建筑工程单桩复合地基试验方案

***工程单桩复合地基试验方案

1、工程概况

***公司拟建的***项目位于***路路以西，**街北部，，地理位

置优越，交通条件便利。本工程详勘阶段的岩土工程勘察工作(一

次性详细勘察)单位为***路工程勘察院，设计单位为***路设计

研究院。

本工程桩基根据***路工程勘察院**年**月提供的《***公司

***岩土工程勘察报告》可知，拟建场地自上而下各主要土层的工

程地质特征如下：

表1地基土分层和主要物理力学指标

承载力

平均层厚桩侧阻力特征值嬲阻力楙E值

编号土层岩性土层状态特征值

(ID)

fk(kPa)(kPa)(kPa)

1杂填土杂色，稍湿，松散0.9270--

2黄土状粉土黄褐色，稍湿，稽密3.51110--

3砂质粉土褐黄色，湿，中密4.9912026-

4粉土褐黄色，湿，密实4.3513030-

5粉质粘土褐黄色，可塑，中压42.0213028550

6粉砂浅黄色，湿，中密10.2116031750

7粉土饱和，中密11.08180

8粉质粘土浅红色，软塑，中压与3.24180

9粉砂灰黄色，湿，密实6.91190

10粉土灰黄色,湿，密实未揭穿190

本工程根据***路设计研究院提供的施工图可知，1#〜7#住宅

楼地基处理设计采用CFG桩复合地基，桩身直径为400nlm，有效桩

长13.00m,正方形布桩，桩中心距1400mm,桩身强度不应低于C20,

CFG桩复合地基承载力特征值应达到350kPa,CFG单桩承载力特

征值应达到560kNo设计要求水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时,

承载力检验应采用复合地基和单桩载荷试验。地基检验应在桩身

强度满足试验荷载条件时，并在施工结束28天后进行。试验数量

为总桩数的1%,且不应少于3处。应抽取不少于总桩数的10%的

CFG桩进行低应变动力试验，要求所测桩桩身完整无断桩、缩径

现象。

图1CFG桩布置示意图

表2CFG桩复合地基载荷试验工程量统计表

楼号1#2#3#4#5#6#7#8#

CFG根数266383266374371351374

静载（根）34344443（lm2平板载荷）

低应变（根）27392738383638

2、检测依据

①《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）；

②《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

③《***工程岩土工程勘察报告(详勘)》；

④CFG桩平面布置图及甲方相关要求。

3、CFG桩低应变法检测完整性方案和技术措施

3.1质量评价标准

依据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)、《建筑地基

处理技术规范》(JGJ79-2012)、《***工程岩土工程勘察报告(详

勘)》、施工记录等进行质量评定。

3.1.1桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰

减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按规定

和所列实测时域或幅频信号特征进行综合判定。

①采用时域信号分析时，应结合有关施工和地质资料，正确

区分桩身截面渐扩后陡降恢复至原桩径产生的一次同相反射，或

由扩径突变处产生的二次同相反射，以避免对桩身完整性的误判。

②应正确区分浅部缺陷反射和大头桩大头部分恢复至原桩径

产生的同相反射，以避免对桩身完整性的误判，必要时采取开挖

方法查验。

桩身完整性判定表

类

时域信号特征幅频信号特征

别

2L/c时刻前无缺陷反射波，桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频

I

有桩底反射波差pc/2L

桩底谐振峰排列基本等间距，轻微缺陷

2L/c时刻前出现轻微缺陷反

II产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频

射波，有桩底反射波差A/">c/2L

III有明显缺陷反射波，其它特征介于II类和IV类之间

L/c时刻前出现严重缺陷反射桩底谐振峰排列基本等间距，相邻频差

波或周期性反射波，无桩底反H">C'/2L,无桩底谐振峰；

射波；或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐

或因桩身浅部严重缺陷使

IV振峰，无桩底谐振峰

波形呈现低频大振幅衰减振

动，无桩底反射波；

或按平均波速计算的桩长

明显短于设计桩长。

注：1.对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部

分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地

同条件下有桩底反射波的其它桩实测信号判定桩身完整性类别。

2.不同地质条件下的桩身缺陷检测深度和桩长的检测长度应根据试验确定。

3.1.2出现下列情况之一，桩身完整性判定宜结合其他检测

方法进行：

a实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确分析和评价；

b当桩长的推算值与实际桩长明显不符，且缺乏相关资料加

以解释或验证；

c桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。

d桩身浅部存在缺陷可开挖验证；

e桩身深部或桩底存在缺陷时可采用钻芯法进行验证。

3.2仪器设备

仪器设备:低应变反射波法，美国PIT-V。

3.3检测方案

3.3.1在成桩28d后，采用低应变动力检查桩身完整性。应

抽取不少于总桩数10%的桩，根据《基桩低应变动力检测规程》

进行低应变检测，且每检验批不少于3根。

3.3.2低应变反射波法（瞬态激振时域频域分析法）采用瞬

态激振方式，通过实测桩顶加速度或速度信号的时域、频域特征,

采用一维弹性波动理论分析判定基桩桩身完整性，即桩身存在的

缺陷位置及其影响程度。

力

低应变反射波法检测原理图

低应变反射波法属于快速普查桩的施工质量的一种半直接

法，对于有疑问的桩采用其他方法进行检测验证。

3.3.3仪器设备要求

a检测仪器通过技术鉴定，并具有产品合格证书和计量检定

证书;

b仪器设备已定期进行全面检查和调试，其技术指标符合仪

器质量标准；

C检测系统具有信号滤波、放大、显示、储存和信号处理分

析功能；

d根据桩型及检测目的，宜选择不同大小、不同质量的力棒

和不同材质的激振头，以获得所需的激振频率和能量；

e信号采集及处理和传感器性能符合现行行业标准《基桩动

测仪》JG/T3055的有关规定。

3.3.4传感器安装和激振操作应符合下列规定：

a传感器安装部位应清理干净，不得有浮动砂土颗粒存在；

不得安装于松动的石子上；传感器安装应与桩轴线平行；

b用黄油或其它粘结耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度,

传感器底面粘结剂越薄越好。在信号采集过程中，传感器不得产

生滑移或松动；

c实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位

置宜为距桩中心2/3半径处。激振点处混凝土应密实，不得有破

损，激振时激振点与混凝土接触面应点接触；

d激振方向沿桩轴线方向。采用力棒激振时，应自由下落，

不得连击。采用力棒或自由落锤，激振能量可控性和信号重复性

比用榔头式锤敲击效果好；

e激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩或浅部

缺陷桩的检测宜采用轻锤快击窄脉冲激振；长桩、大直径桩或深

部缺陷桩的检测宜采用重锤宽脉冲激振，也可采用不同的锤垫来

调整激振脉冲宽度。现场实际操作应综合应用手锤和力棒；

f激振能量在能看到桩底反射的前提下尽量小，可减少桩周

参加振动的土体，以减少土阻力对波形的影响；

3.3.5测试参数设定应符合下列规定：

a时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于

5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz；

b设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长；

c桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定，也可

以制作模型桩测定；

d采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分

辨率合理选择；

e传感器的灵敏度值应按计量检定结果设定。

3.3.6信号采集和筛选

a根据该工程CFG桩桩径大小，桩心对称布置2-4个检测点；

各检测点重复检测次数不宜少于3次，且检测波形应具有良好的

一致性；

b当信号干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振,

提高信噪比；

C不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原

因，排除人为和检测仪器等干扰因素，增加检测点数量，重新检

测；

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对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证。

3.3.7资料分析与整理

3.3.7.1桩身完整性分析宜以时域曲线为主，辅以频域分析,

并结合地质资料、施工资料和波形特征等因素进行综合分析判定。

3.3.7.2桩身波速平均值的确定；

a当桩长已知、桩底反射信号明显时，选取相同条件下不少

于5根I类桩的桩身波速按下式计算桩身平均波速；

1〃

c=-yc.

c2AX1000

C,=------------

'\T

G=2L•M

式中C“，一桩身波速的平均值(m/s)；

G-参与统计的第，根桩的桩身波速值(m/s)；

测点下桩长(m);

AT一时域信号第一峰与桩底反射波峰间的时间差（ms）;

学一幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差（Hz）,计算时不

宜取第一与第二峰；

〃一参与波速平均值计算的基桩数量（〃之5）。

b当桩身波速平均值无法按上述方法确定时，可根据本地区

相同桩型及施工工艺的其它基础工程的测试结果，并结合桩身混

凝土强度等级与实践经验综合确定；

c如具备条件，可制作同混凝土强度等级的模型桩测定波速,

也可根据钻取芯样测定波速，确定基桩检测波速时应考虑土阻力

及其它因素的影响。

d桩身缺陷位置应按下列公式计算：

式中〃一测点至桩身缺陷的距离（m）；

△T'一时域信号第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）；

©'一幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）；

c一桩身波速（m/s）,无法确定时用Cm值替代。

3.4技术措施

CFG桩顶表面应处理平整干净，撑握仪器的特性保证检测结

果的正确性和准确性，因此对实测信号复杂，无规律，无法对其

进行准确分析和评价时，要对抗滑桩反复测试，必要时可用其它

方法验证，以找到最佳结论。

3.5检测前准备工作

a检测时受检桩桩身混凝土强度应达到设计强度的70%,且

不小于15MPa

b施工单位填写报检表，经监理单位签字确认后，提前24小

时通知现场检测人员。

c检测单位到达现场后，施工单位将报检表、基桩参数表和

工程相关资料（如有）一并交给检测单位的现场负责人。

d施工单位对报检的基桩必须做好准备工作，并达到以下要

求：

①桩顶在检测时，标高应为设计标高；

②要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条

件基本相同；

③CFG桩应凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混

凝土表面；

④桩顶表面应平整干净且无积水；

⑤按要求打磨出足够的平面，直径约为6cm,打磨面应平顺

光洁密实;

⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗

变化，对测试信号会产生影响。因此，测试时，当桩头侧面与垫

层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。

3.6检测数量

CFG桩低应变检测数量为总桩数的10%,检测数量约198根。

4、CFG桩单桩复合地基静载荷试验方案和技术措施

4.1质量评价标准

试验点的数量不应少于3个点，当满足其极差不超过平均值

的30%时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。当其极差超

过平均值的30%时，应分析离差过大的原因，需要时应增加试验

数量，并结合工程具体情况确定复合地基承载力特征值。

4.2仪器设备

采用平台压重反力装置，园形钢性承压板(单桩复合地基试

验承压板面积根据布桩间距和桩土置换率而定)，用200吨油压千

斤顶加载，行程50mm大量程百分表位移测读。静载试验自动加载

系统YB-150o

4.3试验方案

试验方法为快速维持荷载法。试验设备、测试仪表的安装、

试验资料的分析整理、复合地基土极限承载力取值按《建筑地基

基础处理规范》(JGJ79-2012)有关规定为准则。

4.3.1静载荷试验准则：

(1)基坑宽度不应小于压板宽度或直径的3倍，应注意保持

试验土层的原状结构和天然湿度。基准梁及加荷平台支点宜设在

试坑以外，且与承压板的净距不应小于2m。

(2)荷载分级：最大加载压力不应小于设计要求承载力特征

值的2倍，分8〜12级加载。

(3)沉降测读原则：

每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每

0.5h读记一次。当1小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级

荷载。

4.3.2终止试验条件：

复合地基试验当出现下列情况之一时可终止试验

a.沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;

b.承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；

c.当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压

力值的2倍。

4.3.3、卸载和卸载沉降观测

卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级载，间

隔0.5h,读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔3h读记总回弹量。

4.3.4复合地基承载力特征值的确定

1、当压力-沉降曲线上极限荷载能确定，且其值不小于对

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。

2、当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形

值确定，并应符合下列规定：

①.对水泥粉煤灰碎石桩复合地基，对以卵石、圆砾、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；

对以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对

应的压力。

②.按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压

力的一半。

4.4技术措施

①试验应在桩顶设计标高进行，承压板底面以下宜铺设粗砂

或中粗砂垫层，垫层厚度可取100〜150mm。

②试验前应采取防水和排水措施，防止试验场地地基土含水

量变化或地基土扰动，影响试验结果。

③复合地基试验承压板应有足够的刚度。

④单桩复合地基静载荷试验桩的中心（形心）应与承压板中

心保持一致，并与荷载作用点相重合。

45检测前准备

①确定承压板直径：正方形布置，承压板直径d=l.13X

1.4=1.582m；

②最大加载量的确定

Q=2x^^=1372kN=137吨。

4.6检测数量

按甲方要求共检测29根。

5、灰土换填地基静载荷试验方案和技术措施

5.1质量评价标准

同一土层参加统计的试验点不应少于3点，各试验点实测值

的极差不超过其平均值的30%时，取其平均值作为处理地基地基

承载力特征值。当其极差超过平均值的30%时，应分析离差过大

的原因，需要时应增加试验数量，并结合工程具体情况确定处理

后地基的承载力特征值。

5.2仪器设备

采用平台压重反力装置，圆形钢性承压板（压板面积应按需

检验土层的厚度确定，本次试验采用Im,钢板），用200吨油压千

斤顶加载，行程50nlm大量程百分表位移测读。静载试验自动加载

系统YBT50。

5.3试验方案

5.3.1试坑开挖

试验基坑宽度宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3

倍。应保持试验土层的原状结构和天然含水量。宜在拟试压表面

用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。基准梁及加载平台支

点（或锚桩）宜设在试坑以外，且与承压板的净距不应小于2m。

5.3.2加荷

加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2

倍。每级荷载施加后，间隔lOmin、lOmin、lOmin、15min、15min、

测读一次沉降，以后每隔0.5h测读一次沉降量，当在连续2h内，

每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷

载。

5.3.3试验终止条件:

当出现下列情况之一时，即可终止加载，当满足前三种情况

之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。

a）承压板周围的土明显地侧向挤出；

b）沉降s急骤增大，压力-沉降曲线出现陡降段；

c）在某一级荷载下，24h沉降速率不能达到稳定标准；

d）承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%0

5.3.4处理后的地基承载力特征值确定应符合下列规定：

a）当压力-沉降曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的

荷载值。

b）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限

荷载值的一半。

c）当不能按上述两款要求确定时，可取s/b=O.01所对应的荷

载，但其值不应大于最大加载量的一半。承压板的宽度或直径大

于2m时，按2m计算。

注：s为静载荷试验承压板的沉降量；b为承压板宽度。

y------------------jews

u•荷板U

6、设备与人员安排

6.1试验设备

表3静载试验设备配备一览表

序号名称规格数量编号备注

1全自动静载仪

2位移传感器

3压力传感器

4油压千斤顶

5电动油泵

6基准梁

7主梁

8副梁

9承压板

10吊车

11电焊机

12配套设施

表4低应变检测设备配备一览表

序号名称规格数量备注

1低应变检测仪

2加速度传感器

3力棒

4黄油

6.2检测人员名单

表5检测人员一览表

序号姓名职务或职称检测证书编号分工

1

2

3

4

7、检测进度安排

我公司将尊循检测工作规律，在检测技术、设备、人员等方

面进行筹划运作，精心科学地组织好检测准备、现场数据采集和

报告出具工作，保证检测项目有序进行。

7.1本检测工程计划开始日期由委托方要求为准，检测进场

前3天踏勘场地，与委托方（设计、施工、监理）沟通，确认检

测方案和领受委托方的其他技术要求。

7.2检测设备进场后，综合考虑委托方、试桩龄期和间距组

织载荷试验。静载荷试验应在桩身强度和土体的休止时间满足检

测规范规程要求后进行。

7.3现场检测完毕后按委托方要求提供中间报告和正式报

告。一般规定如下：单项（位）检测外业全部结束后，3天内提

供中间结果报告，7天后提供最终正式报告。

7.4如遇工地停电、恶劣天气、或与施工单位工作相冲突以

及其它不可抗拒因素影响，检测时间应顺延。

8、质量保证措施

质量标准：严格按照设计要求、经批准的检测方案及相关检

测技术规范，真实反映试验的实际情况。

我公司持有**省住建厅颁发的建设工程质量检测机构资质

证书，并通过了CMA计量认证、CNAS实验室认可和IS09001：2008

质量管理体系认证。有关质量方面的管理均严格按照我公司质量

手册、程序文件进行，并严格遵守现行有关技术规范规程，从而

使桩基检测过程得到很好控制，桩基检测检测结果得到很好保证。

8.1检测过程保证措施

(1)对委托方提供产品的保证措施

委托方提供本场地的工程地质勘察报告、本工程的桩位示意

图、各试桩的施工记录和对测试的具体要求等资料，与现场情况

相验证，确定其是否正确、可靠、齐全和适用。

(2)静载荷试验过程的保证措施

试验前，由试验人员和设备管理员对仪器、仪表的工作状态

进行检查调试确认。采用压力表对力进行监测，采用四块百分表

对桩