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1、施工A30高速公路（界河外环线）五标桩基检测组织设计A30高速公路（界河外环线）工程五标桩基检测施工组织设计上海A30高速公路(浦东段)第五标段中建七局项目经理部二00五年五月十五日桩基检测施工组织设计一、工程概况一）参建单位：1、工程名称：上海A30高速公路（界河外环线）工程五标2、设计单位：上海市政工程设计研究院3、勘察单位：上海世圳岩土工程有限公司4、监理单位：上海市市政工程管理咨询有限公司5、施工单位：中国建筑第七工程局6、检测单位：上海市公路工程检测中心二）设计要求：桩型：PHC管桩、钻孔灌注桩。 桩径：600mm、800mm、1000mm管桩桩长：38m50m不等。 600mmPH
2、C管桩、800mm钻孔桩单桩竖向抗压试验最大加荷值：3200KN(按设计单桩抗压承载力设计值即2000KN的1.6倍)，1000mm钻孔桩单桩竖向抗压试验最大加荷值：5600KN（按设计单桩抗压承载力设计值即3500KN的1.6倍）。 三）检测项目和频率要求1、桩基检测和试验数量：静载试验3根（Phn05、Phn07、Phn18墩各1根）。2、高、低应变动测、灌注桩超声波及成孔检测数量桩基形式检测方法检测频率PHC打入桩高应变总桩数的5，且不少于5根。低应变总桩数的30，且每一承台不少于1根。钻孔桩高应变总桩数的5，且不少于5根。低应变除做高应变和声测以外的所有桩。声测总桩数的30，且每一承台
3、不少于1根试成孔2个成孔检测总桩数的10二、地质简况现场地质情况详见上海世圳岩土工程有限公司上海30高速公路（界河外环线）工程岩土工程初步勘察报告。三、检测内容一）单桩竖向抗压静载试验1、试验依据 上海市工程建设规范地基基础设计规范（GJ08-11-1999）、建筑基桩检测技术规程（DGJ-218-2003、JI0287-2003）、上海浦东工程建设管理有限公司关于下发30高速公路（浦东段）工程试验检测工作规定的通知、上海市政工程设计研究院下发的设计业务联系单（RCB21号）。2、加载及量测装置本次试验加载反力装置采用锚桩反力梁系装置进行加、卸载，即将满足试验强度及刚度要求的反力梁固定在试桩四
4、周对称位置的四根锚桩上，加载采用油压千斤顶逐级加荷。试桩的沉降由对称安装在试桩桩侧2个正交直径的方向上的大量称百分表进行量测，百分表距桩顶距离不小于200mm，百分表的磁性支座安装在钢性基准梁上，基准梁固定在距试桩中心2m以外的基准桩上，试验反力的装置满足规范要求，具体安装见附图：单桩竖向抗压静载试验安装示意图：图1：由于试验所采用的锚桩为PHC管桩，考虑PHC管桩桩帽的质量对试验影响，故本次试验应对所测试桩四周锚桩的法兰盘及桩身内的主筋须设计方另行计算，确保桩身内的主筋及法兰盘具有足够的抗拉强度且满足试验要求。锚桩施工采用钻孔灌注桩锚桩配筋图，Ph07墩PHC管桩中、上节采用B型PHC管桩，
5、下节采用AB型或B型。3.试验方法加卸载分级a加载分级：按试桩最大试验荷载的1/10为加载级差，逐级等量加载，第一级取2倍加载量进行加载;每级加载在其维持过程，保持数值的稳定。b卸载分级：取卸载量为加载量的两倍，进行逐级等量卸载。桩顶沉降观测时间（慢速维持荷载法）a、每次加载后第一小时内按5、15、30、45、60分钟测读试桩上拔量，以后每隔半小时测读一次，当上拔速率达到相对稳定标准时进行下一级加载。b、卸载时，每级荷载测读一小时，按5、15、30、60分钟测读四次，卸载至零时，测读稳定的残余上拔量，一般为三小时左右。c、试桩沉降相对稳定标准，取一小时的沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次。
6、4、终止试验条件在试验过程中出现下列条件之一时，试桩即可终止载：试桩在某级荷载作用下桩顶的沉降量大于前一级荷载沉降量的5倍。试桩在某级荷载作用下桩顶的沉降量大于前一级荷载沉降量的2倍，且经24小时尚未稳定。达到设计要求的最大加载量且沉降达到稳定，或已达到反力装置提供的最大加载或桩身出现明显破坏现象。按总沉降量控制至100mm以上。5、试桩的极限承载力按下列方法之一确定取Q-S曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载值。取S-Lgt曲线尾部出现明显弯曲的前一级荷载值。按总沉降量控制，取S40mm对应的荷载值。6、提交成果提交静载荷试验成果报告；提交试验成果汇总表；提供试桩的极限承载力的判定值；提供试桩
7、的Q-S、S-Ig（Q）、 S-Ig(t)曲线图。7、检测配合事宜检测时间：试桩在沉桩后到进行试验时的间隙时间（休止期）不应小于桩周土体强度恢复或基本恢复的时间，持力层粘性土，应为28天以上，砂质粉土、砂性土宜为14天以上。锚桩与地面平，试桩应高出地面50cm。检测现场要求“三通一平”。二）低应变动测1、检测目的检测单桩桩身结构完整性。2、检测依据及原则参照应用标准:上海市工程建设规范地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）、建筑基桩检测技术规程（DGJ08-218-2003、J10287-2003）。3、检测方法弹性波反射法。4、检测设备a、设备名称及编号：PIT(2357、2169)
8、b、传感器型号：307B21(17545、16985)c、激振装置：手锤d、设备配置及流程图见5、结果的处理和判断a、分析计算方法：时域分析法将工程桩视为一维弹性杆件，当桩顶受一冲击力后，其应力（应变或位移）以波动形式在桩身中传播，遇到波阻抗差异界面后，产生反射波信号，通过分析入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征，达到检查桩身质量的目的。根据完整桩的首次桩底反射时间T计算该桩的平均波速V:V=2L/T式中：L完整桩的桩长，T桩底反射波的到达时间由该工程完整桩的平均波速V，计算缺陷位置：Li（1/2）VTi式中：Ti桩身缺陷部位，Li反射波的到达时间b、桩身质量评定等级分类
9、及有关说明类桩：无任何不利缺陷，桩身结构完整。类桩：有轻度不利缺陷，但不影响或基本不影响原设计的桩身结构承载力。类桩：有明显不利缺陷，影响原设计的桩身结构承载力。类桩:有严重不利缺陷，严重影响原设计的桩身结构承载力。6、测试报告提供的主要成果a、低应变动测成果表b、低应变动测波形曲线c、低应变动测结论三）高应变动测试验1、测量仪器设备及方法技术采用美国PDI公司生产的PDA打桩分析仪及中科院武汉岩土力学研究所生产的RSM-24FD型工程动测分析仪实施现场测量。测量及资料分析系统包括：固定在桩身上的工具式应变传感器，室内计算机系统。锤击设备为6吨的组合铁锤，做自由落体运动锤击桩头，见图1。现场工
10、作时，将一对加速度/应变传感器组成一组传感器，两组传感器用螺丝固定在距桩头1.52D（D为桩身截面直径）左右处，两组传感器处于同一水平面内呈对称分布。锤击开始后，传感器将拾得的锤击信息传至主机内，加速度经积分变成速度随时间变化曲线，同时应变传感器测得的应变，乘以桩的弹性模量E和截面积A，成为锤击力波随时间变化的曲线，现场即可用凯斯法对量测信息初步分析，同时将信息存储在计算机构内硬盘上，室内作进一步分析计算。2、资料分析方法的基本原理桩的测量结果采用凯斯法进行计算，凯斯法的基本原理如下：（1）凯斯法假定桩为均质（截面积A和弹性模量E恒定）的线弹性杆件（长度比截面直径大得多），桩周土为粘弹塑性介质
11、，则根据行波理论可推导出打入时总土阻力值计算公式（推导过程从略）。RTL1/2F（t）+F(t+2L/C)+Z/2V(t)-V(t+2L/C).(1)式中：F（t），F(t+2L/C)分别为t， t+2L/C时刻的力值；V(t)，V(t+2L/C)分别为t，t+2L/C时刻的速度值；L为桩长；C为波在桩身中的传播速度；t一般取第一个速度峰值所对应的时刻；Z为桩身材料的波阻抗。总土阻力值RTL由土的静阻力Rs和动阻力Rd组成，即:RTL=Rs+Rd(2)阻尼法假定：动阻尼力Rd集中在桩尖，并与桩尖质点运动速度成正比：即;Rd=J*Vtoe.(3)由于Vtoe1/Z*2F（t）- RTL.(4)且
12、J=J/Z.(5)由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可得出：Rs=1/2F(t)+F(t+2L/C)+Z/2V(t)-V(t+2L/C)-J*2F(t)-RTL.(6)式中：J为凯斯阻尼系数。式（6）就是凯斯法求取承载力的基本公式。（2）桩身质量检查根据行波理论可以导出：(1-a)/(1+a)(7)式中：BTA为桩身完整性系数，定义为Z2/Z1，即下部桩材的波阻抗与上部桩材波阻抗之比。而a=1/zu/(Fmax-R).(8)式中：u为F-ZV的差值，R为在破损面以上桩侧的土摩阻力值，Fmax为最大锤击力。用值评价桩身质量的标准是：100桩身完整；80100桩身轻微破损；6080桩身破损
13、；60则桩身断裂。（3）实测曲线拟合法计算承载力实测曲线拟合法计算机程序采用了复杂的桩-土计算模型，考虑了非均质桩和锤击能量损耗等多种因素对计算结果的影响，计算结果更加接近实际。实测曲线拟合法采用迭代计算的方法，进行计算曲线与实际曲线的拟合。可提供桩侧、桩端土阻力值及桩侧土阻力分布情况等参数。（4）打入桩的施工监控检测桩在打入过程中测得的F(t)和v(t)，实时提供打桩阻力、桩身受力等方面的极值，对桩身完整性、单桩承载力和打桩工艺等方面情况作出判断，并粗略估计承载力。根据桩身应力和输入能量，确定贯入度、入土深度和承载力之间的关系，为预制桩的打桩工艺和收锤标准提供依据，并对打桩机的动作性能作出评
14、价。3、提供资料（1）提供正式测试成果报告。（2）提供所有测试工程桩的单桩极限承载力值、桩侧摩阻力值、桩端阻力值。（3）提供实测曲线、拟合曲线、模拟P-S曲线。四）钻孔灌注桩超声检测1、检测目的检测钻孔灌注桩单桩桩身结构完整。2、检测依据及原则参照应用标准：上海市工程建设规范钻孔灌注桩动力测试技术规程（DGJ08-218-96）和建筑基桩检测技术规程（DGJ08-218-2003、J10287-2003）中有关检测技术要求。3、测试原理混凝土灌注桩声波透射法检测的工作原理是：在被测桩内预埋23根竖向相互对称的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，由仪器发射换能器发射超声脉冲，穿过待测的桩体混凝土，并经接收换能器被仪器所接收，判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等参数。超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减，使接收信号在混凝土中传播的时间、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）的密实缺陷情况、完整程度等信息。由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各
