻芯法验证；(5)对钻芯的检测结果有异议时，可在同一基桩增加钻孔验证；(6)对高应变法单桩竖向抗压承载力检测结果有异议时，可采用单桩竖向抗压静载试验方法进行验

4、证。3、扩大抽检当检测结果不满足设计要求时，应扩大抽检，扩大抽检的方法应采用原抽检方法或准确度更高的检测方法，数量按不满足设计要求的桩数加倍扩大抽检：(1)当低应变法发现出、IV类桩之和大于抽检桩数的20%时，应按原抽检比例扩大抽检，当两次抽检的田、IV类桩之和仍大于抽检桩数的20%时，应全数抽检。当田、IV类桩之和不大于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量。(2)当高应变法和声波透射法发现出、IV类桩之和大于抽检桩数的20%时，应按原抽检比例扩大抽检。当田、IV类桩之和不大于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量。(3)单孔钻芯检测发现桩身质量问

5、题时，宜在同一基桩增加钻孔。对钻芯的检测结果有怀疑或争议时，可在同一基桩重新取芯进行验证。4、检测方法、抽检数量根据设计单位及行业标准建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2014)要求，结合本工程具体特点，主要检测数量及规范要求详见附表。第3页共11页四、技术要点1、低应变检测1.1 适用范围及检测频率适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置；对于嵌岩桩，还可判定桩底持力层的端承效果。检测比例根据行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014相关要求。对于预应力管桩，采用低应变法进行桩身完整性检测时，检测数量不应小于总桩数的20%,且每个承台不少于1根，且不得少于10根。

6、1.2 检测基本原理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，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。假设桩为一维线弹性杆，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：2u/2uR2c2t2x2A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R（阻抗为Z2）时，将产生速度反射波Vr和速度透射波Vto令桩身质量完好系数B=Z2/Z1,则有：1VrVi1VtV-21缺陷的程度根据

7、缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定：1 -八Lx-C?tx2第4页共11页1.3 仪器设备检测仪器采用武汉岩海公司生产的RS-1616K（S/P）基桩动测仪检测设备及现场联接见下图。基桩反射波法检测仪器设备现场连接示意图1.4 准备工作（由施工单位预先完成）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且无水（见下图），管桩如桩头高出地面2m以上，则应把桩锯掉，使之高出地面0.2m1.5m,方便检测。2、桩顶的材质、强度、截面尺寸应与原桩身基本相同。3、妨碍正常测试操作的桩顶外露钢筋应割掉。4、桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。检测

8、点必须磨平。5、当桩头与承台或垫层相连时，应将桩头与混凝土承台断开。切除或髭升影响检测的枪头外露主筋第5页共11页司则不可测可测桩头泥眇.和水要措理干净不可测处理后_桩图3桩头要处理平整1.5现场技术要求1、应通过现场对比测试，选择适当的锤型、锤重、锤垫材料、传感器安装方式。A、传感器安装应安装在桩顶面并桩顶面垂直；安装点及其附近不得有裂缝，用耦合剂粘结时，应有足够的粘结强度。B、传感器安装点当激振点位置在桩顶中心时，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处详见示意图。C、锤击点与测量传感器安装点应避开钢筋笼的纵筋影响。D锤击方向应沿桩轴线方向E、应根据桩身长度、缺陷所在位置的深浅，调整锤击

9、脉冲宽度灌注桩安装史激振锤击点传感器安装点管桩安装2、测试参数设定应符合下列规定：A、合理设置采样时间问隔、采样点数、增益、模拟滤波、触发方式等，其中增益应结合激振方式通过现场对比试验确定。B、时域信号分析的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5mq频域信号分析的频率范围上限不应小于2000HzC、设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长。D桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。第6页共11页E、传感器的灵敏度系数应按计量校准结果设定。3信号采集和筛选应符合下列规定：A、每根桩的检测点数不应少于2个；桩径大于1200mm寸，每根桩不应少于3个检测点。B、对检测信号应作叠加平均处理，每个检

10、测点参与叠加平均处理的有效信号数量不宜少于3个。C、检测时应随时检查采集信号的质量，判断采集信号是否反映桩身完整性特征。D信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。E、对于同一个受检桩，不同检测点及多次实测时域信号具有良好重复性，则储存于仪器中；如果测试信号一致性较差，不满足要求，则应检查、分析原因，增加检测点数量，并采取相应措施，直至获得合理信号。完成一条桩的检测后，便可进行下一条桩的检测。1.6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。根据所测波形特性，结合桩的碎设计强度等级要求，将工程桩身结构的完

11、整性按四类划分：I类:桩身结构完整；R类：桩身存在轻微缺陷，但桩身结构完整性基本不影响桩的正常使用；田类：桩身存在明显缺陷，应采取其它方法进一步抽检确定其可用性；IV类：桩身存在严重缺陷或断桩。2、高应变法检测（复打检测）2.1 检测目的及数量高应变法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性。检测比例根据行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014的相关要求，抽检桩数不应少于总桩数的5%且不彳#少于5根。2.2 仪器设备检测仪器采用武汉岩海工程技术有限公司制造的RS-1616K（S）型基桩动测仪。2.3 现场检测要求及原理第7页共11页A、高应变动力试桩现场要求说明为了准确、高效、安

12、全地完成试验工作，获得可靠的试验数据，请建设单位、施工单位严格按如下要求，认真做好挖孔桩和钻、冲孔桩高应变试验前的准备工作。现场准备工作如下：1）、以桩身为中心开挖试桩桩坑，尺寸为2.5米X2.5米，坑底平整干燥。2）、用20吨检测锤时场地条件应能够进退场、行走50吨汽车吊车，靠近检测桩位置提供一个10米X12米汽车吊车工作平台面（100吨为16X14米，具体要求以现场踏勘为准），吊车车尾离被检测桩中心的距离07米。3）、工地应准备好220V电源及若干桩头垫板（尺寸0.5米X0.5米，厚度大于1.5厘米整块模板夹板，新旧不限）。B、现场检测（1）传感器的安装、测试时必须安装应变计和加速度计各两

13、只。、传感器应分别对称安装在桩顶以下桩身两侧。传感器与桩顶之间的垂直距离不宜小于2d（d为桩的直径或边长）。对于大直径桩，传感器与桩顶之间的垂直距离也不得小于1d。、安装传感器的桩身表面须平整，其周围不得有缺损或断面突变。安装面范围内的材质和截面尺寸必须与原桩身等同。、应变计中心与加速度计中心应位于同一水平面上，两者之间的水平距离不宜大于10cm、当采用膨胀螺栓固定传感器时，安装时应符合下列规定。a、螺栓孔应与桩身中轴线垂直，其孔径应与采用的膨胀螺栓尺寸匹配；b、安装完毕后的应变计应紧贴桩身表面，初始变形不得超过规定值，测试过程中不得产生相对滑动。、当进行测试时，应先将传感器引线与桩身固定可靠

14、，防止引线振动受损。（2）测试技术要求、锤击桩顶时，重锤中轴线应与桩身中轴线基本重合。、测试前应认真仔细检查确认整个测试系统处于正常状态，仪器机壳已接第8页共11页地良好，并逐一核对各类参数设定值。、测试信号应有足够持续时间，力和加速度时程曲线必须最终归零。、测试时宜实测每一锤击作用下桩的贯人度，为使桩周土产生塑性变形，单击贯人度不宜小于2.5mm、测试时应及时检查采集数据的质量，并及时调整。如发现桩身有明显缺陷程度加剧，应停止测试，进行检查。、当测试仅为检测桩身结构完整性时，可减轻锤重，降低落距，减少桩顶锤垫厚度，但必须能观察到桩底反射击信号。(3)、测试步骤检测时严格执行相关检测规范、仪器

15、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。具体操作如下：将传感器安装于平整密实的桩面上，采用重锤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。C、检测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,

16、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(C2=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：EFAE假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：RRsRd推导可得桩的一维波动方程：t2第9页共11页分析方法采用Case法和实测曲线拟合法：记冲击速度峰对应时间为t1,t2=t1+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式为：F(ti)ZV(ti)F(t2)ZV(t2)Rc(1Jc)()()(1Jc)()(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：F(t1)RxF(t

17、x)F(t1)F(tx)其中:F(t1)F(t1)ZV(t1)2F(tx)F(tx)ZV(tx)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:txt1Lxc2实测曲线拟合法采用了较复杂的桩-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、高应变法检测(跟桩检测)3.1 检测目的及数量高应变法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性。在全面施工前利用工程桩位置进行试打桩，利用高应变动测配合测试，以取得

18、正式打桩所需的有关控制数据(冲程、最后三阵、每阵10击平均贯入度、最后1m沉桩锤击数)。检测比例根据行业标准建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2014和设计相关要求，抽检桩数不应少于总桩数的3%且不彳导少于3根。3.2 检测设备及原理第10页共11页检测设备及原理与高应变法复打桩检测相同五、质量保证技术措施1、现场检测人员必须严于要求、各尽职守，即时、完整、齐全、准确地填写原始资料，并上交归档，当天资料当天验收。2、抓好现场检测作业的每一个环节，严格按照作业指导书实施现场检测。3、各岗位有严格的分工和明确的责任。4、注重资料的整理和分析，提高检测总体质量效果。5、设立专门的质量监督体系，对检测的全过程进行质量监督控制。6、坚持持证上岗的质量责任。7、精心组织：从人员、仪器设备、试验方法和环境等方面防止和杜绝系统误差的产生。8、严格按照技术标准要求、试验工作流程实施，切实搞好工序质量和过程质量控制。9、试验前应仔细检测仪器设备的鉴定情况、实际状态，并由经验丰富、具备资质、责任心强的人员进行操作