桩基静载声透高应变检测方案

桩基检测方案报审表监理表—A2 编号：EHJ12CQCY168-----FA----重庆驰源化工有限公司年产4.6万吨 PTMEG项目桩基检测方案编写人：审核人：审定人：二○一二年九月二十日中化二建集团有限公司目录第一章编制说明第二章检测技术要求、第三章检测方案第四章质量保证的措施、第五章安全保证措施第一章编制说明1.1编制说明：1.1.1工程概况：本方案主要针对重庆弛源化工有限公司年产4.6万吨聚四氢呋喃项目Ⅰ、Ⅱ标段乙炔装置、BDO装置、PTMEG装置桩基检测编制。

1.1.2检测方法：我单位对此次检测方案的编制高度重视，召集了参加过类似工程检测、有丰富管理及检测经验的人员，在仔细研究试验环境和技术要求的前提下，成立编制专题小组，并与业主、监理、设计单位充分沟通后，进行本方案的编制。

根据本工程设计特点、功能要求，本着对以“科学、经济、优质、高效”为编制原则。

经我公司与业主、监理、设计单位认真讨论研究决定Ⅰ、Ⅱ标段桩基检测采用竖向声波透射检测、静载荷试验、高应变检测等方法。

1.2编制依据：1.2.1《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）；1.2.2《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）；1.2.3《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2003）。

第二章检测技术要求1.1项目名称：重庆驰源化工有限公司年产4.6万吨PTMEG项目桩基试桩检测工程。

1.2建设地点：涪陵白涛。

1.3 试验方法：声波透射检测、竖向静载荷试验、高应变检测。

1.4检测目的和检测数量、检测桩位规定：确定桩身完整性采取声波透射检测，检测数量为总桩数；确定桩基的竖向承载力，由业主确定重要的单位工程采用竖向静载荷试验，竖向静载荷试验检测数量为总桩数量的1%且不小于3根，总桩数量少于50根的，检测数量不小于2根；高应变检测数量为总桩数量的5%且不小于5根；检测桩位由业主确定。

1.5检测顺序及时间:在桩身强度达到设计要求的前提下,按声波透射检测、竖向静载荷试验、高应变检测顺序进行.1.6结构形式：旋挖钻机成空孔钢筋混凝土灌注桩。

1.7质量要求：执行以下标准（1）．国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）；（2）．国家行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）；（3）．国家行业标准《建筑桩基检测技术规范》（JGJ 106-2003）。

第三章检测方案第一节单桩竖向抗压试验方案一、检测方法及试验荷载要求1、本次检测方法：利用堆载平台反力装置．采用慢速维持荷载法。

反力装置由压重荷载、反力钢梁、千斤顶等组成。

荷载由油泵通过千斤顶施加于桩顶，千斤顶的受力中心应与桩轴线重合。

桩顶沉降由四个百分表测得，采用人工操作、记录读数，最后根据原始记求进行室内资料整理。

2、竖向静载试验检测桩由监理及业主指定，试验吨位按单桩竖向抗压承载力特征值的2倍进行。

二、检测前的准备工作1、提供电源：380、220V。

2、桩头前期处理：抗压桩检测时需要降低桩高度，先凿掉桩顶部多余部分，最终桩的高度大于桩设计标高30cm，打磨降桩头至水平、平整，并切割掉桩头上露出的主筋;采用钢桩帽, 钢桩帽的设计、施工满足试验要求。

三、主要仪器设备千斤顶：YDC6500B油压穿心千斤顶一个，检校合格；压力表：0.4精度级标准压力表一只，量程0~60MPa，检校合格；百分表：0~30mm大量程百分表四只，检校合格；油泵：电动油泵，检校合格；刚性承压板：若干；传力筒：若干；箱型钢梁：若干；四、压重反力装置设计及设备安装图一：竖向静载图压重反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍。

桩上面满铺细砂，然后上面放千斤顶，然后上面放放千斤顶和传力筒，为了堆载试验安全，把桩和千斤顶以及主梁降到地平面以下，副梁放于处于水平面上，与主梁锤直，然后在副梁上满铺钢管，在钢管上堆载杂填土，静载荷试验反力由堆载物和钢梁提供。

五、现场检测1、单桩竖向载荷试验1.1、试验采用慢速维持荷载法，每一级荷载下沉量达到稳定标准后再加下一级荷载，直至荷载加至单桩抗压承载力特征值得2倍。

每级加载量为预估单桩极限承载力的1/10，第一级可按2倍分级荷载加荷。

每级荷载施加后第5、10、15min观测一次读数，以后每15min测读一次,累计一小时后每隔半小时读一次。

沉降稳定标准：每一小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5h内连续三次观测值计算），认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。

终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：（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5倍；（2）.当荷载～沉降（Q～s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过80mm；（3）.某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍；且经24h 尚未达到相对稳定；1.2、卸载与卸载沉降观测：每级卸载值为每级加载值的2倍。

每级卸载后15min测读一次残余沉降，读两次后，隔30min再测读一次，即可卸下一级荷载，全部卸载后，隔3～4h再测读一次。

绘制竖向荷载-沉降（Q-s）曲线，单桩竖向抗压极限承载力Q可按下列方法综合分析U确定：（1）根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。

（2）对于缓变型Q-S曲线可根据沉降量确定，宜取S=40mm对应的荷载值；当桩长40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于800mm的桩，可取S=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。

1.3、单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定应符合下列规定：（1）参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。

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

（3）单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。

(注：当按上述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）第二节 声波透射方案一、试验目的检测混凝土灌注桩的桩身完整性检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。

二、仪器设备康科瑞半自动测桩系统（NM-4型超声仪） 三、声测管埋设 1、应符合下列规定声测管内径应大于换能器外径。

声测管应有足够的径向刚度，声测管材料的温度系数应与混凝土接近。

声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光顺过渡，管口高出混凝土顶面100mm 以上。

浇灌混凝土前应将声测管有效固定。

2、声测管埋设数量应符合下列要求： D ≤800mm ，不少于2根管； 检测管布置图。

图 二 ：桩俯视图 三、测试原理混凝土的物理力学性质受其内部结构特性与外部环境条件等多种因素制约，其声波传播特性反映了混凝土的应力应变关系。

根据弹塑性介质中波动理论，应力波波速为：（1）其中E 为介质的动态弹性模量；ρ为密度；μ为泊松比。

而弹性模量与介质的强度之间存在相关性。

超声波在混凝土中的传播参数（声时值、声速、波幅、衰减系数等）与混凝土介质的物理力学指标（动弹模、密度、强度等）之间的相关关系就是基桩超声检测的理论依据。

当混凝土介质的构成材料，均匀度、施工条件等内、外因素基本一致时，超声)21)(1()1(μμρμ-+-=E V p波在其中的传播参数应基本一致；而介质中存在缺陷时，超声波则在传播过程中产生绕射、反射、衰减等现象，使其声时、声速、声幅、频谱等产生变化，高精密声波发射-接收仪器及传感器可记录与描述混凝土的内在质量。

四、测试方法超声检测是对混凝土灌注桩预埋管1、2、3从桩底开始沿桩长每隔20cm分别进行1-2、1-3、2-3剖面同高程对测（平测）；各测点发射与接收换能器相对高差应随时校正，当发现读数异常时，加密测量点距。

图三：现场检测方框图五、数据处理及判定超声波在混凝土中的传播速度(波速)Vp依据实测声时值tp、测距L计算得出：（2）其中：ti 为声时值初读数,t0为仪器系统延迟时间，t/为声时值修正值。

（3）式中D 为测管外径，d 为测管内径，d/为换能器外径，Vt 为检测管壁厚度方向声速，Vw 为水的声速。

桩身混凝土异常的临界波速值用下式来判定：（1）（4）vm 、sx 分别为（n-k ）个数的波速平均值和（n-k ）个数的波速标准差,λ为由表10.4.2查得的与（n-k ）相对应的系数。

（5）（6）（2）声速异常时的临界值判据为：（7）当（7）式成立时，声速可判定为异常。

（3）当检测剖面n 个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判定： （8） /0t t t t i p --=w t V d d V d D t //-+-=xm s v v ⋅-=λ0∑-=-=k n i i m v k n v 11∑-=---=k n i m i x v v k n s 12)(11v v i 0≤v v liVi为第i测点声速,VL为声速低限值，由预留同条件混凝土试件的抗压强度与声速对比试验确定。

桩身完整性判定第三节高应变检测方案1、检测目的高应变检测目的是检测工程桩的竖向抗压承载力和桩身结构完整性，并对基桩的质量进行评价。

2 、仪器设备及基本原理本次检测仪器采用基桩动测仪FDP204，检测示意图如图3。

高应变动力试桩的基本原理是：用重锤冲击桩顶，使桩-土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端支承力，通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。

设桩为一维线弹性杆，测点下桩长为L ，桩身横截有效面积为A ，桩材弹性模量为E ，桩材质量密度为ρ，桩身内弹性波速为C （C2=E/ρ），广义波阻抗为Z=A ρC ；其桩身应力应变关系可写为：εσ⋅=Eε⋅⋅=E A F假设土阻力是由静阻力和动阻力两部分组成：R=Rs+Rd推导可得桩的一维波动方程：A R x u c t u ρ-∂∂=∂∂22222分析方法采用Case 法和实测曲线拟合法：记冲击速度峰值对应时间为t1,t2=t1+2L/C 为桩底反射对应时间，根据实测的力曲线F(t),速度曲线V(t)推导可得Case 法判定桩的承载力的计算公式为：)]()()[1(21)]()()[1(212211t ZV t F J t ZV t F J R C C C -+++-=对于等截面桩，桩顶下第一个缺陷对应的完整性系数由下式计算：)()()()(11x x x t F t F t F R t F ↑-↓↑+-↓=β其中： 2/)](·)([)(2/)](·)([)(111x x x t V Z t F t F t V Z t F t F -=↑+=↓Rx —缺陷点X 以上的桩周土阻力；桩身缺陷位置可根据缺陷反射波的对应时间tx 由下式确定：Lx=C ·(tx-t1)/2 实测曲线拟合法采用了较复杂的桩—土力学模型，选择实测力或速度或上行波作为边界条件进行拟合，拟合完成时计算曲线应与实测曲线基本吻合，桩侧土摩阻力应与地质资料基本相符，贯入度的计算值应与实测值基本吻合，从而获得桩的竖向承载力和桩身完整性。