桩基高应变检测方案.pdf

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1、桩基高应变检测方案 1、作业任务 1.1 工程概况 安徽池州发电厂为新建电厂，一期工程装机容量为两台 300MW 发电机组。电厂厂址位于安徽省池州市东北约 13 公里长江南岸的长江大堤堤内圩区。主厂房采用桩基础。桩型为 500500mm 的预制混凝土方桩，桩长 25-28 米，由两节桩组成，混凝土强度为 C40。主厂房区共布设桩 1288 根，于 9 月 24 日开始打桩，10 月 28日打桩结束，打桩期间对局部地区进行了基础开挖，并对开挖出的基础桩进行了监测，发现桩头普遍有逐渐偏位和上浮现象，其中部分桩桩头偏位和上浮情况严重。本次开挖露出桩头的桩共 303 根，桩长 27 米，其中上节桩长

2、12 米，下节桩长 15 米。为了进一步确定开挖露出桩的桩身质量情况以及单桩竖向抗压极限承载力，采用高应变动测法进行检测。1.2 施工项目范围及工作量 根据要求，本次共检测桩20 根。2、编写依据 2.1 中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范（JGJ 94）2.2 中华人民共和国行业标准建筑基桩检测技术规范（JGJ106）2.3 上海市工程建设规范建筑基桩检测技术规范（DGJ08218）2.4 有效的设计变更通知单、工程联系单及图纸会审。3、作业准备和条件 3.1.1 人员配备 桩基高应变检测方案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 人员 项目负责 技术员 施工员 质 检 员 安

3、 全 员 测量人员 机操工 电工 桩机司机 检测人员 人数 1 1 2 2 1 3 4 2 2 4 3.1.2 机械及工器具的准备 主 要 施 工 机 具 序号 机具名称 规格/名称 数量 用途 1 打桩机 85P/JUS100 3 打桩 2 送桩器 约 6 米 3 送桩 3 柴油锤 D62 或 D80 3 根据地质情况调配 4 经纬仪 J2 1 测量定位 5 水准仪 DS3 3 高程控制 6 钢卷尺 5m 若干 测位移偏差 7 检测设备 1 检测大应变 3.1.3 力能供应 接通施工用水、电，做好“三通一平”工作，设置场内照明，现场提供 220V 交流电源，保证机械设备进场后能尽快开工。4、

4、作业方法和工艺要求 4.1 检测目的 4.1.1 进一步检测桩身质量。确定桩头上浮和偏位的桩中，哪些是由桩身接头脱开引起的，哪些是由桩整体上浮产生的，哪些是由桩身接头脱开同时桩整体上浮共同作用产生的；通过打桩复位过程的检测，力求确定桩身接头脱开的距离和桩整体上浮的距离。4.1.2 检测桩在复位后的单桩承载力。4.1.3 为下一步问题桩的处理积累经验。4.2 检测数量 桩基高应变检测方案 根据要求，本次共检测桩 20 根。4.3 检测桩的选择和分布 4.3.1 主厂房区开挖出的桩共有 303 根，并已经全部进行过低应变动测试验。根据上海大学建设工程质量检测站池州发电厂一期（主厂房）工程基桩低应变

5、动测初步分析结果（之一）和池州发电厂一期（主厂房）工程基桩低应变动测初步分析结果（之二）的结论：I 类桩 56 根，占受检桩总数的 18.5%；II 类桩 33 根，占受检桩总数的 10.9%III 类桩 48 根，占受检桩总数的 15.8%IV 类桩 166 根，占受检桩总数的 54.8%为了既能反映基础桩的总体情况，又能确定出问题桩特别是 III、IV 类桩的桩身情况，因此这 20 根检测桩分布如下：I 类桩 2 根；II 类桩 2 根；III 类桩 6 根；IV 类桩 10 根。4.3.2 在全部 303 根桩中，桩头普遍上浮和偏位，但程度各有不同，据不完全统计：I 类桩中上浮量较小，小

6、于 0.1 米；但水平位移量不等，大者超过 1 米。II 类桩中上浮量也较小，小于 0.5 米；但水平位移量不等，大者超过 1.5 米。III 类桩中上浮量不等，大者超过 0.5 米；水平位移量普遍较大，超过 1 米者占一半左右。IV 类桩中上浮量较大，为 0.1-1.2米,但大于 0.5 米者据多；水平位移量也较大，大于 1 米者据多。为了便于分析,探究桩身质量与桩头上浮量及偏移量大小的关系,因而将桩头上浮量及偏移量的大小分类,选择受检桩:I 类桩中将偏移量的大小分为大于0.5 米和小于0.5 米两类，各选择一根桩检测；II 类桩中将偏移量的大小分为大于1.0 米和小于1.0 米两类，各选择

7、一根桩检测；III 类桩中将偏移量的大小分为0-1.0 米和大于 1.0 米及上浮量 0-0.5 米和大于 0.5米两类，各选择三根桩检测；IV 类桩中将偏移量的大小分为 0-1.0 米和大于 1.0 米同时上浮量 0-0.5 米和大于 0.5米两类，各选择五根桩检测。4.4 检测配合要求 4.4.1 打桩人员听从测试工程师的指挥。4.4.2 开始试验时，用冷锤轻打桩，每打一锤就停锤。4.4.3 每一次用冷锤轻打桩停锤后，测一次贯入度，直到测试工程师认为可以连续施打桩基高应变检测方案 为止。4.4.4 最后停打标准按设计要求执行。4.4.5 每根桩在打桩前和打桩结束后，都必须测量桩头垂直向和水

8、平向位移，记录桩头复位前后在垂直和水平方向的位移变化情况。4.4.6 检测工程师必须记录储存每一锤的实测信号和数据。4.5 检测方法及试验原理 采用高应变动测方法实施检测。4.5.1 检测方法 现场工作时，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 1-2D（为桩身截面直径）以下处，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，同时由应变传感器测得的应变，乘以桩的弹性模量和截面积 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作初步分析，同时将信息存储在主机内硬盘上，室内作进一步分

9、析计算。4.5.2 高应变动测试验资料的分析方法采用凯斯法和 CAPWAPC 曲线拟合法，其基本原理如下：a）凯斯法 假定桩为均质（截面积和弹性模量恒定)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，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）。RTL=1/2F(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

10、土阻力值RTL 由土的静阻力Rs 和动阻力Rd 组成，即：桩基高应变检测方案 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 Vtoe=1/Z*2F(t)-RTL.(4)且 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。B）桩身质量检查 根据行波理论可以导出：BTA=(1-a)/(1+a).(7)式中：BTA 为桩身完整

11、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。一般用 BTA 值评价桩身质量的标准是：BTA=100桩身完整；BTA=80100 桩身轻微破损；BTA=6080桩身破损；BTA60则桩身断裂。C）CAPWAPC 曲线拟合法 CAPWAPC 曲线拟合法采用了复杂的桩土计算模型，考虑了接桩等多种因素对计算结果的影响，计算结果更加接近实际。CAPWAPC 法采用迭代计算的方法，进行计算曲线与实测曲线的拟合。由于 CAPWAPC 法的理论复杂，在此

12、不作详细介绍。4.5.3 检测设备 采用美国桩基动测公司或武汉岩海公司生产的打桩分析仪实施现场量测。完整的仪器量测及资料分析系统包括：固定在桩身上的工具式应变传感器、主机及室内计算机系统，如图所示。设备配置及流程图如图所示。桩基高应变检测方案 锤 主机 传感器 桩 5、职业安全健康、环境管理措施和文明施工 5.1 职业安全健康管理措施 5.1.1 全员树立“安全第一、预防为主”的思想意识，施工人员进入现场前必须进行安全教育。进入施工现场人员个人防护用品配备齐全，并正确佩带。5.1.2 项目负责人在施工前要对施工人员加强安全教育，严禁违章操作。5.1.3 所有作业人员应服从安全部门的统一管理，遵

13、守公司职业安全与环境体系文件的各项规定；特殊工种作业人员应持证上岗，严禁无证人员违规作业。5.1.4 岗位分工明确，加强机械、用电的安全管理。作业人员必须有足够的安全用电知识，电源盘严格使用带漏电保安器的移动盘。5.1.5 机械操作人员必须严格按操作规程进行操作，不得违章操作。5.1.6 电源开关，控制箱等设施要加锁，防止漏电触电；所有用电工具均要有安全接地；现场施工用电的配置及其它带电机械、工器具的用电检修、维护需专业电工操作，电工需持证上岗。5.1.7 现场交叉作业，精神要高度集中。同时也应该尽量避免，确需交叉作业时要搭设隔离棚。桩基高应变检测方案 5.2 环境管理措施 5.2.1 在施工

14、人员中开展环境保护的宣传教育工作，树立环保意识。5.2.2 施工中产生的建筑垃圾和生活垃圾及时清运到指定地点，集中处理，防止对环境造成污染。5.2.3 施工用水按清、污分流方式组织排放。污水排放前进行净化处理，达到标准方可排放，并优先安排在施工现场的复用。5.2.4 机械保养、维修和使用中废油更换、滴落按施工现场废料排放管理管理方案、施工现场危险废品管理制度进行，废油要用油盘盛放，滴落要用棉纱擦干净，确保不对周围环境造成污染。5.2.5 现场施工用水用电消耗按节能工作管理办法进行，不用时要关闭电源，严禁施工用水浪费。5.3 文明施工措施 5.3.1 必须做到“工完料尽场地清，谁施工、谁清理”，

15、保证施工现场的整洁有序。5.3.2 必须服从项目部文明施工方面的管理。5.3.3 进入现场的职工、外包工应经过本工程安全文明施工规定的专向培训且考试合格。5.3.4 施工区域内所用材料、工器具等必须堆放整洁。6、重要危害、重要环境因素及其控制措施 6.1 重要环境因素清单 序号 重要环境因素名称 控制措施 1 建筑油漆废弃刷子、油筒、手套 设置废品箱定点存放 2 机械保养、维修和使用中废油更换、滴落 现场废油存放在指定的油盘或油筒中，并及时把油滴用棉纱清除，存放在废品箱内 3 建筑设备整修、安装使用中产生的废废油存放在指定的油盘或油筒中 4 现场施工用电消耗 办公处做到人走灯灭，施工现场根据工程需要设置照明 5 现场施工用水消耗 严禁供水任意流、无人问津现象 桩基高应变检测方案 6 建筑施工产生的建筑垃圾 集中堆放在生产区垃圾厂内 7 噪音污染 设置噪声监测点，打桩垫纸片，改善机械性6.2 重要危害清单 序号 危害名称 控制措施 1 使用电源线破损的便携式卷线盘 每天检查电源线，定期效验漏电保安器，检查配电盘、柜和带电设备的安全性 2 电动工具未经漏电保护装置或漏电保护装置失灵 3 起吊桩机所用的钢丝绳绷断伤人 定期检查所用的钢丝绳等工器具 4 机械、工器具转动部位防护罩不完善 在机械、工器具转动部位设置防护罩