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建筑桩基检测规范建筑桩基检测规范是为了确保建筑物地基基础的安全性、可靠性和耐久性而制定的技术标准。其主要内容包括对桩基施工质量的检测方法、技术要求及评价标准等,旨在通过科学手段验证桩基承载力是否满足设计要求,同时检查桩身完整性以避免潜在安全隐患。
桩基检测的主要内容1.承载力检测:通过静载试验或高应变法测试单桩竖向抗压、抗拔和水平承载能力,确保桩基能够承受上部结构荷载。2.桩身完整性检测:利用低应变反射波法、声波透射法或钻芯取样等方式评估桩身是否存在裂缝、缩颈、离析等缺陷。3.桩长与桩径检测:采用超声波、电磁波或钻探技术测量实际成桩尺寸是否符合设计要求。4.桩底沉渣厚度检测:确保桩端嵌入持力层深度足够且无过多沉渣影响承载性能。
检测方法选择根据工程特点、地质条件及桩型选择合适的检测方法。例如,对于大直径灌注桩,通常结合声波透射法与低应变法进行综合评价;而对于小直径预制桩,则更多依赖静载试验验证承载力。
规范意义严格执行桩基检测规范有助于发现施工过程中的质量问题,及时采取补救措施,从而保障建筑物整体结构安全。此外,规范还为工程质量验收提供了明确依据,促进了行业技术水平提升。在实际应用中,需结合具体项目情况灵活运用各项检测技术,并注重数据真实性和分析准确性。
3.3.4 “三桩或三桩以下的柱下承台抽检桩数不得少于1根”的规定涵盖了单桩单柱应全数检测之意。按设计等级、地质情况和成桩质量可靠性确定灌注桩抽检比例大小,符合惯例,是合理的。端承型大直径灌注桩一般设计承载力高,桩身质量是控制承载力的主要因素;随着桩径的增大,尺寸效应对低应变法的影响加剧,而钻芯法、声透法恰好适合于大直径桩的检测(采用钻芯法还可同时检测桩端持力层和沉渣厚度)。同时,对大直径桩采用联合检测方式,多种方法并举,可以实现低应变法与钻芯法、声透法之间的相互补充或验证,提高完整性检测的可靠性。
常见的干作业灌注桩是人工挖孔桩。当在地下水位以上施工时,终孔后可派人下孔核验桩端持力层;因能保证清底干净和混凝土灌注质量,成桩质量比水下灌注桩可靠。同样,混凝土预制桩由于工厂化生产,桩身质量较有保证,缺陷类型远不如灌注桩复杂,且单节桩不存在接头质量问题,主要是桩身开裂。对多节预制桩,接头质量缺陷是较常见的问题,在无可靠验证对比资料和经验时,低应变法对不同形式的接头质量判定尺度较难掌握。所以,当对预制桩的接头质量有怀疑时,宜采用低应变法与高应变法相结合的方式进行检测。当对复合地基中类似于素混凝土桩的增强体进行检测时,抽检数量应按《建筑地基处理技术规范》JGJ79规定执行。
3.3.5桩基工程属于一个单位工程的分部(子分部)工程中的分项工程,一般以分项工程单独验收。所以本规范限定的工程桩承载力验收检测范围是在一个单位工程内。本条同时规定了在何种条件下工程桩应进行单桩竖向抗压静载试验及抽检数量低限。其中前三款规定条件与3.3.1条基本相同。现对第4款增加条件说明如下:
挤土群桩施工时,由于土体的侧挤和隆起,质量问题(桩被挤断、拉断、上浮等)时有发生;尤其是大面积密集群桩施工,再加上施打顺序不合理或打桩速率过快等不利因素,常引发严重的质量事故。有时施工前虽做过静载试验并以此作为设计依据,但因前期施工的试桩数量毕竟有限,挤土效应并未充分显现,施工后的单桩承载力与施工前的试桩结果相差甚远,对此应给予足够的重视。
3.3.6高应变法在我国的应用不到二十年,目前仍处于发展和完善阶段。作为一种以检测承载力为主的试验方法,尚不能完全取代静载试验。该方法的可靠性的提高,在很大程度上取决于检测人员的技术水平和经验,绝非仅通过一定量的静动对比就能解决。由于检测人员水平、设备匹配能力、桩土相互作用复杂性等原因,超出高应变法适用范围后,静动对比在机理上就不具备可比性。如果说“静动对比”是衡量高应变法是否可靠的唯一“硬”指标的话,那么对比结果就不能只是承载力数值的比较,还应比较动测得到的桩的沉降和荷载传递特性是否合理。因此,对本条关于高应变法可作为“竖向抗压承载力验收检测的补充”条件的理解,不应是狭义的“静动对比”;同时,在不受第3.3.5条规定条件限制时,尽管允许采用高应变法进行验收检测,但并不意味着不需积累验证资料和提高技术水平。尤其针对灌注桩检测中,实测信号质量有时不易保证,分析中不确定因素多的情况,本规范第9.1.2~9.1.3条对此已提出了相应要求。
3.3.7端承型大直径灌注桩(事实上对所有高承载力的桩),往往不允许任何一根桩承载力失效,否则后果不堪设想。由于试桩荷载大或场地限制,有时很难甚至无法进行单桩竖向抗压承载力静载检测。对此,本条规定实际是对第3.3.5条的补充,体现了“多种方法配合,优势互补”的原则。如终孔后混凝土灌注前的桩端持力层鉴别、深层平板载荷试验,混凝土灌注后的钻芯法沉渣厚度测定、桩端持力层钻芯鉴别(包括动力触探,标贯试验、岩芯试件抗压强度试验),有条件时可预埋荷载箱进行桩端载荷试验等。
当单位工程的钻芯法抽检数量不少于总桩数的10%,且不少于10根时,可认为既满足了本条的要求,也满足了第3.3.4条注1的要求。
3.3.8对于上覆竖向荷载不大的构筑物,如烟囱、埋深及水浮力大的地下结构、送电线路塔等基础中的桩、荷载最大利组合为拔力或推力,承载力静载试验以竖向拔桩或水平推桩为主,并排所有的工程桩承载力检验都要做竖向抗压试验。
3.4 验证与扩大检测
3.4.1~3.4.5 这五条内容针对检测中出现的缺乏依据、无法或难于定论的情况,提出了可用的验证检测原则。应该指出:桩身完整性不符合要求和单桩承载力不满足设计要求是两个独立概念。完整性为Ⅰ类或Ⅱ类而承载力不满足设计要求显然存在结构安全隐患;竖向抗压承载力满足设计要求而完整性为Ⅲ类或Ⅳ类也可能存在安全和耐久性方面的隐患。如桩身出现水平整合型裂缝(灌注桩因挤土、开挖等原因也常出现)或断裂,低应变完整性为Ⅲ类或Ⅳ类,但高应变完整性可能为Ⅱ类,且竖向抗压承载力可能满足设计要求,但存在水平承载力和耐久性方面的隐患。
3.4.6~3.4.7 扩大检测数量宜根据地质条件、桩基设计等级、桩型、施工质量变异性等因素合理确定,并应经过有关各方确认。
3.5 检测结果评价和检测报告
桩身完整性类别划分过去在国内一直未统一,其表现为划分的依据、类(级)别及名称三个方面。在划分依据上,根据信号反映的桩的缺陷程度划分者居多;部分是在考虑缺陷程度和整桩波速的基础上,以信号反映的缺陷性质划分;极少数是根据波速“得出”的桩身混凝土强度来划分。在类别及名称上,有的分为“优质(优良)、良好(较好)、合格、可疑(较差)、不合格(很差、报废)”等五类;有的分为“完整(优质)、基本完整(尚可、合格、轻微缺陷)、可疑(较差)、不合格(报废)”等四类;或分为“优质、良好、不合格”等三类;甚至有的仅给出“合格、不合格”两类。表3.5.1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。这里需特别指出:检测报告不宜给出桩身完整性(包括承载力)是否“合格”的结论,因为检测报告仅为施工质量验收依据之一,只有分部工程验收时才给出是否合格的结论,况且经设计复核或补强处理还允许通过验收。
桩基整体施工质量问题可由桩身完整性普测发现,如果不能就提供的完整性检测结果估计对桩承载力的影响程度,进而估计是否危及上部结构安全,那么在很大程度上就减少了桩身完整性检测的实际意义。桩的承载功能是通过桩身结构承载力实现的,完整性类别划分主要是根据缺陷程度,但这种划分不能机械地理解为不需考虑桩的设计条件、承载性状及施工因素。综合判定能力对检测人员极为重要。
检测时实测桩长小于施工记录桩长,有两种情况:一种是桩端未进入设计要求的持力层或进入持力层的深度不满足设计要求,直接影响桩的承载力;另一种情况是桩端按设计要求进入了持力层,基本不影响桩的承载力。不论哪种情况,按桩身完整性定义中连续性的涵义,显然均应判为Ⅳ类桩。
静力压桩施工工艺标准3.5.2 本条所指的“工程处理”包括以下内容:补强、补桩或由原设计单位复核是否可满足结构安全和使用功能要求。
3.5.3 承载力特征值是根据一个单位工程内同条件下的单桩承载力检测结果的统计,考虑一定的安全储备得到的。所以,本条所指的工程桩承载力检测结果评价——“给出承载力特征值是否满足设计要求的结论”,相当于用小样本推断大母体,这和过去常说的“仅对来样负责”不同,这里特作解释如下:
桩的设计要求通常包含承载力、混凝土强度以及施工质量验收规范规定的各项要求内容,而施工后基桩检测结果的评价包含了承载力和完整性两个相对独立的评价内容。设计文件中一般不提出完整性检测中Ⅲ和Ⅳ类桩数的具体要求,但只要存在缺陷桩,尽管承载力满足设计要求,除非采取可靠的补救措施或设计上有很大的安全储备,否则该批桩不能被认为是合格批。所以,工程基桩整体评价满足设计要求的必要条件应理解为:包括补强处理后复检在内的承载力和完整性检测应全部符合要求;而其充分条件是结合设计施工等因素,确定有限的抽检数量(特别是静载和钻芯检测)具有代表性,能推断整体。若评价依据不充分,应增加抽检数量。
一种合适的检测评定标准,应该能保证施工和使用双方的风险均很小,但对基桩的承载力检测,要同时使二者的风险都比较小是不可能的,除非增大随机抽检数量。基桩承载力检测与评价和药品质量检测既有类似之处:生产方的风险一般大于使用方的风险,即有“不合格”桩存在就判为不满足设计要求,虽然从确保安全的角度说是合理的,但会造成很多合格桩也被否定掉;也有不同之处:通过设计复核或补强处理,只要不影响安全和正常使用功能,桩基工程可予以验收。
更为重要的是,同一批药品的生产条件相对稳定,其质量的抽样检测评定标准是严格建立在科学的概率统计学基础上,根据一定的抽样规则,通过样本检测推断整批质量的错判率(生产方风险)和漏判率(使用方风险)在概率统计学上是已知的。然而,在基桩抽样检测评定中,一是同一批桩的施工中隐蔽影响因素多,很难保持条件恒定;二是传统的抽样规则,并未建立在概率统计学基础上。显然,倘要使工程基桩的整体评价(推断)有很高的置信度,势必要打破过去沿袭下来的“抽检1%且不少于3根”的做法,从而大幅度增加静载试桩数量,造成不经济。