新建铁路天津至秦皇岛客运专线桩基检测JQJC-1标段投标文件(技术部分).pdf
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1、新建铁路天津至秦皇岛客运专线 基桩检测JQJC1标段投标文件技术部分新建铁路天津至秦皇岛客运专线 基桩无损检测技术方案编 制:_审核:_批准:_天津市地基检测中心目录(一)工程概况(二)检测项目及工作量安排1、检测项目2、工作量安排(三)检测方案编制依据(四)、检测方法及原理1.1、声波透射法检测原理1.2、声波透射法检测过程1.3、声波透射法检测工程实例2.1、低应变反射波法检测原理2.2、低应变反射波法检测过程2.3、低应变反射波法检测工程实例(五)本项目拟投入管理及技术人员1、人员组成2、人员分工(六)本项目拟投入的主要仪器设备(七)质量管理保障措施及预案1、质量管理体系2、质量管理保证
2、措施3、质量管理保证措施预案4、安全措施5、文明施工制度(A)检测工期保证措施(九)提交成果(十)现场要求(十一)检测中出现的重大问题分析及对策(十二)针对本工程的有关建议(一)工程概况新建铁路天津至秦皇岛客运专线,起点铁路天津站(不含)外DK9+000,终 点秦皇岛(含)中心DK298+785,正线全长257.5km。其中:桥梁189253.62延 长米/100座,隧道11077延长米/14座,正线路基74.8公里(其中软土路基12 公里)。建设工期三年。土建施工(DK9+000DK302+923)范围内全部桥梁的基桩 无损检测采用声波透射法和低应变反射波法两种。共划分二个标段,分别为新 建
3、铁路天津至秦皇岛客运专线桥梁基桩无损检测一标(基桩27553根,对应土 建1-2标)、二标(基桩23997根,对应土建3-5标),标段编号依次为JQJC-1、JQJC-20我中心具有国家建设部和天津市建委颁发的技术资格证书,是一支经验丰 富、技术力量雄厚的测试队伍,拥有国内外大量的先进检测设备。2000年通过 天津市技术监督局的计量认证。本次检测的质量目标:人员持证上岗;仪器设备确保在检定周期内运行正 常;使用的现行规范有效;检测桩身完整性情况,为桩基质量验收提供技术依 据。(二)检测项目及工作量安排1、检测项目声波透射法低应变反射波法2、工作量安排依据招标文件要求,检测工作量具体如下表:标段
4、起讫里程对应土建标低应变(根)声波透射(根)小计JQJC-1DK9+000-DK116+9841-262602129327553(三)检测方案编制依据1、关于做好客运专线铁路基桩检测工作的通知(铁建设函2006 464 号);2、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005 160 号);3、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TB10218-99)4、铁路工程基桩检测技术规程(TB10218-2008/J808-2008);5、建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003),设计图纸等(四)、检测方法及原理1.1、声波透射法检测原理一、混凝土超声检测原理超声波通过混凝土传播后,其声
5、学参数将发生变化。根据这些声学参数的 变化可以探测混凝土内部缺陷、裂缝及质量情况。常用于混凝土超声探测的声学参数如下:1)波速v(声速):波速就是声波在介质中传播的速度。V”(2-1)式中L-一声波传播距离。因为是以最先到达的波为准,L就是发、收换能器间的最短距离;t声波传播时间(声时)。声时由超声仪测得,测距需要实体丈量得。波速是主要的声学参数。2)振幅A:接收波首波的幅度。振幅可以分贝(db)表示,由超声仪上读出,也可凭示波器上的刻度(mm)度量。振幅参数在探测缺陷和裂缝中是重要的参 数。3)收波主频率(简称频率)f:发射换能器 发出的超声脉冲波是复频脉冲波,它包含各种 频率成分。超声脉冲
6、波在混凝土中传播过程中 高频成分首先衰减,结果随着传播距离的增加,超声波的主频率不断下降。接收波主频率的下 降除了与传播距离有关外,还取决于混凝土内 部缺陷、裂缝和质量。因此,接收波频率也是 一个有用的参数首波后面12个周波是直达的纵波,所以测定接收波频率时应当测定这1 2个波的频率。可以通过移动游标的办法测定两个波谷(峰)的声时3、t 2,则 频率f:f二六(2-2)3)波形:即波的形状。正常的混凝土,超声波接收波形是衰减正弦波,其包络线大致为半圆形。当混凝土内存在缺陷时,有时会出现畸变波,如图所示。波形受许多因素影响,在判断缺陷中只能作为一种辅助参数。在结构物上布置换能器,让声传播线通过需
7、要检测的部位,测量声波通过 这些部位后,声学参数的大小及其变化情况,据此判断混凝土内部缺陷及质量 情况。当校内存在不连续或破损界面时,缺陷面形成波阻抗界面,波到达该界面 时,产生波的透射和反射,使接收到的透射波能量明显降低;当胫内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时,将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和 波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征,可以获得测区范围内舲 的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征,经过处理分 析就能判别测区内胫存在缺陷的性质、大小及空间位置1.2、声波透射法检测过程采用桩内跨孔透射法,对于DW800mm桩,在桩内预埋两根声测管,800mm
8、2000nim桩,在桩内预埋 不少于四根声测管;把发射、接收换能器分别置与两管道中。检测时声波由发 射换能器发出穿透两管间混凝土后被接收换能器接收,根据声速、波幅及等声 学参数及PSD判据判断桩身完整性1、声测管埋设:声测管内径不小于40mm,壁厚不小3.Omm。声测管应下端 密封、上端加盖,固定在灌注桩钢筋笼的架立筋内侧,管内无异物,保持管内 畅通;通常用有缝钢管,使用套筒螺纹或套筒焊接的方法连接各段钢管。多节 声测管连接处应光滑,保持密封;管口应高出桩顶100mm以上,且各声测管管 口高度应一致。采取适宜的方法固定声测管,使之成桩后相互平行。声测管呈 直线(2根)、等边三角形(3根)或正方
9、形(4根)布置,彼此相互平行。声测 管以线路大里程方向的顶点为起始点,按顺时针旋转方向呈对称形状布置并进 行编号。3声测管布置方式2、测试过程:向声测管中注入清水,将发射与接收换能器通过深度标志分 别置与两根声测管中的测点处;发射与接收换能器应以相同标高同步提升,测 点间距不宜大于250mm;实时显示和记录接收信号的时程曲线,读取声时、首波 峰值和频率值。将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合,分别对所有 检测剖面完成检测,在桩身质量可疑的测点周围,应采用加密测点,或采用斜 测、扇形扫测进行复测,进一步确定桩身缺陷的位置和范围。采用斜测法时,两个换能器中点连线与水平面的夹角不宜大于4(T如
10、下图所示。(a)平测(b)斜测(c)扇形扫测a)b)c:a)局部缺陷;b)层状缺陷(断桩);c)缩颈或声测管附着泥团3、分析数据,根据声速一深度(v-z)曲线、波幅(衰减值)一深度(Ap-z)曲线及PSD值判断桩身完整性。(1)由现场所测的数据按下列各式计算并绘制声速一深度(v-z)曲线及波幅(衰减值)一深度(Ap-Z)曲线。其声时t c及声速Vp应按下列公式计算:%:70-I匕二-C%A.=201g 生%,1000 Ji=式中 如一第i测点声时(US),一第i测点声时测量值(u s);立一仪器系统延迟时间(u s);广一声时修正值(u s);每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离(mm);匕一
11、第i测点声速(km/s);第i测点波幅值(dB)火一第i测点信号首波波峰值(V)零分贝信号幅值(V);力-第i测点信号主频值(kHz),也可由信号频谱的主频求得;(第i测点信号周期(u s);声时修正值2。按下式计算:4-/(/)-4)_|_(4)=%(4-16)式中-换能器外径(mm);di-声测管内径(mm);q-声测管外径(mm);V”声波在水中的传播速度(km/s);0声波在声测管管壁厚度方面的传播速度(km/s)。桩身混凝土缺陷应根据下列方法综合判定:1、声速判据声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差即:力=匕”一 2,式中:匕正常混凝土声速平均值(km/s);5.一
12、正常混凝土声速标准差;匕一第i个测点声速值(km/s);一测点数;当实测混凝土声速值低于声速临界值时,声速可判为异常。匕%式中:匕一第i个测点声速值(km/s);vD 声速临界值(km/s);当检测剖面个测点的声速值普遍低且离散性很小时,宜采用声速低限值判据。即实测混凝土声速值低于声速低限值时,可直接判定为异常。2、波幅判据波幅异常时的临界值判据应按下列公式计算:-2(/=146(2)式中:。一波幅平均值(dB);n 检测剖面测点数;当式成立时,波幅可判定为异常。3、PSD判据当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时,PSD值应按下列公式计算:PSD=KA/zi-zi-t Tcn式中:%第,
13、测点声时(US);第i测点声时(u s);z,.一第i测点深度(cm);z,t 第,-1测点深度(cm);根据PSD值在某深度处的突变,结合波幅变化情况,进行异常点判定。桩身完整性类别应结合桩身混凝土各声学参数临界值、PSD判据、混凝土声 速低限值以及桩身可疑点加密测试(包括斜测或扇形扫测)后确定的缺陷范围,按下标准的特征进行综合判定。桩身完整性判定标准:I类桩:各检测剖面的声学参数均无异常,无声速低于低限值异常。II类桩:某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常,无声速低于低限值 异常。in类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常;两个或两个以上 检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异
14、常;局部混凝土声速出现低限值异 常。w类桩:某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常;两个或两个 以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常;桩身混凝土声速出现 普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重畸变。4、当声测管出现堵管情况时,按如下规定执行:4.1当出现个别声测管桩底附近堵管,采用斜测法时,两个换能器中点连线 的水平夹角应不大于40 O4.2其他情况下,应在所堵声测管附近钻芯,检测桩身混凝土完整性,并用 钻芯孔作为通道进行声波透射法检测。5、桩身完整性判定除依据声速、波幅等变化规律和借助其他辅助方法外,还与诸多因素有关,故在使用中应注意以下几点:5.1、可结合钻
15、芯法将其结果进行对比,从而得出更符合实际情况的分类。5.2、可将实测时程曲线的畸变及频谱、PSD值的变化相结合,进行综合判 定和分类。5.3、可结合施工工艺和施工记录等有关资料具体分析。1.3、声波透射法检测工程实例实例1:某工程10-1桩采用挖孔灌注桩,设计桩长7m,桩直径(D1.5m,C25混凝土,桩周土为强风化岩,桩端持力层为强风化岩。检测结果:该桩3个检测剖面V(Z)、A(Z)、PSD(Z)曲线各测点无明 显异常,波速在4.0km/s4.5km/s之间,属正常取值范围。结合以上特征,判定该桩桩身完整性为I类。被名:10-1HS:1-29E:1020.00mmA 33 2 45 2 57
16、.2 09.2 81 2 93 2 105.2f 2 S2?7 4 3 5.M 5 M B 52 7*桩名 别面 莒距A1?10-11-31000.00mm.4 44.4 504 064 80 4 92 4 104 4 a 酹 4 a7 4 Al fl w 7 M桩名:1d1创面:2-3ffiE:1020 00mmA 25 9 37 9 49 9 1 9 73.9 S59 97 9t 7AA a”;4 07 4%AA1 AM A”a&a-8I-8-s-5 sgJ111111111CJa飞区-8-8_CJ8一-45鼻q1 K il-P s-5s君2-2-2-S11 11p8 32砧 h80 10
17、4 128 152a同8 32 M 80 104 128 152PS8 32 56 BO 104 12S 152101 桩 3 个剖面 V(Z)、A(Z)、PSD(Z)曲线实例2:某工程12-1桩采用挖孔灌注桩,设计桩长7m,桩直径01.5m,C25混凝土,桩周土为强风化岩,桩端持力层为强风化岩。检测结果:该桩3个检测剖面中,1一2剖面距桩顶2m处声学参数声 速V(Z)、声幅A(Z)出现异常,低于临界值,PSD(Z)曲线距桩顶2m处轻 微异常。结合以上特征,判定该桩桩身完整性为n类。桩名 制面莒距/212-11-2 97000mm0 470 0 710 t30 M 0 107071 a 45
18、17 4B9 5 6 3 7.05极名:12-1HK:1-3WE:1040 00mmA 328 448 508 M 8 80 8 92 8 104 8/2 M 4 10 4 a2 5 54 fiJfi 6 强桩名:12-1W:2-3tfE:1040 00mmk 35.2 472 592 71.2 B32 95.2 1072f 2 M 3M 4 3fl 5.02 5 74 7H8.0Wq-8-8Jbi s5-S-8-8si工-s-si1 11 11 111/1bi.p s-5-28Wq嚏s-5*-s1 111 11 11 11 11 18 12 58 80 104 12S 1525b 瓦彳08
19、32 50 80 104西b*不128 152取 325b h BO 104 128 15212 1 桩 3 个剖面 V(Z)、A(Z)、PSD(Z)曲线2.实例3:某工程3-9桩采用挖孔灌注桩,设计桩长16m,桩直径62.0m,C25混凝土,桩周土为强风化岩,桩端持力层为弱风化岩。检测结果:该桩3个检测剖面中,有2个剖面在距桩顶4.5m处声学 参数声速V(Z)、声幅A(Z)出现异常,低于临界值,PSD(Z)曲线距桩顶 2m处异常。结合以上特征,判定该桩桩身完整性为ni类。板名:3-9HE:1-2WE:1590 00mmR 36 6 47 6”6 716 83 5 95 5 107 6/工72
20、 4 44 5J6 5 88 6m 7 力桩名:3-9l:1-3VE:1460 00mm36 4 48 4 80 4 72 4 844 X 4 108 4_4JM 53 _7J2_:3-9HK:2-3WE:1540.00mml 30_0 480 600 72。840 000 108 0L_2 露 3m 4a 5 11 4a 6 M 727_.2 as3is-osF8-*J111111111111111111 is%-ss-i-2O sy 85-J8J1111111111111!11-gXq i;w8式 g-2811111 A11 1J.C M 32 M 80 104 128 152飞 A中8
21、32 80 104 128 152T)4 n(0 8 32 56 80 104 128 152痴 n39桩3个剖面V(Z)、A、PSD(Z)曲线实例4:某工程4-4桩采用挖孔灌注桩,设计桩长28m,桩直径(D2.5m,C25混凝土,桩周土为弱风化岩,桩端持力层为弱风化岩。检测结果:该桩6个检测剖面在距桩顶23.5m处声学参数声速明显异 常,低于临界值,PSD(Z)曲线距桩顶23.5m处明显异常;在距桩顶18.5m 处4个检测剖面声学参数出现异常,声速、声幅下降。结合以上特征,判定该桩桩身完整性为W类。J抵金2a班顶标高78a必W日期200&5.26设计标号(25较长A谊底标高76a 86b雷注
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