樁基礎的檢測與驗收教案

1、項目四樁基礎的檢測與驗收【職業(yè)能力目標】樁基礎的施工是一個多工種，多工序的作業(yè)過程，又是一項隱蔽工程，影響施工質量的環(huán)節(jié)多，必須加強過程的嚴格檢查與驗收。通過本項目的學習，應掌握樁基礎的檢測內容、驗收等的相關知識?！娟P鍵詞】中英文樁基礎Pilefoundation;檢測與驗收InspectionandAcceptance任務一樁基礎檢測一、概述樁基施工作業(yè)過程中，影響因素多，尤其是成樁的施工質量直接影響建筑的安全，因此，必須加強樁基礎的檢測。樁基礎的檢測是一項技術性很強的工作，是土木工程建設質量控制的必要手段。預制樁施工時，樁體質量按一般結構檢測即可滿足要求。其承載力也可通過打樁過程測定，質量

2、事故較少。灌注樁施工時，由于施工工序較多，往往由于管理不嚴，使其質量事故較多，所以樁基礎的檢測重點是灌注樁。二、樁基礎的檢測方法樁基礎檢測的方法隨檢測的項目情況有所不同。對沉前檢測，常用方法有尺檢、儀表測試、目測等方法。對沉樁過程中的檢測，用方法有尺檢、儀表測試、取樣試驗等，如對灌注樁的成孔直徑可利用測局限性儀器或超聲孔壁測定儀等檢測，而對混凝土性能、泥漿性能等，可隨施工進程采取試樣，在試驗室或現場測定和分析。在樁基礎施工過程中，為了保證成樁的質量，檢測的重點是樁的承載力與樁體的完整性。這里將作重點介紹：一樁身完整性檢測：1、鉆芯片法：是利用巖芯鉆具從樁頂沿樁身直至樁尖下1.5倍樁徑處成孔，取

3、得巖芯或混凝土芯樣。將芯樣按一定得尺寸切割成試塊進行強度試驗，看混凝土是否到達設計強度要求。對于大直徑樁除采用鉆芯片法外，還可采用預埋管超聲檢測法檢查。2、直視法：直視法即在樁側挖土，露出樁身以直接觀察和測定樁體的質量。檢查可發(fā)現樁身有無斷裂、開焊、彎曲及密實度等情況。3、超聲波脈沖法：屬于無損檢測法，在灌注混凝土之前埋設聲測管固定于鋼筋籠上，利用聲波在混凝土介質中傳播從接受波到發(fā)射波相位得出在波幅和頻率方面的變化，來判斷混凝土質量缺陷情況。4、動力無損檢測法：是在樁頂施加沖擊力或簡諧振動力，使樁產生震動響應，利用安裝在樁頂的力、速度、加速度或位移傳感器接受樁土體系的響應信號，并對各種信號進行

4、分析處理來檢測樁身完整性的一類方法。目前，在樁基動態(tài)無損檢測中，國內外廣泛使用的方法是應力波反射法，又稱低小應變法。原理是根據一維桿件彈性波反射理論波動理論，采用錘擊振動力法檢測樁體的完整性，即以波在不同阻抗和不同約束條件下的傳播特性來判別樁身質量。二樁承載力檢測目前，檢測單樁承載力主要采用靜載荷試驗法或動載荷試驗法。常利用靜力荷載法測定樁的豎向及水平承載力。對于動載荷試驗法測定樁的承載力原則上均屬于間接法，作為一種補充。1、靜載荷試驗靜載試驗的目的，是采用接近于樁的實際工作條件，通過靜載加壓，得出一系列關系曲線，確定單樁的極限承載力，綜合評定其容許承載力，作為設計依據，或對工程樁的承載力進行

5、抽樣檢驗和評價。該法能較好地反映單樁的實際承載力，其荷載試驗有多種，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁、豎向抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗。靜載試驗的要求是：預制樁在樁身強度到達設計要求的前提下，對于砂類土，不應少于7d;對于粉土和粘性土，不應少于15d;對于淤泥或淤泥質土，不應少于25d,待樁身與土體的結合基本趨于穩(wěn)定，才能進行試驗。就地灌筑樁應在樁身混凝土強度到達設計等級的前提下，對砂類土不少于10d;對一般粘性土不少于20d;對淤泥或淤泥質土不少于30d,才能進行試驗。在同一條件下的試樁數量不宜少于總樁數的%，且不應少于3根，工程總樁數在50根以內時不應少于2根。1單樁豎向抗壓靜載試

6、驗法單樁豎向抗壓靜載試驗一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂的加載反力裝置可根據現場實際條件采取以下方法：1錨樁橫梁反力裝置由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測量儀表等組成圖5-44。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應不小于預估最大試驗荷載的1.21.5倍。圖5-44錨樁橫梁靜載試驗裝置1-錨樁4根；2-錨筋；3-主梁鋼橫梁或倒置鋼桁架；4-次梁；5-厚鋼板；6-硬木包鋼皮；7-油壓千斤頂；8-百分表；9-基準樁；10-基準梁一端固定，一端可水平移動；11-試驗樁2壓重平臺反力裝置由支墩或墊木、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測量儀表等組成圖5-45壓重量不得少于預估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應在試驗開

7、始前一次加上，并均勻穩(wěn)固的放置于平臺上。圖5-45壓重平臺靜載試驗裝置1-支墩；2-鋼橫梁；3-鋼錠；4-油壓千斤頂；5-百分表；6-試驗樁；7-墊木；8-鋼架或厚鋼板3錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當試樁最大加載量超過錨樁的抗拔能力時，可在圖7-105所示，橫梁上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂加壓的反力。千斤頂平放于樁中心，當采用2個以上千斤頂加載時，應將千斤頂并聯(lián)同步工作，使千斤頂的合力通過試樁中心。為了防止加荷過程中的相互影響，錨樁壓重平臺一支墩；基準木樁與試樁之間的中心距離應符合表5-21的要求。試樁、錨樁和基準樁之間的中心距離表5-21反力系統(tǒng)試樁與錨樁或壓重平臺支墩邊試樁匕基

8、準樁基準樁與錨樁或壓重平臺支墩邊錨樁橫梁反力裝置4d且4d且4d且壓重平臺反力裝置注：d試樁或錨樁的設計直徑、取其較大者如試樁或錨樁為擴底樁時、試樁與錨樁的中心距不應小于2倍擴大端直徑。試壓時，荷載可用放置于千斤頂上的應力環(huán)、應變式壓力傳感器直接測定,或采用聯(lián)于千斤頂的壓力表測定油壓，根據千斤頂率定曲線核算荷載。試樁沉降一般采用百分表或電子位移計測量。對于大直徑樁，應在其2個正交直線方向對稱安置4個位移測試儀表，中等和小直徑樁樁徑可安置2個或3個位移測試儀表。沉降測定平面離樁頂距離不應小于0.5倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準梁，在構造上應確保當受到氣溫、振動及其他外界因素的影響時不會發(fā)生

9、豎向變位。載荷試驗時，對以樁身承載力控制極限承載力的工程樁，試驗加載至承載力設計值的1.52倍；其余試樁均應加載至破壞。樁靜荷載試驗的最大設計荷載，不應小于由靜力計算得出的單樁設計承載力的2倍。2單樁的靜載荷試驗要點1試驗加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級加載，每級荷載到達相對穩(wěn)定后加下一級荷載，直到試樁破壞，然后分級卸載到零。當考慮結合實際工程樁的荷載特征，可采用多循環(huán)加、卸載法每級荷載到達相對穩(wěn)定后卸載到零。當考慮縮短試驗時間，對于工程樁的檢驗性試驗，可采用快速維持荷載法，即一般每隔1h加一級荷載。2荷載分級試驗時加載分級不應小于8級,每級荷載值為宜為預估極限荷載的1/81/10,第一級的

10、加荷值可按2倍分級荷載加荷。3測讀樁沉降量的間隔時間在加每級加載后，隔5、10、15min各測讀一次，以后每隔15min測讀一次，累計1h后每隔30min測讀一次，每次測讀值記入試驗記錄表。4穩(wěn)定標準在每級荷載作用下，樁的沉降量在每1h內的沉降不超過0.1mm時，并連續(xù)出現兩次由1.5h內連續(xù)三次觀測值計算，認為已到達相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。5終止加荷的條件當荷載-沉降Q-s曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂沉降量超過40mm。S2,且經24h尚未到達穩(wěn)定。Sn25m以上的非嵌巖樁，Q-s曲線呈緩變型時，樁頂總沉降量大于6080mm。在特殊條件下，可根據具體要求加載至樁頂總沉降量大于1

11、00mm。注：Sn第n級荷載的沉降增量；Sn+i第n+1級荷載的沉降增量。卸載與卸載沉降觀測每級卸載值為每級加載值的2倍。每級卸載后隔15min測讀一次殘余沉降，讀兩次后，隔30min再讀一次，即可卸下一級荷載，全部卸載后，隔34h再讀一次，并作好詳細記錄。3單樁豎向抗拔靜載試驗方法在拔力作用下樁的破壞形式有兩種：一是地基變形帶動周圍的土體被拔出；一是樁身強度不夠，被拉裂或拉斷。1試驗設備、儀表裝置抗拔靜載試驗加載裝置，量測儀表與豎向抗壓靜載試驗相同，只是施加荷載的方向相反。試驗設備主要用油壓千斤頂，把試樁的主筋連接到傳力架上，當開動千斤頂上升，產生上拔力把錨樁拔開圖5-46。2T1DF2匚3

12、4圖5-46抗拔樁靜載試驗裝置1-鋼橫梁；2-傳力架；3-油壓千斤頂；4-木墊座；5-試樁2加載方法抗拔靜載試驗加載方式，可參照抗壓靜載試驗方法。3終止加載條件當出現以下情況之一時，即可終止加載：樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的0.9倍時；某級荷載作用下，樁頂變形量為前一級荷載作用下的5倍；累計上拔量超過100mm。單樁水平靜載試驗方法樁的水平靜載荷試驗是采用接近于樁的實際工作條件進行試驗，以確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數。當樁身埋設有應力測量元件時，可測出樁身應力變化，并由此求得樁身彎矩分布。1試驗設備與儀表裝置圖5-47進行單樁水平靜載試驗時，常采取互推法，在二根樁中間放置千

13、斤頂施加水平荷載，水平作用線應通過地面標高處地面標高應與實際工作樁基承臺底面標高一致。在千斤頂與試樁接觸處宜安置一環(huán)形較座，以保證千斤頂作用力能水平通過樁身軸線。用電動油泵加荷，用電阻應變式傳感器和電子秤控制荷載。在樁外側地面及地面以上5001000mm設置雙層大量程百分表下表測量樁身在地面處的水平位移，上表測量樁頂水平位移，根據兩表位移差可求得地面以上樁身轉角，以測定樁的水平位移。百分表的基準樁直打設在樁側面靠位移的反方向，與試樁的凈距不少于1倍試樁直徑。圖5-47單樁水平靜載荷試驗裝置1-水平試驗樁；2-油壓千斤頂；3-球較；4-墊塊;5-油壓表；6-百分表；7-基準梁；8-基準樁2加載方

14、法及終止試驗條件對于承受反復作用的水平荷載的樁基，一般采用單向多循環(huán)加卸載方法。取設計荷載2倍為預估極限荷載，取預估水平荷載的1/101/15作為每級荷載的加載增量，對于直徑3001000mm的樁，每級荷載增量可取2.520kN。每級荷載施加后，恒載4min測讀水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，至此完成一個加卸載循環(huán)，如此循環(huán)5次便完成一級荷載的試驗觀測。加載時間應盡量縮短，測量位移的間隔時間應嚴格準確，試驗不得中途停歇。對承受長期作用的水平荷載的樁基，宜采用分級連續(xù)的加載方式，各級荷載的增量同上所述，各級荷載維持10min,并記錄百分表讀數后即進行下一級荷載的試驗，如到10

15、min時的水平位移還未穩(wěn)定，則應延長該級荷載的維持時間，直至穩(wěn)定為止。其穩(wěn)定標準可參照豎向靜載試驗方法。終止試驗的條件是：當樁身折斷或水平位移超過3040mm軟土取40mm時，可終止試驗。2、動載荷試驗法動載荷試驗法又稱動力無損檢測法，是利用小錘擊打樁頂，在樁與周邊土無相對位移情況下，利用反射波測出波的信號，經過分析并將其與標準樁相比，檢測樁是否存在缺陷，并測出其位置。這是檢測樁基承載力及樁身質量的一項新技術，作為靜載試驗的補充。動測法是相對靜載試驗法而言，它是對樁土體系進行適當的簡化處理，建立起數學力學模型，借助于現代電子技術與量測設備采集樁土體系在給定的動荷載作用下所產生的振動參數，結合實

16、際樁土條件進行計算，所得結果與相應的靜載試驗結果進行比照，在積累一定數量的動靜試驗比照結果的基礎上，找出兩者之間的某種相關關系，并以此作為標準來確定樁基承載力。另外，可應用波動理論，根據波在混凝土介質內的傳播速度，傳播時間和反射情況，用來檢驗、判定樁身是否存在斷裂、夾層、頸縮、空洞等質量缺陷。單樁承載力的動測方法種類較多，國內有代表性的方法有：動力參數法、錘擊貫入法、水電效應法、共振法、機械阻抗法、波動方程法等，常用的有動力參數法和頻率法兩種。一般靜載試驗可直觀地反映樁的承載力和混凝土的澆筑質量，數據可靠。但試驗裝置復雜笨重，裝、卸、操作費工費時，成本高，測試數量有限，并且易破壞樁基。動測法試

17、驗，則儀器輕便靈活，檢測快速；單樁試驗時間，僅為靜載試驗的1/50左右；可大大縮短試驗時間；數量多，不破壞樁基，相對也較準確，可進行普查；費用低，單樁測試費約為靜載試驗的1/30左右，可節(jié)省靜載試驗錨樁、堆載、設備運輸、吊裝焊接等大量人力、物力；據統(tǒng)計，國內用動測方法的試樁工程數目，已占工程總數的70%左右，試樁數約占全部試樁數的90%，有效地填補了靜力試樁的不足，滿足了樁基工程發(fā)展的需要，因此，社會經濟效益顯著，但動測法也存在需做大量的測試數據，需靜載試驗資料來充實完善、編制電腦軟件，所測的極限承載力有時與靜載荷值離散性較大等問題。任務二樁基礎驗收樁基施工是一個多工種，多工序的作業(yè)過程，從樁

18、的制作到成樁，基礎施工，往往是幾個單位分別進行。樁的施工又是一項隱蔽工程，其質量對于建筑的安全具有極為重要的影響，因此，必須加強過程的質量檢查與驗收。1、 施工質量驗收內容預制樁或樁質量檢查重要包括制作、打入靜壓深度。停錘標準、樁位及垂直度檢查。制作應按設計圖紙制作，其偏差應符合有關標準要求；沉樁過程中的檢查項目應包括每米進展錘擊數，最后一米錘擊數，最后之際貫入度及樁尖標高、樁身架垂直度等。灌注樁的成孔質量檢查包括成孔和清孔、鋼筋籠制作及安放，混凝土攪拌及灌筑三個工序的質量檢查。成孔及清孔時，主要檢查已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度；制作安放鋼筋籠時，主要檢查鋼筋規(guī)格、焊條規(guī)

19、格與品種、焊口規(guī)格、焊縫長度、焊縫外觀和質量，主筋和箍筋的制作偏差及鋼筋籠安放的實際位置等；攪拌和灌筑混凝土時，主要檢查原材料質量與計量，混凝土配合比、塌落度、混凝土強度等。2、 質量驗收標準樁身施工后，在平面和垂直度上與設計位置的偏差，預制樁不得超過表5-22所規(guī)定的范圍，灌注樁不得超過表5-23所規(guī)定的范圍。預制樁鋼管樁允許偏差表5-22項次項目平面位置允許偏差1上面有承臺的樁：垂直承臺梁的中心線沿承臺梁的中心線100mm150mm2樁數12根或單排樁基的樁100m3樁數為320根樁基中的樁1/2樁徑或邊長4樁數大于20根樁基中的樁最外邊的樁中間的樁1/2樁徑或邊長一個樁徑或邊長灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差表523項次項目允許偏差垂直度12根單排樁基垂直于中心線和群樁基礎的邊樁條形樁基沿順樁基中心線方向和群樁基礎的中間樁1泥漿護壁成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、爆擴成孔灌注樁1/6樁徑1/6樁徑1%2沉管成孔灌筑樁1 .樁數為12