灌注樁高應(yīng)變檢測方案

1、灌注樁高應(yīng)變檢測方案  目     錄  一、 工程概況 . 1 二、 方案編制依據(jù) . 1 三、 試驗(yàn)?zāi)康?、部位和?shù)量 . 1 四、 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)概況 . 2 五、 檢測樁接樁施工方法及試驗(yàn)休止時間要求 . 2 六、 高應(yīng)變動測法試驗(yàn)方法 . 2 七、 檢測儀器與設(shè)備&

2、#160;. 4 八、 檢測結(jié)果的分析和判斷 . 5 九、 試驗(yàn)進(jìn)度及成果提交 . 6 十、 試驗(yàn)配合要求 . 6 十一、 安全措施 . 6 十二、 增加工程量 . 7 一、 工程概況 寧波-舟山港穿山疏港高速銜接段白中線跨線大橋工程位于寧波市北侖區(qū)穿山半島厚墩村邊的白中線上公路上。橋全長486.02m，橋軸線與主線的交角為110度。本橋上部全橋共4聯(lián)：3x

3、20+5x30+5x30+4x30m；上部結(jié)構(gòu)第一聯(lián)采用普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，其余聯(lián)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，先簡支后連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)及擴(kuò)大基礎(chǔ)。 全橋共設(shè)置鉆孔灌注樁20根，其中橋臺基樁2根，橋墩基樁18根，樁采用直徑為1500和1600mm。樁基均采用嵌巖樁，單樁設(shè)計承載力為5000KN。委托寧波市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測中心有限公司對該工程的樁基進(jìn)行高應(yīng)變動測試驗(yàn)，根據(jù)檢測中心制定的試驗(yàn)檢測方案，我項(xiàng)目部配合進(jìn)行檢測前的相關(guān)準(zhǔn)備工作，具體內(nèi)容如下。 二、 方案編制依據(jù) 1、：交通部公路工程基樁動測技術(shù)規(guī)程（JTG/TF8

4、1-01-2004）； 2、由設(shè)計單位“中交遠(yuǎn)洲交通科技集團(tuán)有限公司”提出的基樁檢測要求。 三、 試驗(yàn)?zāi)康摹⒉课缓蛿?shù)量 1、試驗(yàn)?zāi)康?#160;本工程鉆孔灌注樁的高應(yīng)變檢測目的是檢測工程樁的豎向抗壓承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整性，并對基樁的質(zhì)量進(jìn)行評價。  2、試驗(yàn)部位、數(shù)量 根據(jù)規(guī)范規(guī)定及設(shè)計要求，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理現(xiàn)場確認(rèn)后，確定本次鉆孔灌注樁的高應(yīng)變檢測數(shù)量為5根，具體樁位見下表： 四、 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)概況 根據(jù)“寧波冶金勘察設(shè)計研究股份有限公司”提供的地質(zhì)報告，該場地地層土分布如下： 1層：雜填

5、土 2層：素填土 層：粘土 層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 層：淤泥質(zhì)粘土 層：粘土 1層:全風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r 2層：強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r 3層：中等風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r層 4層： 微風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r 工程樁選定持力層在第63層或64層。 五、 檢測樁接樁施工方法及試驗(yàn)休止時間要求 1、為確保實(shí)驗(yàn)時錘擊能量的正常傳遞，實(shí)驗(yàn)前先鑿掉樁頂部分的破碎混凝土層，澆筑前將樁頭清理干凈。 2、樁頭頂面應(yīng)水平、平整，樁頭中軸線與樁身中軸線應(yīng)重合，接樁截面積與原樁護(hù)筒截面積相同，樁頭主筋

6、全部接至樁頂面以下10cm處，各主筋在同一高度上。 3、接樁高度1.5m高，接樁部分設(shè)箍筋，箍筋規(guī)格采用10圓鋼，樁頂下1m范圍內(nèi)間距100mm，樁頂以下1m1.5m范圍內(nèi)間距150mm。樁頂設(shè)置鋼筋網(wǎng)片（圓鋼10150mm）2層，間距20cm，頂層網(wǎng)片距樁頂面5cm。樁頭混凝土強(qiáng)度不低于C30。 4、從澆筑樁頭到試驗(yàn)時間，普通混凝土不小于14天，早強(qiáng)混凝土（加早強(qiáng)劑）不小于7天。 5、接樁澆筑前，要測量放樣，找出樁中心點(diǎn)，用線拉十字在護(hù)筒外壁上用油漆做標(biāo)記，并將接樁鋼筋調(diào)整規(guī)范，鋼筋中心位置跟樁中心重合。 6、接樁完成后，接樁周圍土開挖整平，為高應(yīng)變檢

7、測做好準(zhǔn)備工作。 六、 高應(yīng)變動測法試驗(yàn)方法 確認(rèn)樁位后，接樁至樁頂高度滿足安裝傳感器的要求。1、檢測時，樁身混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求，且最短休止期應(yīng)滿足下列條件：砂土7d，粉土10d，非飽和性粘土15d，飽和粘性土25d。 2、檢測前的樁頭處理應(yīng)符合下列規(guī)定： 樁頂面應(yīng)平整，樁頭高度應(yīng)滿足安裝錘擊裝置和傳感器的要求，錘重心應(yīng)與樁頂對中。 加固處理樁頭時應(yīng)滿足下列要求： 新接樁頭頂面應(yīng)平整且垂直于被檢樁軸線，側(cè)面應(yīng)平直，截面積應(yīng)與原樁頂鋼護(hù)筒相同，所用混凝土強(qiáng)度應(yīng)高于不低于C30。被檢樁主筋應(yīng)全部接至新接樁頭內(nèi)，并設(shè)置間

8、距不大于150mm的箍筋及上下間距不應(yīng)大于120mm的23層鋼筋網(wǎng)片。 （3）檢測時在樁頂面應(yīng)鋪設(shè)錘墊。錘墊宜由1030mm厚的模板或膠合板等勻質(zhì)材料制作，墊面略大于樁頂面積。 （4）傳感器的安裝應(yīng)符合下列規(guī)定： 樁頂下兩側(cè)面應(yīng)對稱安裝加速度與傳感器和應(yīng)變傳感器各1只，其與樁頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于1.5倍的樁徑或邊長。傳感器安裝平面應(yīng)平整，所在截面的材質(zhì)和尺寸與被檢樁相同。 應(yīng)變傳感器與加速度傳感器的中心應(yīng)位于同一水平線上，同側(cè)兩種傳感器間的水平距離不宜大于100mm。傳感器的中軸線應(yīng)與樁的軸線保持平行。 在安裝應(yīng)變式傳感器時，應(yīng)對初始應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測，

9、其值不得超過規(guī)定的限值。 激振應(yīng)符合下列要求： 采用自由落錘為激振設(shè)備時，宜重錘低擊，錘的最大落距不宜大于2.0m。 實(shí)測樁的單擊貫入度應(yīng)確認(rèn)與所采集的振動信號相對應(yīng)。用于推算樁的極限承載力時，樁的單擊貫入度不得低于2mm且不宜大于6mm。 檢測樁的極限承載力時，錘擊次數(shù)宜為23擊。 （6）檢測樁身完整性和承載力時，應(yīng)及時分析實(shí)測信號質(zhì)量、樁頂最大錘擊力和動位移。貫入度一級樁身最大拉（壓）應(yīng)力、樁身缺陷程度及其發(fā)展情況等，并由此綜合判定本次采集信號的有效性。每根被檢樁的有效信號數(shù)不應(yīng)少于2組。 具體測試流程見圖1七、 檢測儀

10、器與設(shè)備 （1）檢測儀系統(tǒng)應(yīng)包括信號放大器、數(shù)據(jù)采集及處理存儲器、徑向振動換能器等。 （2）檢測儀應(yīng)具有一發(fā)雙收功能。 （3）聲波發(fā)射應(yīng)采用高壓階躍脈沖或矩形脈沖，其電壓最大值不應(yīng)小于1000v，且分檔可調(diào)。 （4）接收放大與數(shù)據(jù)采集器應(yīng)符合下列規(guī)定： 接收放大器的頻帶寬度為5200kHz，增益不應(yīng)小于100dB，放大器的噪聲有效值不大于2V，波幅測量范圍不小于80dB，測量誤差小于1dB。 監(jiān)理工程師論壇計時顯示范圍應(yīng)大于2000s，精度優(yōu)于0.5s，計時誤差不應(yīng)大于2。 采集器模數(shù)轉(zhuǎn)換精度不應(yīng)低于8bit，采樣頻率不應(yīng)小

11、于10MHz，最大采樣長度不應(yīng)小于32kB。 （5）徑向振動換能器應(yīng)符合下列規(guī)定： 徑向水平面無指向性。 諧振頻率宜大于25kHz。 在1Mpa水壓下能正常工作。 收、發(fā)換能器的導(dǎo)線均應(yīng)有長度標(biāo)注，其標(biāo)注允許偏差不應(yīng)大于10mm。 接收換能器宜帶有前置放大器，頻帶寬度宜為560kHz。 單孔檢測采用一發(fā)雙收一體型換能器，其發(fā)射換能器至接收換能器的最近距離不應(yīng)小于30cm，兩接收換能器的間距宜為20cm。 聯(lián)接電纜打印機(jī)打樁分析儀試樁八、 檢測結(jié)果的分析和判斷 本次檢測采用CASE法和CAPWAP

12、C法對實(shí)測結(jié)果進(jìn)行分析，其基本原理如下： 1、CASE法原理簡介： 錘擊過程中的最大錘擊力，可以從實(shí)測到的力隨時間變化曲線上的峰值獲得。在測量過程中，由應(yīng)變傳感器得到動應(yīng)變，則樁頂安裝傳感器位置處受到的沖擊力由公式(1)算得： F=EA   (1) 其中：E-樁身的動彈性模量； 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； C-樁身內(nèi)應(yīng)力波波速。 

13、單樁極限承載力RMX可由(3)式計算： RMX=(Ft1+Ft2)/2+Z(Vt1Vt2)/2JcZVtoe   (3) 其中：t1-力波第一個最大峰值對應(yīng)的時刻； 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

14、尖土體較軟時，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刻壓縮波時，就產(chǎn)生拉力。計算樁身拉力必須用速度隨時間變化的數(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)弱來確定。樁身完整性系數(shù)計算公式見(5)式： BTA=Z2/Z1   (5)&#

15、160;其中：Z1-傳感器位置處的樁身阻抗； Z2-被測斷面處的樁身阻抗。 2、CAPWAPC法原理簡介 CAPWAPC(CAse Pile Wave Analysis Program  Continuous version)是一個曲線擬合計算程序。它假定樁和土模型，根據(jù)樁頂受沖擊力作用時實(shí)測的力和速度時程曲線，將力(或速度)時程曲線作為波動方程計算時的輸入，并確定一組土模型參數(shù)作為計算輸入，經(jīng)程序計算得到計算速度(或力)時程曲線。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，則計算的力(

16、或速度)時程曲線與實(shí)測的力(或速度)時程曲線一般也不能很好吻合，為了使計算的力(或速度)時程曲線與實(shí)測的力(或速度)時程曲線一致，要不斷調(diào)整土參數(shù)，使之與實(shí)際情況相接近，使得計算的力(或速度)的時程曲線與實(shí)測的力(或速度)的時程曲線匹配達(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，擬和還能給出模擬靜載荷試驗(yàn)的Qs曲線若試驗(yàn)時樁側(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。 九、 試驗(yàn)進(jìn)度及成果提交 根據(jù)試驗(yàn)樁施工進(jìn)度及現(xiàn)場試驗(yàn)條件安排試驗(yàn)進(jìn)度，現(xiàn)場高應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)束后一周內(nèi)提交試驗(yàn)速報，內(nèi)容為最大錘擊力、樁身完整性系數(shù)、貫入度和單樁垂直極限承載力等數(shù)據(jù)；試驗(yàn)結(jié)束后一月內(nèi)提交正式報告，報告內(nèi)容主要包括：高應(yīng)變動測試驗(yàn)實(shí)測曲線、最大錘擊力、錘擊能量、樁身完整性系數(shù)、貫入度以及單樁垂直極限承載力等。 十、 試驗(yàn)配合要求 1、 提供試驗(yàn)區(qū)巖土工程監(jiān)理勘察資料及試驗(yàn)樁成樁記錄各一份；2、 提供試驗(yàn)樁樁位并予以現(xiàn)場確認(rèn)； 3、提供220V電源至試驗(yàn)現(xiàn)場。