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1、新建京滬高速鐵路土建工程JHTJ3標段四工區大汶河特大橋工程試樁方案目 錄一、工程概況1二、試驗目的、要求1三、試驗依據1四、試驗地點的選擇1五、試樁方案25.1、靜載荷試驗樁要求25.2、檢測儀器設備35.3、試驗設備安裝55.4、現場檢測65.5、試驗數據分析及檢測報告提交6六、基樁靜載荷試驗錨樁抗拔力計算7七、施工組織8八、施工安全保障措施：9九、現場文明施工管理措施10十、附靜載試驗圖片10一、工程概況大汶河特大橋位于山東省泰安市與寧陽縣交界處的大汶口鎮以東約1km處橋長21.14km，本橋中心里程DK488+422.33，全橋長21148m。基礎采用明挖和鉆孔樁基礎。依據鐵道XX院集2、團有限公司下發的關于發送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函（三設橋梁函200840號）文件；本工區共有10根試驗樁。二、試驗目的、要求試驗目的：通過鉆孔樁的單樁慢速維持荷載法試驗，驗證樁的承載力。試驗要求：滿足現行國家有關規范的要求、建設方和設計提出的要求。三、試驗依據1、鐵道XX院集團有限公司下發的關于發送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函（三設橋梁函200840號）文件；2、鐵道第三勘察設計院集團有限公司編制的北京至上海新建高速鐵路工程通用設計圖北京至徐州段樁基檢測布置圖和工程試樁原則(京滬橋通-31)。3、建筑樁基檢測技術規范（JGJ106-2003）；4、京滬高速鐵路工程質量無損檢測實施細則；5、3、鐵路橋涵地基和基礎設計規范（TB10002.5-2005）；6、工程地質勘察資料； 其它相關行業標準及關于檢測的具體要求。四、試驗地點的選擇依據鐵道XX院集團有限公司下發的關于發送京滬高速鐵路橋梁工程試樁的函（三設橋梁函200840號）文件；本工區共有10根試驗樁。詳見表1表1序號墩號里程樁底高程（m）樁長（m）樁徑（m）基樁根數單樁允許承載力（kN）混凝土標號備注1248DK483+085.6179.077121.25126404.7C302303DK484+860.86無圖3339DK486+053.80無圖4392DK487+759.95無圖5431DK489+003.57無圖6514D4、K491+718.42無圖7559DK493+046.80無圖8644DK495+804.92無圖910注:由于大河DK475DK482無地質資料，預留2處（每處1根）進行試樁。由于本工區目前所到圖紙中僅有表1中的248#墩，故以此墩為例，進行方案闡述。五、試樁方案單樁豎向抗壓靜載試驗是模擬基樁實際受力狀態的一種試驗方法。試驗時，通過安裝在樁頂的油壓千斤頂，油壓表或壓力表，百分表或位移傳感器，錨樁或壓重反力裝置，對樁施加荷載，每根試驗樁的最終加荷量為單樁允許承載力的1.3倍。 關于成孔方法、清孔、鋼筋籠加工及吊放、二次清底、下設導管、 灌注水下混凝土、 質量控制與檢查、特殊情況處理與預防措施等5、已在前期上報的樁基工藝試驗大綱（編號：JHTJ3-SDJT4-TA1-20080215-1）中有詳細的闡述，本報告不再贅述。5.1、靜載荷試驗樁要求試樁的成樁工藝和質量控制標準應與工程樁一致。樁頂部宜高出試坑底面0.5m，試坑底面宜與樁承臺底標高一致。試驗樁頭應進行如下處理：凝土樁應先鑿掉樁頂部的松散破碎層和軟弱混凝土，沖洗干凈后再澆注樁帽。 樁帽直徑應與設計樁徑相一致，樁帽頂面應水平、平整，樁帽中軸線與樁身上部的中軸線應重合 。樁帽主筋應全部直通至樁頂混凝土保護層之下，如原樁身露出主筋長度不夠時，應通過焊接加長主筋，各主筋應在同一高度上。 在距樁頂1.5倍樁徑范圍內設置箍筋，間距不宜大于156、0mm。樁頂下100mm、200mm和300mm處應分別設置鋼筋網片1層，間距為100 mm。 樁頭混凝土強度等級不得低于C40，樁頭50cm混凝土由3-5 mm鋼板圍裹保護。 5.2、檢測儀器設備采用全自動化加壓觀測系統，計算機控制和采集數據。1、加載、壓力測量裝置采用24臺出力5000 kN的千斤頂并聯加荷，千斤頂型號規格相同。合力中心與樁軸線重合。根據要求的最終加荷量確定千斤頂數量：如8000 kN以內用2臺5000 kN千斤頂；8000-12000 kN用3臺5000 kN千斤頂；12000-16000kN用4臺5000 kN千斤頂。以保證最大試驗荷載對應的千斤頂出力不大于千斤頂和試驗7、用油泵量程的80%;油管在最大加荷時的壓力不超過規定工作壓力的80%;最大試驗荷載對應的油壓不宜大于壓力表量程的2/3。采用油壓傳感器，傳感器的測量誤差不大于1%，壓力表精度優于或等于0.4級。2、沉降測量裝置基準樁與試驗樁、錨樁的中心距符合規范規定。基準梁采用工字梁，高跨比大于1/40，基準梁的一端固定在基準樁上，另一端簡支于基準樁上，以減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形。現場采取遮擋措施，以減少溫度變化、刮風下雨、振動及其它外界因素的影響。試樁在加載過程中的豎向沉降采用量程為50mm的位移傳感器測量。在試樁樁頭處對稱安置4支位移傳感器，位移量取其平均值。位移計通過磁性表座分別支撐在基準梁上，8、在錨樁中心安置一支位移傳感器觀測上拔量，沉降測量采用位移傳感器，并符合下列規定：測量誤差不大于0.l%FS，分辨力優于或等于0.0lmm。沉降測定平面在樁頂200mm以下位置，測點應牢固地固定于樁身。固定和支撐位移計的夾具及基準梁應避免氣溫、振動及其他外界因素的影響。所采用主機、油壓傳感器、位移傳感器、百分表都經測試標定合格，能夠滿足試驗要求。3、反力裝置248號墩選擇1根工程樁進行單樁豎向靜載荷試驗，用錨樁橫梁反力裝置，其最大加載量為8326.11kN（單樁容許承載力的1.3倍）。據設計圖紙，248號墩共布工程樁12根，3排4列，樁間距為3.4米。248號墩選4根工程樁作錨樁（錨樁與工程樁的9、相互位置見示意圖）。每根錨樁需提供的抗拔力為2081.5 kN（8326.11/4）。248號墩的基樁設計樁長12米，樁徑1.25米，依據地質資料樁周地層為基巖，側摩阻力保守按照500kPa計算，每根錨樁可提供的抗拔力為7065 kN。（計算過程見后）可提供抗拔力為需要錨樁提供的抗拔力的3.39倍。錨樁主筋需作變更，變更為20根28螺紋鋼，計算可知每根主筋提供的抗拔力僅為其抗拉強度的50.5%。（計算過程見后）據以上分析，248號墩的單樁豎向靜載荷試驗，工程樁作錨樁僅將其主筋變更為28螺紋鋼，其它設計參數不變即可滿足試驗要求。此種方式即可加快工期，也最節約投資。提供反力的為錳鋼制作的箱型梁長110、1米，高1.88米，寬0.8米，抗剪及抗彎強度能夠達到15000kN，滿足試驗最終加荷8326.1kN的要求。反力橫梁完全滿足本項目加載反力的要求。（計算過程見反力架（鋼梁）受力計算說明）拉力筋與梁的連接方式見錨樁鋼筋與反力橫梁的連接說明5.3、試驗設備安裝1、場地要求鑒于248號墩臺底標高在自然地表下4米左右，由于巖層較淺，巖石開挖量較大，為不影響施工進度，及施工質量，先開挖到設計高程后再進行樁基鉆孔。由于反力橫梁為錳鋼制作的箱型梁長11米，高1.88米，寬0.8米。因此以試驗樁為中心11*11米范圍內場地平整。2、安裝步驟樁頭清理干凈，安放千斤頂，千斤頂中心與樁中心重合。主梁支墩放置平穩，11、并有足夠強度。安裝主梁、副梁焊接抗拉筋。安裝加載高壓油管、電動油泵。安裝基準梁。安裝壓力表和壓力傳感器，大量程百分表和位移傳感器。百分表和位移傳感器調零及儀器連接調試。調試正常開始加荷。5.4、現場檢測試驗加載采用慢速維持荷載法1、試驗加卸載分級加載分級進行，采用逐級等量加荷；分級荷載為最大加載量的1/10（248號墩基樁試驗每級荷載為832.6kN）；第一次加荷為分級荷載的2倍。卸載分級進行，每級卸載量為加荷分級的2倍。加、卸時荷載傳遞均勻、連續、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不超過分級荷載的+10%。2、試驗數據測讀每級荷載施加后第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以12、后每隔30min測度一次。試樁沉降量相對穩定標準：每一小時內的樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續出現兩次（從分級荷載施加后第30min開始，按1.5h連續三次每30min變形觀測值計算），且每級荷載的維持時間不得小于2h。當樁頂變形速率達到相對穩定標準時，再施加下一級荷載。加荷達到試樁要求的最大加載量(248號墩的試驗樁加至8326.1kN)終止加載。卸載每級荷載維持1小時，按第15、30、60min測讀樁頂殘余沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，維持時間為3h，測讀時間為第15、30min，以后每隔30min。3、終止試驗條件某級荷載下，樁頂沉降量已大于前一級荷載作用下沉降量的5倍；某級13、荷載下，樁頂沉降量已大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經24h尚未達到相對穩定標準；已達到設計要求的最大加載量；工程樁當錨樁時錨樁上拔量已達到允許值（10mm）。5.5、試驗數據分析及檢測報告提交1、 試驗曲線繪制數據整理，繪制豎向荷載沉降曲線（Q-S）、沉降時間對數曲線（S-Lgt），需要時繪制其它輔助曲線。2、單樁豎向抗壓承載力Qu按下列方法綜合分析確定根據沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q-S曲線，取其發生明顯陡降的起始點對應的荷載值；根據沉降時間變化的特征確定：取S-Lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值；某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經2414、h尚未達到相對穩定標準時，取前一級荷載值；對于緩變型Q-S曲線，可根據沉降量確定，宜取S=40mm對應的荷載值；當樁長大于40m時，宜考慮樁身彈性壓縮量；對直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對應的荷載值。六、基樁靜載荷試驗錨樁抗拔力計算1、錨樁抗拔力計算以248號墩為例：248號墩設計樁長12m，樁徑1.25m, 樁周地層為基巖。設計依據鐵路橋涵地基和基礎設計規范（TB10002.5-2005）規范6.2.2之第3節摩擦樁軸向受拉容許承載力計算公式P=0.30Uai li fiU：嵌入巖石層內的鉆孔周長（m）ai：震動沉樁對各土層樁周磨阻力有影響系數，鉆孔樁取1.15、0li ：各土層厚度（m）fi：各土層的極限摩阻力（kPa）U=1.25*3.14=3.925m3; l=12m(樁周地層一樣都為基巖). fi=500kPa 參閱鐵路橋涵地基和基礎設計規范表6.2.2-5(鉆孔灌注樁樁周極限摩阻力)。此表的“注：”給出漂石土、塊石土極限摩阻力可采用400-600kPa。248樁基巖的極限摩阻力應大于漂石土、塊石土極限摩阻力，安全角度考慮在此取500 kPa。 計算得: P=0.3*3.925*1*12*500=7065kN248基樁采用4根工程樁作錨樁,每根錨樁需提供的抗拔力為最大加荷量的(6404.7*1.3)/4=2081.5 kN.可見錨樁能提供抗拔力16、為所需抗拔力的3.39倍(7065/2081.5=3.39),能夠滿足試驗的需要。2、錨樁鋼筋拉力計算 工程樁作錨樁將錨樁的由20根20鋼筋變更為20根28螺紋鋼筋（HRB335）。 HRB335鋼筋抗拉強度標準值fptk=335MPa單根鋼筋抗拉力F=(1410-31410-33.14)335106=206.2 kN20根主筋可提供的抗拉力為20*206.2=4124 kN，可見錨樁鋼筋能提供抗拔力為所需抗拔力的1.98倍(4124/2081.5),能夠滿足試驗的需要。3、盡量作到各根拉力筋的拉力均勻。拉力筋不能有彎曲變形。錨樁主筋也要調直。掛好反力拉套后，在錨樁主筋與拉力筋焊接中，調整使得17、每根拉力筋的拉緊程度基本相同。經過以上工作，拉力分布基本作到均勻，同時每根拉力筋的保險系數是1.98，這樣以來拉力筋不會出現問題。3、結論通過以上計算可知248號墩4根工程樁作錨樁能夠滿足單樁豎向靜載荷試驗要求。七、施工組織7.1 人力資源配置根據本段樁基的地層情況、工程量及總體工期安排，每個試樁作業區配置2臺沖擊鉆機機組、1個混凝土澆筑隊、1個鋼筋加工隊、個輔助作業隊和1個后勤組，三班作業的工作方式進行考慮。輔助作業隊主要包括電工、供水等人員，后勤組主要包括現場值班技術人員、質安人員、內業技術人員、物資材料人員、修配、食堂、車隊人員等。本段樁基試驗總計需要各類施工人員64人（見表2）。表2 18、施工人員計劃表（每根樁）序號工種或崗位數量說 明1鉆 工6鉆孔2鋼 筋 工8鋼筋加工作業3混凝土工9混凝土生產4修 理 工2機修加工5水 電 工2供水、供電6司 機3混凝土運輸、起重設備等7食 堂3人員伙食8技術人員3現場值班、統計、質檢、安全管理9管理人員9項目經理等后勤人員及管理人員合 計457.2 主要施工機械設備 主要施工機械設備表設備名稱型號規格單位數量產 地進場時間沖擊鉆機CZ-30臺套1泰安2008年2月25日汽車起重機25t輛1徐州2008年2月25日砼攪拌車6m3輛3上海2008年3月3日電焊機交流30kVA臺2天津2008年2月25日裝載機ZL50臺1成都2008年2月3019、日鋼筋對焊機UN1-150臺1天津2008年2月25日鋼筋切斷機GQ50-1臺1天津2008年2月25日鋼筋彎曲機GW40臺1天津2008年2月25日鋼筋調直機GTJ4-4臺1天津2008年2月25日水 泵IS50-32-125臺2天津2008年2月25日柴油發電機60GF臺1天津2008年3月5日鋼筋加工、混凝土澆筑與鉆孔作業交叉同步進行，不占用造孔作業時間。八、施工安全保障措施：所有從事本工區作業的工人主要以健壯的男性青年為主，并經安全作業培訓合格后，方可進入施工現場。認真研究工程地質資料，分析地質情況，對于安全施工存在的疑慮，應事前向有關單位提出。施工現場所有的設備、設施、安全裝置、工具20、配件以及個人勞保用品等經常進行檢查，確保完好和安全使用。施工場地內的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作，電器必須嚴格接地、接零和使用漏電保護器。各孔用電必須分閘，嚴禁一閘多用。地面上電纜必須架設架空，或設置盲溝，嚴禁拖地和埋入土中。現場設專職安全檢查員，在施工前和施工中進行認真檢查；發現問題及時處理，待消除隱患后再行作業；安全員有權制止施工中的任何違章作業。九、現場文明施工管理措施1、嚴格按總平面規劃布設臨建和施工機具，堆放材料，成品、半成品，埋設臨時管線和電路，未經審核不得任意變更。對于散碎材料適當灑水或用篷布覆蓋，防止粉塵污染環境。2、根據中華人民共和國環境保護法和當地政府部門21、頒布的有關環境保護規定，在工程施工中，認真落實各項環保措施。3、成立環境保護領導機構，全面負責該工程施工期間的環境保護工作，實現標準化文明施工工地。4、廣泛深入地進行環境保護和環境法制教育，使做好環境保護工作和堅持文明施工自覺成為每個職工的行動，加強職工教育，夜間嚴禁猛烈敲打和大機械的移動而產生噪聲擾民，確需夜間施工時，先報當地有關部門批準，并對附近村民進行公告后，再進行夜間施工。5、以醒目的標志封閉施工區域，并在區界掛以醒目整潔的環保標語和企業精神等標牌。6、現場材料堆放原材料、半成品要堆放整齊，分類、分規格標寫清楚，不占用施工道路和作業區。7、安全標志、防火標志和宣傳牌要明顯醒目，使用嚴肅22、認真，施工現場按規定配消防器材。8、堅持文明住勤、節水節電。搞好與建設單位、監理單位的團結與協調，處理好與周圍群眾的關系，為本工程的順利完工創造良好的外部環境。十、附靜載試驗圖片本工區其它9根靜載荷試驗，如墩下基樁為10根樁以上，可以用錨樁橫梁反力裝置，4根工程樁作錨樁。墩下基樁為8根樁以下，考慮用堆載和錨樁結合的反力裝置，兩根工程樁作錨樁提供部分反力，不足反力由堆載重物提供，或者單打1根錨樁與可用工程樁組合成錨樁橫梁反力。但無論采用何種反力方式都要滿足試驗要求。（詳細說明）堆載與錨樁聯合反力裝置（最大加荷13000kN）錨樁橫梁反力裝置（2個千斤頂聯合加壓） 4個5000kN 千斤頂聯合加壓反力裝置