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桩基检测办法


桩的试验与检测
一,桩的质量检验和动力法测定竖向承载力 1.概述 桩基础是建筑结构工程重要的基础形式之一又是隐蔽工程,为了保证 桩基础的安全可靠,质量检验至关重要.

和欢迎.

荷载一般加到设计荷载的 1.5~2.0 倍,或视设计要求而定. 动力试桩,根据作用在桩顶上能量大小,分为高,低应变两种方法.

桩顶

产生大于 2.5mm 贯入度,称为高应变法;反之,作用在桩上的能量小, 未能使桩土之间产生相对位移的则称为低应变法. 目前高应变有动力打桩公 式法; 波动方程分析法; 凯司法; 波形拟合法; 锤击贯入法和静动测桩法等. 低应变法有机械阻抗法;水电效应法;反射波法;动力参数法;声波透射法 等. 动力试桩和静荷载试验比较有许多优点,但是动力试桩是用瞬时的动



当作用在桩顶上的能量较大, 能使桩土之间产生一定的塑性相对位移的, 即





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和桩身结构完整性,程序是设计—施工—抽检.控制检验主要采用动力法,

W.

检验是对工程桩按一定比例数进行随机抽检, 检验承载力是否满足设计要求

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行,采用静荷载试验方法,荷载加到破坏荷载,得到单桩极限承载力;控制

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是为设计者提供桩承载力设计依据,一般是在预先专门制作的试验桩上进

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桩承载力检验,一般分别在设计和控制两个阶段进行.设计检验目的

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CO

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桩动力检验法具有费用低,快速和轻便等优点,逐渐受到广泛的重视

荷载预测桩的长期荷载,不如静荷载试验直观,明确.同时各种动测方法都 是以一定计算模型为基础,对桩,土各种参数的假定进行实测和检验,其动 测结果的准确不仅取决于电子仪器可靠性和正确使用, 参数选用和波形判断 在很大程度上还依赖于检测人员的经验. 所以目前动力试桩还只用于控制性 试桩,即事后检验.要做到事前防范出质量事故,工程人员必须对各种桩型 在施工中容易出现的质量问题有充分了解和严格灌注桩成孔后的质量检验.

须执行广州市建委"穗建筑[1998]238 号文:关于印发《广州地区工

结构完整性的承载力检测(表 1) . c.基坑工程临时结构的支护桩或地下连续墙应按下列要求进行检测:

且不少于 5 根. 当低应变动测法检测结果发现桩身存在较严重缺陷可能影响 桩的水平抗力时,应采用钻孔抽芯法进行补充检测,检测数为总桩数为 1%, 且不少于 3 根(一桩一孔) . (2)地下连续墙宜采用声波透射法检测,检测槽段数为总槽段数的 10%,且不少于 3 个槽段. d.承受水平荷载的桩基工程,应进行单桩静力水平荷载试验,试验桩



(1)排桩的结构完整性采用低应变动测法,检测数为总桩数的 10%,





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b.承受竖向荷载的工程桩和地下连续墙应按本办法附表的要求进行

W.

蔽工程验收,施工部门不得进行下一工序的施工,质监站对工程不予验收.

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检测许可证的检测单位进行检测,并取得"合格"的认证.否则,不办理隐

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a.桩基(含支护桩)及地下连续墙工程完成后,必须由具有广州地区

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程桩(含支护桩)及地下连续墙质量检测办法》的通知" ,其规定如下:

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2.广州地区对工程桩(含支护桩)及地下连续墙质量检测有关规定:

数为总桩数的 1%,且不少于 2 根. e.承受抗拔荷载的桩基工程,应进行单桩静力抗拔荷载试验,试验桩 数为总桩数的 1%,且不少于 2 根. f.检测试验工作引用和执行下列标准: (1)静荷载(含竖向荷载,抗拔荷载,抗水平荷载)试验执行国家 标准《建筑地基基础设计规范》 (GBJ7-89)或国家行业标准《建筑桩基技术

(2)低应变动测法和声波透射法参照国家行业标准《基桩低应变动

(CECS03:88) ,国家标准《岩土工程勘察规范》 (GB50021-94)《建筑地基 , 基 础 设 计 规 范 》 GBJ7-89 ) 《 地 基 与 基 础 工 程 施 工 及 验 收 规 范 》 ( ,

g.凡在广州地区承担桩基(含支护桩)及地下连续墙质量检测任务的 单位, 必须持广州市建委颁发的检测许可证, 并按核定的检测业务范围进行 检测, 检测报告必须附检测许可证复印件. 尚未在广州市建委办理注册登记 领取检测许可证的检测单位不得在广州地区开展检测业务, 否则, 其出具的 各种检测报告,质量监督部门不予认定. h.检测过程中,对检测结果有争议时,必须由省检测中心或广州地区



(GBJ202-83)《混凝土结构工程施工及验收规范》 , (GB50204-92) .





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(DZ/T0155-95)附录 D(抽芯取样) 《钻芯法检测混凝土强度技术规程》 ,

W.

(4)钻孔抽芯法执行国家行业标准《钻孔灌注桩施工规程》

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规程》 (JGJ106-97) .

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(3)高应变动力试桩法执行国家行业标准《基桩在高应变动力检测

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测规程》 (JGJ93-95/T) .

G.

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规范》 (JGJ94-94) .

建设工程质量安全检测中心进行重新检测裁决. 3.成桩质量检验 3.1 钻芯法 钻取桩身混凝土芯样进行状态和强度检验,是一种较可靠,直观的方 法.状态检验是指桩身是否有断桩,尖泥,混凝土密度,松散离析,局部缺 陷以及桩底岩层是否符合设计要求,有无软弱夹层,以及沉渣厚度等.强度

计强度要求.

钻芯法是半破损检验法,用岩芯钻具从桩顶沿桩身直至桩尖下 1.5 倍 桩径处钻孔,钻头应是金刚石或符合国家专业标准人造金刚石薄壁钻头 (ZB400-85)要求的钻头进行取样,同时应采用双套管结构.本法,一般只

1 桩 2 孔,当桩径大于 2 米时,宜 1 桩 3 孔,钻芯孔的直径不得小于 100mm. 3.2 低应变动力试桩 3.2.1 声波透射法

声波在正常混凝土中传播的波速一般在 3000~4200m/s 之间,当传播 路径上迂到混凝土有裂缝,夹泥和密实度差等缺陷时,声波将发生衰减,部 分绕过缺陷前进,传播时间延长,波速减小,即产生漫射现象.而迂有空洞 的空气界面要产生反射和散射, 使波的振幅减小, 缺陷破坏了混凝土连续性, 使波传播路径复杂化,引起波形畸变.所以声波在有缺陷混凝土传播时,振 幅减小,波速降低,波形畸变. 本法适用于检测桩径大于 0.6m 混凝土灌注桩的完整性. 声波透射法检测仪包括发射和接收探头, 声波脉冲发生器, 放大整形,







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W.

用于大直径桩,桩径为小于 1.2 米时,宜 1 桩 1 孔;桩径为 1.2~2 米时,宜

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G.

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检验是切取混凝土芯样在压力机上进行抗压强度试验, 看混凝土是否达到设

显示和计算机.被检测的桩要预埋垂直测管,用单探头时,埋设一根测管, 用双探头,至少埋没二根测管,管的下口封死,测试时管内注满水或机油作 为声耦合剂;预埋测管数量根据桩径大小而异(图 1) ,桩径 0.6~1.0m 应埋 设双管;1.0~2.5m 应埋设三根管;桩径 2.5m 以上应埋设四根管.

3.2.2 动力参数法

料时, 频率一初速法可用于推算不同工艺成桩的摩擦桩和端承桩的竖向承载

(图 2) .

频率法的仪器设备基本上与频率一初速法一致,但激振设备可采用穿

不同.

施测前应清除桩身上段浮浆及破碎部份,凿平桩顶中心部分,并用粘 结剂粘贴一块钢垫板,待其固化后方可施测;钢垫板中心应钻一盲孔(见图 2 略) .



心锤也可采用 20~200kg 的铁球;其单桩竖向承载力推算值与频率一初速法





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记录及处理器; 激振设备宜采用带导杆的穿心锤, 穿心锤底面应加工成球面

W.

仪器设备包括竖,横两向兼用的速度型传感器. 滤波及放大器;采集,

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土中长度不宜大于 40m,也不宜小于 5m.

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作为计算依据, 其中主要包括地质剖面图及各地层的内摩擦角和重度; 桩在

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力. 频率法的适用范围限于摩擦桩, 并应有准确的地质勘探及土工试验资料

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本法分为频率一初速法和频率法.当有可靠的同条件动静试验对比资

3.2.3 机械阻抗法 机械阻抗法是用理论计算和实验测试相结合的结构动态分析方法.对 于简单结构,可以建立振动方程求解,而复杂的桩一土系统,振动方程难于 建立;用机械阻抗法进行桩的检测或动态特性分析是低应变法中理论较完 善,结论较可靠的方法.它是在动态力(输入)和桩一土系统响应(输出) 为已知情况下,识别桩身结构完整性,如作出断桩,缩颈,扩颈,混凝土离

本方法有稳态激振和瞬态激振两种方式,适用于检测桩身混凝土的完

3) ;信号处理分析的记录设备可采用磁记录器,X-Y 函数记录器,与计算机 配合的笔式绘图仪或打印机;以及稳态激振设备及瞬态冲击装置等.

为 0.6~1.5m 时应布置 2~3 个测点; 桩径大于 1.5m 时, 应在互相垂直的两个 径向布置 4 个测点;在桥梁桩基础测试中,当只布置 2 个测点时,应位于顺 流向的两侧;当布置 4 个测点时尚应顺桥纵轴方向两侧再增加 2 个测点. 稳态分析和瞬态激振机械阻抗法,虽然试验方法不一样,但通过试验 结果的分析和计算,均可对桩身结构完整性进行判断,如:完整桩,断桩, 缩颈,扩颈,离析,桩底沉渣情况等.



桩的振动响应测试点:当桩径小于 60cm 时,可布置 1 个测点;桩径





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设备可以采用专用的机械阻抗测试设备也可采用通用测试仪器组试装置 (图

W.

其仪器设备包括接收传感器——力传感器,测量响应的传感器;测试

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比值应小于 30;对于磨擦端承桩或端承桩其比值可小于 50.

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资料时, 本法可用于推算单桩的承载力. 本法有效测试范围为桩长与桩径之

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整性, 推定缺陷类型及其在桩身中的部位. 当有可靠的同条件动静对比试验

G.

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析和空洞等缺陷的判断.

3.2.4 反射波法(包括通常的动力参数法,地震波法,锤击法,球击 法等) 将桩视为一维弹性杆,当桩顶作用一脉冲力后,便有应力波沿桩身传 播,迂到波阻抗(ρAC)变化处将产生反射和透射,应力波反射和透射能量 大小,取决于两种介质波阻抗大小,两种介质波阻抗相差愈大,反射能量愈 大,透射能量愈小;两种介质波阻抗相差愈小,透射能量愈大,反射能量愈

根据以上原理,本法可适用于检测桩身混凝土的完整性,推定缺陷类

被测的桩应凿去浮浆,平整桩头,切除外露过长的主钢筋,每个检测 工地均应进行激振方式和接收条件的选择试验, 确定最佳的激振方式和接收

桩径大于 350mm 的桩可安置两个或多个传感器. 3.3 高应变动力检测 3.3.1 适用范围及具备条件 a.委托单位应提供下列资料 (1)工程名称及建设,设计,施工单位名称; (2)试桩区域内建筑场地的工程地质勘察报告;



条件.激振点宜选择在桩头中心部位,传感器应稳固地安置在桩头上,对于





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以上,可以做反射波法.

W.

备和专用附件组成. 将瞬态机械阴抗法桩基检测仪的采样频率加大到 20KHZ

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仪器设备由传感器和放大,滤波,记录,处理,监视系统以及激振设

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出估计.

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型及其在桩身中的位置. 也可对桩长进行核对, 对桩身混凝土的强度等级作

G.

CO

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小;波阻抗无变化的,能量完全透射,不存在反射.

(3)桩基础施工图; (4)工程桩施工记录; (5)试桩桩身混凝土强度试验报告; (6)试桩桩顶处理前,后的标高. b.检测结果可用于下列工作: (1)监测预制桩打入时的桩身应力与桩锤效应,选择沉桩设备与工

(2)选择合理的桩型和桩长;

3.3.2 仪器及设备

检测仪器包括:数据采集装置,力传感器,加速度计以及锤击设备,

3.3.3 测试要点 a.一般规定

当检测承载力时,从设桩至检测(或复打)的休止时间应符合下列规 定: (1)预制桩不应少于表 2 中规定的时间:



精密水准仪或激光变形仪等. (见图 4)





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根.本法属非破损检验,可选用工程桩进行.

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相同,同一单位施工的基桩,检测桩数不宜少于总桩数的 2%,并不得少于 5

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c.进行单桩承载力检测时,对工程地质条件,桩型,成桩机具和工艺

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试验的 Q-S 曲线等.

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(3)采用实测曲线拟合法估计桩侧与桩端土阻力分布,模拟静载荷

G.

CO

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艺参数;

休止时间(d) 土的类别 砂土 粉土 粘性土 非饱和 饱和 休止时间 7 10 15 25

表2

(2)混凝土灌注桩应在混凝土达到设计强度等级,并不应少于表 2

(3)预制桩承载力的时间效应可通过复打确定; (4)为确保采集到可靠的数据,即使对于灌注桩,每根桩检测时应 记录的有效锤击数也不得只有一击.具体应记录的有效锤击数可参照表 3 取定;

有效锤击次数 检测目的 基桩检测

W.

ZH

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ON

G.

CO

中规定的时间;

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表3 有效锤击次数 2~3 击 2~3 击 收锤前 3 阵 1阵

(5)采用自由落锤为锤击设备时,宜垂锤低击,最大锤击落距不宜 大于 2.50m. b.准备工作 检测前应对混凝土灌注桩,桩头严重破损的混凝土预制桩和桩头已出 现屈服变形的钢桩进行修复或加固处理; 桩顶应设置桩垫, 并根据使用情况 及时更换. c.传感器安装





施工监控



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桩型 灌注桩 预制桩(复打) 预制桩(初打) 预制桩(复打)

为监视和减少可能出现的偏心锤的影响,检测时应安装应变传感器和 加速度传感器各两只; 传感器应分别对称安装于桩顶以下桩身两侧, 其与桩 顶之间的垂直距离, 对一般桩型不宜小于 2d (或 2 倍边长) 对于大直径桩, ; 不得小于 1d(或边长) ;上述两种传感器的中心应位于同一水平线上,其水 平距离不宜大于 10cm. d.测试技术要求

塑性变形,单击贯入变不宜小于 2.5mm,但也不宜大于 10mm;

3.4.1 声鼓掌分析: 类别 优良 良好 中等 较差 差 3.4.2 频谱分析: 好桩





声速 m/sec >4120 3300~4120 2750~3300 1920~2750 <1920

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3.4 桩质量检验标准:

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垫厚度,但应能测到明显的桩底反射信号.

ZH

(3)当仅检验桩身结构完整性时,可减轻锤重,降低落距,减少桩

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明显缺陷或缺陷程度加剧,应停止检测,进行检查;

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(2)及时检查采集数据的质量.如发现测试系统出现问题,桩身有



G.

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(1)检测时宜实测每一锤击力作用下桩的贯入度,为使桩周土产生

砼参数强度 # >250 (>C23) # 200~250 (C18~C23) 150~200 (C13~C18) >100 (>C8) <100 (<C8)
# # #

频谱图为单峰: A1>A2 时; A2/A1<0.1 时;

图象为双峰式多峰时 好桩但有异常情况

有轻微断裂或离晰现象 断裂桩 3.4.3 桩质量分类 I 类桩:桩身砼完整性好. Ⅱ类桩:桩身砼基本完整.

A1>A2,A2/A1=0.1~0.5 时; A1<A2

Ⅲ类桩:桩身砼完整性较差.

3.4.4 经低应变动力试桩,现场波形实测,判断桩的完整性和预估桩

载试验更集中的是探讨浅层地基的力学性能, 其目的是通过试验确定单桩的 横向承载力和地基土的横向抗力系数, 在有内埋元件的桩中, 尚可求得桩身

特点. 有关的试验方法有些类同抗压静荷试验, 施加荷载的方向从抗压改为 抗拔. 桩在外荷载作用下的破坏包含桩本身的材料强度破坏和地基土的强 度破坏. 2.单桩竖向抗压静载试验 2.1 试验目的:



弯矩分布.抗拔荷载试验以斜向拉拔,斜桩竖拔,竖桩竖拔为其试验的技术





WW

本而且可靠的方法.在工程实践中,以承受竖向荷载为主的桩居多.横向荷

W.

桩的现场静载试验是获得桩的轴向抗压,抗拔以及横向承载力的最基

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1,概述

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二,桩的现场静载试验

ON

的承载力.

G.

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M

Ⅳ类桩:桩身砼完整性差.

采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法,确定单桩竖向 (抗压)极限承载力,作为设计依据,或对工程桩的承载力进行抽样检验和 评价.当埋设有桩底反力和桩身应力,应变测量元件时,尚可直接测定桩周 各土层的极限侧阻力和极限端阻力. 除对于以桩身承载力控制极限承载力的 工程桩试验加载至承载力设计值的 1.5~2 倍外,其余试桩均应加载至破坏. 2.2 试验装置

一般采用油压千斤顶加载,千斤顶的加载反力装置,可根据现场实际

降一般采用百分表或电子位移计测量. c.试桩,锚桩(压重平台支墩)和基准桩之间的中心距应符合表 4 的



规定.



试桩,锚桩和基准桩之间的中心距离



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采用联于千斤顶的压力表测定油压, 根据千斤顶率定曲线换算荷载. 试桩沉

W.

荷载可用放置于千斤顶上的应力环,应变式压力传感器直接测定,或

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b.荷载与沉降的量测仪表

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装置;③锚桩压重联合反力装置.

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条件取下列三种形式之一:①锚桩横梁反力装置(图 5) ;②压重平台反力

G.

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a.加载装置

表4

试桩与锚桩(或压 试桩与基准桩 基准桩与锚桩(或压 重平台支墩边) 重平台支墩边) 锚桩横梁反力装置 ≥4d 且 ≥4d 且 ≥4d 且 压重平台反力装置 ≮2.0m ≮2.0m ≮2.0m 注:d—试桩或锚桩的设计直径,取其较大者(如为扩底桩时,试桩与锚桩中心 距不应小于 2 倍扩大端直径) .

反力系统

2.3 试桩制作要求 (1)试桩项部一般应予加强,可在桩顶配置加密钢筋网 2~3 层或以 薄钢板圆筒作成加劲筋与桩顶混凝土浇成一体,用高标号砂浆将桩顶抹平. 对预制桩,如桩顶无破损可不作处理; (2)试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致.为缩短养护 时间,可适当提高混凝土强度等级或掺入早强剂;

提下,对于砂类土,不应少于 10d;对于粉土和粘性土,不应少于 15d;对

虑缩短试验时间,对于工程桩的检验性试验,可采用快速维持荷 载法,即 一般每隔一小时加一级荷载.

4.单桩水平静载试验(略) .



3.单桩竖向抗拔静载试验(略) .





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特征可采用多循环加,卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零) .当考

W.

级荷载,直到试桩破坏,然后分级卸载到零.当考虑结合实际工程桩的荷载

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采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一

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2.4 试验加载方式

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于淤泥或淤泥质土,不应少于 25d.

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(3)从成桩列开始试验的间歇时间:在桩身强度达到设计要求的前

附表:

承受竖向荷载的工程桩和地下连续墙检测选择表
序 号 1 2 桩型 完整性检测 方法和数量 承载力检测方法和数量 单桩坚向承载力已通过静荷试 验确定 高应变动力试桩法, 抽检数 2%, 不少于 5 根 静荷试桩,抽检数为 1%,不少 于 3 根; 或高应变动力检测, 抽 检数为 2%,不少于 5 根 静荷试桩,抽检数为 1%,不少 于 3 根; 或高应变动力试桩, 抽 检数 2%,不少于 5 根

表1

3

6

1, 声波透射法抽检槽段 30%;2,钻孔抽芯法抽 检数为 3%, 不少于 3 个 槽段 注:采用静载试验,工程总桩数 50 根由应不少于 2 根.
14

机械成槽 地下连续墙







5

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W.

4

低应变动测法抽检 15%,不少于 15 根;或 钻孔抽芯法抽检 3%, 不 少于 3 根 冲,钻孔桩,人工挖孔桩 1,声波透射法检测数 静荷试验抽检数为 1%, 不少于 3 (1200mm<直径<2500mm) 20%, 余下的 80%用低应 根 变动测法检测; 钻孔 2, 抽芯法抽检数 3%, 不少 于3根 冲, 钻孔桩, 人工挖孔桩 (直 1,声波透射法检测数 径≥2500mm) 100%; 钻孔抽芯法抽 2, 检数 3%,不少于 3 根

冲,钻孔桩,人工挖孔桩 (800mm≤直径≤1200mm)

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NG

预制打入桩 (包括混凝土方 低应变动测法抽检数为 桩,预应力管桩和钢桩) 10%,且不少于 10 根 沉管灌注桩和桩径<800mm 低应变动测法抽检数为 的钻孔桩 20%,且不少于 10 根

备 注 单桩竖向承载力未 通过静荷试验确定 静荷试桩, 抽检 1%, 低应变检测发现完整性不合格的桩 不少于 3 根 应进行承载力检验或补强处理 静荷试桩,抽检数 低应变检测发现完整性不合格的桩 为 1%,不少于 3 根 应进行承载力检验或补强处理 静荷试桩抽检数 1%,不少于 3 根 1, 低应变检测发现完整性不合格的 桩,应用钻芯法验证;2,单桩单柱 的桩基低应变动测法抽检数应为 100% 因试验荷载太高或试验设备无法进 场时,钻孔抽芯抽检数为 5%,不少于 5根

ZH

.C O

M

静荷试验抽检数为 1%,不少于 3 根

1,宜进行岩基原位试验确定持力 层;2,每根桩应进行超前钻;3, 无条件进行声波透射法检测时,钻 孔抽芯数为 10%

注: 1,有特殊要求的桩基工程,未列入附表中的其它桩型或有争议的桩基工程检测方 法和检测数量由质监部门组织设计,监理和检测人员共同研究确定; 2,检测桩号,连续墙的段号由质监部门组织设计,监理人员共同研究选定; 3,声波透射法埋置声测管的数量应根据桩径大小或连续墙厚度确定,桩径≤1.4 米宜埋设 2 根,桩径≤2.5 米宜埋设 3 根,桩径>2.5 米以上应埋设 4 根或 5 根;连续墙 检测的声测管距离不宜大于 2.0 米. 4,钻孔抽芯的钻孔数根据桩径大小确定,桩径小于 1.2 米时,宜 1 桩 1 孔;桩径 为 1.2~2.0 米时,宜 1 桩 2 孔,当桩径大于 2 米时,宜 1 桩 3 孔.钻芯孔的直径不得小 于 100 毫米. 5,I,II 级建(构)筑物的桩基可直接按附表规定进行检测,III 级建筑物的桩 基检测方法与附表规定相同,但抽检数可适当减少,具体数量由质监人员酌情确定.







WW

W.
15

ZH

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G.

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