西安财院二级教学楼检测报告.docx
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西安财院二级教学楼检测报告
西安财经学院新校区2号教学楼
钢筋混凝土复合载体夯扩桩检测报告
1.前言
1.1工程概况
受西安财经学院的委托,我陕西省建设工程人工地基工程质量第一检测站(机械工业勘察设计研究院)对其拟建的新校区2号教学楼钢筋混凝土复合载体夯扩桩进行了单桩静载试验和低应变动力检测。
本工程由广州智海建筑工程技术有限公司设计,桩基由陕西波森特岩土工程有限公司施工,陕西诚信建设监理有限责任公司第十监理部监理。
西安财经学院新校区位于长安区韦曲镇以南的神禾塬上,北距韦曲镇约5km。
拟建的二级教学楼位于该校区的东北角,该建筑物5层,框架结构,钢筋混凝土复合载体夯扩桩基础。
0.000对应高程为504.500m。
1.2工程地质条件
根据机械工业勘察设计研究院2005年9月提交的《西安财经学院新校区二级学院教学楼岩土工程勘察报告书(补勘)》,场地地貌单元属黄土塬,为非自重湿陷性黄土场地,地基湿陷等级为Ⅰ级。
建筑场地类别为Ⅱ类。
勘察期间未发现地下水,地下水位调查资料表明本场地地下水埋深超过50m。
在桩长范围内,场地地层结构、岩性描述及土的主要物理力学性质指标见表1。
场地地层结构、岩性描述及土的物理力学性质指标表1
层号
土名
层厚
(m)
层底
高程
(m)
岩性描述
物理力学性质
①
素填土
Q4ml
0.30~2.10
491.86~
501.92
黄褐色,硬塑,湿,以粘性土为主,含植物根及少量砖瓦碎片,局部分布黄土状土。
湿陷性中等,具中压缩性。
W=21.8%
r=17.0kN/m3
e=0.949
a1-2=0.21Mpa-1
IL=0.26
③
黄土
(粉质粘土)
Q3eol
1.30~5.10
487.86~500.16
褐黄~黄褐色,可塑,湿。
土质均匀,针状孔隙发育,含少量白色钙质粉末,偶见蜗牛壳,湿陷性中等,具高压缩性土。
W=23.7%
r=16.4kN/m3
e=1.053
a1-2=0.63Mpa-1
IL=0.45
④
古土壤
(粉质粘土)
Q3el
4.30~7.10
480.76~495.86
黄褐色~褐色,可塑,湿。
见针状孔隙,土呈块状结构,含少量钙质结核。
具中压缩性土。
W=22.1%
r=18.3kN/m3
e=0.815
a1-2=0.13Mpa-1
IL=0.23
⑤
古土壤
(粉质粘土)
Q3el
2.10~4.10
477.76~491.82
棕褐色~红褐色,硬塑,湿。
见针状孔隙发育,含有少量蜗牛壳及钙质结核,见白色钙质条纹,土呈块状结构。
具中偏低压缩性土
W=19.8%
r=19.2kN/m3
e=0.696
a1-2=0.10Mpa-1
IL=0.00
1.3试桩概况
根据机械工业勘察设计研究院2004年5月提交的《西安财经学院新校区复合载体夯扩桩单桩竖向抗压静载试验报告书》,①根据本场地天然状态下的单桩竖向静载试验结果,两组复合载体夯扩桩在试桩条件下的单桩极限承载力值可取为2100kN,对应其单桩竖向承载力特征值为1050kN。
本场地填土区复合载体夯扩桩在试桩条件下的单桩极限承载力值可取为1900kN,对应其单桩竖向承载力特征值为950kN。
②根据本场地不同浸水条件下的单桩竖向静载试验结果,本工程复合载体夯扩桩在采用冲击成孔工艺、桩端距⑤层古土壤层顶1m、桩长不小于5m、扩大端采用与试桩相同施工参数的情况下,建议浸水饱和状态下的单桩极限承载力值可取为1800kN,对应其单桩竖向承载力特征值为900kN;建议本工程填土区复合载体夯扩桩在采用冲击成孔工艺、桩端距填土层底2.5m、扩大端采用与试桩相同施工参数的情况下,浸水饱和状态下的单桩竖向承载力特征值可取为850kN。
2.检测内容及设计要求
2.1桩基参数
本工程复合载体夯扩桩,设计桩径为430mm,桩净长约6.00m,桩端置于古土壤⑤层面,最终三击贯入度不大于10cm,设计桩顶标高为-3.50m,总桩数为823根。
桩身混凝土强度等级为C30,设计单桩承载力特征值为850kN。
检测桩平面位置图见附录1。
2.2检测内容及目的
检测内容包括单桩静载试验和低应变动力检测,其目的是检测工程桩单桩竖向极限承载力及评价桩身结构完整性。
3.施工单位自检情况
本工程复合载体夯扩桩采用细长锤夯击成孔,将护筒沉到设计标高后,细长锤击出护筒底一定深度,分批向孔内投入填充料和干硬性混凝土,用细长锤反复夯实、挤密,在桩端形成复合载体,最后放置钢筋笼,灌注桩身混凝土成桩。
施工单位提供的自检资料见附录99。
4.检测依据
4.1检测依据的规范、规程及资料
本工程检测依据下列规范、规程和资料进行:
(1)《复合载体夯扩桩设计规程》(JGJ/T135-2001);
(2)《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003);
(3)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
(4)《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
(5)《西安财经学院新校区-二级学院教学楼桩心坐标图》(广州智海建筑工程技术有限公司图号:
GS-24-002006.09);
(6)《西安财经学院新校区复合载体夯扩桩单桩竖向抗压静载荷试验报告书》(机械工业勘察设计研究院2004年5月);
(7)《西安财经学院新校区二级学院教学楼岩土工程勘察报告书(补勘)》(机械工业勘察设计研究院,2006年8月)。
4.2检测工作量
本次工程桩检测外业于2007年4月17日~2007年6月7日陆续进行,共完成9根桩的单桩静载试验和256根桩的低应变动力检测,抽检率分别为1.10%和31.10%,抽检比例满足规范要求。
单桩静载试验桩位由监理方在桩基施工阶段指定,低应变检测桩位均为现场随机确定。
检测前后仪器运行状态良好,检测仪器、千斤顶及百分表检定证书见附录100~102。
4.3检测设备及方法
4.3.1单桩静载试验
单桩竖向抗压静载试验使用配重反力装置,主要设备由下列三部分组成:
(1)反力系统:
由堆载平台及配重组成,堆载重约2400kN;
(2)加载系统:
由一台3200kN液压千斤顶(编号1#)和电动油泵组成;
(3)观测系统:
由两根基准梁、2只百分表(编号40284和40231)及连接件组成。
本次试验按照《复合载体夯扩桩设计规程》(JGJ/T135-2001)执行。
(1)加荷方式采用慢速维持荷载法;
(2)采用分级等量进行,每级加载增量为170kN,首级加载量为340kN;
(3)测读桩顶沉降时间间隔:
每级荷载加荷后隔5、10、15、15、15min各测读一次沉降值,以后每隔30min测读一次;
(4)沉降相对稳定标准:
每小时的桩顶沉降增量不超过0.1mm,并连续出现两次(以1.5h内连续三次观测值计算),则认为已达到相对稳定标准,可加下一级荷载,每级荷载维持时间不少于2h;
(5)试验终止条件为满足下列条件之一:
a.当荷载~沉降(Q~s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段,且桩顶总沉降量超过60mm;
b.某级荷载作用下,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;
c.某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的两倍,并经24h尚未达到相对稳定;
d.最大荷载到2040kN。
(6)卸荷:
卸荷级别为340kN,每级卸荷后隔15、15、30min各测读一次残余沉降,即可卸下一级荷载,全部卸完后隔3~4h再测读一次,然后终止试验。
4.3.2低应变动力检测
低应变检测采用美国桩基动力公司生产的P.I.T桩身完整性测试仪,检测方法采用反射波法。
判定桩身完整性类别的分类原则见表2(依据《建筑基桩检测技术规范》表3.5.1)。
桩身完整性分类表表2
桩身完整性类别
分类原则
Ⅰ类桩
桩身完整
Ⅱ类桩
桩身有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥
Ⅲ类桩
桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响
Ⅳ类桩
桩身存在严重缺陷
5.检测结果与分析
5.1单桩静载试验
5.1.1试验桩桩身结构完整性
9根桩试验前进行了低应变动力检测。
低应变反射波时域曲线见附录11~12,检测结果见表3。
低应变检测桩桩身完整性评价表表3
序号
桩号
桩长
(m)
桩径
(mm)
实测波速
(m/s)
桩身完整性评价
完整性类别
1
4
6.50
430
3144
桩身结构完整
Ⅰ
2
96
6.50
430
3264
桩身结构完整
Ⅰ
3
158
6.50
430
3252
桩身结构完整
Ⅰ
4
246
6.50
430
3308
桩身结构完整
Ⅰ
5
276
6.50
430
3504
桩身结构完整
Ⅰ
6
487
6.50
430
3180
桩身结构完整
Ⅰ
7
566
6.50
430
3186
桩身结构完整
Ⅰ
8
635
6.50
430
3144
桩身结构完整
Ⅰ
9
822
6.50
430
3198
桩身结构完整
Ⅰ
5.1.2试验数据及成果曲线
现场单桩静载试验编号对应工程编号。
试验数据经计算校核后汇总于表4。
根据试验数据绘制的成果图有Q~s曲线和s~lgt曲线,见附录2~10。
单桩静载试验数据汇总表表4
Q(kN)
类别
0
340
510
680
850
1020
1190
1360
1530
1700
1870
2040
4#
s
(mm)
0.000
0.535
0.860
1.305
2.090
3.080
4.235
5.620
7.130
8.875
10.815
12.975
Δs
(mm)
0.000
0.535
0.335
0.445
0.685
0.990
1.155
1.385
1.510
1.745
1.940
2.160
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
4.220
5.400
6.790
8.325
10.235
12.375
12.975
96#
s
(mm)
0.000
0.595
0.970
1.530
2.475
3.525
4.625
5.915
7.295
8.815
10.525
12.380
Δs
(mm)
0.000
0.595
0.375
0.550
0.945
1.050
1.100
1.290
1.380
1.520
1.710
1.855
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
7.480
9.230
10.110
10.850
11.500
11.980
12.380
158#
s
(mm)
0.000
0.630
1.080
1.860
2.860
3.920
5.230
6.740
8.370
10.130
12.010
13.990
Δs
(mm)
0.000
0.630
0.450
0.780
1.000
1.060
1.310
1.510
1.630
1.760
1.880
1.980
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
8.180
9.960
11.090
12.090
12.940
13.530
13.990
246#
s
(mm)
0.000
0.740
1.370
2.250
3.290
4.520
5.960
7.710
9.420
11.240
13.100
14.980
Δs
(mm)
0.000
0.740
0.630
0.880
1.040
1.230
1.440
1.750
1.710
1.820
1.860
1.880
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
3.0
回弹(mm)
8.580
10.010
11.390
12.510
13.540
14.430
14.980
276#
s
(mm)
0.000
0.630
1.040
1.650
2.490
3.550
5.010
6.680
8.440
10.360
12.280
14.340
Δs
(mm)
0.000
0.630
0.410
0.610
0.840
1.060
1.460
1.670
1.760
1.920
1.920
2.060
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
8.500
10.030
11.300
12.300
13.150
13.820
14.340
487#
s
(mm)
0.000
0.590
1.280
2.020
3.325
4.860
6.550
8.330
10.210
12.185
14.230
16.430
Δs
(mm)
0.000
0.590
0.690
0.840
1.305
1.535
1.690
1.780
1.880
1.865
2.045
2.200
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
6.235
8.125
10.120
12.090
14.155
15.965
16.430
单桩静载试验数据汇总表续表4
Q(kN)
类别
0
340
510
680
850
1020
1190
1360
1530
1700
1870
2040
566#
s
(mm)
0.000
0.605
1.000
1.575
2.350
3.230
4.290
5.425
7.005
8.665
10.430
12.260
Δs
(mm)
0.000
0.605
0.385
0.575
0.775
0.880
1.060
1.235
1.580
1.660
1.765
1.830
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
5.615
6.300
7.400
8.355
9.010
11.390
12.260
635#
s
(mm)
0.000
1.345
2.500
3.725
5.060
6.405
7.785
9.280
10.770
12.285
13.820
15.600
Δs
(mm)
0.000
1.345
1.155
1.225
1.335
1.345
1.380
1.495
1.490
1.515
1.535
1.780
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
822#
s
(mm)
0.000
0.650
1.190
1.930
2.890
3.980
5.380
7.140
9.170
11.480
13.960
16.610
Δs
(mm)
0.000
0.650
0.540
0.740
0.960
1.090
1.400
1.760
2.030
2.310
2.480
2.650
T(h)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
回弹(mm)
10.010
12.030
13.200
14.380
15.330
16.060
16.610
5.1.3单桩竖向极限承载力的确定
根据《复合载体夯扩桩设计规程》(JGJ/T135-2001)附录A中单桩极限承载力取值的有关规定,由表3试验结果及附录Q~s曲线可见,9根桩在最终荷载2040kN下Q~s曲线均呈缓变形,对应桩顶沉降量介于为12.26mm~16.43mm,因此其极限承载力值均不小于2040kN。
5.1.4单桩竖向极限承载力的折减
按以上分析结果,考虑建设场地为非自重Ⅰ级湿陷性黄土场地,应按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)对桩身湿陷性土层进行饱和状态折减。
根据第1.3节天然状态下和浸水饱和状态下的静载试验对比结果,本工程单桩极限承载力不小于1700kN,其承载力特征值不小于850kN,满足设计要求。
5.2低应变动力检测
根据实测得到的反射波时域曲线(见附录13~98)进行分析,各检测桩桩身混凝土波速及结构完整性评价结果列于表4。
低应变检测桩桩身完整性评价表表4
序号
桩号
桩长
(m)
桩径
(mm)
实测波速
(m/s)
桩身完整性评价
完整性类别
1
2
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
2
8
6.0
430
3300
桩身结构完整
Ⅰ
3
9
6.0
430
3600
桩身结构完整
Ⅰ
4
14
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
5
16
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
6
18
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
7
21
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
8
26
6.0
430
3800
桩身结构完整
Ⅰ
9
30
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
10
33
6.0
430
4000
桩身结构完整
Ⅰ
11
35
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
12
37
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
13
42
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
14
44
6.0
430
3300
桩身结构完整
Ⅰ
15
50
6.0
430
4200
桩身结构完整
Ⅰ
16
54
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
17
56
6.0
430
3250
桩身结构基本完整,在桩顶下约5.0m存在缩径现象
Ⅱ
18
60
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
19
64
6.0
430
3200
桩身结构完整
Ⅰ
20
67
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
21
70
6.0
430
3100
桩身结构完整
Ⅰ
22
74
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
23
79
6.0
430
3200
桩身结构完整
Ⅰ
24
80
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
25
84
6.0
430
3700
桩身结构完整
Ⅰ
26
86
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
27
89
6.0
430
3700
桩身结构完整
Ⅰ
28
93
6.0
430
2900
桩身结构完整
Ⅰ
29
98
6.0
430
4200
桩身结构完整
Ⅰ
30
100
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
31
105
6.0
430
3100
桩身结构基本完整,在桩顶下约5.0m存在缩径现象
Ⅱ
32
106
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
33
111
6.0
430
3100
桩身结构完整
Ⅰ
34
113
6.0
430
3100
桩身结构基本完整,在桩顶下约5.0m存在缩径现象
Ⅱ
35
115
6.0
430
2800
桩身结构完整
Ⅰ
36
117
6.0
430
3900
桩身结构完整
Ⅰ
37
120
6.0
430
3000
桩身结构基本完整,在桩顶下约4.8m存在缩径现象
Ⅱ
38
125
6.0
430
3200
桩身结构完整
Ⅰ
39
127
6.0
430
3600
桩身结构完整
Ⅰ
40
130
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
41
133
6.0
430
3800
桩身结构完整
Ⅰ
42
134
6.0
430
3200
桩身结构完整
Ⅰ
43
138
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
44
142
6.0
430
3300
桩身结构完整
Ⅰ
45
143
6.0
430
2900
桩身结构基本完整,在桩顶下约4.8m存在缩径现象
Ⅱ
46
147
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
47
148
6.0
430
3100
桩身结构完整
Ⅰ
48
155
6.0
430
4300
桩身结构完整
Ⅰ
49
157
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
50
159
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
51
163
6.0
430
3300
桩身结构基本完整,在桩顶下约5.0m存在缩径现象
Ⅱ
52
167
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
53
169
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
54
174
6.0
430
3700
桩身结构完整
Ⅰ
55
175
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
56
177
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
57
181
6.0
430
3200
桩身结构完整
Ⅰ
58
184
6.0
430
3600
桩身结构完整
Ⅰ
59
187
6.0
430
3600
桩身结构完整
Ⅰ
60
191
6.0
430
3100
桩身结构完整
Ⅰ
61
194
6.0
430
3400
桩身结构完整
Ⅰ
62
195
6.0
430
4200
桩身结构完整
Ⅰ
63
200
6.0
430
3500
桩身结构完整
Ⅰ
64
202
6.0
430
3000
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