HM-2锚桩法静载荷试验方案-1119

虹梅南路虹梅南路 金海路通道 虹梅南路段 新建工金海路通道 虹梅南路段 新建工 程程 HMHM 2 2 标静载荷试验测试方案标静载荷试验测试方案 编制人 徐金涛 审核人 李华志 审定人 刘俊峰 中国建筑第八工程局有限公司 虹梅南路高架工程 HM 2 标项目部 目录目录 一 编制说明一 编制说明 1 二 编制依据二 编制依据 1 三 工程概况三 工程概况 1 3 1 总体概况总体概况 1 3 2 桩基设计参数桩基设计参数 1 3 3 测试桩位选取与其地勘结果测试桩位选取与其地勘结果 3 四 锚桩法静载荷试验措施四 锚桩法静载荷试验措施 5 4 1 桩基施工技术措施桩基施工技术措施 5 4 2 静载荷试验准备工作静载荷试验准备工作 6 4 3 静载荷试验静载荷试验 7 4 3 1 试验要求 8 4 3 2 试验目的 8 4 3 3 反力装置 8 4 3 4 加 卸载依据 9 4 3 5 沉降量测读时间 9 4 3 6 试验终止条件 10 4 3 7 试桩竖向抗压极限承载力 10 4 3 8 桩端阻力与桩侧摩阻力测试 10 4 4 静载荷试验数据分析静载荷试验数据分析 12 一 编制说明一 编制说明 本方案编制内容为利用工程桩采用锚桩法进行静载荷试验确定桩基承载力 参数且对桩基施工工艺进行验证 二 编制依据二 编制依据 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ D63 2007 地基基础设计规范 上海市工程建设标准 DGJ08 11 2010 虹梅南路 金海路通道 虹梅南路段 新建工程 2 标 桥梁工程岩土工程勘察 报告 上海市城市建设设计研究总院 2013 年 05 月 公路桥涵施工技术规范 JTG T F50 2011 公路工程基桩动测技术规程 JTG T F81 01 2004 建筑基桩检测技术规范 JGJ 106 2003 建筑桩基技术规范 JGJ 94 94 交通部 上海市建交委 上海公路投资公司及现场指挥部 监理单位的有关 文件要求等 三 工程概况三 工程概况 3 1 总体概况总体概况 本工程为 HM 2 标 工程起点为莘朱路南 终点为兴梅路 长约 1 39km 高架桥主线 K1 225 44 K2 616 8 长 1391 3m 地面道路 K1 180 K2 600 长 1420m 施工内容包括主线高架的上 下部结构 匝道和防撞墙等桥面附属 施工 以及拟建高架及匝道下方的现状虹梅南路排水管道及道路改建施工 本工程桩基采用的是摩擦桩 匝道桥梁桩基采用 800mm 钻孔灌注桩 主 线高架采用 1000mm 钻孔灌注桩 共 465 根 3 2 桩基设计参数桩基设计参数 根据上海市工程建设规范 地基基础设计规范 DGJ08 11 2010 结合各 地基土层的分布发育规律 埋藏深度 静力触探 Ps 值及物理力学性质指标及其 工程地质特征 经综合分析后 确定各地质分区土层的桩基设计参数见下表 桩基设计参数推荐值表 桩侧极限摩阻力 标准值 fs kPa 桩端极限端阻力 标准值 fp kPa 土层名称 层底标高 m 静探 Ps 平均 值 Mpa 预制桩灌注桩预制桩灌注桩 1褐黄色粉质粘土2 91 0 62 0 831515 2灰黄色粉质粘土 2 80 0 38 0 531515 15 6m 15 6m 25 6m 15 6m 15 6m 15 6m 1灰色淤泥质粘土 7 37 13 68 0 522015350150 2灰色砂质粉土 9 80 16 97 3 0135301500800 1 2褐灰色粉质粘 土 11 97 26 54 1 164535800350 2灰色砂质粉土夹 粉土 14 39 24 23 4 3550402500900 3 1灰色粉质粘土 19 17 46 10 1 1455451200500 3 2灰色粉质粘土 夹粉土 31 37 57 79 2 3460501500600 3t灰色砂质粉土 夹粘土 32 04 58 20 4 74605030001000 暗绿 草黄色粉 质粘土 22 30 28 39 2 5365501800800 1 1灰绿 草黄色 砂质粉土 25 05 35 63 6 57756040001300 1 2草黄 灰黄色 粉砂 31 12 46 21 9 61907050001600 1t草黄色粉质粘 土夹砂质粉土 34 84 43 28 2 817055 2灰黄 灰色粉砂 50 81 72 51 15 831107575002200 1灰色粘土 67 512 4060501300850 2灰色砂质粉土与 粉质粘土互层 58 10 70 31 4 43 5 88 65 75 55 60 2600 300 0 1100 13 00 土层名称 层底标高 m 静探 Ps 平均 值 Mpa 桩侧极限摩阻力 标准值 fs kPa 桩端极限端阻力 标准值 fp kPa 预制桩灌注桩预制桩灌注桩 1青灰色粉砂未钻穿 20 881209090002700 注 1 表中 fs fp 除 2 即为对应的特征值 2 本表参数适用于桩径不大于 0 85m 当桩径大于 0 85m 时应根据有关规范折 减 3 当桩基持力层下有软弱下卧层时 且桩端下持力层厚度较小时 桩端极限端 阻力标准值应考虑下卧层的影响 4 表中括号内数据适用如下 2 灰色砂质粉土与粉质粘土互层适用于工程地 质深切割 2 区 3 3 测试桩位选取与其地勘结果测试桩位选取与其地勘结果 根据业主要求 本工程试桩均采用工程桩试桩 本标段计划在主线的 29 号 墩做检测试验 该承台平面为多边形 布置 7 根直径 1000mm 的钻孔灌注桩 承台中间一排三根 两侧各一排 2 根 计划中心桩 29 4 作为试桩 其中 29 1 29 2 29 6 29 7 作为锚桩 1000 9362782 155838841558 1000220010002200 100012501250100012501250 2782 6400 7000 基础中心线 主线道路设计中心 29 承台桩基平面 顺桥向 1 2 3 4 5 6 7 桩顶标高 1 354m 桩底标高 46 646m 1000 1000 1000 1000 1000 1000 29 位于主线 设备进出方便 适合进行试桩 根据本标段的地勘报告 在 29 墩位处进行地质钻孔 勘探点基本要素一览表 孔位坐标 孔号勘探孔性质 孔口标 高 m 孔 深 m 地下水 位 埋深 m XY QZ117 取土 兼标贯 孔 65 204 611 20 12363 10 4429 00 QJ119静力触探孔75 004 19 12407 80 4387 20 QJ120静力触探孔65 004 67 12448 90 4376 70 工程地质剖面图见附图所示 根据本次勘察资料 场地地基土在 100 00m 深度范围内均为第四系松散沉 积物 大部分位于古河道切割区 局部位于正常沉积区 全线主要由饱和粘性 土及粉性土 砂土组成 按地基土地质时代 成因类型 分布发育规律及工程地质特征 可将其划 分为 12 个工程地质层 根据工程地质性质 各主要工程地质层又划分为若干个 地质亚层 由上至下依次发育的土层为 1填土 2浜填土 1褐黄色粉质 粘土 2灰黄色粉质粘土 3灰黄 灰色砂质粉土 灰色淤泥质粉质粘土 1灰色淤泥质粘土 2灰色砂质粉土 1 1褐灰色粘土 1 2褐灰色粉质粘 土 2灰色砂质粉土 3 1灰色粉质粘土 3 2灰色粉质粘土夹粉土 3t灰色砂质粉土夹粘土 暗绿 草黄色粉质粘土 1 1灰绿 草黄色砂质粉 土 1 2草黄 灰黄色粉砂 1t草黄色粉质粘土夹砂质粉土 2灰黄 灰色粉 砂 1灰色粘土 2灰色砂质粉土与粉质粘土互层 1青灰色粉砂 上述土 层 层为全新世 Q4 沉积物 层土为上更新世 Q3 沉积物 四 锚桩法静载荷试验措施四 锚桩法静载荷试验措施 4 1 桩基施工技术措施桩基施工技术措施 试桩墩位 29 4 桩基由于涉及锚桩抗拔和中心桩位抗压 桩基钢筋笼等需设 计重新出图 施工工艺采用正循环钻孔灌注桩施工 详见 GPS 钻机钻孔灌注 桩施工方案 施工要点 1 桩顶中心与设计位置的误差不得大于 50mm 桩身的垂直度允许最大 偏差不得大于 1 200 2 护壁泥浆原料应根据地质条件 钻机性能等 按最易坍孔的土层进行 泥浆的配比试验 宜使用不分散 低固相 高粘度且对海水无凝絮作用的 PHP 泥浆或其他可靠的优质泥浆 正常钻进过程中 要严格控制泥浆的比重 粘度 含砂率 PH 值和泥皮厚度等指标 使其满足规范要求并尽可能提高指标值 3 钻孔达到设计高程后 应检查孔深和孔径 符合规范要求方可进行清 孔 清孔工艺建议采用气举反循环法 清孔时必须保持孔内水头 防止坍孔 不得用加深钻孔深度的方式代替清孔 孔内吊入钢筋笼后应进行二次清孔 经 检查孔内泥浆指标和孔底沉淀厚度达到设计和规范要求后 方可浇注桩身混凝 土 4 钢筋笼可采用分段加工 吊放时接长 钢筋笼主筋的接长宜采用可靠 的机械连接或焊接 接头位置应满足规范要求 每根桩的钢筋笼接长次数不应 超过 3 次 5 钢筋笼安放时应采取有效的定位和下放措施 确保钢筋笼准确定位和 防止对孔壁的影响 钢筋笼就位后应做可靠的固定 避免在灌注混凝土时钢筋 笼上浮 6 在钻孔灌注桩清孔过程完成后 应采取措施对钢护筒内壁附着的泥浆 等进行清理 例如 在钻杆上安装完整断面钢刷并利用钻杆旋转清扫 清理完 成后 应迅速下放钢筋笼 随后浇筑桩身混凝土 浇筑应一次完成不得间断 7 相邻两根桩不得同时成孔或浇筑混凝土 以免扰动孔壁 发生串孔 断桩事故 8 施工前应进行水下混凝土强度和塌落度等试验 确保满足规范要求 同时还应满足测试单位对塌落度的要求 在施工中应严格控制混凝土的指标 保证混凝土的浇注质量 混凝土粗骨料最大粒径宜不超过 2cm 4 2 静载荷试验准备工作静载荷试验准备工作 为配合试验 保证试验的正常进行 需在试验开始前进行超声波检测 试 验平台布置和桩帽施工 1 超声波检测 桩基养护期满后 先对桩基进行超声波检测 桩基检测满足 类桩后方能 进行试桩 2 桩帽制作要求 桩帽制作及锚桩接筋见下图所示 具体要求如下 图中地表指试验时桩 露出的地表 不是场地地表 即为了安装量测设备 试桩处向下再挖出 200mm 锚桩示意图中未含结长钢筋 1 要求试桩高出地表 500mm 制作桩帽时 应先凿除桩顶浮浆 接长钢 筋 采用 C40 混凝土并加早强剂进行制作桩帽 为了保证两次浇筑搭接面处的 混凝土质量 浇接前必须做好接浆措施 并要求接高部分与原桩轴线同心 2 制作桩帽时 桩顶 700mm 范围内铺设 4 5 层钢筋网片 间距 150mm 左右 配筋为 8 80 桩顶钢筋网片保护层为 50mm 并在桩头设置一个钢筒 3 为了安装量测传感器 在桩顶下 430mm 处对称埋设四块钢板 钢板大 小约为 250 100 6mm 可通过在钢筒上对称焊接四根钢筋 并把四块钢板焊 在钢筋上 详见桩帽制作图 4 处理后的试桩桩顶要求平整 5 接桩时钢筋的接头焊缝必须连续饱满 6 为了量测锚桩的上拔量 在每根锚桩内侧两个方向上桩顶边缘处各插 一根 25mm 长 1000mm 的钢筋 插入桩顶深度 400mm 作为变形量测传感器的 支座 45 250 100 100 3 8a80 600 400 600 400 700 600 100 250 钢板钢板 钢板 700700 4 3 静载荷试验静载荷试验 试验场地及道路平整 确保试验设备能顺利进场就位 提供试验所需 380V 220V 不间断的电源 正常情况下 96 小时内完成野外试验工作 4 69 4 3 14 3 1 试验要求试验要求 1 试验时间要求 间歇时间应满足桩身混凝土养护所需要的时间及桩周 土体强度恢复所需要的时间 一般在成桩后 28 天 2 试验现场要求 三通一平 提供工程地质资料 3 在试桩期间 试桩设备及量测仪表等应有遮挡设施 严禁日光直射基 准梁 试桩区域不受冲击 振动等影响 4 试桩用的量测仪表的精度必须满足试验要求 由国家法定计量单位进 率定 5 试桩在成孔后混凝土灌注前必须进行孔径 孔深 沉渣厚度及垂直度 检测 没有代表性的桩不应作为试桩 6 试桩桩帽制作时凿除浮浆后需对桩身质量进行检测 试验开始前须采 用超声波法进行桩身完整性检测 7 试桩 锚桩桩顶高出工地自然地面 50cm 钢筋配置 制作及混凝土 强度均按设计图纸要求 8 试验时需现场配合提供试验用钢筋 9 试桩的桩顶要求平整 试桩的倾斜度不应大于 1 且试桩应进行成 孔质量检测 检测结果应满足设计要求 10 试桩前应提供给本单位试桩施工的详细资料 11 试桩前所有试桩和锚桩均进行超声波检测 试桩中必须埋设声测管 以确定桩身质量 4 3 24 3 2 试验目的试验目的 检验单桩竖向抗压极限承载力 对工程设计进行校验和对施工工艺能否达 到设计要求进行评价 4 3 34 3 3 反力装置反力装置 本次试验采用 4 锚桩法作为反力装置 锚桩的抗拔力不应小于作用于锚桩上的平均上拔力的 1 2 倍 试桩与锚桩 的中心距离应大于 3d 且不小于 2m 基准桩与试桩的中心距离均应大于 4d 且不 小于 2m 锚桩数量为 4 根 通过油压千斤顶加载 荷载由油压表控制 桩顶的 沉降量采用四只长标距百分表量测 对称安置在桩侧 2 个正交直径的方向上 沉降测定平面离桩顶距离不应小于 0 5 倍桩径且不小于 200mm 基准梁的一端 固定在基准桩上 另一端可沿梁方向水平移动 试验加载装置平面及剖面图见 下图所示 4 3 44 3 4 加 卸载依据加 卸载依据 试验最大加载量为设计单位提供的单桩竖向抗压极限承载力值 S 具体值 根据实测部位给出的试桩极限承载力值而定 试验加载分级按最大试验荷载的 十分之一为加载级差 逐级等量加载 第一级取 2 倍加载量进行加载 卸载量 取加载量的两倍 进行逐级等量卸载 具体加 卸载见下表 加 载 桩型 第 1 2 级 kN 第 3 级 kN 第 4 级 kN 第 5 级 kN 第 6 级 kN 第 7 级 kN 第 8 级 kN 第 9 级 kN 第 10 级 kN 钻孔灌注桩 2S 103S 104S 105S 106S 107S 108S 109S 10S 卸 载 桩型 第 11 级 kN 第 12 级 kN 第 13 级 kN 第 14 级 kN 第 15 级 kN 钻孔灌注桩 8S 106S 104S 102S 100 4 3 54 3 5 沉降量测读时间沉降量测读时间 试验采用慢速维持荷载法 每级荷载施加后按第 5 15 30 45 60min 测 读桩顶沉降量 以后每隔 30min 测读一次 当桩顶沉降速率达到相对稳定标准 时 进行下一级加载 试桩沉降相对稳定标准为每一小时的桩顶沉降量不大于 0 1mm 并连续出现两次 由 1 5h 三次 30min 沉降观测值计算 卸载时 每级荷载维持 1h 按第 5 15 30 60min 测读桩顶沉降量 卸 载至零后 应测读桩顶残余沉降量 测读时间为 5 15 30 60min 以后每隔 30min 测读一次 一般维持 3h 4 3 64 3 6 试验终止条件试验终止条件 按规范规定 当出现下列条件之一时 试桩即可终止加载 1 试桩在某级荷载作用下的沉降量大于前一级荷载沉降量的 5 倍 2 试桩在某级荷载作用下的沉降量大于前一级的 2 倍 且经 24h 尚未稳 定 3 达到设计要求的最大加载量且沉降达到稳定 或已达到反力装置提供 的最大加载量或桩身出现明显破坏现象 4 当荷载 沉降曲线呈缓变形时按总沉降量控制 若桩长小于等于 40m 总沉降量宜按 60 80mm 控制 桩长大于 40m 时 可根据具体要求控制至 100mm 以上 5 对于灌注桩 当满足本条 1 2 款 但未达到最大加载量时 宜 继续加荷至满足总沉降量达到 100mm 以上的要求 4 3 74 3 7 试桩竖向抗压极限承载力试桩竖向抗压极限承载力 1 取 Q s 曲线发生明显陡降的起始点所对应的荷载值 2 取 s lgt 曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值 3 对缓变形 Q s 曲线按总沉降量确定 混凝土桩宜取 s 40 60mm 对应 的荷载值 4 3 84 3 8 桩端阻力与桩侧摩阻力测试桩端阻力与桩侧摩阻力测试 1 桩端阻力和桩侧摩阻力采用静态应变测试仪器进行测定 试桩前的准备工作 传感器的埋设 试桩埋设传感器为北京盛塞克公司生产的电阻应变钢筋计 在钻孔灌注钢 筋笼制作时将传感器固定到主筋上 根据各试桩所在位置的相邻钻孔地层资料 施工方要提供勘探孔剖面图 确定传感器在试桩所处部位 见应变计布置示 意图 将传感器设置在上下土层的界面处 每个断面对称布置二只传感器 同 时 试桩的桩顶附近 地面处 设置一个测量断面作为传感器标定断面 在桩 端附近亦预埋传感器或贴应变片 传感器为国产 DJG 电阻应变计 检测仪器为 YJ 22 型数据检测仪 2 传感器的埋设过程 根据相邻钻孔地层设测点 每层土对称 2