主楼及裙房桩基检测方案

广州金融城起步区AT090908地块项目B栋主楼及裙房桩基检测方案目录一、编制依据 一、编制依据序号类别规范、规程名称编号1国家《建筑地基基础设计规范》GB50007-20112行业《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-20143地方《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-20084/广东省桩基质量检测技术规定（试行）粤建科字［2000］137号5/关于建筑工程地基基础检测工作的通知穗建质[2010]574号6/广州金融城起步区AT090908地块项目B栋桩基设计图纸/二、工程概述2.1工程概况序号项目内容1工程名称广州金融城起步区AT090908地块项目2建设单位广州穗荣房地产开发有限公司3设计单位广州容柏生建筑结构设计事务所、广东省建筑设计研究院、广州市人防建筑设计研究院有限公司、广州宝贤华翰建筑工程设计有限公司4监理单位广东省建筑工程监理公司5施工单位中国建筑一局（集团）有现公司、中国建筑第八工程局有限公司6勘察单位华南理工大学建筑设计研究院勘察工程有限公司7桩基检测单位广州市盛通建设工程质量检测有限公司广州继善建筑技术有限公司8地理位置广州市天河区黄埔大道与规划春融路交叉口西南侧9结构形式现浇钢筋混凝土框剪结构10基础形式人工挖孔灌注桩、天然拓展基础、抗拔锚杆11基底面积约4800平米12建筑层数地下四层，地上B塔楼50层，裙楼3层13建筑高度B塔楼220米14地基基础设计等级计设计等级甲级2.2桩基概况广州金融城起步区AT090908地块项目总建筑面积257242㎡，B栋基底面积约4800㎡，基础形式为人工挖孔灌注桩及天然扩展基础：根据设计图纸，B栋主楼人工挖孔灌注桩共37根（含部分天然基础），裙房人工挖空灌注桩20根；人工挖孔灌注桩桩芯砼标号为C40。挖孔桩穿过的主要地层为强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩、微风化泥质砂岩，要求入微风化不小于0.5m，挖孔桩在基坑内施工，下伏基岩较浅，桩长较短，但入岩较深，在全强风化地层中主要采用风镐进行挖掘，在中、微风化地层中采用爆破进行挖掘。三、检测项目、方法及数量根据广州市城乡建设委员会发布《关于建筑工程地基基础检测工作的通知》（穗建质[2010]574号）的规定、施工图纸设计要求以及管桩基础的分布特征，并结合相关技术规范，本项目采用钻芯、声波透射、低应变法检测桩身质量，采用钻心法及单桩抗拔静载试验检测成桩承载力，对岩石地基进行岩基荷载及钻芯试验。抽样应随机、均匀。3.1检测项目及相应采用的方法序号检测项目方法1桩身质量低应变法检测：检测钢筋混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置声波透射法检测：检测桩身完整性，判定桩身缺陷的位置、范围和程度钻芯法检测：检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别2承载力单桩抗拔静载试验：检测单柱的竖向抗拔承载力钻芯法检测：当桩径＞1.2m时，在试验设备和现场条件限制难以采用静载试验及高应变法抽测时，对端承型嵌岩桩（含嵌岩型摩擦端承桩、端承桩）可采用钻心法检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩底持力层岩土性状3.2检测数量根据相关规范，本工程桩基检测数量按下面比例确定：序号检测项目检测方法检测规范要求1桩身质量检测钻芯法、超声波法d≥1.5m柱下桩每个承台下的桩应采用钻芯法或声波透射法抽检，抽检数量不少于该承台下桩总数的30%且不少于1根d＜1.5m柱下桩和非柱下桩抽检数量不少于相应桩总数的30%且不少于20根低应变法未抽到的其余桩（注意：当桩长细比≤5，不能用低应变检测桩身质量）2承载力检测岩基荷载及钻芯按设计要求，岩基荷载不少于3点，岩基钻芯不少于6点，地质条件复杂的工程还应增加点数钻芯法（抗压）抽检数量不少于总桩数的10%，且不少于10根。钻芯法抽检的数量可计入桩身质量抽检数量。各工程分部未检测的桩基检测数量如下：工程名称广州金融城起步区AT090908地块项目工程分部检测项目情况说明检测数量B栋主楼混凝土灌注桩（桩径≥1500mm柱下桩）总桩数为16根，承台数为16个钻芯法4根，声波透射法12根混凝土灌注桩（非柱下桩）总桩数为21根,承台数1个钻芯法6根，声波透射法15根，岩基荷载及钻芯有一个地质区域钻芯法6孔，岩基载荷试验3点B栋裙房混凝土灌注桩（桩径＜1500mm柱下桩和非柱下桩）柱下桩总数16根，承台数16个钻芯法9根，声波透射法7根非柱下桩4根承台数2个钻芯法1根，声波透射法检测3根抗拔锚杆总数585根抗拔按5%检测，30根四、机械设备和人工配合序号检测方法机械设备数量人员数量1低应变法PIT桩身完整性测试仪14基桩动测仪22声波透射法跨孔超声仪343钻芯法100吨电液伺服压力试验机14钻机44静载桩基静载荷测试仪14液压千斤顶1五、实验时间要求1、宜先进行桩身完整性检测，后进行承载力检测。2、从成桩到开始试验的间歇时间应符合下列规定：（1）当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩桩身混凝土强度不得低于设计强度等级的70%或预留立方体试块强度不得小于15MPa。（2）当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期不得小于28d或预留立方体试块强度不得低于设计强度等级。（3）静载试验的间歇时间：混凝土灌注桩的混凝土龄期不得小于28d。六、验证检测和扩大抽检6.1验证检测当对检测结果有异议时，应在原试验点附近重新选点进行试验或在原受检桩上进行验证检测，验证检测的抽检数量宜根据实际情况确定，可以采用以下方法：1、桩身浅部缺陷可采用开挖验证；2、可采用钻芯法、高应变法验证低应变法检测结果；3、对于声波透射法检测结果有异议的，可重新用声波透射法检测，或在同一根桩用钻芯法检测；4、可在同一根桩增加钻孔验证钻芯法检测结果；6.2扩大抽检当检测结果不满足原设计要求时，应进行扩大抽检。扩大抽检应采用原来的检测方法或准确度更高的检测方法。当因未埋设声测管而不能采用声波透射法扩大抽检时，应采用钻芯法。扩大抽检的数量应符合下列规定：1、当单桩承载力检测或钻芯法检测结果不满足设计要求时，应按不满足设计要求的数量加倍扩大抽检。2、当采用低应变法抽检桩身质量所发现的Ⅲ、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Ⅲ、Ⅳ类桩之和仍大于抽检桩数的20%时，该批桩应全数检测。当Ⅲ、Ⅳ类桩之和不大于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案、扩大抽检的方法和数量，扩大抽检的数量不宜少于该次抽检发现的Ⅲ、Ⅳ类桩总数的2倍。3、当采用声波透射法抽检桩身质量发现有Ⅲ、Ⅳ类桩时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量，扩大抽检的数量不宜少于该次抽检发现的Ⅲ、Ⅳ类桩总数的2倍。4、加固处理后的桩宜全部进行检测，对补桩应进行抽检。检测方法应优先选用钻芯法、静载试验或高应变法。七、检测技术方案7.1低应变法检测7.1.1、检测原理：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ρ，弹性波速为C（C2=E/ρ），广义波阻抗为Z=AρC；推导可得桩的一维波动方程：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Ⅱ（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β＝Z2/Z1,则有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的时间tx由下式确定：7.1.2、仪器及设备：1、检测仪器采用欧美大地公司生产的PIT基桩动测仪；2、检测仪器事先经过华南国家计量测试中心检定；3、检测仪器有严格的使用、检查、维修记录；4、瞬态激振设备采用专用的能激发宽脉冲和窄脉冲的多功能手锤、多功能力棒。7.1.3、现场检测：1、选择合适重量的激振力锤，有宽脉冲获得桩底或桩身下部缺陷反射信号，有窄脉冲获得桩身上部缺陷反射信号，激振方向沿桩轴线方向，确保传感器与桩顶面垂直且与桩身轴线一致，且紧贴桩顶面，在信号采集过程中不产生滑移或松动；2、当随机干扰较大打时，可采用多次激振接收进行叠加平均处理，若仍然不理想，则必须想法排除干扰或等干扰源消失后方可进行检测；3、每根桩均应进行多次激振，重复测试，多次测试的结果应有较好的一致性，当多次测试结果的一致性不理想时，应改变锤击点或改变传感器的安装位置等，重复测试，直到达到要求为止。7.1.4、检测前准备工作：1、测试前，委托单位应提供下列资料：（1）、工程名称、地点、建设、勘察、设计、监理、施工单位名称；（2）、工程地质勘察报告；（3）、桩基础施工平面图；（4）、工程桩设计资料和施工记录。2、所测的桩应当符合下列要求：（1）、桩的长度小于50m，桩的长径比大于5；（2）、被检测的灌注桩的龄期不小于14天，或其预留试件强度代表值不低于15Mpa；（3）、确保桩顶面具有足够的强度及桩顶周围有足够的工作范围，桩顶上外露的主筋一般可向外弯，以不妨碍手锤的正常敲击为宜；（如图所示）确保桩顶面平整，没有积水、淤泥、浮浆、裂隙等不良情况；（如图所示）（4）、排除可能的噪声干扰源。（5）、灌注桩桩面必须用打磨机磨平检测点和锤击点，桩径小于或等于1200mm时磨4个点，桩径大于1200mm时磨5个点，打磨点为直径100mm的圆形。打磨点在桩面上的分布：桩中心磨1个点，其余点则磨在与桩中心距离为桩半径的三分之二，且等间距位置上（见下图）。表示打磨点表示打磨点桩径大于1200mm桩径小于或等于1200mm2/3R2/3R7.1.5、数据处理及桩身结构完整性评价：1、现场检测工作结束后，把实测结果回放到计算机中，将各桩实测数据文件存盘，并作好记录（标明工程名称及日期）；2、对数据进行计算处理和分析，适当地采用指数放大以提高对桩中下部和桩底信号的识别能力，指数放大倍数以能识别桩底反射波为宜。3、由反射波信号来确定桩底反射波到达时间或桩间反射波到达时间，进而用于计算整桩的平均纵波波速或推测桩身异常的位置。4、根据实测曲线的振幅、频率及相位的变化情况、反射波的强弱及其到达时间进行桩身结构完整性的分析或评价。5、参照国家行业标准《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）及广东省标准《基桩反射波法检测规程》（DBJ15-27-2000）中的有关条文，根据实测波形特征对桩身结构完整性分类（详见低应变法桩身完整性类别判定表）。低应变法桩身完整性类别判定表类别分类原则时域信号特征幅频信号特征Ⅰ类桩桩身完整2L/C时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差△f≈C/2LⅡ类桩桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥2L/C时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差△f≈C/2L，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差△f’>C/2LⅢ类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类桩和Ⅳ类桩Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷2L/C时刻前出现严重缺陷反射波，或周期性反射波，无桩底反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波缺或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰无桩底谐振峰7.2声波透射法检测1、基本原理由超声脉冲发射源在砼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砼内传播过程中表现的波动特征；当砼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；当砼内存在松散、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砼的密实度参数。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砼的参考强度和内部存在缺陷的性质、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。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。2、安装声测管（1）声测管材料：宜采用钢（铁）管、钢质波纹管，钢（铁）管宜用直接连接，不宜焊接，以保证管内畅通。（2）声测管内径宜为45～55mm。（3）声测管安装：声测管应下到工程桩底，下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。应采用事宜的方法，固定声测管，使之成桩后相互平行。（如焊接、帮扎在钢筋笼内侧，每隔5米用三角架固定，每管固定点不少于三个。）声测管埋设由施工单位负责，检测单位给予技术指导。（4）声测管埋设数量应符合下列要求：D≤800mm埋设2根管；800mm＜D≤2000mm，不小于3根管；D＞2000mm，不小于4根管。(D受检桩设计桩径)（5）声测管应沿桩截面外侧呈等边三角形、对称形状布置，各声测管之间保持平行，按下图所示。（6）检测开始时间应符合以下规定：受检桩混凝土强度应达到设计强度的70％，且不小于15MPa。3、现场检测（1）资料收集：收集工程概况、工程地质资料、基础设计资料、施工原始记录（成孔及灌注记录等）和桩位布置图。（2）现场测试：在测试时将各桩声测管口封盖打开，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。换能器由工程桩底同时往上依次检测，遍及各个截面。4、资料分析及质量评判（1）工程桩缺陷：以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。（2）工程桩桩身均匀性按声速离散系数Cv分为A、B、C、D四级。见下表。声速离散系数级表砼匀质性等级ABCDCv（％）Cv＜55≤Cv＜1010≤Cv＜15Cv≥15（3）根据工程桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度，将工程桩桩身的完整性按四级划分：Ⅰ类桩：桩身完整。Ⅱ类桩：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：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。7.3钻芯法检测岩基钻孔试验参照此钻芯法操作。1、钻孔抽芯法检测时，混凝土和水泥土龄期均应不少于28天。2、混凝土桩：桩径小于1.2m的桩钻1孔，桩径为1.2-1.6m的桩钻2孔，桩径大于1.6m的桩钻3孔。3、钻芯孔位置布置桩：当钻芯孔为1个时，宜在距桩中心10～15cm的位置开孔，当钻芯孔为2个或2个以上时，在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。4、对桩端持力层的钻探，且钻探深度要满足设计要求，如设计未有明确要求时，至少有一孔钻入持力层3倍桩径深度且不少于3m，当持力层在要求钻探的深度范围有不满足设计要求的软弱夹层时，要增加持力层的钻探深度，探明软弱夹层厚度。5、钻机设备安装周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不得大于0.5%。调整钻杆垂直度的方法：从钻机开孔，到整个钻探过程，不断用垂直线从多个角度观测、校正立轴杆的垂直度。6、当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。7、钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。8、提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。9、每回次进尺宜控制在1.5m内；钻至接近桩底部位时,密切注意钻杆的下沉速度，观察孔内返水颜色，针对本工程的地质情况，采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度,并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。10、钻取的芯样自上而下按回次顺序排放好放进芯样箱中，芯样侧面用油笔清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并按规范（DBJ15-60-2008）附表A.0.6-2的要求的格式及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述。11、钻芯过程中，按规范（DBJ15-60-2008）附表A.0.6-2的要求的格式及时对芯样详细编录。12、钻芯结束后，对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。13、当单桩质量评价满足设计要求时，采用0.5～1.0MPa的压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。14、芯样试件的截取(1)混凝土桩和地下连续墙：a、当桩长为10m～30m时,每孔截取3组芯样;当桩长小于10m时,可取2组,当桩长大于30m时,不少于4组；b、上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或2m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或2m，中间芯样宜等间距截取；c、缺陷位置能取样时，每个缺陷位置应截取一组芯样进行混凝土抗压试验；当同一受检桩的钻芯孔数大于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其它孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。（2）水泥土桩：沿深度范围各取6个芯样，每个芯样取样长度不少10cm。15、芯样试件按规范（DBJ15-60-2008）附录H进行加工和测量。16、芯样试件件制作完毕立即进行抗压强度试验。17、芯样试件破坏荷载应按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）的有关规定执行。18、芯样试件抗压强度按下列公式计算：fcu=ξ×4P/лd2fcu混凝土芯样试件抗压强度（MPa），精确至0.1Mpa；P芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N）；d芯样试件的平均直径（mm）；ξ混凝土芯样试件抗压强度换算系数，取1/0.88。19、受检桩中不同深度位置的芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩芯样试件抗压强度代表值。20、成桩质量评价按单桩进行。当出现下列情况之一时，判定该受检桩不满足设计要求：（1）桩身完整性类别为Ⅳ类的桩。（2）受检桩芯样试件抗压强度代表值小于设计强度等级的桩。（3）桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。（4）桩端持力层岩土性状(强度)或厚度未达到设计或规范要求的桩。21、钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。7.4单桩抗拔静载试验7.4.1、仪器设备1、试验加载宜采用油压千斤顶。2、试验反力装置宜采用反力桩（工程桩可用作反力桩）提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。反力装置应符合下列规定：（1）、加载反力装置能提供的反力不得小于最大试验荷载的1.2倍；（2）、应对加载反力装置的主要构件进行强度和变形验算；（3）、采用反力桩提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有足够的强度；（4）、采用天然地基提供反力时，施加于地基土上的压应力不宜大于地基土承载力特征值的1.5倍。3、荷载量测可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶校准结果换算荷载。4、宜采用位移传感器或大量程百分表进行桩顶上拔量测量，其安装应符合下列规定：（1）、上拔量测定平面宜与基础底标高一致，测点应固定于桩身混凝土上，条件许可时，也可固定在桩顶面上，位移测量仪表应固定于基准梁上；（2）、直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个位移测量仪表，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个位移测量仪表；（3）、应牢固设置基准桩，基准桩和基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上；（4）、基准桩、基准梁和固定位移测量仪表的夹具应避免太阳照射、振动及其他外界因素的影响。5、试验仪器设备性能指标应符合下列规定：（1）、压力传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。（2）、在试验荷载达到最大试验荷载时，试验用油泵、油管的压力不应超过规定工作压力的80%。（3）、荷重传感器、千斤顶、压力表或压力传感器的量程不应大于最大试验荷载的2.5倍，也不应小于最大试验荷载的1.2倍。（4）、位移测量仪表的测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。6、受检桩、反力桩、反力支墩边和基准桩之间的距离反力装置受检桩中心与反力桩中心受检桩中心与反力支墩边受检桩中心与基准桩中心基准桩中心与反力桩中心基准桩中心与反力支墩边反力桩装置≥3d且＞2.0m≥3d且＞2.0m≥3d且＞2.0m反力支墩装置≥2B且＞2.0m≥1.5B且＞2.0m注：1d—受检桩的设计直径，如受检桩为扩底桩时，d为扩大端直径。B—反力支墩宽度。2对大直径桩静载试验，当基准梁长度达到12m或以上时，其基准桩与受检桩、反力桩（或反力支墩）之间的距离仍不能满足上述要求时，应对基准桩位移进行监测。监测方法可采用二级基准梁系统、或采用分辨力可达到0.1mm的水准仪等仪器进行检测。7.4.2、现场检测1、对工程桩抽样检测时，最大试验荷载不应小于设计要求的单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍。对不允许带裂缝工作的工程桩，按设计要求确定最大试验荷载，最大试验荷载不应小于设计要求的单桩竖向抗拔承载力特征值。2、试验前，受检桩桩头处理应符合下列规定：(1)、受检桩应预留出足够主筋长度。必要时，混凝土灌注桩可用钢筋混凝土制作受检桩抗拔测试承台，管桩可进行插筋填芯处理。(2)、试坑底面宜与桩承台底标高一致。受检桩顶露出试坑底面的高度不宜小于600mm。3、试验加卸载方式应符合下列规定：(1)、加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大试验荷载或预估极限承载力的1/10，其中第一级荷载可取分级荷载的2倍。(2)、卸载应分级进行