2013-FA02廈門(mén)船廠(chǎng)基樁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方案

1、廈門(mén)船舶重工三期八萬(wàn)噸級(jí)造船塢、十萬(wàn)噸級(jí)碼頭及配套工程樁基無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方案編號(hào)：(JHJ)2013-FA002編制： 審批：廈門(mén)市捷航建筑工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司2013 年 01 月 10 日目錄一、工程概況：3二、檢驗(yàn)依據(jù)：4三、檢驗(yàn)?zāi)康模?四、檢驗(yàn)方案：41、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)42、超聲波法檢測(cè)73、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)144、基樁軸向抗壓靜載荷試驗(yàn)185. 鉆芯法檢測(cè)22五、組織機(jī)構(gòu)26六、安全和健康保證措施27基樁無(wú)損檢測(cè)實(shí)施方案一、工程概況：擬建廈船重工三期工程位于廈門(mén)海滄排頭，瀚盛游艇廠(chǎng)與唐榮游艇廠(chǎng)東南側(cè)，現(xiàn)廈船重工有限公司的西側(cè)。三期工程水工部分主要包括造船塢一座（有效尺度為：350m*52

2、m*13.1m）及與之配套的3#舾裝碼頭（碼頭前沿線(xiàn)長(zhǎng)度：289.6m）。擬建造船塢工程內(nèi)容主要包括圍堰工程、船塢主體結(jié)構(gòu)工程（包括塢口、水泵房、塢墻、底板）及其附屬工程（包括塢口外護(hù)岸、裝焊平臺(tái)、吊車(chē)道）等。擬建船塢處地質(zhì)條件較為復(fù)雜，基巖面自+3-25m起伏較大，且在縱向船塢中間部位向兩側(cè)逐漸降低，對(duì)船塢結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了較大的難度。本次施工圖設(shè)計(jì)采用沉箱式圍堰檔水大開(kāi)挖干施工方案。船塢主體結(jié)構(gòu)形式，塢口為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)上的現(xiàn)澆“U”形整體式結(jié)構(gòu)；水泵房為天然基礎(chǔ)上的現(xiàn)澆箱形結(jié)構(gòu)；塢室采用排水減壓式結(jié)構(gòu)；其中船塢前部塢墻根據(jù)基巖面的起伏分別采用扶壁式結(jié)構(gòu)、半扶壁式結(jié)構(gòu)與襯砌結(jié)構(gòu)；塢室底

3、板局部采用樁基礎(chǔ)、大部分直接在天然地基上澆筑。新建吊車(chē)道一般采用樁基上的現(xiàn)澆連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，但在巖面較高區(qū)域采用天然地基；裝焊平臺(tái)采用天然地基上的現(xiàn)澆大板結(jié)構(gòu)。根據(jù)水工結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求對(duì)樁基進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)（100%）、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)（暫定5%）。施工前應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，采用靜載荷試驗(yàn)確定樁基承載力設(shè)計(jì)值。試驗(yàn)樁的數(shù)量根據(jù)港口工程樁基規(guī)范確定。二、檢驗(yàn)依據(jù)：基樁高應(yīng)變、低應(yīng)變：港口工程樁基動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程JTJ249-2001基樁聲波透射法測(cè):建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003基樁靜載荷試驗(yàn)：港口工程基樁靜載荷試驗(yàn)規(guī)程JTJ255-2002三、檢驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)造船塢水工結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明

4、書(shū)要求，本工程需進(jìn)行基樁無(wú)損檢測(cè)。檢測(cè)基樁樁身完整性（聲波透射、低應(yīng)變），樁側(cè)摩阻力、樁尖阻力、樁身完整性系數(shù)以及單樁垂直極限承載力（高應(yīng)變）和通過(guò)軸向抗壓靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)樁的軸向抗壓承載力等。四、檢驗(yàn)方案：1、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)1.1、檢測(cè)方法1.1.1檢測(cè)原理  低應(yīng)變反射波法是以一維彈性桿平面應(yīng)力波波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的。將樁身假定為一維彈性桿件（樁長(zhǎng)>>直徑），在樁頂錘擊力作用下，產(chǎn)生一壓縮 波，沿樁身向下傳播，當(dāng)樁身存在明顯的波阻抗Z變化界面時(shí)，將產(chǎn)生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z變化決定。安裝在樁頂上的傳感器，將接收 到來(lái)自樁身各個(gè)波阻抗Z變化界面處反射上來(lái)

5、的信息，根據(jù)這些信息，可對(duì)樁身完整性質(zhì)量進(jìn)行分析判斷。1.1.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用反射波法檢測(cè)樁的樁身結(jié)構(gòu)完整性，混凝土灌注樁的樁身平均波速可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)已測(cè)的完整樁確定，被檢樁樁頭應(yīng)要求去除浮漿或不密實(shí)部分，并根據(jù)樁徑的大小相對(duì)于樁心對(duì)稱(chēng)布置24個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，直徑1.0m的樁，擊振點(diǎn)不宜少于4處，傳感器應(yīng)穩(wěn)固的安置在樁頂上，傳感器與激振點(diǎn)距離不宜不小于100mm。對(duì)實(shí)心樁，激振點(diǎn)選擇在樁中心，對(duì)空心樁，激振點(diǎn)選擇在樁壁中部；每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)，有疑問(wèn)的樁應(yīng)改變激振設(shè)備或傳感器位置進(jìn)行多次檢測(cè)，相互驗(yàn)證。1.2、數(shù)據(jù)處理和檢測(cè)結(jié)果分析判斷樁身波速平均值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)樁長(zhǎng)已知、樁底

6、反射信號(hào)明確時(shí)，在地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝相同的基樁中，選取不少于5根類(lèi)樁的樁身波速值按下式計(jì)算其平均值： 其中樁身波速的平均值；（m/s）第i根受檢樁的樁身波速值（m/s），且/ 5%；測(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng)；（m）速度波第一峰與波底反射波峰間的時(shí)間差；（ms）幅頻曲線(xiàn)上樁底相鄰諧振峰間的頻差；（Hz）參加波速平均值計(jì)算的基樁數(shù)量（5）當(dāng)無(wú)法按上款確定時(shí)，波速平均值可根據(jù)本地區(qū)相同波形及成樁工藝的其他樁基工程的實(shí)測(cè)值，結(jié)合樁身混凝土的骨料品種和強(qiáng)度等級(jí)綜合確定。樁身缺陷位置應(yīng)按下列公式計(jì)算： 式中樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離(m)；速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時(shí)間差(ms)；受檢樁的樁身波速(m/

7、s),無(wú)法確定時(shí)用值替代；幅頻信號(hào)曲線(xiàn)上缺陷相鄰諧振峰間的頻差（Hz）。樁身完整性類(lèi)別應(yīng)結(jié)合缺陷出現(xiàn)的深度、測(cè)試信號(hào)衰減特性以及設(shè)計(jì)樁型、成樁工藝、地質(zhì)條件、施工情況，按表1的規(guī)定進(jìn)行綜合分析判定。表1 樁身完整性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別完整性狀況完整性評(píng)價(jià)類(lèi)樁檢測(cè)波波形無(wú)異常反射，波形正常、樁身完好完整樁類(lèi)樁檢測(cè)波波形有小畸變、波速基本正常、樁身有輕微缺陷，對(duì)樁的使用沒(méi)有影響基本完整樁類(lèi)樁檢測(cè)波形出現(xiàn)異常反射、波速偏低、樁身有明顯缺陷，對(duì)樁的使用有一定影響明顯缺陷樁類(lèi)樁檢測(cè)波波形嚴(yán)重畸變、樁身有嚴(yán)重缺陷或斷裂嚴(yán)重缺陷樁或斷樁如實(shí)測(cè)信號(hào)復(fù)雜，無(wú)規(guī)律，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，則樁身完整性判別易結(jié)合其他檢測(cè)方法

8、進(jìn)行：1.3、檢測(cè)進(jìn)度和檢測(cè)成果提交根據(jù)設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位確定的試驗(yàn)樁位安排試驗(yàn)進(jìn)度，每次試驗(yàn)結(jié)束后3日提交試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)，內(nèi)容為樁身完整性類(lèi)別及缺陷位置，階段性現(xiàn)場(chǎng)低應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)束且委托單位提供相關(guān)資料后15日內(nèi)提交正式報(bào)告，報(bào)告主要包括：低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)實(shí)測(cè)曲線(xiàn)、樁身完整性類(lèi)別及缺陷位置等。2、超聲波法檢測(cè)2.1、檢測(cè)方法2.1.1檢測(cè)原理超聲波法是利用聲波的透射原理對(duì)樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試超聲波的聲速、聲時(shí)、波幅以及測(cè)量聲測(cè)管的距離等參數(shù)，通過(guò)計(jì)算分析各參數(shù)的依據(jù)規(guī)范進(jìn)行基樁的完整性判別。2.1.2、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)1)將發(fā)射與接收聲波換能器通過(guò)深度標(biāo)志分別置于兩根聲測(cè)管中的測(cè)點(diǎn)處。 2)發(fā)射與

9、接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高（圖2.1.2a）或保持固定高差（圖2.1.2b) 同步升降，測(cè)點(diǎn)間距不宜大于250mm。 2.1.2檢測(cè)示意圖(a)平測(cè) (b)斜測(cè) (c)扇形檢測(cè)3)實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線(xiàn)，讀取聲時(shí)、首波峰值和周期值，宜同時(shí)顯示頻譜曲線(xiàn)及主頻值。 4)將多根聲測(cè)管以?xún)筛鶠橐粋€(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行全組合，分別對(duì)所有檢測(cè)剖面完成檢測(cè)。 5)在樁身質(zhì)量可疑的測(cè)點(diǎn)周?chē)?，?yīng)采用加密測(cè)點(diǎn)，或采用斜測(cè)（圖2.1.2b）、扇形掃測(cè)（圖2.1.2c）進(jìn)行復(fù)測(cè)，進(jìn)一步確定樁身缺陷的位置和范圍。 6)在同一根樁的各檢測(cè)剖面的檢測(cè)過(guò)程中，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)應(yīng)保持不變。2.2、數(shù)據(jù)處理和檢測(cè)結(jié)果

10、分析判斷1）各測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)tc、聲速v、 波幅Ap及主頻f應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，按下列各式計(jì)算，并繪制聲速深度（vz） 曲線(xiàn)和波幅深度（Apz）曲線(xiàn)，需要時(shí)可繪制輔助的主頻深度（fz） 曲線(xiàn)： t 2.21 2.2-2 2.2-3 2.2-4式中t第j測(cè)點(diǎn)聲時(shí)（s ）； t 第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)測(cè)量值（s）； t儀器系統(tǒng)延遲時(shí)間（s）； t聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值（s）；l每檢測(cè)剖面相應(yīng)兩聲測(cè)管的外壁間凈距離（mm）； 第i測(cè)點(diǎn)聲速（km/s）； 第i測(cè)點(diǎn)波幅值（dB）； a第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)首波峰值（V)； a零分貝信號(hào)幅值（V）； 第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)主頻值（kHz），也可由信號(hào)頻譜的主頻求得； T第i測(cè)點(diǎn)信號(hào)周

11、期（s）。 2）聲速臨界值應(yīng)按下列步驟計(jì)算： 將同一檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的聲速值由大到小依次排序，即 （=0，1，2，） 2.2-5式中按序排列后的第i個(gè)聲速測(cè)量值； n檢測(cè)剖面測(cè)點(diǎn)數(shù)； k從零開(kāi)始逐一去掉式（2.2-5）序列尾部最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。 對(duì)從零開(kāi)始逐一去掉序列中最小數(shù)值后余下的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。當(dāng)去掉最小數(shù)值的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為k時(shí)，對(duì)包括在內(nèi)的余下數(shù)據(jù)按下列公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算： 2.2-6 2.2-7 2.2-8式中異常判斷值； （n） 個(gè)數(shù)據(jù)的平均值； （n）個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差； 由表3查得的與（n）相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。表3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)()與對(duì)應(yīng)的值表3 20 22 24 26 28 30 32 34

12、 36 38 1.64 1.69 1.73 1.77 1.80 1.83 1.86 1.89 1.91 1.94 40 42 44 45 48 50 52 54 56 58 1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 2.05 2.07 2.09 2.10 2.11 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 2.13 2.14 2.15 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.29 2.30 2.31 2.32 100

13、 105 110 115 120 125 130 135 140 145 2.33 2.34 2.36 2.38 2.39 2.41 2.42 2.43 2.45 2.46 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 2.47 2.50 2.52 2.54 2.56 2.58 2.61 2.64 2.67 2.69 將vn-k與異常判斷值v0進(jìn)行比較，當(dāng)vn-kv0時(shí)，vn-k及其以后的數(shù)據(jù)均為異常，去掉及其以后的異常數(shù)據(jù)；再用數(shù)據(jù)v1vnk-1并重復(fù)式（2.2-6）（2.2-8）的計(jì)算步驟，直到序列中余下的全部數(shù)據(jù)滿(mǎn)足： 2.2-9此時(shí)，為聲速的異常判斷臨

14、界值。 聲速異常時(shí)的臨界值判據(jù)為： 2.2-10當(dāng)式（2.2-10）成立時(shí)，聲速可判定為異常。 3)當(dāng)檢測(cè)剖面n個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用聲速低限值判據(jù)： 2.2-11式中 第i測(cè)點(diǎn)聲速（km/s）； 聲速低限值（km/s），由預(yù)留同條件混凝土試件的抗壓強(qiáng)度與聲速對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合本地區(qū)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。 當(dāng)式2.2-11成立時(shí)，可直接判定為聲速低于低限值異常。 4)波幅異常時(shí)的臨界值判據(jù)應(yīng)按下列公式計(jì)算： 2.2-12 2.2-13式中 波幅平均值（dB）； n檢測(cè)剖面測(cè)點(diǎn)數(shù)。 當(dāng)式（2.2-13）成立時(shí)，波幅可判定為異常。 5)當(dāng)采用斜率法的PSD值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，PS

15、D值應(yīng)按下列公式計(jì)算： 2.2-14 2.2-15 2.2-16式中 t第i測(cè)點(diǎn)聲時(shí)（s）； t第i-1 測(cè)點(diǎn)聲時(shí)（s）； 第i測(cè)點(diǎn)深度（m）； 第I-1 測(cè)點(diǎn)深度（m）。 根據(jù)PSD值在某深度處的突變，結(jié)合波幅變化情況，進(jìn)行異常點(diǎn)判定。 6)當(dāng)采用信號(hào)主頻值作為輔助異常點(diǎn)判據(jù)時(shí)，主頻-深度曲線(xiàn)上主頻值明顯降低可判定為異常。 7)樁身完整性類(lèi)別應(yīng)結(jié)合樁身混凝土各聲學(xué)參數(shù)臨界值。PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值以及樁身質(zhì)量可疑點(diǎn)加密測(cè)試（包括斜測(cè)或扇形掃測(cè)）后確定的缺陷范圍，按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行綜合判定。8)檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括： 委托方名稱(chēng)，工程名稱(chēng)、地點(diǎn)，建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位，基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)型式，設(shè)

16、計(jì)要求、檢測(cè)目的，檢測(cè)依據(jù)，檢測(cè)數(shù)量，檢測(cè)日期；地質(zhì)條件描述；受檢樁的樁號(hào)、樁位和相關(guān)施工記錄；檢測(cè)方法，檢測(cè)儀器設(shè)備，檢測(cè)過(guò)程敘述；受檢樁的檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)與計(jì)算分析曲線(xiàn)、表格和匯總結(jié)果；與檢測(cè)內(nèi)容相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)論； 聲測(cè)管布置圖； 受檢樁每個(gè)檢測(cè)剖面聲速-深度曲線(xiàn)、波幅-深度曲線(xiàn)，并將相應(yīng)判據(jù)臨界值所對(duì)應(yīng)的標(biāo)志線(xiàn)繪制于同一個(gè)座標(biāo)系； 表4 樁身完整性判定 類(lèi)別 特征 各檢測(cè)剖面的聲學(xué)參數(shù)均無(wú)異常，無(wú)聲速低于低限值異常 某一檢測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常，無(wú)聲速低于低限值異常 某一檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常； 兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)出現(xiàn)異常； 局部混凝土聲

17、速出現(xiàn)低于低限值異常 某個(gè)檢測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)的升序參數(shù)出現(xiàn)明顯異常； 兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)剖面在同一深度測(cè)點(diǎn)的升序參數(shù)出現(xiàn)明顯異常； 樁身混凝土聲速出現(xiàn)普遍低于低限值異常或無(wú)法檢測(cè)首波或聲波接收信號(hào)嚴(yán)重畸變 當(dāng)采用主頻值或PSD值進(jìn)行輔助分析判定時(shí)，繪制主頻-深度曲線(xiàn)或PSD曲線(xiàn)； 缺陷分布圖示。2.3、檢測(cè)進(jìn)度檢測(cè)成果提交根據(jù)本工程施工進(jìn)度安排試驗(yàn)進(jìn)度，每次試驗(yàn)結(jié)束后3日提交試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)，內(nèi)容為樁身完整性、缺陷類(lèi)型及部位等數(shù)據(jù)；階段性現(xiàn)場(chǎng)超聲波試驗(yàn)結(jié)束且委托單位提供相關(guān)資料后15日內(nèi)提交正式報(bào)告，報(bào)告主要包括：基樁的完整性、缺陷類(lèi)型及部位等。3、高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)3.1、檢測(cè)方法3.1.1檢測(cè)原理把

18、樁看成一維彈性桿，當(dāng)樁在重錘作用下，將發(fā)生一定量的位移，使樁周、樁端土阻力得到充分發(fā)揮，運(yùn)用一維波動(dòng)理論，求解波動(dòng)方程，通過(guò)直接計(jì)算與樁相關(guān)的土的靜、動(dòng)阻力及樁的缺陷情況，對(duì)樁的樁側(cè)摩阻力，樁尖阻力，最大錘擊力、錘擊能量、樁身完整性系數(shù)以及單樁垂直極限承載力進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。3.1.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)在檢測(cè)開(kāi)始前，在樁身距樁頂不小于1.52倍樁徑左右處打好孔洞并安裝用于固定傳感器的膨脹螺栓（鋼管樁可采用預(yù)焊接螺母或鉆孔攻牙），檢測(cè)人員將一對(duì)應(yīng)變傳感器和一對(duì)加速度傳感器分別以樁軸線(xiàn)為中心對(duì)稱(chēng)安裝在樁的兩側(cè)，這樣既可以減少偏心錘擊對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差，又可以測(cè)出單個(gè)方向偏心錘擊的程度。落錘采用打樁錘進(jìn)行，錘擊

19、時(shí)，兩對(duì)傳感器分別將測(cè)得的應(yīng)變信號(hào)和加速度信號(hào)通過(guò)低噪聲屏蔽電纜輸入到打樁分析儀主機(jī)內(nèi)，并分別被轉(zhuǎn)換成力和速度信號(hào)顯示在監(jiān)視屏上。操作人員可根據(jù)不同的試驗(yàn)要求，在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)CASE法分析計(jì)算，并將試驗(yàn)樁的各組計(jì)算結(jié)果顯示在屏幕上，同時(shí)將實(shí)測(cè)波形存儲(chǔ)到磁盤(pán)中，待回到工作間作進(jìn)一步的分析計(jì)算。具體測(cè)試流程見(jiàn)圖1。圖1 高應(yīng)變?cè)囼?yàn)流程圖3.2、數(shù)據(jù)處理和檢測(cè)結(jié)果分析判斷本次檢測(cè)采用CASE法和CAPWAPC法對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，其基本原理如下：、CASE法原理簡(jiǎn)介：錘擊過(guò)程中的最大錘擊力，可以從實(shí)測(cè)到的力隨時(shí)間變化曲線(xiàn)上的峰值獲得。在測(cè)量過(guò)程中，由應(yīng)變傳感器得到動(dòng)應(yīng)變，則樁頂安裝傳感器位置處受到的沖擊

20、力由公式(1)算得：F=EA(1)其中：E-樁身的動(dòng)彈性模量；A-樁身截面積。樁身最大錘擊力FMX由(2)算得：FMX=maxF(t)0t2L/C(2)其中：L-傳感器位置以下樁長(zhǎng)；C-樁身內(nèi)應(yīng)力波波速。單樁極限承載力RMX可由(3)式計(jì)算：RMX=(Ft1+Ft2)/2+Z(Vt1Vt2)/2JcZVtoe(3)其中：t1-力波第一個(gè)最大峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；t2=t1+2L/C；Z-樁身材料阻抗；Jc-CASE阻尼系數(shù)；Vtoe-樁尖速度。樁頂受到錘的沖擊作用后，樁身中的力是以應(yīng)力波的形式在樁內(nèi)傳播的，假定波速為C。在L/C時(shí)間內(nèi)，應(yīng)力波以壓縮波形式自樁頂向下傳播。當(dāng)應(yīng)力波到達(dá)樁尖，由于樁尖和樁

21、尖下土體在一般情況下是強(qiáng)度截然不同的兩種介質(zhì)，因此應(yīng)力波在樁尖界面處要發(fā)生反射。當(dāng)樁尖土體較軟時(shí)，應(yīng)力波大部分以拉伸波形式從樁尖向樁頂傳播并與向下傳播的壓力波進(jìn)行疊加，當(dāng)某一斷面拉伸波大于該截面同一時(shí)刻壓縮波時(shí)，就產(chǎn)生拉力。計(jì)算樁身拉力必須用速度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。最大拉力由(4)式確定：CTN=Fu(t=2L/C)+minFd(t2L/C)0(4)其中：Fu-上行力；Fd-下行力。在樁身破損處或截面變化處，由于樁身阻抗的變化，應(yīng)力波會(huì)發(fā)生反射，判定樁身的完整性就是根據(jù)力波和速度波反射強(qiáng)弱來(lái)確定。樁身完整性系數(shù)計(jì)算公式見(jiàn)(5)式：BTA=Z2/Z1(5)其中：Z1-傳感器位置處的樁身阻抗；Z2-

22、被測(cè)斷面處的樁身阻抗。、CAPWAPC法原理簡(jiǎn)介CAPWAPC(CAse Pile Wave Analysis Program Continuous version)是一個(gè)曲線(xiàn)擬合計(jì)算程序。它假定樁和土模型，根據(jù)樁頂受沖擊力作用時(shí)實(shí)測(cè)的力和速度時(shí)程曲線(xiàn)，將力(或速度)時(shí)程曲線(xiàn)作為波動(dòng)方程計(jì)算時(shí)的輸入，并確定一組土模型參數(shù)作為計(jì)算輸入，經(jīng)程序計(jì)算得到計(jì)算速度(或力)時(shí)程曲線(xiàn)。假如所確定的這組土參數(shù)與樁側(cè)和樁尖土實(shí)際情況不吻合，則計(jì)算的力(或速度)時(shí)程曲線(xiàn)與實(shí)測(cè)的力(或速度)時(shí)程曲線(xiàn)一般也不能很好吻合，為了使計(jì)算的力(或速度)時(shí)程曲線(xiàn)與實(shí)測(cè)的力(或速度)時(shí)程曲線(xiàn)一致，要不斷調(diào)整土參數(shù)，使之與實(shí)際情

23、況相接近，使得計(jì)算的力(或速度)的時(shí)程曲線(xiàn)與實(shí)測(cè)的力(或速度)的時(shí)程曲線(xiàn)匹配達(dá)到最佳，這樣得到的一組土參數(shù)為最終擬合結(jié)果。這組土參數(shù)包括樁的極限承載力，樁側(cè)摩阻力分布，樁尖阻力，樁側(cè)土和樁尖土的最大彈性變形值和阻尼值等，擬合還能給出模擬靜載荷試驗(yàn)的Qs曲線(xiàn)若試驗(yàn)時(shí)樁側(cè)和樁端土阻力能充分發(fā)揮，則上述承載力即為單樁垂直抗壓極限承載力。3.3、檢測(cè)進(jìn)度和檢測(cè)成果提交根據(jù)設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位確定的試驗(yàn)樁位安排試驗(yàn)進(jìn)度，每次試驗(yàn)結(jié)束后3日（在委托單位提交完整的基樁資料）提交試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)，內(nèi)容為最大錘擊力、樁身完整性系數(shù)和單樁垂直極限承載力等數(shù)據(jù)；階段性現(xiàn)場(chǎng)高應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)束且委托單位提供相關(guān)資料后15日內(nèi)提交正式

24、報(bào)告，報(bào)告主要包括：高應(yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)實(shí)測(cè)曲線(xiàn)、樁側(cè)摩阻力，樁尖阻力，樁身完整性系數(shù)以及單樁垂直極限承載力等。4、基樁軸向抗壓靜載荷試驗(yàn)4.1、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)條件準(zhǔn)備1、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)條件準(zhǔn)備根據(jù)選定的試驗(yàn)樁，若試樁樁頂經(jīng)過(guò)截樁處理，應(yīng)采用在樁頂澆筑混凝土樁帽或樁頭頂用鋼套箍加固的方法加固樁頂，其樁頂必須處理平整，確保受力均勻。試驗(yàn)樁應(yīng)露出基坑約60cm，樁頂標(biāo)高應(yīng)與場(chǎng)地地面基本相同，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行接樁處理，基坑應(yīng)不小于2m×2m，試驗(yàn)樁周?chē)鷳?yīng)具備平整的承載力特征值不小于200kPa，面積不小于20m×20m的工作場(chǎng)所。2、反力裝置安裝方案根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)最大加載量的要求和檢測(cè)場(chǎng)所地基承載力大小

25、的具體情況，選擇相宜的反力裝置形式。本工程最大加載量為8000 kN，反力裝置形式采用五列平行安裝合并組成，堆放高度分五層，預(yù)計(jì)反力裝置堆放160塊配重塊。反力裝置安裝和堆放的安全技術(shù)要求為：高寬比2.0，混凝土塊安裝堆放：底部三層長(zhǎng)短邊均對(duì)縫整齊堆放，每層40塊，三層共計(jì)120塊，第四層在長(zhǎng)邊方向與下層交錯(cuò)疊放，可堆放28塊，第五層在短邊方向與第四層交錯(cuò)縫疊放，可堆放12塊，重疊寬度宜控制在混凝土塊的一半寬度，支座兩端高差應(yīng)控制使反力鋼梁基本水平，斜度0.8%，混凝土塊堆放應(yīng)整齊垂直，垂直度0.8%。組成整體反力裝置如下圖（見(jiàn)下圖1和圖2）3、檢測(cè)方法及檢測(cè)要求1）檢測(cè)方法：利用壓重平臺(tái)反力

26、裝置采用慢速維持荷載法。荷載由油泵通過(guò)千斤頂施加于樁頂，采用兩個(gè)千斤頂并聯(lián)控制荷載的施加，兩千斤頂?shù)闹行倪B線(xiàn)的中點(diǎn)應(yīng)與樁軸線(xiàn)重合。樁頂沉降量由4個(gè)百分表測(cè)得，最后根據(jù)原始記錄進(jìn)行室內(nèi)資料整理。2）荷載分級(jí)：根據(jù)委托要求試驗(yàn)最大加載量為設(shè)計(jì)極限承載力8000kN，加載分為10級(jí)進(jìn)行，每級(jí)為800kN，第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍即1600kN進(jìn)行加載。3）加載、卸載沉降觀(guān)測(cè)及相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每級(jí)加載施壓后沉降測(cè)讀時(shí)間依次為0、5、10、15、30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。在某級(jí)荷載作用下，60min內(nèi)對(duì)應(yīng)樁的沉降量小于0.1mm，可認(rèn)為該級(jí)沉降達(dá)到穩(wěn)定，即可加下一級(jí)荷載。卸載時(shí)，每級(jí)卸載可為分

27、級(jí)荷載的2倍，每級(jí)卸載觀(guān)測(cè)時(shí)間為60min，測(cè)讀時(shí)間依次應(yīng)為0、15、30、60min。卸載至零時(shí)應(yīng)測(cè)讀一次，維持時(shí)間180min結(jié)束時(shí)再測(cè)讀一次。4）終止加載條件：當(dāng)試驗(yàn)符合下列條件之一時(shí)可終止試驗(yàn)： 樁頂總沉降量超過(guò)40mm，且在某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍或QS曲線(xiàn)出現(xiàn)可判定極限承載力的陡降段；某級(jí)荷載作用下， 24h未達(dá)到穩(wěn)定。已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量；加載已達(dá)到試樁設(shè)備的承載能力或發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)樁樁頂偏離軸線(xiàn)的位移過(guò)大，危及試驗(yàn)安全。4、檢測(cè)成果分析和判斷單樁豎向抗壓極限承載力Qu可按下列方法綜合分析確定：據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對(duì)于陡降型Qs曲線(xiàn)，取其

28、發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取Slgt曲線(xiàn)尾部出現(xiàn)向下彎曲的前一級(jí)荷載值。某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，取前一級(jí)荷載值。對(duì)于緩變型QS曲線(xiàn)可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長(zhǎng)>4Om 時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量； (注：當(dāng)按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值。)4、檢測(cè)結(jié)果提交根據(jù)設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理和施工單位確定的試驗(yàn)樁位安排試驗(yàn)進(jìn)度，每次試驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)提交試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)。全部現(xiàn)場(chǎng)基樁軸向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)束且委托單位提供相關(guān)資料后一周內(nèi)提

29、交正式報(bào)告，報(bào)告主要包括：荷載一沉降匯總表；靜載QS曲線(xiàn)圖；靜載Slgt曲線(xiàn)圖；單樁軸向抗壓靜載極限承載力。5. 鉆芯法檢測(cè)用于檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，判定或鑒別樁端持力層巖土性狀。基樁鉆芯法檢測(cè)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。5.1設(shè)備技術(shù)要求：1、鉆取芯樣宜采用液壓操縱的鉆機(jī)。鉆機(jī)設(shè)備參數(shù)應(yīng)符合以下規(guī)定： 1） 額定最高轉(zhuǎn)速不低于790r/min。 2） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍不少于4檔。 3） 額定配用壓力不低于1.5MPa。 2、 鉆機(jī)應(yīng)配備單動(dòng)雙管鉆具以及相應(yīng)的孔口管、擴(kuò)孔器、卡簧、扶正穩(wěn)定器和可撈取松軟渣樣的鉆具

30、。鉆桿應(yīng)順直，直徑宜為50mm 。 3、 鉆頭應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)選用合適粒度、濃度、胎體硬度的金剛石鉆頭，且外徑不宜小于100 mm。鉆頭胎體不得有肉眼可見(jiàn)的裂紋、缺邊、少角、傾斜及喇叭口變形。 4、 水泵的排水量應(yīng)為50160L/min，泵壓應(yīng)為1.02.0MPa。 5、 鋸切芯樣試件用的鋸切機(jī)應(yīng)具有冷卻系統(tǒng)和牢固夾緊芯樣的裝置，配套使用的金剛石圓鋸片應(yīng)有足夠剛度。 6、 芯樣試件端面的補(bǔ)平器和磨平機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足芯樣制作的要求。5.2試驗(yàn)前的準(zhǔn)備及檢測(cè)注意事項(xiàng)1、檢測(cè)場(chǎng)所1）要檢測(cè)的樁樁周要求約10米×10米的平整場(chǎng)所；2）樁頂應(yīng)清晰可見(jiàn)，以便選擇鉆孔位置，當(dāng)?shù)蹩站嚯x較大時(shí)，應(yīng)具備

31、防墜落防護(hù)裝置；3）檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)提供安全可靠的電源、水源等；4）在檢測(cè)活動(dòng)的操作半徑內(nèi)，應(yīng)設(shè)置明顯的警示標(biāo)識(shí)，防止意外傷害的發(fā)生，確保檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。2、受檢樁應(yīng)符合下列規(guī)定1）樁徑小于1.2m的樁鉆1 孔，樁徑為1.21.6m的樁鉆2孔，樁徑大于1.6m的樁鉆3孔； 2）當(dāng)鉆芯孔為一個(gè)時(shí)，宜在距樁中心1015cm的位置開(kāi)孔；當(dāng)鉆芯孔為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，開(kāi)孔位置宜在距樁中心0.15 0.25D內(nèi)均勻?qū)ΨQ(chēng)布置； 3）對(duì)樁端持力層的鉆探，每根受檢樁不應(yīng)少于一孔，且鉆探深度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；4） 受檢樁的混凝土齡期達(dá)到28d或預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。5.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)1、 鉆機(jī)設(shè)備安裝必須周正

32、、穩(wěn)固、底座水平。鉆機(jī)立軸中心、天輪中心（天車(chē)前沿切點(diǎn)）與孔口中心必須在同一鉛垂線(xiàn)上。應(yīng)確保鉆機(jī)在鉆芯過(guò)程中不發(fā)生傾斜、移位，鉆芯孔垂直度偏差不大于0.5%。 2、 當(dāng)樁頂面與鉆機(jī)底座的距離較大時(shí)，應(yīng)安裝孔口管，孔口管應(yīng)垂直且牢固。 3、 每回次進(jìn)尺宜控制在1.5m內(nèi)；鉆至樁底時(shí)，宜采取適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測(cè)定沉渣厚度，并采用適宜的方法對(duì)樁端持力層巖土性狀進(jìn)行鑒別。 4、 鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序排列在平整的地面或放進(jìn)芯樣箱中，芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標(biāo)明回次數(shù)、塊號(hào)、本回次總塊數(shù)，并應(yīng)按本規(guī)范附錄D附表D.0.1-1 的格式及時(shí)記錄鉆進(jìn)情況和鉆進(jìn)異常情況，對(duì)芯樣質(zhì)量進(jìn)行初步描述。 5

33、、 鉆芯過(guò)程中，應(yīng)按本規(guī)范附錄D附表D.0.1-2的格式對(duì)芯樣混凝土，樁底沉渣以及樁端持力層詳細(xì)編錄。 6、 鉆芯結(jié)束后，應(yīng)對(duì)芯樣和標(biāo)有工程名稱(chēng)、樁號(hào)、鉆芯孔號(hào)、芯樣試件采取位置、樁長(zhǎng)、孔深、檢測(cè)單位名稱(chēng)的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行拍照。 。7、 截取混凝土抗壓芯樣試件應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 當(dāng)樁長(zhǎng)為1030m時(shí)，每孔截取3組芯樣；當(dāng)樁長(zhǎng)小于10m時(shí)，可取2組，當(dāng)樁長(zhǎng)大于30m時(shí)，不少于4組。 2） 上部芯樣位置距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高不宜大于1 倍樁徑或1m，下部芯樣位置距樁底不宜大于1 倍樁徑或1m，中間芯樣宜等間距截取。 3） 缺陷位置能取樣時(shí)，應(yīng)截取一組芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。 4） 當(dāng)同一基樁的鉆芯孔數(shù)

34、大于一個(gè)，其中一孔在某深度存在缺陷時(shí)，應(yīng)在其他孔的該深度處截取芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。 8、 當(dāng)樁端持力層為中，微風(fēng)化巖層且?guī)r芯可制作成試件時(shí)，應(yīng)在接近樁底部位截取一組巖石芯樣；遇分層巖性時(shí)宜在各層取樣。 9、 每組芯樣應(yīng)制作三個(gè)芯樣抗壓試件。芯樣試件應(yīng)按本規(guī)范附錄E進(jìn)行加工和測(cè)量。10、 芯樣試件制作完畢可立即進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。 11、 混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法GB/T 500812002的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 12、 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)芯樣試件平均直徑小于2倍試件內(nèi)混凝土粗骨料最大粒徑，且強(qiáng)度值異常時(shí)，該試件的強(qiáng)度值不得參與統(tǒng)計(jì)平均。 13、 混

35、凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算： （7.5.4） 式中 混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度（Mk），精確至0.1 Mk； 芯樣試件抗壓試驗(yàn)測(cè)得的破壞荷載（N ）； 芯樣試件的平均直徑（mm）； 混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度折算系數(shù)，應(yīng)考慮芯樣尺寸效應(yīng)、鉆芯機(jī)械對(duì)芯樣擾動(dòng)和混凝土成型條件的影響，通過(guò)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)確定；當(dāng)無(wú)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，宜取為1.0 。 14、 樁底巖芯單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 500072002附錄J執(zhí)行。5.4數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果判斷檢測(cè)數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）的有關(guān)試樁規(guī)定進(jìn)行。1、混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值應(yīng)按一

36、組三塊試件強(qiáng)度值的平均值確定。同一受檢樁同一深度部位有兩組或兩組以上混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值時(shí)，取其平均值為該樁該深度處混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。 2、 受檢樁中不同深度位置的混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值中的最小值為該樁混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。 3、 樁端持力層性狀應(yīng)根據(jù)芯樣特征、巖石芯樣單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、動(dòng)力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果、綜合判定樁端持力層巖土性狀。 4、 樁身完整性類(lèi)別應(yīng)結(jié)合鉆芯孔數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土芯樣特征、芯樣單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，按本規(guī)范表3.5.1 的規(guī)定和下表3的特征進(jìn)行綜合判定。 5、 成樁質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)按單樁進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)判定該受檢樁不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要

37、求： 1 樁身完整性類(lèi)別為類(lèi)的樁。 2 受檢樁混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的樁。 3 樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求的樁。 4 樁端持力層巖土性狀（強(qiáng)度）或厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求的樁。 表3 樁身完整性判定 類(lèi)別 特征 混凝土芯樣連續(xù)、完整、表面光滑、膠結(jié)好、骨料分布均勻、呈長(zhǎng)柱狀、斷口吻合，芯樣側(cè)面僅見(jiàn)少量氣孔 混凝土芯樣連續(xù)、完整、膠結(jié)叫好、骨料分布基本均勻、呈柱狀、斷口基本吻合， 大部分混凝土芯樣膠結(jié)較好，吳松散、賈尼或分層現(xiàn)象，但有下列情況之一： 芯樣局部被破碎且破碎長(zhǎng)度不大于10cm 芯樣骨料分布不均勻； 芯樣多呈短柱狀或塊狀； 芯樣側(cè)面蜂窩麻面、溝槽連續(xù) 鉆進(jìn)很困難； 芯樣任意斷送三、夾泥或分層； 芯樣局部破碎且破碎長(zhǎng)度大于10cm 6、 鉆芯孔偏出樁外時(shí)，僅對(duì)鉆取芯樣部分進(jìn)行評(píng)價(jià)。5.