某电厂试桩大纲.docx

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某电厂试桩大纲

XXXXXX发电厂工程

试桩大纲

中心主任：

技术负责人：

审核人：

编写人：

1前言

2设计试桩技术要求简介

3场地岩土工程条件

4试桩方案

5试桩和锚桩的制作要求

6试验装置和仪器设备

7试桩技术要求

8技术成果

9试桩施工技术要求

10检测质量保证措施

11检测安全保证措施

12环境保护及文明试验施工

13拟投入的试验人员及设备

14计划进度横道图

附件1：

《机械成孔灌注桩试桩技术要求》

附图1：

试验桩位平面布置示意图

附图2：

试桩区地质柱状图

1前言

根据场地地质条件，设计拟在部分地段采用桩基进行地基处理，并根据规范提出了试桩技术要求。

受业主委托，试桩工作由我院进行，我院基桩检测中心编写了该工程《试桩大纲》（送审稿），该大纲应经业主组织相关单位审查后实施。

编写本大纲的依据性文件有：

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;

《电力工程地基处理技术规程》DL/T5024-2005；

《地基与基础工程施工及验收规范》GB50202-2002；

《土工试验方法标准》GB/T50123-99；

《工程勘察设计收费管理规定》2002版；

《电力建设工程预算定额》2006年版。

2设计试桩技术要求简介

我院结构设计专业所提的《机械成孔灌注桩试桩技术要求》简介如下：

2.1试桩条件

2.1.1桩型：

（1）Φ800机械成孔灌注桩，桩长约18～22m，桩端持力层中风化基岩；

（2）Φ1000机械成孔灌注桩，桩长约12～15m，桩端持力层中风化基岩；

（3）Φ1200机械成孔灌注桩，桩长约20～25m，桩端持力层中风化基岩。

2.1.2桩周土：

①1层第四系残坡积、冲洪积层（Q4el+dl）：

一般厚度3~5米，灰褐～黄褐色，岩性以粘土和粉质粘土为主，状态一般为可塑；①2层第四系冲洪积层：

主要分布于厂址东北侧阶地上，灰褐色，以粉质粘土为主，软塑状；②1层卵石混粘性土层：

卵石成分以砂岩为主，中等风化，磨圆度、级配较差，粒径在10～200mm，混大量可塑～软塑状粘性土，呈稍密～松散状；②2层卵石混砂层：

卵石成分以砂岩为主，中等风化，磨圆度、级配较差，粒径在10～120mm，最大粒径200mm，混多量中细砂，呈稍密状；③层：

侏罗系中统新田沟组（J2x）、下沙溪庙组（J2xs）砂岩、泥岩：

强风化层厚度一般在1.0~2.0米。

2.1.3桩端持力层：

中风化基岩，灌注桩嵌入深度1.5D。

2.2试桩目的

（1）验证机械成孔灌注桩在本工程场地的适用性并确定成桩工艺。

（2）确定单桩竖向承载力特征值。

（3）确定单桩水平承载力特征值。

（4）确定中风化基岩的端阻力标准值、各层岩土（含强风化基岩）的侧阻力标准值、各层地基土水平抗力系数的比例系数m值等。

2.3试桩制作要求

2.3.1材料

灌注桩采用C30以上砼，中粗砂，碎石粒径<40mm，不得采用粉细砂。

砂石骨料含泥量不能超标。

主筋HRB400级，箍筋HPB300级，钢筋混凝土保护层50mm。

2.3.2成孔质量

灌注桩桩径误差20mm，垂直度允许误差1%，应清除孔底沉渣。

2.3.3桩的配筋根据以往工程经验暂定如下：

Φ800机械成孔灌注桩：

主筋1218，箍筋10@200（螺旋式箍筋）

Φ1000机械成孔灌注桩：

主筋1620，箍筋10@200（螺旋式箍筋）

Φ1200机械成孔灌注桩：

主筋2020，箍筋10@200（螺旋式箍筋）,上部6.0m10@100。

钢筋笼制作允许分段，两段之间的接头必须焊接。

搬运时应采用适当措施，防止扭曲和弯转。

钢筋笼就位应吊直、扶稳，对准后缓缓下沉，避免碰撞，就位后须立即固定。

2.4试桩数

2.4.1确定Φ800机械成孔灌注桩单桩竖向承载力特征值为一组，试桩3根；确定其单桩水平承载力特征值为一组，试桩3根。

2.4.2确定Φ1000机械成孔灌注桩单桩竖向承载力特征值为一组，试桩3根；确定其单桩水平承载力特征值为一组，试桩3根。

2.4.3确定Φ1200机械成孔灌注桩单桩竖向承载力特征值为一组，试桩3根；确定其单桩水平承载力特征值为一组，试桩3根。

2.5单桩承载力特征值估算（供加荷参考）

2.5.1Φ800机械成孔灌注桩：

单桩竖向承载力特征值Ra=3000kN，单桩水平承载力特征值RHa=180kN。

2.5.2Φ1000机械成孔灌注桩：

单桩竖向承载力特征值Ra=4000kN，单桩水平承载力特征值RHa=250kN。

2.5.3Φ1200机械成孔灌注桩：

单桩竖向承载力特征值Ra=5000kN，单桩水平承载力特征值RHa=750kN。

2.6试桩位置

根据审定后的总平面图确定，试桩位置应能充分代表拟建场地的岩土

工程条件。

3场地岩土工程条件

3.1地形地貌

拟建厂址位于长江右岸,地貌单元为丘陵及河流堆积阶地组成，地面高程在172～280m左右。

厂址区位于煤基地东侧的新田河古河道、阶地之中，古河道及阶地高程在176～190m间。

阶地后缘丘脊地段地面标高在280m左右，相对高差50～80m。

所钻探揭示新田河可能存在上叠型阶地或内叠型阶地。

3.2地层岩性

场地上覆岩土为第四系冲洪积、残坡积成因的粘性土、砂土、碎石土，地层比较凌乱，阶地地段覆盖层厚度一般在15米左右，最大厚度36米。

下伏岩性为侏罗系中统新田沟组（J2x）、下沙溪庙组（J2xs）砂岩、泥岩。

具体分层描述如下：

0层填土：

以素填土为主，仅在局部零星出露，为当地修筑公路和房屋基础时所填，层厚在0.80～4.20m。

①1层第四系残坡积、冲洪积层（Q4el+dl、Q4al+pl）：

一般厚度3~5m，灰褐～黄褐色，岩性以粘土和粉质粘土为主，状态一般为可塑～硬塑状，广泛分布于阶地、冲沟底部及斜坡地段。

古河道及阶地地段最大厚度大13.60m。

①2层第四系冲洪积层（Q4al+pl）：

主要分布于古河道及阶地地段，灰褐色，岩性以粉质粘土为主，软塑状，层厚1.00～4.60m左右。

②层：

第四系冲洪积层（Q4al+pl）。

主要分布于古河道及阶地地段，根据岩性的不同，又划分为以下亚层：

②1层卵石混粘性土层：

卵石成分以砂岩为主，中等风化，磨圆度、级配较差，粒径在10～200mm，混大量可塑～软塑状粘性土，呈稍密～松散状。

层厚5m左右。

②2层卵石混砂层：

卵石成分以砂岩为主，中等风化，磨圆度、级配较差，粒径在10～120mm，最大粒径200mm，混多量中细砂，呈稍密状，层厚3～5m左右。

②3层中（细）砂混卵石层：

灰褐色，以中细砂为主，混少量卵石，卵石粒径在30～50mm，最大粒径约100mm左右。

稍密状，层厚变化较大，出露厚度在0.70～18.00m。

②4层粘性土层：

主要分布于古河道及阶地地段，褐黄色、灰褐色，岩性以粉质粘土为主，多呈软塑状，层厚1.60～4.60米米左右。

③层：

侏罗系中统新田沟组（J2x）、下沙溪庙组（J2xs）砂岩、泥岩：

强风化层厚度一般在1.0~2.0米，其中泥岩强风化层多呈碎块状、土状，砂岩强风化层多呈碎块状。

中风化基岩多呈柱状，裂隙稍发育，岩体完整。

岩层产状倾向北西（290～330°），倾角10～18°左右。

该层在丘脊及斜坡地段埋深较浅，一般在1米左右，在场地东北侧阶地地段埋深较大，一般10～15米，最大埋深达36米。

3.3地下水

电厂地段地下水主要以第四系松散堆积潜水含水层为主，富水性与堆积物的性质、结构及厚度有关，场地内地层以粘性土为主，含水层主要为下伏卵石混砂层及中细砂层。

地下水主要为河水及降雨补给，地下水呈就地补给，就近排泄的特点。

地下水埋藏较浅，一般在1～3m。

4试桩方案

4.1试桩场地

根据设计技术条件书要求，试验场地应根据审定后的总平面图确定，试桩位置应能充分代表拟建场地的岩土。

由于目前初勘岩土资料只有很少一部分，试验位置暂定在冷却塔之间和一二期交界处两个地点。

冷却塔区桩长约28～30米，主厂房区桩长约34米。

4.2试桩布置与技术要求

⑴D=800mm桩

根据设计要求，拟在试桩场地布置1组3根D=800mm试桩，采用机械成孔灌注桩。

试桩间距6.0m,先进行单桩竖向抗压静载试验，再进行单桩水平静载试验。

试桩选择中等风化基岩为桩端持力层，桩端进入持力层深度不小于1.5D即1.2m，预计桩长28m。

预估单桩竖向极限承载力8000kN；单桩水平承载力极限值500kN。

⑵D=1000mm桩

根据设计要求，拟在试桩场地布置1组3根D=1000mm试桩，采用机械成孔灌注桩。

试桩间距6.0m,先进行单桩竖向抗压静载试验，再进行单桩水平静载试验。

试桩选择中等风化基岩为桩端持力层，桩端进入持力层深度不小于1.5D即1.5m，预计桩长34m。

预估单桩竖向极限承载力10000kN；单桩水平承载力极限值800kN。

⑶D=1200mm桩

根据设计要求，拟在试桩场地布置1组3根D=1200mm试桩，采用机械成孔灌注桩。

试桩间距6.0m,先进行单桩竖向抗压静载试验，再进行单桩水平静载试验。

试桩选择中等风化基岩为桩端持力层，桩端进入持力层深度不小于1.5D即1.8m，预计桩长30m。

预估单桩竖向极限承载力13000kN；单桩水平承载力极限值1200kN。

4.3锚桩布置与技术要求

根据设计技术要求，D=800mm和1200mm两种桩型试验桩长相近，从经济角度出发，为节约锚桩工程量，本次D=800mm和D=1200mm两种试桩集中布置，便于锚桩重复利用。

共布置D=1200mm锚桩8根，D=800mm锚桩4根，间距6.0m。

其中D=1200mm锚桩进入中风化基岩3.0m，D=800mm锚桩进入中风化基岩1.0m。

根据桩长要求，D=1000mm桩型试验场地单独布置，布置D=1000mm锚桩8根，间距6.0m，进入中风化基岩3.0m。

具体布置详见附图1：

试验桩位平面布置示意图。

4.4试验方法和手段

本次试桩拟采用以下试验方法和手段：

（1）单桩竖向抗压静载试验：

本方法用于检测单桩的竖向抗压承载力；

（2）单桩水平抗推静载试验：

本方法用于检测单桩的水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数；

（3）低应变法：

本方法用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度和位置；

（4）桩身内力测试：

本方法可得到桩侧各土层的分层抗压摩阻力和桩端支承力；

（5）钻芯法：

本方法用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定和鉴别桩端持力层岩土性状。

4.5试桩工作量

表4.5试桩及锚桩工作量表

试

桩

编

号

桩

径（mm）

预估

桩长

（m）

桩尖进入基岩深度（m）

预估竖向极限荷载

（kN）

预估水平极限荷载

（kN）

竖向抗压静载试验

水平静载试验

桩身应力测试

钻孔法

低应变法

S1

1200

23

1.8

13000

1200

√

√

√

√

√

S2

1200

23

1.8

13000

1200

√

√

√

√

√

S3

1200

23

1.8

13000

1200

√

√

√

/

√

S4

1000

34

1.5

10000

800

√

√

√

√

√

S5

1000

34

1.5

10000

800

√

√

√

√

√

S6

1000

34

1.5

10000

800

√

√

√

/

√

S7

800

20

1.2

8000

500

√

√

√

√

√

S8

800

20

1.2

8000

500

√

√

√

√

√

S9

800

20

1.2

8000

500

√

√

√

/

√

M1~M8

1200

25

3.0

/

/

/

/

/

/

√

M9~M12

800

22

2.0

/

/

/

/

/

/

√

M13~M20

1000

35

2.0

/

/

/

/

/

/

√

注1：

试桩的桩长自设计场平地面标高起算；桩长根据实际情况与预计可能有出入。

终孔标准以入岩满足设计要求深度为准。

注2：

试桩桩顶上部0.5m需加设3~5mm钢板围裹并用高标号砂浆将顶面抹平。

注3：

锚桩钢筋笼构造同相应试桩，主筋伸出地面1米。

5试桩和锚桩的制作要求

5.1试桩制作要求

试桩制作要求同设计技术要求：

5.1.1材料

灌注桩采用C30砼，中粗砂，碎石粒径<40mm，不得采用粉细砂。

砂石骨料含泥量不能超标。

主筋HRB400级，箍筋HPB300级，钢筋混凝土保护层50mm。

5.1.2成孔质量

灌注桩桩径误差20mm，垂直度允许误差1%，应清除孔底沉渣。

5.1.3桩的配筋如下：

Φ800机械成孔灌注桩：

主筋1218，箍筋10@200（螺旋式箍筋）

Φ1000机械成孔灌注桩：

主筋1620，箍筋10@200（螺旋式箍筋）

Φ1200机械成孔灌注桩：

主筋2020，箍筋10@200（螺旋式箍筋）,上部6.0m10@100。

钢筋笼制作允许分段，两段之间的接头必须焊接。

搬运时应采用适当措施，防止扭曲和弯转。

钢筋笼就位应吊直、扶稳，对准后缓缓下沉，避免碰撞，就位后须立即固定。

5.2锚桩制作要求

锚桩为机械成孔灌注桩。

材料要求见5.1.1，成孔质量要求见5.1.2。

M1～M8Φ1200锚桩（M1～M8）主筋加强为2428，其余同Φ1200机械灌注桩试桩。

Φ1000锚桩主筋加强为2028，其余同Φ1000机械灌注桩试桩。

Φ800锚桩主筋加强为1428，其余同Φ800机械灌注桩试桩。

6试验装置和仪器设备

6.1单桩竖向抗压静载试验

反力装置采用钢梁—锚桩系统，荷载施加采用3台6300kN千斤顶，通过高压油管与电动高压油泵连接，以GYY-6-80MPa压力传感器，配以一套JCQ-503C静力载荷测试仪进行加荷量控制，保证所加荷载准确无误。

桩顶沉降采用4块容栅式数显位移传感器进行测量。

通过静力载荷测试仪自动纪录。

设备为拼装式荷载架，安装详图见图6.1。

图6.1单桩竖向抗压静载荷试验装置示意图

6.2单桩水平静载试验

反力装置采用钢梁—锚桩系统，施力点均放在桩顶，2000kN千斤顶或600kN千斤顶施加水平推力，位移传感器测量水平位移，并通过静力载荷测试仪自动记录。

单桩水平抗推静载试验装置示意图见图6.2。

图6.2单桩水平抗推静载试验装置示意图

6.3桩身应力测量

采用焊接安装在受力钢筋上的振弦式钢筋计，在试桩施工中随钢筋笼一道下放。

通过对应力计的测量来反映桩身应力,进而推算桩身轴力和侧摩阻力。

测试仪器采用2XY-Ⅱ型钢弦式频率仪，测读时间为各级荷载施加后桩顶沉降达稳定标准之时。

6.4低应变动力试桩

采用美国PIT型桩身完整性检测仪,以便携式计算机及相应的软件对测试信号进行记录和分析。

PIT动力测试工作示意图见图6.4。

图6.4PIT动力测试工作示意图

6.5抽芯试验

取芯试验采用符合规范要求的机械和钻具，并配以相应的孔口管、扩孔器、卡簧和其它常规钻具。

钻头采用粒度、浓度、胎体硬度符合施工要求的金刚石钻头，钻头直径为110mm，芯样直径约为100mm。

7试桩技术要求

7.1成桩工艺试验

成桩工艺试验是本场地试桩工作的重点之一，因此要求施工单位施工前应调查当地成熟的基桩施工经验，编写详细的施工组织设计方案，结合当地施工经验选择施工方法，确定合理的施工流程，并严格控制施工质量。

对试桩施工采用的成孔工艺进行分析；详细记录施工过程、施工质量问题和原因，记录处理措施及处理效果，并对试桩施工质量进行监督和评估。

认真作好成孔施工检验和孔底沉渣检验记录。

严格按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008进行成孔质量验收，合格后方可浇注。

考虑到现场施工环境保护及质量控制，建议成桩工艺试验应包含旋挖成孔工艺，在旋挖工艺不能满足设计要求时再改用其它工艺。

为弄清试桩的地层资料，施工时应先施工部分锚桩，试验人员根据锚桩施工判别地层情况，以便于试桩准确安装应力计。

7.2单桩竖向抗压静载荷试验

单桩竖向抗压静载荷试验在灌注桩成桩并加固好桩头后28天进行。

在试验前先进行低应变桩身完整性测试，在静载试验完成后再次进行低应变完整性测试，以检测桩身是否破坏。

试验采用慢速维持荷载法，每一级荷载在桩顶沉降量达到稳定标准后再加下一级荷载，直至试验终止。

取预估单桩竖向极限荷载的1/10~1/13作为每级荷载的加载增量，第一级加荷量为2倍增量荷载。

每级加荷量具体见下表:

表7.2单桩竖向静载试验加荷等级表

荷载等级（kN）

第一级

第二级

第三级

第四级

第五级

第六级

第七级

第八级

第九级

第十级

第十一级

第十二级

13000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

10000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

/

/

/

8000

1600

2400

3200

4000

4800

5600

6400

7200

8000

/

/

/

注：

以上均为每组第一根桩加载等级，以后基桩根据试验结果调整。

每级加载后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次，直到桩顶沉降达到稳定标准时，再施加下一级荷载。

试桩沉降相对稳定标准：

每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。

终止加载条件：

当出现下列情况之一时即可终止加载。

一.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；

二.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定；

三.已达到锚桩的最大抗拔力或桩顶荷载已达到桩身材料屈服荷载时。

卸载与回弹观测：

每级卸载值为加载级差值的两倍，每次卸载后间隔15min测读一次，测读两次后，再间隔30min测读1次后即可卸下一级荷载，全部卸完后，隔3h再测读一次。

7.3单桩水平静载试验

单桩水平载荷试验在试验前先进行低应变桩身完整性测试。

在试验完成后再次进行低应变完整性测试，以检测桩身是否破坏。

试验加载方法：

采用多循环加卸载法。

加载分级：

取预估水平极限承载力的1/20作为每级荷载的加载增量。

详见下表：

表7.3水平静载试验加荷等级表

桩径

（mm）

等级荷载

（kN）

第一

级

第二

级

第三

级

第四

级

第五

级

第六

级

第七

级

第八

级

第九

级

第十

级

800

500

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

1000

800

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

1200

1200

60

120

180

240

300

360

420

480

540

600

桩径

（mm）

等级荷载

（kN）

第十

一级

第十

二级

第十

三级

第十

四级

第十

五级

第十

六级

第十

七级

第十

八级

第十

九级

第二

十级

800

500

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

1000

800

440

480

520

560

600

640

680

720

760

800

1200

1200

660

720

780

840

900

960

1020

1080

1140

1200

加载程序与位移观测：

每级荷载施加后，恒载4min测读水平位移，然后卸载至零。

停2min测读残余水平位移，至此完成一个循环。

如此循环五次便完成一级荷载的试验与观测。

终止试验的条件：

当桩身折断或水平位移超过30mm时。

7.4桩身应力测试

在桩顶下0.5m处、粘性土层可塑与硬塑分界处、粘性土层与强风化基岩界面、强风化基岩与中风化基岩界面、桩底共设置5个测量截面，每个测量截面对称设置4个桩身钢筋应力计。

钢筋应力计焊接处应进行保护，以保证其成活率。

测试导线应通长埋设，并保护好引出导线。

7.5低应变动力测桩

采用美国PIT型桩身完整性检测仪进行基桩完整性检测,以便携式数据采集仪、计算机及相应的软件对测试信号进行记录和分析。

提供低应变动测的PIT实测及分析曲线。

7.6抽芯试验

钻孔抽芯工作应在成桩龄期28天后进行，要求取芯率大于95％，并应钻入桩底以下1米，以判定沉渣厚度和岩石风化程度。

并由有相应资质的试验单位进行芯样强度试验。

钻孔抽芯完成后，对每根桩的芯样按上、中、下三个部分各取1段，对桩长超过30米取4段，制作成与直径等高的圆柱体，作单轴抗压试验。

8技术成果

8.1单桩竖向抗压静载试验

⑴单桩竖向抗压静载试验概况表，并对成桩和试验过程中出现的异常现象及处理方法和结果进行说明。

⑵单桩竖向抗压静载试验荷载--沉降汇总表。

⑶绘制有关试验成果曲线（Q～s曲线，s～lgt曲线，桩身轴力分布曲线，桩侧摩阻力分布曲线，桩端阻力～荷载关系曲线）。

⑷确定单桩竖向抗压极限承载力标准值和特征值。

⑸确定各层地基土桩的极限侧阻力标准值和持力层的极限端阻力标准值。

⑹静载试验成果表。

⑺成桩工艺及保证成桩质量的施工技术措施及桩型推荐。

8.2单桩水平静载试验

⑴单桩水平静载试验概况表，并对试验过程中出现的异常现象及处理方法和结果进行说明。

⑵单桩水平静载试验荷载—变形汇总表。

⑶绘制有关试验成果曲线（Ho-T-Xo曲线,Ho-ΔXo/Δho曲线）。

⑷确定单桩水平临界荷载和极限荷载以及单桩水平承载力设计值。

⑸确定地基土的水平抗力系数的比例系数m值。

8.3低应变试验

⑴提供低应变测试报告。

⑵提供低应变动测试桩的实测信号曲线及分析曲线。

8.4桩身应力测试成果

⑴桩身应力应变测试曲线。

⑵分段侧阻力计算成果。

⑶端阻力计算成果。

8.5抽芯检验

⑴抽芯钻孔情况一览表。

⑵芯样抗压强度试验成果表。

⑶资料分析及检测成果。

9试桩施工技术要求

基桩施工单位应具有相应的基桩施工资质，基桩施工过程中应严格按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）及有关基桩施工规程规范进行作业。

①桩孔终孔前，必须由岩土工程师对成孔质量、孔底残渣、持力层的风化程度以及入岩深度进行鉴定，满足设计要求后方能终孔。

②试桩在混凝土浇注前必须进行隐蔽工程验收，验收合格后方可进行浇注。

③浇注砼前应按试桩人员要求安装钢筋应力计。

④检查成孔质量合格后，应尽快浇筑混凝土，桩身混凝土按规范必须留有试件，每个浇注台班不得少于一组。

⑤做好桩头处理和养护工作，并对试桩中的引出钢筋应力计导线加以保护。

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