TB10218-2008 铁路工程基桩检测技术规程

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TB10218-2008 铁路工程基桩检测技术规程

5.1.1本方法适用于检测混凝土灌注桩桩身缺陷位置、范国和 程度,判定桩身完整性类别。 5.1.2桩径大于等于2m或桩长大于40m或复杂地质条件下的 基桩应采用声波透射法检测。当现场组织试验时,其桩长标准可 根据试验数据确定

5.2.1声波发射与接收换能器应符合下列要求

5.2.1声波发射与接收换能器应符合下列要求: 1圆柱状径向振动,沿径向无指向性。 2谐振频率宜为30~60kHz。 3当接收信号较弱时,宜选用带前置放大器的换能器。 4收、发换能器的导线均应有长度标注,其标注允许偏差 不应大于10mm。 5水密性满足1MPa水压不渗水。 5.2.2声波检测仪的技术性能应符合下列要求: 1具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频谱分析 功能。 2声时显示范围应大于2000μs,测量精度优于或等于 0.5μus,声波幅值测量范围不小于80dB,声时声幅测量相对误 差小于5%,系统频带宽度为5~200kHz,系统最大动态范围不 小于100dB 3声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲,电压幅值不小于 500V。

4采集器模/数转换精度不应低于12位GB/T 6150.13-2022 钨精矿化学分析方法 第13部分:砷含量的测定 原子荧光光谱法和DDTC-Ag分光光度法.pdf,采样间距应小于 1Hs,采样长度不应小于1024点。

5.3.1声测管的理设应符合下列规定

1桩身直径D≤0.8m时,应理设不少于2根管:当0.8m 2.0m时,应理设 不少于4根管。 2声测管应采用金属管,内径不小于40mm,壁厚不小于 3.0mm。 3声测管下端封闭、上端加盖,管内无异物,连接处应光 滑过渡,不漏水。管口应高出桩顶100mm以上,且各声测管管 口高度宜一致。 4声测管以线路大里程方向的顶点为起始点,按顺时针旋 转方向呈对称形状布置并进行编号(如图5.3.1)

5.3.2现场检测准备工作应符合下列规定

5.3.3现场检测步骤应符合下列规定

1将发射与接收声波换能器以相同标高分别置于声测管中 的测点处,同步升降,测点间距不宜大于250mm。检测过程中 应校核换能器深度。 2实时显示和记录接收信号的时程曲线,读取声时、首波 幅值和周期值,宜同时显示频谱曲线及主额值。 3在桩身质量可疑的测点周围,应加密测点,或采用斜测 扇形扫测进行复测,进一步确定桩身缺陷的位置和范围(见图 5.3.3)。采用斜测法时,两个换能器中点连线与水平面的夹角 不宜大于40°

图5.3.3平测、斜测和扇形扫测示意图 4在同一根桩的不同面的检测过程中,声波发射电压和 文器设置参数应保持不变。

和刷形扫薄示意图 4在同一根桩的不同面的检测过程中,声波发射电压和 仪器设置参数应保持不变。

5.4.1声测管及耦合水层的声时修正值应按下式让算

式中一声时修正值,精确至0.18; D,一声测管的外径(mm): d,一一声测管的内径(mm): d'一换能器的外径(mm): t,一一声波在声测管管壁厚度方向的传播速度(km/s), 精确至小数点后三位; ,一一声波在水中的传播速度(km/s),精确至小数点后 3位。 5.4.2各测点的声时、声速、波幅4,及主频/应根据现场检测 数据,按下列各式计算,并绘制声速一深度(一)曲线和波幅一 深度(4一z)曲线,需要时可绘制辅助的主频一深度(一)曲 线:

表5.4.5机身究整性判定

1,当出现个别声测管桩底附近堵管,采用斜测法时,两个 研统定讯: 换能器中点连线的水平夹角应不大于40°; 2其他情况下,应在所堵声测管附近钻芯,检测桩身混凝 土完整性,并用钻芯孔作为通道进行声波透射法检测。 5.4.7检测报告除应符合本规程第3.3.2条内容的规定外,并 应包括以下内容: 1受检桩每个检测剖面声速一深度曲线、波幅一深度曲线, 并将相应判据临界值所对应的标志线绘制于同一个坐标系; 2当采用主频值或PSD值进行辅助分析判定时,绘制主赖 深度曲线或PSD曲线: 3桩身缺陷位置及程度分析: 4每个检测剖面有代表性的正常测点和异常测点的实测波 形曲线。

6.1.1本方法适用于检测预制的竖向抗压承载力和桩身完整 性。

6.2.1检测仪器的主要技术性能指标不应低于《基桩动测仪》 (JG/T3055)中表1规定的2级标准,且应具有保存、显示实测 力与速度信号和信号处理与分析的功能。 6.2.2锤击设备应具有稳固的导向装置,打桩机械或类似的装 置都可作为锤击设备(导杆式柴油锤除外)。重锤应材质均匀、 形状对称、锤底平整,高径(宽)比不得小于1,并采用铸铁或 铸钢整体铸造。 6.2.3进行承载力检测时,选择的锤重应大于预估单桩极限承 载力的1.0%~1.5%。锤重及锤落距选择是否合适应以能否有 效和充分激发试验桩的桩侧和桩端土阻力为准。 6.2.4桩的贯入度可采用精密水准仪等仪器测定

6.3.1检测前的准备工作应符合下列规定

1桩顶面应平整,桩顶高度应满足锤击装置的要求,锤 重心应与桩顶对中,锤击装置架立应垂直稳固。 2对不能承受锤击的桩头应做加固处理,处理的面积应与 被检桩相同,混凝士强度应高于被检桩的强度。在条件允许的情 况下,预应力管桩应尽量选择桩顶有端头板的桩作为试验桩。 .22

3传感器的安装应符合下列规定

人证顶下两侧面对称安装加速度传感器和应变传感器各 1只,其与桩项的距离不应小于1.0倍的桩径或边长。 传感器安装面应平整,所在截面的材质和尺寸与被检 桩相同。 2)应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线 上,同侧传感器间水平距离不宜大于100mm。传感器 中轴线应与轴线平行。 3)安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面,锤击时传感器 不得松动。安装应变传感器时,应对传感器初始变形 量进行监测,初始变形量应在仪器规定的范围内。桩 头顶部应设置桩垫,桩垫宜采用10~30mm厚的干术 板或干胶合板等匀质材料。

6.3.2检测仪器检测前参数设定应符合下列规定

米样时间间隔宜为100~200us,信号采样点数不宜少于 1024点。 2传感器的设定值应按计量校准结果设定。 3测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定,波速、质量密 度和弹性模量应按实际情况设定。 4测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供 的数据作为设定值。 5桩材质量密度的取值:混凝土预制桩2.45~2.50Vm, 离心管桩2.55~2.60Vm。 6桩身波速可结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平 均波速初步设定,现场检测完成后应按本规程第6.4.1条第3款 调整。 7桩材弹性模应按下式计算: E=p·c (6.3.2) 式中E一一桩材弹性模量(kPa); ·23·

桩身一维纵向应力波传播速度(m/s): 桩材质量密度(Vm)

6.3.3现场检测应符合下列要求:

1检测前应检查确认传感器、连接电缆及接插件无断路、 短路现象。通过仪器内部标定方式,确认测试系统处于正常状 态,并按本规程第6.3.2条的规定设定参数。 2,每根受检桩记录的有效锤击信号应根据项最大动位移 最大速度、桩身最大压应力、锤击能量、贯人度、信号质量,以 及缺陷程度及其发展情况等综合确定。 3重锤和锤架安装就位,要保证锤的重心与桩顶对中,锤 架垫平,中轴线竖直,并保证落锤时也竖直:采用自由落锤为锤 击设备时,宜重锤低击,最大锤击落距不得天于2.5m。 4检测时应及时检查采集数据的质量,当实测力与速度曲 线峰值比例失调时,应分析原因,必要时,重新测试:当两侧力 信号幅值相差1倍时,应调整冲击设备,重新测试:发现测试波 形紊乱,或四通道信号不全时,应分析原因后重新测试桩身有 明显缺陷或缺陷程度加剧,应停止检测。 6.3.4承载力检测时宜实测桩的贯度,单击贯入度宜在2~ 6mm之间。

6.4.1钟击信号选取与调整应符合下列规定

1检测承载力时选取锤击信号,宜取锤击能量较大的击次。 2锤击后出现下列情况之一时,其信号不得作为分析计算 依据: 1)传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力曲 线最终未归零。 2)链击偏心导致两侧力信号幅值相差超过1倍。 3)由于触变效应的影响,预制桩在多次锤击下承载力下降。 24·

4)四通道测试数据不全。 3桩身波速平均值可根据下行波波形起升沿的起点到上行 波波形下降沿的起点之间的时差与已知桩长值确定(图6.4.1); 桩底反射信号不明显时,可根据桩长、混凝王波速的合理取值范 围以及邻近的桩身波速值确定。

图6.4.1柱身波速的确定

4测点处设定的应力波速,用于计算弹性模量,只与桩材 料有关。当测点处原设定波速随调整后的桩身平均波速改变时, 相应的桩材弹性模量应按式(6.3.2)重新计算后设置:并对原 实测力值进行校正。 5力和速度信号第一峰起始比例失调时,应分析原因,严 禁进行比例调整。 6.4.2承载力分析计算前,应结合地质条件、设计参数,对实 测波形特征进行定性检查: 1实测曲线特征反映出的桩承载性状; 2观察桩身缺陷程度和位置,连续锤击时缺陷的扩大或逐 步闭合情况。 6.4.3单桩承载力的判定应符合下列规定: 1判定单桩承载力可采用实测曲线拟合法和凯司法。 2一般情况下宜采用实测曲线拟合法确定单桩承载力。 6.4.4采用凯司法判定单桩承载力,应符合下列规定:

7单桩竖向抗压静载试验

7.2仪器设备及安装 中大 7.2.1.试验加载装置一般使用1台或多台油压千斤顶并联同步 加载,采用2台以上千斤顶加载时,要求千斤顶型号、规格相 同,且合力中心与桩轴线重合。 7.2.2静载试验加载反力装置可根据现场条件选择,主要有错 桩横梁反力装置、压重平台反力装置和铺桩压重联合反力装置三 种模式。加载反力装置宜按预估最大荷载量的1.3倍设计,在最 大试验荷载作用下,加载反力装置的全部构件不应产生过大的变 形,应有足够的安全储备。当采用锚桩横柔反力装置时,错桩数 量不宜少于4根,还应对锚桩抗拔力、钢筋与焊缝的抗拉强度进 行验算,应监测铺桩上拨量。当采用压重平台反力装置时,应符 合下列规定: 1压重宜在检测前一次加足,并均匀稳固地放置于平台上。 2压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的 1.5倍。 7.2.3荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定; 或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压,根据 千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%,压 ·30·

力表精度应优于或等于0.4级。试验用压力表、油泵、油管在最 大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。所使用的于斤 顶、荷重传感器或压力表、压力传感器要在标定的有效时间内使 用。 7.2.4沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表,并应符合 下列规定: 1测量误差不大于0.1%FS,分辨力优于或等于0.01mm。 2直径或边宽大于500mm的桩,应在其两个方向对称安 置4个位移测试仪表,直径或边宽小于等于500mm的桩可对称 安置2个位移测试仪表。 3沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置,测点应牢固 地固定于桩身。 4基准梁应具有一定的刚度,梁的一端应固定在基准桩上, 另一端应简支于基准桩上。 5固定和支撑位移计(百分表)的夹具及基准梁应避免气 温、振动及其他外界因素的影响。 6所使用的位移传感器或大量程百分表要求在标定的有效 时间内使用。 7.2.5试桩、锚桩(压重平台支墩边)和基准桩相互之间的中 心距应符合如下规定:当试桩直径小于或等于0.8m时,可为试 桩直径的5倍;当试桩直径大于0.8m时,上述距离不得小于 4m

7.3.1对工程桩质量验收抽样检测时,最大有效加载量不应小 于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍:为设计提供依据的试 验桩,应加载至破坏;设计另有规定时,按设计规定执行。 7.3.2试桩要求: 1试桩宜结合设计、施工等因素合理选择。为设计提供依 ?31·

据的工艺性试桩其成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。 2桩顶部宜高出试坑底面10cm,试坑底面宜与桩承台底 标高一致。试桩项部一般应采用混凝土加固,混凝士强度等级不 得低于检测桩的强度,并在桩顶配置加密钢筋网2~3层,或以 薄钢板圆筒做成加劲箍与桩顶混凝土浇成一体,用高标号砂浆将 桩顶抹平。 3对作为错桩用的灌注桩或混凝土预制桩,检测前宜对其 桩身完整性进行检测。 7.3.3试验加卸载规定: 1加载应分级进行,采用逐级等量加载:分级荷载宜为最 大加载量或预估极限承载力的1/10,其中第一级可取分级荷载 的2倍。 2卸载应分级进行,每级卸载量取加载时分级荷载的2倍, 逐级等量卸载。 卖款 3加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击,每级荷 载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的土10%。需需 7.3.4慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定:道 1每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶 沉降量,以后每隔30min测读一次。 2试桩沉降相对稳定标准:每一小时内的桩项沉降量不超 过0.1mm,并连续出现两次(从分级荷载施加后第30mini开 始,按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算)。 3当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷 我。 4卸载时,每级荷载维持1h,按第15、30、60min测读 桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载。卸载至零后,应测读桩顶残 余沉降量,维持时间为3h,测读时间为第15、30min,以后每 隔30min测读一次。 7.3.5终止加载条件: ·32·

1某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉 降量的5倍。 注:当桩顶沉降能相对稳定且总沉量小于40mm时,宜加载至桩顶总沉降量超 过40mme 2某级荷载作用下,桩项沉降量大于前一级荷载作用下沉 降量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定标准。 3已达到设计要求的最大加载量。 4当工程桩作铺桩时,错桩上拨量已达到充许值。 5当荷载一沉降曲线呈缓变型时,可加载至桩顶总沉降量 60~80mm;在特殊情况下,可根据具体要求加载至桩顶累计沉 降量超过80mm。 7.3.6检测数据记录格式见附表A.0.1单桩竖向抗压静载试验 记录表。 7.3.7测试桩侧阻力和桩端阻力时,测试数据的测读时间宜符 合第7.3.4条的规定。

.41检测数据的整理应符合下列规定

8单桩竖向抗拔静载试验

8.2.1抗拨桩试验加载装置宜采用油压于斤顶,加载方式应符 合本规程第7.2.1条规定。 8.2.2试验反力装置宜采用反力桩(或工程桩)提供支座反 力,也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。反力架系统 应具有不小于1.3倍的安全系数并符合下列规定: 1采用反力桩(或工程桩)提供支座反力时,反力项面 应平整并具有一定的强度。 2采用天然地基提供反力时,施加于地基的压应力不宜超 过地基承载力特征值的1.5倍:反力梁的支点重心应与支座中心 重合。 8.2.3荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规程第7.2.3条 的规定。 8.2.4桩顶上拔量测量及其仪器的技术要求应符合本规程第 7.2.4条的有关规定。 注:桩顶上拔量观测点可固定在柱顶面的桩身混凝土上。 8.2.5试桩、支座和基准桩相互之间的中心距离应符合本规程 第7.2.5条的规定。

9.1本万法适用于桩顶自由时的单桩水平静载试验。 9.1.2本方法用于检测桩顶自由时的单桩水平承载力,推定地 基土抗力系数的比例系数。 9.1.3当埋设有桩身应变测量传感器时,可测量相应水平荷载 作用下的桩身应力,并由此计算桩身弯矩。 F

9.2.1水平推力加载装置宜采用油压千斤顶,加载能力应大于 最大试验荷载的1.3倍。 9.2.2水平推力的反力可由相邻桩或现有结构物提供:当专 门设置反力结构时,其承载能力和刚度应大于试验的1.3 倍。 9.2.3荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规程第7.2.3条 的规定:水平力作用点宜与实际工程的桩基承台底面标高一致: 千厅顶和试验桩接触处应安置球形支座,以确保千斤顶作用力水 9.2.4桩的水平位移测量及其仪器的技术要求应符合本规程第 7.2.4条的有关规定。在水平力作用平面的受检桩两侧应对称安 装两个位移计:当需要测量桩顶转角时,尚应在水平力作用平面 以上50cm的受检桩两侧对称安装两个位移计。 9.2.5位移测量的基准点设置不应受试验和其他因素的影响, 基准点宜设置在与作用力方向垂直且与位移方向相反的试桩侧 面,基准点与试桩净距不应小于1倍桩径(桩宽)。 .38

9.2.6测量桩身应力或应变时,各测试断面的测量传感器应沿 受力方向对称布置在远离中性辅的受拉和受压主筋上:理设传感 器的纵剖面与受力方向之间的夹角不得大于10°。在地面下10 倍桩径(桩宽)的主要受力部分应加密测试断面,断面间距不 宜超过1倍桩径:超过此深度,测试断面间距可适当加大。

9.3.1为设计提供依据的试验桩宜加载室顶出现较天水平位 移或身结构破坏:对工程桩抽样检测,可按设计要求的水平位 移允许值控制加载。 9.3.2加载方法宜根据工程桩实际受力特性选用单向多循环加 我法或本规程第7章规定的慢速维持荷载法,也可按设计要求采 用其他加裁方法。需要测量桩身应力或应变的试宜采用慢速维 持荷载法。

9.3.3试验加卸载方式和水平位移测量应符合下列规定

1单向多循环加载法的分级荷载应小于预估单桩水平极限 承载力或最大试验荷载的1/10。每级荷载施加后,恒载4min后 可测读水平位移,然后卸载至零,停2min测读残余水平位移 至此完成一个加卸载循环。如此循环5次,完成一级荷载的位移 观测。试验不得中间停顿。 2慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应 按本规程第7.3.3条~第7.3.4条有关规定执行。 9.3.4当试验过程中出现下列情况之一时,可终止加载: 1桩身折断。 2水平位移超过30~40mm(软土取40mm)。 3水平位移达到设计要求的水平位移允许值。 9.3.5检测数据可按本规程附录A附表A.0.2的格式记录。 9.3.6测量身应力或应变时,测试数据的测读宜与水平位移 测量同步。

9.4.1检测数据的整理应符合下列规定:

9.4.7除本规程第9.4.6条规定外,当水平承载力按设计要求 的水平允许位移控制时:可取设计要求的水平允许位移对应的水 平荷载作为单桩水平承载力特征值,但应满足有关规范抗裂设计 的要求。 9.4.8检测报告除应包括本规程第3.3.2条内容外,还应包括: 1受检桩桩位对应的地质柱状图。 2受检桩的截面尺寸及配筋情况。 3加卸载方法,荷载分级。 4第9.4.1条要求绘制的曲线及对应的数据表。 5承载力判定依据。 6当进行钢筋应力测试并由此计算桩身弯矩时,应有传感 器类型、安装位置、内力计算方法和第9.4.2条要求绘制的曲线 及其对应的数据表。

10.1.1钻芯法适用于检测混凝土灌注桩桩长、桩身混凝土强 度、桩底沉渣厚度,鉴别桩端岩土性状,判定或验证桩身完整性 类别。

10.2.1钻取基桩芯样应采用液压操纵的钻芯机。钻芯机应配备 单动双管钻具以及相应的孔口管、扩孔器、卡簧和扶正稳定器, 钻杆应顺直。钻芯机设备参数应符合以下规定: 1额定最高转速不低于790z/min。 2转速调节范围不少于4挡。 3额定配用压力不低于1.5MPa。 10.2.2钻头宜采用金刚石薄钻头。钻头胎体不得有肉眼可见 的裂纹、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。钻头内径不宜小于 90mm。钻头胎体对钢体的同心度偏差不得大于0.3mm,钻头 的径向跳动不得大于1.5mm。 10.2.3锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置,配套使 用的金刚石圆锯片应有足够刚度。 10.2.4芯样补平装置(或磨平机)应保证芯样的端面平整和 端面与芯样轴线垂直。 10.2.5取芯及芯样加工完成后,应及时对钻芯机和芯样加工、 平设备进行维修保养。

103每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置官符合下列规宽,

1桩径小于1.2m的桩钻1孔,桩径为1.2~2.0m的桩钻 2孔,桩径大于2.0m的桩钻3孔。 2当钻芯孔为一个时,宜在距桩中心10~15cm的位置开 孔:当钻芯孔为两个或两个以上时,开孔位置宜在距桩中心 0.15~0.25倍桩径内均匀对称布置。 3对桩底持力层的钻探,每根受检不应少于一孔,且钻 探深度应满足设计要求。 10.3.2钻机设备安放平稳、牢固,其底座水平。钻机立轴中 心、天轮中心(天车前沿切点)与孔口中心必须在同一铅垂线 上。钻芯过程不发生倾斜、移位,钻芯孔垂直度偏差不大于 0.5%。 10.3.3桩顶面与钻机底座的距离较大时,应安装孔口管,孔口 管应垂直且牢固。 10.3.4钻进过程中,钻孔内循环水流不得中断,应根据回水含 砂量及颜色调整钻进速度。 10.3.5提钻卸取芯样时,应采取相应措施,确保芯样完整。 10.3.6每回次进尺宜控制在1.5m以内。钻至缺陷处,或下钻 速度快的地方,应及时量测钻杆深度,确定缺陷位置、程度:钻 至底时,应采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣,测定沉渣厚 度并进行桩端持力层岩土性状鉴别。 10.3.7钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中,芯样 侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数。及时记录钻进 情况和钻进异常情况,并对芯样质量做初步描述,对混凝土、桩 底沉渣以及桩端持力层作详细编录。 10.3.8钻芯结束后,必须对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯 孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称标示牌的 ·44·

10.4芯样试件裁取与加工

10.4.混摄王抗压芯样试件应按以下规定截取: 1桩长小于或等于30m时,每孔截取3组:当桩长大于 30m时,不少于4组。 2上部芯样位置距桩顶不大于1倍桩径或1m,下部芯样 位置距底不大于1倍桩径或1m,中间芯样宜等间距截取。 3缺陷位置能取样试验时,应截取一组芯样进行混凝土抗 压试验:如果同一基桩的钻芯孔数大于一个,其中一孔在某深度 存在缺陷,则应在其他孔的该深度处取样进行混凝士抗压试验。 4每组芯样应制作三个芯样抗压试件。 10.4.2当桩端持力层为中、微风化岩层且岩芯可制作成试件 时,应在接近桩底部位截取一组岩石芯样:如遇分层岩性时宜在 各层取样。 10.4.3锯切后的芯样,当不能满足平整度及垂直度要求时,宜 按以下方法进行端面加工: 1在磨平机上磨平。 2用水泥砂浆(或水泥净浆)或硫磺胶泥(或硫磺)等材料 在专用补平装置上补平。水泥砂浆(或水泥净浆)补平厚度不宜大 于5mm,硫磺胶泥(或硫磺)补平厚度不宜大于1.5mm。补平层 应与芯样结合牢固,受压时补平层与芯样的结合面不得提前破坏。 10.4.4进行抗压强度试验之前,应对芯样几何尺寸进行测量: 1平均直径:用游标卡尺测量芯样中部,在相互垂直的两 个位置上,取其两次测量的算术平均值,精确至0.5mm。 2芯样高度:用钢卷尺或钢板尺进行测量,精确至1mm。 3垂直度:用万能角度尺测量两个端面与母线的夹角,精

确全0.10 4平整度:用钢板尺紧靠在芯样端面上,一面转动钢板尺, 一面用塞尺测量钢板尺与芯样断面之间的裂缝。 10.4.5芯样尺寸偏差及外观质量应符合以下规定: 1加工后的芯样,高度应为α.95~1.05d(d为芯样平均直 径)。 2 沿芯样高度任一直径与平均直径相差小于2mm。 3芯样端面平整度的允许偏差在100mm长度内为±0.1mm。 4芯样端面与轴线垂直度的允许偏差为±2°: 5试件不得有裂缝或其他较大缺陷,且抗压芯样不得含有 钢筋; 6芯样试件平均直径宜大于3倍表观混凝土粗骨料最大粒径。 10.5芯样试件抗压强度试验 10.5.1芯样试件的混凝土抗压强度试验应按现行国家标准 《普通混凝土力学性能试验方法标准》(CB/T50081)中圆柱体 试件抗压强度试验的有关规定执行。 10.5.2芯样试件应与被检测结构或构件混凝土湿度基本一致的 条件下进行试验。芯样试件应在(20±5)℃的清水中浸泡40~ 48h,从水中取出后立即进行试验。 10.5.3芯样试件的混凝土强度换算值是指将芯样抗压强度换算 成相应龄期的、边长为150mm立方体试块的抗压强度。 10.5.4芯样试件混凝土强度换算值应按下列公式计算: Sou=4EP/md (10.5.4) 式中厂一混凝土芯样试件抗压强度换算值(MPa),精确至 0.1MPa; P一芯样试件抗压试验测得的破坏荷载(N); d一一芯样试件的平均直径(mm): 一混凝土芯样试件抗压强度折算系数,应考虑芯样 .46·

尺寸效应、钻机扰动和混凝土成型条件的影响, 通过试验统计确定:当无统计试验资料时宜取1。 10.5.5每组试件强度代表值的确定应符合下列规定: 1.三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度代表值 (精确至0.1MPa)。 2同一受检桩同一深度部位有多组混凝土芯样试件抗压强 度代表值时,取其平均值为该基桩该深度处混凝土芯样试件抗压 强度代表值。 10.5.6桩底岩芯单轴抗压强度试验按《建筑地基基础设计规 范》(CB50007—2002)附录J执行。

10.6数据分析与判定

10.6.1受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表 值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。 10.6.2应根据桩的钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样试件 抗压试验结果及岩芯单轴抗压强度试验结果,参照表10.6.2对 桩身完整性进行分类。

表10.6.2桩身完整性分类表

10.6.3基成桩质量应按单桩进行评定。当出现下列情况之一 时,应判定该受检桩不满足设计要求: 1桩身完整性类别为IV类的桩。 01 2受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计 强度等级的桩。 3桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。 4桩端持力层岩土性状(强度)或厚度未达到设计或规范 要求的桩。 10.6.4钻芯孔偏出桩外时,仅对钻取芯样部分进行评价。.0 10.6.5检测报告除应包括本规程第3.3.2条内容外,还应包 括: 1钻芯设备情况。 2检测桩数、钻孔数量,混凝土芯进尺、岩芯进尺、总进 尺,混凝土试件组数、岩石试件组数。 3编制每孔的柱状图。 .0 4芯样单轴抗压强度试验结果。 5芯样彩色照片。 0 6异常情况说明。 ·48

附录A静载试验记录表

A.0.1单桩竖向抗压(抗拔)静载试验的现场检测数据宜按附 表A.0.1的格式记录。 A.0.2单桩水平静载试验的现场检测数据宜按附表A.0.2的格 式记录。

附表人0,1单桩翌向抗压(抗拔)静载试记量表

附表A0.2单桩水平静载试验记录表

《铁路工程基桩检测技术规程》 条文说明 本条文说明系对重点条文的编制依据、存在问题以 及在执行中应注意的事项等予以说明。为了减少篇幅, 只列条文号,未抄录原条文。 1.0.1随着铁路建设工程的快速发展,桩基础得到了广泛的应 用。基桩可以把上部荷载传递到较深和较好的土层,但它是隐敲 工程,施工难度大,质量问题较多,尤其是灌注桩,由于地质条 件、地下水、施工工艺、施工管理水平和人员素质的差异等因 素,更容易发生一些质量间题。因此,基桩检测工作是整个桩基 工程中不可缺少的环节。 传统的基桩质量检测方法是通过静载试验和钻芯法进行。但 是,随着灌注桩桩径和桩长的日益增大和承载力的日益提高,只 进行传统静载试验和钻芯法检测很难满足工程建设的需要。因 此,为有效解决桩基工程质量的检测评价,利用理论和实践渐趋 成熟的动测技术势在必行。与传统的检测方法(静载法、钻芯 法)相比,动测法对检测人员的素质经验与理论水平要求高。 基桩检测应尽量采用动测法与传统检测方法结合,才能弥补单一 检测方法的不足,避免造成误判,科学、客观、正确地评定基桩 成桩质量。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。 为适放铁路工程建设需要、完善铁路基桩检测技术,防止或 减少误判,提高基桩检测质量,铁道部组织编写了涵盖动测法和 .51·

《铁路工程基桩检测技术规程》

传统检测方法(静载法、钻芯法)的统一的基桩检测技术规程。 1.0.2本规程所指的基桩是混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预 应力管桩。基桩的承载力和桩身完整性是基桩质量检测中的两项 重要内容。小器煌 1.0.3基桩检测的目的是确保桩基工程的质量,而桩基工程的 质量,除和基桩本身的质量有关外,还与地质条件、桩的承载性 状、桩型、基础和上部结构的型式等设计条件,以及施工工艺、 施工过程的质量控制、施工质量的均勾性、施工方法的可靠性等 施工因素密切相关。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、桩周土的间歌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适用和经 济,及所选择的受检桩是否具有代表性等。不同的检测方法在可 靠性和经济性上均存在一定的局限,应根据检测目的、不同检测 方法的适用范围,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,使各种检测方法能互为补充或验 证。 3.1.1为确保铁路工程安全,基桩质量检测工作应按本规程规 定的检测方法、检测内容及有关检测规定进行。 3.1.2本规程所列的7种方法是基检测中最常用的检测方法。 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。斯板 3.1.3为保证检测结果的准确性与可靠性,避免因桩顶超灌部 分的质量问题造成误判或检测完毕后机械开挖等因素对桩头的破 坏,从工程安全的角度出发,本规程规定基桩完整性及承载力检 测应在顶设计标高位置进行。 3.1.4混凝土强度随时间的增加而增加,其物理力学、声学参 数随龄期与强度的增加而趋于稳定,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,声速的变异性增大。 ·52:

铁路工程桩基施工受到季节气候、周边环境或工期紧等因索的 响,往往不可能等到全部工程桩施工完成并都达到标准龄期及设 计强度后再开始检测,考虑到低应变法和声波透射法检测内容是 桩身完整性,对混疑土强度的要求可适当放宽。对于低应变法或 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。对于高应变法和静载试验,由于试 验中桩身产生的应力水平高,若桩身混凝土强度低,有可能引起 桩身损伤或破坏,同时避免桩身混凝土强度过低,也可能出现桩 身材料应力一应变关系的严重非线性,使高应变测试信号失真, 本规程规定单桩静载试验与高应变法检测前桩身混凝土强度应达 到设计强度。 桩在施工过程中不可避免的扰动桩周土,降低土体强度,引 起桩的承载力下降,单桩静载试验与高应变法检测前应同时满足 桩周土间歌时间和桩身混凝土龄期的双重规定。 3.1.5本规程未作出检测数量规定,检测数量应符合各类工程 验收标准中的规定。 3.1.*低应变反射波法和声波透射法具有使用方便、速度快等 特点,但都属于间接法,方法本身存在一定局限性。当遇到难于 定论的情况时,应采用直接法如钻芯法、静载法、现场开挖法验 证。 3.2.1~3.2.2表3.2.1统一了桩身完整性类别划分标准,有利 于对完整性检测结果的判定和采用。本规程规定“I类、Ⅱ类 桩为合格桩;直类桩需由建设方与设计方等单位研究,以确定修 补方案或继续使用:IV类桩为不合格桩”。 3.3.2检测报告应根据所采用的检测方法和相应的检测内容 出具检测结论。为使报告内容完整和具有较强的可读性,报告 中应包括常规内容的叙述。还需特别强调:检测报告应包含各 受检桩的原始检测数据和曲线,并附有相关的计算分析数据和 曲线。

*.1.1低应变反射波法(瞬态激振时域频域分析法)是目前国 内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法,它采用瞬态激振方 式,通过实测桩顶加速度或速度信号的时、额域特征,籍一维弹 性波*理论分析来判定基桩桩身完整性,其中包括桩身存在的缺 陷位置及其影响程度。 假设桩为一维线弹性杆件模型,可推导出一维波*方程 au/ax=(1/c)(au/at),结合边界条件可对一维波*方程 采用波*法求解。桩顶激振产生的下行压缩波在桩身波阻抗发生 变化处会产生上行反射波。在某一桩身截面处波阻抗降低,如缩 颈、松散、离析、夹泥或断裂等缺陷,反射波与入射波的相位相 同:在某一桩身截面处波阻抗增大,如扩径或桩身嵌岩等,反射 波与人射波的相位相反。对于桩身不同类型的缺陷,低应变测试 信号主要反映桩身波阻抗减小的信息,快陷的具体类型较难区 分。应结合地质、施工情况综合分析。#! 一维理论要求应力波在桩身中传播时平截面假定成立,所以 对混凝土竹节桩、挤扩支盘灌注桩和类似于H型钢桩的异型桩, 本方法不适用。 由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应、高频波的弥 散、测试误差等造成的实测波形畸变,以及桩侧土阻力和桩身阻 尼的耦合影响因索的存在,本方法对桩身缺陷只做定性判定。9 *.1.2由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截 面阻抗变化等因素的影响,应力波能量将逐渐衰减。若桩过长, 不易测得清晰易辨的深部桩身缺陷和桩底反射波,从而无法评定 整根桩的完整性。 200*年,郑西客*专线公司按照《关于做好客*专线铁路 基桩检测工作的通知》(铁建设函【200*】***号),结合郑西 客*专线工程对桩长大于50m的基桩共33*根组织开展了声波 透射法与低应变法两种检测方法的对比试验工作。建设管理司收 集了这些资料,并宇2008年5月12日在北京主持召开了铁路工 ?5*

程基检测技术标准有关间题讨论会。会议采用了“专家会审” 的方法对郑西客*专线桩长大于50m的33*根基桩声波透射法 与低应变法两种检测方法对比试验原始波形逐根进行了分析,对 低应变法原始波形按桩底有明显反射、桩底反射不明显、桩底没 有反射三种情况分类,并以波形反射深度判定低应变法可检测的 有效桩长。分析结果表明:有桩底反射共33根,占总数9.8% 桩底反射不明显共*3根,占总数18.8%,无桩底反射共2*0根, 占总数71.*%。若将桩底反射不明显与无桩底反射汇总后达303 根,占总数90.2%。与会专家同时又对声波透射法检测出的77 根缺陷桩对应的低应变法检测波形进行了会审,会审发现低应变 法对其中37根基桩缺陷进行了判定,其缺陷最大深度为39m。 而缺陷位置最大深度在*0m以上的共38根,低应变法均无法测 到,尚有2根因缺陷位置位于桩头1m内的检测盲区,低应变也 未能测到。会议还听取了到会的有关单位对其他铁路工程基低 应变法可检测桩长情况介绍,其规律与郑西客*专线分析结论基 本一致。 根据以上情况,会议讨论认为:桩长不大于*0m时采用低 应变法检测准确率高,当桩长大于*0m时采用低应变法检测准 确率低。局时认为影响低应变法检测的因素较多,除桩长以外 还与地质条件、长径比、检测技术等因素有关。为了确保低应变 法检测的准确性和可靠性,本规程规定低应变法检测的长一般 不大于*0m,对于桩长大于*0m的基桩能否采用低应变法检测 应经现场试验确定。 *.2.1检测仪器应具有信号滤波、放大、显示、储存、信号采 集处理分析的基本功能,以确保检测结果分析的准确性。 *.2.2瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质的激振头 和不同质量的激振设备,以获得不同大小能量的低额宽脉冲或 高频窄脉冲。当检测短桩或桩身浅部缺陷时,冲击脉冲的有效 高额分量宜选择2kHz左右,采用手锤激振可满足检测要求。 ?55

一般应采用数十公斤的力棒激振以获得桩身深部缺陷或桩底反 射信号。 *.2.3基桩*测仪是用于冲击荷载作用下,对工程桩的桩身完 整性进行测试分析的仪器,应具备增益高、噪声低频带宽的特 点。 *.2.*传感器是安装在受检桩项面用以接收桩身和桩底反射波 信号的重要器件,其性能评价的主要指标为频响特性、稳定性、 量程、灵敏度等。速度传感器由于生产工艺等方面的原因,其高 频响应受到限制,测试时传感器的安装刚度会导致强烈的谐振, 从而传感器的可测范国变窄而影响检测效果。目前所使用的传感 器主要是压电式加速度传感器,它无论从频响还是输出特性方面 均有较大的优点,更适合于低应变反射波法测桩。量 *.3.1顶面条件和头处理的好坏直接影响测试信号的质量 和对身完整性判定的准确性,因此,要求受检桩顶面的混凝士 质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同。灌注桩应凿去桩顶 浮浆或松散、破损部分,以露出坚硬混凝土面为准;桩顶表面应 平整干净且无积水。对于预应力管桩,当法兰盘与桩身混凝土之 间结合紧密时,可不进行处理,否则必须将其截除磨平后方可进 行检测。当桩头侧面与垫层相连时,除非对测试信号没有影响, 否则应断开。 混凝土灌注桩成桩后过早检测,将会因桩身混凝士强度低造 成波速明显偏低,桩身内部材料阻尼和桩侧土阻尼偏高,难以得 到清晰可辨的深部缺陷和桩底反射信号。 AE

*.3.2本条是为保证获得高质量

1传感器用耦合剂粘结时,粘结层应尽可能薄,传感器底 面与桩顶应紧密接触。不得采取手按住传感器的方法进行检测, 避免由此产生严重的寄生振荡。激振点和传感器安装点应远离钢 筋笼主筋,以减少其对测试的干扰。 2相对桩顶截面尺寸而言,激振点处为集中力作用,在桩 5*.

顶部位可能出现与的横向振型相应的高频干扰。传感器安装点 与激振点距离和位置不同,所受干扰程度各异。将传感器安装于 桩的1/2~1/3半径处,在桩中心激振,由激振引起的表面波从 桩侧来回反射产生的于扰信号相对较小。对于预应力管,传感 器安装点与激振点与顶面中心的连线夹角宜不小于*5°。规定 测点数随受检桩直径的增大而增多,主要是为了避免桩顶面材料 不均勾所产生的不利影响及桩身可能存在局部缺陷的遗漏。随着 桩径的增大,桩身混凝土在横向和纵向上的不均勾性均会增加, 桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性,增加桩项测点的数 量,可以使检测结果更全面地反映出桩身完整性的整体情况。每 个测点重复检测次数不宜少于3次,旨在确认检测信号的一致性 并提高有效信号的信噪比。 *脱态激振通过改变锤的重量和锤头材料,可以改变初始 入射波的脉冲宽度和频率成分。刚度较小的重锤,入射波脉冲较 宽,低题成分较多,当冲击力大小相同时,其激振能量较大,弹 性波衰减较慢,适合于获取长桩深部缺陷或桩底反射信号。刚度 较大的轻锤,人射波脉冲较窄,高频成分较多,激振能量较小, 适合于桩身浅部缺陷的识别和定位。 *.3.3为获取比较准确的桩底反射信号,避免出现虚假桩底信 号,正确判定桩身完整性,一般指数放大倍数不宜大于15倍, 放大范围不宜小于桩长的2/3:低通滤波不低于800Hz。 *.*.1本方法判定桩身完整性,是以时域波形为主、频域分析 为辅。应保证在受检桩检测波形信号真实、有效的基础上,对检 测波形进行判读。由于多种干扰成分的存在,时域信号通常须采 用滤波、平滑、线性放大或指数放大等手段来突出信号中的有效 信息,而不当的处理往往会导致波形畸变,从而做出错误的结 论。 *.*.2当桩身波速无法按本条第1款方法确定时,可根据混凝 土强度等级与桩身波速经验值确定。普通混凝土强度等级与反射 ?57

波波速经验值见说明表*.*.2

说明表*.*.2不同混激王强度等级的反射波波速经验值

注:表中经股值是针对普通混象土提出的,仅供参考。高性能混凝土、添加粉 煤灰及其他添加剂的混凝土波速与强度等级关系还有得于进一步研究。

5.2.2基声波检测仪应具有实时显示和记录接收信号的时程

5.3.1声测管的内径不宜小于*0mm,是为了便于换能器在管 中能顺畅的上下移*。当换能器加设定位器时,声测管内径可比 换能器外径大15~20mm。铁路基桩大多数是长大桩,由于混凝 土的水化热作用及钢筋笼安放和混凝土浇注过程中存在较大的作 用力,容易造成声测管变形基至断裂,从而影响检测工作的顺利 进行。因此,本规程建议声测管采用强度较高的金属管,壁厚不 宜小于3.0mm。在安装检测管时,为了避免产生漏浆和因焊渣 造成管内堵塞,声测管不应采用对焊方法连接。 为了使于了解身缺陷的方位,本规程规定声测管以线路大 里程方向的项点为起始点,按顺时针旋转方向量对称形状布置并 进行编号。

5.3.2为保证检测结果的可靠性,本规程规定声波透射法检测

声测管中的浑独水将明显基至产重加大声波衰减,延长传播 时间,给声波检测结果带来误差。因此,检测前应冲洗声测管并 灌满清水。在检测过程中,应时刻注意往声测管内补充清水,确 保在整个剖面检测过程中换能器始终有清水作为耦合剂。 系统延迟时间。的标定方法为:将收、发换能器平行置于 清水中的同一高度,逐次改变点源距离,测量相应的声时,以声 时为横坐标,间距为纵坐标绘制线性回归曲线,交横坐标于o, 即为系统延迟时间。

身元整性判定除依据声速、波幅等变化规律和借助其 他辅助方法外,还与诸多复杂因素有关,故在使用中应注意以下 儿点: (1)可结合钻芯法将其结果进行对比,从而得出更符合实 际情况的分类。 (2)可将实测时程曲线的畸变及频谱、PSD值的变化相结 合,进行综合判定与分类。 (3)可结合施工工艺和施工记录等有关资料具体分析。 5.1.1高应变法用于检测预制桩的承载力和完整性在国内外有 比较成熟的应用经验,检测结果可靠性较高。当用于混凝士灌注 *2

(*)岩土弹限的影响。桩侧、桩端土的弹限极限较大。土 的弹限越大,意味着激发岩土阻力所需的桩土相对位移越大,要 求锤重越重。 (5)桩垫的影响。桩垫太软,锤激发岩土阻力的能力下降, 桩垫太硬则达不到调整、缓冲桩顶均匀受力,保护桩头的目的。 因此,桩垫的选择应在保证充分激发岩士阻力前提下,尽量选择 较软的桩垫。 (*)提倡“重锤低击”。“轻锤高击”虽然可以提高锤击能 量,但常会打碎桩头。高应变试桩应天力提倡“重捶低击”。实 际应用中,自由落锤的常用落锤高度范围一般为1.2~2.2m。 *.2.*贯人度的大小是反映桩侧、桩端土阻力是否充分发挥的 一个重要信息,因此,实测桩的贯人度是十分必要的,这一工作 常常被忽略。在现场检测时若发现单击贯入度较大时,必须进行 实测。桩的贯人度除采用精密水准仪等仅器测定外,还可在距试 桩*D外设置两根对称基准桩,拉测量试桩贯人度的弦线,并在 桩侧标上测量基线进行量测。 *.3.1锤击装置垂真、锤击平稳对中、桩头加固和加设桩垫 是为了减小锤击偏心和避免击碎桩头:在距顶规定的距离下的 合适部位对称安装传感器,是为了减小击在桩顶产生的应力集 中和对偏心进行补偿。所有这些措施都是为保证测试信号质量提 出的。 其中选择合适的桩垫的作用主要有两个:一是起到滤波器的 作用,可滤掉锤击力的高频分量,同时使锤击力分布均勾,将锤 击能量更有效地传递到桩上:二是缓冲锈击力,保护头,使桩 头不易打碎。桩垫材料可用胶合板、木板和纤维板等,质地要 干,不能用湿板作桩垫。桩垫的厚度要选择合适,桩垫过厚,滤 掉的锤击力太多,降低捶击能量的传递,使桩贯入困难;桩垫过 薄,则起不到作用。桩垫厚度一般取10~30mm,可根据经验来 定。锤重较轻或锤击落距较低时,选用较薄的桩垫;锤重较重或 ·**.

继击落距较高时,选用较厚的桩垫。桩垫厚度也可根据第一锤的 波形加以调整。桩垫尺寸可略大于桩顶截面尺寸。 *.3.2采样时间间隔为100μus,对常见的铁路基桩是合适的。 但对于超长桩,例如桩长超过*0m,采样时间间隔可放宽为 200μs,当然也可增加采样点数。 测点下桩长是指桩头传感器安装点至桩底的距离,一般不包 括桩尖部分。 对于混凝土预制桩,桩身波速取决于混凝土的骨料品种、粒 径级配、制造工艺及龄期,其值变化范围大多为3800~ *500m/s。也可在沉桩前实测无缺陷桩的桩身平均波速作为设 定值,但一般情况下,此波速要比沉桩后的波速略高。 *.3.3高应变试验成功的关键是信号质量以及信号中的信息是 否充分。所以应根据每锤信号质量以及*位移、贯人度和大致的 土阻力发挥情况,初步判别采集到的信号是否满足检测自的的要 求。同时,也要检查混凝土桩锤击拉、压应力和缺陷程度大小, 以决定是否进一步锤击,以免桩头或桩身受损。自由落锤锤击 时,锤的落距应由低到高:打人式预制桩则按每次采集一阵 (10击)的波形进行判别。 根据波*理论分析:若视锤为一刚体,则桩顶的最大锤击应 力只与锤冲击桩顶时的初速有关,落距越高,锤击应力和偏心越 大,越容易击碎桩头。轻锤高击并不能有效提高桩锤传逆给桩的 能量和增大桩顶位移,因为力脉冲作用持续时间不仅与锤垫有 关,还主要与锤重有关;锤击脉冲越窄,波传播的不均匀性,即 桩身受力和**的不均匀性(惯性效应)越明显,实测波形中 土的*阻力影响加剧,而与位移相关的静土阻力呈明显的分段发 挥态势,使承载力的测试分析误差增加。因此,“重锤低击”是 保障高应变法检测承载力准确性的基本原则。 锤击落距与锤重是相辅相成的。在锤重得到保证的情况下 捶击落距不宜过高。一般情况下,应控制落距在2.0m以内就能 ·*5.

产生足够的冲击能量,否则应增加锤重。在条件容许时尽量采用 重锤低击。对桩身质量较差的,锤重宜取上限而落高宜取得更 低一些为好。现场测试时锤击落距一般在1.0~2.0m之间,重 锤低击的效果较好。锤重和落高的选择还应满足贯入度的要求, 即单击贯人度不宜小于2.0mm,但也不要大于*.0mm。贯入度 过小,不能充分激发土阻力:贯入度过大,易引起实测波形失 真。 当检测仅为检验桩的完整性时,宜减轻锤重,降低落距,减 少锤垫厚度,以便能测到明显的桩底反射信号。 检测工作现场情况复杂,经常产生各种不利影响。为确保采 集到可靠的数据,检测人员应能正确判断波形质量,熟练地诊断 测量系统的各类故障,排除干扰因素。 *.3.*贯入度的大小与桩尖刺人或桩端压密塑性变形量相对应, 是反映桩侧、桩端土阻力是否充分发挥的一个重要信息。贯人度 小,使检测得到的承载力低于极限值。本条是从保证承载力分析 计算结果的可靠性出发,给出的贯入度合适范围,不能片面理解 成在检测中应减小铺重使单击贯入度不超过*mm。贯入度天且 桩身无缺陷的波形特征是2L/c处桩底反射强烈,其后的土阻力 反向或的回弹不明显。贯人度过大造成的桩周土扰*大,高应 变承载力分析所用的土的力学模型,对真实的桩一土相互作用的 模拟接近程度变差。据国内发现的一些实例和国外的统计资料: 贯入度较大时,采用常规的理想弹塑性土阻力模型进行实测曲线 拟合分析,不少情况下预示的承载力明显低于静载试验结果,统 计结果离散性很大。而贯人度较小,甚至桩几乎未被打动时,静 动对比的误差相对较小,且统计结果的离散性也不大。若采用考 虑桩端土附加质量的能量耗散机制模型修正,与贯人度小时的承 载力提高幅度相比,会出现难以预料的承载力成倍提高。原因 是:桩底反射强意味着桩端的运动加速度和速度强烈,附加土质 量产生的惯性力和动阻力恰好分别与加速度和速度成正比。对于 ·66·

长细比较大、摩阻力较强的摩擦型桩,上述效应就不会明显。此 外,6mm贯人度只是一个统计参考值。

6.4.1本条包含以下几方面内容,

(1)理想的高应变波形信号应具有以下特点: 力和速度的时程一致,上升峰值前二者重合,峰值后二者 协调,力曲线应在速度曲线之上(除非桩身有缺陷),两曲线间 距离随桩侧土阻力增加而增大,其差值等于相应深度的总阻力 值,能真实反映周土阻力的实际情况: ②力和速度时程曲线最终归零: ③锤击没有严重偏心,对称的两个力或速度传感器的测试信 号不应相差太大,两组力信号不出现受拉; ④①波形平滑,无明显高频干扰杂波,桩底反射明显 ③有足够的采样长度。保证曲线拟合时间段长度不少于 5L/c,并在2L/c时刻后延续时间不小于20~30ms; 贯入度适中,一般单击贯入度不宜小于2mm,也不宜大 于6mm。 (2)从测试捶击信号中选取分析有用信号时,除要考总有 足够的锤击能量使桩周岩土阻力充分发挥外,还应注意下列问 题: ①连续打桩时周土的扰动及残余应力; ②锤击使缺陷进一步发展或拉应力使桩身混凝土产生裂隙; ③在桩易打或难打以及长桩情况下,速度基线修正带来的误 : ④对桩垫过厚和柴油锤冷锤信号,加速度测量系统的低频特 性所造成的速度信号误差或严重失真。 (3)可靠的信号是得出正确分析计算结果的基础。除柴油 捶施打的长桩信号外,力的时程曲线应最终归零。对于混凝土 桩,高应变测试信号质量不但受传感器安装好坏、锤击偏心程度 和传感器安装面处混凝土是否开裂的影响,也受混凝土的不均匀

性和非线性的影响。这种影响对应变式传感器测得的力信号尤其 敏感。混凝土的非线性一般表现为:随应变的增加,弹性模量减 小,并出现塑性变形,使根据应变换算到的力值偏大且力曲线尾 部不归零。本规程所指的锂击偏心相当于两侧力信号之一与力平 均值之差的绝对值超过平均值的33%。通常锤击偏心很难避免, 因此严禁用单侧力信号代替平均力信号。产 (4)桩底反射明显时,桩身平均波速也可根据速度波形第 一峰起升沿的起点和桩底反向峰的起点之间的时差与已知桩长值 确定。对桩底反射峰变宽或有水平裂缝的桩,不应根据峰与峰间 的时差来确定平均波速。桩较短且锤击力波上升缓侵慢时,可采用 低应变法确定平均波速。 (5)通常,当平均波速按实测波形改变后,测点处的原设 定波速也按比例线性改变,模量则应按平方的比例关系改变。当 采用应变式传感器测力时,多数仪器并非直接保存实测应变值, 如有些是以速度(=·6)的单位存储。若模量随波速改变后, 仪器不能自动修正以速度为单位存储的力值,则应对原始实测力 值校正。 (6)在多数情况下,正常施打的预制桩,力和速度信号第 一峰应基本成比例。但以下几种情况下会引起力和速度信号第一 蜂比例失调: + E ①D桩浅部阻抗变化: 54 ②桩浅部侧土阻力很大: ③采用应变式传感器测力时,测点处混凝土的非线性造成力 值明显偏高 ④锤击力波上升缓慢或桩很短时,土阻力波或桩底反射波的 影响; ?锤垫过厚。 除第③种情况减小力值,可避免计算的承载力过高外,其他 请况的随意比例调整均是对实测信号的歪曲,并产生虚假的结 68.

果。因此,禁止将实测力或速度信号重新标定。这一点必须引起 重视,因为有些仪器具有比例自动调整功能。 6.4.2高应变分析计算结果的可靠性高低取决于动测仪器、分 析软件和人员素质三个要素。其中起决定作用的是具有坚实理论 基础和丰富实践经验的高索质检测人员。高应变法之所以有生命 力,表现在高应变信号不同于随机信号的可解释性一一即使不采 用复杂的数学计算和提炼,只要检测波形质量有保证,就能定性 地反映桩的承载性状及其他相关的动力学问题。 6.4.3实测曲线拟合法承载力分析结果的精度和可靠性要比部 司法高。由于现代计算机速度的提高,拟合操作时间已大为缩 短,所以本规程推荐采用拟合法进行结果分析。 6.4.4凯司法采用理想刚塑性力学模型。模型中假设全部动阻 力集中在桩端。定义动阻力为: R,=J,·Z·B(t,+L/C) 式中,Z是桩身阻抗;(,+L/C)是桩端速度。 按CASE法的假定,动阻力只与桩端速度和桩端岩土的黏滞 阻尼特性有关,即与地区岩土特性有关。公式中的唯一未知数 一凯司法无量纲阻尼系数」,定义为仅与桩端土性有关,一般 遵循随土中细粒含量增加阻尼系数增大的规律。J的取值是否 合理在很大程度上决定了计算承载力的准确性。所以,缺乏同条 件下的静动对比校核,或大量相近条件下的对比资料时,将使其 使用范受到限制。最近几年,随着高应变动测技术研究的深入 和测试经验的积累,许多技术人员对传统理论认为J。值只和桩 端土特性有关的看法提出了异议,现在,越来越多的人认为,J。 值就像是一个静载试验结果与CASE法动测结果的经验比例系 数,桩端土质特性仅供参考。为防止凯司法的不合理应用,规定 应采用静动对比或实测曲线拟合法校核J,值。 由于式(6.4.41)给出的R。值与位移无关,仅包含= (,+2L/e)时刻之前所发挥的土阻力信息,通常除桩长较短的

摩擦型桩外,土阻力在2L/c时刻不会充分发挥,尤以端承型桩 显著。所以,需要采用将延时求出承载力最大值的最大阻力 法(RMX法),对与位移相关的土阻力滞后2L/c发挥的情况进 行提高修正。 桩身在2L/c之前产生较强的向上回弹,使桩身从顶部逐渐 向下产生土阻力卸载(此时桩的中下部土阻力属于加载)。这对 于桩较长、摩阻力较大而荷载作用持续时间相对较短的桩较为明 显。因此,需要采用将桩中上部卸载的土阻力进行补偿提高修正 的卸载法(RSU法)。 RMX法和RSU法判定承载力,体现了高应变法波形分析的 基本概念一一应充分考虑与位移相关的土阻力发挥状况和波传播 效应,这也是实测曲线拟合法的精随所在。另外,还有几种凯司 法的子方法可在积累了成熟经验后采用。它们是: (1)在桩尖质点运动速度为零时,动阻力也为零,此时有 两种与J无关的计算承载力“自动”法,即RAU法和RA2法。 前者适用于桩侧阻力很小的情况,后者适用于侧阻力适中的场 合。 (2)通过延时求出承载力最小值的最小阻力法(RMN法)。 6.4.5实测曲线拟合法分析是通过波动间题数值计算,反演确 定桩和土的力学模型及其参数值的分析方法。分析是以高应变动 力试实测到的力或速度(也可以是上、下行波)数据作为输 人边界条件,按照一定力学模型,假设一组桩、土参数,通过数 值方法解波动方程,拟合计算出桩顶速度的速度、力(或下、 上行波)。然后比较计算曲线和实测曲线是否吻合,以确定所选 的参数是否合理,如果不吻合,需再调整参数再进行拟合计算, 直到计算曲线与实测曲线满足一定的拟合质量系数为止。此时可 以得出一组拟合出来的桩的静态承载力、桩侧和桩端的阻力大小 和分布以及模拟静载试验的Q一s试验曲线等。这种拟合计算由 专门的计算程序执行。目前在国内外应用最广范的拟合计算程序 .70元

的全部土阻力信息。 3拟合时应根据波形特征,结合施工和地质条件合理确定 桩土参数取值。因为拟合所用的土参数的数量和类型紧繁多,参 数各自和相互间耦合的影响非常复杂,而拟合结果并非唯一解, 需通过综合比较判断进行取舍。正确判断取含条件的要点是参数 取值应在岩士工程的合理范围内。 4为防止土阻力未充分发挥时的承载力外推,设定的最大 弹性位移值不应超过对应单元的最大计算位移值。者桩、土间相 对位移不足以使桩周岩土阻力充分发挥,则给出的承载力结果只 能验证岩土阻力发挥的最低程度。 5土阻力响应区是指波形上现的静土阻力信息较为突出 的时间段。所以本条特别强调此区段的拟合质量,避免只重波形 头尾,忽视中间土阻力响应区段拟合质量的错误做法,并通过合 理的加权方式计算总的拟合质量系数,突出其影响。 拟合收敛标准:拟合分析计算过程的收效标准常用计算曲线 和实测曲线的拟合程度来评定。拟合程度用拟合质量系数MQN 来衡量。MQN值是根据实测曲线和计算曲线在四个区段的拟合 差值计算出来的。另外,还常常用的计算得到的贯人锤的击数与 实测贯人锤击数进行比较,来校核计算过程的收敛情况。 6贯人度的计算值与实测值是否接近,是判断拟合选用参 数、特别是最大弹性位移值是否合理的辅助指标。 6.4.6当出现本条所述三款情况之一时,因高应变法难以分析 判定承载力和预示桩身结构破坏的可能性,建议采取验证检测。 6.4.7高应变法检测桩身完整性具有锤击能量大,可对缺陷程 度定量计算,连续锤击可观察缺陷的扩大和逐步闭合情况等优 点。但和低应变法一样,检测的仍是桩身阻抗变化,一般不宜判 定缺陷性质。在桩身情况复杂或存在多处阻抗变化时,可优先考 悠用实测曲线拟合法判定桩身完整性。 式(6.4.7一1)适用于截面基本均匀桩的桩顶下第一个缺 ·72

陷的程度定量计算。当有轻微缺陷,并确认为水平裂缝(如预 制桩的接头缝隙)时,裂缝宽度8.可按下式计算:

6.4.8采用实测曲线拟合法分析桩身扩径、桩身截面渐变或多 变的情况,应注意合理选择土参数。 高应变法锤击的荷载上升时间一般不小于2ms,因此对桩 身浅部缺陷位置的判定存在盲区,也无法根据式(6.4.71) 来判定缺陷程度。只能根据力和速度曲线的比例失调程度来估计 浅部缺陷程度,不能定量给出缺陷的具体部位,尤其是锤击力波 上升非常缓慢时,还大量耦合有土阻力的影响。对浅部缺陷桩, 宜用低应变法检测并进行缺陷定位。 6.4.9桩身锤击拉应力是混凝土预制桩施打抗裂控制的重要指 标。在深厚软土地区,打时侧阻和端阻小,但桩很长,桩锤 能正常爆发起跳,桩底反向回来的上行拉力波的头部(拉应力 幅值最大)与下行传播的锤击压力波尾部送加,在桩身某一部 位产生净的拉应力。当拉应力强度超过混凝士抗拉强度时,引起 进身拉裂。开裂部位一般发生在桩的中上部,且桩愈长或锤击力 持续时间愈短,最大拉应力部位就愈往下移。 7.1.1单桩抗压静载试验是公认的检测基竖向抗压承载力最 直观、最传统的方法。本规程主要是针对我国铁路工程中惯用的 授速维持荷载法进行了技术规定。 铁路工程基桩多为长大桩,设计荷载大且多处于复杂地理环 境,传统的静载方法难于适应。因此,一种新的静载试验方法 一自平衡法应运而生。与传统的静载方法不同,不需要大型反 力设备,通过在桩身下部(或底部)埋设加载箱测量压力、位 移来完成静载试验。对于设计荷载大、地理环境复杂的桩,可采 用自平衡法试验。 7.2.1为防止加载偏心,千斤顶的合力中心应与反力装置的重

心、桩轴线重合,并保证合力方间垂直。

7.2.3采用荷重传感器(直接方式)和油压表(间接方式)两 种荷载测量方式的区别在于:前者采用荷重传感器测力,不需考 慧千斤顶活塞摩擦对出力的影响:后者需通过率定换算于斤顶出 力。同型号千斤顶在保养正常状态下,相同油压时的出力相对误 差约为1%~2%,非正常时可高达5%。采用传感器测量荷重或 油压,容易实现加卸荷与稳压自动化控制,且测量精度较高。采 用压力表测定油压时,为保证测量精度,其精度等级应优于或等 于0.4级,不得使用1.5级压力表控制加载。当油路工作压力较 高时,有时出现油管爆裂、接头漏油、油泵加压不足造成千斤顶 出力受限、压力表线性度变差等情况,因此应选用耐压高、工作 压力大和量程大的油管、油泵和压力表。 7.2.4对于机械式大量程(50mm)百分表,《大量程百分表) (JJC379)规定的1级标准为:全程示值误差和回程误差分别不 超过40um和8um,相当于满量程测量误差不大于0.1%FS。 沉降测定平面应在千斤顶底座承压板以下的桩身位置,即不得在 承压板上或千斤顶上设置沉降观测点,避免因承压板变形导致沉 降观测数据失实。基准桩应打人地面以下足够的深度,一般不小 于1m。基准染应一端固定,另一端简支,这是为减少温度变化 引起的基准染挠曲变形。在满足本规程第7.2.5条的规定条件 下,基准梁不宜过长,并应采取有效挡措施,以减少温度变化 和刮风下雨的影响,尤其在登夜温差较大且白天有阳光照射时更 应注意。 7.2.5在试桩加卸载过程中,荷载将通过锚桩(地错)、压重 平台支墩传至试、基准桩周围地基士并使之变形。随着试桩、 基准桩和错桩(或压重平台支墩)三者间相互距离缩小,地基 土变形对试桩、基准桩的附加应力和变位影响加剧。 7.3.1本条明确规定为设计提供依据的静载试验应加载至破坏, 即试验应进行到能判定单极限承载力为止。对于以桩身强度控 74·

制承载力的端承型桩,当设计另有规定时,应从其规定

7.3.2本条是为使试桩具有代表性而提出的。

为便于沉降测量仪表安装,试桩项部宜高出试坑地表:为使 试验桩受力条件与设计条件相同,试坑地面宜与承台底标高一 致。对于工程桩验收检测,当桩身荷载水平较低时,允许采用高 标号水泥砂浆将桩顶抹平的简单桩头处理方法。 为避免因错桩质量问题而导致试桩失败或中途停锁,建议在 试桩前对灌注桩及混凝土预制桩进行完整性检测,大致确定其能 否作锚桩使用。 7.3.3~7.3.4慢速维持荷载法是我国公认,且已沿用多年的标 准试验方法,也是铁路工程桩竖向抗压承载力验收检测的唯一标 准试验方法。 7.3.7测试桩侧阻力和桩端阻力时,测试数据的测读时间宜符 合本规程第7.3.4条的规定。当来用人工读数时,可在每级加载 后15min及加载结束前各测读一次。 7.4.1除Q3、s一1gt曲线外,还有8gQ曲线。同一工程的 一批试桩曲线应按相同的沉降纵坐标比例绘制,满刻度沉降值不 宜小于40mm,使结果直观、便于比较。 7.4.3本规程单桩竖向抗压承载力的统计接建筑地基基础设 计规范》(CB50007)的规定执行。也有根据统计承载力标准差 大于15%时,采用极限承载力标准值折减系数的修正方法。实 际操作中对桩数大于等于4根时,折减系数的计算比较繁琐,且 静载检测本身是通过小样本来推断总体,样本容量愈小,可靠度 愈低,而影响单桩承载力的因素复杂多变。当一批受检桩中有一 根桩承载力过低,若恰好不是偶然原因造成,则该验收批一且被 接受,就会增加使用方的风险。因此规定极差超过平均值的 30%时,首先应分析、查明原因,结合工程实际综合确定。应查 明是否出现桩的质量问题或场地条件变异。若低值承载力出现的 原因并非偶然的施工质量造成,则按本例依次去择高值后取平 .75

为便于沉降测量仪表安装,试桩项部宜高出试坑地表:为使 试验桩受力条件与设计条件相同,试坑地面宜与承台底标高一 致。对于工程桩验收检测,当桩身荷载水平较低时,允许采用高 标号水泥砂浆将桩顶抹平的简单桩头处理方法。 为避免因锚桩质量问题而导致试桩失败或中途停顿,建议在 试桩前对灌注桩及混凝土预制桩进行完整性检测,大致确定其能 否作错桩使用。 7.3.3~7.3.4慢速维持荷载法是我国公认,且已沿用多年的标 准试验方法,也是铁路工程桩竖向抗压承载力验收检测的唯一标 准试验方法。

均,直至满足极差不超过30%的条件。此外,对桩数小于或等 于3根的柱下承台,或试桩数量仅为2根时,应采用低值,对于 仅通过少量试桩无法判明极差大的原因时 可增加试桩数量

7.4.4(建筑地基基础设计规范》(GB50007)规定的单桩竖 向抗压承载力特征值是按单桩竖向抗压极限承载力统计值除以安 全系数2得到的,综合反映了桩侧、桩端极限阻力控制承载力特 征值的低限要求。

1.4.5本条对检测报告中应包含的一些内容作了规定,避免检 测报告过于简单,同时也有利于委托方、设计及检测部门对报告 的审查和分析。

1.4.5本条对检测报告中应包含的一些内容作了规定,避免检

8.1.1单桩竖向抗拨静载试验是检测单桩竖向抗拔承载力最直 观、可靠的方法。与本规程中抗压静载试验一样,拔桩试验也是 采用了国内外惯用的慢速维持荷载法。

8.2.1本条的要求基本同第7.2.1条。因拔桩试验时千斤顶安 放在反力架上面,当采用2台以上千斤顶加载时,应采取一定的 安全措施,防止于厅顶倾倒或其他意外事故发生。

,兰未用大然地基作反力时,两边支座处的地基强度应相 近,且两边支座与地面的接触面积宜相同,避免加载过程中两边 沉降不均造成试桩偏心受拉。为保证反力梁的稳定性,应注意反 力桩顶面直径(或边长)不小于反力架的梁宽。 8.2.3~8.2.5这三条基本参照本规程第7.2.3条~第7.2.5条 执行,但应注意以下两点: (1)桩顶上拔量测量平面必须在桩身位置,严禁在混凝土 桩的受拉钢筋上设置位移观测点,避免因钢筋变形导致上拨量观 测数据失实。 (2)在采用天然地基提供支座反力时,拔桩试验加载相当 于给支座处地面加载。支座附近的地面也因此会出现不同程度的 沉降。荷载越大,这种变形越明显。为防止支座处地基沉降对基 准梁的影响,一是应使基准与支座、试各自之间的间距满足

第7.2.5条的规定,二是基准桩需打人试坑地面以下一定深度 (一般不小于1m)

8.3.2本条包含以下三个方面内容

8.42本条前两款确定的抗拨极限水载力是士的极限抗拔阻力

与桩(包括桩向上运动所带动的土体)的自重标准值两部分之 和。第3款所指的“断裂”是因钢筋强度不够情况下的断裂。

如果因抗拔钢筋受力不均勾,部分钢筋因受力太大而断裂,应视 该桩试验无效并进行补充试验,不能将钢筋断裂前一级荷载作为 极限荷载。 8.4.4工程桩验收检测时,混凝土桩抗拔承载力可能受抗裂或 钢筋强度制约,而土的抗拔阻力尚未发挥到极限,一般取最大荷 载或取上拨量控制值对应的荷载作为极限荷载,不能轻易外推。 8.4.5按统计的试桩竖向抗拔极限承载力确定单桩竖向抗拔承 载力特征值U.时取安全系数为2,显然只与极限抗拨承载力按 土的极限抗拔阻力控制的情况对应。

如果因抗拔钢筋受力不均勾,部分钢筋因受力太大而断裂,应视 该桩试验无效并进行补充试验,不能将钢筋断裂前一级荷载作为 披限荷载 8.4.4工程桩验收检测时,混凝土桩抗拔承载力可能受抗裂或 钢筋强度制约,而土的抗拔阻力尚未发挥到极限,一般取最大荷 载或取上拨量控制值对应的荷载作为极限荷载,不能轻易外推。 8.4.5按统计的试桩竖向抗拔极限承载力确定单桩竖向抗拔承 载力特征值U时取安全系数为2,显然只与极限抗拨承载力按 土的极限抗拔阻力控制的情况对应。, 9.1.1桩的水平承载力静载试验除了桩顶自由的单桩试验外, 还有带承台桩的水平静载试验(考承台的底面阻力和侧面抗 力,以便充分反映桩基在水平力作用下的实际工作状况)、桩顶 不能自由转动的不同约束条件及桩项施加垂直荷载等试验方法, 也有循环荷载的加载方法。这些都可根据设计的特殊要求给予满 足,并参考本方法进行。 9.1.2桩的抗弯能力取决于桩和土的力学性能、桩的自由长度、 抗弯刚度、桩宽、桩顶约束等因素。试验条件应尽可能和实际工 作条件接近,将各种影响降低到最小的程度,使试验成果能尽量 反映工程桩的实际情况。通常情况下,试验条件很难做到和工程 桩的情况完全一致,此时应通过试验桩测得桩周土的地基反力特 性,即地基土的水平抗力系数。它反映了桩在不同深度处桩侧土 抗力和水平位移之间的关系,可视为土的固定特性。根据实际工 程桩的情况(如不同桩顶约束、不同自由长度),用它确定土抗 力大小,进而计算单桩的水平承载力和弯矩。因此,通过试验求 得地基土的水平抗力系数具有更实际、更普追的意义。 9.2.3水平力作用点位置高于基桩承台底标高,试验时在相对 承台底面处产生附加弯矩,影响测试结果,也不利于将试验成果 根据实际桩顶的约束予以修正。球形支座的作用是在试验过程 中,保持作用力的方向始终水平和通过桩轴线,不随桩的倾斜或

量,面是随地面水平位移及荷载而变化的曲线

GTCC-012-2019 机车有箍车轮轮心-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则说明表9.4.1桩顶水平位移系数

9.4.3对于混凝土长桩或中长桩,随着水平荷载的增加,桩侧 土体的塑性区自上而下逐渐开展扩大,最大弯矩断面下移,最后 形成桩身结构的破坏。所测水平临界荷载H。为桩身产生开裂前 所对应的水平荷载。因为只有混凝土桩才会产生开裂,故只有混 凝土桩才有临界荷载。 9.4.4单桩水平极限承载力是对应于桩身折断或桩身钢筋应力 达到屈服时的前一级水平荷载。 9.4.6~9.4.7单桩水平承载力特征值除与桩的材料强度、截面 刚度、入土深度、土质条件、桩顶水平位移允许值有关外,还与 桩顶边界条件(嵌固情况和桩顶竖向荷载大小)有关。由于铁 路工程的基桩桩顶嵌人承台长度通常较短,其与承台连接的实际 约束条件介于固接与饺接之间,这种连接相对于桩项完全自由时 可减少桩顶位移,相对于桩项完全固接时降低顶约束弯矩并重 新分配桩身弯矩。如果桩顶完全固接,水平承载力按位移控制 时,是顶自由时的2.60倍:对较低配筋率的灌注按桩身强 度(开裂)控制时,由于桩顶弯矩的增加,水平临界承载力是 桩顶自由时的0.83倍。如果考虑桩顶竖向荷载作用,混凝土 的水平承载力将会产生变化,桩顶荷载是压力,其水平承载力增 加,反之减小。 桩顶自由的单桩水平试验得到的承载截力和弯矩仅代表试桩条 件的情况,要得到符合实际工程桩嵌固条件的受力特性,需将试 桩结果转化,而求得地基土水平抗力系数是实现这一转化的关 键。考虑到水平荷载一位移关系的非线性且m值随荷载或位移

增加而减小,有必要给出H一m和Y。一m曲线并按以下考虑确定 m值。 (1)可按设计给出的实际荷载或桩顶位移确定m值。 (2)设计未做具体规定的,可取本规程第9.4.6条或第 9.4.7条确定的水平承载力特征值对应的m值:对低配筋率灌注 桩,水平承载力多由桩身强度控制,则应按试验得到的H一m曲 线取水平临界荷载所对应的m值:对于高配筋率混凝土桩或钢 桩,水平承载力按允许位移控制时,可按设计要求的水平允许位 移选m值。 与竖向抗压、抗拔桩不同,混凝土桩在水平荷载作用下的破 坏模式一般为弯曲破坏,极限承载力由桩身强度控制。所以,本 规程第9.4.6条在确定单桩水平承载力特征值H时,未采用按 试桩水平极限承载力除以安全系数的方法,而按照桩身强度、开 裂或允许位移等控制因素来确定H。不过,也正是因为水平承 载桩的承载能力极限状态主要受桩身强度制约,通过试桩给出极 限承载力和极限弯矩对强度控制设计是非常必要的。抗裂要求不 仅涉及桩身强度,也涉及桩的耐久性。本规程第9.4.7条量充许 按设计要求的水平位移确定水平承载力,但根据《混凝土结构 设计规范》(CB50010),只有裂缝控制等级为三级的构件,才 允许出现裂缝,且桩所处的环境类别至少是二级以上(含二 级),裂缝宽度限0.2mm。因此,当裂缝控制等级为一、二级 时,按本规程第9.4.7条确定的水平承载力特征值就不应超过水 平临界荷载。 10.1.1钻芯法是一种微破损或局部破损检测方法,可以检测桩 身混凝土质量、强度,可准确检测施工桩长、桩底沉渣厚度和桩 端持力层岩士性状及厚度。 10.2.1钻芯设备应具有产品合格证。钻机宜采用岩芯钻探的液 压钻机,并配有相应的钻塔和牵固的底座,机板技术性能良好 不得使用立轴旷动过大的钻机。孔口管、扶正稳定器(又称导

向器及可捞取松软渣样的钻具应根据需要选用。桩较长时: 应使用扶正稳定器确保钻芯孔的垂直度。 10.2.2为了保证芯样质量,除采用符合要求的钻芯机外,还应 采用金刚石钻头和符合现行国家专业标准《人造金刚石薄壁钻 头》要求的钻头进行取样。如钻头胎体有裂缝、缺边、少角、 倾斜及喇叭口变形或径向跳动过大,不仅降低钻头寿命,而且会 影响钻芯质量。 10.2.3为了把芯样加工成符合试验要求的芯样试件,宜采用锯 切方法。芯样必须用夹紧装置固定。锯切用的锯片,也应采用人 造金刚石锯片。 10.2.4芯样试件进行抗压强度试验时,对端面平整度及垂直度 有很高的要求。为保证芯样的补平效果,满足平整度及垂直度的 要求,应采用专用的补平器和磨平机。 10.2.5为了保证钻芯机、锯切机等设备的正常工作,除了应定 期进行检修外,每次钻芯工作结束后,都应及时卸下钻头、胀卡 等部件,擦去污物水渍,并应在齿条、导轨等处涂油防锈。 10.3.1混凝土在浇注混凝土时存在浇捣不均,不同深度或同 一深度的不同位置混凝土浇揭质量可能不同,合理布置孔位,才 能客观反映桩身混凝土的实际情况。考虑成孔的垂直度和钻芯孔 的垂直度很难控制以及导管附近的混凝土质量相对较差、不具有 代表性,规程给出了钻芯取样的孔位布置。每根桩至少有1个孔 钻到桩底。 · 桩端持力层岩土性状的准确判断直接关系到受检桩的使用安 全。建筑地基基础设计规范》(CB50007)规定:嵌岩灌注桩 要求按端承桩设计,桩端以下3倍桩径范围内无软弱夹层、断裂 破碎带和洞象分布,在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。 10.3.2设备安装后,应进行试运转,在确认正常后方能开钻。 如果发现芯样侧面有明显的波浪状磨痕,或芯样端面有明显磨 良,应检查塔座是否牢固稳定或重新调整钻头、扩孔器、卡簧的

搭配。 10.3.3桩顶面与钻机塔座距离大于2m时,宜安装孔口管。开 孔宜采用合金钻头、开孔深为0.3~0.5m后安装孔口管,孔口 管下人时应严格测量垂直度,然后固定。 10.3.4钻芯机必须通过钻孔内循环水流,才能达到冷却钻头和 排出混凝土碎屑的目的。钻进过程中,要随时观察冲洗液量和泵 压的变化,正常泵压应为0.5~1.0MPa,发现异常应查明原因, 立即处理。 10.3.5提钻卸取芯样时,应使用专门的自由钳卸钻头和扩孔 器,确保芯样完整,严禁敲打卸样,因敲打可能导致芯样损坏。 10.3.6钻至底及桩身缺陷位置时,为检测桩底沉渣厚度或桩 身缺陷位置及程度,应采用减压、慢速钻进,若遇钻具突降,应 即停钻,及时测量机上余尺,准确记录孔深及有关情况。当桩端 持力层为强风化岩层或土层时,可采用干钻等适宜的钻芯方法和 工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度。 10.3.7芯样取出后,应及时记录孔号、回次数、起至深度、块 数、总块数、芯样质量的初步描述及钻进异常情况。 芯样钻取时,应对芯样混凝土、桩底沉渣、桩端持力层做详 细编录。对桩身混凝土芯样的描述包括混凝土钻进深度,芯样连 续性、完整性、胶结情况、表面光滑情况、断口吻合程度、混凝 土芯样是否为柱状、骨料大小分布情况GB29540-2013溴化锂吸收式冷水机组能效限定值及能效等级,气孔、蜂窝、麻面、沟 槽、离析、破碎、夹泥、松散的情况,以及取样编号和取样位 置 对持力层的描述包括持力层钻进深度、岩土名称、芯样颜 色、结构构造、裂隙发育程度、坚硬及风化程度,以及取样编号 和取样位置。分层岩层应分层描述。 10.3.8截取芯样试件之前,应对芯样及标识牌拍照。取芯现场 的全部记录及芯样抗压记录一起存档。 10.3.9钻芯取样评定合格后,应及时对基桩钻芯孔进行压力灌

浆,保证结构正常工作。 10.4.1混凝土桩应作为受力构件考虑,薄弱部位的强度(结 购承载能力)能否满足使用要求,直接关系到结构安全。综合 多种因素考,规定按上、中、下截取芯样试件的原则,同时对 缺陷和多孔取样做了规定。 10.4.2为保证岩石原始性状,选取的岩石芯样应及时包裹浸泡 在水中,避免芯样受损:根据钻取芯样和岩石单轴抗压强度试验 结果综合判断岩性。 10.4.3芯样在锯切过程中,由于受到报动、夹持不紧、偏斜等 原因的影响,芯样端面的平整度和垂直度有时不能满足试验要 求,应采用专门的机具进行磨平或补平。补平的厚度对芯样抗压 强度会产生一些影响,补平层愈厚强度愈低,因此,本规程对补 平层厚度作出了限制。 10.4.4~10.4.5芯样试件的直径、高度、垂直度、平整度均会 对抗压强度试验结果产生影响,进行抗压强度试验时应对芯样几 何尺寸进行测量,并符合相应的精度和偏差范围的要求。 为了避免试件强度的离散性偏大,应观察芯样侧面的表观混 凝土粗骨料粒径,确保芯样试件平均直径大于3倍表观混凝土粗 骨料最大粒径。 试件有裂缝或其他较大缺陷对芯样抗压强度有较大的影响, 不能作为抗压试验的试件。 10.5.1芯样试件抗压强度试验对压力机及承压板的精度要求和 试验步骤,与圆柱体试件是相同的,应按现行国家标准《普通 混凝力学性能试验方法标准》(GB/T50081)中圆柱体试件抗 压强度试验的有关规定执行。 10.5.2、芯样试件抗压状态应根据基桩所处环境决定,试件宜在 (20±5)℃的清水中浸泡40~48h,从水中取出后立即进行抗压 强度试验。关于芯样在水中的浸泡时间的规定,主要是为了使芯 样试件中的含水量达到饱和。

10.5.3在《铁路混凝土强度检验评定标准》(TB10425)中, 是以边长为150mm立方体试块的强度作为混凝土强度验收与评 定的标准,因此芯样强度必须换算成边长150mm立方体试块的 强度。 10.5.4~10.5.5由于混凝土芯样试件抗压强度的离散性比混凝 土标准试件大得多,采用《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T50081)来计算每组混凝土芯样试件抗压强度代表值有时 会出现无法确定代表值的情况,为了避免这种情况,取3个试件 测值的算术平均值作为该组试件的强度值。 同一根桩有两个或两个以上钻芯孔时,应综合考虑各孔芯样 强度来评定桩身承载力。取同一深度部位各孔芯样试件抗压强度 的平均值作为该深度的混凝王芯样试件抗压强度代表值。 10.5.6岩石芯样试件数量按每组芯样3个芯样试件进行抗压试 验。当岩石芯样抗压强度试验仅仅是配合判断持力层岩性时,检 测报告中可不给出岩石饱和单轴抗压强度标准值,只给出平均 值:当需要确定岩石饱和单轴抗压强度标准值时,宜按建筑 地基基础设计规范》(CB50007一2002)附录J执行。 10.6.1在桩身受力过程中,桩身承载力受最薄弱部位的混凝士 强度控制。因此,取受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗 压强度代表值中的最小值为该桩混凝王芯样试件抗压强度代表 值。 10.6.2单的钻芯孔为两个或两个以上时,不应按单孔分别评 定,而应接各个钻芯孔芯样质量综合评定受检基桩质量。如果不 同钻芯孔的芯样在同一深度部位均存在缺陷时,桩身缺陷类别应 判重些;如果不同钻芯孔的芯样在同一深度,只有1个孔存在缺 陷,其他孔芯样良好,桩身缺陷类别应判轻些。 按芯样特征判定完整性和通过芯样试件抗压试验判定桩身强 度是否满足设计要求在内容上相对独立。但是,除桩身裂隙外, 根据芯样特征描述,不论缺陷属于哪种类型,都指明或相对表明

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