廣東某電廠煤碼頭預(yù)應(yīng)力管樁靜載試驗(yàn)總結(jié)監(jiān)理人編制

廣東**電廠煤碼頭預(yù)應(yīng)力砼大管樁靜載試驗(yàn)方法總結(jié)**摘要：砼大管樁在國內(nèi)靜載試驗(yàn)不是很多，90年代初，深圳碼頭做過一次砼大管樁的靜載試驗(yàn)，當(dāng)時是碼頭建成后再做試驗(yàn)，工廠后期試樁主要為證明當(dāng)初設(shè)計參數(shù)是否正確，試驗(yàn)外部條件較好，環(huán)境對試驗(yàn)影響小。后國內(nèi)某一碼頭又做過一次類似的試驗(yàn)。砼管樁靜載試驗(yàn)本身并不復(fù)雜，難的是在惡劣的條件下試驗(yàn)鋼梁與砼管樁的聯(lián)接方式。本文主要介紹潮州電廠煤碼頭試樁的聯(lián)接方法，可為類似工程提供借鑒。關(guān)鍵詞：砼管樁錨固聯(lián)接件靜載試驗(yàn)廣東**電廠煤碼頭的結(jié)構(gòu)型式為高樁梁板結(jié)構(gòu)，突堤式，分引橋和碼頭兩部分，其中引橋長為100m，寬為20m，碼頭長為280m，寬為32m。樁基采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土組合樁（樁尖部分有一段φ942mm，厚度為16mm的鋼樁），砼管樁的樁徑為φ1200mm，總樁數(shù)為350根。由于當(dāng)?shù)夭捎妙A(yù)應(yīng)力混凝土大管樁作為水工建筑物樁基尚無靜載試樁資料，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，在正式打樁之前需要進(jìn)行靜載試樁試驗(yàn)，并對試驗(yàn)樁進(jìn)行高、低應(yīng)變動力檢測，試驗(yàn)樁的數(shù)量為2根。分別位于第14區(qū)和第18區(qū)。每區(qū)各有7根樁，分別為錨樁4根，觀測樁2根，試樁1根，共計14根，全為直樁。兩個試樁區(qū)布置如下圖所示：試樁區(qū)平面布置圖兩試樁區(qū)之間的距離為140m，離現(xiàn)有護(hù)岸最近距離為750m，離山體距離為300~500m。14區(qū)的樁分別位于第31和32排架，18區(qū)樁位于51和52排架，其中2根試樁位于兩個排架中間。具體樁位布置詳見下圖：試樁區(qū)的樁位布置及沉樁順序圖1、兩個試樁區(qū)域地質(zhì)資料概況：巖土分布從上至下次序?yàn)棰?淤泥，①2粉細(xì)砂，②1粉質(zhì)粘土，②2淤泥質(zhì)粘土，②3粘土②4中粗砂和③花崗巖殘積土④全風(fēng)化花崗巖⑤強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥中風(fēng)化花崗巖。試樁目的確定大管樁單樁垂直靜載極限承載力和單樁抗拔極限承載力，為合理確定樁長提供依據(jù)。分析土的阻力分布，評價樁錘的性能指標(biāo)，打樁時樁身應(yīng)力及瞬時沉降特性，為確定打樁控制標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。2、停錘標(biāo)準(zhǔn)沉樁采用貫入度和標(biāo)高雙控，用D100柴油錘施工，最后10cm平均貫入度<3~5cm。當(dāng)已達(dá)到設(shè)計貫入度，而樁端未達(dá)到設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)繼續(xù)錘擊100mm或30~50擊，至其貫入度平均值不大于3mm/擊，且樁端距設(shè)計標(biāo)高不大于3米，可以停錘，否則應(yīng)進(jìn)行動測確定其承載力。當(dāng)樁端達(dá)設(shè)計標(biāo)高而貫入度仍然大于5mm/擊，應(yīng)繼續(xù)沉樁0.5~1m，貫入度仍較大者，再與已動測的相同條件的樁進(jìn)行對比，若其沉樁情況比已沉樁情況比已動測的樁的沉樁情況好或相當(dāng)，則按已動測的樁確定其承載力，否則應(yīng)進(jìn)行動測確定其承載力和樁身的完整性。采用的打樁船為三航樁2#3、試樁內(nèi)容單樁垂直靜載荷壓樁試驗(yàn)（2根次）單樁垂直靜載荷抗拔試驗(yàn)（2根次）3.1、單樁垂直靜載荷抗壓試驗(yàn)3.1.1、試驗(yàn)?zāi)康拇_定煤碼頭2根試樁（φ1200mm）單樁軸向極限承載力。3.1.2試驗(yàn)內(nèi)容測定在各級荷載作用下，試樁的沉降量，并測定樁的軸向反力系數(shù)。錨樁變形的測定：在每根試樁的過程中，測定其四根錨樁的上拔量。3.1.3試驗(yàn)依據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254—98）《港口工程基樁靜載荷試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ255—2002）3.1.4加荷工藝及觀測系數(shù)規(guī)范規(guī)定，加載能力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載的1.3~1.5倍。本次試驗(yàn)采用錨樁反力梁裝置，用千斤頂施加荷載，試樁加載裝置示意圖如下。荷載值用千斤頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)壓力表和油壓傳感器雙重控制，沉降觀測采用量程為50mm的高精度容柵式位移傳感器，借助基準(zhǔn)梁進(jìn)行量測，用靜載試樁位移測試系統(tǒng)進(jìn)行顯示，自動記錄，自動加載，自動補(bǔ)載并配有微機(jī)自動數(shù)據(jù)處理，實(shí)時顯示各種測試曲線。試驗(yàn)鋼梁與混凝土管樁連接方法本試驗(yàn)最關(guān)鍵部份是鋼梁與砼管樁的相接方式，4根錨樁和觀測樁均為工程樁，樁的結(jié)構(gòu)與工程樁相同，原設(shè)計在錨樁內(nèi)澆8m長樁芯砼，并埋設(shè)錨固鋼筋與鋼梁聯(lián)接，但當(dāng)時現(xiàn)場只有打樁船和一艘方駁，沒有砼攪拌船，并且距離陸地有750米遠(yuǎn)，而且海況惡劣，涌浪季風(fēng)的影響特別大，無法進(jìn)行砼施工。即使能澆砼，施工工期也較長。為此，我們提出了采用鋼樁帽過度連接的方案：管樁沉樁后，先截樁，鑿出16根32股的鋼絞線，鋼絞線穿過鋼樁帽，并用千斤頂頂緊錨具以固定鋼樁帽，鋼樁帽與試樁次梁再通過焊接鋼筋傳力。鋼樁帽結(jié)構(gòu)如下圖示。先做壓樁試驗(yàn)：錨樁外露鋼鉸線錨固鋼樁帽，鋼樁帽再與次梁連接。試樁鑿至設(shè)計標(biāo)高，并用環(huán)氧砂漿抹平，放置千斤頂以頂升主梁，同時使試樁受壓。壓樁完成后再做拔樁試驗(yàn)。此時要鑿除試樁頂部砼，使鋼絞線外露，然后通過錨具錨固鋼樁帽，在錨樁頂放置千斤頂，頂開主梁，上拔試樁。傳力鋼樁帽結(jié)構(gòu)圖（單位為毫米）成品的試樁錨件如下圖：錨樁上的鋼樁帽試樁上的鋼樁帽3.1.6、試驗(yàn)方法對2根試驗(yàn)樁的軸向靜載抗壓試驗(yàn)，采用快速維持荷載法。荷載分級每級加載為預(yù)計最大試驗(yàn)荷載的1/12，每級卸載為2倍加載級，最大加荷設(shè)定為10000kN。測讀時間：每級加載的0、5、10、15和30min，隔30min再測讀一次。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每級荷載維持時間為60min試驗(yàn)終止條件：樁頂總沉降量超過40mm，且在某級荷載作用下，樁的沉降量為前一級荷載作用下的5倍或O—S曲線出現(xiàn)可判定極限承載力的陡降段。采用慢速法試驗(yàn)，在某級荷載作用下，24h未達(dá)到穩(wěn)定。加載已達(dá)到試樁設(shè)備的承載能力。在加載過程中，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)樁樁頂偏離軸線的位移過大，危及試驗(yàn)安全。檢驗(yàn)性試驗(yàn)的加載量達(dá)到設(shè)計要求。極限承載力的取值：樁的垂直極限承載力按下列規(guī)定確定：當(dāng)Q—S曲線上出現(xiàn)可判定極限承載力的陡降段時，應(yīng)采用明顯陡降段起始點(diǎn)相對應(yīng)的荷載為極限承載力，極限承載力可根據(jù)下列方法確定：當(dāng)Sn+1>40mm時，△Sn/△Qn≤f（L）且△Sn+1/△Qn+1>f（L）或（△Sn+1/△Qn+1）/（△Sn/△Qn）>5，第n級對應(yīng)的荷載為極限承載力，其中f（L）=3.3/L-0.04(mm/Kn)，L為樁身長度（m）b、當(dāng)Q/Qmax-S/d曲線有明顯陡降段時，擠土樁的曲線斜率開始轉(zhuǎn)變?yōu)榇笥?.3或大直徑開口管樁等低擠土樁的曲線斜率開始轉(zhuǎn)變?yōu)榇笥?.2的點(diǎn)所對應(yīng)的荷載為極限承載力，其中d為樁徑或樁寬（m）；c、在S—LGT曲線中取曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯向下曲折的前一級荷載為極限承載力。當(dāng)Q—S曲線沒有明顯陡降時，在Q—S曲線上取樁頂總沉降量S=40mm相對應(yīng)的荷載作為極限承載力近似值。對于鋼管樁和樁長超過50m的混凝土樁所取用的樁頂總沉降量應(yīng)適當(dāng)加大。軸向反力系數(shù)的測定：測定樁的軸向反力系數(shù)K（單位軸向力作用下的樁頂下沉量）時，應(yīng)在永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值到永久荷載與可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的組合值之間，至少往復(fù)加卸載3次，取趨于穩(wěn)定的一次循環(huán)的首尾點(diǎn)進(jìn)行計算。加卸分級和最少持荷時間（見下表）序號永久荷載與可變荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值的的組合值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的的差值（%）最少持荷時間（mmin）12515250537554100557556505725580154、單樁垂直靜荷抗拔試驗(yàn)4.1、試驗(yàn)?zāi)康拇_定煤碼頭試樁單樁軸向極限抗拔力。4.2、試驗(yàn)內(nèi)容測定在各級荷載作用下，2根試樁的上拔量。4.3、試驗(yàn)依據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254-98）《港口工程基樁靜載試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ255-2002）4.4、加荷工藝及觀測系統(tǒng)本次試驗(yàn)采用錨樁反力裝置，用千斤頂施加荷載。試樁加載裝置示意圖見下圖。實(shí)物照片荷載值用千斤頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)壓力表和油壓傳感器雙重控制；上拔觀測采用量程為50mm的高精度容柵式位移傳感器，借助基準(zhǔn)梁進(jìn)行量測，用靜載試樁位移測試系統(tǒng)進(jìn)行顯示，自動記錄。自動加載，自動補(bǔ)載并配有微機(jī)自動數(shù)據(jù)處理，實(shí)時顯示各種測試曲線。錨拉裝置與試樁的連接采用也采用傳力鋼樁帽連接，試樁的鋼樁帽結(jié)構(gòu)如下圖示抗拔試驗(yàn)錨樁鋼絞線割平，放置次梁用，試樁鑿出鋼絞線用于錨具連接之用。試樁的錨固件（單位為毫米）4.5、試驗(yàn)方法對2根試驗(yàn)樁的軸向靜載抗拔試驗(yàn)，采用快速維持荷載法。荷載分級每級加載為預(yù)計最大試驗(yàn)荷載的1/10，每級卸載為2倍加載級，最大加荷設(shè)定為5000KN測讀時間：每級加載的0、5、10、15和30min，隔30min再測讀一次；穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每級荷載維持時間為60min；每級荷載維持時間：加載級的維持時間為樁頂上拔速率達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，且不大于2h，卸載級的維持時間為1h。試驗(yàn)終止條件：在某級荷載作用下，鋼筋拉應(yīng)力達(dá)到鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；在某級荷載作用下的樁頂上拔量為前一級荷載作用下的5倍；樁頂累計上拔量超過100mm；檢驗(yàn)性試驗(yàn)的加載量達(dá)到設(shè)計要求。試驗(yàn)樁軸向抗拔極限承載力應(yīng)按下列方法確定：對陡升的QUP-SUP曲線，取陡升段啟始點(diǎn)荷載；對無明顯陡升的QUP-SUP曲線，去SUP-LGT曲線尾部顯著彎曲的前一級荷載。4.6、加荷裝置的安裝每個魚腹梁的重量為13.5噸，長9m，高2m，寬為50cm，安裝時最遠(yuǎn)的位于試樁上的主梁，安裝距離為6m左右，在施工現(xiàn)場利用打樁2號進(jìn)行安裝。選擇在風(fēng)平浪靜的情況下進(jìn)行安裝，安裝之前做好準(zhǔn)備工作，機(jī)動大機(jī)船作好配合工作，大機(jī)船上配備有電焊、氣割、加固槽鋼、配合的機(jī)務(wù)人員。4.7、試樁平臺的搭設(shè)試樁平臺結(jié)構(gòu)為在大管樁上夾鋼抱箍，在鋼抱箍牛腿上鋪設(shè)雙層鋼圍林，其上鋪5cm木板。兩層槽鋼之間用U型卡及鐵絲進(jìn)行固定。具體見下圖。試樁平臺結(jié)構(gòu)圖為避免觀測樁受試驗(yàn)影響，觀測樁與試樁平臺完全分離。5、試驗(yàn)結(jié)論兩根試樁的垂直抗壓極限承載力勻?yàn)椴恍∮?1000KN，其中第14區(qū)試樁垂直抗拔極限承載力不小于50