特大桥桩身质量检测报告

目录概述…………11.1引言……………………11.2试验桩位简况…………11.3工程地质概况…………2灌注桩成孔质量检测………102.1检测依据………………102.2成孔质量检测目的……………………102.3检测设备………………102.4测试原理方法简介……………………102.5测试结果………………112.6钻孔孔壁超声波检测结果分析………12低应变动力检测……………123.1检测依据………………123.2低应变动力检测目的…………………133.3检测设备………………133.4低应变（反射波法）检测桩身完整性原理简介……133.5检测结果……………143.6低应变结果分析……………………15埋管声波检测……………154.1检测依据………………154.2埋管声波检测目的………………154.3检测设备………………154.4检测原理………………154.5数据分析………………164.6埋管声波测试结果……………………194.7埋管声波检测结果分析………………194.8低应变与埋管声波检测对比分析……20结论……………20附图…………21附图一(试验桩钻孔孔壁超声波检测图)……………22～29附图二(低应变动测波形图)…………30～32附图三(声波透射法曲线图)…………33～40附图四（现场照片）…………411概述1.1引言某铁路为新建时速超过200公里/小时的铁路，该线超过50%线路分布在软土地区，地基承载力远不能满足高速行车对线路的平顺性的较高要求，为此，线路相当部分基础选用桩基。影响桩基施工质量的因素众多，为了确保该铁路的基础工程质量和施工工期，在该铁路某特大桥选择具有代表性的三个桥墩的基桩进行钻孔质量和成桩质量试验，以获取不同地层条件下的基桩质量信息，为工程桩施工提供科学的保证依据。试验桩设计基本参数及试验内容见表1-1。表1-1基桩设计参数及试验内容桥墩桩径（m）桩长（m）桩数（根）桩身砼设计强度度等级质量检测内容268#试桩1.038.53C40钻孔超声波孔壁壁测试、埋埋管超声波波检测、低低应变检测测锚桩1.038.58C40低应变检测269#试桩1.036.02C40钻孔超声波孔壁壁测试、埋埋管超声波波检测、低低应变检测测锚桩1.036.06C40低应变检测270#试桩1.030.03C40钻孔超声波孔壁壁测试、埋埋管超声波波检测、低低应变检测测锚桩1.030.08C40低应变检测1.2试验桩位简况深圳各工点试验桩平面布置如图1-1所示。深圳备注：268号桥墩5、6、7号为试桩，其它均为锚桩；269号桥墩4、5号为试桩，其它均为锚桩；270号桥墩5、6、7号为试桩，其它均为锚桩。图1－1试桩及锚桩示意图1.3工程地质概况1.3.1268号桥墩地层自上而下可分为以下几层：①种植土：浅灰色，稍湿，松散，主要由粘土组成,含少量植物根系及腐殖质，土质均匀。②淤泥：深灰色，流塑为主，局部软塑，主要由粘粒组成，含少量腐殖质，粉砂及贝壳碎片，具腥臭味，fk=50kPa。③淤泥质粉砂：灰～深灰色，饱和，松散，以石英砂为主，含粒状，底部0.5m含少量卵砾石，fk=80kPa。④全风化英安岩：浅黄、浅灰色，风化剧烈，呈坚硬土柱状，原岩结构可辨，结构强度差，手捏易碎散，浸水易软化，崩解，局部夹强风化岩块，fk=250kPa。⑤强风化英安岩：浅黄色、浅灰色，风化强烈，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状，岩质稍硬，局部夹弱风化岩块，fk=500kPa。⑥弱风化英安岩:浅灰、深灰色、白色，斑状结构，块状结构，主要成份为石英，斜长石，节理裂隙稍发育，局部很发育，岩状呈块状，短柱状，少量柱节长3～15cm，RQD=35%，岩质坚硬，新鲜，fk=1000kPa。1.3.2269号桥墩地层自上而下可分为以下几层：①种植土：灰褐色，松散，稍湿，主要由粘土组成,含少量植物根系及腐殖质。②淤泥：灰黑色，流塑，主要由粘粒组成，含少量腐殖质及贝壳碎块，具腥臭味，fk=50kPa。③淤泥质粉砂：灰褐色，饱和，松散，主要成分为石英，含较多粒状，底部0.6m含有卵砾石，fk=80kPa。④全风化英安岩：褐黄色，风化剧烈，呈坚硬土柱状，原岩结构可辨，结构强度差，手捏易碎散，浸水易软化，崩解，fk=250kPa。⑤强风化英安岩：浅黄色、浅白色，风化强烈，节理裂隙发育，多呈碎块状，少量短柱状，岩质稍硬，fk=500kPa。⑥弱风化英安岩:浅灰色、深灰色、白色斑点，斑状结构，块状结构，主要成份为石英，斜长石或钾长石等，岩体稍完整，部分较破碎，节理裂隙稍发育，局部很发育，岩状呈短柱状，块状，部分长柱状，节长3～25cm，RQD=54%，fk=1000kPa。1.3.3270号桥墩地层自上而下可分为以下几层：①种植土：浅灰色,软塑,欠压实,主要由粘土组成,含植物根系。②淤泥：深灰色，流～软塑，以黏粘为主，富含有机质，局部含粉细砂及少量贝壳碎片，fk=50kPa。③粉砂：浅黄色，饱和，松散，成分以石英为主，分选性好，fk=80kPa。④粗角砾土：浅黄色，饱和，中密，成分以石英、长石为主，长石为主，粒径20～60cm，棱角状，fk=250kPa。⑤粉质黏土：浅黄色，硬塑，以黏粒为主，残留原岩结构为英安岩风化残积土，遇水易软化、崩解，fk=200kPa。⑥强风化英安岩:浅黄、青灰色，风化强烈，裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈半岩半土状，碎块状，浸水易软化，fk=500kPa。⑦弱风化英安岩：青灰色，似斑状结构，块状构造，岩质坚硬，裂隙发育，岩芯呈短柱状，次为长柱状。节长10～20cm，RQD=70%，fk=1000kPa。为明了起见，将各桥墩地层分布情况汇总于表1-2。表1－2各桥墩地层分布情况汇总表268号桥墩269号桥墩270号桥墩①层,种植土0～2.0m①层,种植土0～1.0m①层,种植土0～1.0m②层,淤泥2.0～22..3m②层,淤泥1.0～24..7m②层,淤泥1.0～20..9m③层,淤泥质粉砂22.2～266.6m③层,淤泥质粉砂24.7～277.3m③层,粉砂20.9～233.8m④层,全风化英安岩26.6～366.2m④层,全风化英安岩27.3～366.5m④层,粗角砾土23.8～277.0m⑤层,强风化英安岩36.2～400.5m⑤层,强风化英安岩36.5～377.8m⑤层,粉质粘土27.0～300.0m⑥层,弱风化英安岩40.5～500.9m⑥层,弱风化英安岩37.8～488.0m⑥层,强风化英安岩30.0～377.4m⑦层,弱风化英安岩37.4～455.3m2灌注桩成孔质量检测2.1检测依据（1）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）；（2）《铁路工程基桩检测规程》（TB10218-2008）；（3）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；（4）《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）。2.2成孔质量检测目的通过对钻孔成孔后超声波检测，了解钻孔灌注桩成孔时孔壁状况、断面形状、桩孔垂直度及孔径变化情况。为桩的施工质量控制提供科学依据。2.3检测设备集成化电缆绞盘集成化电缆绞盘微电脑控制、打印2.4测试原理方法简介该工程所使用的钻孔孔壁测试仪器，是目前世界上最先进的日本KAIJO传感器公司传感器生产的KE—400型超声波孔壁探测仪，它是在KE——200型基础上改进而来的。该仪器主要由以下三部分组成：钻孔（1）具有微电脑控制的记录仪能自钻孔动记录各种与测试有关的信息，比如测试日期、比例尺、钻孔直径、测试方向、记录深度、直径偏差等。同时可在LCD液晶图2-1KE—400型钻孔侧壁测试示意图显示屏上显示。（2）具有四方向测试功能的传感器，传感器能自发自收，通过切换可得到两个互相垂直的测试剖面。（3）集成化的电缆绞盘。钻孔孔壁检测是利用超声波扫描成像原理在充满水的钻孔中探测钻孔孔壁的松散状态、护壁泥浆状态、钻孔垂直度和钻孔直径等的一种工程测试方法。如图2-1所示，它靠电缆绞盘直接测定传感器所在的深度的孔壁状况，位于孔中心能够自发射自接收的超声波传感器同时发射两个互成180°方向的超声波，当超声波穿透孔内泥浆传播到孔壁泥皮表面时，一部分超声波会反射回来传感器接收，另一部分超声波会进一步穿透泥皮到达与土（岩）体的界面，此时又有一部分超声波会反射回来被传感器接收，另一部分继续往外传播进入周围土（岩）体后仍有超声波不断反射回来被传感器接收。通过传感器接收到的不同的反射波与入射波的时间差，仪器可自动识别并计算出泥皮表面、泥皮与土（岩）体界面等与传感器的距离，因而可以测定任一孔深部位的钻孔直径，通过分析不同反射波的频率成分、能量大小等信息，即可探测孔壁土（岩）体的松散状态。利用超声波扫描成像原理，即可以图像形式将结果反映出来。分析整个孔深上的探测结果，即可判断出钻孔的垂直度、各部位钻孔直径、泥皮状况、孔壁是否坍塌及孔周土（岩）体的松散状态等。测量过程如图2-2所示：安装绞车连接安装绞车连接安装记录纸设定孔径打开记录仪电源灵敏度设定传感器方向设定打开绞车电源传感器下放1米距离校正传感器返回到开始位置STAND—BYON选择绞车操作DOWNONFASTDOWNREC.DOWN孔底暂停孔底暂停孔底暂停UPON上升暂停上升暂停上升暂停完毕WINNCHUUP/STTOP记记录纸够吗吗？出图走走纸？试验测量正常测量量确认时间测量测量测量测量高速上升高速上升上升测量AGCON试验及调调节SETAUTSET图2-2KEE-4000型测试过过程2.5测试结结果三个桥墩共计8根试试桩桩孔的的钻孔孔壁壁超声波现现场测试资资料经分析析计算后将将结果汇总总于表2-1中,各钻孔的的现场测试试资料见附附图一。表2-1试桩钻孔孔孔壁超声声波测试结结果汇总表表268#底偏皮底偏皮底偏皮269#局较270#34.051.034.081.01.06<1%3略局33.401.033.451.01.09<1%5局较33.601.033.691.01.09<1%9局较实际孔深深为砼灌注注前测试孔孔深，实测测孔深为超超声波测试试仪测试深深度孔声结一壁测表小不计桩度厚制允反形连孔良壁常显介反续------桩壁较要成浆比泥分颗孔在壁形的泥会孔坍会桩的力桩声结试时钻及选艺如重时基能保的量3低应变动力力检测3.1检测依依据（1）《建筑基桩检检测技术规规范》（JGJ1106-22003）；（2）《铁路工程基桩桩检测规程程》（TB100218--20088）；（3）《铁路桥涵施施工规范》（TB10203-2002）。3.2低应变动力力检测目的的判定试桩和锚桩桩的桩身的的完整性，了了解试桩和和锚桩的施施工质量，为为评价桩的的施工质量量及判别施施工过程中中的成桩参参数是否合合适提供依依据。3.3检测设设备（1）RSM—244FD采集集仪及计算算机一套；；（2）大阻尼速度传传感器和加加速度计各各一只；（3）力锤和力棒各各一只。3.4低应变变（反射波波法）检测测桩身完整整性原理简简介反射波法是以应应力波理论论和振动理理论为基础础的，它以以波在不同同阻抗和不不同约束条条件下的传传播特性来来判断桩身身质量。如图3-1所示，锤锤击桩头激激发起应力力波在桩体体内传播。如如桩身质量量完好，桩桩体较密实实，则从检检波计接收收到的桩头头质点振动信信号应呈阻阻尼振荡时时的指数规规律衰减。但但当桩身质质量发生变变化，例如如出现扩颈颈、缩颈、离离析、夹泥泥、空洞、断断桩等情况况时，应力力波传播到到这些位置置时波阻抗抗将发生某某种程度的的变化，因因而会引起起反射波。通通过分析检检波计接收收到的反射射波和入射射波的相位位关系和反反射波的强强弱等信息息即可判断断桩体内是是否存在缺缺陷或缺陷陷属于哪种种类型。再再根据波速速及入射波波与反射波波之间的时时间差即可可确定缺陷陷所在的位位置。力锤力锤检波器桩RSM-24FD采集器电源CANON打印机图3-1低应应变检测框框图根据桩身完整性性,可将其分分为以下四四类：Ⅰ类桩：桩身结构构完整，无无缺陷反射射波，波速速正常。Ⅱ类桩：桩身存在在轻微缺陷陷，但桩身身结构完整整性基本不不影响桩的的正常使用用。缺陷反反射波幅值值小，波速速正常。Ⅲ类桩：桩身存在在明显缺陷陷，应采用用其它方法法进一步抽抽检确定其其可用性。缺缺陷反射幅幅值较大，波波速不正常常。Ⅳ类桩：桩身有严严重缺陷或或断桩。缺缺陷反射波波幅值大。周周期性缺陷陷反射波。在正常情况下，Ⅰ、Ⅱ类桩为合格格桩，桩身身结构完整整性可满足足使用要求求；Ⅲ、Ⅳ类桩为不不合格桩，Ⅲ类桩应采用其它方法进一步抽检，并根据实际工程确定是否能用，Ⅳ类桩应综合考虑进行工程处理后再使用。3.5检测结果根据对现场实时时采样波形形进行分析析，将三个个桥墩30根钻孔孔灌注桩检检测结果汇汇总于表3-1中。典型型的现场实实时采样波波形见附图图二。表3-1低应变检检测结果表表桥墩桩号桩径（m）桩长（m）桩身完整性类别别波速（m/s）桩身完整性评价价268#11.038.5合格3405距桩头7.8mm左右轻度度缺陷21.038.5合格3482桩身结构完整31.038.5合格3453距桩头10.33m左右轻度度缺陷41.038.5合格3443桩身结构完整5（试桩）1.038.5合格3532桩身结构完整6（试桩）1.038.5合格3492桩身结构完整7（试桩）1.038.5合格3522桩身结构完整81.038.5合格3553桩身结构完整91.038.5合格3555距桩头4.3mm左右轻度度缺陷101.038.5合格3462桩身结构完整111.038.5合格3431桩身结构完整269#11.036.0合格3458桩身结构完整21.036.0合格3361桩身结构完整31.036.0合格3438桩身结构完整4（试桩）1.036.0合格3478桩身结构完整5（试桩）1.036.0合格3429距桩头10.99m左右轻度度缺陷61.036.0合格3429桩身结构完整71.036.0合格3438桩身结构完整81.036.0合格3468桩身结构完整270#11.030.0合格3419距桩头4.7mm左右轻度度缺陷21.030.0合格3454桩身结构完整31.030.0合格3509桩身结构完整41.030.0合格3537桩身结构完整5（试桩）1.030.0合格3472桩身结构完整6（试桩）1.030.0合格3537距桩头7.6mm左右轻度度缺陷7（试桩）1.030.0合格3594距桩头7.5mm左右轻度度缺陷81.030.0合格3527桩身结构完整91.030.0合格3490桩身结构完整101.030.0合格3481距桩头4.8mm左右轻度度缺陷111.030.0合格3481桩身结构完整应分的试析桩本确反根变身整每实曲反身信场选感响锤及集合试明均桩施中工桩选3、本次低应变检测测是在桩头头未破至设计标标高时检测测的，桩长长并不是检检测时的实实际桩长，因因此造成各各桩的平均均波速明显显偏低。考虑桩长长因素，各各桩的平均均波速在33600mm/s～38000m/s。根据波波速评定桩桩身砼平均均强度基本本可达到C40。4埋管声波波检测4.1检测依依据（1）《建筑基桩检检测技术规规范》（JGJ1006-20033）；（2）《铁路工程基桩桩检测规程程》（TB100218--20088）；（3）《铁路桥涵施工工规范》（TB10203-2002）。4.2埋管声波波检测目的的判定试桩桩身的的完整性，了了解试桩的的施工质量量，通过与与低应变桩桩身质量检检测结果比比较，为工工程桩桩身身质量检测测的方法选选定提供依依据。4.3检测设设备（1）RSM—SY55型数字声声波仪；（2）便携式计算机机；（3）一发两收柱状状径向平面面无指向声声波换能器器；（4）绕线盘。4.4检测原理混凝土的物理力力学性质受受其内部结结构特性与与外部环境境条件等多多种因素制制约，其声声波传播特特性反映了了混凝土的的应力应变变关系。根根据弹塑性性介质中波波动理论，声波波速为：(1)其中E为介质的动态弹弹性模量；；ρ为密度；；μ为泊松比比。而弹性性模量与介介质的强度度之间存在在相关性。超超声波在混混凝土中的的传播参数数（声时值值、声速、波波幅、衰减减系数等）与与混凝土介介质的物理理力学指标标（动弹模模、密度、强强度等）之之间的相关关关系就是是基桩超声声波检测的的理论依据据。当混凝凝土介质的的构成材料料，均匀度度、施工条条件内、外外因素基本本一致时，超超声波在其其中的传播播参数应基基本一致；；而介质中中存在缺陷陷时，超声波则则在传播过过程中产生生绕射、反反射、衰减减等现象，使使其声时、声声速、声幅幅、频谱等等产生变化化，高精密密声波反射射－接收仪仪器及传感感器可记录录与描述混混凝土的内内在质量。现场检测如图44-1所示。图4-1测试试过程示意意图4.5数据分析（1）分析判据声速判据当式（1）成立立时，声速速可判定为为异常。≤（1）式中：—按序排列列后的第i个声速测测量值；—声速的异常判断断临界值。声幅判据波幅临界值的判判据，按下下列公式计计算：(2)＜(3)式中：—第i测测点的波幅幅值（dB）;—波幅的平平均值（dB）；—测点数。当式式（3）成立时时，波幅可可判定为异异常。③斜率法（PSDD）判据对桩身缺陷，可可采用斜率率法沿桩身身深度判断断奇异点位位置。按声声时—深度坐标标上的曲线线求相邻测测点割线斜斜率及相邻邻两点声时时差值的乘乘积作为缺缺陷的判据据，按公式式（4）∽(6)计算：((4)(5)(6)式中：—第i测测点的声时时（μs）;——第i-1测点的声声时（μs）;—第i测点的深度（mm）;—第i-1测点的深度（mm）;按公公式（6）计算曲线线，在声时时—深度曲线线上标明缺缺陷位置，进进一步综合合判定缺陷陷性质。（4）完整性评价桩身缺陷应根据据声速临界界值、波幅幅临界值、PSD判据综合合判定。根根据声波检检测参数特特征，判定定桩身混凝凝土质量可可按四类划划分：Ⅰ类：桩身质量完完好，各检检测剖面的的每一测点点声速、主主频、波幅幅均无异常常。Ⅱ类：存在较轻缺缺陷，某一一检测剖面面个别测点点的声速有有异常，主主频、波幅幅基本正常常。Ⅲ类：存在较严重重缺陷，某某一检测剖剖面多个测测点的声速速有异常，或或两个以上上的检测剖剖面在同一一测点附近近的声速、主主频、波幅幅有异常。Ⅳ类：存在严重缺缺陷，某一一检测剖面面多个测点点的声速有有异常，或或两个以上上的检测剖剖面在某一一深度连续续多个测点点的声速、主主频及波幅幅有异常，声声波接收信信号严重畸畸变。4.6埋管声声波测试结结果三个桥墩8根试试桩的现场场声波测试试数据经专专用声波分分析软件计计算分析后后将主要结结果汇总于于表4-1中，各桩桩每个测试试剖面的PSD及声速判判剧见附图图三表4-1声波测试试结果表s268#538.5AB457743230.03桩身质量完好均匀、连续ⅠAC434541940.02BC430041550.02638.5AB438942190.02桩身质量完好均匀、连续ⅠAC442341460.03BC444041460.03738.5AB446441310.04桩身质量完好均匀、连续ⅠAC458943070.03BC454942500.03269#436.0AB448742720.02桩身质量完好均匀、连续ⅠAC442642480.02BC446641040.04536.0AB450942380.03桩身质量完好均匀、连续ⅠAC458143160.03BC438340650.04270#530.0AB463244100.02桩身质量完好均匀、连续ⅠAC441742290.02BC440540600.04630.0AB456343130.03桩身质量完好均匀、连续ⅠAC440741420.03BC445242010.03730.0AB446341560.03桩身质量完好均匀、连续ⅠAC447642230.03BC449040440.05管测分析析1、附图三及表44-1的结果表表明：三个桥墩8根试桩的的各测试剖剖面的声波波曲线形态态正常，无无明显的畸畸变，各声声学参数正正常，声幅幅、声速及及PSD各