公共活動中心工程樁基檢測試驗(靜載)方案.doc

中國2010上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 77 頁 共 34 頁 上海浦東新區(qū)建設工程技術(shù)監(jiān)督有限公司二七年八月八日中國2010上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案一、 工程概況：本工程的樁基測試內(nèi)容包括單樁豎向抗壓靜載測試、單樁豎向抗拔靜載測試、低應變動測、高應變動測、聲波透射法及樁身樁底位移檢測、樁身軸力、樁側(cè)側(cè)摩阻力檢測等：二、 檢測方案編制說明：1、檢測數(shù)量、方法：中國2010上海世博會公共活動中心工程及本工程的樁基施工說明、樁位平面圖及抗壓樁抗拔樁詳圖。序號項目試錨樁檢測數(shù)量工程樁檢測數(shù)量合計抽檢原則1試成孔檢測2個孔共8孔次灌注樁施工前，主體建筑范圍外2成孔檢測77孔次224孔次301孔次試錨樁均測、其余的工程樁10%3靜載（抗壓）10組10組抗壓試樁均測4靜載（抗拔）9組9組抗拔試樁均測5低應變77組1118組1195組試樁、錨樁均測，其余的工程樁50%6高應變10組94組104組抗壓試樁均測、其余抗壓工程樁10%7聲測19組224組243組所有試樁均測，其余的工程樁10%8樁身、樁底位移19組19組所有試樁均測9樁身軸力、測摩阻力檢測19組19組所有試樁均測2、執(zhí)行的規(guī)范：建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程（DGJ082182003）建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003） 地基基礎設計規(guī)范（ DGJ08-11-1999 ）三、 現(xiàn)場要求： （1） 一般要求：現(xiàn)場場地平整，道路通暢，便于吊、卡車進出場及起吊設備；提供220V和380V交流電用以照明和設備用電。臨時用房一間（2） 試樁期間，試樁靜載設備2倍樁長范圍內(nèi)不得有重型機械或?qū)a(chǎn)生振動設備的作業(yè)，確保檢測數(shù)據(jù)的正確和檢測工作的正常進行。（3） 低應變檢測前須將每工程樁全部開挖且將樁頂處理后進行。（4） 工程樁高應變檢測應將需檢測的試樁按本方案的要求進行加固處理。四、 檢測時間：抗壓靜載檢測速度為4天/ 組（包括設備安裝及檢測）；抗拔檢測檢測速度為2天 /組（包括設備安裝及檢測）低應變動測、高應變動測、成孔檢測、聲波透射檢測待測試條件具備。檢測時間由委托單位提前一天通知。一般在一天即可完成現(xiàn)場檢測工作。樁身、樁底位移檢測及樁身軸力、測摩阻力檢測在靜載試驗進行時同時檢測。五、 測試成果及期限1、 靜載確定實測單樁豎向抗壓（拔）極限承載力。提供單樁豎向抗壓（拔）靜載荷試驗的Qs曲線和slgt曲線以及成果匯總表。2、 低應變所測樁樁身完整性曲線和判斷及缺陷描述。3、 試成孔檢測提供連續(xù)12小時的孔徑、孔深、垂直度、及沉渣厚度的檢測數(shù)據(jù)以判定孔壁穩(wěn)定性能，評價施工機械和工藝是否滿足灌注樁成樁的質(zhì)量要求。4、 成孔檢測提供孔徑、孔深、垂直度、及沉渣厚度的檢測數(shù)據(jù)。5、 高應變檢測提供抗壓樁的實測承載力及樁身完整性。6、 聲波透射法檢測提供樁身完整性并判定樁身缺陷程度并確定其位置。7、 沉降桿法可提供在不同荷載作用下樁身各個需檢測斷面及樁端位移值。8、 基樁內(nèi)力測試：對于豎向抗壓靜載試驗樁可得到樁側(cè)各土層的分層抗壓摩阻力和樁端支承力；對豎向抗拔靜荷載試驗樁，可得到樁側(cè)土的分層抗拔摩阻力；9、 每項試驗結(jié)束后兩天內(nèi)提供速報，每個單項的檢測工作結(jié)束后一周內(nèi)提供正式報告。注：需委托方在現(xiàn)場檢測前提供地質(zhì)勘察報告、成樁記錄和樁位平面圖，以供現(xiàn)場檢測安排，分析參考。第一章 單樁豎向抗壓靜載荷試驗一、 靜載儀器設備： 靜載試驗設備主要由主梁、次梁、錨樁等反力裝置，千斤頂、油泵加載裝置，壓力傳感器或荷重傳感器等荷載測量裝置，位移傳感器等位移測量裝置組成。1、反力裝置：靜載試驗加載反力裝置根據(jù)現(xiàn)場條件選用錨樁橫梁反力裝置。我們確保錨樁橫梁反力裝置提供的反力不小于最大加載量的1.2倍，并且在最大試驗荷載作用下，確保加載反力裝置的全部構(gòu)件不應產(chǎn)生過大的變形，有足夠的安全儲備并對錨樁抗拔力（地基土、抗拔鋼筋、樁的接頭混凝土抗拉能力）進行驗算，并監(jiān)測錨樁上拔量。以確保檢測過程的安全可靠。千斤頂承壓板基準梁試樁錨樁試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿錨籠錨樁主筋地表錨樁試樁次梁基準梁基準樁主梁錨樁主梁2、荷載測量設備：荷載測量采用通過用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定， 采用荷重傳感器的測量誤差不大于1%。本工程選用的千斤頂?shù)淖畲笤囼灪奢d對應千斤頂量程的30%80%。試驗用油泵、油管在最大加載時的壓力不超過規(guī)定工作壓力的80%，當試驗油壓較高時，油泵應能滿足試驗要求。3、 沉降測量設備：基準梁長度、剛度均能滿足試驗要求?；鶞柿旱囊欢斯潭ㄔ诨鶞蕵渡希硪欢藨喼в诨鶞蕵渡? 以減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形。采取有效遮擋措施，以減少溫度變化和刮風下雨、振動及其他外界因素的影響；反力裝置試樁中心與錨樁中心試樁中心與基準樁中心基準樁中心與錨樁中心錨樁橫梁4（3）D且2.0m4（3）D且2.0m4（3）D且2.0m注： D為試樁、的設計直徑或邊寬。沉降測定平面在樁頂200mm以下位置，測點應牢固地固定于樁身，在其兩個方向?qū)ΨQ安置4個百分表或位移傳感器， 沉降測量采用大量程百分表，量程（0-50mm），全程示值誤差和回程誤差分別不超過40m和8m，相當于滿量程測量誤差不大于0.1%。沉降測量誤差不大于0.1%FS，分辨率優(yōu)于0.01mm。二、 樁頭處理試驗過程中，為確保不會因試樁樁頭破壞而終止試驗，應對樁頭進行處理。首先鑿掉樁頂部的松散破碎層和低強度混凝土，露出主筋，沖洗干凈樁頭后再澆注樁帽，樁帽的施工應達到下列要求：(1) 樁帽頂面應水平、平整、樁帽中軸線與原樁身上部的中軸線嚴格對中，樁帽面積大于或等于原樁身截面積，樁帽截面形狀為方形。(2) 樁帽主筋應全部直通至混凝土保護層之下，如原樁身露出主筋長度不夠時，應通過焊接加長主筋，各主筋應在同一高度上，樁帽主筋應與原樁身主筋按規(guī)定焊接。(3) 距樁頂倍樁徑范圍內(nèi)，宜用3厚的鋼板圍裹，或距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設置箍筋，間距不宜大于150mm。樁帽應設置鋼筋網(wǎng)片3層，間距100mm。(4) 樁帽混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高1級，且不得低于C30。(5) 樁帽加固圖見抗壓樁詳圖中SZ1、MP1、MP2。(6) 試樁樁頂標高為便于沉降測量儀表安裝，試樁頂部宜高出自然地面40cm。(7) 錨樁頂部高度基本與地面高度持平，錨樁主筋應露出樁頂40cm。三、 靜載檢測技術(shù)1、 系統(tǒng)檢查在所有試驗設備安裝完畢之后，應進行一次系統(tǒng)檢查。對試樁施加一較小的荷載進行預壓，消除整個量測系統(tǒng)和被檢樁本身由于安裝、樁頭處理等人為因素造成的間隙而引起的非樁身沉降；排除千斤頂和管路中之空氣；檢查管路接頭、閥門等是否漏油等。如一切正常，卸載至零，待百分表顯示的讀數(shù)穩(wěn)定后，并記錄百分表初始讀數(shù)，即可開始進行正式加載。2、維持荷載：本工程抗壓樁采用兩循環(huán)加載卸載法：1) 逐級等量加載：分級荷載為最大加載量的1/10，其中第一級可取分級荷載的2倍即20%，2) 每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以后每隔30min測讀一次。3) 試樁沉降相對穩(wěn)定標準：在每級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗窟B續(xù)兩次在每小時內(nèi)不超過0.1mm，可視為穩(wěn)定（由1.5h內(nèi)的沉降觀測值計算）。4) 當樁頂沉降速率達到相對穩(wěn)定標準時，再施加下一級荷載。5) 加載至最大試驗荷載的0.7后即卸載。6) 卸載時，每級荷載維持1h，按第5、15、30、60min測讀樁頂沉降量；。7) 再次按慢速維持荷載法進行加載至最大試驗荷載的0.9后維持24小時，再加載至最大試驗荷載后按慢速法進行卸載。8) 加、卸載時應使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的10%3、終止加載條件：(1) 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5倍。當樁頂沉降能穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時，宜加載至樁頂總沉降量超過40mm。(2) 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達到穩(wěn)定標準。(3) 達到設計估算的試樁極限抗壓承載力的1.1倍。(4) 當荷載沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量6080mm；在特殊情況下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂累計沉降量超過80mm。4、試驗資料記錄靜載試驗資料準確記錄。試驗前應收集工程地質(zhì)資料、設計資料、施工資料等，填寫樁靜載試驗概況表，概況表包括三部分信息，一是有關(guān)擬建工程資料，二是試驗設備資料，千斤頂、壓力表、百分表的編號等，三是受檢樁試驗前后表觀情況及試驗異常情況的記錄。5、 檢測數(shù)據(jù)分析（1）、繪制豎向荷載-沉降（Q-s）、沉降-時間對數(shù)（s-lgt）曲線，需要時也可繪制s-lgQ、lgs-lgQ等其他輔助分析所需曲線，并整理荷載沉降匯總表。（2）確定實際單樁豎向抗壓極限承載力。第二章 單樁豎向抗拔靜載荷試驗一.儀器設備單樁豎向抗拔靜載試驗設備主要由主梁、次梁（適用時）、反力樁或反力支承墩等反力裝置，千斤頂、油泵加載裝置，壓力表、壓力傳感器或荷重傳感器等荷載測量裝置，百分表或位移傳感器等位移測量裝置組成。1、 反力裝置抗拔試驗反力裝置采用反力樁提供支座反力，反力架系統(tǒng)具有不小于1.2倍的安全系數(shù)。采用反力樁提供支座反力時，反力樁頂面應平整并具有一定的強度，為保證反力梁的穩(wěn)定性，反力樁頂面直徑（或邊長）不小于反力梁的梁寬，否則，應加墊鋼板以確保試驗設備安裝穩(wěn)定性。穿心千斤頂主梁支承墩或支承樁主筋百分表基準梁試樁支承樁反力梁試樁表座測微表球鉸液壓千斤頂球鉸液壓千斤頂4D且2.0m4D且2.0m基準支承樁墊塊加載裝置采用千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面。間隙示意圖2 荷載測量荷載測量可采用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定。3 上拔量測量樁頂上拔量測量平面必須在樁頂或樁身位置，安裝在樁頂時應盡可能遠離主筋，嚴禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設置位移觀測點，避免因鋼筋變形導致上拔量觀測數(shù)據(jù)失實。 試樁、基準樁之間的中心距離的規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗相同，基準樁需打入地面以下一定深度（一般不小于1m）。沉降測量采用大量程百分表，量程（0-50mm），全程示值誤差和回程誤差分別不超過40m和8m，相當于滿量程測量誤差不大于0.1%。沉降測量誤差不大于0.1%FS，分辨率優(yōu)于0.01mm。二、樁頭處理：1. 抗拔試樁樁頂部高度基本與地面高度持平，試樁主筋應露出樁頂40cm。2. 支撐樁主筋應全部直通至混凝土保護層之下，如原樁身露出主筋長度不夠時，應通過焊接加長主筋，各主筋應在同一高度上，筋應與原樁身主筋按規(guī)定焊接。3. 支撐樁距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設置箍筋，間距不宜大于150mm。樁帽應設置鋼筋網(wǎng)片2層，間距100mm。4. 支撐樁樁頂混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高1級，且不得低于C30。5. 樁帽加固圖見抗壓樁詳圖中SZ1、鋼筋網(wǎng)片設置見MP2。三、檢測技術(shù)單樁豎向抗拔靜載試驗宜采用慢速維持荷載法。慢速維持荷載法可按下面要求進行。1 加卸載分級加載應分級進行，采用逐級等量加載；分級荷載宜為最大加載量或預估極限承載力的1/10，其中第一級可取分級荷載的2倍。終止試驗后開始卸載，卸載應分級進行，每級卸載量取加載時分級荷載的2倍，逐級等量卸載。加、卸載時應使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的10%。2 樁頂上拔量的測量加載時，每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以后每隔30min測讀一次。卸載時，每級荷載維持1h，按第5、15、30、60min測讀樁頂沉降量；卸載至零后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為第5、10、15、30min，以后每隔30min測讀一次。試驗時應注意觀察樁身混凝土開裂情況。3 變形相對穩(wěn)定標準在每級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗吭诿啃r內(nèi)不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，可視為穩(wěn)定（由1.5h內(nèi)的沉降觀測值計算）。當樁頂上拔速率達到相對穩(wěn)定標準時，再施加下一級荷載。4終止加載條件當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：(1) 在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷載作用下的上拔量5倍。(2) 按樁頂上拔量控制，當累計樁頂上拔量超過100mm時。(3) 對于驗收抽樣檢測的工程樁，達到設計要求的最大上拔荷載值。如果在較小荷載下出現(xiàn)某級荷載的樁頂上拔量大于前一級荷載下的5倍時，應綜合分析原因。若是試驗樁，必要時可繼續(xù)加載，當樁身混凝土出現(xiàn)多條環(huán)向裂縫后，其樁頂位移會出現(xiàn)小的突變，而此時并非達到樁側(cè)土的極限抗拔力。5 試驗記錄試驗資料的收集與記錄可參照豎向抗壓試驗的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。三、 檢測數(shù)據(jù)分析1 抗拔極限承載力單樁豎向抗拔極限承載力應繪制上拔荷載U與樁頂上拔量之間的關(guān)系曲線（U-）和樁頂上拔量與時間對數(shù)之間的曲線（-lgt曲線）。但當上述二種曲線難以判別時，也可以輔以-lgU曲線或lgU-lg曲線，以確定拐點位置。單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：(1) 根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定對陡變型U-曲線，取陡升起始點對應的荷載值。對于陡變型的U-曲線（如圖5-4所示），可根據(jù)U-曲線的特征點來確定，大量試驗結(jié)果表明，單樁豎向抗拔U-曲線大致上可劃分為三段：第段為直線段，U-按比例增加；第段為曲線段，隨著樁土相對位移的增大，上拔位移量比側(cè)阻力增加的速率快；第段又呈直線段，此時即使上拔荷載增加很小，樁的位移量仍急劇上升，同時樁周地面往往出現(xiàn)環(huán)向裂縫；第段起始點所對應的荷載值即為樁的豎向抗拔極限承載力Uu。(2) 根據(jù)上拔量隨時間變化的特征確定取-lgt曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值。(3) 根據(jù)lgU-lg曲線來確定單樁豎向抗拔極限承載力時，可取lgU-lg雙對數(shù)曲線第二拐點所對應的荷載為樁的豎向極限抗拔承載力。當根據(jù)-lgU曲線來確定單樁豎向抗拔極限承載力時，可取-lgU曲線的直線段的起始點所對應的荷載值作為樁的豎向抗拔極限承載力。工程樁驗收檢測時，混凝土樁抗拔承載力可能受抗裂或鋼筋強度制約，而土的抗拔阻力尚未發(fā)揮到極限，若未出現(xiàn)陡變型U-曲線、-lgt曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲等情況時，應綜合分析判定，一般取最大荷載或取上拔量控制值對應的荷載作為極限荷載，不能輕易外推。第三章 高應變動測一、基本原理本次檢測儀器采用美國樁基動力學公司生產(chǎn)的PDA樁基動測儀(PAK型)，檢測示意圖如下圖。高應變動力試樁的基本原理是：用重錘沖擊樁頂，使樁-土產(chǎn)生足夠的相對位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，通過安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接收樁的應力波信號，應用應力波理論分析處理力和速度時程曲線，從而判定樁的承載力和評價樁身質(zhì)量完整性。 高應變動力試樁示意圖二、檢測儀器及設備：1、測試儀器：PDA打樁分析儀、2、錘擊設備：10噸重錘 3、貫入度測量儀器：精密水準儀，銦鋼尺 4、分析設備及分析軟件：筆記本電腦、CAPWAP軟件三、檢測時間：高應變測試在靜載試驗前檢測。四、現(xiàn)場檢測：1、樁頭加固處理具體見抗壓靜載試驗試樁樁頂加固方案。2、 錘擊裝置安裝為了減小錘擊偏心和避免擊碎樁頭，我們將保證錘擊裝置與樁身對中且平穩(wěn)地沖擊樁頂。3、 傳感器安裝傳感器安裝示意圖 （單位：mm）為了減小錘擊在樁頂產(chǎn)生的應力集中和對錘擊偏心進行補償，傳感器會安裝在距樁頂一定的距離以下，一般取1.5倍樁徑。檢測時將對稱安裝沖擊力F和樁身質(zhì)點速度v傳感器各兩個，傳感器安裝見下圖：4、 樁墊或錘墊本項目將采用自由落錘裝置，樁頭頂部設置樁（錘）墊，可采用1030mm厚的木板或膠合板等材料。a) 檢查和確認儀器的工作狀態(tài)b) 高應變檢測時，一般情況下樁頭不宜重復多次錘擊，因此檢測工程師會在錘擊前檢查和識別儀器的工作狀態(tài)。主要是：利用儀器內(nèi)置標準的模擬信號觸發(fā)所有測試通道進行自檢，以確認包括傳感器、連接電纜在內(nèi)的儀器系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。c) 重錘低擊采用自由落錘，確保重錘低擊，最大錘擊落距不宜大于1.5m。8、檢查采集數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測時應及時檢查采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量；每根受檢樁記錄的有效錘擊信號應根據(jù)樁頂最大動位移貫入度以及樁身最大拉、壓應力和缺陷程度及其發(fā)展情況綜合確定。發(fā)現(xiàn)測試波形紊亂，應分析原因；樁身有明顯缺陷或缺陷程度加劇，應停止檢測。四、數(shù)據(jù)分析1、實測曲線擬合法判定單樁承載力實測曲線擬合法是通過波動問題數(shù)值計算，反演確定樁和土的力學模型及其參數(shù)值。其過程為：假定各樁單元的樁和土力學模型及其模型參數(shù)，利用實測的速度（或力、上行波、下行波）曲線作為輸入邊界條件，數(shù)值求解波動方程，反算樁頂?shù)牧Γɑ蛩俣?、下行波、上行波）曲線。若計算的曲線與實測曲線不吻合，說明假設的模型或其參數(shù)不合理，有針對性地調(diào)整模型及參數(shù)再行計算，直至計算曲線與實測曲線（以及貫入度的計算值與實測值）的吻合程度良好且不易進一步改善為止。我們會主要從以下幾個方面保證曲線擬合的質(zhì)量：（1） 所采用的力學模型應明確合理，樁和土的力學模型應能分別反映樁和土的實際力學性狀，模型參數(shù)的取值范圍應能限定。（2） 擬合分析選用的參數(shù)應在巖土工程的合理范圍內(nèi)。（3） 曲線擬合時間段長度在t1+2L/c時刻后延續(xù)時間不應小于20ms；（4） 各單元所選用的土的最大彈性位移值不應超過相應樁單元的最大計算位移值。（5） 擬合完成時，土阻力響應區(qū)段的計算曲線與實測曲線應吻合，其他區(qū)段的曲線應基本吻合。（6） 貫入度的計算值應與實測值接近。2、樁身完整性判定高應變法檢測樁身完整性具有錘擊能量大，可對缺陷程度定量計算，連續(xù)錘擊可觀察缺陷的擴大和逐步閉合情況等優(yōu)點。樁身完整性判定可采用以下方法進行：（1） 采用實測曲線擬合法判定時，擬合所選用的樁土參數(shù)應按承載力擬合時的有關(guān)規(guī)定；根據(jù)樁的成樁工藝，擬合時可采用樁身阻抗擬合或樁身裂隙（包括混凝土預制樁的接樁縫隙）擬合。（2）樁身完整性系數(shù)和樁身缺陷位置x按下述公式計算。式中 x樁身缺陷至傳感器安裝點的距離；tx缺陷反射峰對應的時刻；Rx缺陷以上部位土阻力的估計值，等于缺陷反射波起始點的力與速度乘以樁身截面力學阻抗之差值，樁身完整性判定類別值1.00.81.00.60.80.6五、檢測報告：檢測報告給出的信息：（1） 工程概述；（2） 檢測方法、原理、儀器設備（錘重）和過程的敘述；（3） 巖土工程條件； （4） 受檢樁的樁號、樁位平面圖，復打休止時間；（5） 計算中實際采用的樁身波速值和Jc值；（6）實測曲線擬合法實測曲線、擬合曲線、模擬靜載曲線、土阻力沿樁身分布圖；（7） 實測貫入度；（8）所采用的樁錘型號、樁身完整性；（9）樁承載力和完整性等檢測結(jié)論。六、 測試成果及期限1. 高應變測試提供如下成果：實測曲線擬合法的實測F-v曲線，擬合曲線、模擬靜載Q-s曲線、土阻力沿樁身分布圖。2. 試驗結(jié)束出場后一天內(nèi)提供速報，全部的檢測工作結(jié)束后七天內(nèi)提供正式報告。注：需委托方在現(xiàn)場檢測前提供地質(zhì)勘察報告、成樁記錄和樁位平面圖，以供現(xiàn)場檢測安排，數(shù)據(jù)分析參考。第四章 低應變動測一、 測試儀器和激振設備樁基低應變測試儀（PIT），測量響應傳感器為壓電式加速度傳感器激振設備采用力錘二、 樁頭處理樁頂條件和樁頭處理好壞直接影響測試信號的質(zhì)量。對低應變動測而言，判斷樁身阻抗相對變化的基準是樁頭部位的阻抗。因此，要求受檢樁樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量、截面尺寸應與樁身設計條件等同。灌注樁應鑿去樁頂浮漿或松散、破損部分，并露出堅硬的混凝土表面樁頂表面應平整干凈且無積水；應將敲擊點和響應測量傳感器安裝點部位磨平，多次錘擊信號重復性較差時，妨礙正常測試的樁頂外露主筋應割掉。三、 測試參數(shù)設定從時域波形中找到樁底反射位置，確定樁底反射的時間，根據(jù)c =2L/ t，計算波速c。樁長參數(shù)以實際記錄的施工樁長為依據(jù)。測試前樁身波速可根據(jù)本地區(qū)同類樁型的測試值初步設定。再根據(jù)前面測試樁的真實波速的平均值，對初步設定的波速作調(diào)整。 傳感器安裝點 激振錘擊點四、 傳感器安裝和激振操作傳感器的安裝面應通過耦合劑與樁頂面緊密接觸，耦合劑（一般選用黃油）層盡可能薄。激振以及傳感器安裝均應沿樁的軸線方向。傳感器安裝點與激振點距離和位置見下圖：樁徑較大時，宜增加檢測點數(shù)量，通過各接收點的波形差異，大致判斷淺部缺陷是否存在。每個檢測點有效信號數(shù)不宜少于3個，而且應具有良好的重復性，通過疊加平均提高信噪比五、檢測數(shù)據(jù)分析和判定1、 通過單根樁樁身波速統(tǒng)計確定樁身波速平均值當樁長已知、樁底反射信號明確時，在地質(zhì)條件、設計樁型、成樁工藝相同的基樁中，選取不少于5根類樁的樁身波速值按下列三式計算其平均值 式中 樁身波速的平均值；ci第i根受檢樁的樁身波速值，規(guī)范JGJ106-2003要求ci取值的離散性不能太大，即ci/5%； L 測點下樁長； T速度波第一峰與樁底反射波峰間的時間差； f 幅頻曲線上樁底相鄰諧振峰間的頻差；n參加波速平均值計算的基樁數(shù)量（n5）。2、樁身缺陷位置樁身缺陷位置計算采用下列兩種方式之一： 式中 x 樁身缺陷至傳感器安裝點的距離； tx速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時間差； c 受檢樁的樁身波速，無法確定時用cm值替代； f 幅頻信號曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差。缺陷樁典型時域信號特征 缺陷樁典型速度幅頻信號特征2、 樁身完整性類別判定依據(jù)實測時域信號特征進行樁身完整性判定的分類標準見下表，同時檢測分析人員結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測試信號衰減特性以及設計樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況等綜合分析判定。 樁身完整性判定 類別時域信號特征2L/c時刻前無缺陷反射波，有樁底反射波2L/c時刻前出現(xiàn)輕微缺陷反射波，有樁底反射波有明顯缺陷反射波，其他特征介于類和類之間2L/c時刻前出現(xiàn)嚴重缺陷反射波或周期性反射波，無樁底反射波；或因樁身淺部嚴重缺陷使波形呈現(xiàn)低頻大振幅衰減振動，無樁底反射波六、檢測報告檢測報告包括下列的信息：（1） 工程概述；（2） 巖土工程條件；（3） 檢測方法、原理、儀器設備和過程敘述；（4） 受檢樁的樁號、樁位平面圖和相關(guān)的施工記錄；（5） 樁身波速取值；（6） 樁身完整性描述、缺陷的位置及樁身完整性類別；（7） 時域信號時段所對應的樁身長度標尺、指數(shù)或線性放大的范圍及倍數(shù)； （8） 樁身完整性四種類別統(tǒng)計結(jié)果等檢測結(jié)論。第五章 試成孔質(zhì)量檢測一、 檢測內(nèi)容檢測鉆孔直徑；檢測鉆孔垂直度；檢測一次清孔后孔底沉渣厚度；檢測鉆孔深度；檢測孔壁穩(wěn)定性二、 檢測依據(jù)地基基礎設計規(guī)范（DGJ08-11-1999）建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程（DGJ08-218-2003）三、 儀器設備本次成孔質(zhì)量檢測采用的儀器設備為全自動數(shù)字成孔質(zhì)量檢測儀器。檢測系統(tǒng)由便攜式地面數(shù)字采集記錄儀、數(shù)字綜合探管（集孔徑探管、孔斜探管、電阻率探管三位一體化）、脈沖傳動式孔口滑輪、無級變速電動絞車、便攜式計算機、E打印機及數(shù)據(jù)處理軟件組成。本系統(tǒng)可由計算機控制一次性自動采集孔徑、垂直度(孔斜)、沉渣和孔深數(shù)據(jù)，并分析成孔質(zhì)量及孔壁穩(wěn)定性。四、 檢測原理孔徑測量孔徑測量采用數(shù)字綜合探管的孔徑探管進行量測。測量時探管的4條測量壁帶動連桿作上下移動，連桿上端接一電工軟鐵，軟鐵在差動傳感器線圈內(nèi)移動，所產(chǎn)生的電信號經(jīng)轉(zhuǎn)變即為相應測量腿張開的距離大小。在探管內(nèi)供設置四個差動位移傳感器，分別對應于四個測量腿，當被測孔徑大小變化時，四條測量腿將相應的擴張和收縮，從而帶動四個軟鐵在其差動傳感器線圈內(nèi)來回移動，所產(chǎn)生的電信號經(jīng)合成轉(zhuǎn)變數(shù)字信號后，再傳輸?shù)降孛娼邮諆x器即可得孔徑的大小。垂直度測量樁孔要求所測角度都很小(一般小于2)，主要是測微角度，因此要求所測的精度很高。為實現(xiàn)連續(xù)測量頂角，必須采用無觸點測量方法。樁孔垂直度測量的主要工作原理是采用一個感應式差動位移傳感器,并在傳感器線圈內(nèi)放置一個重力擺錘（鐵芯），擺錘與擺柄相連，擺柄上端固定在兩端鑲有滾珠的軸承上。當擺錘在感應器線圈內(nèi)來回擺動時，可產(chǎn)生一個正負電壓，用相敏檢波的方法，即可測出電壓的大小和正負，即代表擺錘的擺距和方向。在探管內(nèi)放置兩個互相垂直的頂角位移傳感器，分別測量兩個擺錘在互為垂直方向上的擺距x、y，進行矢量合成即可得樁孔頂角。沉渣測量沉渣是孔底沉積顆粒物質(zhì)，它的電阻率與泥漿、水等物質(zhì)的電阻率不同，通過測量孔底電阻率的變化，就可測出沉渣的厚度。在探管下端安裝2個電極，當電極埋入沉渣中時，通電即可測出此時周圍物質(zhì)的電阻率；當探管提升出沉渣進入泥漿時，又可測出此時泥漿的電阻率，從電阻率變化曲線上可定出沉渣厚度?？咨顪y量樁孔深度通過安裝在井口滑輪上的光電脈沖發(fā)生器進行量測。根據(jù)繞在孔口滑輪上的電纜線每走一米，滑輪轉(zhuǎn)動二圈，裝在滑輪上的光電脈沖發(fā)生器隨著滑輪一起轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生深度脈沖信號通過電纜傳送到記錄儀作深度顯示記錄。五、檢測方法 深度測量滑輪裝在由二條鋁合金槽鋼組成的井口支架上，電纜每移動一米，滑輪應轉(zhuǎn)動三圈。滑輪上裝的光電脈沖發(fā)生器隨著滑輪一起轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生3600個深度脈沖信號傳送到微處理器作采樣脈沖同時通過串行接口到上位機作深度顯示。 孔徑測量采用接觸式方法測量，利用四條測量腿緊貼井壁，將兩個正交方向上孔徑變化的平均值反映出來。測量腿由彈簧支撐著，下放時測量腿置于開腿盤中被束縛住，到了孔底，抖動一下電纜，利用泥漿的反力將開腿盤拉下，測量腿在彈簧的作用下彈開直至井壁，測量腿隨電纜提升而沿井壁作向上運動，孔壁直徑的變化帶動測量腿傾角的變化，其變化由傳感器變成電信號，電纜每移動2.5cm下位機作一次采樣，通過串口送上位機處理?？讖接嬎愎剑?K0（VMN/I）0 起始孔徑（常數(shù)）0 儀器常數(shù)I 供給的恒定電流（10mA） 沉渣測量沉渣探管下到孔底后，將絞車減速箱與齒輪脫開，用手搖柄絞上幾米，然后松手讓探管自由下落，穿過沉渣層抵達原土層，將松弛的電纜收緊，作好測量準備，緩慢地用手柄絞電纜，提速每分鐘約1m，采樣間隔2.5 mm，在探頭通過沉渣界面時，電場會發(fā)生畸變，沉渣曲線會跳變?？筛鶕?jù)跳變曲線的拐點估算出沉渣厚度。 垂直度測量高精度數(shù)字測斜儀，可將數(shù)字信號直接上傳至計算機。可根據(jù)設計孔徑和設計孔深兩個指標來選擇200mm （大孔徑樁孔選擇420mm ）扶正圈，。測量時采用點測，每5m或10m采一次樣，測量結(jié)束后計算機可計算出偏心距、垂直度,。=tg-1tg2(X-X0)/100+ tg2(Y-Y0)/100X、Y：二只傳感器信號；X0、Y0：儀器常數(shù)；：頂角值。七 檢測報告檢測報告包括以下內(nèi)容：1.委托方名稱，工程名稱、地點，建設、勘察、設計、監(jiān)理和施工單位，基礎、設計要求，檢測目的，檢測依據(jù)，檢測數(shù)量，檢測日期；2.地質(zhì)條件描述；3.受檢樁的樁號、樁位和相關(guān)施工記錄；4.檢測方法，檢測儀器設備，檢測過程敘述；5.受檢樁的檢測數(shù)據(jù)，實測曲線、表格和匯總結(jié)果；6.與檢測內(nèi)容相應的檢測結(jié)論。第六章 聲波透射法一、聲波透射法原理：基樁成孔后，灌注混凝土之前，在樁內(nèi)預埋若干根聲測管作為聲波發(fā)射和接收換能器的通道，在樁身混凝土灌注若干天后開始檢測，用聲波檢測儀沿樁的縱軸方向以一定的間距逐點檢測聲波穿過樁身各橫截面的聲學參數(shù), 然后對這些檢測數(shù)據(jù)進行處理、分析和判斷,確定樁身混凝土缺陷的位置、范圍、程度，從而推斷樁身混凝土的連續(xù)性、完整性和均勻性狀況，評定樁身完整性等級。二、儀器設備 超聲儀：NM4B型非金屬超聲儀。儀器在檢定周期內(nèi)。換能器：徑向換能器三、 聲測管埋設1 聲測管為50mm鍍鋅鋼管。2 聲測管應下端封閉、上端加蓋、管內(nèi)無異物；聲測管連接處應光滑過渡，管口應高出樁頂1OOmm以上，且各聲測管管口高度宜一致。3 應采取適宜方法固定聲測管，使之成樁后相互平行。14 聲測管埋設數(shù)量為3根管。3聲測管布置圖檢測剖面編號分別為1-2、1-3、2-3；根據(jù)設計圖紙，本工程聲測管埋設為350的鍍鋅鋼管。5聲測管的連接與埋沒用作聲測管的管材一般都不長（鋼管為6m長一根）當受檢樁較長時，需把管材一段一段地聯(lián)結(jié)，接口必須滿足下列要求：(1) 有足夠的強度和剛度，保證聲測管不致因受力而彎折、脫開；(2) 有足夠的水密性，在較高的靜水壓力下，不漏漿；(3) 接口內(nèi)壁保持平整通暢，不應有焊渣、毛刺等凸出物，以免妨礙接頭的上、下移動。通常有兩種聯(lián)結(jié)方式：螺紋聯(lián)結(jié)和套筒聯(lián)結(jié)。一般用焊接或綁扎的方式固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，在成孔后，灌注混凝土之前隨鋼筋籠一起放置于樁孔中，聲測管應一直埋到樁底，聲測管底部應密封，如果受檢樁不是通長配筋，則在無鋼筋籠處的聲測管間應設加強箍，以保證聲測管的平行度。安裝完畢后，聲測管的上端應用螺紋蓋或木塞封口，以免落入異物，阻塞管道。1234214 3(a)(b)53聲測管的安裝方法1鋼筋，2聲測管，3套接管，4箍筋，5密封膠布（3） 檢查測試系統(tǒng)的工作狀況，。（4） 將伸出樁頂?shù)穆暅y管切割到同一標高，測量管口標高，作為計算各測點高程的基準。（5） 向管內(nèi)注入清水，封口待檢。（6） 在放置換能器前，先用直徑與換能器略同的圓鋼作吊繩。檢查聲測管的通暢情況，以免換能器卡住后取不上來或換能器電纜被拉斷，造成損失。有時，對局部漏漿或焊渣造成的阻塞可用鋼筋導通。（7） 用鋼卷尺測量樁頂面各聲測管之間外壁凈距離，作為相應的兩聲測管組成的檢測剖面各測點測距，測試誤差小于1%。（8） 測試時徑向換能器宜配置扶正器，尤其是聲測管內(nèi)徑明顯大于換能器直徑時。五、現(xiàn)場檢測步驟（1） 將發(fā)射與接收聲波換能器通過深度標志分別置于兩根聲測管中的測點處。（2） 發(fā)射與接收聲波換能器應以相同標高同步升降，測點間距不宜大于250mm?，F(xiàn)場的檢測過程一般分兩個步驟進行，首先是采用平測法對全樁各個檢測剖面進行普查，找出聲學參數(shù)異常的測點。然后，對聲學參數(shù)異常的測點采用加密測試、斜測或扇形掃測等細測方法進一步檢測，這樣一方面可以驗證普查結(jié)果，另一方面可以進一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別的判定提供可靠依據(jù)。六 檢測數(shù)據(jù)的分析與判定各測點的聲時tc、聲速v、波幅Ap及主頻f應根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，按下列各式計算，并繪制聲速-深度（vz）曲線和波幅-深度（Ap-z）曲線，需要時可繪制輔助的主頻-深度（f-z）曲線：式中：-第i測點聲時（s）；-第i測點聲時測量值（s）；-儀器系統(tǒng)延遲時間；-聲測管及耦合水層聲測修正值（s）；-每檢測剖面相應兩聲測管的外壁間凈距離（mm）；-第i測點聲速（km/s）；-第i測點；-第i測點信號波峰值（V）；-零分貝信號幅值（V）；-第i測點信號主頻值（kHz），也可由信號頻譜的主頻求得；-第i測點信號周期（s）10.4.2聲速臨界值應按下列步驟計算：1)將同一檢測面各測點的聲速值vi由大到小依次排序，即 （15-12）式中 vi按序列排列后的第i個測點的聲速測量值；n某檢測剖面的測點數(shù)；k逐一去掉（5-12）式vi序列尾部最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個數(shù)。2)對逐一去掉vi序列中最小值后余下的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，當去掉最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個數(shù)為k時，對包括vn-k在內(nèi)的余下數(shù)據(jù)v1vn-k按下列公式進行統(tǒng)計計算： （15-13） （15-14） （15-15）式中 v0異常判斷值；vm（n-k）個數(shù)據(jù)的平均值；sv（n-k）個數(shù)據(jù)的標準差；1由表15-1查得的與（n-k）相對應的系數(shù)。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)個數(shù)（n-k）與對應的值 表15-1n-k2022242628303234363811.641.691.731.771.801.831.861.891.911.94n-k4042444648505254565811.961.982.002.022.042.052.072.092.102.11n-k6062646668707274767812.132.142.152.172.182.192.202.212.222.23n-k8082848688909294969812.242.252.262.272.282.292.292.302.312.32n-k10010511011512012513013514014512.332.342.362.382.392.412.422.432.452.46n-k15016017018019020022024026028012.472.502.522.542.562.582.612.642.672.693)將vn-k與異常判斷值v0進行比較，當vn-kv0時，vn-k及其以后的數(shù)據(jù)均為異常，去掉vn-k及其以后的異常數(shù)據(jù)；再用數(shù)據(jù)v1vn-k-1并重復式(15-13)至（15-15）的計算步驟，直到vi序列中余下的全部數(shù)據(jù)滿足： （15-16）此時，v0為聲速的異常判斷臨界值vc0。4)聲速異常時的臨界值判據(jù)為： vi vc0 （15-17）當式（15-17）成立時，聲速可判定為異常。綜合判定的方法相對于其它判據(jù)來說聲速的測試值是最穩(wěn)定的、可靠性也最高，而且測試值是有明確物理意義的量，與混凝土強度有一定的相關(guān)性，是進行綜合判定的主要參數(shù)，波幅的測試值是一個相對比較量，本身沒有明確的物理意義，其測試值受許多非缺陷因素的影響，測試值沒有聲速穩(wěn)定，但它對樁身混凝土缺陷很敏感，是進行綜合判定的另一重要參數(shù)。綜合分析往往貫徹于檢測過程的始終，因為檢測過程中本身就包含了綜合分析的內(nèi)容（例如對平測普查結(jié)果進行綜合分析找出異常測點進行細測），而不是說在現(xiàn)場檢測完成后才進行綜合分析?，F(xiàn)場檢測與綜合分析可按以下步驟：(1)采用平測法對樁的各檢測剖面進行全面普查。(2)對各檢測剖面的測試結(jié)果進行綜合分析確定異常測點。1)采用概率法確定各檢測剖面的聲速臨界值。2)如果某一檢測剖面的聲速臨界值與其它剖面或同一工程的其它樁的臨界值相差較大，則應分析原因，如果是因為該剖面的缺陷點很多聲速離散太大則應參考其它樁的臨界值；如果是因聲測管的傾斜所至，則應進行管距修正，再重新計算聲速臨界值；如果聲速的離散性不大，但臨界值明顯偏低，則應參考聲速低限值判據(jù)。3)對低于臨界值的測點或PSD判據(jù)中的可疑測點，如果其波幅值也明顯偏低，則這樣的測點可確定為異常點。(3) 對各剖面的異常測點進行細測（加密測試）1)采用加密平測和交叉斜測等方法驗證平測普查對異常點的判斷并確定樁身缺陷在該剖面的范圍和投影邊界。2) 細測的主要目的是確定缺陷的邊界，在加密平測和交叉斜測時，在缺陷的邊界處，波幅較為敏感，會發(fā)生突變；聲速和接收波形也會發(fā)生變化，應注意綜合運用這些指標。(4) 綜合各個檢測剖面細測的結(jié)果推斷樁身缺陷的范圍和程度。1)缺陷范圍的推斷考察各剖面是否存在同一高程的缺陷。如果不存在同一高程的缺陷，則該缺陷在樁身橫截面 的分布范圍不大，該缺陷的縱向尺寸將由缺陷在該剖面的投影的縱向尺寸確定。如果存在同一高程的缺陷，則依據(jù)該缺陷在各個檢測剖面的投影大致推斷該缺陷的縱向尺寸和在樁身橫截面上的位置和范圍。對樁身缺陷幾何范圍的推斷是判定樁身完整性類別的一個重要依據(jù)，也是聲波透射法檢測混凝土灌注樁完整性的優(yōu)點。 2) 缺陷程度的推斷對缺陷程度的推斷主要依據(jù)以下四個方面：i. 缺陷處實測聲速與正?；炷谅曀伲ɑ蚱骄曀伲┑钠x程度。ii. 缺陷處實測波幅與同一剖面內(nèi)正?；炷敛ǚɑ蚱骄ǚ┑钠x程度。iii. 缺陷處的實測波形與正?；炷翜y點處實測波形相比的畸變程度。iv. 缺陷處PSD判據(jù)的突變程度。在對缺陷的幾何范圍和程度作出推斷后，對樁身完整性類別的判定可按下表描述的各種類別樁的特征進行。樁身完整性判定類別特征各檢測剖面的聲學參數(shù)均無異常，無聲速低于低限值異常某一檢測剖面?zhèn)€別測點的聲學參數(shù)出現(xiàn)異常，無聲速低于限值異常某一檢測剖面連續(xù)多個測點的聲學參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個或兩個以上檢測剖面在同一深度測點的聲學參數(shù)出現(xiàn)異常；局部混凝土聲速出現(xiàn)低于限值異常某一檢測剖面連續(xù)多個測點的聲學參數(shù)出現(xiàn)異常；兩個或兩個以上檢測剖面在同一深度測點的聲學參數(shù)出現(xiàn)異常；樁身混凝土聲速出現(xiàn)普遍低于限值異常或無法檢測首波或聲波接收信號嚴重畸變七 檢測報告檢測報告包括以下內(nèi)容：1.委托方名稱，工程名稱、地點，建設、勘察、設計、監(jiān)理和施工單位，基礎、結(jié)構(gòu)型式，層數(shù)，設計要求，檢測目的，檢測依據(jù)，檢測數(shù)量，檢測日期；2.地質(zhì)條件描述；3.受檢樁的樁號、樁位和相關(guān)施工記錄；4.檢測方法，檢測儀器設備，檢測過程敘述；5.受檢樁的檢測數(shù)據(jù)，實測與計算分析曲線、表格和匯總結(jié)果；6.與檢測內(nèi)容相應的檢測結(jié)論。以及包括：（1）聲測管布置圖；（2）受檢樁每個檢測剖面聲速深度曲線；（3）缺陷分布圖示。樁身內(nèi)力測試（一）、儀器設備及埋設：1、本工程采用鋼筋應變計進行樁身軸力及側(cè)摩阻力量測，采用沉降桿法進行樁身和樁底的位移測試。2、鋼筋應力計的埋設分五個量測斷面，每個斷面設置在土層分界處，每個斷面兩側(cè)各設置兩個鋼筋應力計，平剖面圖見圖：3、把鋼筋應力計在鋼筋籠主筋上進行量測，連接測力計的電纜線綁扎在鋼筋籠上引至地面，不應張拉太緊，接頭處做防水處理 。4、所有應力計均用明顯標記編號 。5、沉降桿采用32mm圓鋼，外管固定在樁身與主筋綁扎，內(nèi)管下端固定在需測試斷面（土層分界處），頂端高出外管100mm，并能與固定斷面同步位移。6、沉降桿應有一定剛度，沉降桿外徑與外管內(nèi)徑之差不宜小于10mm,沉降桿接頭處應光滑。7、沉降桿的埋設分兩個量測斷面，平剖面圖見附圖：8、沉降桿的測量儀采用位移傳感器或大量程百分表，要求與靜載測試同時檢測。（二）、測試原理1、 假定同一斷面鋼筋與混凝土的變形協(xié)調(diào)，樁身全長混凝土彈性模量相同。2、 樁身軸力Pz計算公式為：Pz=EcAcc+EsAss=( EcAc+ EsAs) s-(1)Ec 、Es-砼彈性模量、鋼筋彈性模量Ac、As-同一斷面處砼面積、鋼筋面積（樁身某一斷面直徑采用實測孔徑曲線中數(shù)值）。c、s -同一斷面鋼筋與混凝土的應變，由于假定同一斷面鋼筋與混凝土的變形協(xié)調(diào)，不出現(xiàn)裂縫，故c=s3、 鋼筋應力計計算公式：Ps=k(F-F0)=EssAs -(2)式中：Ps-鋼筋軸向力（KN）F、F0-鋼筋測力計的實測頻率值、初始頻率值（HZ） K-測力計標定系數(shù)As-鋼筋應力計面積（cm）4、