工程試樁總結

1、京滬高速鐵路二標段二工區(qū)編號:鋼板樁圍堰承臺施工技術總結（初稿）2008年8月13日京滬高速鐵路土建二標二工區(qū)工程試樁技術總結（羅富全）1前言京滬高速鐵路是我國鐵路建設史上第一條線路里程最長、技術標準最高、投資規(guī)模最大的高 速鐵路，全長1319公里，設計時速350公里/小時，混凝土結構的使用年限為100年，橋梁 基礎、墩臺身、梁體混凝土均采用高性能混凝土；線路跨越平原、高山大川、黃河、長江， 在施工中有較多的資料需要進行總結分析，本文主要針對橋梁樁基施工中對樁基進行承載力 試驗進行技術總結，以取得相應的經(jīng)驗和教訓，為類似工程提供一此技術參考。2工程摘要中鐵二局京滬高速鐵路項目經(jīng)理部施工的工程為

2、滄德特大橋 DK285+903DK326+192 段，全長40.289Km，位于河北省滄州市吳橋縣和山東省德州市德城區(qū)。段內(nèi)主要工程有：鉆孔樁10524根，承臺1237個，橋墩1236個，墩身大部份為圓端形實體 墩和部分單圓柱墩，高度均在20m以下，橋臺1個；40+64+40米懸臂澆注的連續(xù)箱梁2 聯(lián),32+48+32米懸臂澆注的連續(xù)箱梁2聯(lián)，支架法現(xiàn)澆非標簡支梁3孔，移動模架法現(xiàn)澆40 米箱梁24孔。3地質條件本段屬于冀魯平原，地形平坦開闊，地勢由西南向東北緩傾；本段地層主要為第四系沖 積層、沖洪積層、海積層，一般以黏性土、粉土、砂類土為主；本段沿線河流密布，水利設 施眾多。線路經(jīng)過的主要河

3、流有漳衛(wèi)新河岔河、漳衛(wèi)新河。地下水類型為孔隙潛水，局部具 承壓性，主要含水層為砂類土、卵石土和圓礫土。地下水位埋深一般在0.46.0m。4工程試樁選址原則及數(shù)量普通摩擦樁1根/ km；嵌入樁，嵌入不同基巖的柱樁每種類型的巖石試樁一根；每座橋梁應至少試樁一根。二標二工區(qū)管段橋梁樁基均采用摩擦樁，試樁數(shù)量為1根/ km，后根據(jù)設計 院已完成試樁數(shù)量及方案優(yōu)化，共計需施工單位進行試樁15根；根據(jù)管段基樁樁 徑、樁長及地質條件，擬采用單樁豎向抗壓靜載試驗法（堆載法）驗證單樁的承載力。根據(jù)設計優(yōu)化后需檢測的樁位如下表。工程試樁樁位統(tǒng)計表序號試樁號樁徑（m）樁長（m）混凝土強度等級單樁容許承載力（kN）備

4、注1G048-02147C353772.92H069-02148C4036183I003-06140C403994.694I126-6148C403978.085I189-05149C353908.576I280-01148C3537557I340-05145C353798.758J006-06146C353550.39K036-02144C353875.510K123-2146C35388111K212-02140C353400.412K295-02144C353779.113K385-02139C353466.114K460-02148C403785.715K515-02139C40340

5、5.55工程試樁方法5.1試驗目的檢測目的：采用接近于通過豎向抗壓樁的實際工作的試驗方法，比較準確的反映單樁的受力 狀況和變形特征，確定單樁豎向（抗壓）極限承載力標準值，驗證單樁的承載力是否滿足設 計要求。5.2檢測設備1）加載設備：油壓千斤頂（根據(jù)設計承載力的1.3倍進行加載，采用1000T千斤頂）或兩 臺千斤頂并聯(lián)，高壓油泵站。2）荷載與沉降量測儀表：荷載量測使用量程60MPa壓力表，沉降量測使用大量程百分表。 荷載與沉降量測儀表均經(jīng)過國家指定的計量標定單位進行計量標定。圖1單樁豎向抗壓靜載試驗裝置示意圖5.3荷載試驗反力系統(tǒng)1）本試驗擬采用配重塊作為反力系統(tǒng)堆載物，堆載物根據(jù)需要配置，主

6、梁、次梁和荷載平 臺約20噸?？傊亓坎恍∮谠囼炐枰奢d的要求。2）荷載平臺8mX8m，堆載高度約為4m,具體高度根據(jù)實際需要堆載，總的試驗影響面積 80m2荷載平臺支撐和支撐基礎形式可采用以下方式：用混凝土塊拼砌承力墻左右各一段，形式：長7m，寬不小于1m，墻頂與樁頂高差2.0m（配 合千斤頂和荷重傳感器的高度設置）?；炷翂K抗壓強度不低于15MPa。3）基礎處理形式：以墻或支架為中心，底部用碎石或卵石換填1m深，長8m，寬2m?；A 頂部澆注10cm厚的混凝土墊層，混凝土抗壓強度不低于15MPa；4）主梁采用多根8m長，型號為45a或60a的A3 工字鋼組合，表面用鋼筋作為箍筋固定，箍筋位

7、置與平臺的工字鋼錯開，根據(jù)驗算，需要的主梁 數(shù)量其剛度和強度滿足試驗要求。主梁型式見右 圖。5）墊塊：3cm 厚 75cmX75cm、65cmX65cm、55cm X55cm方形鋼板各1塊，45cmX45cm方形鋼板2 塊，3cm厚直徑1m圓形鋼板1塊。6）如果需要700噸的堆載，次梁由36根8m長型 號為40a的A3H字鋼組成，工字鋼上滿鋪竹夾板（或木板），竹夾板約64m2，由此組成荷載圖2主梁形式示意圖平臺。經(jīng)驗算，在最大荷載作用下，剛度和強度能滿足要求，其中向上最大撓度為1.6cm，向下最 大撓度為2.3cm。如果堆載變化，根據(jù)實際需要增減次梁即可。7）參照梁（基準梁）由2根8m長型號1

8、5b的工字鋼組成。8）千斤頂最大量程采用1000噸，油表精度為0.4級，百分表精度為0.01mm，如果沒有條 件標定千斤頂，需要標定好的荷重傳感器，量程為1000噸。試驗前，先委托評定機構對千斤 頂進行標定，得出千斤頂系數(shù)，根據(jù)最大加載量，求得最大荷載時油壓表壓力，對油壓進行分 級控制，從而控制千斤頂分級在試驗樁頂施加豎向壓力。9）配重塊的加載和卸載由吊車完成，吊車為20噸以上。試驗檢測涉及的設備和材料清單匯總序號設備和材料產(chǎn)地規(guī)格型號數(shù)量備注1千斤頂中國最大量程1000噸以上1臺2電動油泵中國1臺3精密油表中國1只4百分表中國4只5荷重傳感器中國量程1000噸1只6磁性表架中國4只7工字鋼中

9、國60a、 8m 長10根8方形鋼板中國厚 3cm、75cmX75cm1塊9方形鋼板中國厚 3cm、65cmX65cm1塊10方形鋼板中國厚 3cm、55cmX55cm1塊11方形鋼板中國厚 3cm、45cmX45cm2塊2圓形鋼板中國厚3cm、直徑1m1塊13工字鋼中國15b、 8m 長2根14吊車現(xiàn)場調(diào)用20噸1臺可能用不到15焊機現(xiàn)場調(diào)用1臺以上5.4檢測原理單樁豎向抗壓靜載試驗，是一種原位測試方法，其基本原理是將豎向荷載均勻的傳至建筑物 樁基上，通過實測單樁在不同荷載作用下的樁頂沉降，得到靜載試驗的Qs曲線及s-lg t 等輔助曲線，然后根據(jù)曲線推求單樁豎向抗壓極限承載力等參數(shù)。5.5

10、試驗準備工作1）收集原始資料，了解試樁場地工程地質情況，試樁的基本情況（如樁長、樁徑、混凝土 強度等級、施工日期、施工工藝等），以及樁的預估極限承載力值。2）試驗加載裝置的選擇：試樁所承受的荷載由油壓千斤頂分級施加。加載及反力裝置根據(jù) 現(xiàn)場實際條件取壓重橫梁反力。3）樁頭處理形式：如果在成樁前能夠確定為試樁，最好在距樁頂1.5m范圍內(nèi)加密箍筋，箍 筋間距不大于80mm。要求被測樁檢測時強度達到28天或滿足試驗要求的抗壓強度。先鑿去 樁頂浮漿，去破碎及軟弱混凝土，平整樁頂面。樁頂用厚度為5cm的同直徑鋼板鋪墊，基礎 頂部澆注混凝土墊層，混凝土抗壓強度不低于15MPa。4）荷載與沉降的量測儀表：荷

11、載用由標定合格的精度優(yōu)于或等于0.4級精密壓力表測量。 試樁沉降采用大量程百分表測量。根據(jù)規(guī)范要求在試樁的兩個側面對稱安裝2個百分表。沉 降測定平面距樁頂距離不小于0.5倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準梁在構造上應確 保不受氣溫影響而發(fā)生豎向變位。5）試驗加載方式的選擇：對于軟土地質條件，試驗加載方式采用慢速維持荷載法6）載荷的施加和卸載應按照下表分步進行荷載分級表（以實際荷載為設計承載力的1.3倍分級）試驗荷載比例實際荷載荷載至少保持時間試驗樁設計承載力的13%120分鐘試驗樁設計承載力的26%120分鐘試驗樁設計承載力的39%120分鐘試驗樁設計承載力的52%120分鐘試驗樁設計承載力

12、的65%120分鐘試驗樁設計承載力的78%120分鐘試驗樁設計承載力的91%120分鐘試驗樁設計承載力的104%120分鐘試驗樁設計承載力的117%120分鐘試驗樁設計承載力的130%120分鐘試驗樁設計承載力的104%60分鐘試驗樁設計承載力的78%60分鐘試驗樁設計承載力的52%60分鐘試驗樁設計承載力的26%60分鐘試驗樁設計承載力的0%180分鐘7）其它注意事項在試驗設備、儀器儀表的運輸過程中應確保其不損傷，以保證現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的準確無誤。現(xiàn)場吊裝安置加載設備時，應采取必要的安全措施，保證設備的安放位置正確和人員設 備的安全。反力架的安裝和焊接要牢固可靠，對于不符合要求的反力裝置不能進行

13、正式試驗加載工 作反力鋼梁在試驗中嚴禁超載，以免發(fā)生人員和儀器損壞。試驗現(xiàn)場必須搭起能防雨、遮陽的臨時帳篷或設施，以保護儀器設備。高壓油泵等儀器設備應按照就近、方便、安全的原則安放。測試現(xiàn)場所接電源必須符合臨時架設電源線路的要求，禁止亂扯電源、電線，防止漏電、 觸電等事故發(fā)生。6現(xiàn)場試驗規(guī)定和要求1）開始試驗的時間：在樁身混凝土灌注后28天，且達到設計強度后，才能進行。2）慢速維持荷載法按下列規(guī)定進行加、卸載和沉降觀測。荷載分級：每級荷載值為設計容許承載力1/10，其中第一級取分級荷載的2倍。測讀樁沉降量的間隔時間：每級加載后維持時間至少2h，按第5、15、30、45、60min測 讀樁頂沉降

14、量，以后每隔30min測讀一次。試樁沉降相對穩(wěn)定標準：每小時內(nèi)樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級荷 載施加后第30min開始，按1.5h連續(xù)三次每30min的沉降觀測值計算），且每級荷載的維持 時間不得少于2.0h。當樁頂沉降速率達到相對穩(wěn)定標準時再施加下一級荷載。卸載時，每級荷載維持1h，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，維持時間為3h，測讀時間為第15、30min，以后每隔 30min測讀一次。終止加載條件：當出現(xiàn)下列情況之一時即可終止加載。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；某級荷載作

15、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(jīng)24h尚未達到 相對穩(wěn)定標準；已達到設計要求的最大加載量；當荷載一沉降QS曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量6080mm，特殊情況下可加載至樁頂累計沉降量超過80mm。千斤頂、油泵的安置和檢查。千斤頂應平放于試樁中心。試驗前應仔細檢查千斤頂、油泵工作是否正常，油路是否漏油。百分表的安裝要求百分表應安裝固定在支承于相對不動的基準梁上，百分表的安裝應使表軸線平行于被測位移 的方向，不得傾斜。7試驗資料的整理1)單樁豎向抗壓靜載試驗概況：整理成表格形式，并應對成樁和試驗過程出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象 作補充說明。(具體表樣見下表)單樁豎向極限承載力檢測表試

16、樁號樁徑(m)樁長(m)砼強度等級單樁豎向最大試驗荷載(kN)最大試驗荷載所對應的沉降值(mm)單樁容許承載力(KN)單樁豎向抗壓極限承載力實測值(KN)I280-01148C35496210.6637554881.5(1.3 倍單樁承載力J006-06146C354636.16.683550.34615.4(1.3 倍單樁承載力G048-02147C35496211.853752.94904.8(1.3 倍單樁承載力2)單樁豎向抗壓靜載試驗記錄表。(樣表見下表)基樁豎向抗壓靜載試驗記錄表工程名稱：試樁號：天氣:設備管理號：EM-報告編號:油壓(MPa)荷載(kN)讀數(shù)時間間隔時間讀數(shù)(mm)

17、沉降(mm)月日時分表1EM-表2EM-表3EM-表4EM-平均值本次累計記錄：校核：3）單樁豎向抗壓靜載試驗荷載一沉降匯總表。（以G48-02為例）G48-02單樁豎向抗壓靜載試驗荷載一沉降匯總表荷載（KN）歷時(min)本級沉降（mm）累計沉降（mm）0.0000535.41200.870.871027.31200.641.511437.11200.602.111929.01200.772.882420.81201.013.892912.61200.924.813404.51201.376.183896.31201.557.734388.11201.79.434962.01202.4211

18、.853896.360-0.1811.672912.660-0.3211.351929.060-0.5010.851027.360-0.7410.110.0180-1.88.514）繪制有關試驗成果曲線：為確定單樁的極限荷載，一般繪制QS （按整個圖形比例橫:豎=2： 3,取Q、S的坐標比例），（Slgt, SlgQ）曲線，具體見下圖示例圖片。頁滬也妙快幫滄德料大橋I理 Milffi單蹄前樣向抗斥脖校武籃*氏1司導韶博聃 CQbJ Htl姓倒耳一i2H1 iiljiUM遇一EXHU OJ 4k joati 口存#加布 *_(OK(JHK 的 J 我 *；4月一32標如此*G4H-O2SW4K|珥S-UNtJESKK：4S5-O2ttiHj 44Kb I 氏-02#?jn tic 一 K515-024tJP k4m-02J!jrilifc一- k4tiOHOi2?aTl-W5）確定單樁軸向抗壓極限荷載。例:根據(jù)試驗結果，I280-01試樁的單樁豎向抗壓極限承載力實測值不小于4881.5KN。8單樁承載力的確定1）單樁豎向極限承載力的確定根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡型Q-s曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應 的荷載值。根據(jù)沉降隨時間變化的特征確定:取s-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值。當