桩基检测方案(同名1716)

广州市轨道交通十四号线一期【施工3标】土建工程桩基础检测方案编制：.复核：.审核：.审批：.中铁二局广州地铁14号线3标项目经理部二○一四年目录桩基础检测方案1工程概况1.1工程地理位置、规模广州市轨道交通十四号线一期工程（嘉禾望岗～街口）线路全长54.5km，地上线长32.6km，高架站7座。其中神岗站～邓村站（二）～江埔站区间（土建3标）线路沿105国道路中行走，在从化市公路管理局处拐入东侧设邓村站，出邓村站后沿105国道东侧路侧走行，部分需要进行山体开挖，之后以斜角22°斜跨105国道，进入西侧地块，并沿西北方向走行，一路穿荔枝园下地与U型槽相接。桩基共计1031根30929m。其中桩径1.0m的合计23根345m；桩径1.2m的合计324根8802m；桩径1.5m的合计666根20522m；1.2设计情况、主要技术标准1.2.1桩基设计参数表1-1桩基设计参数表岩土分层岩土名称桩侧摩阻力特征值桩的端阻力特征值地基系数比列系数fi(kPa)σ0(KPa)m/(MPa/m2)<1>填土103<3-1>粉细砂3010<3-2>中粗砂5015<3-3>砂砾8020<4N-1>软塑粉质粘土1510<4N-2B>淤泥质土85<4N-2>可塑粉质粘土5020<4N-3>硬塑粉质粘土3535<5N-1>可塑残积土5020<5N-2>硬塑残积土7535<6>碎屑岩岩石全风化4542050<7-3>碎屑岩岩石强风化120600100<8-1>粗砂岩、砾岩中风化1700<8-2>泥岩、泥质粉砂岩中风化900<8-3>泥质粉砂岩、粉细砂岩中风化1200<9-1>碎屑岩微风化带6900<9-2>碎屑岩微风化带2000<9-3>碎屑岩微风化带45001.2.2主要技术标准本标段桩基础采用摩擦桩及嵌岩桩。嵌岩桩最小桩长15m，摩擦桩最小桩长30m。嵌岩桩桩底嵌入中风化砂砾岩不少于10m，嵌入中风化砾岩不少于1.5m，嵌入中风化泥质粉砂岩不少于15m，嵌入中风化石英砂岩不少于1.5m。嵌入微风化泥质粉砂岩不少于3m，嵌入微风化砂砾岩不少于1.5m，嵌入微风化石英砂岩不少于0.5m。嵌岩桩必须保证桩底以下有不小于3D的稳定中、微风化岩层。所有桩基属于长期在土中，根据相关规范规定和地勘，定义为T1环境作用等级；所有桩基施工前必须进行超前钻孔，确保有3倍D的持力层。钻孔前对每一联梁所有桩基应探明桩位周边2m，地面下3-5m深范围是否有地下管线。清孔要求，摩擦桩孔底沉淀厚度不大于100mm，嵌岩桩孔底沉淀厚度不大于30mm。孔位中心允许偏差不大于50mm灌注桩的桩顶标高应比设计高出足够高度以保证混凝土强度。1.3工程地质、水文和自然条件1.3.1地形地貌本标段属于山前丘陵地貌，地面起伏平缓，地面高程30.9～40.8m，线路平行105国道分布，两侧多村庄、商铺和工厂，线路西北侧为元洲村北向队、广东动漫城技术研究中心等，东南侧为元洲村东向队及环亚工业园等。根据相关地勘报告，本标段范围内岩土主要有如下分层：人工填土层、冲积~洪积砂层、冲积～洪积土层、残积层、全风化岩层、强风化岩层、中风化岩层、微风化岩层。1.3.2地质构造场内砂层不会发生液化；广州-从化断裂未发现有全新活动的迹象，根据有关规定，可忽略断裂地表错动对工程的影响；在本区间里程YDK57+450~YDK57+650地段局部风化裂隙十分发育，岩芯破碎，强风化层较厚，存在风化深槽，施工时应注意其不利影响。1.3.3水文地质（一）地下水本标地貌上属于河流冲洪积平原，地势较平坦，局部为剥蚀残丘；揭露第四系地层为人工填土，冲洪积砂层和粘性土层及坡残积层，基岩为第三系，侏罗纪沉积岩层，地下水位的变化受地形地貌、地层岩性、地下水补给来源及排泄等因素控制。每年二月起随降雨量增加与农灌水的增大，水位开始逐渐上升，到六月至九月处于高水位时期（丰水期），九月以后随降雨量与农灌水减少，水位缓慢下降，到十二月至次年二月处于低水位（枯水期）。水位变化幅度约1.0～3.0m。勘察期间揭露沿线地下水稳定水位埋深1.00～9.00m（标高19.53～33.75m），初见水位标高18.61～35.00m。神岗至邓村站桩顶标高27.01～34.55m，桩底标高-3.38～-43.54m，邓村站至江埔桩顶标高27.7～40.15m，桩底标高18.98～-35.32m。（二）地下水腐蚀性评价标段内采用了6组土样进行腐蚀性分析，总体判定地下水和土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，对钢结构具微腐蚀。2方案编制依据和检测规程规范2.1方案编制依据设计文件的有关规定及相关规范要求。2.2检测有关规程规范《铁路工程桩基检测技术规程》（TB10218-2008）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）3检测方法工作内容3.1声波透射法根据设计要求，本工程所有桩基均需预埋超声波检测管，超声波检测数量为总桩基数量的100%。3.2钻芯法根据声波透射法检测结果对有怀疑和无法进行静载试验的桩进行钻芯法检测，检测数量不应少于总桩数的10%。3.3静载试验本工程设计为甲级，工程桩施工前，应按照规范进行静载试验。静载试验采用工程桩，桩数为每施工标段不少于总桩数的1%，且不少于3根，并组织验收，以检验设计取值。4抽样原则受检桩应由监理单位、建设单位会同勘察设计、施工等单位共同确定，并报质量监督机构，受检桩应按下面原则确定：(1)应首选成桩质量较差的桩；(2)当采用两种或两种以上检测方法进行成桩质量检测时，应依据前一种检测方法的检测结果选择成桩质量较差的桩；(3)选择对施工质量有怀疑的桩；(4)选择设计方面认为重要的桩；(5)选择岩土特性复杂可能影响施工质量的桩；(6)选择代表不同施工工艺条件及不同施工单位的桩；(7)同类型的桩宜均匀分布。5检测龄期(1)声波透射法检测被检桩的混凝土龄期应有14天或混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。(2)钻芯法检测时，受检桩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。6检测仪器设备、基本原理6.1声波透射法6.1.1仪器设备(1)声波发射与接收换能器应符合：a、圆柱状径向振动，沿径向无指向性；b、外径小于声测管内径，有效工作长度不大于150mm；c、谐振频率为30~60KHz；d、水密性满足1MPa；e、当测距较大时，宜选用带前置放大器的换能器。(2)声波换能器宜配置扶正器。(3)声波检测仪应符合：a、具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。b、声时测量精度优于或等于0.5µs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1~200KHz，系统最大动态范围不小于100dB。c、声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200~1000V。图1是声波透射法试验示意图。信号输入参数设定声波检测仪图1声波透射法试验示意图6.1.2基本原理超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在混凝土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混凝土内传播过程中表现的波动特性。当混凝土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，使接收到的透射波能量明显降低；当混凝土内存在松散、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性、频率变化以及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内混凝土的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特性，经过处理分析，就能判别测区内混凝土内部存在缺陷的程度及位置。在桩基施工前，根据桩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的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数并采集记录储存。换能器从下同时往上依次检测，遍及各个截面。6.2钻芯法6.2.1仪器设备钻取芯样应采用液压操纵的钻机。钻机设备参数应符合以下规定：(1)额定最高转速不低于790转/分；(2)转速调节范围不少于4档；(3)额定配用压力不低于1.5MPa。应采用丹东双管钻具，并配用相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器及可捞取松软渣样的钻具。钻杆应顺直，直径宜为50mm。应根据混凝土设计强度等级选用适合粒度。浓度、胎体硬度的金刚石钻头，且外径不宜小于100mm。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。应选用排水量为50~160L/min、泵压为1.0~2.0MPa的水泵。锯切芯样试件的锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片应有足够刚度。芯样试件端面的补平器和磨平机应满足芯样制作的要求。7检测过程7.1声波透射法(1)声测管宜用钢管，内径宜为50～60mm(2)声测管的管道应畅通，管中间不能有阻塞，以保证换能器能顺利升降；(3)声测管应密封，在底部和接口处要做到密封不漏水，在顶部加盖（测试时打开）；(4)声测管应牢固绑扎在钢筋笼内侧，声测管之间应相互平行，安装后的声测管间距允许偏差±2cm(5)声测管与混凝土之间应结合良好；(6)声测管的标高控制，底部到混凝土底；顶部要高出混凝土面，一般到地面，具体以顶盖打开操作方便为宜；(7)工程桩声测管埋设数量要求：桩径≤800mm的埋设双管；800～1500mm(8)声测管编号以向北方向为起始，顺时针依次为A、B、C、D，检测前应测量声测管口的实际标高。二管三管四管工程桩的声测管埋设平面位置示意图7.2钻芯法7.2.1现场操作每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定：桩径小于1.2m的桩，不得少于1孔；桩径为1.2~1.6m的桩，不得少于2孔；桩径大于1.6m的桩，不得少于3孔；当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10~15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15d~0.25d内均匀对称布置；对桩底持力层的钻探，每根受检桩不得少于一孔，其钻探深度应满足设计要求，其他钻芯孔不宜少于1.0m对桩底持力层有夹层或岩溶的工程，每根受检桩的每个钻芯孔对桩底持力层的钻探深度均应满足设计要求；当设计无明确要求时，桩底持力层稳定或已进行超前钻的工程，桩底持力层的钻探数量和深度可适当减少。钻机设备安装应稳固、底座水平。钻芯孔垂直度偏差应不大于0.5%。当出现钻芯孔偏离桩身时，应立即停机，并查找原因。当桩顶混凝土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。在钻进过程中，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。提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。每回次进尺宜控制在1.5m内；钻至桩底时，应采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣厚度。应采用适宜的方法对桩底持力层岩土性状进行鉴别，钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本次总块数，并及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量做初步描述。对芯样混凝土、桩底沉渣以及桩端持力层做详细编录。编录内容宜包括混凝土的胶结情况、骨料的分布情况、混凝土芯样表面的光滑程度、气孔大小、蜂窝、夹泥、松散、混凝土与持力层的接触情况、沉渣厚度以及持力层的岩（土）特征等。在截取芯样前，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件截取位置、桩长或墙深、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。当芯样质量、沉渣厚度和持力层满足设计要求时，应采用水泥浆从钻芯孔孔底往上回灌封闭，灌浆压力不小于0.3MPa；否则应封存钻芯孔，留待处理。取样完毕，剩余的芯样应移交委托单位妥善保存。7.2.2芯样试件截取与加工当单孔的混凝土长度小于10m时，每孔截取2组芯样；当其长度为10～30m时，每孔截取3组芯样；当其长度大于30m时，每孔截取芯样不少于4组；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；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；如果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。当桩端持力层为中、微风化岩层可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；如遇分层岩性时宜在各层取样。7.2.3芯样试件抗压强度试验(1)混凝土芯样试件抗压强度按下列公式计算：fcu=4P/πd2·ξ式中fcu——混凝土芯样试件抗压强度（MPa），精度至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。(2)持力层岩石芯样试件单轴抗压强度按下列公式计算：R=4P/πd2式中R——岩石芯样试件单轴抗压强度（MPa），精度至0.1MPa；P——岩石芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N）；d——岩石芯样试件的平均直径（mm）。7.3单桩竖向抗压静载试验7.3.1单桩竖向抗压静载试验原理检测原理：采用压重平台反力装置，压重量不得少于预估最大试验荷载的1.2倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上（试验装置见图5.1），由电动高压油泵给置于试桩面的油压千斤顶逐级加、卸荷载，根据试验测出的Q～s曲线确定单桩竖向极限承载力。图5.1试验装置示意图依照广东省标准《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)中的有关“单桩竖向抗压静载试验”的规定，试验要点如下：(1)采用快速维持荷载法，即一般每隔1小时加一级荷载。加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级荷载和第二级荷载可取分级荷载的2倍，以后每级荷载取为分级荷载；(2)每级加载后，第5、15、30min时各测读一次，以后每隔15min读一次；(3)受检桩沉降相对收敛标准：加载时每级荷载维持时间不应少于一小时，最后15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量；(4)当桩顶沉降速率达到相对收敛标准时，再施加下一级荷载；(5)卸载应分级进行，逐级等量卸载，每级卸载量取分级荷载的2倍，其中第一级可视情况取分级荷载的2～3倍。卸载时，每级荷载维持15min，按第5、15min测读桩顶沉降量。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为第5、15、30min，以后每隔30min测读一次。7.3.2评判标准单桩竖向极限承载力可按下列方法综合分析确定：(1)根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q～s曲线，取Q～s曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载；(2)根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；(3)某级荷载作用下，桩顶沉降大于前一级荷载作用下沉量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准，取前一级荷载；(4)对于缓变型Q～s曲线,可根据沉降量确定,宜取s=40mm对应的荷载；当桩长大于40m时,宜考虑桩身弹性压缩模量；对直径大于或等于800mm(5)当达不到极限荷载，已达到最大试验荷载，桩顶沉降速率达到相对稳定（收敛）标准时，单桩竖向极限承载力取大于或等于最大试验荷载；(6)单桩抗压承载力特征值取单桩抗压极限承载力的一半。7.3.3需要现场配合的工作(1)桩头处理按照图5.3对桩头进行处理和制作试桩帽。试桩帽制作前，应将桩身上部松散的砼完全凿去，然后按图纸要求制作桩帽。当桩顶标高(凿去松散部分后)低于图纸要求时，可加长桩帽尺寸，以保证桩帽顶的标高。原桩身钢筋笼伸至试桩帽第一层钢筋网。(2)试验桩两侧堆载平台支承墩部位地基土加固处理根据现场踏勘情况，试验桩周地基土软弱，需进行换填处理。B1-B2栋静载试验时，地基加固仅采用换填碎石处理，堆载后地基下沉量大且不均匀。因此，本次静载试验试桩两侧地基土加固处理应加以改进：试验桩两侧堆载平台支承墩部位，范围13m*4.5m，换填碎石垫层，换填厚度不小于1.5m，并在换填处理后的地基上捣置混凝土板，具体要求见图5.2及图5.3。图5.2桩帽及支承墩部位地基加固剖面图图5.3支承墩部位混凝土板平面大样图（3）桩帽制作及堆载平台支承墩部位地基土加固处理要点a桩帽为方形，1800*1800，高L2=1200；b桩帽部分竖筋与原桩竖筋相同,与原桩身竖筋焊接，双面焊长度为5d，竖向钢筋构造如图5.3所示；c根据软基加固区的标高，计算需将桩身延长的长度L1，L1部分配筋与原桩身配筋相同；d加强钢筋网横纵向钢筋为双向φ25@150mm，各层间距为150mm；e桩帽部分混凝土强度等级C35，桩帽顶平整，钢筋保护层厚度为7cm；f软基加固部分区域为13m*4.5m，共两块，对称处理，相对位置详见图5.4；g