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浙江中能工程检测有限公司

ZHEJIANG ZHONGNENG ENGINEERING TEST CO,LTD
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[2014/3/11] 桩 基 检 测 方 案

1.桩基础检测综合说明
1.1桩基础的选
选取钻孔灌注桩。
1.2检测设备
(1) 基桩高应变法检测仪器设备
    1、RS-1616K(P)基桩动测仪或RSM-24FD浮点工程动测仪;
    2、SY-2型加速度传感器和应变传感器;
3、笔记本电脑;
4、高应变法检测专用重锤;
5、吊车。
(2) 基桩桩身完整性检测仪器设备
    1、RSM-24FD浮点工程动测仪或RS-1616K(P)基桩动测仪;
2、速度传感器或SY-1加速度传感器;
3、笔记本电脑;
4、手式铁锤或力棒。
(3) 桩身混凝土钻芯仪器设备
    1、150型钻机及配套的钻杆、钻头;
2、灌浆泵;3、抽水机。
1.3检测结构及人员
(1)检测机构应通过计量认证,并具有基桩检测的资质。  
(2)检测人员应经过培训合格,并具有相应的资质。
1.4施工技术及相应资料交底
应从以下4个方面进行交底工作:①组织施工图纸设计交底,认真熟悉设计图纸,使施工方透彻理解设计意图;学习有关施工、验收规范,掌握地质资料,核查有关灌注桩方面的资料。②进行施工组织设计审查(主要从审查该项目施工质量管理体系、技术和安全管理体系、质量保证体系等方面来体现)。③对灌注桩在施工过程中可能会发生的问题进行分析后制订相应施工质量标准、验收实施方案并进行交底。主要包括测量放样方案、建材质量控制措施方案、成孔设备操作及成孔质量控制方案、钢筋笼制作与吊装方案、混凝土灌注方案、以及成品保护方案等的交底。④进行施工过程资料记录交底。包括建材质量保证资料的收集整理,每根桩的成孔记录、钢筋笼制作与吊装记录、混凝土灌注记录等方面,以便有效对桩基施工质量监控。
1.5检测材料质量控制
业主(监理)必须做到:①严格检查验收与钢材同期进场的钢材质量保证书,并立即现场监督取样复检,如发现实样有质量缺陷或与质保书不符的应立即清场;对不合格或检测结果未出来之前的钢材,严禁用于桩体;②严格检查验收进场混凝土原料的质量保证书,如发现实样与质量保证资料或送检批不符,应立即取样复查,对不合格的原材料严禁用于桩体;③成孔泥浆相对密度、粘度、含砂率、沉淀量(稳定性)、造模性等应根据地质勘察资料在规定允许范围内按设计要求通过试成孔确定;根据试成孔确定的泥浆配比选用专门制备泥浆、高塑性粘土、膨润土或就地取土配制,在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制。
1.6基桩测量定位放样
业主(监理)必须要求施工方在钻孔灌注桩基础开始施工前,根据设计提供的坐标及高程控制点对桩定位放样或设置不受施工影响的临时测量控制点,并提供完整的测量结果资料。业主(监理)对施工方提供的测量结果资料必须及时复核,复核无误后方可同意开钻施工,否则施工方必须重测后再次复核,直到测量结果符合设计要求为止。同时,业主(监理)应要求施工方对经复核无误的测量结果采取有效的保护措施并指定专人负责。
2.检测程序及方法
2.1成孔阶段质量控制
成孔是钻孔灌注桩施工中的一个重要环节,其质量如控制不好,则可能导致穿孔、坍孔、缩颈、桩孔偏斜、桩端达不到设计持力层要求、桩身加泥砂以及断桩等,将直接影响桩身质量并造成桩承载力下降。故在成孔质量监控方面业主(监理)应着重监控:
⑴根据桩型、钻孔深度、地层地质情况、泥浆排放及处理等条件综合选定成孔机具及其工艺,对孔深大于30m的端承桩,宜采用反循环工艺成孔或清孔。另外,施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上(在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上);如果钻进期间发生漏水漏浆,应采取以下措施:①因钻头碰碎上部管,应先封堵渗漏处,再重新开钻;②因孔壁土体松散不能形成孔壁,可加大泥浆粘度、减慢钻进速度;护筒下口漏水,可用粘土掺少量水泥在护筒外壁处夯实。
⑵正式施工之前必须进行试成孔,试成孔时施工记录必须全面详实。成孔结束后,应由有资质的专业检测方对试成孔进行定时检测:不同地层孔壁稳定性,泥浆的成分、相对密度、掺带沉渣性能及其稳定性(从不同时段的沉渣厚度体现)。试成孔的目的是:通过试成孔掌握施工场地地层稳定性、成孔时间、配置泥浆原料、泥浆配比及其相对密度、钢筋笼吊装时间、混凝土浇注时间和清孔次数及其大约时间等,用以指导正式施工后相关工序的作业安排。
⑶为防止成孔期间发生穿孔、坍孔等质量事故,必须做到:①采取大于等于4d的隔孔施工工艺;②护筒按规定要求埋设,避免开钻筒体倾斜、孔口土体坍塌、护筒沉陷导致水位下降;③钻具吊绳下放速度与成孔速度一致,避免空中钻头摆动幅度过大而造成四周孔避受力不匀;④避免成孔时间和孔避暴露时间过长;⑤砂性土成护避泥浆应具有一定粘度,能有效形成护壁泥皮; ⑥钻尽速的根据不同土质情况进行调整,砂性土成中钻进速度不得快于泥浆行成有效护壁泥皮速度;⑦按规定,在30m深度以内的以粘土为主的地层中钻较小孔径的桩时,可用清水提高孔内水头保护孔壁,否则应采用水泥浆护壁措施。如果发生坍孔,可用事先储备的粘土和碎石(直径小于等于20mm)按5:1左右配比,回填至坍孔处以上0.5m处后再重钻,若坍孔严重则可用小沉井方式进行处理
⑷钻孔灌注桩成孔垂直精度达不到设计要求将导致钢筋笼和导管无法沉放。为确保成孔垂直精度满足设计要求,应采取以下措施:钻机应设导管装置(潜水钻钻头上应有大于等于3倍直径长度的导向装置,利用钻杆加压的正循环回转钻机在钻具中应加设扶正器),为增加桩机稳固性而加大桩机支承面积,不定期校核钻架和钻杆垂直度等,下放钢筋笼前做井径、井斜超声波测试。
⑸护筒定位后及时复测其位置及其与地层镶嵌的密实性。护筒中心与桩位中心线偏差应小于50mm,并防止钻孔过程中发生漏浆而污染环境。在成孔过程中自然地面标高会受影响,为准确控制孔深,在桩架就位后,用经复核的临时测量点及时复核底梁标高,复测钻具的总长度并作好记录,以便在钻孔时根据钻杆在钻机上留出的长度来校验成孔深度。
⑹成孔时应小心提杆不得碰撞孔壁,否则第1次清孔后在提钻具时碰撞孔避可能引起坍孔,这将可能造成第2次清孔也无法清除坍落的沉渣。在提出钻具后必须立即用测绳复核成孔深度,如测绳深比钻杆测深小,就要重新下钻复钻并清孔,不得强行下笼。同时还要注意测绳遇水伸缩(伸缩率最大达1.2%)现象。为提高测绳的测量精度,测量前应预湿后重新标定并在使用中经常复核。
⑺根据不同土层情况对比地质资料随时调整钻进速度能有效防止缩颈现象。对于塑性土层遇水膨胀造成缩颈:钻孔是应加大泵量、加快成孔速度。快速通过,并调整泥浆配比,在成孔一段时间后孔壁因形成泥皮不渗水而阻止膨胀。如出现缩孔则采取上下反复扫孔以扩大孔径。施工期间应经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm应及时调换。
⑻清孔的目的是清除孔底沉渣,以确保钻孔灌注桩的承载力满足设计要求。为把沉渣对桩基承载力的影响降到最低,可通过改善泥浆性能、延长清孔时间等措施来提高清孔成效。基桩成孔至设计标高后用钻杆进行第1次清孔,直到用相对密度计(5~10min测一次且≥3次)测得孔口泥浆相对密度持续处于1.10±0.05、距孔底0.5m处泥浆相对密度持续处于1.15~1.20,用测锤测得端承桩孔底沉渣厚度小于50mm(摩擦桩孔底沉渣厚度小于150mm),即抓紧时间吊放钢筋笼和沉放导管。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管时处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩底,可能不被混凝土冲走反而成为永久性沉渣而影响桩基质量;故应在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当泥浆相对密度及沉渣厚度均符合上述要求后才可进行水下混凝土灌注施工。另外,清孔期间应不断置换泥浆直至开始灌注混凝土。
2.2检测内容
    桩基的检测大体可分为:
  (1)各类桩、墩、桩墙竖向或横向承载力检测,包括单桩及群桩承载力检测;
  (2)墩底持力层承载力及变形性状的检测;
  (3)各类桩、墩及桩墙结构完整性检测;
  (4)考虑桩土共同作用或复合地基中桩土荷载分担比的检测,桩体及土体应力-应变的检测;
  (5)施工中对环境影响(如震动、噪音、土体变形)的检测;
  (6)特殊条件下或事故处理中的其它检测。
  桩基按检测时间可分为:
  (1)为设计提供依据的先期检测;
  (2)施工阶段的施工检测;
  (3)施工完毕后的验收检测;
  (4)施工阶段或使用阶段的鉴定检测。
2.3检测目的
单桩竖向抗压静载试验,确定单桩竖向抗压极限承载力,判定竖向抗压承载力是否满足设计要求,通过桩身内力及变形测试、测定桩侧、桩端阻力;验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。    单桩竖向抗拔静载试验,确定单桩竖向抗把极限承载力,判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求。    通过桩身内力及变形测试,测定桩的抗拔摩阻力。    单桩水平静载试验确定单桩水平临界和极限承载力,推定土抗力参数判定水平承载力是否满足设计要求。
2.4检测方法
    静载荷试验方法: 单桩静载检测实施前需要做好准备工作,包括施作钻孔灌注桩试桩,试桩的成桩工艺、质量控制标准需要和工程桩相符。为增加混凝土强度可以提高其等级或掺入早强剂,如此有利于缩短试桩养护时间;采取低应变检测法来检测试桩的完整性;在试桩头上施作1400×1400×1000mm的桩帽,其等级强度为C40,桩帽内装有400mm桩身,桩帽内设双层西Φ16@100钢筋网,下层钢筋置于桩顶,上层钢筋保护层为30mm;为放置沉降测点及仪表,试桩顶部露出试坑地面的高度要超过600mm,试坑地面最好和桩承台底设计标高相符,并在试坑两边修筑压重平台基础;于桩帽上安置钢垫板,在钢垫板上对称装置两支8m的钢横粱,在钢垫板四个角对称装置四架千分表支座,钢横梁两端支放在压重平台基础上;在两支主钢梁两边地面上对称装置两支和主钢梁垂直的基准梁,仅固定基准梁一端;在基准梁和千分表支座上安置千分表并且调零,为基准梁施以安全支护设施,防止其被扰动;在两支8m的主钢梁上对称装置25支6m的分配梁,搭建一个8m×6m的堆载平台,为了于平台上对称堆放配重钢锭。
单桩静载荷试验是在桩顶向试验桩逐级施加荷载,观测并记录其沉降量,直至试桩破坏或达到设计要求的终止荷载,绘制Q〜s与s〜lgt曲线,然后对曲线形态进行分析,确定出单桩竖向抗压极限承载力。加载的计量装置在试验前应通过国家指定的计量单位进行标定。
试桩桩顶沉降量用4只50mm量程的百分表量测,百分表通过磁性表座固定在基准梁上,百分表的触针座落在固定于桩侧的沉降观测装置上,桩在某级荷载作用下于栽个时刻所产生的沉降量可通过4只百分表测得。
试桩加载采用慢速维持荷载法,逐级加载。每级荷载下试桩沉降量达到相对稳定标准后,再加下一级荷载,直到终止荷载,然后分级卸荷回零。
锚桩的上拔量用两只30mm量程的百分表量测,用磁性表座固定于基准梁上,百分表接触点支承于固定在锚桩侧面的观测装置上。
(1)加载分级
共分9级加荷,第一级加载到960kN,以后每级以480kN压力递增,终止荷载为4800kN。
(2)沉降观测
按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)第4.3.6款的有关要求,试桩桩顶的沉降观测在每级加载后按第5.10.15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30分钟测读一次。
(3)沉降相对稳定标准
每小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次,认为已达到相对标准,可加下一级荷载。
(4)终止加载条件
当出现下列情况之一时,即可终止加载:
①在某级荷载作用下,桩顶沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;
②当Q-s曲线上明显有可判定极限承载力的陡降段,且桩顶总沉降量超过40mm时;
③在某级荷载作用下,桩顶沉降量为前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经24小时的桩顶沉降尚未达到相对稳定时;
④当Q-s曲线呈缓变形时,且桩顶总沉降量超过60mm时;
⑤加载已达设计要求值。
(5)卸载
试验过程中,当试桩出现前述终止加载条件中的任意一情况时便可终止加载,并对其进行卸载。同加载过程一样,卸载也分级进行,每级卸载值为加载分级值两倍,每级荷载维持1小时,按第15、15、30min测读桩的回弹量后即可进行下一级卸载。最后一级卸载后维持3小时,测读时间为第15、15mini,以后每隔30min测读一次,即可结束该试桩的静力载荷试验。
(6)试验资料资料整理
①编制桩顶竖向荷载Q(kN)与相应的桩顶沉降量s(mm)一览表。
②绘制Q-s曲线图、s-lgt曲线图。
(7)单桩竖向抗压极限承载力的确定
①Q-s曲线转折点法:以Q-s曲线上明显陡降点所对应的荷载作为单桩竖向抗压极限承载力;
②s-lgt曲线法:以s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载作为单桩竖向杭压极限承载力。
③对于出现终止加载条件③的桩,取前一级荷载值。
④对于出现终止加载条件④的桩,取总沉降量为40mm时荷载值。
⑤对于出现终止加载条件⑤时的桩,取终止荷载值。
单桩竖向抗压极限承载力按以上方法的判定结果最后综合确定。
(8)单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定
按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)第4.4.3款规定,参加统计的试验桩(即试验桩的单桩竖向抗压极限承载力)当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值作为该工程单桩竖向抗压极限承载力的统计值。对桩数为3根或3根以下的柱下承台,或试验桩抽检数量少于3根时,应取低值。
  钻芯法:检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度,判断或鉴别桩端岩土性状,判定桩身完整性类别。   
  低应变:法检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。   
  高应变法:判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别,分析桩侧和桩端土阻力。
  声波透射法:检测灌注桩桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。
2.5 检测结果评价和检测报告
桩身完整性类别分类原则:  
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(Ⅳ类桩应进行工程处理)
检测报告应结论准确,用词规范。  
检测报告应包含以下内容:
1、委托方名称,工程名称、地点,建设、勘察、设计、监理和施工单位,基础、结构型式,层数,设计要求,检测目的,检测依据,检测数量,检测日期;   
2、地质条件描述;   
3、受检桩的桩号、桩位和相关施工记录;  
4、检测方法,检测仪器设备,检测过程叙述;房屋检查,工程检查,工程质量检测

5、受检桩的检测数据,实测与计算分析曲线、表格和汇总结果;    6、与检测内容相应的检测结论


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