试桩锚桩法检测方案

哈尔滨站改造工程

地下城市通廊

试验桩检测(锚桩法)方案

编制: 刘同占

复核：高鹏

中铁二十二局集团哈尔滨铁路建设集团有限责任公司

二O一六年三月

表A、0、1 施工组织设计(方案)报审表工程项目名称:哈尔滨站改造工程施工合同段: 编号:

目录

一、工程概况?错误!未定义书签。

二、检测目得?错误!未定义书签。

三、检测依据?错误!未定义书签。

四、检测数量?错误!未定义书签。

１、静荷载试验(锚桩法）......................... 错误!未定义书签。

2、桩身完整性检测（声波透射法）................. 错误!未定义书签。

五、场地地层情况?错误!未定义书签。

六、单桩竖向抗压静载荷试验技术要求.................. 错误!未定义书签。

1、试验方法..................................... 错误!未定义书签。

２、试验桩位置.................................. 错误!未定义书签。

3、试验装置..................................... 错误!未定义书签。

4、试验荷载?错误!未定义书签。

５、加荷观测.................................... 错误!未定义书签。

6、卸荷观测 (4)

7、检测数据得整理............................... 错误!未定义书签。

8、锚、试桩设计................................. 错误!未定义书签。

９、基准桩...................................... 错误!未定义书签。

七、声波透射法检测桩身完整性技术要求?错误!未定义书签。

1、检测原理?错误!未定义书签。

2、检测数量..................................... 错误!未定义书签。

3、检测时间..................................... 错误!未定义书签。

４、检测方法.................................... 错误!未定义书签。

５、声测管安装得施工要求........................ 错误!未定义书签。

八、主要仪器设备 .................................... 错误!未定义书签。

1、静载荷试验?错误!未定义书签。

2、完整性检测?错误!未定义书签。

3、仪器照片?错误!未定义书签。

九、质量保证?错误!未定义书签。

１、人员配置.................................... 错误!未定义书签。

2、质量保证体系?错误!未定义书签。

3、质量管理措施?错误!未定义书签。

十、试验进度及资料提交.............................. 错误!未定义书签。

1、试验进度 (15)

2、报告得提交?错误!未定义书签。

十一、双方配合事项.................................. 错误!未定义书签。

1．甲方配合事项................................. 错误!未定义书签。

２．乙方责任.................................... 错误!未定义书签。十二、安全文明生产?错误!未定义书签。

1．安全生产制度................................. 错误!未定义书签。

2．危险源辨识及控制措施......................... 错误!未定义书签。

一、工程概况

哈尔滨站改造工程位于哈尔滨市南岗区,在哈尔滨火车站原址上进行改扩建,地下城市通廊由城市通廊、出站通道、出站楼梯、设备及办公用房组成。城市通廊基坑深1３、４５m,宽１０5、74、m，长280、８m，采用两级放坡开挖,放坡处坡率１：1。下层采用８00mｍ直径,间距10０0mｍ钻孔桩围护+锚索＋截水帷幕。本工程主要工程量土方27145６m3、基坑支护钻孔灌注桩1217根、基础钻孔灌注桩377根,三轴水泥搅拌桩2867根、锚索４31道等。结合站场倒改方案，本工程基坑工程分为两期实施。一期工程为北侧城市通廊基坑,主要工程量土方１0５０00ｍ3、基坑支护钻孔灌注桩56８根、基础钻孔灌注桩176根，三轴水泥搅拌桩１０91根、锚索１5６道等；二期工程南侧城市通廊基坑,主要工程量土方１66456ｍ3、基坑支护钻孔灌注桩6４9根、基础钻孔灌注桩２0１根,三轴水泥搅拌桩17７6根、锚索275道等。

二、检测目得

由于桩基础参数设计及工程桩施工得需要,依据设计及规范要求，需要对该四根试桩进行单桩竖向抗压、抗拔极限承载力得静载荷试验,确定单桩竖向抗压、抗拔极限承载力标准值。鉴定桩身混凝土质量,包括缩颈、裂纹、断裂、空洞、夹泥等缺陷。

三、检测依据

(1)《建筑基桩检测技术规范》（JGＪ106－20０３);

(2）《建筑桩基技术规范》(ＪGJ94-2008）;

(3)“哈尔滨站改造工程城市通廊”项目基础桩设计资料;

(４)本工程勘察报告;

（5）甲方、设计对试验得要求。

四、检测数量

1、静荷载试验（锚桩法）

设计指定得３根试验桩。

2、桩身完整性检测(声波透射法）

对15根桩(３根试桩与12根锚桩)进行检测。

五、场地地质概况

（1) 第①2层杂填土广泛分布于整个场区,层位普遍较厚。

(2）第②2３层粉质黏土主要为黄褐色,分布较有规律,呈层状分布,层位较厚,主要以硬塑及可塑为主,含氧化铁、锰,性质较好。局部含②２1及②2２软可塑～软塑状态粉质黏土夹层。

(3）第③53层黄褐色粉砂,分布较有规律,呈层状分布，砂质较均匀，含少量黏性土,呈中密状态。部分地段上覆稍密状态得③52层黄褐色粉砂,局部地段揭露密实状态得③54层黄褐色粉砂。

(4) 第③6４层黄褐色细砂,分布较有规律,呈层状分布,砂质较均匀,含少量黏性土,呈密实状态。部分地段上覆中密状态得③63层黄褐色细砂,偶见稍密状态得③６2层细砂。

(5) 第③7４层黄褐色中砂,分布较有规律,呈层状分布，砂质较均匀,分布较为稳定,呈密实状态，性质较好。

(6) 第④１3层粉质黏土主要为灰褐色,呈薄层条带状分布,局部地段缺失，主要以可塑为主,性质较好。局部为④11及④12软可塑~软塑状态粉质黏土层。

(7) 第④64层灰黄色、灰褐色细砂，呈层状分布,局部地段缺失,含较多粉质黏土与粉砂透镜体,粉质黏土呈软可塑状态,呈条带状与透镜体交互分布。

(8) 第④74层灰黄色、灰褐色中砂,呈层状分布，含较多粉质黏土与粉细砂夹层,多呈透镜体状分布,为无(有)柱雨棚得桩端持力层。

(9）第④75层灰褐色中砂,呈层状分布,在土性与层厚上变化较大，

含较多粉质黏土与粉细砂,多呈薄层条带状分布，含少量粗砾砂夹层,多呈透镜体状,为站房得桩端持力层。

(10）第④76层灰褐色中砂,呈层状分布,在土性与层厚上变化较大,含较多粉质黏土与粉细砂,多呈薄层条带状及透镜体分布，含少量粗砾砂夹层，多呈透镜体状，为站房得桩端持力层。

（11) 第④9６层灰色砾砂，呈薄层状分布,上伏于基岩层上部。

(12) 第⑤１1层灰绿色全风化泥岩层面分布较稳定,出露高程较为平稳,分布均匀,性质稳定,为该场地稳定地层,局部地段揭露第⑤21层全风化砂岩。

甲方提供得二、三区灌注桩参数建议值如下：

六、单桩竖向抗压静载荷试验技术要求

1、试验方法

用垂直静载荷抗压实验、低应变动测发,分别作试验检测,静载荷试前先进行低应变检测。。

2、试验桩位置

设计指定位置得3根试验桩(详见试桩设计图)。

３、试验装置

（1) 试验采用锚桩反力装置(如图1)。

图１单桩竖向抗压静载荷试验锚桩反力装置图

四根锚桩与反力梁连接。使用２台１00０0kN千斤顶,配合高压油泵施加反力，载荷试验仪通过安装在千斤顶上得压力传感器与安装在桩头上得位移传感器控制加荷量,自动记录沉降位移。加载补载均自动完成。

(2) 2台千斤顶加载时应并联同步工作,且应符合下列规定：

１、采用得千斤顶型号、规格应相同;

2、千斤顶得合力中心应与桩轴线重合。

(3)加载反力装置提供得反力不小于最大加载量得１、2倍。

（4）试桩与锚桩得距离不小于3倍桩径,基准梁采用９米长工字钢。

(５)荷载测量采用并联于千斤顶油路得压力传感器测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载,传感器得测量误差不应大于1%;沉降测量宜采用调频位移传感器,测量误差不大于0、1％,分辨力优于或等于0、01mm 。

4、试验荷载

根据设计要求，试验最大加载量14000kN。

5、加荷观测

(１) 加载分级:采用逐级等量加载,加载级差取最大试验荷载得1／15,其中第一级荷载为分级荷载得2倍。

（2) 每级荷载施加后按第５、1０、１5、３0、４５、60min测读

桩顶沉降量,以后每隔30min测读一次。

(3) 相对稳定标准:每小时桩顶沉降不超过0、1mm，并连续出现两次(从分级荷载施加后第30min开始,按1、5ｈ连续三次每30ｍｉn得沉降观测值计算),当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，进行下一级荷载。

(4) 单桩抗压静载荷试验过程中出现下列情况之一时,即可终止加载:

①某级荷载作用下,桩沉降量为前一级荷载作用下沉降量得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某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量得2倍,且经过24小时尚未达到相对稳定标准;

③已达到设计要求得最大加载量;

④当荷载-沉降曲线呈缓变形时,可加载至桩顶总沉降量6０～80mm;

⑤发生不可测异常情况。

６、卸荷观测

卸载时应分级进行,每级卸载量取加载时分级荷载得2倍,逐级等量卸载,读记回弹量。

７、检测数据得整理

（1)确定单桩竖向抗压承载力时,应绘制竖向荷载-沉降（Q -S)、沉降-时间对数(S-lｇｔ)曲线,需要时也可绘制其她辅助分析所需曲线。

（2)单桩竖向抗压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得特征确定:对于陡降型Q－S曲线,取其发生明显陡降得起始点对应得荷载值;

②根据沉降随时间变化得特征确定:取Ｓ-lgｔ曲线尾部出现明显向下弯曲得前一级荷载值;

③出现五、5、②款情况时,取前一级荷载值;

④对于缓变型Ｑ-Ｓ曲线可根据沉降量确定，宜取S=40mm 对应得荷载值;当桩长大于4０ｍ时,宜考虑桩身弹性压缩量;对直径大于或等于8ｍmｍ得桩,可取Ｓ=0、05Ｄ(D为桩端直径)对应得荷载值。

⑤当按上述四款判定桩得竖向抗压承载力未达到极限时,桩得竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。

（3)单桩竖向抗压极限承载力统计值得确定应符合下列规定：

①参加统计得试桩结果,当满足其极差不超过平均值得３0%时,取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。

②当极差超过平均值得3０%时，应分析极差过大得原因,结合工程具体情况综合确定,必要时可增加试桩数量。

③工程桩抽检数量少于３根时,应取低值。

(４) 单位工程同一条件下得单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值得一半取值。

8、锚、试桩设计

(1)试验桩设计及桩头处理

试验桩按设计图进行设计，见图2。

图2 试验桩设计图

试验桩得桩头处理示意图见图3。在桩头外箍同直径得钢质套筒(约６mm厚,高度1~1、5D,D为桩直径),桩顶以下按照10cm、30cｍ、３0cｍ

得间距设置三层Φ1２得双向拉筋网。桩顶凿除浮浆后用水泥砂浆抹平(不露出主筋）。

图3试桩桩头处理示意图

(２)锚桩位置

按照试桩设计图中锚桩位置打入反力锚桩(详见),锚桩与试验桩得桩顶位于同一标高,锚桩主筋露出桩顶约1０00 mｍ，便于反力梁得安装焊接。锚、试桩位置示意图见图4。

图4 锚、试桩位置示意图

(3)锚桩设计

为满足试验需要，锚桩需具备以下条件：

a、桩长不小于试验桩桩长(按25m);

b、锚桩侧摩阻力能够提供足够得试验反力（不小于最大加载量得1、2倍);

ｃ、主筋应通长配筋,主筋数量应保证抗拉力足够(不小于最大加载量得1、2倍);

d、埋设声测管(同试验桩要求)。

9、基准桩

基准桩用于固定基准梁,确保基准梁得稳定。试桩与基准桩之间得中心距离应大于等于３D 且不小于2、０m,基准桩与试验桩位置见图５。基

准桩打入土中,为一长方形承台,深度不小于２、0m,截面１２00mm×８00mm,采用Ｃ20得素混凝土。基准桩桩顶标高高于试验桩桩顶标高50cm。

图5基准桩与试验桩位置图

七、声波透射法检测桩身完整性技术要求

1、检测原理

混凝土灌注桩声波透射法检测得工作原理就是：在被测桩内预埋若干根竖向相互平行得声测管作为检测通道,将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中,管中注满清水作为耦合剂,由仪器得发射换能器发射超声脉冲,穿过待测得桩体混凝土,并经接收换能器被仪器所接收,判读出超声波穿过混凝土得声时、接收波首波得波幅以及接收波主频等参数。超声脉冲信号在混凝土得传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同得吸收衰减，使接收信号在混凝土中传播得时间、振动幅度、波形及主频等发生变化,这样接收信号就携带了有关传播介质（即被测桩身混凝土)得密实缺陷情况、完整程度等信息。由仪器得数据处理与判断分析软件对接收信号得各种声参量进行综合分析,即可对桩身混凝土得完整性进行检测，判断桩基缺陷得程度并确定其位置。

图5 声波透射法测试原理图

２、检测数量

3根试验桩。

3、检测时间

超声波透射法检测时,受检桩混凝土强度至少达到设计强度得70%,且不小于15MPａ。本工程考虑到砼在龄期14天后声波波速等性能参数已经趋于平缓,一般要求砼桩基得龄期大于14天。

4、检测方法

(1）声测管得安装

本工程超声波透射检测声测管采用ф50mｍ金属管，每根桩埋设３根声测管，声测管牢固焊接在钢筋笼内侧,使之成桩后相互平行并埋设至桩底,管口高于桩顶面５0ｃm，声测管下端封闭，上端加盖。声测管埋设平面位置及编号如图7所示（图6中A、B、C位置）。

图６声测管埋设平面位置及编号图

（２)检测前得准备

检测前应冲洗声测管,以保证换能器在全程范围内升降顺畅,同时防止声测管中得浑浊水加大声波衰减与延长时间,给声波检测结果带来误差。

(3)现场检测

超声波透射测试装置有平测法、斜测法与扇面测法三种,一般采用平测与斜测两种方法。

平测法就是将发射与接收两换能器始终保持在同一标高上,进行测试,通过平测可知道缺陷在垂直方向上得区域大小与严重程度，但不能确定缺陷在水平方向上得大概部位。此方法常用于桩身完整性检测。

斜测法就是发射与接收两个换能器不在同一标高上,进行测试。在斜测

过程中,采用固定得相差高程(即高差同步),且同一剖面进行两次单独得测试。一般来说高程相差越大,越能缩小缺陷在水平方面得范围，但就是高程相差越大,测试信号就越弱,各种干扰信号就越强，就越容易形成误判。所以测试时在保证信号较好得情况下,可适当增大两换能器间得高程差。斜测法常作为平测法得补充测试方法，一个测线一般需测两次,即第一次发射换能器比接收换能器标高高,第二次使发射换能器比接收换能器标高低。但高差绝对值保持一致。通过斜测,可以缩小缺陷在水平方向上得范围。此方法常用于检测水平缺陷。

扇形测法即固定某一固定换能器，将另一换能器等间距移动,两换能器高程差不停变换,形成一扇面。该方法比斜测法操作复杂且数据处理较麻烦,只针对可能有较严重缺陷得桩采用这一测试方法。此方法常用于CT成像检测。

本工程现场检测使用RS-ST01D（P）型非金属超声波分析仪,采用平测法,测点间距0、2m。

（４)数据分析

测试数据得分析处理及缺陷判定按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ１06－２003)得相关规定进行,即根据声时、声幅、PSD等三条曲线来判定缺陷得部位与大小，即根据声时、声幅、PSD等三条曲线来判定缺陷得部位与大小。

①桩身混凝土缺陷声速判据

声速就是判定砼缺陷得主要参数之一,运用概率统计理论原理确定声速临界值，声速平均值、标准差。声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差,即：

式中:νD——声速临界值(ｋm/ｓ);

——正常混凝土声速平均值(km／s）;

σν——正常混凝土声速标准差;

νｉ——第i个测点声速值(km/s)

n——测点数。

当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。

式中:νi——第i个测点声速值（kｍ／s)

νＤ——声速临界值(ｋｍ／s)

当检测剖面n个测点得声速普遍低且离散性很小时,宜采用声速低限值判据。声速低限值由同条件混凝土试件做强度与速度对比试验，结合地区经验确定。声速低限值相对应得混凝土强度不宜低于0、9Ｒ（R为混凝土设计强度),若试件为钻孔芯样,则不宜低于0、85R。

当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。

式中:νi——第i个测点声速值（km/s）;

νL——声速低限值(km/s);

②桩身混凝土缺陷波幅判据

实际中多就是根据实测经验将波幅值得一半定为临界值。用波幅平均值减６dB作为波幅临界值,当实测波幅低于波幅临界值时,应将其作为可疑缺陷区。

式中: A D——波幅临界值（dＢ)；

A m ——波幅平均值(dB)；

Ａi ——第i 个测点相对波幅值（d Ｂ)。 声波波形能直观反映某测点砼就是否有缺陷。若桩基砼就是均质得,声波波形有两头小、中间大、同频率等特征;若声波经过缺陷,声波波形就会明显变化,

当缺陷特别严重时表现在波形上为声幅很低、首波不易确认,频率变小且同一波形中有不同频率成分,比较容易直接判断。?

图7 声波透射法测试波形 ③桩身混凝土缺陷PSD 值判据

ＰSD 法就是基于缺陷处声时得变化引起声时深度曲线得斜率明显增大,而声时差得大小又与缺陷程度密切相关,因此两者之积对缺陷得反映更加明显，即采用斜率法作为辅助异常判据,当PS Ｄ值在某测点附近变化明显时,应将其作为可疑缺陷区。

式中：t i ——第i 个测点声时值（μs);

ｔｉ-1——第ｉ－1个测点声时值(μs); z ｉ——第i 个测点深度(m); z i －１——第i －l 个测点深度（m)。

(4）桩身完整性分类

桩身质量完整性评价分为以下四类,见表1。

表１ 桩身完整性判定分类表

a)正常波形

b)畸变波

(1)声测管外加8cm套管焊接(要求不漏浆、内壁光滑),管底密封、上端加盖、各管间保持平行。

（2）声测管穿过荷载箱上预留得声测孔,牢固焊接或绑扎在钢筋笼内侧,且相互平行,下埋至桩底，上高出桩顶50cm。先点焊接后绑扎,绑扎点得间距1、5m。

(3)每根受检桩埋设3根声测管。

八、主要仪器设备

1、静载荷试验

（1) 100０0kN千斤顶２台，高压油泵1台;

（2) 70MＰa压力传感器１只、5０mm位移传感器4只;

(３) RS-JYC载荷仪１套;

(4） 50吨吊车2台、板车4辆;

(5） 2０00T反力梁一套;

(6) 钢梁、工字钢若干。

2、完整性检测

RS－SＴ01D(P)型声波透射仪

3、仪器照片

(a)RS-JYC静载荷试验仪主机及传感器

?(b）RＳ－ＳＴ01Ｄ（P) 非金属超声检测仪主机及测试探头

图8 仪器设备照片

九、质量保证

1、人员配置

表2 技术人员岗位责任一览表

2、质量保证体系

图9 质量保证体系图

3、质量管理措施

(１）确保ISO９0０１质量体系得有效运行

严格执行ISO９001质量体系，确保有效运行,做好质量记录,严格执行规程、规范与程序,确保ＩSO9001质量体系得有效运行。

(2)检测前技术交底

组织技术人员充分讨论,统一认识,向所有检测作业人员进行技术交底,使大家明确总体任务与各自得职责。组织参加探测工作得技术人员认真学习,掌握规范及工程任务得实质要求。

(3)检测人员持证上岗

所有检测人员均经公司培训合格，持有主管机关或公司颁发得上岗证。

（4）检测前仪器性能

检测仪器经中国计量科学研究院检定合格。在检测前后,必须核查仪器得性能，确保仪器得状态正常与检测数据准确可信。

(5）作好现场记录

现场按照规定得表格格式进行数据记录,确保检测数据能够追溯到国家基准。数据不得随意更改，需要更改得，只能由检测人员杠改并签名。

(6)数据复核

现场检测时 ,按照规定得比例进行抽样复测，检查数据得一致性、可靠性。

十、试验进度及资料提交

１、试验进度

静载荷试验点桩身强度、桩得休止期及场地条件满足试验要求后及时进场进行试验。试验准备时间3天,之后抗压试验按2天/点得进度进行正式试验,中间转移１天,现场试验时间8天。遇到雨天或其她不可预见得情况影响