工程试桩总结

1、京沪高速铁路二标段二工区编号:钢板桩围堰承台施工技术总结（初稿）2008年8月13日京沪高速铁路土建二标二工区工程试桩技术总结（罗富全）1前言京沪高速铁路是我国铁路建设史上第一条线路里程最长、技术标准最高、投资规模最大的高 速铁路，全长1319公里，设计时速350公里/小时，混凝土结构的使用年限为100年，桥梁 基础、墩台身、梁体混凝土均采用高性能混凝土；线路跨越平原、高山大川、黄河、长江， 在施工中有较多的资料需要进行总结分析，本文主要针对桥梁桩基施工中对桩基进行承载力 试验进行技术总结，以取得相应的经验和教训，为类似工程提供一此技术参考。2工程摘要中铁二局京沪高速铁路项目经理部施工的工程为

2、沧德特大桥 DK285+903DK326+192 段，全长40.289Km，位于河北省沧州市吴桥县和山东省德州市德城区。段内主要工程有：钻孔桩10524根，承台1237个，桥墩1236个，墩身大部份为圆端形实体 墩和部分单圆柱墩，高度均在20m以下，桥台1个；40+64+40米悬臂浇注的连续箱梁2 联,32+48+32米悬臂浇注的连续箱梁2联，支架法现浇非标简支梁3孔，移动模架法现浇40 米箱梁24孔。3地质条件本段属于冀鲁平原，地形平坦开阔，地势由西南向东北缓倾；本段地层主要为第四系冲 积层、冲洪积层、海积层，一般以黏性土、粉土、砂类土为主；本段沿线河流密布，水利设 施众多。线路经过的主要河

3、流有漳卫新河岔河、漳卫新河。地下水类型为孔隙潜水，局部具 承压性，主要含水层为砂类土、卵石土和圆砾土。地下水位埋深一般在0.46.0m。4工程试桩选址原则及数量普通摩擦桩1根/ km；嵌入桩，嵌入不同基岩的柱桩每种类型的岩石试桩一根；每座桥梁应至少试桩一根。二标二工区管段桥梁桩基均采用摩擦桩，试桩数量为1根/ km，后根据设计 院已完成试桩数量及方案优化，共计需施工单位进行试桩15根；根据管段基桩桩 径、桩长及地质条件，拟采用单桩竖向抗压静载试验法（堆载法）验证单桩的承载力。根据设计优化后需检测的桩位如下表。工程试桩桩位统计表序号试桩号桩径（m）桩长（m）混凝土强度等级单桩容许承载力（kN）备

4、注1G048-02147C353772.92H069-02148C4036183I003-06140C403994.694I126-6148C403978.085I189-05149C353908.576I280-01148C3537557I340-05145C353798.758J006-06146C353550.39K036-02144C353875.510K123-2146C35388111K212-02140C353400.412K295-02144C353779.113K385-02139C353466.114K460-02148C403785.715K515-02139C40340

5、5.55工程试桩方法5.1试验目的检测目的：采用接近于通过竖向抗压桩的实际工作的试验方法，比较准确的反映单桩的受力 状况和变形特征，确定单桩竖向（抗压）极限承载力标准值，验证单桩的承载力是否满足设 计要求。5.2检测设备1）加载设备：油压千斤顶（根据设计承载力的1.3倍进行加载，采用1000T千斤顶）或两 台千斤顶并联，高压油泵站。2）荷载与沉降量测仪表：荷载量测使用量程60MPa压力表，沉降量测使用大量程百分表。 荷载与沉降量测仪表均经过国家指定的计量标定单位进行计量标定。图1单桩竖向抗压静载试验装置示意图5.3荷载试验反力系统1）本试验拟采用配重块作为反力系统堆载物，堆载物根据需要配置，主

6、梁、次梁和荷载平 台约20吨。总重量不小于试验需要荷载的要求。2）荷载平台8mX8m，堆载高度约为4m,具体高度根据实际需要堆载，总的试验影响面积 80m2荷载平台支撑和支撑基础形式可采用以下方式：用混凝土块拼砌承力墙左右各一段，形式：长7m，宽不小于1m，墙顶与桩顶高差2.0m（配 合千斤顶和荷重传感器的高度设置）。混凝土块抗压强度不低于15MPa。3）基础处理形式：以墙或支架为中心，底部用碎石或卵石换填1m深，长8m，宽2m。基础 顶部浇注10cm厚的混凝土垫层，混凝土抗压强度不低于15MPa；4）主梁采用多根8m长，型号为45a或60a的A3 工字钢组合，表面用钢筋作为箍筋固定，箍筋位

7、置与平台的工字钢错开，根据验算，需要的主梁 数量其刚度和强度满足试验要求。主梁型式见右 图。5）垫块：3cm 厚 75cmX75cm、65cmX65cm、55cm X55cm方形钢板各1块，45cmX45cm方形钢板2 块，3cm厚直径1m圆形钢板1块。6）如果需要700吨的堆载，次梁由36根8m长型 号为40a的A3H字钢组成，工字钢上满铺竹夹板（或木板），竹夹板约64m2，由此组成荷载图2主梁形式示意图平台。经验算，在最大荷载作用下，刚度和强度能满足要求，其中向上最大挠度为1.6cm，向下最 大挠度为2.3cm。如果堆载变化，根据实际需要增减次梁即可。7）参照梁（基准梁）由2根8m长型号1

8、5b的工字钢组成。8）千斤顶最大量程采用1000吨，油表精度为0.4级，百分表精度为0.01mm，如果没有条 件标定千斤顶，需要标定好的荷重传感器，量程为1000吨。试验前，先委托评定机构对千斤 顶进行标定，得出千斤顶系数，根据最大加载量，求得最大荷载时油压表压力，对油压进行分 级控制，从而控制千斤顶分级在试验桩顶施加竖向压力。9）配重块的加载和卸载由吊车完成，吊车为20吨以上。试验检测涉及的设备和材料清单汇总序号设备和材料产地规格型号数量备注1千斤顶中国最大量程1000吨以上1台2电动油泵中国1台3精密油表中国1只4百分表中国4只5荷重传感器中国量程1000吨1只6磁性表架中国4只7工字钢中

9、国60a、 8m 长10根8方形钢板中国厚 3cm、75cmX75cm1块9方形钢板中国厚 3cm、65cmX65cm1块10方形钢板中国厚 3cm、55cmX55cm1块11方形钢板中国厚 3cm、45cmX45cm2块2圆形钢板中国厚3cm、直径1m1块13工字钢中国15b、 8m 长2根14吊车现场调用20吨1台可能用不到15焊机现场调用1台以上5.4检测原理单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至建筑物 桩基上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Qs曲线及s-lg t 等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压极限承载力等参数。5.5

10、试验准备工作1）收集原始资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径、混凝土 强度等级、施工日期、施工工艺等），以及桩的预估极限承载力值。2）试验加载装置的选择：试桩所承受的荷载由油压千斤顶分级施加。加载及反力装置根据 现场实际条件取压重横梁反力。3）桩头处理形式：如果在成桩前能够确定为试桩，最好在距桩顶1.5m范围内加密箍筋，箍 筋间距不大于80mm。要求被测桩检测时强度达到28天或满足试验要求的抗压强度。先凿去 桩顶浮浆，去破碎及软弱混凝土，平整桩顶面。桩顶用厚度为5cm的同直径钢板铺垫，基础 顶部浇注混凝土垫层，混凝土抗压强度不低于15MPa。4）荷载与沉降的量测仪表：荷

11、载用由标定合格的精度优于或等于0.4级精密压力表测量。 试桩沉降采用大量程百分表测量。根据规范要求在试桩的两个侧面对称安装2个百分表。沉 降测定平面距桩顶距离不小于0.5倍桩径，固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确 保不受气温影响而发生竖向变位。5）试验加载方式的选择：对于软土地质条件，试验加载方式采用慢速维持荷载法6）载荷的施加和卸载应按照下表分步进行荷载分级表（以实际荷载为设计承载力的1.3倍分级）试验荷载比例实际荷载荷载至少保持时间试验桩设计承载力的13%120分钟试验桩设计承载力的26%120分钟试验桩设计承载力的39%120分钟试验桩设计承载力的52%120分钟试验桩设计承载力

12、的65%120分钟试验桩设计承载力的78%120分钟试验桩设计承载力的91%120分钟试验桩设计承载力的104%120分钟试验桩设计承载力的117%120分钟试验桩设计承载力的130%120分钟试验桩设计承载力的104%60分钟试验桩设计承载力的78%60分钟试验桩设计承载力的52%60分钟试验桩设计承载力的26%60分钟试验桩设计承载力的0%180分钟7）其它注意事项在试验设备、仪器仪表的运输过程中应确保其不损伤，以保证现场测试数据的准确无误。现场吊装安置加载设备时，应采取必要的安全措施，保证设备的安放位置正确和人员设 备的安全。反力架的安装和焊接要牢固可靠，对于不符合要求的反力装置不能进行

13、正式试验加载工 作反力钢梁在试验中严禁超载，以免发生人员和仪器损坏。试验现场必须搭起能防雨、遮阳的临时帐篷或设施，以保护仪器设备。高压油泵等仪器设备应按照就近、方便、安全的原则安放。测试现场所接电源必须符合临时架设电源线路的要求，禁止乱扯电源、电线，防止漏电、 触电等事故发生。6现场试验规定和要求1）开始试验的时间：在桩身混凝土灌注后28天，且达到设计强度后，才能进行。2）慢速维持荷载法按下列规定进行加、卸载和沉降观测。荷载分级：每级荷载值为设计容许承载力1/10，其中第一级取分级荷载的2倍。测读桩沉降量的间隔时间：每级加载后维持时间至少2h，按第5、15、30、45、60min测 读桩顶沉降

14、量，以后每隔30min测读一次。试桩沉降相对稳定标准：每小时内桩顶沉降量不超过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），且每级荷载的维持 时间不得少于2.0h。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时再施加下一级荷载。卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。 卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔 30min测读一次。终止加载条件：当出现下列情况之一时即可终止加载。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；某级荷载作

15、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 相对稳定标准；已达到设计要求的最大加载量；当荷载一沉降QS曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm，特殊情况下可加载至桩顶累计沉降量超过80mm。千斤顶、油泵的安置和检查。千斤顶应平放于试桩中心。试验前应仔细检查千斤顶、油泵工作是否正常，油路是否漏油。百分表的安装要求百分表应安装固定在支承于相对不动的基准梁上，百分表的安装应使表轴线平行于被测位移 的方向，不得倾斜。7试验资料的整理1)单桩竖向抗压静载试验概况：整理成表格形式，并应对成桩和试验过程出现的异常现象 作补充说明。(具体表样见下表)单桩竖向极限承载力检测表试

16、桩号桩径(m)桩长(m)砼强度等级单桩竖向最大试验荷载(kN)最大试验荷载所对应的沉降值(mm)单桩容许承载力(KN)单桩竖向抗压极限承载力实测值(KN)I280-01148C35496210.6637554881.5(1.3 倍单桩承载力J006-06146C354636.16.683550.34615.4(1.3 倍单桩承载力G048-02147C35496211.853752.94904.8(1.3 倍单桩承载力2)单桩竖向抗压静载试验记录表。(样表见下表)基桩竖向抗压静载试验记录表工程名称：试桩号：天气:设备管理号：EM-报告编号:油压(MPa)荷载(kN)读数时间间隔时间读数(mm)

17、沉降(mm)月日时分表1EM-表2EM-表3EM-表4EM-平均值本次累计记录：校核：3）单桩竖向抗压静载试验荷载一沉降汇总表。（以G48-02为例）G48-02单桩竖向抗压静载试验荷载一沉降汇总表荷载（KN）历时(min)本级沉降（mm）累计沉降（mm）0.0000535.41200.870.871027.31200.641.511437.11200.602.111929.01200.772.882420.81201.013.892912.61200.924.813404.51201.376.183896.31201.557.734388.11201.79.434962.01202.4211

18、.853896.360-0.1811.672912.660-0.3211.351929.060-0.5010.851027.360-0.7410.110.0180-1.88.514）绘制有关试验成果曲线：为确定单桩的极限荷载，一般绘制QS （按整个图形比例横:竖=2： 3,取Q、S的坐标比例），（Slgt, SlgQ）曲线，具体见下图示例图片。页沪也妙快帮沧德料大桥I理 Milffi单蹄前样向抗斥脖校武篮*氏1司导韶博聃 CQbJ Htl姓倒耳一i2H1 iiljiUM遇一EXHU OJ 4k joati 口存#加布 *_(OK(JHK 的 J 我 *；4月一32标如此*G4H-O2SW4K|珥S-UNtJESKK：4S5-O2ttiHj 44Kb I 氏-02#?jn tic 一 K515-024tJP k4m-02J!jrilifc一- k4tiOHOi2?aTl-W5）确定单桩轴向抗压极限荷载。例:根据试验结果，I280-01试桩的单桩竖向抗压极限承载力实测值不小于4881.5KN。8单桩承载力的确定1）单桩竖向极限承载力的确定根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应 的荷载值。根据沉降随时间变化的特征确定:取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。当