桩基高应变检测方案

1、作业任务工程概况安徽池州发电厂为新建电厂，一期工程装机容量为两台300MW发电机组。电厂厂址位于安徽省池州市东北约13公里长江南岸的长江大堤堤内圩区。主厂房采用桩基础。桩型为500X500mm的预制混凝土方桩，桩长25-28米，由两节桩组成，混凝土强度为C40。主厂房区共布设桩1288根，于9月24日开始打桩，10月28日打桩结束，打桩期间对局部地区进行了基础开挖，并对开挖出的基础桩进行了监测，发现桩头普遍有逐渐偏位和上浮现象，其中部分桩桩头偏位和上浮情况严重。本次开挖露出桩头的桩共303根，桩长27米，其中上节桩长12米，下节桩长15米。为了进一步确定开挖露出桩的桩身质量情况以及单桩竖向抗压极限承载力，采用高应变动测法进行检测。施工项目范围及工作量根据要求，本次共检测桩20根。2、编写依据2.1中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94)2.2中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106)2.3上海市工程建设规范《建筑基桩检测技术规范》(DGJ08-218)2.4有效的设计变更通知单、工程联系单及图纸会审。3、作业准备和条件3.1.1人员配备号1X23456789O1X一人员一项目负责技杏贝施工员质检员安全员一测量人员一机操工电工內用二匚用主几可几检测人员1X1X221X342243.1.2机械及工器具的准备主要施工机具序号机具名称规格/名称数量用途1打桩机85P/JUS1003打桩2送桩器约6米3送桩3柴油锤D62或D803根据地质情况调配4经纬仪J21测量定位5水准仪DS33高程控制6钢卷尺5m若干测位移偏差7检测设备1检测大应变3.1.3力能供应接通施工用水、电，做好“三通一平”工作，设置场内照明，现场提供220V交流电源，保证机械设备进场后能尽快开工。4、作业方法和工艺要求检测目的进一步检测桩身质量。确定桩头上浮和偏位的桩中，哪些是由桩身接头脱开引起的，哪些是由桩整体上浮产生的，哪些是由桩身接头脱开同时桩整体上浮共同作用产生的；通过打桩复位过程的检测力求确定桩身接头脱开的距离和桩整体上浮的距离。检测桩在复位后的单桩承载力。为下一步问题桩的处理积累经验。检测数量根据要求，本次共检测桩20根。4.3检测桩的选择和分布主厂房区开挖出的桩共有303根，并已经全部进行过低应变动测试验。根据上海大学建设工程质量检测站《池州发电厂一期（主厂房）工程基桩低应变动测初步分析结果（之一）》和《池州发电厂一期（主厂房）工程基桩低应变动测初步分析结果（之二）》的结论：类桩56根，占受检桩总数的18.5%；类桩33根，占受检桩总数的10.9%类桩48根，占受检桩总数的15.8%类桩166根，占受检桩总数的54.8%为了既能反映基础桩的总体情况，又能确定出问题桩特别是III、IV类桩的桩身情况，因此这20根检测桩分布如下：I类桩2根；II类桩2根；III类桩6根；IV类桩10根。4.3.2在全部303根桩中，桩头普遍上浮和偏位，但程度各有不同，据不完全统计：I类桩中上浮量较小，小于0.1米；但水平位移量不等，大者超过1米°II类桩中上浮量也较小，小于0.5米；但水平位移量不等，大者超过1.5米。III类桩中上浮量不等，大者超过0.5米;水平位移量普遍较大，超过1米者占一半左右。IV类桩中上浮量较大，为0.1T.2米,但大于0.5米者据多；水平位移量也较大，大于1米者据多。为了便于分析,探究桩身质量与桩头上浮量及偏移量大小的关系,因而将桩头上浮量及偏移量的大小分类,选择受检桩:I类桩中将偏移量的大小分为大于0.5米和小于0.5米两类，各选择一根桩检测；II类桩中将偏移量的大小分为大于1.0米和小于1.0米两类，各选择一根桩检测；III类桩中将偏移量的大小分为0-1.0米和大于1.0米及上浮量0-0.5米和大于0.5米两类，各选择三根桩检测；IV类桩中将偏移量的大小分为0-1.0米和大于1.0米同时上浮量0-0.5米和大于0.5米两类，各选择五根桩检测。4.4检测配合要求打桩人员听从测试工程师的指挥。开始试验时，用冷锤轻打桩，每打一锤就停锤。每一次用冷锤轻打桩停锤后，测一次贯入度，直到测试工程师认为可以连续施打为止。4.4.4最后停打标准按设计要求执行。4.4.5每根桩在打桩前和打桩结束后，都必须测量桩头垂直向和水平向位移，记录桩头复位前后在垂直和水平方向的位移变化情况。4.4.6检测工程师必须记录储存每一锤的实测信号和数据。4.5检测方法及试验原理采用高应变动测方法实施检测。4.5.1检测方法现场工作时，将一对加速度/应变传感器组成一组传感器，两组传感器用螺丝固定在距桩头1-2D(D为桩身截面直径)以下处，两组传感器处于同一水平面内呈对称分布。锤击开始后，传感器将拾得的锤击信息传至主机内，加速度经积分变成速度随时间变化曲线，同时由应变传感器测得的应变，乘以桩的弹性模量E和截面积A,成为锤击力波随时间变化的曲线，现场即可用凯斯法对量测信息作初步分析，同时将信息存储在主机内硬盘上，室内作进一步分析计算。4.5.2高应变动测试验资料的分析方法采用凯斯法和CAPWAPC曲线拟合法，其基本原理如下：a)凯斯法假定桩为均质(截面积A和弹性模量E恒定)的线弹性杆件(长度比截面直径大得多)，桩周土为粘弹塑性介质，根据行波理论可推导出打入时总土阻力值计算公式(推导过程从略)。RTL=1/2[F(t)+F(t+2L/C)]+Z/2[V(t)-V(t+2L/C)]……(1)式中：F(t),F(t+2L/C)分别为t,t+2L/C时刻的力值；V(t),V(t+2L/C)分别为t,t+2L/C时刻的速度值；L为桩长；C为波在桩身中的传播速度；t一般取第一个速度峰值所对应的时刻；Z为桩身材料的波阻抗。总土阻力值RTL由土的静阻力Rs和动阻力Rd组成，即：TOC\o"1-5"\h\zRTL=Rs+Rd (2)阻尼法假定：动阻尼力Rd集中在桩尖，并与桩尖质点运动速度成正比，即:Rd=J'*Vtoe (3)由于Vtoe=1/Z*[2F(t)-RTL] (4)且J=J'/Z (5)由(1)，(2)，(3)，(4)，(5)式可得出：Rs=1/2[F(t)+F(t+2L/C)]+Z/2[V(t)-V(t+2L/C)]-J*[2F(t)-RTL] (6)式中：J为凯斯阻尼系数。式(6)就是凯斯法求取承载力的基本公式。B)桩身质量检查根据行波理论可以导出：BTA=(1-a)/(1+a) (7)式中：BTA为桩身完整性系数，定义为Z2/Z1，即下部桩材的波阻抗与上部桩材波阻抗之比。而a=l/ZXu/(Fmax-R) ⑻式中：u为F-ZXV的差值，R为在破损面以上桩侧的土摩阻力值，Fmax为最大锤击力。一般用BTA值评价桩身质量的标准是：BTA=100%桩身完整；BTA=80〜100%桩身轻微破损；BTA=60〜80%桩身破损；BTA〈60%则桩身断裂。C)CAPWAPC曲线拟合法CAPWAPC曲线拟合法采用了复杂的桩一土计算模型，考虑了接桩等多种因素对计算结果的影响，计算结果更加接近实际。CAPWAPC法采用迭代计算的方法，进行计算曲线与实测曲线的拟合。由于CAPWAPC法的理论复杂，在此不作详细介绍。4.5.3检测设备采用美国桩基动测公司或武汉岩海公司生产的打桩分析仪实施现场量测。完整的仪器量测及资料分析系统包括：固定在桩身上的工具式应变传感器、主机及室内计算机系统，如图所示。设备配置及流程图如图所示。

锤桩主机锤桩主机5、职业安全健康、环境管理措施和文明施工职业安全健康管理措施全员树立“安全第一、预防为主”的思想意识，施工人员进入现场前必须进行安全教育。进入施工现场人员个人防护用品配备齐全，并正确佩带。项目负责人在施工前要对施工人员加强安全教育，严禁违章操作。所有作业人员应服从安全部门的统一管理，遵守公司职业安全与环境体系文件的各项规定；特殊工种作业人员应持证上岗，严禁无证人员违规作业。岗位分工明确，加强机械、用电的安全管理。作业人员必须有足够的安全用电知识，电源盘严格使用带漏电保安器的移动盘。机械操作人员必须严格按操作规程进行操作，不得违章操作。电源开关，控制箱等设施要加锁，防止漏电触电；所有用电工具均要有安全接地现场施工用电的配置及其它带电机械、工器具的用电检修、维护需专业电工操作，电工需持证上岗。现场交叉作业，精神要高度集中。同时也应该尽量避免，确需交叉作业时要搭设隔离棚。环境管理措施在施工人员中开展环境保护的宣传教育工作，树立环保意识。施工中产生的建筑垃圾和生活垃圾及时清运到指定地点，集中处理，防止对环境造成污染。施工用水按清、污分流方式组织排放。污水排放前进行净化处理，达到标准方可排放，并优先安排在施工现场的复用。机械保养、维修和使用中废油更换、滴落按《施工现场废料排放管理》管理方案《施工现场危险废品管理制度》进行，废油要用油盘盛放，滴落要用棉纱擦干净，确保不对周围环境造成污染。现场施工用水用电消耗按《节能工作管理办法》进行，不用时要关闭电源，严禁施工用水浪费。5.3文明施工措施必须做到“工完料尽场地清，谁施工、谁清理”，保证施工现场的整洁有序。必须服从项目部文明施工方面的管理。进入现场的职工、外包工应经过本工程安全文明施工规定的专向培训且考试合格施工区域内所用材料、工器具等必须堆放整洁。6、重要危害、重要环境因素及其控制措施6.1重要环境因素清单序号重要环境因素名称控制措施1建筑油漆废弃刷子、油筒、手套设置废品箱定点存放2机械保养、维修和使用中废油更换、滴^落现场废油存放在指定的油盘或油筒中，并及3滴筑设备整修、安装使用中产生的废时油存放在棉定清油盘或油筒中品箱内4现场施工用电消耗办公处做到人走灯灭，施工现场根据工程需要设置照明5现场施工用水