一、項目名稱

杭州地鐵6號線一期工程雙浦車輛基地

二、 建設單位

杭州地鐵集團有限公司

杭州市地鐵集團有限責任公司是杭州市政府直屬企業，由杭州市人民政府出資組建，實行地鐵建設、運營、管理一體化管理模式。

2005年6月，國務院批準了杭州市城市快速軌道交通建設規劃，杭州市軌道交通線網規劃由8條線組成，總長278公里，設154座車站，估算總投資1000億元。

杭州地鐵6號線一期工程自雙浦鎮至內環西路站，線路長26.5公里，設站20座。依據杭州市政府、西湖區政府等對地鐵車輛基地要求，為了充分發揮軌道交通優勢，有利于土地集約利用，推動地區區域發展，現杭州地鐵6號線一期工程雙浦車輛基地原設計方案進行調整，車輛基地將進行上蓋開發，建設地址位于杭州市，計劃于2019年建成。

作為建設單位對地鐵建設的全過程進行管理，并通過咨詢單位和監理單位加強對工程項目的管理。現有員工140多人，隨著工程建設的推進，公司逐步引進各方面人才，計劃到2011年杭州地鐵一期工程建成運營后，員工總數將達3000余人。

三、檢測單位

杭州西南檢測技術股份有限公司

西南檢測是一家國家級高新技術型企業、浙江省科技型中小企業、浙江省“鳳凰行動”計劃入圍企業，杭州市專利示范企業，拱墅區快速成長科技型企業（旭日計劃2.0）。

公司擁有一支高層次的管理及員工隊伍，共有員工近200人，50%以上的員工擁有本科及以上學歷，其中博士1人，碩士7人，教授級高工2名、高工15名、專業技術人員數十名，國家注冊巖土工程師4人、一級注冊結構工程師3人。

公司是浙江地區為數不多的能同時承擔環境檢測及工程檢測的第三方檢測機構，發起創立了浙江省大健康檢測產業創新聯盟，致力于打造前端環境檢測、中端工程檢測、末端大健康檢測的鏈式檢測體系，為客戶提供綜合性的、全生命周期的檢測及咨詢服務，幫助客戶提升品牌價值。

公司秉持“始于檢測、止于至善”的服務理念，依托于公司在勘察、設計、科研等方面的專業技術優勢，打造檢測后服務體系，為客戶提供“管家式服務”。

公司重視創新，設立有技術研究中心及博士后創新工作室，配備有專職研究人員，開展了有針對性的技術研究與開發，在大噸位及復雜條件下的靜載抗壓測試技術、基坑與隧道智能化遠程監測技術等方面具有核心優勢。

公司將進一步加大投資力度，開展新興檢測業務的孵化培育，不斷拓展市場空間。加強橫向聯合，優化管理模式，提升企業的綜合實力，為所有客戶提供優質服務。

四、工程概況

杭州地鐵 6 號線一期工程雙浦車輛基地位于杭州市西湖區雙鋪鎮板橋橫浦以南，金家弄村以北，三號浦以東，四號浦以西合圍區域。車輛基地接軌站為雙浦站，車輛基地設計軌頂高程 8.67m，上蓋平臺面積約 21.1 萬 m²。雙浦車輛基地擬建單體建筑分別為運用庫、運轉 1 號樓、運轉 2 號樓、檢修庫、材料棚、綜合維修 1號樓、綜合維修 2號樓、綜合維修 3號樓、物資總庫、牽混所、食堂、調機庫、污水處理站、洗車機庫及輪對-受電工檢測棚、區域公安機房、鏇輪庫、試車間、雜品庫、供電中心檢修間、站場中心檢修間、門衛（4 個）、司機公寓、辦公及地鐵公安樓。車輛基地總平面布置緊湊，各單體功能分區明確，相對獨立。 

車輛基地上蓋區（B、C 區）采用鉆孔灌注樁、預應力管樁，道床及設備基礎下采用預應力管樁；蓋外司機公寓和辦公及地鐵公安樓采用鉆孔灌注樁；路基及道路采用換填處理；整體道床區域采用預應力管樁加固；碎石道床與整體道床過渡段采用預應力管樁進行處理。 

新建橋梁為雙浦車輛基地改移小學路橋、橫浦路橋和規劃科海路橋，其中改移小學路橋為 1x20m 簡支梁橋，道路與河道斜交角度 30°；橫浦路橋為 1x20m 簡支梁橋，道路與河道斜交角度 18°；規劃科海路橋為 1x16m 簡支梁橋，道路與正交。橋梁基礎均采用鉆孔灌注樁基礎。

該工程基礎形式為樁基承臺基礎，樁型為預制樁和鉆孔灌注樁。工程樁預制樁，樁徑為500mm，樁身砼強度為C80，設計單樁豎向抗壓極限承載力為1300kN、1400kN。工程樁鉆孔灌注樁，樁徑在800mm～1200mm之間，樁身砼強度為C35，設計單樁豎向抗壓極限承載力為4400kN、8000kN、9000kN、14400kN。

五、監測技術依據

（1）設計圖紙；

（2）《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）2009年版；

（3）《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）；

（4）《建筑地基檢測技術規范》（JGJ340-2015）；

（5）《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）；

（6）國家其他檢測、測量規范和強制性標準；

六、檢測內容及要求

6.1基樁低應變動力檢測

6.1.1檢測目的及數量

檢測樁身結構完整性，評估樁身質量等級（含樁端）；在樁底信號清晰的前提下，根據基樁平均波速推斷有效樁長。

6.1.2檢測前期準備工作

測試前將樁頂不合要求的樁頂砼鑿去，保持樁頭平整、干燥；以便測試時傳感器與樁頂面能更好地耦合，確保測試數據的準確性。施工單位應提供試驗樁的施工記錄、樁位平面圖、地質報告，并填寫現場測試員提供的基樁測試基本情況登記表。

6.1.3檢測原理及方法

反射波法的檢測原理是以一維彈性桿件的應力波理論為基礎的。由一維波動理論可知，應力波從一種介質向另一種介質傳播時，其波阻抗比N、反射系數F為：
N=(ρVcA)1/(ρVcA)2
F=(1-N)/(1+N)
式中：ρ—樁身材料（砼）密度(kN/m3)；
Vc—樁中應力波傳播速度(m/s)；
A—樁身的橫截面積(m2)。
由于應力波的反射是由材料的波阻抗比發生變化而引起的，故由上式可知，若樁身介質密度ρ或樁身橫截面A發生變化時，則會使入射波產生反射。測試時，在樁頂錘激力的作用下，產生一彈性壓縮波，此波以波速Vc沿樁身向下傳播，當遇到樁身截面變化或者樁身介質密度變化時，入射波將產生反射和透射，反射信號由安裝在樁頂的傳感器接收，通過基樁動測儀采集信號，再送到計算機由專用軟件進行綜合分析，根據處理后的時域波形圖和頻譜圖，則可判斷樁身是否有缺陷及缺陷的類型、位置和缺陷程度，由樁端反射波到達傳感器的時間ΔT可算出樁身介質的波速。樁身介質的波速Vc和樁身缺陷的深度Li，分別按下列公式計算：
Vc=2?L/ΔT
Li=0.5?Vcm?ΔTi
式中：L—樁長(m)；
Vc—基樁樁身材料的波速(m/s)；
Vcm—同一工地內樁身材料的平均波速(m/s)；
ΔTi—樁身缺陷Li部位的反射波到達時間(s)。
低應變反射波法檢測基樁質量具有全面、快速、經濟、準確等優點，特別對檢測縮徑、夾泥、空洞、斷樁等樁身缺陷頗為靈敏。其檢測系統示意圖如下：

6.1.4檢測儀器及設備

檢測所用儀器為武漢巖海工程技術開發有限公司生產的RS-1616K（S）型基樁動測儀，配LC型加速度傳感器（幅頻線性寬度為2～10000Hz）；

6.1.5基樁質量評定等級及標準

根據中華人民共和國行業標準《建筑基樁檢測技術規范》 JGJ106-2014，評定樁身質量等級分為四類，如表1。

6.1.6檢測流程

（1）資料分析：工程資料（包括工程地質概況）、土層參數及綜合柱狀圖、施工過程及記錄資料、樁形尺寸及分布圖。
（2）檢測系統聯結調試與傳感器安裝。
（3）動測參數選取：樁長、樁徑、樁身砼強度等級、采樣間隔。
（4）用激振材料沖擊樁頂進行觸發采集，數據一致性較差時，應進行重復采集，若隨機噪聲過大或樁尖反射信號太弱，則可采用時域平均法進行完整性診斷。
（5）低應變完整性分析和缺陷定位，若無缺陷則可到此為止，有缺陷則進入下一流程進行定量分析。
（6）低應變反射波法定量分析，包括樁的缺陷（等效截面比或阻抗比）與土層阻抗參數的定量分析。

6.1.7人員安排

測試技術員 3名

6.1.8 報告提交方式及報告內容

檢測結束后三天內告知測試的初步結果，七天內提交正式報告；報告一式四份，由單位總工批準。正式報告包含以下內容：
1、委托方名稱、工程名稱、地點、建設、勘察、設計、監理和施工單位，基礎、結構型式，層數，設計要求，檢測目的，檢測依據，檢測數量，檢測日期；
2、地質條件描述；
3、受檢樁的樁號、樁位和相關的施工記錄；
4、檢測方法、檢測儀器設備，檢測過程敘述；
5、樁身完整性描述，包括缺陷位置、性質及類別；動測實測曲線圖；
6、結論及建議。

6.2單樁豎向抗壓靜載試驗

6.2.1試驗目的及數量

通過試樁確定單樁豎向抗壓承載力特征值是否滿足設計要求；

6.2.2設備的選定

根據現場實際情況結合經濟成本考慮，本次靜載荷抗壓試驗采用“傘形架和平臺架機械堆沙包”法，以袋裝黃沙作為試驗荷載，沙包重量不小于為相對應試樁試驗荷載的1.2倍。

單樁豎向抗壓靜載試驗裝置示意圖

現場堆載法實景圖

1、按工程實際情況，進行抗壓試驗，以傘形架或平臺架自重及沙包為抗壓試驗的重力源，平臺架中心與試樁中心之間放置千斤頂（試驗前平臺架與千斤頂之間懸空）作為加載的反力源。
2、反力源：由油壓千斤頂及液壓電動油泵組合輸出。荷載采用連接于千斤頂的壓力表測定。試驗前經壓力機標定的千斤頂壓力-油壓表讀數關系，確定本次試驗各級加載的油壓表讀數。

6.2.3試驗方法

試驗根據《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）規范中有關靜載荷測試要求及業主要求執行，試驗標準和方法如下：
1、試驗開始日期，接業主通知后48小時內進場試驗。
2、加載方法：采用慢速維持荷載法，測讀時間如下：
（1）每次加載后第一小時內按第5、15、30、45、60min測讀試樁沉降量，以后每隔0.5h測讀一次，當沉降速率達到相對穩定標準時，進行下一級加載；
（2）卸載時，每級荷載測讀一小時，按第15、30、60min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間不得少于3h，測讀時間分別為第15min、30min，以后每隔30min測讀一次樁頂殘余沉降量。
（3）試樁沉降相對穩定標準：每一小時內的樁頂沉降量不得超過0.1mm，并連續出現兩次（從分級荷載施加后的第30min開始，按1.5h連續三次每30min的沉降觀測值計算）；
3、終止加載標準：
a. 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5 倍，且樁頂總沉降量超過40mm 。
b. 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2 倍，且經24h 尚未達到相對穩定標準。
c. 已達到設計要求的最大加載量。
d. 當荷載-沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量60～80mm；在特殊情況下，可根據具體要求加載至樁頂累計沉降量超過80mm 。
4、單樁豎向抗壓極限承載力的確定
a. 根據沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q 曲線，取其發生明顯陡降的起始點對應的荷載值；
b. 根據沉降隨時間變化的特征確定：取曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值；
c. 出現第4條b款情況，取前一級荷載值；
d. 對于緩變型Q 曲 線可根據沉降量確定，宜取S＝40mm 對應的荷載值；當樁長大于40m 時，宜考慮樁身彈性壓縮量；
e. 當按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達到極限時，樁的豎向抗壓極限承載力應取最大試驗荷載值。

6.2.4提交試驗成果

（1）樁頂荷載-沉降關系，即Q-S曲線；
（2）每級荷載下樁頂沉降隨時間的變化關系，即s-lgt曲線；
（3）評價在設計承載力標準值荷載下樁頂實測沉降是否正常；
（4）判定在設計要求最大加載下樁是否達到極限承載力狀態。

6.2.5現場準備工作

試樁樁頭宜保持水平并需進行加固處理，應在原樁頂鑿清浮漿后接駁澆灌鋼筋混凝土樁頭,接樁后樁頂面應保持水平且低于地面60cm，對于樁徑小于1000mm的樁需將樁頂直徑擴大至1000mm，試樁頂部需加配φ10 的60×60鋼筋網3層，其層距為40～70mm；樁頭主筋應全部直通至樁頂砼保護層之下（距樁頂砼4～7cm），各主筋應在同一高度上；混凝土的強度宜比原樁強度提高1～2級，混凝土粗骨料粒徑不應大于20mm。

注: 需在樁身頂部1倍樁徑范圍內加鋼箍抱緊，以防止樁頭爆裂。

6.3聲波透射法試驗

6.3.1基本原理

在被測樁內預埋兩根或兩根以上豎向相互平行的聲測管作為檢測通道，管中注滿清水作為耦合劑，將超聲脈沖發射換能器與接收換能器置于聲測管中，由超聲儀激勵發射換能器產生超聲脈沖，穿過樁體混凝土，并經接收換能器，由儀器接收并顯示接收的超聲波的波形，判讀出超聲波穿過混凝土后的首波聲時、波幅以及接收波主頻等聲參數，通過樁身缺陷引起聲參數或波形的變化，來檢測樁身是否存在缺陷。

6.3.2檢測儀器

采用的聲波透射法檢測儀器為北京智博聯科技有限公司研制的非金屬超聲檢測儀（型號ZBL-U520智能型超聲波測試儀器。埋管式聲波透射法檢測系統由超聲儀、徑向換能器、位移測量系統（深度記錄輪、三角架、井口滑輪）、信號線等組成。其中超聲儀和徑向換能器組成超聲脈沖測量部分，在測試過程中超聲儀通過激發發射換能器發出超聲波，同時通過接收換能器接收穿過樁身混凝土的接收波波形，實時地高速顯示接收波形并判讀聲參量。換能器在樁身內部移動的過程中，位移測量系統實時的將換能器在樁身中的位置傳輸給超聲儀，當超聲儀判斷換能器的位置到達預定的測點位置時，自動存儲該測點的聲參量及波形，實現換能器在樁身（聲測管）內部運動過程中，自動存儲各測點的聲參量及波形的目的。

埋管式聲波透射法測試系統

6.3.3埋設超聲檢測管

1、聲測管為三根管時，按待邊三角形布置；聲測管為四根管時，按正方形布置，按等邊三角形布置，聲測管之間應保持平行（如圖所示）。

2、聲測管采用外徑為54mm、壁厚5mm鋼管，各段聲測管宜采用外加套管連接并保持通直，管的下端應封閉，上端應加塞子。
3、聲測管的埋設深度應與灌注樁的底部齊平，管的上端應高于樁頂面表面300mm~500mm，同一根樁的聲測管外露高度宜相同。
4、聲測管應牢固固定在鋼筋籠內側，每2m間距設一個固定點，直接焊在架立筋上，對于無鋼筋籠的部位，聲測管可用鋼筋支架固定。

6.3.4檢測前的準備

1、了解有關技術資料及施工情況；
2、預先埋設好聲測管，向管內注滿清水（此項工作不含測試費用，由業主提供材料施工單位施工完成）；
3、采用一段直徑略大于換能器的圓鋼作疏通吊錘，逐根檢查聲測管的暢通情況及實際深度；
4、用鋼卷尺測量同根樁頂各聲測管之間的凈距離。

6.3.5檢測方法

1、根據樁徑大小選擇合適頻率的換能器和儀器參數，一經選定，在同批樁的檢測過程中不得隨意改變；
2、將T、R換能器分別置于兩個聲測孔的頂部或底部，以同一高度或相差一定高度等距離同步移動，逐點測讀聲學參數并紀錄換能器所處深度，檢測過程中經常校核換能器所處高度；
3、測點間距宜為200~250mm。在普測的基礎上，對數據可疑的部位進行復測或加密檢測。采用如圖14所示的對測、斜測、交叉斜測及扇形掃測等方法，確定缺陷的位置和范圍；
4、同一樁中埋有三根或三根以上聲測管時，應以每兩管為一個測試剖面，分別對所有剖面進行檢測。

6.3.6數據處理與判斷

1、聲速均勻性級別評定：根據聲速統計值中的離散性來確定。
聲速標準差、離散系數按下列公式求得：

式中： Vpi—— 第i點聲速；
Vp——聲速平均值；
σv——聲速標準差。

（a）混凝土聲速均勻性類別評定：
I類 0≤εv≤0.05
II類 0.05≤εv≤0.10
III類 0.10≤εv≤0.15
IV類 0.15≤εv≤1.00
（b）樁身完整性應按下列規定判斷：
式中VD為聲速臨界值（km/s）

a、聲速小于臨界值（即VPi＜VD）的測點為缺陷可疑點（區）。
b、在聲速~深度曲線上聲速明顯減少及突變處為缺陷可疑點的上、下邊界位置。
c、根據上述判據，對低于臨界值的缺陷可疑點進行樁身完整性綜合判斷。按下表評價被測樁完整性的類別。

樁身完整性判定表

6.4高應變法試驗

6.4.1高應變檢測原理

高應變動力試樁法是用瞬態的高應變狀態來考驗樁，揭示樁土體系在接近極限階段的實際工作性能，從而對樁的合格性作出正確的評價。其具體步驟如下：

1、用動態的沖擊荷載代替靜態的維持荷載進行試驗，沖擊下的樁身瞬時動應變峰值要和靜載試驗至極限承載力時的靜應變值大體相當；在此情況下，樁土體系進入充分的非彈性工作階段，樁和樁周土之間出現瞬時的剪切破壞模式，從而相當充分地激發樁周土對樁的全部阻力作用。

因此，高應變試樁實際上是一種快速的載荷試驗；

2、實測時采集樁頂附近有代表性的樁身軸向應變（或內力）和樁身運動速度（或加速度）的時程曲線，通過必要的布點和計算，獲得傳感器安裝截面的軸向平均內F(t)和軸向平均運動速度V(t)；

3、由于所施加的錘擊力是一個相對較短暫的脈沖力，在樁身中可觀察到應力波的傳播過程；因此，可以運用一維波動方程對樁身阻抗和土阻力實現分段分層的分析和計算，推算樁周土對樁的阻力分布（包括靜阻力和動阻力）和土的其它力學參數，在充分的沖擊作用下，就能獲得巖土對樁的極限阻力；得到比靜載試驗更加豐富的實際數據；

4、根據巖土阻力分布和其它力學參數，進行分級加載的靜載模擬計算，求得靜載試驗下的Q～s曲線，最終確定合理的單樁豎向極限承載力。

高應變的分析方法分為兩種：CASE法和實測曲線擬合法。

CASE法認為只要樁身符合等阻抗，樁側無動阻力、靜阻力恒定，無能量損耗三條，給于樁頂充分的沖擊荷載，使樁土體系進入充分的非彈性工作階段，巖土對樁的總阻力就可用以下公式計算得出：

Rz(t)=（Fm,t1+ZVm,t1）/2+（Fm,t2－ZVm,t2）/2

而巖土對樁的總阻力由動阻力和靜阻力兩部分組成，從總阻力中扣除動阻力后就所要求巖土對樁的靜阻力；于是CASE法又衍生出多種算法：阻尼系數法、最大阻力法、最小阻力法、自動法等，其中最基本的方法還是阻尼系數法，其計算靜阻力的計算公式為：

RSP=（Fm,t1+ZVm,t1）（1－Jc）/2+（Fm,t2－ZVm,t2）（1+Jc）/2

其中Jc稱為CASE阻尼系數，是CASE法求取承載力關鍵，最直接的求取方法是同一工程場地的動靜對比試驗，無可靠的動靜對比方法確定時，可取以下經驗值：

實測曲線擬合法的基本原理是：在一維波動理論的基礎上，利用數值方法求解一維連續線彈性的樁及非線性彈塑性土的波動模型(一維樁～土波動模型)，并以樁頂實測力或實測速度為邊界條件，求得力或速度的響應，通過計算值與實測值之間的比較擬合，從而逐步求得實際樁土參數以確定單樁極限承載力及相應參數；

實測曲線擬合法的計算步驟如下：正確選取信號，確定波速平均值根據工程地質報告和施工記錄，假定樁和土的力學模型及其模型參數利用實測的速度（或力、上行波、下行波）曲線作為輸入的邊界條件，通過波動方程數學求解，反算樁頂的力（或速度、上行波、下行波）曲線根據計算的曲線同實測的曲線的吻合情況，有針對性地調整樁土模型及參數，直至吻合良好（一般擬合質量不宜大于5）最后，也應使貫入度的計算值和擬合值吻合良好。

其具體做法是：將力傳感器與加速度傳感器對稱安裝于距樁頂不小于1倍樁徑的樁側面，利用重錘自由落體或動態打樁機械產生的能量使樁產生一定量的位移，同時用力傳感器與加速度傳感器采集樁輸出的力與加速度信號；然后將信號輸入樁基動測儀進行擬合分析。其典型實測曲線如下：

高應變典型實測曲線

評價樁身結構完整性。由于高應變動力檢測荷載起升時間一般大于2ms，因此對于樁的淺部缺陷判定存在盲區，因此在有淺部缺陷的時候，應采用低應變動力檢測法進行輔助檢測。基于高應變動力檢測的特點，評價樁身結構完整性實際上只是對樁身阻抗變化的評價，一般不宜判斷缺陷的性質，必要時，則需結合樁型、地質資料、施工工藝和施工記錄綜合判定。

6.4.2檢測設備

檢測所用儀器為武漢巖海工程技術開發有限公司生產的RS-1616K(S)型基樁動測儀以及1%極限承載力組合錘一套。

6.4.3檢測報告

檢測結束后三天內告知測試的初步結果，七天內提交正式報告；報告一式五份，由單位總工審定。正式報告包含以下內容：

   1）委托方名稱、工程名稱、地點、建設、勘察、設計、監理和施工單位，基礎、結構型式，層數，設計要求，檢測目的，檢測依據，檢測數量，檢測日期；

   2）地質條件描述；

   3）受檢樁的樁號、樁位和相關的施工記錄；

   4）檢測方法、檢測儀器設備，檢測過程敘述；試驗設備及試驗過程中出現的異常現象的說明；

   5）確定的承載力極限值，擬合圖形；

   6）結論及建議。