桩基检测方案

桩基检测方案

一、工程概况

本工程地基基础设计品级为丙级，采纳高强砼（PHC）预应力管桩，设计桩径为Φ400×95㎜、Φ500×125㎜两种。总桩数约770根。Φ400桩单桩竖向承载力特点值均为1200KN，Φ500桩单桩竖向承载力特点值均为2200KN。

二、检测方法及其依据

桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，对桩基质量的无损检测，具有特别重要的意义。

桩基的成桩质量通常包括两个方面的内容，一是桩基的承载能力；二是桩身的完整性。

1、桩基的承载能力检测有两个方法：一个是静载试验，另一个是高应变检测法（即大应变法）。静载试验具有直接、可靠等优点，但存在试验费用高、试验过程长等不足；高应变检测法是根据土动力学和波动理论来推断桩基的承载能力，它具有试验简单、快速、低费用等优点，但可靠性稍差。

2、桩身的完整性检测是通过现场动力试验来判断桩身质量，内部缺陷的一种方法，常见的内部缺陷有夹泥，断裂，缩颈，混凝土离析及桩顶混凝土密实性较差等。桩身的完整性检测主要采用低应变检测法（即小应变法），它具有速度快、设备轻便、费用低等优点。目前在国内外已广泛的应用。

3、结合本工程工期短，特别是基础工程的节点工期要求特别紧张的特点，本工程拟采用低应变动力检测法及高应变检测法检测法进行桩基的检测。

三、低应变动力检测反射波法检测细则

（一）检测项目名称

桩基反射波法检测。

（二）适用范围

基桩反射波法检测适用于检测桩身的完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。本方法也可对桩长进行核对。

（三）检测依据

基桩反射法检测按照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）（简称《规范》）以及广东省标准《基桩反射波法检测规程》（DBJ15-27-2000）的有关试桩规定进行。

（四）抽样方案

1、抽样原则

（1）施工质量有疑问的桩；

（2）设计方认为重要的桩；

（3）局部地质条件出现异常的桩；

（4）施工工艺不同的桩；

（5）除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。

2、抽样数量

（1）柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于一根；

（2）桩基工程的抽检数量不应小于总桩数的20%，且不得少于10根；

（3）当符合抽样原则（1）~（4）款规定的桩数较多，或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应适当增加抽检数量。

（五）检测方法

1、试验前的准备工作

（1）自带电源的仪器设备在检测前应及时充电，并且要保证充电的时间，避免在检测过程中出现电源电量不足。

（2）检查仪器的采集系统是否接触良好、工作正常，使测试系统各部分之间匹配良好。

2、仪器设备

（1）检测仪器的主要技术性能指标应符合现行行业标准《基桩动测仪》（JG/T 3055）的有关规定，且应具有信号显示、储存和处理分析功能。

（2）瞬态激振设备应包括能激发宽脉和窄脉冲的力锤和锤垫；力锤可装有传感器；稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10~2000Hz的电磁式稳态激振器。

（3）本次检测拟采用的主要仪器设备为：美国PDI公司PIT桩身完整性检测仪。该仪器的操作及注意事项详见其相应的操作规程。

3、检测步骤

（1）现场准备

1）要检测的桩桩面要保持平整干净，无积水，砂土；

2）若桩头高出地面，可直接进行检测；

3）若桩头低于地面，则以桩为中心挖一个方坑，方坑大小以能让检测人员下去为宜；

4）若桩头的端头板已松动，必须把桩头锯掉；

5）锯过的桩头的桩面要平整。

（2）数据采集与过程观察

1）连接好PIT与加速度计传感器，使用合适的耦合剂把加速度传感器粘贴于桩头之上。

2）打开PIT的POWER键，输入各参数：检测工程名称、桩号、桩径、桩长、检测日期、检测时间、波速、采集信号数、加速度计增益值等。

3）按“ NEXT”键，进入搜集状态，进行信号搜集。搜集完毕，对信号进行挑选，存储，设置放大倍数及作适当的滤波处置。

（3）测试参数设定应符合下列规定：

1）时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。

2）设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。

3）桩身波速可根据本地区同类型桩的测试初步设定。

4）采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点。

5）传感器的设定值应按计量检定结果设定。

（4）测量传感器安装和激振操作应符合下列规定：

1）传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度。

2）实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90°，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

3）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。

4）激振方向应沿桩轴线方向。

5）瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。

6）稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小。

（5）信号采集和筛选应符合下列规定：

1）根据桩径大小，桩心对称布置2~4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。

2）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。

3）不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分析原因，增加检测点数量。

4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。

（六）异常情况处理

1、检测过程中仪器自行关机：检查电源供电情况。

2、检测过程中仪器自行死机：重启动主机，检查是否采集系统软件出错。

（七）数据的处理和结果判断

检测数据分析标准参照中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）（简称《规范》广州省标准〈〈基桩反射波法检测规程〉〉（DBJ15-27-2000）的有关试桩规定进行。

根据所测波形特性，结合桩的砼设计强度等级要求，将工程桩身结构的完整性按四类划分：

Ⅰ类：桩身完整、大体完整；

Ⅱ类：桩身存在一样性缺点；

Ⅲ类：桩身存在明显缺点，应采取其它方式进一步检测；

Ⅳ类：桩身存在严峻缺点或断桩。

本试验未能详细考虑地质条件影响及桩土间相互关系，不能测出桩的承载力。本试验无法确定缺陷的具体类型，可能的缺陷形式有离析、缩径、夹泥、裂缝、接缝等。

（八）注意事项

1、现场人员必须使用安全设备（如安全帽、劳保手套等）。

2、安装传感器时应小心，防止拉断。

四、高应变动力检测细则

（一）检测项目名称

基桩高应变动力检测法，又称大应变动测法。

（二）适用范围

高应变动力检测法主要用于检测基桩的竖向承载力和桩身结构完整性。

（三）检测依据

基桩高应变动力检测法按照中华人民共和国行业标准《基桩高应变动力检测规程》（JGJ 106-97）（简称规程）有关试桩规定执行。

（四）抽样方案

1、抽样原则

（1）施工质量有疑问的桩；

（2）设计方认为重要的桩；

（3）局部地质条件出现异常的桩；

（4）施工工艺不同的桩；

除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布

2、抽样数量

（1）进行检测时，不应简单的采用随机抽样的方式，而应根据打桩记录，经过综合分析，抽验那些估计质量可能较差的桩，以提高检测结果的可靠度，减少工程隐患。

（2）进行单桩承载力高应变动力检测法例行检测时，对工程地质条件，桩型成桩机具和工艺相同，同一单位施工的基桩，检测桩数不宜少于总桩数的5％，且不得少于5根。

（3）发现桩基工程有质量问题，必须对桩基施工质量做出总体评价时，应由有关方面协商适当增加抽检数，一般不应少于总数的10％，并不应少于10根。

（五）检测方法

1、试验前的准备工作

自带电源的仪器设备在检测前应及时充电，并且要保证充电时间，以免在检测过程中出现电源电量不足。

进行测试系统自校试验，确保信号采集系统和传感器能正常工作。

2、仪器设备

主要仪器为武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-1616K（P）型桩基动测仪。

（1）主要仪器设备的安装：

1）如用仪器自带电源，连接好主机、电缆线和传感器；

2）外接交流电源时，则需连接稳定的交流市电到一个AC220V-DC12V的整流器，连接整流器到主机，再连接主机、电缆线和传感器；

3）主机直接连接直流12V电源时，电源线中的红线连接至蓄电池的正端（+），黑线接负端（-），再连接主机、电缆线和传感器。

（2）主要仪器设备的操作：

1）打开主机的电源开关，运行信号采集软件，进入信号采集界面，输入所检测工程桩的工程编号、桩号、桩长、应力波传播速度、砼容重、桩身截面积等相关资料；

2）锤、架与桩顶对正、对中套入待检桩头，安装两组力/加速度传感器，检查安装过程中两个传感器的A/D初偏值，这些初偏值正常应在~+范围内；

3）按采集键/钮，吊机起吊重力锤到预定高度后自由落下，采集得到有效的信号；

4）用打桩分析软件分析信号，得到该桩的单桩极限承载力。

3、注意事项

（1）检测前应认真检查确认整个测试系统处于正常状态，确认无误后方可开始检测；

（2）检测时单击贯入度不宜少于；

（3）检测时应及时检查采集数据的质量。如果发现测试系统出现问题、桩身有明显缺陷或缺陷程度加剧则应停止检测，进行检查；

（4）检测过程中随时注意人员、仪器设备的安全。

4、检测步骤

（1）受检桩的现场准备。

1）预制桩的处理

用桩机的柴油锤作为冲击设备时，需留出足够长的桩用于安装传感器；用重力锤自由落锤作冲击设备时，应清理、平整场地以确保运输、起吊设备的能够使用。对于桩头有严重损伤的混凝土预制桩应锯掉损伤部分。

2）基坑开挖和桩侧处理

Ф340~Ф600桩，桩头高出地面120cm以上的须锯掉高于地面100cm以上部份，平整桩周×地面；桩头在地面以上80cm~120cm的平整桩周围×地面；桩头在地面以上不足80cm的须开挖土坑，坑底为×~×（Ф500以上预应力管桩为×，其余为×），坑底平整坚实，坑内无其它桩头或大石块，坑底以上桩头长为80cm。

以上准备工作由负责检测工作的技术人员或管理人员通知委托方完成，并提供检测准备工作的解释或草图及说明。

（2）数据的采集与过程观察：

1）打开主机的电源开关，运行信号采集软件，进入信号采集界面，输入所检测工程桩的工程编号、桩号、桩长、应力波传播波速、砼容重、桩身截面积等工程桩相关资料。

2）在桩身两侧距桩顶1~2倍桩径或边长处对称安装两组爆破螺栓，用重力吊车起吊锤、架，锤、架与桩顶对正、对中套入待检桩头。在桩头垫上一块桩垫，宜采用胶合板、木板等材质均匀的材料，大小能覆盖桩头为宜，必要时可在桩垫下铺设一层2~3厘米厚细砂。安装两组力/加速度传感器，应变传感器的中心与加速度传感器的中心应位于同一水平线上，两者之间的水平距离不宜大于10cm，安装面应平整，其周围不得有缺损或断面突变。安装完毕后的应变传感器固定面

应紧贴桩身表面，检测过程中传感器不得产生相对滑动。检测安装过程中两个传感器的A/D初偏值正常应在~+范围内。

3）按采集键，吊机起吊重力锤到预定高度后自由下落，采集得到有效信号。

4）用打桩分析软件分析信号，得到该桩的单桩极限承载力，同时分析该工程桩的结构完整性。

（六）异常情况处理

1、检查过程中发现桩顶破裂，如有必要，需要更换检测工程桩。

2、安装传感器时若发现力传感器A/D初值超出范围，要拆下该传感器，重新安装。如拆下后发现该传感器未安装前初偏值已经超出规定范围，则需要更换一个新的力传感器。

3、检测时如果发现信号异常，检查是否因重力锤未能对中引起，排除引起因素后重新验过工程桩。

4、如在检测过程中发现传感器进水短路，则需待其干燥或更换新的传感器后再进行检测。

（七）数据处理和结果判断

在返回室内后，将所有用桩基动测分析软件进行CASE法和拟合分析法分析，分析后的结果直接用绘土仪打印，或以文件形式保存到软盘，用专用打印机打印。

根据上述两种方法的分析结果判断该工程桩的桩身结构完整性以及其极限承载力是否满足设计要求。

（八）注意事项

1、在天气差（如下雨）时，PDA应放在汽车里或其他有遮盖的地方，PDA应保持温度和干燥。如果周围的空气湿度较热，建议把仪器遮挡起来，以避免阳光的直射，在温度过热的情况下，最好使用空调。

2、在每一试验现场，都要检查一下所有的传感器、钻、螺栓和工具是否安全。为了节省时间，在地面上就要把传感器和线接好并经过试验。

3、如果传感器要装在离地很高或很低的地方，要采取安全措施（带手套、用安全带等），以防止发生意外受伤。

4、仪器使用越仔细，它的使用寿命就越长，不要让加速度计跌落，不要踩力传感器，力传感器应装在保护套里存放和运输，防止电线被外物切断，不要让施工车辆压过电线。

5、要做好现场原始记录。