【正文】 基準(zhǔn) 支承樁 墊塊 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 10 頁 共 34 頁 可能遠(yuǎn)離主筋，嚴(yán)禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)置位移觀測點(diǎn)，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測數(shù)據(jù)失實(shí)。 試樁、基準(zhǔn)樁之間的中心距離的規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗相同，基準(zhǔn)樁需打入地面以下一定深 度（一般不小于 1m）。 沉降測量采用大量程百分表，量程（ 050mm），全程示值誤差和回程誤差分別不超過 40μm 和 8μm，相當(dāng)于滿量程測量誤差不大于%。沉降測量誤差不大于 %FS，分辨率優(yōu)于 。 二、樁頭處理： 1. 抗拔試樁樁頂部高度基本與地面高度持平，試樁主筋應(yīng)露出樁頂40cm。 2. 支撐樁主筋應(yīng)全部直通至混凝土保護(hù)層之下，如原樁身露出主筋長度不夠時，應(yīng)通過焊接加長主筋，各主筋應(yīng)在同一高度上，筋應(yīng)與原樁身主筋按規(guī)定焊接。 3. 支撐樁距樁頂 ，間距不宜大于 150mm。樁帽應(yīng)設(shè) 置鋼筋網(wǎng)片 2 層，間距 100mm。 4. 支撐樁樁頂混凝土強(qiáng)度等級宜比樁身混凝土提高 1 級，且不得低于 C30。 5. 樁帽加固圖見抗壓樁詳圖中 SZ鋼筋網(wǎng)片設(shè)置見 MP2。 三、檢測技術(shù) 單樁豎向抗拔靜載試驗宜采用慢速維持荷載法。慢速維持荷載法可按下面要求進(jìn)行。 1 加卸載分級 加載應(yīng)分級進(jìn)行，采用逐級等量加載；分級荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的 1/10，其中第一級可取分級荷載的 2 倍。終止 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 11 頁 共 34 頁 試驗后開始卸載，卸載應(yīng)分級進(jìn)行，每級卸載量取加載時分級荷載的2 倍，逐級等量卸載。 加、卸載時應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級 荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的 ?10%。 2 樁頂上拔量的測量 加載時，每級荷載施加后按第 1 4 60min 測讀樁頂沉降量，以后每隔 30min 測讀一次。卸載時，每級荷載維持 1h，按第 1 60min 測讀樁頂沉降量；卸載至零后，應(yīng)測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為 3h，測讀時間為第 1 30min，以后每隔 30min 測讀一次。 試驗時應(yīng)注意觀察樁身混凝土開裂情況。 3 變形相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 在每級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗吭诿啃r內(nèi)不超過 ，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，可 視為穩(wěn)定（由 內(nèi)的沉降觀測值計算）。當(dāng)樁頂上拔速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，再施加下一級荷載。 4 終止加載條件 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載： (1) 在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷載作用下的上拔量 5 倍。 (2) 按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計樁頂上拔量超過 100mm 時。 (3) 對于驗收抽樣檢測的工程樁，達(dá)到設(shè)計要求的最大上拔荷載值。 如果在較小荷載下出現(xiàn)某級荷載的樁頂上拔量大于前一級荷載下的 5 倍時，應(yīng)綜合分析原因。若是試驗樁，必要時可繼續(xù)加載，當(dāng) 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 12 頁 共 34 頁 樁身混凝土出現(xiàn)多條環(huán)向裂縫后，其樁頂位移會出現(xiàn)小的突變，而此時并非達(dá)到 樁側(cè)土的極限抗拔力。 5 試驗記錄 試驗資料的收集與記錄可參照豎向抗壓試驗的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 三、 檢測數(shù)據(jù)分析 1 抗拔極限承載力 單樁豎向抗拔極限承載力應(yīng)繪制上拔荷載 U 與樁頂上拔量 δ 之間的關(guān)系曲線（ Uδ ）和樁頂上拔量 δ 與時間 對數(shù) 之間的曲線（ δ lgt 曲線）。但當(dāng)上述二種曲線難以判別時，也可以輔以 δ lgU曲線或 lgUlgδ 曲線，以確定拐點(diǎn)位置。 單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定： (1) 根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定 對陡變型 Uδ 曲線，取陡升起始點(diǎn)對應(yīng)的荷載值。對于陡變型的 Uδ 曲線（如圖 54 所示），可根據(jù) Uδ 曲線的特征點(diǎn)來確定，大量試驗結(jié)果表明，單樁豎向抗拔 Uδ 曲線大致上可劃分為三段：第Ⅰ段為直線段， Uδ 按比例增加；第Ⅱ段為曲線段，隨著樁土相對位移的增大，上拔位移量比側(cè)阻力增加的速率快；第Ⅲ段又呈直線段，此時即使上拔荷載增加很小，樁的位移量仍急劇上升，同時樁周地面往往出現(xiàn)環(huán)向裂縫；第Ⅲ段起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷載值即為樁的豎向抗拔極限承載力 Uu。 (2) 根據(jù)上拔量隨時間變化的特征確定 取 δ lgt 曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值。 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 13 頁 共 34 頁 (3) 根據(jù) lgUlgδ 曲線來確定單樁豎向抗拔極限承載 力時，可取lgUlgδ 雙對數(shù)曲線第二拐點(diǎn)所對應(yīng)的荷載為樁的豎向極限抗拔承載力。當(dāng)根據(jù) δ lgU 曲線來確定單樁豎向抗拔極限承載力時，可取δ lgU 曲線的直線段的起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷載值作為樁的豎向抗拔極限承載力。 工程樁驗收檢測時，混凝土樁抗拔承載力可能受抗裂或鋼筋強(qiáng)度制約，而土的抗拔阻力尚未發(fā)揮到極限，若未出現(xiàn)陡變型 Uδ 曲線、δ lgt 曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲等情況時，應(yīng)綜合分析判定，一般取最大荷載或取上拔量控制值對應(yīng)的荷載作為極限荷載，不能輕易外推。 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 14 頁 共 34 頁 第三章 高應(yīng)變動測 一、基本原理 本次 檢測儀器采用美國樁基動力學(xué)公司生產(chǎn)的 PDA 樁基動測儀(PAK 型 )，檢測示意圖如下圖。 高應(yīng)變動力試樁的基本原理是：用重錘沖擊樁頂，使樁 土產(chǎn)生足夠的相對位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支承力，通過安裝在樁頂以下樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接收樁的應(yīng)力波信號，應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力和速度時程曲線，從而判定樁的承載力和評價樁身質(zhì)量完整性。 高應(yīng)變動力試樁示意圖 二、檢測儀器及設(shè)備： 測試儀器： PDA 打樁分析儀、 錘擊設(shè)備： 10 噸重錘 貫入度測量儀器：精密水準(zhǔn)儀，銦鋼尺 分析設(shè)備及分析軟 件：筆記本電腦、 CAPWAP 軟件 三、檢測時間： 高應(yīng)變測試在靜載試驗前檢測。 四、現(xiàn)場檢測： 樁頭加固處理 打印結(jié)果樁身樁身重錘1 F12F2 結(jié)果輸出信號輸入波形繪制數(shù)據(jù)處理高應(yīng)變打樁分析儀參數(shù)設(shè)定 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 15 頁 共 34 頁 具體見抗壓靜載試驗試樁樁頂加固方案。 錘擊裝置安裝 為了減小錘擊偏心和避免擊碎樁頭，我們將保證錘擊裝置與樁身對中且平穩(wěn)地沖擊樁頂。 傳感器安裝 為了減小錘擊在樁頂產(chǎn)生的應(yīng)力集中和對錘擊偏心進(jìn)行補(bǔ)償，傳感器會安裝在距樁頂一定的距離以下，一般取 倍樁徑。檢測時將對稱安裝沖擊力 F 和樁身質(zhì)點(diǎn)速度 v 傳感器各兩個，傳感器安裝見下圖： 樁墊 或錘墊 本項目將采用自由落錘裝置，樁頭頂部設(shè)置樁（錘）墊，可采用10～ 30mm 厚的木板或膠合板等材料。 a) 檢查和確認(rèn)儀器的工作狀態(tài) b) 高應(yīng)變檢測時，一般情況下樁頭不宜重復(fù)多次錘擊，因此檢測≦2 BB70 177。 107 6 .2 177。 1 .638 177。 10混凝土方樁≦2 D管樁70 177。 10B7 6 .2 177。 1 .638 177。 10H型鋼 樁≦2 B7 6 .2 177。 1 .638 177。 10D應(yīng)變式力傳感器加速度傳感器應(yīng)變式力傳感器加速度傳感器應(yīng)變式力傳感器加速度傳感器應(yīng)變式力傳感器應(yīng)變式力傳感器加速度傳感器加速度傳感器落錘70 177。 101/2rr加速度傳感器傳感器安裝示意圖 （單位： mm） 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 16 頁 共 34 頁 工程師會在錘擊前檢查和識別儀器的工作狀態(tài)。主要是：利用儀器內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號觸發(fā)所有測試通道進(jìn)行自檢，以確認(rèn)包括傳感器、連接電纜在內(nèi)的儀器系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。 c) 重錘低擊 采用自由落錘，確保重錘低擊，最大錘擊落距不宜大于 。 檢查采集數(shù)據(jù)質(zhì)量 檢測時應(yīng)及時檢查采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量；每根受檢樁記錄的有效錘擊信號應(yīng)根據(jù)樁頂 最大動位移 ﹑ 貫入度以及樁身最大拉、壓應(yīng)力和缺陷程度及其發(fā)展情況綜合確定。 發(fā)現(xiàn)測試波形紊亂，應(yīng)分析原因；樁身有明顯缺陷或缺陷程度加劇，應(yīng)停止檢測。 四、數(shù)據(jù)分析 實(shí)測曲線擬合法判定單樁承載力 實(shí)測曲線擬合法是通過波動問題數(shù)值計算，反演確定樁和土的力學(xué)模型及其參數(shù)值。其過程為：假定各樁單元的樁和土力學(xué)模型及其模型參數(shù)，利用實(shí)測的速度（或力、上行波、下行波）曲線作為輸入邊界條件，數(shù)值求解波動方程，反算樁頂?shù)牧Γɑ蛩俣?、下行波、上行波）曲線。若計算的曲線與實(shí)測曲線不吻合，說明假設(shè)的模型或其參數(shù)不合理，有針對性 地調(diào)整模型及參數(shù)再行計算，直至計算曲線與實(shí)測曲線（以及貫入度的計算值與實(shí)測值）的吻合程度良好且不易進(jìn)一步改善為止。我們會主要從以下幾個方面保證曲線擬合的質(zhì)量： （ 1） 所采用的力學(xué)模型應(yīng)明確合理，樁和土的力學(xué)模型應(yīng)能分別反映樁和土的實(shí)際力學(xué)性狀，模型參數(shù)的取值范圍應(yīng)能限定。 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 17 頁 共 34 頁 （ 2） 擬合分析選用的參數(shù)應(yīng)在巖土工程的合理范圍內(nèi)。 （ 3） 曲線擬合時間段長度在 t1+2L/c 時刻后延續(xù)時間不應(yīng)小于20ms； （ 4） 各單元所選用的土的最大彈性位移值不應(yīng)超過相應(yīng)樁單元的最大計算位移值。 （ 5） 擬合完成時，土阻力響 應(yīng)區(qū)段的計算曲線與實(shí)測曲線應(yīng)吻合，其他區(qū)段的曲線應(yīng)基本吻合。 （ 6） 貫入度的計算值應(yīng)與實(shí)測值接近。 樁身完整性判定 高應(yīng)變法檢測樁身完整性具有錘擊能量大，可對缺陷程度定量計算，連續(xù)錘擊可觀察缺陷的擴(kuò)大和逐步閉合情況等優(yōu)點(diǎn)。樁身完整性判定可采用以下方法進(jìn)行： （ 1） 采用實(shí)測曲線擬合法判定時，擬合所選用的樁土參數(shù)應(yīng)按承載力擬合時的有關(guān)規(guī)定；根據(jù)樁的成樁工藝，擬合時可采用樁身阻抗擬合或樁身裂隙（包括混凝土預(yù)制樁的接樁縫隙）擬合。 （ 2）樁身完整性系數(shù)β和樁身缺陷位置 x 按下述公式計算。 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?x1x1x1xx1 2 tVtVZtFtF tVtVZRtFtF ???? ??????? 2 1x ttcx ??? 式中 x──樁身缺陷至傳感器安裝點(diǎn)的距離； tx──缺陷反射峰對應(yīng)的時刻； Rx──缺陷以上部位土阻力的估計值，等于缺陷反射波起始點(diǎn)的力與速度乘以樁身截面力學(xué)阻抗之差值， 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 18 頁 共 34 頁 樁身完整性判定 類別 β值 Ⅰ β＝ Ⅱ ≤β＜ Ⅲ ≤β＜ Ⅳ β＜ 五、檢測報告： 檢測報告給出的信息： （ 1） 工程概述； （ 2） 檢測方法、原理、儀器設(shè)備（錘重）和過程的敘述； （ 3） 巖土工程條件； （ 4） 受檢樁的樁號、樁位平面圖，復(fù)打休止時間； （ 5） 計算中實(shí)際采用的樁身波速值和 Jc值； （ 6） 實(shí)測曲線擬合法實(shí)測曲線、擬合曲線、模擬靜載曲線、土阻力沿樁身分布圖 ； （ 7） 實(shí)測貫入度； （ 8）所采用的樁錘型號、樁身完整性； （ 9）樁承載力和完整性等檢測結(jié)論。 六、 測試成果及期限 1. 高應(yīng)變測試提供如下成果：實(shí)測曲線擬合法的實(shí)測 Fv 曲線，擬合曲線、模擬靜載 Qs 曲線、土阻力沿樁身分布圖。 2. 試驗結(jié)束出場后一天內(nèi)提供速報，全部的檢測工作結(jié)束后七天內(nèi)提供正式報告。 注：需委托方在現(xiàn)場檢測前提供地質(zhì)勘察報告、成樁記 錄和樁位平面圖，以供現(xiàn)場檢測安排，數(shù)據(jù)分析參考。 中國 2020 上海世博會公共活動中心工程樁基檢測試驗方案 第 19 頁