工程桩监测技术方案

武汉国博新城C5地块桩基检测项目工程工程桩检测方案编制：汤林焱审核：王鹏批准：高叶健武汉恒信德嘉检测技术有限公司二O一六年四月九日目录TOC\o"1-3"\h\u30558一、工程概况 114909二、检测目的 143012.1单桩竖向抗压载荷试验 150662.2高应变反射波法 126162.3低应变反射波法 1118862.4声波透射法测桩 1231022.5垂直度偏差 1165502.6钻芯法 214542三、检测标准 22481四、检测数量 2284864.1单桩竖向抗压载荷试验 2311034.2高应变反射波法 278984.3低应变反射波法 3173824.4声波透射法测桩 3127634.5钻芯法 39385五、检测方法及原理 460125.1单桩竖向抗压载荷试验 4128725.2高应变反射波法 5188865.3低应变反射波法 6180725.4声波透射法 6218765.5垂直度检测 7109815.6钻孔取芯 87661六、技术与管理力量配备 1121414七、质量保证措施 1220669八、文明施工及安全措施 1321794九、工期安排 144524十、联系方式及其它说明 14武汉国博新城C5地块桩基检测项目工程桩检测方案第15页共14页武汉国博新城C5地块桩基检测项目工程桩检测方案一、工程概况主楼工程桩基采用钢筋混凝土灌注桩（后压浆）桩型：高层住宅（1#～3#、5#、6#楼，31～46层）为抗压工程桩，桩身砼强度等级为C45，桩径800mm，有效桩长不小于48.0米；地下室（地下室为一层）采用高强预应力管桩桩型，均为抗压桩，桩身砼强度等级为C80，桩径500mm，有效桩长约33.5米；幼儿园及商业S1、S3（无地下室）采用高强预应力管桩桩型；桩基安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，建筑桩基设计等级为甲级，地下室之外独立商业的桩基等级为丙级，所处场地类别为Ⅲ类土，地下水对砼不具微腐蚀性。其它未尽事宜见设计图纸及岩土工程勘察报告二、检测目的2.1单桩竖向抗压载荷试验采用单桩竖向抗压载荷试验，确定单桩竖向抗压承载力为工程验收提供依据。2.2高应变反射波法采用高应变反射波法测桩，确定基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性为工程验收提供依据。2.3低应变反射波法采用低应变反射波法测桩，确定混凝土桩的桩身完整性，判定桩身完整性类别与缺陷位置，为工程桩验收提供依据。2.4声波透射法测桩采用声波透射法测桩，确定大体积混凝土基础、直径大于600mm的混凝土桩内部缺陷、不同时间浇筑的混凝土结合面质量以及混凝土匀质性，为工程桩验收提供依据。2.5垂直度偏差采用垂直度检测，确定管桩施工过程形成的桩身倾斜率，为工程桩验收提供依据。2.6钻芯法采用钻芯法检测，确定混凝土构件质量和混凝土灌注桩成桩质量，为工程验收提供依据。三、检测标准1、JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》2、GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》3、JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》4、DB42/269-2003《建筑地基基础检测技术规范》5、DB42/242-2014《建筑地基基础技术规范》6、DB42/489-2008《预应力混凝土管桩基础技术规程》7、GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》8、12ZG207《预应力混凝土管桩》9、武城建2014第24号文10、相关图纸四、检测数量4.1单桩竖向抗压载荷试验依据设计和规范要求，采用单桩竖向抗压载荷试验检测时，桩基类别为甲级设计等级桩基（或地质条件复杂、成桩质量可靠性低及采用新工艺新桩型的灌注桩基）抽检数量不应少于总桩数的1%且不应少于3根，总桩数少于50根时不应少于2根；其它桩基抽检数量不应少于3根，总桩数少于50根时不应少于2根。4.2高应变反射波法依据设计和规范要求，采用高应变反射波法试验检测时，检测数量不应少于抗压桩总数的1%，且不应少于3根。4.3低应变反射波法依据设计和规范要求，采用低应变反射波法检测时，甲级设计等级的桩基或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不少于20根；其它建筑物的桩基，抽检数量不应少于总桩数的20%，且不应少于10根；对压入式预制桩及干成孔作业且终孔后经过核验的灌注桩，检测数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10根。同时每根柱下承台抽检的桩数不应少于1根，且单桩、两桩承台下的基桩应全数检测。4.4声波透射法测桩依据设计和规范要求，采用声波透射法检测时，抽检数量不应少于3根。4.5钻芯法依据设计和规范要求，钻芯法检测，甲级设计等级的桩进行检测比对或对桩身质量进行辅助判定时，抽检数量不应少于3根；采用钻芯法钻取桩端持力层岩土芯样检测桩端持力层时，抽检数量不应少于3根，总桩数少于50根时不应少于2根。武汉国博新城C区-C5地块工程桩检测内容及数量（暂定）建筑物总桩数（根）声波检测（10%）低应变检测（100%）抽芯检测（1%）高应变检测（1%）垂直度检测（5%）工程桩静载数量/桩号/极限承载力1号楼758根75根3根1根/12000KN2号楼758根75根3根1根/12000KN3号楼758根75根3根1根/12000KN5号楼859根85根3根1根/12000KN6号楼16016根160根3根3根/12000KN地下室及商业10881088根25根50根15根/4200KN合计1558根49根1558根15根25根50根22根五、检测方法及原理5.1单桩竖向抗压载荷试验图5-1单桩竖向抗压载荷试验示意图采用千斤顶加载，堆重平台反力装置给千斤顶提供反力，荷载用并联于千斤顶上经计量标定的优于0.4级的压力表测油压，经事先计量标定的千斤顶率定曲线换算荷载。沉降采用对称安装在沉降测定平面上的大量程百分表测读（桩径或边宽小于等于500mm的2个；大于500mm的4个）。试验装置示意如图5-1所示。按规范加载分级，终止加载条件严格执行DB42/269-2003第4.1.9条，单桩极限承载力的确定按DB42/269-2003第4.1.11条、第4.1.12条执行,单桩承载力特征值按DB42/269-2003第4.1.13条执行。图5-1单桩竖向抗压载荷试验示意图加载分级：工程桩验收检测时，第一级加载量为预估单桩极限承载力的2/8，第二级荷载为单桩承载力特征值对应的荷载，第三级开始每级加载量为预估单桩极限承载力的1/8。每级荷载达稳定标准后方可加下一级荷载，直至达到破坏标准；稳定标准为在每级荷载下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm（由1.5h内连续三次观测值计算）。终止加载条件:1、当荷载～沉降（Q～S）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶沉降量超过40mm;2、本级沉降量大于等于前级沉降量的2倍且经24h尚未达到稳定标准；3、桩长25m以上的非嵌岩桩，Q～S曲线呈缓变型时，加载至S≥60～80mm；4、达到设计要求的最大加载量。5.2高应变法一）测试原理与方法

原理：本试桩按照《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）有关规定进行检测。把桩看成一维弹性杆，当桩在重锤作用下，将发生一定量的位移，使桩周、桩端土阻力得到充分发挥，运用一维波动理论，求解波动方程，便可直接计算与桩相关的土的静、动阻力及桩的缺陷情况，以对桩的极限承载力和桩身完整性进行定量评价。

方法：将离传感器与加速度传感器对称安装于距桩顶大于二倍桩径的桩侧表面，利用重锤自由落体产生的能量使桩产生一定量位移，同时用力传感器与加速度传感器采集桩输出的力与加速度信号。将信号输入微机进行拟合分析。将实测信号作为边界条件，并输入假定的桩、土参数值，求解波动方程，得到拟合计算结果。根据拟合情况，调整桩、土参数继续进行拟合分析，直至拟合曲线与实测曲线的符合程度达到最佳状态为止（二）单桩承载力的确定

（1）、所采用的力学模型应明确合理，桩和土的力学模型应能分别反映桩和土的实际力学性状，模型参数的屈指范围应能限定。

（2）、拟合分析选用的参数应在岩土工程的合理范围内。

（3）、曲线拟合时间段长度在t1+2L/c时刻后延续时间不应小于20ms。

（4）、各单元所选用的土的最大弹性位移值不应超过相应桩单元的最大计算位移值。

（5）、拟合完成时，土阻力响应区段的计算曲线与实测曲线应吻合，去他区段应相应吻合。

（6）、贯入度的计算值应与实测值接近。

（三）桩身完整性判定

（1）、采用实测曲线拟合法判定时，拟合所选用的桩土参数应符合（二）中1、2两条的规定，根据桩的成桩工艺，拟合时可采用桩身阻抗拟合或桩身裂隙拟合。5.3低应变反射波法图5-3低应变反射波法测桩示意图低应变反射波法是在桩顶竖向激振，弹性波沿桩身向下传播,弹性波在桩身存在着明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩或严重离析等部位）或桩身截面变化（如缩径或扩径）部位将引起反射。经接收、放大、滤波和数据处理，可籍以一维波动理论时域分析和频域辅助分析判定基桩完整性。试验装置如图5-3所示。基桩完整性类别依据DB42/269-2003和DB42/489-2008按以下原则进行判定：图5-3低应变反射波法测桩示意图Ⅰ类桩：桩身结构完整。Ⅱ类桩：桩身结构基本完整，存在轻微缺陷，对桩身结构完整性有一定影响，不影响桩身结构承载力的正常发挥。Ⅲ类桩：桩身结构存在明显缺陷，完整性介于Ⅱ类和Ⅳ类之间，对桩身结构承载力有一定影响。宜采用钻芯法或声波透射法等其它方法进一步判断或直接进行处理。Ⅳ类桩：桩身结构存在严重缺陷，不宜考虑其承载作用。对预应力管桩，依据DB42/489-2008，低应变检测中存在缺陷的Ⅱ类、Ⅲ类桩均应进行处理。5.4声波透射法图5-4声波透射法测桩示意图图4-7图5-4声波透射法测桩示意图图4-7基桩声波透射法现场检测示意图Ⅰ类桩：各检测剖面的每一测点声速、主频、波幅均无异常；混凝土均匀性等级为A级或B级。Ⅱ类桩：存在较轻微缺陷，某一检测剖面多个测点的声速有异常，主频、波幅基本正常；混凝土均匀性等级为B级或C级。Ⅲ类桩：存在严重缺陷，某一检测剖面多个测点的声速有异常，或两个以上的检测剖面在同一测点附近的声速、主频、波幅有异常；混凝土均匀性等级为C级或D级。Ⅳ类桩：存在严重缺陷，某一检测剖面多个测点的声速有异常，或两个以上的检测剖面在某一深度连续多个测点的声速、主频及波幅有异常，声波接收信号严重畸变；混凝土均匀性等级为D级。5.5垂直度检测垂直度检测以斜孔测斜仪为主要测试设备。在检测时，将装有倾角传感器和X方向传感器Y方向传感器电子罗盘X方向传感器Y方向传感器电子罗盘A/D转换电路计算机处理系统X方向角度显示Y方向角度显示方位角显示图5-5测斜仪工作原理示意图图5-5测斜仪工作原理示意图平均垂直度的取值原则为：1、当测点数≥3时，舍弃最大值，取其余数据的平均值，作为管桩的垂直度偏差。2、当测点数为2时，取平均值作为管桩的垂直度偏差。3、当测点数为1时，取实测值作为管桩的垂直度偏差。5.6、钻孔取芯5.6.1仪器设备（1）额定最高转速不低于790r/min；（2）转速调节范围不少于4档。（3）、用单动双管的钻具，并配备有相应的孔口管、导向器、卡环、扩孔器和备用套管。钻杆必须顺直，直径宜为50mm。（4）、用外径不少于101mm的金刚石或人造金刚石薄壁钻头。钻头胎体不得有肉眼可见的裂纹、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。（5）、用排水量50～160l/min的水泵。5.6.2人员配备（1）检测组指定现场带队负责人一名，全面负责现场工作，必须持证上岗。（2）每台钻机必须有一名以上富有现场经验的专业技术人员负责现场的技术工作。每机组应安排机长、副机长各1人；取样员1人；其它助手2-3人。（3）根据检测工作量的大小，安排检测人员和设备的数量。（4）现场记录员必须经过专门培训，熟悉砼桩质量和检测要求。5.6.3现场检测5.6.3.1检测桩的确定（1）检测桩的压浆时间已过28天。（2）已进行声波完整性检测。5.6.3.2开钻前准备（1）检测单位对检测组所选检测桩的有关资料进行确认。（2）以取芯导管为中心平整场地：以便钻机顺利就位。（3）挖泥浆池：以便泥浆泵正常工作形成循环泥浆。（4）调整水平和垂直度：用水平尺进行钻机水平和垂直度校正。5.6.3.3钻探及取样（1）钻进采用直径108mm钻头，沿钻芯导管下钻头及钻杆到取芯管底。每孔钻进深度:桩身2m，桩底下基岩5m。（2）用芯样管回转钻进方法，严格控制回次进尺，每回次不超过1.5m，要采取正确的钻探及取样方法，尽量保持芯样的连续完整性，使芯样采取率能大于等于90%，使质量评判有可靠的依据。（3）芯样取出后，依次摆放整齐，及时填写回次芯样牌，桩身及基岩各选一组有代表性芯样样品进行无侧限抗压强度检测，如芯样不成型，无法取得样品时，应在记录表内说明。芯样应及时密封保存，保证天然含水量和原状结构，送交试验室做无侧限抗压强度试验。（4）原状芯样必须立即进行芯样描述并编号，必须注明时间、地点、检测孔号、深度、取样人姓名等。每根桩钻探完成后，对所取芯样进行拍照。（5）芯样描述内容：外观特征、气味、密实程度、均匀性、硬度和状态等。（6）桩体分层以回次为基础。现场记录人员根据桩体变化情况提出评分过程中桩体分层的建议，每层应至少具有芯样描述的资料。（7）芯样应在3天内送现场或室内试验室，进行抗压强度试验。搬运和送样时应采取措施防止试样受到扰动和挤压。5.6.4现场取样（1）混凝土抗压芯样试件采取应符合如下规定：①当桩长小于10m时，应在上半部和下半部取代表性芯样2组，每组连续取3个芯样试件；当桩长在10～30m时，每孔应在上、中、下三个部位分别选取有代表性芯样3组；当桩长大于30m时，每孔选取不少于4组代表性芯样；当混凝土芯样均匀性较差时，应根据实际情况，增加取样数量；②上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m；下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取；③当缺陷部位经确认可进行取样时，必须进行取样；④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，应在其他孔相同深度取样进行混凝土抗压试验。⑤所有取样位置应标明其深度或标高。（2）当设计要求的持力层位于中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位采取岩石芯样试件，当芯样取出后，应及时用胶袋封闭或其他手段进行保护，避免岩芯暴露时间过长，而降低其强度。5.6.5检测数据分析与判定(1)取一组中三块试件强度的平均值为该组芯样混凝土强度代表值。同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。(2)受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。(3)桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果，综合判定桩端持力层岩土性状。(4)成桩质量评价应按单桩进行。当出现下列情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求：①受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩。②桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。③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。六、技术与管理力量配备我公司将组建一支精干的项目经理部投入本工程中进行桩基检测，并在公司指定由我公司高级工程师陈新担任项目负责人。6.1主要人员见下表姓名职称证书及证号陈新高级工程师检测工程师W3572010202223莫江涛高级工程师注册岩土工程师06085520180801328王鹏工程师检测工程师J01450021范文涛工程师检测工程师J01416213胡大霖助工检测员W29420144017556.2主要检测设备见下表序号设备名称规格数量说明1静载荷测试仪RSM-JCIIIA2台桩基静载荷试验2基桩低应变检测仪RSM-PRTT1台桩完整性检测桩基动测仪RS-1616K(P)3千斤顶5000kN4台桩基静载试验4千斤顶2000kN2台桩基静载试验5千斤顶1000kN2台桩基静载试验6万能试验机WE-10001台测芯样抗压强度七、质量保证措施7.1施工组织项目总工项目总工现场技术负责人动测试验班静载试验班质量监督员现场安全负责人7.2为保证检测工作的有序进行，公司将调拨专款，用于该项目的检测开支，为其提供经费保证。7.3委托方配合检测应进行的工作1提供拟检测场地的岩土土工程勘察报告2提供鉴定、施工及验收检测时的基础平面图、桩位布置图等相关图纸及资料。3提供桩型、桩径、桩长、配筋情况、桩顶标高、砼强度等级。4本工程载荷试验采用堆载法加载，配重块为预制混凝土块，数据采集为自动采集仪。7.4质量控制1质量控制由现场测试技术负责人负责，测试技术负责人在检测前应将现场测试技术的关健环节向现场检测人员进行技术交底，做到检测时胸中有数，做好事前、事中、事后质量控制。2自带电源的仪器设备在检测前应及时充电，并且要保证充电的时间，避免在检测过程中出现电源电量不足。检查仪器的采集系统是