《建筑基桩检测技术规范》JGJ1062003讲课讲稿.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。建筑基桩检测技术规范JGJ1062003-中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ1062003条文说明前言建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003,经建设部2003年3月27日以第133号公告批准、发布。为便于广大检测、设计、施工、科研、学校等单位的有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,建筑基桩检测技术规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,供国内使用者参考。在使用中如发现本文说明有不妥之处,请将意见函寄吕国建筑科学研究院(地址:北京市三环东路30号;邮编:100013)
2、。目次1总则612术语、符号632术语633基本规定643.1检测方法和内容643.2检测工作程序653.3抽检数量673.4验证与扩大检测693.5检测结果评价和检测报告693.6检测机构和检测人员724单桩竖向抗压静载试验734.1适用范围734.2仪器设备及其安装734.3现场检测754.4检测数据分析与判定775单桩竖向抗拔静载试验795.1适用范围795.2仪器设备及其安装795.3现场检测795.4检测数据分析与判定806单桩水平静载试验816.1适用范围816.2仪器设备及其安装816.3现场检测816.4检测数据分析与判定827钻芯法847.1适用范围847.2设备847.3现
3、场操作857.4芯样试件截取与加工877.5芯样试件抗压强度试验887.6检测数据分析与判定898低应变法918.1适用范围918.2仪器设备938.3现场检测948.4检测数据分析与判定959高应变法1019.1适用范围1019.2仪器设备1019.3现场检测1039.4检测数据分析与判定10510声波透射法11210.1适用范围11210.2仪器设备11210.3现场检测11210.4检测数据分析与判定113-1.0.1 1总则工业与民用建筑中的质量问题和重大质量事故多与基础工程质量有关,其中有不少是由于桩基工程的质量问题,而直接危及主体结构的正常使用与安全。我国每年的用桩量超过300万根
4、,其中沿海地区和长江中下游软土地区占70%80%。如此大的用桩量,如何保证质量,一直倍受建设、施工、设计、勘察、监理各方以及建设行政主管部门的关注。桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外,桩的施工还具有高度的隐蔽性,发现质量问题难,事故处理更难。因此,基桩检测工作是整个桩基工程中不可缺少的重要环节,只有提高基桩检测工作的质量和检测评定结果的可靠性,才能真正做到确保桩基工程质量与安全。20世纪80年代以来,我国基桩检测技术特别是基桩动测技术得到了飞速发展。从国内外基桩检测实践看,如果不将动测法作为质量普查和承载力判定
5、的补充手段,很难在人力和物力上进行桩基工程质量的有效检测和评价。因此,利用理论和实践渐趋成熟的动测技术势在必行。但同时应注意,与常规的直接法(静载法、钻芯法)相比,动测法对检测人员的经验与理论水平要求高。况且,动测法在国内起步近三十年,但推广应用才十年,仍属发展中的技术,经验和理论有待进一步积累和完善。目前,国内有关基桩检测的标准虽已形成初步系列,但这些标准只针对一类检测方法单独制订,有关设计规范对基桩检测的规定比较原则,主要侧重于为桩基设计提供依据。这些标准施行后暴露出的问题可归纳为:1各方法之间在某些方面(如抽检数量、桩身完整性类别划分及判据、测试仪器主要性能指标、复检规则等)缺乏统一的标
6、准(至少是能被共同接受的一个低限原则),使检测人员在方法应用、检测数据采用及评判时显得无所适从,容易造成桩基工程验收工作的混乱。2由于技术上的原因,各检测方法都有其一定的适用范围,若将检测能力和适用范围不适宜的扩大,容易引起误判。3基桩检测通常是直接法与半直接法配合,多种方法并用。当需要对整个桩基质量做出评定时,单独的方法无法覆盖,各个标准(包括地方标准)并用时又出现主次不分或不一致。因此,统一基桩检测方法、使基桩检测技术标准化、规范化,才能促进基桩检测技术进步,提高检测工作质量,为设计和施工验收提供可靠依据,确保工程质量。1.0.2 本规范所指的工程基桩是混凝土灌注桩、混凝土预制桩(包括预应
7、力管桩)和钢桩。基桩的承载力和桩身完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容,除此之外,质量检测的其他内容与要求已在相关的设计和施工质量验收规范中做出了明确规定。本规范的适用范围是根据建筑地基基础设计规范GB50007和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202的有关规定制订的,交通、铁路、港口等工程的基桩检测可参照使用。但应注意:建筑工程的基桩绝大多数以竖向受压混凝土桩为主,某些交通、铁路、港工,以及上部竖向荷载较小的构筑物等基础桩的承载力并非单纯以竖向抗压承载力控制,而是以上拔或水平荷载控制,也可能是抗压与水平荷载或上拔与水平荷载的双重控制。此外,对于复合地基增强体设计强度等级不小于C1
8、5的高粘结强度桩(类似于素混凝土桩,如水泥粉煤灰碎石桩),其桩身完整性检测的原理、方法与本规范桩基的桩身完整性检测无异,同样可按本规范执行。本条是本规范编制的基本原则。桩基工程的安全与单桩本身的质量直接相关,而设计条件(地质条件、桩的承载性状、桩的使用功能、桩型、基础和上部结构的型式等)和施工因素(成桩工艺、施工过程的质量控制、施工质量的均匀性、施工方法的可靠性等)不仅对单桩质量而且对整个桩基的正常使用均有影响。另外,检测得到的数据和信号也包括了诸如地质条件、桩身材料、桩的休止时间等设计和施工因素的作用和影响,这些也直接决定了所选择的检测方法是否安全适用和经济,及所选择的受检桩是否具有代表性等
9、。如果进行基桩检测时抛开这些因素的作用和影响,就会造成不必要的浪费或隐患。同时,由于各种检测方法在可靠性或经济性方面存在不同程度的局限性,多种方法配合时又具有一定的灵活性,因此应根据检测目的、检测方法的适用范围和特点,考虑上述各种因素合理选择检测方法,实现各种方法合理搭配、优势互补,使各种检测方法尽量能互为补充或验证,即在达到“正确评价”目的的同时,又要体现经济合理性。2术语、符号2.1术语2.1.2桩身完整性是一个综合定性指标,而非严格的定量指标。其类别是按缺陷对桩身结构承载力的影响程度划分的。这里有两点需要说明:1连续性包涵了桩长不够的情况。因动测法只能估算桩长,桩长明显偏短时,给出断桩的
10、结论是正常的。而钻芯法则不同,可准确测定桩长。2作为完整性定性指标之一的桩身截面尺寸,由于定义为“相对变化”,所以先要确定一个相对衡量尺度。但检测时,桩径是否减小可能会参照以下条件之一:按设计桩径;根据设计桩径,并针对不同成桩工艺的桩型按施工验收规范考虑桩径的允许负偏差;考虑充盈系数后的平均施工桩径。所以,灌注桩是否缩颈必需有一个参考基准。过去,在动测法检测并采用开挖验证时,说明动测结论与开挖验证结果是否符合通常是按第一种条件。但严格地讲,应按施工验收规范,即第二个条件才是合理的。但因为动测法不能对缩颈严格定量,于是才定义为“相对变化”。2.1.3桩身缺陷有三个指标,即位置、类型(性质)和程度
11、。动测法检测时,不论缺陷的类型如何,其综合表现均为桩的阻抗变小,即完整性动力检测中分析的仅是阻抗变化,阻抗的变小可能是任何一种或多种缺陷类型及其程度大小的表现。因此,仅根据阻抗的变小不能判断缺陷的具体类型,如有必要,应结合地质资料、桩型、成桩工艺和施工记录等进行综合判断。对于扩径而表现出的阻抗变大,应在分析判定时予以说明,因扩径对桩的承载力有利,不应作为缺陷考虑。2.1.62.1.7基桩动力检测方法按动荷载作用产生的桩身应变大小可分为高应变法和低应变法。前者的桩身应变量通常在0.11.0范围内,后者一般小于0.01。对于普通钢桩,超过1.0的桩身应变量已接近其屈服台阶所对应的变形;对于混凝土桩
12、,视混凝土强度等级的不同,其出现明显塑性变形对应的应变量约为0.51.0。3.1.1 3基本规定3.1检测方法和内容“施工完成后的工程桩应进行单桩承载力检验”是现行建筑地基基础设计规范GB50007和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202以强制性条文的形式规定的。由于工程桩的预期使用功能要通过单桩承载力实现,桩身完整性检测的目的是找出某些可能影响单桩承载力的因素,最终仍是为减少安全隐患、可靠地判定单桩承载力并做出正确评价服务。所以,基桩质量检测时,承载力和完整性两项内容密不可分。对于大多数桩型的桩基,往往是通过低应变完整性普查找出基桩施工质量问题并对整体施工质量做出大致估计。3.1.2
13、 表3.1.2所列7种方法是基桩检测中最常用的检测方法。对于冲钻孔、挖孔和沉管灌注桩以及预制桩等桩型,可采用其中多种甚至全部方法进行检测,但对异型桩、组合型桩,表3.1.2中的7种方法就不能完全适用(如高、低应变动测法和声透法)。因此在具体选择检测方法时,应根据检测目的、内容和要求,结合各检测方法的适用范围和检测能力,考虑设计、地质条件、施工因素和工程重要性等情况确定。同时也要兼顾实施中的经济合理性,即满足对工程基桩整体做出较高置信水平的评价的前提下,做到快速经济。3.1.3 本条是总则1.0.3条中“使各种检测方法优势互补”这一原则的具体体现,其目的是为了提高检测结果的可靠性。特别对于大直径
14、灌注桩完整性检测,一般可同时选用两种或两种以上的方法进行检测,使各种方法能相互补充。另外,对于设计等级高、地质条件复杂、施工质量变异性大的桩基,或低应变完整性判定出现技术上的困难时,提倡有条件时采用直接法(静载试验、钻芯和开挖)进行验证。3.1.4鉴于目前对施工过程中的检测重视不够,本条强调了施工过程中的检测,以便加强施工过程的质量控制,做到信息化施工。如:冲钻孔灌注桩施工中应提倡或明确规定采用一些成熟的技术和常规的方法进行孔径、孔斜、孔深、沉渣厚度和桩端岩性鉴别等项目的检验,对于打入式预制桩,提倡沉桩过程中的动力监测等。3.2.1 桩基施工过程中可能出现以下情况:设计变更、局部地质条件与勘察
15、报告不符、工程桩施工参数与施工前为设计提供依据的试验桩不同、原材料发生变化、施工单位发生变化等,都可能造成质量隐患。除施工前(为设计提供依据)检测外,仅在施工后进行验收检测,即使发现质量问题,也只是事后补救,造成不必要的浪费。因此,基桩检测除在施工前和施工后进行外,还应加强桩基施工过程中的检测,以便及时发现并解决问题,做到防患于未然,提高效益。3.2检测工作程序框图3.2.1是检测机构应遵循的检测工作程序。实际执行检测程序中,由于不可预知的原因,如委托要求的变化、现场调查情况与委托方介绍的不符,或在现场检测尚未全部完成就已发现质量问题而需要进一步排查,都可能使原检测方案中的抽检数量、受检桩桩位
16、、检测方法发生变化。如首先用低应变法普测(或扩检),再根据低应变法检测结果,采用钻芯法、高应变法或静载试验,对有缺陷的桩重点抽测。总之,检测方案并非一成不变,可根据实际情况动态调整。3.2.2 根据1.0.3条的原则及基桩检测工作的特殊性,本条对调查阶段工作提出了具体要求。为了正确地对基桩质量进行检测和评价,提高基桩检测工作的质量,做到有的放矢,应尽可能详细地了解和搜集有关的技术资料,如:工程概况、建设、监理、设计、施工单位名称、岩土工程勘察报告、桩基设计图纸、施工记录、桩身混凝土强度抗压试验报告、桩顶实际标高等。另外,有时委托方的介绍和提出的要求是笼统的、非技术性的,也需要通过调查来进一步明
17、确委托方的具体要求和现场实施的可行性;有些情况下还需要检测技术人员到现场了解和搜集。3.2.3 本条提出的检测方案内容为一般情况下包含的内容,某些情况下还需要包括桩头加固、处理方案以及场地开挖、道路、供电、照明等要求。有时检测方案还需要与委托方或设计方共同研究制定。3.2.5检测所用计量器具必须送至法定计量检定单位进行定期检定,且使用时必须在计量检定的有效期之内,这是我国计量法的要求,以保证基桩检测数据的可靠性和可追溯性。虽然计量器具在有效计量检定周期之内,但由于基桩检测工作的环境较差,使用期间仍可能由于使用不当或环境恶劣等造成计量器具的受损或计量参数发生变化。因此,检测前还应加强对计量器具、
18、配套设备的检查或模拟测试,有条件时可建立校准装置进行自校,发现问题后应重新检定。3.2.6混凝土是一种与龄期相关材料,其强度随时间的增加而增加。在最初几天内强度快速增加,随后逐渐变缓,其物理力学、声学参数变化趋势亦大体如此。桩基工程受季节气候、周边环境或工期紧的影响,往往不允许等到全部工程桩施工完并都达到28d龄期强度后再开始检测。为做到信息化施工,尽早发现桩施工的质量问题并及时处理,同时考虑到低应变法和声波透射法检测内容是桩身完整性,对混凝土强度的要求可适当放宽。但如果混凝土龄期过短或强度过低,应力波或声波在其中的传播衰减加剧,或同一场地由于桩的龄期相差大,声速的变异性增大。因此,对于低应变
19、法或声波透射法的测试,规定桩身混凝土强度应大于设计强度的70%,并不得低于15MPa。钻芯法检测的内容之一即是桩身混凝土强度,显然受检桩应达到28d龄期或同条件养护试块达到设计强度,如果不是以检测凝土强度为目的的验证检测,也可根据实际情况适当放宽对混凝土龄期的限制。高应变法和静载试验在桩身产生的应力水平高,若桩身混凝土强度较低,有可能引起桩身损伤或破坏,故桩身混凝土应达到28d龄期或设计强度。另外,桩身混凝土强度过低,也可能出现桩身材料应力-应变关系的严重非线性,使高应变测试信号失真。桩在施工过程中不可避免的对桩周土造成扰动,引起土体强度降低,引起桩的承载力下降,以高灵敏度饱和粘性土中的摩擦桩
20、最显。随着休止时间的增加,土体重新固结,土体强度逐渐恢复提高,桩的承载力也逐渐增加。成桩后桩的承载力随时间而变化的现象称为桩的承载力时间(或歇后)效应,我国软土地区这种效应尤为明显。研究资料表明,时间效应可使桩的承载力比初始值增长40400%。其变化规律一般是起初增长速度较快,随后逐渐减慢,待达到一定时间后趋于相对稳定,其增长的快慢和幅度与土性和类别有关。除非在特定的土质条件和成桩工艺下积累大量的对比数据,否则很难得到承载力的时间效应关系。另外,桩的承载力包括两层涵义,即桩身结构承载力和支撑桩结构的地基岩土承载力,桩的破坏可能是桩身结构破坏或支撑桩结构的地基岩土承载力达到了极限状态,多数情况下
21、桩的承载力受后者制约。如果混凝土强度过低,桩可能产生桩身结构破坏而地基土承载力尚未完全发挥,且桩身产生的压缩量较大,检测结果不能真正反映设计条件下桩的承载力与桩的变形情况。因此,对于承载力检测,应同时满足地基土休止时间和桩身混凝土龄期(或设计强度)双重规定,若验收检测工期紧无法满足休止时间规定时,应在检测报告中注明。3.2.7相对于静载试验而言,本规范规定的完整性检测(除钻芯法外)方法作为普查手段,具有速度快、费用较低和抽检数量大的特点,容易发现桩基的整体施工质量问题,至少能为有针对性的选择静载试验提供依据。所以,完整性检测安排在静载试验之前是合理的。当基础埋深较大时,基坑开挖产生土体侧移将桩
22、推断或机械开挖将桩碰断的现象时有发生,此时完整性检测应等到开挖至基底标高后进行。3.2.8操作环境要求是按测量仪器设备对使用温湿度、电压波动、电磁干扰、振动冲击等现场环境条件的适应性规定的。3.2.9测试数据异常通常是因测试人员误操作、仪器设备故障及现场准备不足造成的。用不正确的测试数据进行分析得出的结果必然是不正确的。对此,应及时分析原因,组织重新检测。3.2.10按检测方法的准确可靠程度和直观性高低,用“高”的检测方法来弥补“低”的检测方法的不确定性或复核“低”的结论,称为验证检测。本条所指情况主要是针对动测法而言的。通常,因初次抽样检测数量有限,当抽样检测中发现承载力不满足设计要求或完整
23、性检测中、类桩比例较大时,应会同有关各方分析和判断桩基整体的质量情况,如果不能得出准确判断、为补强或设计变更方案提供可靠依据时,应扩大检测。倘若初次检测已基本查明质量问题的原因所在,则不得盲目扩大检测。3.3抽检数量3.3.1施工前进行单桩竖向抗压静载试验,目的是为设计提供依据。对设计等级高且缺乏地区经验的地区,为获得既经济又可靠的设计施工参数,减少盲目性,前期试桩尤为重要。本条规定的试桩数量和第12款条件,与建筑地基基础设计规范GB50007、建筑桩基技术规范JGJ94基本一致。考虑到桩基础选型、成桩工艺选择与地区条件、桩型和工法的成熟性密切相关,为在推广应用新桩型或新工艺过程中不断积累经验
24、,使其能达到预期的质量和效益目标,增加了本地区采用新桩型或新工艺时也应进行施工前静载试验的规定。对于大型工程,“同条件下”可能包含若干个子单位工程(子分部工程)。本条规定的试桩数量仅仅是下限,若实际中由于某些原因不足以为设计提供可靠依据或设计另有要求时,可根据实际情况增加试桩数量。另外,如果施工时桩参数发生了较大变动或施工工艺发生了变化,应重新进行试桩。对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法做静载试验时,可按建筑地基基础设计规范GB50007进行深层平板载荷试验,或在同条件下的小直径桩的竖向抗压静载试验中,通过桩身内力测试,确定端承力参数。3.3.2本条的要求恰好是在打入式预制桩(
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