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PHC管桩试桩施工及检测试桩方案

18
2020年4月19日
文档仅供参考
上海浦东铁路阮巷至平安段第一标段
PHC管桩试桩施工及检测
试桩方案
中铁十七局集团上海浦东铁路项目经理部
二OO五年一月二十二日 总 述
1 工程概况
2 检验性试桩总体方案及方法
2.1检验性试桩内容及目的
检验性试验的内容为工艺试验和静载试验。
工艺试验的目的：
①检验桩的入土深度能否达到设计要求；
②选定沉桩的锤击性能、衬垫（即锤垫、桩垫）及参数；
③实测沉桩锤击力；
④查明打桩时土质有无“假极限”或“吸入”现象，并确定是否需要复打，以及从停打到复打间应该休息的天数；
⑤最终贯入度的取值；
⑥确定施工工艺和停止沉桩的控制标准。
静载试验的目的：验证桩的承载力，以及荷载与位移的关系。
2.2试验桩的布置
2.3试桩的技术要求
3 试桩施工准备
3.1施工组织安排
3.1.1总体安排
3.1.2人员配置
3.2施工平面管理
3.3施工道路、用电及施工场地
3.4管桩进场及验收
4 沉桩施工工艺及方法
5 工程技术质量保证措施
6 安全施工技术措施
6.1 施工场地
沉桩场地和敷设的道路要符合要求，为保证施工安全，必要时桩机施工作业中铺垫钢板（б=30mm以上）
6.2施工用电
施工现场接电必须由持上岗证的电工进行操作。
电动工具软电缆插头不得任意拆除、调换，软电缆不得任意加长或截断。
施工现场临时用电按户外明线和架空线要求安装，严禁乱拉乱拖。
电动机械及手持电动工具要设漏电保护装置。
6.3 桩机
桩机周围5m以内应无高压线路，作业区内应有明显标志或围栏，严禁闲人进入。
桩机在组立时，将履带扩张后才能安装，导杆托架的下方垫上千斤顶，制动住行走及回转机构，用卷扬扳动导杆750~830时，应停止卷扬，装上后支撑，用后支撑液压杆将导杆扳至900。
桩机行走时，必须有专人指挥。履带下铺设30mm厚钢板，钢板相互间距不得大于30mm。在坡道上行走时，应将桩机重心移至坡道的上方，坡度不得大于50。严禁吊桩、吊锤、回转或行走同时进行。
作业时，操作人员应在桩锤中心5m以外监视。桩机在吊有桩和锤的情况下，司机不得离开岗位。
喂桩时，桩机不得偏心远距离（4m）吊桩，行走中不得同时进行回转、吊桩等其它动作。
插桩后及时校正桩的垂直度，桩入土3m以上时，严禁用桩机行走或回转动作纠正桩的斜坡度。
在软土层启动桩锤时，应先关闭油门冷打，待每击贯入度小于100mm时，再开启油门启动桩锤，不得在桩自沉或贯入度较大时给油启动。在锤击过程中，起落架可缓慢下降。
拔送桩时，每米送桩深度的起拔荷载可按4吨计算，当超过桩机起重能力时，用吊车配合拔。送桩孔应及时回填压实，桩机不得在送桩孔上行走。
遇有大雨、雪、雾和六级以上大风等恶劣气候，应停止作业。当风速超过七级或有台风报警时，应将桩机顺风向停置，并增加缆风绳，必要时，应将桩架放倒在地面上。
6.4 履带式起重机
各安全装置齐全可靠；钢丝绳及连接部位符合规定；燃油、润滑油、冷却水均应充分；各连接件无松动。
启动前应将主离合器分离，将各操作杆放在空档位置。内燃机启动后应检查各仪表指示值，待运转正常再结合主离合器，进行空载运转，确认正常后，方可作业。
在卸桩、吊桩作业中，必须有专人指挥，吊桩行走时，桩离地面不得超过50cm，并系好拉绳，缓慢行驶，不得远距离带桩行走。
作业时，臂杆的最大仰角不得超过78度。吊臂下及回转半径工作区内不得站人。
6.5 交流电焊机
应注意初、次级线，不可接错，输入电压必须符合电焊机的铭牌规定，严禁接触初线线路的带电部分。
次级抽头连接铜板必须压紧，接线柱应有垫圈。合闸前详细检查接线螺帽、螺栓及其它部件，应无松动或损坏。
移动电焊机时，应切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动电焊机，如焊接中突然停电，应切断电源。
6.6 二氧化碳气体保护焊
二氧化碳气体瓶宜放在阴凉处。其最高温度不得超过300C并应放置牢靠，不得靠近热源。
作业前，应检查焊丝的进给机构、电线的连接部分、二氧化碳气体的供应系统以及冷却水循环系统均应合乎要求。
开气时，操作人员必须站在瓶嘴的侧面。二氧化碳气体预热器端的电压符合厂家规定。
6.7 气焊设备
乙炔气瓶和氧气气瓶应有明显色标和防震圈、安全帽，不得在露天暴晒，并应分开存放，距离应大于5m。
开启氧气瓶、乙炔气阀门时，应用专用工具，动作要缓慢，不得面对减压器，但应观察指针是否灵敏正常。
操作人员须有特殊工种操作证。
6.8 其它安全要求
施工前，对施工索具、钢丝绳、绳扣、吊桩用的吊钩、支臂球头压盖等部位严格检查，施工中也要经常查看检查，符合施工使用要求方可使用。
每天在施工前，班组长要进行安全交底和分工，做到安全责任到人，并记录在案，确保每天安全施工。
施工燃油集中存放，配置灭火器材。
7 静载试验方法及要求
7.1 检测单位
本次PHC试桩检测拟由具有铁道部基桩检测资质的铁道部第三勘测设计院岩土工程总公司实施。
7.2设计要求
根据设计及建设单位要求，本标段PHC桩共需进行静载荷试验一组（三根），每根受检桩均需进行单桩竖向抗压和单桩水平抗推静载荷试验，试桩的最大加载根据不同的墩台单桩设计承载力乘以设计要求的安全系数，单桩竖向抗压安全系数为2，单桩水平抗推试验的设计承载力取60kN，安全系数为1.3，最大加载取78kN。
7.3 方案编制依据及参照应用标准
7.4.1 《铁路桥涵施工规范》10203-
7.4.2 《铁路工程基桩无损检测规程》TB10218—99
7.4.3 上海市工程建设规范《建筑基桩检测技术规程》（GJ08-218- ）
7.4.4 该工程的设计图纸及工程地质勘察报告，设计及建设单位要求。
7.5 PHC桩单桩竖向抗压静载荷试验
7.5.1 检测目的
验证PHC试桩的承载力，以及荷载与位移的关系。
7.5.2 检测时间
本次检测工作拟在试、锚桩沉桩7天后进行。
7.5.3 检测位置
本次试桩检测根据现场实际情况及地质状况，拟选定如下承台进行试验检测：51#墩、57#墩、59#墩。具体试桩及锚桩位置见九桩试锚桩位置平面示意图。
7.5.4 试、锚桩要求
为了提高锚桩的抗拉力，本次试验所用锚桩上接桩采用B型桩；为了试验及施工的方便，本次试验作为试锚桩的工程桩均采用同型号的桩加长至地面上0.5m。
4.8m
4.8m
1.2m
1.2m
1.2m
1.2m
图中
代表试桩
代表锚桩
试锚桩平面示意图
7.5.5 检测设备
⑴ 反力设备
本次试验拟采用锚桩横梁反力装置，经过油压千斤顶进行逐级加、卸荷，并由荷重传感器及电子数字显示仪反映荷载，使用安装在刚性基准梁上的百分表进行试、锚桩的沉降和回弹变形观测。反力梁中心及千斤顶中心对准试桩中心，反力梁的强度及千斤顶的加载能力均大于最大加载的1.3倍。

具体安装见图1：锚桩反力法单桩竖向抗压静载荷试验安装示意图。

⑵ 加载设备
经过油压千斤顶进行逐级加、卸荷，并由荷重传感器及电子数字显示仪反映荷载。
⑶ 测读仪表：
使用安装在刚性基准梁上的百分表进行试、锚桩的沉降和回弹变形观测。本次试验采用4只测读精度为0.01mm的大量程百分表，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（或边长）且不小于200mm；每个锚桩至少应检测一点，测点应置于锚桩桩顶混凝土面上，最终位移取全部仪表的算术平均值。
⑷ 设备及计量编号（见表1）：
仪器名称
型号规格
出厂编号
标定日期
压力显示器
2台YLR-3（应变仪）
040206、040207
.02.02
荷重传感器
2台YLR-3（200 t）
040206、040207
.02.02
百分表
8只0～50mm
C61453、C009416、C57971、B29596、
2635、2639、2632、2611
..03..31
千斤顶
200（t）2-3只

/
表1
7.5.6 检测方法：
本次试验根据设计图纸采用单循环加载下的慢速维持荷载法
7.5.7 荷载分级
⑴ 最大加载
本次试验的最大加载根据不同的墩台单桩设计承载力乘以设计要求的安全系数2，具体每个墩台的最大加载详见表2
⑵ 加载分级
根据试验设计要求的最大加载量（以设计图纸为准）分10级进行加载，其中第一级与第二级合并为一级，每级取最大加载量的1/10进行逐级等量加荷，每级加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，并在其维持过程中应保持数值的稳定，其变化幅度不应超过分级荷载的10% ，具体分级详见下表2：
分级加载一览表 表2
试桩
位置
分级kN
第2级
第3级
第4级
第5级
第6级
第7级
第8级
第9级
第10级
最大加载）
51#墩
荷载
900
1350
1800
2250
2700
3150
3600
4050
4500
荷载级差
900
450
450
450
450
450
450
450
450
57#墩
荷载
676
1014
1352
1690
2028
2366
2704
3042
3380
荷载级差
676
338
338
338
338
338
338
338
338
59#墩
荷载
800
1200
1600

2400
2800
3200
3600
4000
荷载级差
800
400
400
400
400
400
400
400
400
⑶ 卸载分级：按每级加荷量的两倍逐级等量卸荷。
分级卸载一览表 表3
试桩位置
分级
第1级kN
第2级kN
第3级kN
第4级kN
第5级kN
51#墩
荷载
3600
2700
1800
900
0
57#墩
荷载
2704
2028
1352
676
0
59#墩
荷载
3200
2400
1600
800
0
7.5.8 测读方法
下沉未达稳定，不得进行下一级加载。每级加载的观测时间规定为：
每级荷载加完后应立即观测，然后第一个小时内，每隔15min观测一次；第二个小时内，每隔半小时观测一次；第三个小时起，每一小时观测一次。
7.5.9 试桩沉降相对稳定标准
每级加载施加后最后一小时的下沉量不大于0.1mm即可视为沉降相对稳定。
7.5.10 终止试验条件
⑴ 总位移量大于或等于40mm，本级荷载的下沉量等于或大于前级荷载的下沉量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。
⑵ 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。
⑶ 总位移量小于40mm，但荷载已达到设计要求的容许荷载（设计荷载乘设计规定的安全系数），加载可终止。取此时的最大荷载为极限荷载。
7.5.11 卸载回弹观测
每次按顺序卸除荷载后应观测桩顶回弹量；观测办法与沉降观测同；直至回弹稳定之后再卸下一阶段卸载量；回弹的稳定标准与下沉稳定标准同。卸载到零后，至少2h内，每隔30min观测一次；其中：如果桩尖下为砂类土，则开始的30min内，每15min观测一次。如果桩尖下为黏性土，第一小时内，每15min观测一次。
7.5.12 数据记录格式
静压试验记录表
线 桥 号墩（台） 号桩
最终贯入度 mm/击 桩的入土深度 m
设计承载力 kN 最大加载 kN 桩的类型 气温 表4
荷载编号
起止
日-时-分
间歇时间（min）
当时荷载（KN）
各表读数（0.01mm）
平均读数（0.01mm）
下沉
(mm)
备
注
1号
2号
3号
4号

记录 主管工程师
7.5.13 提交资料：
（1）文字报告；
（2）各试桩的Q-S曲线、S-lgt曲线等；
（3）各试桩的试验数据总汇表；
（4）试验结论。
7.6 单桩水平抗推静载荷试验
7.6.1 检测目的：
确定水平荷载与位移之间的关系。
7.6.2 检测时间
本次检测工作拟在试锚桩沉桩7天后进行。
7.6.3 检测位置
与单桩竖向抗压静载荷试验位置相同
7.6.4 试锚桩要求
两根锚桩和一根试桩之间成“品”字形布置。施工点应尽量接近地面。
7.6.5 检测设备
⑴ 反力设备：
本次试验加载反力拟采用与试桩“品”字形布置的工程桩作为支座来提供,经过油压千斤顶顶推法逐级分荷施加水平力。千斤顶与试桩接触处采用球形铰支座，以便千斤顶作用力水平经过桩身轴线，试桩附近当有高出地面的填土或地表有重物堆置时应予清除，由安装在千斤顶与试桩之间的压力传感器及电子数字显示仪反映荷载。具体安装见附图：(单桩水平抗推静载荷试验安装示意图：图3)
千斤顶
反力桩
反力梁
反力支座
传感器
球型支座
试桩
百分表
基准梁

⑵ 水平位移量观测系统：
在试桩桩侧对称位置安装大量程百分表观测试桩位移量，百分表固定在基准梁上，基准梁固定在距试桩中心5d（d为桩截面尺寸）以外的基准点上。
7.6.6 检测方法
本次试验根据设计图纸采用单循环加载下的慢速维持荷载法。
7.6.7 荷载分级
⑴ 最大加载
本次单桩水平抗推试验的设计承载力取60kN，设计取安全系数为1.3，那么最大加载取78kN。
⑵ 加载分级
根据试验设计要求的最大加载量78kN分10级进行加载，其中第一级与第二级合并为一级，每级取最大加载量的1/10进行逐级等量加荷，每级加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，并在其维持过程中应保持数值的稳定，其变化幅度不应超过分级荷载的10%。具体分级详见下表5：
分级加载一览表 表5
分级kN
第2级
第3级
第4级
第5级
第6级
第7级
第8级
第9级
第10级
（最大加载）
荷载
15.6
23.4
31.2
39
46.8
54.6
62.4
70.2
78
荷载级差
15.6
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
⑶ 卸载分级：按每级加荷量的两倍逐级等量卸荷。
分级卸载一览表 表6
试桩位置
分级kN
第1级
第2级
第3级
第4级
第5级kN
51＃、57＃、59＃墩
荷载
62.4
46.8
31.2
15.6
0
7.6.8 测读方法
下沉未达稳定，不得进行下一级加载。每级加载的观测时间规定为：
每级荷载加完后应立即观测，然后第一个小时内，每隔15min观测一次；第二个小时内，每隔半小时观测一次；第三个小时起，每一小时观测一次。
7.6.9 试桩沉降相对稳定标准
当位移量小于或等于0.05mm/h时，即认为稳定。
7.6.10 终止试验条件
加载量达到78kN或作用点位移量达到10mm。
7.6.11 检测提交资料
⑴ 文字报告
⑵ 各试桩的H-Y曲线； lgH- lgY曲线等；
⑶ 各试桩的试验数据总汇表；
⑷ 试验结论。
8 打桩机械及测量仪器配备
根据设计图纸单桩极限承载力、地质报告、等情况，选用打桩设备，详见下表7。
打桩机械及测量仪器配备一览表 表7
序号
设备名称
规格型号
数量
用途
1
履带式打桩机
DM-62
1台
打桩主机
2
汽车吊车
25t
1台
卸、喂、倒桩
3
柴油锤
6.2t
1台
打桩
4
CO2电焊机
BX-500
2台
接桩焊接
5
全站仪
GTS-301型
1台
定桩位
7
水准仪
DSC-240
1台
高程控制
8
客货两用车

1辆
现场服务
9
钢板(б=30mm)
2.0m×6m
6块
打桩机、吊车
附件：
1、 检测单位资质证明材料（资质证书、营业执照和检测人员） ；
2、 51＃、57＃、59＃墩的基础桩资料（图和说明，包括地质资料）。