工程試樁方案

-PAGE.z.新建京滬高速鐵路土建工程JHTJ—3標(biāo)段四工區(qū)大汶河特大橋工程試樁方案中國(guó)水電集團(tuán)京滬高速鐵路土建工程三標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理部四工區(qū)二00八年三月二十四日目錄一、工程概況1二、試驗(yàn)?zāi)康摹⒁?HYPERLINK\l"_Toc194161136"三、試驗(yàn)依據(jù)1四、試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇1五、試樁方案25.1、靜載荷試驗(yàn)樁要求25.2、檢測(cè)儀器設(shè)備35.3、試驗(yàn)設(shè)備安裝55.4、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)6HYPERLINK\l"_Toc194161143"5.5、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及檢測(cè)報(bào)告提交6六、基樁靜載荷試驗(yàn)錨樁抗拔力計(jì)算7七、施工組織8八、施工安全保障措施：9九、現(xiàn)場(chǎng)文明施工管理措施10十、附靜載試驗(yàn)圖片10-.z.一、工程概況大汶河特大橋位于山東省泰安市與寧陽(yáng)縣交界處的大汶口鎮(zhèn)以東約1km處橋長(zhǎng)21.14km，本橋中心里程DK488+422.33，全橋長(zhǎng)21148m?；A(chǔ)采用明挖和鉆孔樁基礎(chǔ)。依據(jù)鐵道第三設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司下發(fā)的《關(guān)于發(fā)送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函》（三設(shè)橋梁函〔2008〕40號(hào)）文件；本工區(qū)共有10根試驗(yàn)樁。二、試驗(yàn)?zāi)康?、要求試?yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)鉆孔樁的單樁慢速維持荷載法試驗(yàn)，驗(yàn)證樁的承載力。試驗(yàn)要求：滿足現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)規(guī)范的要求、建設(shè)方和設(shè)計(jì)提出的要求。三、試驗(yàn)依據(jù)1、鐵道第三設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司下發(fā)的《關(guān)于發(fā)送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函》（三設(shè)橋梁函〔2008〕40號(hào)）文件；2、鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司編制的《北京至上海新建高速鐵路工程通用設(shè)計(jì)圖·北京至徐州段樁基檢測(cè)布置圖和工程試樁原則》(京滬橋通-31)。3、《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）；4、《京滬高速鐵路工程質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)實(shí)施細(xì)則》；5、《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5--2005）；6、工程地質(zhì)勘察資料；其它相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)于檢測(cè)的具體要求。四、試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇依據(jù)鐵道第三設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司下發(fā)的《關(guān)于發(fā)送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函》（三設(shè)橋梁函〔2008〕40號(hào)）文件；本工區(qū)共有10根試驗(yàn)樁。詳見表1表1序號(hào)墩號(hào)里程樁底高程（m）樁長(zhǎng)（m）樁徑（m）基樁根數(shù)單樁允許承載力（kN）混凝土標(biāo)號(hào)備注1248DK483+085.6179.077121.25126404.7C302303DK484+860.86無(wú)圖3339DK486+053.80無(wú)圖4392DK487+759.95無(wú)圖5431DK489+003.57無(wú)圖6514DK491+718.42無(wú)圖7559DK493+046.80無(wú)圖8644DK495+804.92無(wú)圖910注:由于大河DK475~DK482無(wú)地質(zhì)資料，預(yù)留2處（每處1根）進(jìn)行試樁。由于本工區(qū)目前所到圖紙中僅有表1中的248#墩，故以此墩為例，進(jìn)行方案闡述。五、試樁方案單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是模擬基樁實(shí)際受力狀態(tài)的一種試驗(yàn)方法。試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)安裝在樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯?，油壓表或壓力表，百分表或位移傳感器，錨樁或壓重反力裝置，對(duì)樁施加荷載，每根試驗(yàn)樁的最終加荷量為單樁允許承載力的1.3倍。關(guān)于成孔方法、清孔、鋼筋籠加工及吊放、二次清底、下設(shè)導(dǎo)管、灌注水下混凝土、質(zhì)量控制與檢查、特殊情況處理與預(yù)防措施等已在前期上報(bào)的《樁基工藝試驗(yàn)大綱》（編號(hào)：JHTJ3-SDJT4-TA1-20080215-1）中有詳細(xì)的闡述，本報(bào)告不再贅述。5.1、靜載荷試驗(yàn)樁要求試樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與工程樁一致。樁頂部宜高出試坑底面0.5m，試坑底面宜與樁承臺(tái)底標(biāo)高一致。試驗(yàn)樁頭應(yīng)進(jìn)行如下處理：⑴凝土樁應(yīng)先鑿掉樁頂部的松散破碎層和軟弱混凝土，沖洗干凈后再澆注樁帽。⑵樁帽直徑應(yīng)與設(shè)計(jì)樁徑相一致，樁帽頂面應(yīng)水平、平整，樁帽中軸線與樁身上部的中軸線應(yīng)重合。⑶樁帽主筋應(yīng)全部直通至樁頂混凝土保護(hù)層之下，如原樁身露出主筋長(zhǎng)度不夠時(shí)，應(yīng)通過(guò)焊接加長(zhǎng)主筋，各主筋應(yīng)在同一高度上。⑷在距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，間距不宜大于150mm。樁頂下100mm、200mm和300mm處應(yīng)分別設(shè)置鋼筋網(wǎng)片1層，間距為⑸樁頭混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C40，樁頭50cm混凝土由3-5mm5.2、檢測(cè)儀器設(shè)備采用全自動(dòng)化加壓觀測(cè)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制和采集數(shù)據(jù)。1、加載、壓力測(cè)量裝置采用2~4臺(tái)出力5000kN的千斤頂并聯(lián)加荷，千斤頂型號(hào)規(guī)格相同。合力中心與樁軸線重合。根據(jù)要求的最終加荷量確定千斤頂數(shù)量：如8000kN以內(nèi)用2臺(tái)5000kN千斤頂；8000-12000kN用3臺(tái)5000kN千斤頂；12000-16000kN用4臺(tái)5000kN千斤頂。以保證①最大試驗(yàn)荷載對(duì)應(yīng)的千斤頂出力不大于千斤頂和試驗(yàn)用油泵量程的80%;②油管在最大加荷時(shí)的壓力不超過(guò)規(guī)定工作壓力的80%;③最大試驗(yàn)荷載對(duì)應(yīng)的油壓不宜大于壓力表量程的2/3。采用油壓傳感器，傳感器的測(cè)量誤差不大于1%，壓力表精度優(yōu)于或等于0.4級(jí)。2、沉降測(cè)量裝置基準(zhǔn)樁與試驗(yàn)樁、錨樁的中心距符合規(guī)范規(guī)定。基準(zhǔn)梁采用工字梁，高跨比大于1/40，基準(zhǔn)梁的一端固定在基準(zhǔn)樁上，另一端簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁上，以減少溫度變化引起的基準(zhǔn)梁撓曲變形。現(xiàn)場(chǎng)采取遮擋措施，以減少溫度變化、刮風(fēng)下雨、振動(dòng)及其它外界因素的影響。試樁在加載過(guò)程中的豎向沉降采用量程為50mm的位移傳感器測(cè)量。在試樁樁頭處對(duì)稱安置4支位移傳感器，位移量取其平均值。位移計(jì)通過(guò)磁性表座分別支撐在基準(zhǔn)梁上，在錨樁中心安置一支位移傳感器觀測(cè)上拔量，沉降測(cè)量采用位移傳感器，并符合下列規(guī)定：①測(cè)量誤差不大于0.l%FS，分辨力優(yōu)于或等于0.0lmm。②沉降測(cè)定平面在樁頂200③固定和支撐位移計(jì)的夾具及基準(zhǔn)梁應(yīng)避免氣溫、振動(dòng)及其他外界因素的影響。所采用主機(jī)、油壓傳感器、位移傳感器、百分表都經(jīng)測(cè)試標(biāo)定合格，能夠滿足試驗(yàn)要求。3、反力裝置248號(hào)墩選擇1根工程樁進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，用錨樁橫梁反力裝置，其最大加載量為8326.11kN（單樁容許承載力的1.3倍）。據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，248號(hào)墩共布工程樁12根，3排4列，樁間距為3.4米。248號(hào)墩選4根工程樁作錨樁（錨樁與工程樁的相互位置見示意圖）。每根錨樁需提供的抗拔力為2081.5kN（8326.11/4）。248號(hào)墩的基樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)12米，樁徑1.25米，依據(jù)地質(zhì)資料樁周地層為基巖，側(cè)摩阻力保守按照500kPa計(jì)算，每根錨樁可提供的抗拔力為7065kN。（計(jì)算過(guò)程見后）可提供抗拔力為需要錨樁提供的抗拔力的3.39倍。錨樁主筋需作變更，變更為20根φ28螺紋鋼，計(jì)算可知每根主筋提供的抗拔力僅為其抗拉強(qiáng)度的50.5%。（計(jì)算過(guò)程見后）據(jù)以上分析，248號(hào)墩的單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，工程樁作錨樁僅將其主筋變更為φ28螺紋鋼，其它設(shè)計(jì)參數(shù)不變即可滿足試驗(yàn)要求。此種方式即可加快工期，也最節(jié)約投資。提供反力的為錳鋼制作的箱型梁長(zhǎng)11米，高1.88米，寬0.8米，抗剪及抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到15000kN，滿足試驗(yàn)最終加荷8326.1kN的要求。反力橫梁完全滿足本項(xiàng)目加載反力的要求。（計(jì)算過(guò)程見反力架（鋼梁）受力計(jì)算說(shuō)明）拉力筋與梁的連接方式見錨樁鋼筋與反力橫梁的連接說(shuō)明拉力筋與梁的連接方式見錨樁鋼筋與反力橫梁的連接說(shuō)明5.3、試驗(yàn)設(shè)備安裝1、場(chǎng)地要求鑒于248號(hào)墩臺(tái)底標(biāo)高在自然地表下4米左右，由于巖層較淺，巖石開挖量較大，為不影響施工進(jìn)度，及施工質(zhì)量，先開挖到設(shè)計(jì)高程后再進(jìn)行樁基鉆孔。由于反力橫梁為錳鋼制作的箱型梁長(zhǎng)11米，高1.88米，寬0.8米。因此以試驗(yàn)樁為中心11*11米范圍內(nèi)場(chǎng)地平整。2、安裝步驟①樁頭清理干凈，安放千斤頂，千斤頂中心與樁中心重合。②主梁支墩放置平穩(wěn)，并有足夠強(qiáng)度。③安裝主梁、副梁焊接抗拉筋。④安裝加載高壓油管、電動(dòng)油泵。⑤安裝基準(zhǔn)梁。⑥安裝壓力表和壓力傳感器，大量程百分表和位移傳感器。⑦百分表和位移傳感器調(diào)零及儀器連接調(diào)試。⑧調(diào)試正常開始加荷。5.4、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)加載采用慢速維持荷載法1、試驗(yàn)加卸載分級(jí)加載分級(jí)進(jìn)行，采用逐級(jí)等量加荷；分級(jí)荷載為最大加載量的1/10（248號(hào)墩基樁試驗(yàn)每級(jí)荷載為832.6kN）；第一次加荷為分級(jí)荷載的2倍。卸載分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量為加荷分級(jí)的2倍。加、卸時(shí)荷載傳遞均勻、連續(xù)、無(wú)沖擊，每級(jí)荷載在維持過(guò)程中的變化幅度不超過(guò)分級(jí)荷載的+10%。2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)讀每級(jí)荷載施加后第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量，以后每隔30min測(cè)度一次。試樁沉降量相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時(shí)內(nèi)的樁頂沉降量不超過(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級(jí)荷載施加后第30min開始，按1.5h連續(xù)三次每30min變形觀測(cè)值計(jì)算），且每級(jí)荷載的維持時(shí)間不得小于2h。當(dāng)樁頂變形速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。加荷達(dá)到試樁要求的最大加載量(248號(hào)墩的試驗(yàn)樁加至8326.1kN)終止加載。卸載每級(jí)荷載維持1小時(shí)，按第15、30、60min測(cè)讀樁頂殘余沉降量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載至零后，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為第15、30min，以后每隔30min。3、終止試驗(yàn)條件①*級(jí)荷載下，樁頂沉降量已大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍；②*級(jí)荷載下，樁頂沉降量已大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；③已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量；④工程樁當(dāng)錨樁時(shí)錨樁上拔量已達(dá)到允許值（10mm）。5.5、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及檢測(cè)報(bào)告提交1、試驗(yàn)曲線繪制數(shù)據(jù)整理，繪制豎向荷載—沉降曲線（Q-S）、沉降—時(shí)間對(duì)數(shù)曲線（S-Lgt），需要時(shí)繪制其它輔助曲線。2、單樁豎向抗壓承載力Qu按下列方法綜合分析確定根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對(duì)于陡降型Q-S曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值；根據(jù)沉降時(shí)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(jí)荷載值；*級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級(jí)荷載值；對(duì)于緩變型Q-S曲線，可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量；對(duì)直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對(duì)應(yīng)的荷載值。六、基樁靜載荷試驗(yàn)錨樁抗拔力計(jì)算1、錨樁抗拔力計(jì)算以248號(hào)墩為例：248號(hào)墩設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)12m，樁徑1.25m,樁周地層為基巖。設(shè)計(jì)依據(jù)《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5--2005）規(guī)范之第3節(jié)摩擦樁軸向受拉容許承載力計(jì)算公式[P]=0.30U∑ailifiU：嵌入巖石層內(nèi)的鉆孔周長(zhǎng)（m）ai：震動(dòng)沉樁對(duì)各土層樁周磨阻力有影響系數(shù)，鉆孔樁取1.0li：各土層厚度（m）fi：：各土層的極限摩阻力（kPa）U=1.25*3.14=3.925m3l=12m(樁周地層一樣都為基巖).fi=500kPa參閱《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》表-5(鉆孔灌注樁樁周極限摩阻力)。此表的"注：”給出漂石土、塊石土極限摩阻力可采用400-600kPa。248樁基巖的極限摩阻力應(yīng)大于漂石土、塊石土極限摩阻力，安全角度考慮在此取500kPa。計(jì)算得:P=0.3*3.925*1*12*500=7065kN248基樁采用4根工程樁作錨樁,每根錨樁需提供的抗拔力為最大加荷量的(6404.7*1.3)/4=2081.5kN.可見錨樁能提供抗拔力為所需抗拔力的3.39倍(7065/2081.5=3.39),能夠滿足試驗(yàn)的需要。2、錨樁鋼筋拉力計(jì)算工程樁作錨樁將錨樁的由20根φ20鋼筋變更為20根φ28螺紋鋼筋（HRB335）。HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=335MPa單根鋼筋抗拉力F=(14×10-3×14×10-3×3.14)×335×106=206.2kN20根主筋可提供的抗拉力為20*206.2=4124kN，可見錨樁鋼筋能提供抗拔力為所需抗拔力的1.98倍(4124/2081.5),能夠滿足試驗(yàn)的需要。3、盡量作到各根拉力筋的拉力均勻。eq\o\ac(○,1)拉力筋不能有彎曲變形。eq\o\ac(○,2)錨樁主筋也要調(diào)直。eq\o\ac(○,3)掛好反力拉套后，在錨樁主筋與拉力筋焊接中，調(diào)整使得每根拉力筋的拉緊程度基本相同。eq\o\ac(○,4)經(jīng)過(guò)以上工作，拉力分布基本作到均勻，同時(shí)每根拉力筋的保險(xiǎn)系數(shù)是1.98，這樣以來(lái)拉力筋不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。3、結(jié)論通過(guò)以上計(jì)算可知248號(hào)墩4根工程樁作錨樁能夠滿足單樁豎向靜載荷試驗(yàn)要求。七、施工組織7.1人力資源配置根據(jù)本段樁基的地層情況、工程量及總體工期安排，每個(gè)試樁作業(yè)區(qū)配置2臺(tái)沖擊鉆機(jī)機(jī)組、1個(gè)混凝土澆筑隊(duì)、1個(gè)鋼筋加工隊(duì)、個(gè)輔助作業(yè)隊(duì)和1個(gè)后勤組，三班作業(yè)的工作方式進(jìn)行考慮。輔助作業(yè)隊(duì)主要包括電工、供水等人員，后勤組主要包括現(xiàn)場(chǎng)值班技術(shù)人員、質(zhì)安人員、內(nèi)業(yè)技術(shù)人員、物資材料人員、修配、食堂、車隊(duì)人員等。本段樁基試驗(yàn)總計(jì)需要各類施工人員64人（見表2）。表2施工人員計(jì)劃表（每根樁）序號(hào)工種或崗位數(shù)量說(shuō)明1鉆工6鉆孔2鋼筋工8鋼筋加工作業(yè)3混凝土工9混凝土生產(chǎn)4修理工2機(jī)修加工5水電工2供水、供電6司機(jī)3混凝土運(yùn)輸、起重設(shè)備等7食堂3人員伙食8技術(shù)人員3現(xiàn)場(chǎng)值班、統(tǒng)計(jì)、質(zhì)檢、安全管理9管理人員9項(xiàng)目經(jīng)理等后勤人員及管理人員合計(jì)457.2主要施工機(jī)械設(shè)備主要施工機(jī)械設(shè)備表設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量產(chǎn)地進(jìn)場(chǎng)時(shí)間沖擊鉆機(jī)CZ-30臺(tái)套12008年2月25日汽車起重機(jī)25t輛12008年2月25日砼攪拌車6m3輛32008年3月3日電焊機(jī)交流30kVA臺(tái)2天津2008年2月25日裝載機(jī)ZL50臺(tái)12008年2月30日鋼筋對(duì)焊機(jī)UN1-150臺(tái)1天津2008年2月25日鋼筋切斷機(jī)GQ50-1臺(tái)1天津2008年2月25日鋼筋彎曲機(jī)GW40臺(tái)1天津2008年2月25日鋼筋調(diào)直機(jī)GTJ4-4臺(tái)1天津2008年2月25日水泵IS50-32-125臺(tái)2天津2008年2月25日柴油發(fā)電機(jī)60GF臺(tái)1天津2008年3月5日鋼筋加工、混凝土澆筑與鉆孔作業(yè)交叉同步進(jìn)行，不占用造孔作業(yè)時(shí)間。八、施工安全保障措施：所有從事本工區(qū)作業(yè)的工人主要以健壯的男性青年為主，并經(jīng)安全作業(yè)培訓(xùn)合格后，方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。認(rèn)真研究工程地質(zhì)資料，分析地質(zhì)情況，對(duì)于安全施工存在的疑慮，應(yīng)事前向有關(guān)單位提出。施工現(xiàn)場(chǎng)所有