挖孔樁檢測方案

人工挖孔樁檢測方案淮南市新天地商貿(mào)大廈基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用人工挖孔擴(kuò)底混凝土灌注樁，設(shè)計(jì)工程樁總數(shù)為164根，設(shè)計(jì)樁端持力層為⑥層泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化，設(shè)計(jì)采用的人工挖孔樁的樁端阻力特征值為4000kPa。為確保建筑物安全，需對基樁承載力及完整性進(jìn)行試驗(yàn)、檢測，為此，我站編制以下檢測方案。

1.1試驗(yàn)樁單樁豎向抗壓承載力試驗(yàn)；

1.2工程樁樁身完整性及單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測（低應(yīng)變法完整性，鉆芯法完整性和高應(yīng)變法承載力檢測）

2工程樁單樁豎向抗壓承載力試驗(yàn)

本工程試驗(yàn)樁單樁豎向抗壓承載力試驗(yàn)采用自平衡法深層平板載荷試驗(yàn)方法，試驗(yàn)樁均為工程樁。

2.1試驗(yàn)數(shù)量

抽取3根工程樁進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2試驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證設(shè)計(jì)使用的持力層(⑥層泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化)樁端阻力特征值的可靠性，并根據(jù)測試結(jié)果依據(jù)規(guī)范對樁端豎向極限承載力和樁側(cè)阻力等進(jìn)行綜合評價(jià)。

2.3試驗(yàn)原理

該方法是在樁端持力層或樁身指定檢測的工程部位預(yù)先埋設(shè)加荷裝置(荷載箱)，試驗(yàn)待樁身混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到足夠強(qiáng)度(滿足設(shè)計(jì)要求)、樁～土體系滿足一定休止期(根據(jù)該工程的土層實(shí)際情況，休止期應(yīng)不少于15天)后進(jìn)行，利用荷載箱上端的樁側(cè)阻力和下端的樁端阻力進(jìn)行互為反力的載荷試驗(yàn)(試驗(yàn)裝置見圖1)，以此得到樁側(cè)阻力～樁身位移、樁端阻力～樁端位移變化曲線。根據(jù)測試結(jié)果依據(jù)規(guī)范對樁端豎向極限承載力和樁側(cè)阻力等進(jìn)行綜合評價(jià)。

2.4試樁選定

由于試驗(yàn)用的預(yù)埋荷載箱直徑為800mm，所以應(yīng)選取樁身直徑不小于900mm的工程樁作為受檢樁，具體樁位由建設(shè)單位、監(jiān)理單位及設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程樁在建筑物各工程部位的重要性和現(xiàn)場的可操作性進(jìn)行選擇。

2.5試驗(yàn)現(xiàn)場前期準(zhǔn)備

2.5.1現(xiàn)場環(huán)境要求

單位根據(jù)工程樁在建筑物各工程部位的重要性和現(xiàn)場的可操作性進(jìn)行選擇。

2.5試驗(yàn)現(xiàn)場前期準(zhǔn)備

2.5.1現(xiàn)場環(huán)境要求

由于試驗(yàn)設(shè)備要進(jìn)行汽車吊裝，所以應(yīng)修好通往試驗(yàn)樁的路，保證汽車能駛近試驗(yàn)樁，并清平試樁周圍的場地；試驗(yàn)現(xiàn)場必須有380V動(dòng)力三相電源和220V照明電源。

2.5.2試樁施工

按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行樁的成孔施工，成孔進(jìn)入指定持力層前，應(yīng)預(yù)留300mm厚度的⑥層泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化，待地質(zhì)勘察部門驗(yàn)收合格后，再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁端擴(kuò)孔至設(shè)計(jì)要求+200mm，平整樁端持力層，保證持力層的水平、完整和原始狀態(tài)，清除地下水和巖石碎渣后，立即用與樁身混凝土強(qiáng)度相同的細(xì)石混凝土找平(厚度80mm)，找平層底部應(yīng)預(yù)先放置1層直徑為Ф800mm的圓形鋼筋網(wǎng)片，配筋Ф8@50。找平層澆注完畢后拍打密實(shí)，確保水平平整(尤其是正中間Ф900mm范圍內(nèi))。

2.5.3鋼筋籠制作

按照設(shè)計(jì)圖紙要求制作，鋼筋籠下端主筋面必須在同一水平面上。每個(gè)試驗(yàn)樁需準(zhǔn)備Ф20或Ф22的螺紋鋼一組,每組二根，長度為該試樁的孔深+500mm，備用鋼筋必須處于鉛直狀態(tài)。

2.5.4現(xiàn)場設(shè)備安裝

試驗(yàn)樁成孔驗(yàn)收、樁底用與樁身混凝土強(qiáng)度相同的細(xì)石混凝土找平后，立即進(jìn)行載荷箱的安裝。安裝前需清平試驗(yàn)樁周圍的場地，保證汽車吊機(jī)能駛近試驗(yàn)樁(載荷箱及附件自重約10kN)。按照現(xiàn)場測試技術(shù)工程師的要求進(jìn)行焊接(或螺紋連接)、拼裝、吊裝，管件連接部位應(yīng)牢固，并應(yīng)保證防水性能，防止混凝土流入管內(nèi)影響試驗(yàn)。

將焊接好的位移棒和位移管固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，鋼筋籠與載荷箱分別吊入樁孔內(nèi)。在載荷箱應(yīng)放置于樁底中心處，鋼筋籠、護(hù)管處于垂直狀態(tài)。然后澆灌樁身混凝土(為節(jié)約工期，建議多留一組試塊，以便適當(dāng)提前進(jìn)行載荷試驗(yàn))，待混凝土頂面超出載荷箱1000mm后，人工振搗密實(shí)。樁身混凝土澆灌至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上500mm處。澆注樁身混凝土?xí)r應(yīng)注意保護(hù)載荷試驗(yàn)裝置和高壓油管。

樁基施工單位在試樁混凝土齡期15～20天后進(jìn)行一組試塊的抗壓試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、監(jiān)理公司和我站，樁身混凝土達(dá)到試驗(yàn)強(qiáng)度后即可進(jìn)行載荷試驗(yàn)。

2.6試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則

試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，逐級加載，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后方可加下一級荷載，直至加載結(jié)束，然后分級卸載到零。

2.6.1最大試驗(yàn)荷載

設(shè)計(jì)圖紙要求持力層樁端阻力特征值應(yīng)不小于4000kPa。本次深層載荷試驗(yàn)采用面積為0.5m2的圓形剛性載荷板，為確保工程樁的樁端基巖不被破壞，試驗(yàn)均按最大荷載為4000kPa×2×0.5m2=4000kN進(jìn)行，當(dāng)能確保樁端土不會(huì)被破壞時(shí)(加載后最大下位移量可控制在40mm以內(nèi))，可再加0.5～1級荷載(200kN～400kN)。

2.6.2加載分級

每級加載量為預(yù)估最大加載量的1/10～1/15，第一級可按照2倍分級荷載加載，見表1。

表1

分級加載方式匯總表

加載分級

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

荷載(kN)

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

4200

2.6.3位移觀察

每級加載后在第1h內(nèi)應(yīng)在5、15、30、45、60min時(shí)測讀位移表，以后每隔30min測讀一次。當(dāng)上、下位移每一小時(shí)內(nèi)不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(由1.5h內(nèi)連續(xù)三次觀察值計(jì)算)時(shí)，認(rèn)為已達(dá)到相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。

2.6.4終止加載條件

已達(dá)到預(yù)定最大試驗(yàn)荷載值(4000kN)，當(dāng)能確保樁端土不被破壞時(shí)(加載后最大下沉量可控制在40mm以內(nèi)時(shí))，可再加0.5～1級荷載(200kN～400kN)；

某級荷載作用下，樁的(上或下)位移量接近前一級荷載作用下位移量的2倍，且有不能穩(wěn)定的趨勢；

樁端累計(jì)下沉量接近40mm(最大下沉量控制在40mm以內(nèi))。

2.6.5卸載與回彈觀察

每級卸載后，隔15min測讀一次殘余位移，測讀兩次后，隔30min再讀一次，即可卸下一級荷載。全部卸載后，隔2h再讀一次。

2.6.6確保工程樁的樁～土體系不被破壞的辦法

使用江蘇省徐州市建筑工程研究所研制的JCQ-503A型多通道全自動(dòng)基樁靜載測試儀器配合電子位移計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)，隨時(shí)觀察樁～土系統(tǒng)的受力狀態(tài)，確保體系不被破壞。

2.7試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理、分析與預(yù)期成果

2.7.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

根據(jù)試驗(yàn)記錄進(jìn)行資料整理并且繪制各試驗(yàn)樁的Q~S上、Q~S下、S上~lgQ、S下~lgQ、S上~lgt、S下~lgt曲線。

2.7.2樁側(cè)極限阻力(kN)的確定

QSK≥(Q－W)/γ

式中：Q為最大試驗(yàn)荷載值；W為樁身自重；

γ為樁側(cè)抗拔-抗壓阻力比，可取0.7~1。

2.7.3持力層樁端阻力特征值(kPa)的確定

qpa≥

(Q/A)

式中：A為承壓板面積，直徑為800mm時(shí)為0.5m2。

2.7.4樁端極限阻力(kN)的推算

QPK≥ψp×qpa×Ap×2

式中：Ap為樁底擴(kuò)大端面積；

ψp為大直徑樁端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，按表2中相關(guān)規(guī)定取值：

表21

樁端尺寸效應(yīng)系數(shù)取值

土類別

粘性土、粉土

砂土、碎石類土

ψp

注：表中D為樁底擴(kuò)大端直徑。

2.7.5單樁豎向極限承載力(kN)推算

QU≥QSK＋QPK

2.7.6單樁豎向承載力特征值(kN)推算

QUA=QU/2

2.7.7檢測報(bào)告

按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003)和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)中有關(guān)規(guī)定編寫承載力自平衡深層載荷試驗(yàn)報(bào)告。其內(nèi)容包括：前言；樁基設(shè)計(jì)與施工概況；工程地質(zhì)概況；檢測設(shè)備及儀表介紹；承載力自平衡深層載荷試驗(yàn)樁位平面示意圖；試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析；試驗(yàn)結(jié)果一覽表；承載力自平衡深層載荷試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)匯總表；Q~S、S~lgt和S~lgQ曲線；計(jì)算被試驗(yàn)樁的樁端持力層阻力特征值，判定設(shè)計(jì)使用的持力層樁端阻力特征值的可靠性結(jié)論。推算試驗(yàn)樁的單樁豎向抗壓承載力。

2.8載荷試驗(yàn)后對試驗(yàn)樁的補(bǔ)強(qiáng)處理

工程樁在進(jìn)行承載力自平衡深層載荷試驗(yàn)后，試驗(yàn)將會(huì)使樁端載荷箱(直徑800mm圓形)部位與持力層之間形成一個(gè)小的縫隙，為了充填該縫隙，可采取如下辦法處理：

利用位移棒護(hù)管，直接用高強(qiáng)度水泥凈漿對試樁樁底進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)處理，對試驗(yàn)產(chǎn)生的縫隙充實(shí)。

將試驗(yàn)樁的樁端直徑適當(dāng)放大(設(shè)計(jì)樁端直徑+200mm)，以抵消試驗(yàn)部位對樁端阻力的影響。

3工程樁樁身完整性及單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測

3.1樁身低應(yīng)變完整性檢測

3.1.1檢測數(shù)量

根據(jù)《建筑建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2002)第3.3.4條的相關(guān)規(guī)定，對淮南市新天地商貿(mào)大廈人工挖孔樁的樁身完整性進(jìn)行低應(yīng)變法全數(shù)檢測。

3.1.2檢測及分析方法

采用應(yīng)力波反射法進(jìn)行檢測。根據(jù)《建筑建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2002)第3.2.6條的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)被測樁的樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上，且不小于15MPa時(shí)，即可進(jìn)行檢測。

3.1.3檢測及分析原理

在樁頂部位進(jìn)行豎向激振，彈性波沿著樁身向下傳播。當(dāng)樁身存在明顯的波阻抗差異界面(如樁底、斷樁、縮徑、擴(kuò)徑或夾泥、混凝土松散等部位)時(shí)，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，即可識別來自樁身不同部位的反射信息，根據(jù)不同歷時(shí)和輔以頻譜分析，可計(jì)算樁身彈性波傳播速度，評定混凝土均勻性，判定基樁的完整性及缺陷和位置(檢測系統(tǒng)

示意圖見圖2)。

3.1.4檢測前期準(zhǔn)備

按照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003的要求，低應(yīng)變樁身完整性檢測將采用反射波法測定，對每根擬進(jìn)行檢測的樁，應(yīng)鑿去浮漿，露出新鮮混凝土，平整樁頭，并注意排水，以保證被測樁不浸沒在水中。

3.1.5檢測實(shí)施細(xì)則

3.1.5.1低應(yīng)變法檢測最佳激振方式選取

根據(jù)以往基樁低應(yīng)變檢測經(jīng)驗(yàn)，選用尼龍頭力棒激振，用高靈敏加速度傳感器接收效果較好。

3.1.5.2低應(yīng)變法檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量保證辦法

為保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本次檢測將對每根樁至少選取二個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試，一般每點(diǎn)測試四條曲線，并保證有較好的重現(xiàn)性。出現(xiàn)異常波形時(shí)，應(yīng)在現(xiàn)場即時(shí)研究分析，排除影響測試的不良因素后重復(fù)測試。

3.1.5.3低應(yīng)變法檢測數(shù)據(jù)分析

找出樁底反射，計(jì)算樁底反射時(shí)間tr，計(jì)算單樁混凝土波速Vp=2L/tr和本次測試平均混凝土波速Vpm。對于缺陷樁，找出缺陷反射點(diǎn)，計(jì)算反射時(shí)間tr’，計(jì)算缺陷位置L’=Vpm×tr’/2。根據(jù)缺陷反射波的相位特征判斷缺陷性質(zhì)。

反射波波形規(guī)則，波列清晰，樁底反射明顯，樁身平均波速較高的樁為完整性好的單樁；反射波到達(dá)時(shí)間小于樁底反射波到達(dá)時(shí)間，且波幅較大，出現(xiàn)多次反射，難以觀察到樁底反射的樁，為樁身斷裂或樁身混凝土嚴(yán)重離析樁；當(dāng)有多處缺陷時(shí)，有多個(gè)相互干涉的反射波組，形成復(fù)雜波列，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)甄別，結(jié)合工程地質(zhì)資料和施工記錄綜合分析。

3.2樁身鉆芯法完整性檢測

3.2.1檢測數(shù)量

檢測數(shù)量為3根。

3.2.2檢測方法

采用XY-1A型鉆芯取樣機(jī)，配備單動(dòng)雙管鉆具鉆取混凝土芯樣并進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的檢測。

3.2.3檢測實(shí)施細(xì)則

3.2.3.1現(xiàn)場操作

(1)每根受檢樁的鉆芯孔數(shù)和鉆孔位置宜符合下列規(guī)定：樁徑小于1.2m的樁鉆1孔，樁徑為1.2～1.6m的樁鉆1孔，樁徑大于1.6m的樁鉆1孔。當(dāng)鉆芯孔為一個(gè)時(shí)，宜在距樁中心10～15m的位置開孔；當(dāng)鉆芯孔為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，開孔位置宜在距樁中心0.15～0.25D內(nèi)均勻?qū)ΨQ布置。對樁端持力層的鉆探，每根受檢樁不應(yīng)少于一孔，且鉆探深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)鉆機(jī)設(shè)備安裝必須周正、穩(wěn)固、底座水平。鉆機(jī)立軸中心、天輪中心(天車前沿切點(diǎn))與孔口中心必須在同一鉛垂線上。應(yīng)確保鉆機(jī)在鉆芯過程中不發(fā)生傾斜、位移，鉆芯孔垂直度偏差不大于0.5％。

(3)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。

(4)鉆進(jìn)過程中，鉆孔內(nèi)循環(huán)水流不得中斷，應(yīng)根據(jù)回水含沙量及顏色調(diào)整鉆進(jìn)速度。

(5)提鉆卸取芯樣時(shí)，應(yīng)擰卸鉆頭和擴(kuò)孔器，嚴(yán)禁敲打卸芯。

(6)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定沉渣厚度，并采用適宜的方法對樁端持力層巖土性狀進(jìn)行鑒別。

(7)鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序放進(jìn)芯樣箱中，芯樣側(cè)面上應(yīng)清晰標(biāo)明回次數(shù)、塊號、本回次總塊數(shù)。

(8)鉆芯結(jié)束后，應(yīng)對芯樣和標(biāo)有工程名稱、樁號、鉆芯孔號的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行拍照。

3.2.3.2芯樣試件截取與加工

(1)截取混凝土抗壓芯樣試件應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)樁長為10m～30m時(shí)，每孔截取3組芯樣；當(dāng)樁長小于10m時(shí)，可取2組，當(dāng)樁長大于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北樁徑或1m，中間芯樣宜等間距截?。?/p>

(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)大于一個(gè)，其中一孔在某深度存在缺陷時(shí)，應(yīng)在其他的該深度處截取芯樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。

3.2.3.3芯樣試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

(1)芯樣試件制作完畢后可立刻進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

(2)混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081－2002的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

(3)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。

3.3單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測

工程樁單樁豎向抗壓承載力驗(yàn)收檢測采用高應(yīng)變法進(jìn)行檢測。

3.3.1檢測數(shù)量

根據(jù)《建筑建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2002)第3.3.6條的相關(guān)規(guī)定，每棟樓按5%且不少于5根的抽檢比例，對工程樁單樁豎向抗壓承載力進(jìn)行高應(yīng)變法驗(yàn)收檢測。抽檢數(shù)量總計(jì)5根。

3.3.2檢測及分析方法

采用波形擬合法進(jìn)行檢測分析。

3.3.3檢測及分析原理

根據(jù)樁基和工程地質(zhì)特性，輸入“樁——土”模型及其參數(shù)，以實(shí)測速度信號作為邊界條件輸入，利用特征線法求解波動(dòng)方程，反算樁頂?shù)牧?。如果?jì)算的力曲線與實(shí)測的力波形不符合，則繼續(xù)調(diào)整“樁——土”模型及其參數(shù)，再進(jìn)行擬合計(jì)算，直至計(jì)算的力曲線與實(shí)測的力曲線的吻合程度不能進(jìn)一步改善為止（檢測系統(tǒng)示意圖見圖3）。

3.3.4檢測前期準(zhǔn)備

由于高應(yīng)變法檢測將使用重錘，因此檢測前場地不可大開挖，必須修好通往每根被檢測樁的路，以保證重型汽車和汽車吊機(jī)能駛近被測樁。

3.3.5高應(yīng)變檢測樁位選定

由建設(shè)單位、監(jiān)理單位及設(shè)計(jì)單位根據(jù)現(xiàn)場場地的可操作性和工程部位的重要性進(jìn)行選取。

3.3.6高應(yīng)變檢測樁頭制作及檢測基坑開挖

每根擬進(jìn)行高應(yīng)變法檢測的工程樁，都要特別制作樁頭。為節(jié)省工期，應(yīng)盡早按下列要求制作樁頭。

1鑿去樁頂浮漿，露出新鮮堅(jiān)硬混凝土，將樁身混凝土從原設(shè)計(jì)樁

頂標(biāo)高處接長至自然地面以上1000mm處，接長部分必須用鋼模或木模支護(hù)。樁頂頂面應(yīng)水平、平整，樁頭中心軸線應(yīng)與樁身中心軸線重合，樁頭截面積應(yīng)與原樁身截面積相同；

2樁頭主鋼筋應(yīng)全部接長至樁頂，混凝土保護(hù)層30mm，各主筋應(yīng)在同一水平高度上；

3樁頂應(yīng)設(shè)鋼筋網(wǎng)片3層，用直徑6mm的圓鋼制作，間距80mm，網(wǎng)片間距100mm；

4樁頭混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)比樁身混凝土提高1~2級，且不得低于C30；

5樁頭、樁身自然保濕養(yǎng)護(hù)。（見圖4～圖5）

高應(yīng)變檢測需待樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級、且樁頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到C40時(shí)方可進(jìn)行。

3.3.7高應(yīng)變法單樁承載力檢測實(shí)施細(xì)則

3.3.7.1高應(yīng)變法檢測錘擊落距

本次高應(yīng)變基樁檢測時(shí)的錘擊落距一般為50cm左右。

3.3.7.2高