工艺性试验方案PHC400A90和PHC500A100三分部0301桩检存疑.docx

工艺性试验方案PHC400A90和PHC500A100三分部0301桩检存疑.docx

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工艺性试验方案PHC400A90和PHC500A100三分部0301桩检存疑

新建铁路连云港至盐城线LYZQ-IV标段

DK151+280～DK151+358段、

DK151+690～DK152+140段

PHC400A90/PHC500A100管桩

工艺性试验方案

中交第三航务工程局连盐铁路工程指挥部第三项目部

二〇一四年二月

新建铁路连云港至盐城线LYZQ-IV标段

DK151+280～DK151+358段、

DK151+690～DK152+140段

PHC400A90/PHC500A100管桩

工艺性试验方案

编制：

.

复核：

.

审核：

.

日期：

.

新建铁路连云港至盐城线LYZQ-IV标段

DK151+280～DK151+358段、

DK151+690～DK152+140段

PHC400A90/PHC500A100管桩工艺性试验方案

1.编制依据

（1）关于《上海铁路局建设工程工艺性试验管理办法》的通知（上铁建[2011]28号）

（2）《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003/J285-2004）

（3）《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）

（4）《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009/J945-2009）

（5）《铁路工程测量规范》（TB10101-2009/J961-2009）

（6）《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）

（7）国家建筑标准设计图集10G409《预应力混凝土管桩》

（8）江苏省《先张法预应力混凝土管桩》技术规程

（9）新建铁路连云港至盐城线施工图《DK151+200.00~DK151+627.58软土路基》（连盐施路-45-1）

2.工程概述

2.1工程概况

本试验段路基工点设计范围：

DK151+200.00~DK151+627.58，全长413.00m。

工点地处江苏省盐城市响水县境内，属滨海平原区，地形平坦，开阔，地面标高4.6m左右。

DK151+280～DK151+358段软基处理为PHC500A100管桩，共13216延米/472根。

其中DK151+200～DK151+320段PHC管桩桩径0.5m，桩间距2.5m，桩长28m，呈正方形布置，桩帽尺寸1.8×1.8×0.35m；DK151+320～DK151+360段PHC管桩桩径0.5m，桩间距2.0m，桩长28m，呈正方形布置，桩帽尺寸1.6×1.6×0.35m。

DK151+690～DK152+140段软基处理为PHC400A90管桩，共66933延米/3009根,桩径0.4m，桩间距2.0m，桩长27m，呈正方形布置。

我部选择位于铁路正线里程DK151+280,以及DK151+690处红线范围内各试打10根PHC500A100及PHC400A90管桩。

2.2工程地质条件

地质属第四系全新统冲积、海相沉积和第四系上更新统冲击黏性土、淤泥、粉土等地层，从纵断面可看出，地层软弱土较厚，局部达22m，淤泥质土含水量较高、天然孔隙比较大、锥头摩阻力较低，特别是第（3）-5-1层淤泥层其平均天然含水量达到46.9%，天然孔隙比达到1.29，锥头摩阻力达到0.49MPa，属典型的海相软土。

地层代号及岩土施工工程等级从上至下如下示：

PHC500A100管桩施工区段《连盐施路45-1》

1、

（2）-3-1粉土（Q4a12）：

黄褐色，潮湿-饱和，中密，σ0=90kPa，层厚1.00~4.00m，（II）。

2、

（2）-1-1黏土（Q4a11）：

黄褐色，软塑，σ0=60kPa，层厚1.00~3.81m，（II）。

3、（3）-5-1淤泥质土（Q4m1）：

灰褐色，流塑，σ0=40kPa，层厚9.0~14.20m，（II）。

4、

（2）-1-2淤泥质土（Q4a11）：

黄褐色，软塑，局部流塑，σ0=60kPa，层厚0.30~4.30m，（II）。

5、

（2）-1-3黏土（Q4m1）：

黄褐色，软塑，局部硬塑，σ0=100kPa，层厚1.10~6.30m，（II）。

6、

（2）-9-1粉砂（Q4a14）：

黄褐色，中密，σ0=150kPa，层厚0~3.20m，（II）。

7、

（2）-2-1粉质黏土（Q4a11）：

黄褐色，软塑，σ0=140kPa，层厚0.60~4.70m，（II）。

8、

（2）-3-1粉土（Q3a1+pl2）：

黄褐色，饱和，中密-密实，σ0=150kPa，层厚1.00~5.00m，（II）。

9、（5）-2-1粉质黏土（Q3a1+pl1）：

黄褐色，软塑，局部硬塑，σ0=140kPa，层厚0.80~3.00m，（II）。

10、（5）-3-2粉土（Q3a1+pl2）：

黄褐色，饱和，中密-密实，σ0=150kPa，层厚0.60~3.80m，（II）。

11、（5）-2-2粉质黏土（Q3a1+pl1）：

黄褐色，硬塑，局部软塑，σ0=150kPa，层厚0.60~2.70m，（II）。

12、（5）-3-3粉土（Q3a1+pl2）：

黄褐色，饱和，密实，σ0=160kPa，层厚0.80~4.80m，（II）。

13、（5）-2-3粉质黏土（Q3a1+pl1）：

黄褐色，硬塑，σ0=180kPa，层厚0.60~6.50m，（II）。

14、（5）-3-4粉土（Q3a1+pl2）：

黄褐色，饱和，密实，σ0=180kPa，层厚3.60~6.00m，（II）。

15、（5）-2-4粉质黏土（Q3a1+pl1）：

硬塑，夹薄层状粉土，部分钻孔揭露，II级普通土，σ0=180kPa。

《连盐施路45-1》主要地层特性表表1.1-1

地层代号

岩土名称

质量密度ρ

（g/cm³）

天然含水（%）

天然孔隙比e

液性指数

IL

塑性指数

IP

内摩擦角

（度）

粘聚力

（kPa）

Es

（MPa）

Qc

（MPa）

地基承载

KPa

2-3-1

粉土

1.95

24

0.721

0.32

7.2

20

15

5.6

1.77

90

2-1-1

黏土

1.87

34.2

0.979

0.69

18.5

9.5

19.1

2.9

0.61

60

3-5-1

淤泥质土

1.76

46.9

1.289

1.44

18

5.2

12.5

2.6

0.49

40

2-1-2

淤泥质土

1.76

50.2

1.34

1.46

19.9

4.5

9

2.4

0.63

60

2-1-3

黏土

1.76

48

1.308

1.31

17.6

4.7

13.8

2.3

0.88

100

2-2-1

粉质黏土

1.99

27.8

0.861

0.39

15.9

9.3

28

4.1

1.18

140

2-9-1

粉砂

1.95

30

2

8.7

150

5-2-1

粉质黏土

1.98

24.7

0.716

0.62

11.5

13

30

4.8

1.21

140

5-2-2

粉质黏土

2

24.6

0.696

0.38

12.9

10

27.2

5.1

1.35

150

5-2-3

粉质黏土

2.03

22.6

0.637

0.4

12.5

14

32

5.6

1.65

180

5-2-4

粉质黏土

1.92

33.5

0.925

0.56

17.4

12.6

34

5.4

1.7

180

5-3-1

粉土

1.97

27.4

0.75

0.87

10

22

10

6.0

3.5

150

5-3-2

粉土

2.04

22.1

0.617

0.39

6.9

23

12

6.5

4

150

5-3-3

粉土

2.05

22.3

0.62

0.62

7.5

15

15

6.8

4.5

160

5-3-4

粉土

2

24.8

0.694

0.74

10

16

17

6.0

6.8

180

PHC400A90管桩施工区段《连盐施路46》

1、

（2）-3-1粉土（Q4a12）：

层厚0.50~3.50m，黄褐色，中密-密实，σ0=90kPa，（II）。

2、

（2）-1-1黏土（Q4a11）：

层厚1.50~4.00m，黄褐色，软塑，σ0=60kPa，（II）。

3、（3）-5-1淤泥质黏土（Q4m1）：

层厚2.00~13.50m，灰褐色，流塑，σ0=40kPa，（II）。

4、

（2）-1-2黏土（Q4a11）：

层厚0~1.50m，黄褐色，软塑，σ0=60kPa，（II）。

5、

（2）-1-3黏土（Q4a11）：

层厚1.00~5.00m，黄褐色，软塑，σ0=100kPa，（II）。

6、（5）-3-1粉土（Q3a1+p12）：

层厚1.50~5.00m，黄褐色，饱和，中密-密实，σ0=150kPa，（II）。

7、（5）-2-1粉质黏土（Q3a1+p11）：

层厚0.00~4.00m，黄褐色，褐黄色，硬塑，局部软塑，σ0=150kPa，（II）。

8、（5）-9-1粉砂（Q3a1+p14）：

层厚1.00~7.00m，黄褐色，饱和，中密-密实，σ0=150kPa，（II）。

9、（5）-2-2粉质黏土（Q3a1+p11）：

层厚0.50~5.00m，黄褐色，硬塑，局部软塑，σ0=150kPa，（II）。

10、（5）-3-2粉土（Q3a1+p12）：

层厚1.00~6.00m，黄褐色，饱和，中密-密实，σ0=160kPa，（II）。

11、（5）-2-3粉质黏土（Q3a1+p11）：

最大厚度7.00m，黄褐色，硬塑，σ0=180kPa，（II）。

12、（5）-9-2粉砂（Q3a1+p14）：

层厚3.50m，黄褐色，饱和，密实，σ0=180kPa，（II）。

13、（5）-2-4粉质黏土（Q3a1+p11）：

最大厚度2.20m，黄褐色，硬塑，σ0=180kPa，（II）。

《连盐施路46》主要地层特性表表1.1-2

地层代号

质量密度ρ

（g/cm³）

天然含水w（%）

土粒比重Gs

天然孔隙比e

液限wL（%）

塑限wp（%）

液性指数

IL

塑性指数

IP

内摩擦角Φq

（度）

粘聚力Cq

（kPa）

内摩擦角Φc

（度）

粘聚力Cc

（kPa）

Es0.1-0.2

（MPa）

锥头阻力qc（Mpa）

天然地基承载力特征值

KPa

2-3-1

1.96

25.7

2.7

0.727

29.5

22.2

0.46

7.3

18.6

17.7

3.02

1.78

90

2-1-1

1.8

42.8

2.73

0.988

35.8

21

0.75

14.3

5.5

20.3

5.5

0.22

60

3-5-1

1.8

50

2.62

1.28

37.3

22.4

1.36

17.4

2.8

10.3

13.1

13.3

2.33

0.38

40

2-1-2

1.8

42.8

2.73

0.988

35.8

21

0.75

14.3

5.5

20.3

2.8

0.45

60

2-1-3

1.77

45.8

2.74

0.956

40.9

22.4

0.8

18.5

2.6

21.7

14.7

28

2.59

0.68

80

5-3-1

1.95

28

2.7

0.772

27.2

20.7

1.08

6.5

18

18

7.5

5.3

150

5-2-1

1.93

31.3

2.75

0.871

43.7

26.7

0.27

17

17.2

24.2

5.5

1.35

150

5-9-1

2

22.5

5.2

9.5

5.4

150

5-2-2

2.03

25.6

2.71

0.67

29.5

18

0.41

10.8

7.4

26.3

7.14

1.45

150

5-3-2

1.99

23.9

2.7

0.678

25.6

19.7

0.39

5.9

19.8

18.3

10

3.55

160

5-2-3

2.01

24.6

2.73

0.709

34.7

20.1

0.3

14.6

10.4

26

5.1

1.65

180

5-9-2

2.05

24.7

5

10.5

6.55

180

5-2-4

1.92

29.1

2.72

0.829

33.2

20.2

0.2

13

8

26

5.54

1.7

180

根据地质剖面图和各层土水平向分布规律分析，建筑场地地层总体水平向分布较为复杂，浅部以黏土和淤泥质黏土为主，厚度达15m左右，深部地层以较密实的粉质黏土及粉土为主。

本次工艺试验在正线里程DK151+290处试打PHC500A100型管桩，桩长28米，桩径0.5米，桩顶标高4.80m，桩底标高-23.20m，打入（5）-2-2地层。

DK151+690处试打PHC400A90型管桩，桩长27米，桩径0.4米，桩顶标高4.15，桩底标高-22.85m，打入（5）-9-1地层。

2.3水文、气象条件

地表水主要为沟水、河水较发育，地下水主要为孔隙水，赋含于第四系地层中，主要接受大气降水和地表水的补给，埋深1.0~1.5m；地表水环境作用等级为L1，地下水环境作用等级分别为L2。

年平均气温13.6～14.4℃，最高气温35.7～40.2℃，最低气温-10.4～-19.7℃，最热月（7月）平均气温26.3～34.4℃，最冷月（1月）平均气温-5.1～1.5℃。

年平均降水量883.6～976.5mm，年最大降水量1212.4～1756.6mm，月最大降水量477.0～1073.2mm（7～8月份）。

年平均蒸发量1408.6～1584.6mm，年最大蒸发量1654.7～2083.5mm。

最大季节性冻土深度0.25m。

3.试桩内容及目的

3.1试桩内容

（1）PHC500A100桩桩径φ500mm，桩间距2.5m,桩长为28m；DK151+290处，10根。

（2）PHC400A90桩桩径φ400mm，桩间距2.0m,桩长为27m；DK151+690处，10根。

（3）PHC500A100及PHC400A90试桩数量和布置形式见下示意图2.2-1和示意图2.2-2：

图2.2-1PHC-A500管桩试桩布置示意图

图2.2-2PHC-A400管桩试桩布置示意图

3.2试桩目的

（1）检验施工设备及选定的施工工艺；

（2）选择具有代表性的位置做试桩，复核地质资料；

（3）检验桩的入土深度能否达到设计要求地层；

（4）检验沉桩的锤击性能、衬垫及相关参数；

（5）验证所选锤型能否满足沉桩要求；

（6）确定停锤标准及最终贯入度的取值；

（7）按照设计要求（桩径、桩长、桩距）对制成的试桩进行单桩承载力、高、低应变试验检测等，根据试验结果复核、修正施工参数。

待工艺试验桩经检验满足设计和质量要求后，指导本标段的大面积施工。

4.施工机械及人员配置

4.1施工机械机械

主要机械设备配备情况见表4.1-1：

机械、设备配备表表4.1-1

序号

名称

型号及规格

单位

数量

1

履带式三点支撑打桩架

PD-100

台

1

2

柴油锤

D62

台

1

3

挖掘机

0.8m3

台

1

4

汽车吊

25t

台

1

5

电焊机

500

台

4

6

柴油发电机

250kw

台

1

4.2测量、检测仪器

根据打桩机数量和沉桩控制方法，每台桩机采用2台经纬仪直角前方交会控制桩身垂直度，GPS测量仪进行桩位放样，1台水准仪控制标高和最终贯入度。

故测量及检测仪器的配备情况见表4.2-1：

测量及检测仪器配备表表4.2-1

序号

仪器名称

型号

数量

1

GPS

天宝P8

1台

2

水准仪

索佳C320

1台

3

经纬仪

苏光J2

2台

4

水平尺

2个

4.3人员配置

PD-100型桩机单机作业每班由17人组成（其中电工等可与相邻工点共用），其组织分工见下表4.2-1。

PD-100型打桩机单机劳力组织表4.3-1

职务

人数

职责范围

班长

1

负责全面施工质量和安全；

技术

1

负责施工、技术、质量、填写施工记录；

桩机驾驶员

2

负责操作打桩机；

起重工

3

负责管桩起吊作业；

测量工

3

负责测量放样；

电焊工

3

主要负责接桩工序；

电工

1

负责电源、电路、工地照明及电气故障排除；

钳工

1

负责维修保养机具设备。

普工

2

负责一般辅助作业

合计

17

5.管桩的制备

管桩由项目部向符合资质要求的厂家外购，桩长为27m、28m两种规格，分别采用13m+14m以及14m+14m两种管节组合配置。

为保证供桩质量及供桩进度，项目部配备驻厂监督人员。

管桩桩身的混凝土必须达到设计强度及龄期（常压养护为28d，蒸压养护为1d）后方可沉桩。

桩材进场后，由材料员与质检员先进行验收，剔除可能存在的不合格桩材，并作好标识，再报监验收，经监理验收后方才用于现场施工。

出厂检验包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差和抗裂性能等。

5.1管桩的外观质量应符合下表要求：

管桩的外观质量表5.1-1

序号

项目

外观质量要求

1

粘皮和麻面

局部粘皮和麻面累计面积不应大于桩总外表面的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不得大于5mm，且应修补。

2

桩身合缝漏浆

漏浆深度不应大于5mm，每处漏浆长度不得大于300mm，累计长度不得大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不得大于100mm，且应修补。

3

局部磕损

局部磕损深度不应大于5mm，每处面积不得大于5000mm²，且应修补。

4

内外表面露筋

不允许

5

表面裂缝

不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和内壁浮浆的收缩裂缝不在此限

6

桩端面平整度

管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面

7

断筋、脱头

不允许

8

桩套箍凹陷

凹陷深度不应大于10mm。

9

内表面混凝土塌落

不允许

10

接头和桩套箍与桩结合面

漏浆

漏浆深度不应大于5mm，漏浆长度不得大于周长的1/6，且应修补。

空洞和蜂窝

不允许

5.2管桩的尺寸允许偏差应符合下表要求：

管桩的尺寸允许偏差表5.2-1

序号

项目

允许偏差

1

L

±0.5%L

2

端部倾斜

≤0.5%D

3

D

300mm~700mm

+5/-2

800mm~1400mm

+7/-4

4

t

+20/0

5

保护层厚度

+5/0

6

桩身弯曲度

L≤15m

≤L/1000

15m＜L≤30m

≤L/2000

7

端板

端面平面度

≤0.5

外径

0/-1

内径

0/-2

厚度

正偏差不限/0

5.3管桩的外观质量和尺寸允许偏差

检查方法见见下表5.3-1：

混凝土保护层厚度、外观质量和尺寸允许偏差的检查工具和检查方法表5.3-1

序号

检查项目

检查工具和检查方法

测量工具分度值/mm

1

混凝土保护层厚度

用深度游标卡尺或钢直尺在管桩中部同一断面的三处不同部位测量，精确至0.1mm。

0.05

2

长度

用钢卷尺测量，精确至1mm。

1

3

外径

用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径，取其平均值，精确至1mm。

1

4

壁厚

用钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚，取其平均值，精确至1mm。

0.5

5

桩端部倾斜

将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边与端板紧靠，测其最大间隙处，精确至1mm。

0.5

6

桩身弯曲度

将拉线紧靠桩的两端部，用钢直尺测量其弯曲处的最大距离，精确至1mm。

0.5

7

漏浆长度

用钢卷尺测量，精确至1mm。

1

8

漏浆深度

用深度游标卡尺测量，精确至0.1mm。

0.02

9

裂缝宽度

用20倍读数放大镜测量，精确至0.01mm。

0.01

10

端板端面平整度

用钢直尺立起横放在端板面上缓慢旋转，用塞尺测量最大间隙，精确至0.1mm。

0.02

6.管桩的运输、装卸与堆放

PHC管节将成套分批供应，运输方式考虑水、陆联运，出厂时装船，水运至工点就近码头，靠码头卸船装车，运输至施工现场。

在装船前应了解船舶的性能和尺寸，考察船甲板的平整度，确保装船管桩的搁置点符合规范要求，装卸前应合理选择吊卸设备，防止起重能力、工作半径不够或安全装置状态不良好。

起吊时必须作到平稳，避免碰撞，PHC桩管节水平吊运或装卸采用两端钩吊法，吊扣的水平夹角不宜小于60°，且必须符合设计要求。

喂桩时如用桩架起吊PHC管桩时，吊扣必须多绕一道，如用吊车起吊管节必须用双扣，保证桩起吊后与地面保持垂直。

一个吊点吊桩时，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处，在起吊过程应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。

堆存场地坚实、平整，不受水淹。

堆存高度应视地基承载能力、堆垛的稳定性确定，堆放时应采取措施，防止滚、滑动。

桩间用木方或砂袋垫空，以方便捆桩，垫木或砂袋的位置应按标准图集的要求确定。

7．工艺流程及施工方法

7.1施工工艺

PHC管桩施工工艺流程见下图7.1-1：

图7.1-1PHC管桩施工工艺流程图

7.1.1测量放线

（1）测量基点布设

在施工准备阶段，项目部测量人员已对设计院提供的平面控制点与高程控制点进行实测复核，精度满足要求。

根据施工需要和现场实际情况，将在施工现场加密测量控制点，以便于后续控制每个部分桩基位置。

（2）桩位放样

根据布设好的测量基点进行桩位的测量放样，每个桩位均用小木桩或短钢筋打好定位桩，并用石灰做好标记。

由于场地土体表面松软，放样好的桩位易挤压偏移，故在施工时还要采用“随打随放（复）”的措施来将桩的偏位控制在规定范围内。

7.1.2打桩设备就位

（1）打桩设备进场后，在现场进行组装调试，根据打桩顺序就位。

本工程场地承载力可能不足够，就位前必须在桩机行走装置下铺设厚钢板，以保证桩机停泊平稳，桩架直立垂直。

（2）桩帽（替打）大小合适，锤垫钢丝绳要摆放均匀平整。

7.1.3打入第一节桩

根据沉桩流程安排要求，由吊车将第一节管节移至桩位附近，桩机就位后起锤，吊车给管桩套上桩帽，将管桩捆绑吊起喂进龙口，调节桩架位置，使桩尖对准样桩，由两台经纬仪从正面与侧面十字交会校核桩位并控制其垂直度（见图7.1.3-1、图