特大桥试桩方案特大桥试桩方案范本.docx
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特大桥试桩方案特大桥试桩方案范本
一、试桩目的及目标1
二、试桩依据1
三、试桩基本情况1
1、试桩情况1
2、地质情况2
四、自平衡法测试方案3
1、试桩设计3
2、测试仪器设备及安装4
（1）加载系统4
（2）位移监测系统5
（3）应变（力）测量系统6
（4）数据采集系统6
（5）设备安装8
3、数据采集及处理11
（1）测试方法11
（2）数据处理12
4、试验后补强12
五、组织分工13
六、业绩13
一、试桩目的及目标
本次试桩主要目的为；
1、通过试桩验证工程地质勘察报告各土层的设计参数的合理性。
2、根据试桩结果为施工图桩基设计提供参考依据并对其进行优化。
3、在试桩的基础上，进一步完善钻孔灌注桩施工工艺。
通过试桩达到以下目标：
1、桩周与各土层间的极限摩阻力；
2、桩尖土的竖向极限承载力；
3、单桩极限抗拔承载力；
4、绘制试桩的Q-S，T-S曲线；
5、绘制桩身侧阻力Qf分布曲线；
二、试桩依据
1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007。
2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
3、《桩承载力自平衡测试技术规程》DB32／T291-1999。
4、设计图纸及相关资料。
5、我院多年试桩经验及成果。
三、试桩基本情况
1、试桩情况
编组
试桩
位置
桩身直径（m）
桩长（m）
桩底标高（m）
桩顶标高（m）
设计要求最大加载值（kN）
备注
2、地质情况
根据设计单位提供工程地质剖面图内差对应试桩位置各土层厚度及设计摩阻力取值详见下表所示；
参数建议值表
层号
土层名称
层底标高
工程地质特性
极限侧阻力标准值
极限端阻力标准值（qPk）
抗拔系数
（qsik）
（m）
（kPa）
（kPa）
1
杂填土
91.89
松散～稍密
2
粉土
89.04
稍密~中密
48
0.7
3
粉土
86.01
中密～密实
52
0.72
4
粉土
82.99
密实
50
0.73
5
粉砂
75.22
密实
54
0.55
6
粉土
72.25
密实
54
800
0.72
7
细砂
68.64
密实
60
900
0.56
8
细砂
61.51
密实
70
1000
0.56
9
粉质粘土
54.79
可塑～硬塑
70
1000
0.73
10
粉土
51.68
密实
70
1000
0.73
11
粉质粘土
48.99
硬塑
72
1300
0.73
12
粉质粘土
40.6
硬塑
75
1300
0.75
四、自平衡法测试方案
1、试桩设计
为确保获得试桩的极限承载力，荷载箱加载能力不小于设计极限荷载的1.2倍，即24#桩基加载能力不小于22581KN，3#桩基加载能力不小于16854KN；据此我单位设计24#桩基荷载箱最大加荷能力为27600kN，3#桩基荷载箱最大加荷能力为18400kN。
荷载箱设计最大行程为14cm。
根据设计设计提供地质资料，经计算确定24#墩桩基荷载箱放置位置在-2.5m处，3#墩桩基荷载箱放置位置在4.5m处。
为获得桩尖极限端承力在桩底放置3个压力盒，用于测量加载过程中桩端力的大小。
2、测试仪器设备及安装
实施自平衡试桩法的试验装置，一般包括加载系统、位移检测系统、应变检测系统、数据测读系统几部分，如图1所示。
图1自平衡法测试系统图
（1）加载系统
自平衡法加载用荷载箱采用通莫（TOMER）公司的专利技术制作。
包括加载泵、荷载箱以及加压管。
通莫荷载箱的加载力大，加载力与油压的线性关系好，加载力的精度高。
所需的配套加载泵及压力管只需满足中压压强即可以，一般情况下，不超过200bar（如图2）。
出厂前对荷载箱进行抗压试验，其加载值的率定曲线由国家相关计量部门标定。
考虑到本项目为采用泥浆护壁的水下施工，根据工程实践的经验，届时混凝土灌注时必须尽可能地将桩底的沉渣排出。
故此，荷载箱下部将安置全弧度的锥体导流结构，从而桩底浮渣可以尽可能多地排出。
加压管采用柔性的无缝钢管，内径6mm,外径8mm,用卡套式接头进行快速连接，并沿主筋引出桩顶与油泵相连。
泵的油压通过数据采集系统直接读取，经过预先的率定关系可得荷载箱的压力（吨位）。
图2荷载箱示意
（2）位移监测系统
采用位移丝外套护管的方式（图3.a）将位移丝的末端分别绑定在荷载箱上方和下方各50cm处的钢筋笼上，下位移丝对应的套管必须保留在荷载箱上部的位置；护管采用无缝钢管，内径18mm,外径20mm。
本项目采用4根位移丝，交叉位于荷载箱的上下两侧并沿荷载箱油管附近引出桩顶。
同一深度的一个截面引出二组位移丝，到桩顶后，通过预装的检测装置（图3.b）进行位移测量。
位移值由位移传感器进行测量,其读数精确到0.01mm。
试桩两侧若有条件直接搭建基准梁，则直接搭建；若无条件，则打基准桩后搭建基准梁。
基准桩可定为直径600mm,深度1.5m.。
基准梁长度应不小于试桩桩径的6倍，可利用现场的工字钢搭建在试桩上侧，用于固定磁性表座（图4）。
基准梁应保证支撑稳定，以防止因场地周边震动源的干扰而破坏试验数据的准确性。
位移传感器和压力传感器等检测仪器，应置于防护帐篷（尺寸可取8m×10m）的保护之内，有效防止阳光直射和风力等自然环境因素对试验数据的影响。
（a）（b）
图3位移采集系统
（3）应变（力）测量系统
应变仪器通常使用振弦式传感器、电子应变传感器或光纤应变传感器测得。
本项目拟采用振弦式应变传感器（图5），精度为0.1με，采用专用仪器采集数据。
振弦式应变传感器不受电磁干扰、稳定性好、精确度高、使用简便，可以作为运营阶段长期监控使用。
图4基准梁安装图5振弦式应变仪
根据地质资料，两根试桩应变（力）计布置位置如图6所示。
（4）数据采集系统
试验数据采用荷兰通莫公司开发的自平衡试验专用仪器TOMTECHIII进行采集（图7），人工记录配合进行。
电脑系统每300秒（也可根据要求设置）自动采集一次数并实时显示数据，检测人员同步进行检测并记录以备份。
记录内容包括：
油（水）压、荷载箱上部位移、荷载箱下部位移、桩顶位移、各土层应变等。
每只应变传感器独立采集数据，但电脑对同一高度的应变传感器的读数自动进行平均并将结果实时显示在屏幕上。
同一高度的二条位移丝作为一组，绑定在一套平衡装置上，可以直接通过该组相应的磁性感应计读出其平均读数并自动将结果输入电脑系统。
在检测过程中,系统可以保持一定的加载力，并根据预设的时间间隔来对此测量。
通常状态，工作人员无需在测试过程中进行干涉。
但如果有需要可以随时对设定进行调整，包括将自动控制过程切换成手动控制。
存储数据通过存储盘转移到办公电脑中，并到办公室进行整理和制图。
图6试桩应力计布置示意图
图7自平衡法TOMTECHIII微机采集系统
（5）设备安装
1）试验工序
试验中测试系统的工序如表3所示
表3试验工序
工序
工作内容
实施方式
1
荷载箱进场前
荷载箱处各声测管、电线（应变）的连接接头
检测单位出图纸（如图7），施工单位制作
2
荷载箱进场
吊装、安置
检测单位指导，施工单位实施
3
荷载箱安装前
锥形体内预浇筑混凝土
检测单位指导，施工单位实施
4
荷载箱及管线
安装
焊接、绑扎至钢筋笼上
检测单位指导，施工单位实施
5
成孔、灌注
试桩成孔检测
下笼灌注砼
桩基完整性检测（超声法）
检测单位指导，施工单位实施（特别是针对施工过程中对检测仪器的保护）
6
检测进出场
搭建／拆卸实验设备
检测单位指导，施工单位实施
7
检测过程
进行加载／卸载和数据采集
检测单位独立完成
8
桩体补强处理
对桩体荷载箱及其桩端部位注浆
检测单位指导，施工单位实施
9
检测报告
整理检测成果
检测单位独立完成
2）锥形体内预浇混凝土
a）将荷载箱锥体朝上，倒置于平整地面上，注意下口需用水泥纸铺住，以防止灌注时水泥浆直接黏结在地面；
b）将混凝土料浇筑入锥体内后，用振动棒充分捣实；混凝土标号为42.5（如果条件不许可，也可用C30，但需保证质量；混凝土中可掺入少量膨胀剂，及减水剂）。
一侧浇筑固化后（一般过24小时），将荷载箱倒置向另一侧锥形导流结构灌注混凝土。
其目的是保证荷载盒与混凝土的充分结合。
c）浇注完毕后20小时内，不得移动荷载箱体。
d）制作一定量的混凝土试块，待测试时作混凝土强度、弹性模量试验。
3）荷载箱与钢筋笼焊接
根据现场情况，将在终孔下笼时安放荷载箱（图8）。
a）制作钢筋笼时，长度应事先考虑荷载箱位置。
b）将灌注好的荷载箱用吊车侧吊，将吊起后的荷载箱与钢筋笼主筋进行焊接；
c）钢筋笼的主筋与荷载箱上侧的钢横梁进行焊接，并且荷载箱周边呈三等分焊上直径为10mm的钢筋一根，加强荷载箱与钢筋笼的连接，保证荷载箱吊装时的安全；
d）荷载箱端面与钢筋笼轴线应焊接成垂直状态，保证荷载箱水平度在3‰之内或不垂直度应小于5°；
e）为保证桩体因加载产生应力集中而破坏，荷载箱上下各1米内箍筋加密处理，间距缩减至10cm；
f）荷载箱与上下钢筋笼连接处，应焊接锥形导正筋，以便混凝土灌注导管由荷载箱中心孔顺利穿入（如图9）；
g）位移丝应穿在钢管中引至地面。
声测管和电缆护管在荷载箱部位应做成伸缩结构，并进行可靠的密封处理，以避免因荷载箱的打开时线路破坏，影响试验进程及成果；
图8荷载箱与主筋的连接构造图9锥形导正筋的安装
4）安装荷载箱的加压管
根据现场情况决定采用加压软管或高压柔性钢管。
若采用前者，只需要预先盘好在荷载箱处，待下钢筋笼时连续盘开即可。
若采用后种方式，安装方式与位移护管相同。
5）安装位移护管：
a）上下位移丝各2条，分180度正交绑在荷载箱加压面上下各50cm处的钢筋笼上；
b）将护管做上记号，区分上、下位移；
c）采用细钢管作为护管6米/节，根据对应的位置在每节钢筋笼制作完毕后，将4条内穿位移丝的护管按预定位置用扎丝绑在钢筋笼内壁上；
d）终孔下笼时，每节钢筋笼连接的同时，用卡套式接头连接各护管，并用锡焊的方式连接位移丝。
6）应变计的安装
应变计可以直接绑扎在钢筋笼的主筋上；导线直接捆绑于主筋上.在应变计绑扎前应作室内率定，并作编号与记录；量测过程中，钢筋应变计的观测与试桩位移同步进行，观测间隔为每级加载前、后10分钟。
7）荷载箱周边接头处理
鉴于下位移管、声测管及荷载箱下部的钢筋计导线要通过荷载箱截面，而荷载箱在加载后将打开产生位移，故需要对荷载箱周边的管路进行处理。
具体为：
a）下位移护管：
断成若干节，每节间用胶带缠住；
b）声测管：
每条声测管需准备一套内伸缩节，行程不小于15厘米。
端面用O型圈密封，防止混凝土浇注时渗入、堵塞声测管（图7）。
c）应变计电缆：
每列钢筋计的位置处需制作一内伸缩节，行程不小于15厘米。
钢筋计导线穿过该伸缩节时，预先在腔体内预留20厘米长度，以防止荷载箱打开后导线被拉断（图7）。
8）下笼灌注
a）下笼前要对成孔质量进行检测，我单位具有桩成孔质量检测的资质和能力，具体单位由业主指定。
b）连接每节钢筋笼的同时，需要对位移丝、位移护管、加压油管、声测管进行连接。
其中位移丝由检测单位人员连接，加压油管、位移护管和声测管采用丝扣接头连接。
具体方式见上述。
c）钢筋笼在吊装入井过程中，采取可靠措施保证试验预布管线、检测设备不受损伤。
d）混凝土灌注通过荷载箱位置时放慢拔导管速度，当荷载箱上部混凝土大于2.0m时导管低端方可拔过荷载箱。
e）灌注水下混凝土时，要求制作一定量的混凝土试块，待测试时做混凝土比重，强度、弹性模量试验。
f）浇筑完成后至检测采集数据期间要做好外露试验管线及设备的保护工作，防止损伤和被盗。
以上安装过程，由检测单位进行指导和技术把关，由施工单位负责实施。
9）安装荷载箱周边补强注浆管
a）注浆管三条按三等分分别布置在钢筋笼上，出口端留在压力盒的边缘位置；并做好记号；
b）根据对应的位置在每节钢筋笼制作完毕后，将3条注浆管按预定位置用钢丝绑在钢筋笼内壁上。
c）声测管处理后可作注浆管用，无需另加注浆管，建议安装4根声测管。
10）为保证设备安装的质量及进度，施工单位需提供如下现场工作条件：
a）完成检测现场的三通一平，将电源直接通到位，并配备吊机、电焊机、混凝土搅拌装置等辅助装置；
b）用于完成荷载箱锥体预浇筑的混凝土；
c）根据上述工序要求，提供一名电焊工和两名辅助工进行实施和协助。
3、数据采集及处理
（1）测试方法
检测前，完成混凝土试块强度、弹模、比重等参数的测定；并通过超声法、桩低应变检测获得桩的灌注质量及完整性信息。
加载采用慢速维持荷载法，加载分级、位移量测、稳定标准同传统的“堆载法”或“锚桩法”。
加载分级：
每级加载值按预估极限承载力的1/15进行，第1级按2倍荷载分级加载。
卸载分5级进行，每级卸载量为3个加载级的荷载值。
位移量测：
每级加载后在第1h内应在5、15、30、45、60min测读一次，以后每隔30min测读一次。
电子位移传感器连接到电脑，直接由电脑控制测读，同时在电脑屏幕上显示P－S曲线、S－lgt曲线和S－lgp曲线。
每级荷载卸载后，应观测桩顶回弹量，直到回弹量稳定后，再卸载下一级荷载。
卸载到零后，开始30min内，每15min观测一次，以后至少观测一个半小时，每30min观测一次。
判稳标准：
每级加载下沉量，在下列时间内如不大于0.1mm时即可认为稳定：
（1）桩端下为巨粒土、砂类土、坚硬粘质土，最后30min。
（2）桩端下为半坚硬和细粒土，最后1h。
终止加载条件：
（1）位移量大于或等于40mm，本级荷载的位移量大于或等于前一级荷载的位移量的5倍时，加载即可终止。
取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。
（2）总位移量大于或等于40mm，本级荷载加上后24h未达稳定，加载即可终止。
取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。
（3）总位移量小于40mm，但荷载已达到压力箱极限，加载即可终止。
卸载与卸载位移观测：
每级卸载值为每级加载值的2倍。
每级卸载后隔15min测读一次残余沉降，读两次后，隔30min在读一次，即可卸载下一级荷载，全部卸载后隔3～4h在读一次。
注：
（1）测试期间，试桩周围10m内不得有震动影响，严禁停电。
（2）测试过程中，如果测试仪器或元件出现异常，必须停止试验进行检查或修复，待一切正常后重新开始试验。
（2）数据处理
根据试验的具体情况将自平衡测试结果进行处理后即可确定试桩的极限侧摩阻系数、桩尖极限承载力、单桩的极限承载力并获得一些曲线等，完成试桩要求的目标。
4、试验后补强
对于工程桩，检测完毕后应对桩体进行补强。
主要是两个部位：
1）荷载箱体内：
通过加压管用水泥浆把内部的加载液置换出来；b）荷载箱周边：
对桩周边进行补强。
加压管和注浆管必须包括有输入和输出管。
方法：
通过下位移管（或声测管）对荷载箱缝隙进行压水清洗，一管中压入清水，待另一管中流出的污水变成清水时，开始对荷载箱周边的缝隙进行压浆；压浆量以从一根声测管压入另一根声测管冒出新鲜水泥浆为准。
然后封闭管头采用压力注浆，压力达到2.5Mpa即可。
压浆配和比：
水泥浆水灰比为0.6～0.5，并掺入7%的膨胀剂和1%减水剂，水泥采用Po425号水泥。
压浆浆液应在试验室进行强度试验，其强度应达到桩身混凝土强度。
五、组织分工
为顺利完成本项目并保证试桩成果，科研院拟配以下人员实施本项目：
责任范围
人数
人员
职务、职称
项目负责人
1
主任、高工
技术负责人
1
工程师
现场负责人
1
工程师
试验人员
3～5
工程师
六、业绩
交通科学技术研究院有限公司是省级交通技术开发型科研机构，设有路桥研究中心、试验检测、勘察设计、工程监理、筑路机械、公路环境监测、机械电子、运输经济、汽车技术和科技信息等机构。
全院有各类专业技术人员名，其中享受国务院特殊津贴的专家有名、高级咨询师名、高级专业技术人员名和中级专业人员名。
自年以来共发表论文余篇，被EI收录5篇，国际期刊篇，国际学术论文篇，主编或参编著作部。
二十年来，我公司完成科研项目项，获国家、部、省和厅级各类奖励达项。
目前正在进行的科研项目20余项，还有项省世界银行贷款项目正在按计划展开研究。
公司下属省公路工程试验检测中心具有交通部颁发的“甲级公路工程试验检测机构”资质，并于1996年通过省技术监督局计量认证，拥有CMA认证证书；通过中国试验室国家认可委员会认可，获得CNAL证书。
近几年检测中心在桩基静载试验方面做了大量试验和研究，其中2000吨以上单桩静载试验项目主要有4个：
项目名称
试验方法
根数
桩类型
桩长（m）
桩径（m）
时间
备注
自平衡法
6
摩擦桩
62
2.2
2001.9～2001.10
自平衡法
1
嵌岩桩
32
2.2
2006.11～2006.12
2800吨
堆载法
2
摩擦桩
50
2002.2～2002.4
自平衡法
4
摩擦桩
80
1.5
2007.3～
2007.6
4200吨
升级会员 