抗拔静载试验方案

抗拔静载试验方案抗拔静载试验方案/抗拔静载试验方案目录一、工程概况2二、编制依据3三、基桩低应变检测4四、桩基抗压静载检测5五、单桩抗拔静载试验8六、超声波检测9七、钻芯法检测10八、基桩检测汇总12一、工程概况黄埔花园三A0～A4栋为框架－剪力墙结构，地下室一层，地上16～18层，地基基础设计等级为乙级，基础采用φ500静压预应力管桩（PHC）及钻孔灌注桩，静压高强预应力管桩，总数约为1686根桩长约8～15m，单桩竖向承载力特征值为1800kN，抗拔承载力特征值为200KN。钻孔灌注桩约为351根，桩为端承桩，桩端支承岩为中风化砾砂岩和花岗岩，岩石的天然状态单轴抗压强度为8900kPa，桩径为约700～1600mm。根据有关规范及文件要求，结合工地实际情况，初步确定检测内容如下：对PHC桩采用低应变及抗压静载及抗拔静载检测；对钻孔灌注桩采用低应变、超声波及钻芯法检测，现制定检测方案如下：二、编制依据本次试验依据如下：国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）；国家行业标准《建筑基桩技术规范》（JGJ94－94）；粤建科[2000]137号文、穗建筑[2001]395号文及委托方提供的设计图纸等三、基桩低应变检测3.1检测目的本方法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，并为其它方法的进一步检测提供依据。3.2检测依据及数量规定本次试验按照中华人民共和国行业标准《建筑桩基检测技术规范》（106－2003）及粤建科[2000]137号文及穗建筑[2001]395号文等有关标准及规定，PHC桩低应变检测数量应符合下列要求：①三桩或三桩以下承台每承台不得少于1根，②设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根；其他基桩工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不应少于10根。对于钻孔灌注桩，低应变检测数量不少于总桩数的70%。3.3检测仪器设备及现场准备检测前由业主会同有关各方共同协商确定检测桩位并整理好受检桩的桩号、桩径、桩长（检测面到桩底的长度）、桩位图、地质勘察资料等相关资料。受检桩桩头必须相对高于桩周土（送桩），桩面打扫干净，若桩头没有法兰盘，必须在桩顶面打磨出三个平整点。检测使用的仪器为美国PDI公司生产的P.I.T桩身完整性测试仪（V型，SN#2197C），基桩反射波法测试处理系统示意图见图1。 桩身完整性检测仪参数设定数据处理信号输入结果输出计算机绘图仪 计算机绘图仪图1基桩反射波法测试处理系统示意图3.4基本原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到波阻抗变化界面（如蜂窝、离析、缩径、夹泥、断裂等桩身缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的到时、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。假设桩为一维线性弹性杆，其长度为L，横截面积为A，弹性模量为E，质量密度为ρ，弹性波速为C（C2=E/ρ），广义波阻抗为Z=ACρ，土阻力为R，推导可得桩的一维波动方程：假设桩身中某处波阻抗发生变化，当应力波Vi从介质Ⅰ（波阻抗为Z1）进入介质Ⅱ（阻抗为Z2）时，将产生反射波Vr和透射波Vt。它们及波阻抗的关系如下：令桩身质量完好系数β＝Z2/Z1,则有根据桩身缺陷反射波的幅值定性确定桩身缺陷的严重程度；根据反射波的到时tx由下式确定桩身缺陷位置：3.5评判标准检测按照广东省标准《基桩反射波法检测规程》（DBJ15－27－2000）中的有关规定进行。根据实测波形特征对桩身结构完整性分类的一般依据见表1。桩身结构完整性分类表表1类别桩身结构完整性定义波形特征Ⅰ桩身结构完整。无缺陷反射波、或有扩颈反射波，有明确（正常）的桩底反射信号，波速正常。Ⅱ桩身存在轻微缺陷，但桩身结构完整性基本不影响桩的正常使用。缺陷反射波幅值小，有明确（正常）的桩低反射信号，波速正常。Ⅲ桩身存在明显缺陷，应采用其它方法进一步抽检确定其可用性。1、缺陷反射波幅值较大、桩底反射不明显。2、嵌岩桩桩反射波及入射波相位相同。3、波速不正常。Ⅳ桩身存在严重缺陷或断桩。缺陷反射波幅值大。周期性缺陷反射波。桩身存在缺陷的基桩，可能会影响正常使用功能，如可能影响竖向承载力、水平承载力、桩的耐久性或导致不均匀沉降等。在正常情况下，Ⅰ、Ⅱ类桩的桩身结构完整性可满足使用要求；Ⅲ类桩应采用其它方法进一步抽检，并根据实际工作情况确定是否可用；Ⅳ类桩应进行工程处理并进一步检测确定严重缺陷或断桩以下部位桩身质量是否正常。四、桩基抗压静载检测4.1检测目的本次试验主要对单桩的竖向抗压承载力是否满足设计要求。4.2检测依据及数量规定本次单桩竖向抗压承载力检测的主要依据及标准为：根据规范要求，PHC桩单桩竖向抗压静载力检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。4.3检测前的准备工作在单桩静载检测前，应做好以下几项：1）委托方应联系设计方、监理方及施工方等方面，根据工程情况及施工情况确定试验桩位。且该桩应具有完整桩帽。不宜高出或低于试验地面0.3m。2）由于本次试验吨位比较大，需要大型车辆运输压重试块，因此临时路面需有足够承载力，否则，需要用碎石或石粉铺设临时路面。3）桩基施工完成及静载检测之间的时间间隔不宜少于下表中规定的时间。土的类别间隔时间（天）砂土7粉土10黏性土非饱和15饱和254.4检测设备本次试验采用武汉岩海工程技术开发公司生产的全自动桩基静载测试分析系统（主要由主机、中继器、控载箱、位移传感器、压力传感器/力传感器等组成）采集数据，采用压重平台反力装置，利用不小于预定最大试验荷载值的1.2倍（含钢梁重）的混凝土试块提供反力，采用壹个YQ－600型（广州广重机电设备工程公司生产）的油压千斤顶加压，利用两个位移传感器测量位移，压力传感器测定压力。试验所用的仪器、仪表均经计量检定部门检定合格，并在有效期内。试验装置示意图如图2所示。图2基桩竖向静载示意图4.5检测技术要点本次试验，单桩最大试验荷载取设计荷载的2倍，采用快速维持荷载法，即一般每隔1小时加一级荷载。试验要点如下：1、共分不低于10级进行加载，每级加载量为要求的最大试验荷载的1/10，第一级按2倍分级荷载加荷。2、每级荷载施加后维持1h，按第5、15、30min测读桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次。3、测读时间累计为1h时，若最后15min时间间隔的桩顶沉降增量及相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量相比未明显收敛时，应延长维持荷载时间，直至最后15min的沉降增量小于相邻15min的沉降增量为止。4、出现下列现象之一时，可终止加载试验：（1）某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍，当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。（2）当荷载－沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60mm～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。（3）总加载量已达到原定最大试验荷载。5、卸载及卸载沉降观测：每级卸载值为每级加载值的2倍。每级卸载后隔5、10min各测读一次残余沉降，即可卸下一级荷载，全部卸载后，读数时间不少于1小时。6、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，取其发生明显陡降的起点对应的荷载值。（2）根据沉降随时间变化的特征值确定：取s～Lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。（3）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量；对于直径大于或等于800mm的桩，可取s＝0.05D（D为桩端直径）所对应的荷载值。当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。五、单桩抗拔静载试验5.1检测目的本次试验主要对单桩的竖向抗拔承载力是否满足设计要求。5.2检测数量规定根据规范要求，单桩竖向抗压承载力检测数量不应少于抗拔桩总数的1%，且不少于3根，应委托方的要求：φ500管桩进行抗压静载试验极限荷载为400kN。5.3检测前的准备工作在单桩静载检测前，应做好以下几项：委托方应联系设计方、监理方及施工方等方面，根据工程情况及施工情况确定试验桩位。在抗拔试验前宜用低应变法检测桩的完整性；对有接头的预制桩，应验算接头强度3、在待测PHC桩中心插入3φ28钢筋（Ⅱ级钢，扎在一起，插入管口深度图3PHC桩抗拔示意图约1.50m，外露钢筋约1.50m左右），浇注C40混凝土，捣实。待混凝土达到100%强度，即可开始检测。4、由于桩基施工完成及静载检测之间的时间间隔不宜少于下表中规定的时间。土的类别间隔时间（天）砂土7粉土10黏性土非饱和15饱和255.5检测设备本次试验采用地面提供反力，用上海千斤厂生产的油压千斤顶加压，机械压力表测定压力，量程为50mm的百分表测定上拔量。试验所用的仪器、仪表均经计量检定部门检定合格，并在有效期内。试验装置示意图如图3所示。5.6检测技术要点本次试验，单桩最大试验荷载为设计值的2倍，采用慢速维持荷载法。试验要点如下：共分10级进行加载，每级加载量为要求的最大试验荷载的1/10，第一级按2倍分级荷载加载。每级加载后，隔5、10、15、15、15min各测读一次桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。试桩上拔量相对稳定标准：每一小时内的桩顶上拔量不超过0.1mm，并连续两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算），当桩顶上拔速率达到相对稳定标准时，可施加下一级荷载。4、出现下列情况之一时，可终止加载试验：（1）某级荷载作用下，桩顶上拔量为前一级上拔荷载作用下的上拔量的5倍；（2）按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm；（3）按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍；（4）总加载量已达到原定最大试验荷载。5、卸载及卸载沉降观测：每级卸载值为每级加载值的2倍。每级卸载后隔15、15、30min各测读一次残余上拔量，即可卸下一级荷载，全部卸载后，读数时间不少于1小时。6、单桩竖向极限承载力可按下列方法综合分析确定：（1）根据上拔量随荷载变化的特征确定：对于陡变型Q～s曲线取Q～s曲线发生明显陡升的起始点对应的荷载值（2）根据上拔量随时间变化的特征值确定：宜取s～Lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值。（3）当在某级荷载作用下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载值。（4）当受检桩在最大上拔力荷载作用下，未出现上述三种情况时，单桩抗拔极限承载力取大于或等于最大试验荷载值。（5）单桩抗拔承载力特征值取单桩抗拔极限承载力的一半。六、超声波检测6.1检测目的为了对混凝土灌注桩完整性进行检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置，需对其进行超声波透射法检测。6.2检测数量按照目前国家或地方现行有效的相关规范：中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106－2003）、粤建科[2000]137号文、穗建筑[2001]395号文及委托方提供的设计图纸等有关规定执行。根据设计要求，本次超声波（桩身完整性）检测比例为工程桩数量的30%，不少于10根。6.3检测前的准备工作（1）安装声测管参考《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）、粤建科[2000]137号文及穗建筑[2001]395号文的规定，并结合本工程的具体特点，所有桩基均须埋设3φ50（外径）×2.5mm的钢管，管的下端应封闭、上端应加盖。声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置。声测管牢固绑扎（或焊接）在钢筋笼内侧。管顶端宜高出地面100mm，检测管之间应相互平行，且平直。检测前用钢筋疏通声测管，以确保检测时，检测探头能正常放至管底，疏通后向检测管内注满清水，封口待检查。（2）检测前应准备的资料：检测前应具有下列资料：工程地质资料、基础设计资料、施工原始记录（成孔及灌注记录等）和基桩平面布置图。（3）混凝土强度要求：受检基桩混凝土强度要求至少达到设计强度的70%，且不少于15Mpa。6.4检测仪器检测使用的仪器设备为武汉岩海公司生产的ST01D型智能数字声波检测仪（出厂编号为CS20070114）和φ32mm、40kKz双孔式径向换能器，本仪器经华南国家计量测试中心检定合格。经空气声速测量校验，本仪器的零声时τ0值为12.5μs。超声波透射法检测示意图见图4图4基桩超声波透射法测试处理系统示意图6.5检测基本原理及方法超声波透射法检测砼结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源在砼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砼内传播过程中表现的波动特性；当砼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，将产生波的透射和反射；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重胶结缺陷时，将产生波的散射、绕射和波速降低，因而使接收到的透射波能量降低、初至波到达时间延长、频率发生变化及波形产生畸变。通过分析透射波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼结构完整性参数。测试记录不同剖面、不同高度上的超声透射波波动特征，经过处理综合分析就能判别桩身砼结构的完整性，如可能存在的缺陷的性质、大小及空间位置。检测方法：在检测前，根据规范的相关规定在桩内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，通过水耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器发射出去，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。换能器由底部同时向上依次检测，遍及各个截面。6.6桩身混凝土完整性判定准则根据混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声速低限值以及桩身质量可疑点加密测试（包括斜测或扇形扫测）后确定的缺陷范围，按表1的特征判定各剖面的类别，再根据同一桩各剖面的类别对工程桩的完整性进行综合分类。将结构完整性分为四类：表1桩身完整性判定类别桩身完整性定义声学参数特征Ⅰ类桩身完整各检测剖面的声学参数均无异常，无声速低于低限值异常Ⅱ类桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常，无声速低于低限值异常。Ⅲ类桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响1）某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；2）两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常；3）局部混凝土声速出现低于低限值异常。Ⅳ类桩身存在严重缺陷1）某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常；2）两个或两个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常；3）桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声速接收信号严重畸变。七、钻芯法检测7.1检测目的本次抽芯法检测的主要目的是检测桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度和判定持力层的岩土性状。7.2检测依据及数量本工程钻孔灌注桩钻芯法检测主要依据为中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106－2003）、粤建科[2000]137号文、穗建筑[2001]395号文及委托方提供的图纸等。（1）现场检测及成桩质量判定按国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）执行。（2）现场芯样试件截取、砼岩芯样试件单轴抗压强度按广东省标准《基桩和地下连续墙钻孔检验技术规程》（DBJ15-28-2001）执行。（3）中国工程建设标准化协会标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03:88）根据规范及规定要求，钻芯法检测数量不应少于总桩数的10%，且不得少于5根，本工程检测11根。桩径小于1.2m桩钻1孔，桩径为1.2～1.6m的桩钻2孔，桩径大于1.6m桩钻3孔。7.3仪器设备（1）钻孔抽芯采用北京探矿机械厂生产的XY-1A型高速油压钻机（额定最高转速不低于790r/min），配以Φ101双管单动金刚石钻具，钻机最大转速为1050转/分。采用质量及稳定性好的油压高转速钻机及单动双管钻具，一般要求采用外径不小于101mm的金刚石钻头（重要工程按要求可用130mm口径）。应配备相应的孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器、及可捞取松软渣样的钻具。钻杆直径宜为50mm。此外，宜选用泵压1.0-2.0MPa、排水量为50-160L/min的水泵。（2）芯样试件的加工采用SKQ-II型自动切石机、手动切割机和磨平机。（3）芯样试件抗压强度试验采用WHY-2000微机或WQY-300微机控制全自动压力试验机。7.4技术要求抽芯检测采用合理的钻探方法和钻进技术，并满足如下要求：（1）根据委托方、设计方及现场情况确定孔位。（2）按要求安装钻机。（3）钻进过程中随时注意进尺速度、操作感觉、孔内声音及钻具突然落下的起止深度，并及时记录现场桩身混凝土的情况及桩底岩土情况。（4）回次进尺控制。当混凝土质量正常情况下，回次进尺不得超过岩芯管净空长度，一般每回次不超过1.5m；当混凝土质量的完整性均较差，或钻至重点检测部位时，为避免芯样机械破碎和磨耗，应适当控制回次进尺，一般每回次不超过0.8m，并采取相应的措施保证芯样采取率和芯样完整性。当钻至距桩底0.5m时，应终止本回次钻进，并在下一回次钻进中将桩底砼及桩底持力层（厚约0.5m）同时钻取出来。取芯时，应确定芯样卡位后再提钻，不要盲目提钻，尽量避免芯样脱落或残留。芯样脱落后应及时捞取后再钻进。（5）根据施工记录或动测资料推测的桩身某深度范围可能存在空洞等缺陷以及检验桩底沉渣厚度时，在钻进接近该深度时，应改用适当的钻探方法和工艺，降低钻压控制转速和减少循环水量，限制回次进尺，必要时可采用无水钻进。并随时观察钻进速度和回水颜色等变化，以便准确判断其缺陷位置和程度。（6）芯样取出后，应及时用清水洗净，稍凉干后在每回次芯样上标注回次编号、芯样号、长度及钻进深度。要按顺序整齐摆放，以备保存、编录的拍照。芯样应妥善保管，无关人员不得乱动或拿走芯样。（7）芯样描述砼芯样描述的主要内容包括：钻进深度、芯样颜色、连续性、完整性，胶结情况、表面光滑情况、断口吻合程度、芯样节长、混凝土骨料大小，级配和骨料分布状况，气孔、蜂窝、麻面、沟槽、离析、破碎、夹泥、松散等的情况，芯样断口及碎块特征也应详细描述（以便判断是由于成桩质量原因造成，还是由于钻探原因造成的损坏。）取样编号及取样深度。抽芯现场记录要求：钻探过程中，钻探记录员及检测人员应做好钻孔抽芯检测现场记录表中规定内容的记录工作。现场记录人员应对抽取的芯样及时进行编录及拍照。各项记录工作应真实、准确，不许弄虚作假。施工结束后，现场获取的所用资料经验收汇总后资料室存档。（8）芯样采集数量及采集位置桩长小于10m且桩身质量较均匀时，每孔在上半部和下半部各取1组代表性芯样；桩长为10～30m且桩身质量较均匀时，每孔在上、中、下三部各取1组代表性芯样；桩长大于30m且桩身质量较均匀时，从上至下选取不少于4组代表性芯样；当桩身混凝土胶结不均匀时，可适当增加芯样采集数量。采取的砼芯样须经监理等见证。缺陷部位（蜂窝麻面、沟槽、离析胶结差等）可进行取样时，必须选取不少于1组代表性芯样；当某桩抽两个或以上钻孔，若其中一孔因缺陷严重不能取样时，应在其他孔相同深度进行取样。（9）孔回灌工作钻孔抽芯检测是一种半破损检测方法，为保证桩的原有工作性能，对钻取芯样后留下的钻孔应进行填补。当现场检测员鉴定桩身连续完整且持力层中不存在软弱夹层（无把握进行判断则应将情况告知项目负责人）后，即可要求施工人员进行钻孔回灌工作。可用一般标号的水泥制作回灌用的水泥浆。（10）芯样进行抗压强度试验和强度计算八、基桩检测汇总综合以上检测项目，根据相关规范及文件要求，初步确定检测项目及数量如下表。序号检测内容PHC桩备注钻孔灌注桩备注1低应变337管桩1686根246钻孔桩351孔2超声波105钻孔桩351孔3竖向抗压静载17管桩1686根4竖向抗拔静载12抗拔桩1145根5钻芯法检测35钻孔桩351孔注：1）PHC桩抗拔检测数量由甲方、设计方及监理方根据工地实际情况确定；2）最终检测项目及数量由甲方、设计方及监理方及质监部门等单位根据工地实际确定。九、西安工程质量安全第十八检测站简介本检测中心是西安市工程安全监督站设立的专业检测机构，是根据建设部和省市建设行政主管部门的要求和工程质量安全监督工作的需要，并经广州市建委批准成立的检测机构。本中心主要负责全地区建设工程质量安全监督检测、建设工程质量仲裁和社会委托的工程质量检测，同时对全地区各建设质量安全检测机构进行工作业务指导，参及本地区的检测机构的资质审查和计量认证工和及编制工程质量安全检测方面的管理文件。本检测中心内部质量体系严格按照中国实验室国家认可委员会CNAL《检测和校准实验室能力的通用要求》（ISO/IEC17025－1999）中的有关要求进行，具备完善的质量管理体系和质量保证体系，完全有能力保证本中心检测工作的公正性、科学性和先进性。本检测中心已通过省级计量认证和中国国家实验室认可。本检测中心先后从美国、德国、日本、意大利和国内的一些著名厂家引进了先进检测仪器设备和检测技术，具备一流的检测水平；本中心的所有检测技术人员都具有较高的专业技术和丰富的检测工作经验，在各自的检测领域起着技术核心作用，完全有能力胜任各自检测工作。本检测中心引进人才和设备配备方面具有高起点、高水平、高质量、精练强干的优势，管理体系健全严密，检测范围覆盖材料性能检测、基础检测、结构鉴定检测、市政检测、室内环境检测、建筑配件检测等广泛领域，是一个具有一流水平检测机构。十、中心检测服务承诺本中心是西安市建设工程质量安全监督站附属的权威仲裁检测机构，本着“科学、公正、廉洁、服务”的质量方针，为全社会提供客观、真实、准确的检测数据，为广大客户提供一流的检测服务，其中包括检测数据的客观、准确，检测程序的标准化和规范化，检测服务的及时、周到，检测人员专业的技术和良好的态度等全方位内容。为此，