1、 工程試樁檢測方案工程試樁檢測方案 工程名稱：莫桑比克馬普托大橋及連接線工程 二一四二一四年年三三月月 試樁檢測方案 目目錄錄1、概述.11.1 工程概況.11.2 試驗目的.11.4 試驗依據(jù).12、地質情況.12.1 地質柱狀圖（見附錄 1）.12.2 承載力計算（見附錄 2）.13、自平衡試樁法.13.1 方法起源.13.2 試驗原理.23.3 測試儀器設備.33.4 試樁施工要求.53.5 試樁試驗準備.83.6 試驗程序.93.7 試驗數(shù)據(jù)的分析、整理.103.8 荷載箱位置布置圖.124、進度安排與報告提供的內容.134.1 進度安排.134.2 報告提供的內容.135、項目組試驗

2、人員組成.146、工程樁試驗后的注漿措施.157、附錄.167.1 地質柱狀圖.167.2 承載力計算.187.3 工作流程.19 試樁檢測方案 1、概述、概述1.1 工程概況 本項目是莫桑比克首都馬普托市跨越馬普托灣的第一跨海大橋。S13 號墩采用 D150cm鉆孔灌注樁基礎。為了保證施工的順利進行和結構的安全可靠，提供樁基礎設計和施工實施科學的依據(jù)，決定采用自平衡法靜載對其進行試樁檢測，試樁主要參數(shù)見表 1.1。表 1.1-1 試樁參數(shù)表 樁號樁頂標高樁徑樁位(m)(m)樁長(m)設計單樁反力(kN)預估加載值(kN)備注 試樁 1S13-31.5-0.47555822620613 1.2

3、 試驗目的(1).確定單樁豎向抗壓極限承載力；(2).確定樁側分層摩阻力。1.4 試驗依據(jù)（1）公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG TF50-2011）（2）公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）（3）基樁靜載試驗自平衡法（JT/T 738-2009）（4）地質資料及相關的設計資料2、地質情況、地質情況2.1 地質柱狀圖（見附錄 1）2.2 承載力計算（見附錄 2）3、自平衡試樁法、自平衡試樁法3.1 方法起源美國學者 Osterberg 于 80 年代首先提出了自平衡測試法，并于 80 年代中期開展了樁承載力自平衡試驗方法的研究，首先在橋梁鋼樁中成功應用，后來逐漸推廣至各種樁型。試

4、樁檢測方案 在我國，東南大學土木工程學院在理論研究的基礎上，首先于 1996 年開始對該法的關鍵設備荷載箱和位移量測、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)進行了研究開發(fā)，經多次專家鑒定后，1999年 6 月制訂了江蘇省地方標準，2009 年 1 月國家交通運輸部發(fā)布了基樁靜載試驗自平衡法行業(yè)標準。目前該法在 30 省市廣泛 應用于房屋建筑和橋梁樁基檢測中。3.2 試驗原理基樁自平衡法主要裝置是一種特制的荷載箱，它與鋼筋籠相接置于樁身下部。試驗時，從樁頂通過輸壓管對荷載箱內腔施加壓力，箱蓋與箱底被推開，從而調動樁周土的摩阻力與端阻力，直至破壞。將樁側土摩阻力與樁底土阻力疊加而得到單樁抗壓承載力。如圖 3.1所示。根

5、據(jù)向上 Q-s、s-lgt 和 s-lgQ 等曲線確定樁承載力及各層土摩擦力。計算機采 頻率儀 鋼筋計導線P P荷載箱a)荷載-位移量測系統(tǒng)b)樁身應力量測系統(tǒng)圖 3.2-1 樁承載力自平衡法試驗示意圖與傳統(tǒng)的靜載試驗（檢測）方法（堆載法和錨樁法）相比，自平衡法具有以下特點：1、省力：沒有堆載，也不要笨重的反力架，檢測十分簡單、方便、安全、無污染。2、省時：土體穩(wěn)定即可測試，并可多根樁同時測試，大大節(jié)省試驗（檢測）時間。3、不受場地條件和加載噸位限制：每樁只需一臺高壓油泵、一臺數(shù)據(jù)采集儀，檢測設備體積小、重量輕，任何場地（基坑、山上、地下、水中）都可。目前最大加載值已達到 240000kN（湖

6、南赤石大橋）。基樁自平衡試驗開始后,荷載箱產生的荷載沿著樁身軸向往上、往下傳遞。假設基樁受 試樁檢測方案 荷后,樁身結構完好(無破損,混凝土無離析、斷裂現(xiàn)象),則在各級荷載作用下混凝土產生的應變量等于鋼筋產生的應變量,通過量測預先埋置在樁體內的鋼筋應變計,可以實測到各鋼筋應變計在每級荷載作用下所得的應力應變關系,可以推出相應樁截面的應力應變關系，那么相應樁截面微分單元內的應變量亦可求的。由此便可求得在各級荷載作用下各樁截 面的樁身軸力及軸力、摩阻力隨荷載和深度變化的傳遞規(guī)律。3.3 測試儀器設備3.3.1 加載設備（1）每根試樁采用二個環(huán)形荷載箱專利產品，如圖 3.3.1 所示。荷載箱的加載能

7、力及埋設位置根據(jù)地質資料確定，其加載值的率定曲線由計量部門標定。本工程所用的荷載箱參數(shù)見表 3.3.1。圖 3.3.1-1 荷載箱（2）高壓油泵：最大加壓值為 60MPa，加壓精度為每小格 0.5MPa，其壓力表亦由計量部門標定。3.3.2 位移量測裝置（1）電子位移傳感器量程 50mm（可調），測試時每根樁使用 6 只，通過磁性表座固定在基準鋼梁上，如圖3.3.2-1 所示，用于量測樁身荷載箱處的向上位移，樁身荷載箱處的向下位移以及樁頂向上位移。由計量部門標定。試樁檢測方案 圖 3.3.2-1 電子位移傳感器 圖 3.3.2-2 位移線纜及卡頭（2）電動位移線纜及卡頭，每根樁使用 4 套，如

8、圖 3.3.2-2 所示。（3）電腦及數(shù)據(jù)自動采集儀一套（圖 3.3.2-3）。圖 3.3.2-3筆記本電腦及數(shù)據(jù)采集儀3.3.3 應力量測裝置樁身軸力用弦式應變計量測，如圖 3.3.3-1，在樁身巖土層分界面處平均布置 4 個，如圖 3.3.3-2 所示，布置截面位置應以附近地質鉆孔詳勘報告為依據(jù)，具體位置詳見圖 3.8-1。本工程共使用 36 只應變計。試樁檢測方案 圖 3.3.3-1 JMZX-215 弦式數(shù)碼應變計3.3.4本項目檢測所需儀器設圖 3.3.3-2應變計布置示意圖備 表 3.3.4-1 本項目檢測所需儀器設備一覽表 序號設備名稱型號單位數(shù)量 1HZX1-HZX荷載箱2套2

9、 2JMZX-弦式數(shù)碼應變計215只36 3高壓油泵OVM臺2 4電子位移傳感器WDL只12 5dy-位移應變采集儀20 x臺2 6電子傳感線dy米100 7電纜線dy米200 8筆記本電腦IBM臺2 9發(fā)電機、配電柜（施工單位提供）自制個1 3.4 試樁施工要求試樁嚴格滿足設計院要求外，應注意以下幾點：1 綁扎和焊接鋼筋籠，由施工單位負責，測試單位配合，聲測管的接長連接用套管接頭或套絲接頭。當采用套管接頭時，所使用套管的內徑與聲測管的外徑要匹配，避免聲測管在接頭處產生錯臺現(xiàn)象，若采用套絲接頭，絲扣要有一定的長度，連接牢固。接長的聲測管要與鋼筋籠焊接(或捆綁牢固)成整體，且管壁及接頭無孔洞，確

10、保管路不滲入泥漿。聲測管一端與荷載箱的頂?shù)装搴咐危也粷B灰漿，聲測管的另一端應高出地面(或工作平面)400mm，聲測管頂部用 100mm 100mm 厚 3mm 的鐵板或其它方式密封。2 上節(jié)鋼筋籠與荷載箱上頂板焊接（所有主筋焊接，），保證鋼筋籠與荷載箱在同一水平線上，再焊喇叭筋，喇叭筋上端與主筋，下端與內圓邊緣焊，保證荷載箱水平度小于 5；試樁檢測方案 然后荷載箱下底板與下節(jié)鋼筋籠連接，焊接下喇叭筋。荷載箱上、下 3 米范圍內的箍筋間距加密為 10cm。必須保證鋼筋籠與荷載箱基本在同一軸線上，焊點保證質量，確保在鋼筋籠與荷載箱起吊時不脫離。見圖 3.4-1,焊接工藝要求見圖 3.4-2 。圖

11、 3.4-1 荷載箱與鋼筋籠連接 試樁檢測方案 南京東大自平衡樁基檢測有限公司 焊縫施工樁底標高自然地面標高檢測管檢測管檢測管檢測管加強筋 加強箍加強箍 喇叭筋加強筋加強筋型號、數(shù)量同主筋 喇叭筋型號同主筋,數(shù)量為主筋一半主筋圖3.4-2 荷載箱與鋼筋籠連接詳圖3 鋼筋籠下放見圖 3.4-3 a）下放第一節(jié)鋼筋籠b）下放第 n 節(jié)鋼筋籠 c）下放導管d）澆筑混凝土圖 3.4-3鋼筋籠下放示意圖 試樁檢測方案 4 試樁混凝土標高同工程樁，導管通過荷載箱到達樁端澆搗混凝土，當混凝土接近荷當混凝土接近荷載箱時，拔導管速度應放慢，當荷載箱上部混凝土大于載箱時，拔導管速度應放慢，當荷載箱上部混凝土大于

12、2.5m 時導管底端方可拔過荷載箱時導管底端方可拔過荷載箱，澆混凝土至設計樁頂；荷載箱下部混凝土坍落度宜大于大于 200mm，便于混凝土在荷載箱處上 翻。5 埋完荷載箱，保護油管及鋼管封頭（用鋼板焊，防止水泥漿漏入）。6 灌注混凝土時，要求制作一定量的混凝土試塊，待測試時做混凝土強度試驗。3.5 試樁試驗準備1 檢查荷載箱是否正常工作，儀器初調；2 布置基準梁。基準梁、基準樁及防風棚由施工單位負責搭設。基準樁采用 I32 工字鋼打入土中不少于 1m。基準梁一端與基準樁鉸接，另一端與基準樁焊接，本次試驗基準梁長度為9.0m（暫定），采用 I32 工字鋼。具體見圖 3.5-1 圖 3.5-1 基準

13、梁、基準樁示意圖3 下放位移絲，架設位移量測系統(tǒng)如圖 3.5-2 所示。試樁檢測方案 025-51816151 13801598300 圖 3.5-2 位移絲架設圖 3.6 試驗程序3.6.1 加、卸載分級 （1）加載分級：每級加載值為預估極限承載力的 1/15。第一級按兩倍荷載分級加載。（2）卸載分級：卸載分 5 級進行。3.6.2 觀測程序 加載量測、卸載量測、穩(wěn)定標準、抗壓終止加載條件等按基樁靜載試驗自平衡法行業(yè)標準 JT/T 7382009 執(zhí)行。a)加載量測：每級加載后在第 1h 內應在 5、15、30、45、60min 測讀一次，以后每 隔 30min 測讀一次。電子位移傳感器連接

14、到電腦，直接由電腦控制測讀，同時在電腦屏幕上顯示 Q-s 曲線、slgt 曲線和 slgQ 曲線。b)卸載量測：每級荷載卸載后，應觀測樁頂?shù)幕貜椓浚^測辦法與加載相同。卸載到零后，至少在 2h 內每 30min 觀測一次。c)穩(wěn)定標準：d)每級加載下沉量，在最后 30min 不大于 0.1mm 時即可認為穩(wěn)定。e)終止加載條件：位移量大于或等于 40mm，本級荷載的位移量大于或等于前一級荷載的位移量的 試樁檢測方案 5 倍時，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。總位移量大于或等于 40mm，本級荷載加上后 24h 未達穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。總

15、位移量小于 40mm ，但荷載已達到設計要求加載極限，加載即可終止，取此最大加載值荷載為極限荷載。3.7 試驗數(shù)據(jù)的分析、整理3.7.1 基樁軸向應力測試為了測定樁身軸向力 PZ與鋼筋應力計所受力 Pi的關系，假定距荷載箱位置最近的斷面為標準斷面，通過標定斷面實測樁身應力應變關系，便可計算其它量測斷面的樁身軸向力 PZ值。由于標定斷面距荷載箱位置較近，因此標定斷面上的樁身軸向力近似等于荷載箱處荷載 Q。據(jù)此便可計算出標定斷面處鋼筋應力計所受的壓應力g，同時通過應變采集儀也能實測到鋼筋應力計在荷載作用下的壓應力g。3.7.2單樁極限承載力判斷標準根據(jù)基樁靜載試驗自平衡法行業(yè)標準(JT/T 738

16、2009)，試樁豎向抗壓極限承載力為：Qu=usQW+Qux式中，Qu單樁豎向抗壓極限承載力；Qus荷載箱上部樁的極限加載值；Qux荷載箱下部樁的極限加載值；W荷載箱上部樁有效自重；荷載箱上部樁側阻力修正系數(shù)。實測荷載箱向上（Q+s+）、向下（Qs）兩條曲線，根據(jù)位移協(xié)調原則，轉換成傳統(tǒng)樁頂 Qs 曲線，如下圖所示，根據(jù)公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ041-2000），判斷試樁極限承載力。試樁檢測方案 圖 3.7.2-1 轉換示意圖3.7.3 數(shù)據(jù)分析整理內容a)各試樁的 PS 曲線的實測數(shù)據(jù)及加載、卸載曲線，分析樁彈性壓縮及巖土塑性變形；b)提供樁端阻力與位移關系曲線、各土層樁側摩阻力與位移關

17、系曲線；c)各試樁樁側分層摩阻力和樁尖阻力的分析推薦意見，并提供各樁軸向力沿樁身分布曲線。d)各試樁的垂直承載力。PP S+S S 0 S 0 傳統(tǒng)靜載曲線 試樁檢測方案 3.8 荷載箱位置 布置圖 圖 3.8-1 試樁荷載箱位置圖 試樁檢測方案 4、進度安排、進度安排與與報告提供的內容報告提供的內容4.1 進度安排試驗進度安排如下：1 任務確定后，3 天完成荷載箱生產。2 荷載箱與鋼筋籠焊接 2 天。3 檢測間隙時間：a)成樁后 14 天進行超聲波檢測b)15 天后開始荷載箱測試4 荷載箱測試時間為 2 天左右。5 單次檢測工作完成后，3 個工作日內提供初步報告。6 檢測工作全部完成后，10

18、 個工作日內提供最終報告。4.2 報告提供的內容1 繪制 P-S 曲線、S1gT 曲線、S1gP 曲線，并提供相應的數(shù)據(jù)表格，提供加載、卸載曲線及實測數(shù)據(jù)表。2 提供試樁的樁身軸向應力分布曲線及樁側分層摩阻力的實測資料及分析推薦意見。3 提供試樁的垂直極限承載力推薦值。4 驗證樁基的施工工藝。5 提供試樁工程總報告，綜合分析試驗成果并提供樁基試驗的結論性意見。試樁檢測方案 5、項目組試驗人員組成姓名職務性別職稱從事專業(yè)所在單位本項目中職務 龔維明 男教授巖土工程項目總負責 薛國亞 男副教授巖土工程質量負責 戴國亮 男副教授巖土工程現(xiàn)場技術負責 史曉東 男助工巖土工程現(xiàn)場負責 徐 徐 男技術員巖

19、土工程現(xiàn)場測試 徐福建 男助工巖土工程現(xiàn)場測試 試樁檢測方案 6 、工程樁試驗后的注漿措施、工程樁試驗后的注漿措施本次試樁在試驗后仍作為工程樁使用，試驗后施工單位需對荷載箱處進行壓漿處理。由于測試過程中沿荷載箱底板頂面處會產生縫隙，為確保測試后樁的承載力不受影響，保證樁身混凝土的連續(xù)性和完整性，必須對荷載箱處的縫隙進行壓漿處理，措施如下：6.1 通過聲測管對荷載箱縫隙進行壓水清洗，從一管中壓入清水，待另一管中流出的污水變成清水時，開始對荷載箱內的縫隙進行壓漿；6.2 壓入的水泥漿水灰比為 0.60.5，并摻入 7%的膨脹劑和 1%的減水劑，水泥標號為425；6.3 壓漿量以從一根聲測管壓入另一

20、根聲測管冒出新鮮水泥漿為準。然后封閉管頭采用壓力注漿，壓力1.5MPa，壓漿水泥量一般大于荷載箱位移量所形成體積的 4 倍。壓漿漿液配合比應在試驗室進行強度試驗，其強度應不低于樁身混凝土強度。現(xiàn)場實際操作根據(jù)試驗結果進行。圖 6-1 荷載箱底部壓漿處理效果圖 試樁檢測方案 7、附錄附錄7.1 地質柱狀圖 試樁檢測方案 試樁試樁 1 地質鉆孔柱狀圖地質鉆孔柱狀圖 試樁檢測方案 7.2 承載力計算計算依據(jù)：公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）極限承載力估算表表 7.2-1試樁 1 極限承載力估算表試樁 1（2.5mqik(kPa層名)）層厚 li（m）qikli（kN/m）粉質粘

21、土300.927 淤泥201.326 細砂166.4102.4 淤泥209.96199.2 細砂巖8032.642611.2 淤泥質砂巖1003.8380 553345.8 uqik li3.1416 1.5 3345.8=15766.8kN qr=m0fa0+k22(h-3)0.7 0.72（500+6 10 37）=1371kPa 3.1416 0.752Apqr 1371=2423kN uqikli+2*Apqr20613kN 試樁檢測方案 7.3 工作流程表 7.3-1 試樁工作流程表序號序號試樁進度試樁進度試樁工作內容試樁工作內容完成時間完成時間 (1)鋼筋籠制作(2)荷載箱與鋼筋籠

22、焊接(3)聲測管及注漿管安裝(4)1安裝準備管線綁扎清孔前完成 (1)荷載箱位置主筋切割(2)管路對接安裝(3)2吊裝管路綁扎、標識與下方鋼筋籠同步 (1)混凝土試塊制作(2)監(jiān)督荷載箱位置 53灌注成樁米范圍內的慢速灌注混凝土澆注 (1)完成聲測(2)電源等試驗條件準備(3)基準梁安裝(4)試驗帳篷搭設(5)下放位移測量裝置(6)4試驗準備試驗設備安裝、調試成樁后第 14 天 (1)5開始試驗實施加載成樁后第 15 天 荷載箱處6注漿(1)調配漿液(2)清洗管路并注漿試驗完成后 試樁檢測方案 表 7.3-2 試樁實施要求表序號序號工作內容工作內容技術要求技術要求 制作鋼筋籠時，從荷載箱位置計

23、算，將鋼筋籠分割為上、下部分。上部鋼筋籠的下端面距離荷載箱分離面位置 3CM。下部鋼筋籠的上端面與荷載箱下板齊平。荷載箱與鋼筋籠的主軸垂直度誤差不超過 0.3%。1荷載箱與鋼筋籠焊接荷載箱與上部鋼筋籠主筋用加強筋牢固焊接。喇叭筋焊接按照圖紙完成。2喇叭筋焊接喇叭筋與荷載箱內孔焊接時，不可將喇叭筋端面伸出孔內。制作鋼筋籠時，荷載箱上、下各 2 米處，箍筋密度應該加密一倍。3鋼筋籠加強其它加強方法，按照圖紙及現(xiàn)場技術人員要求完成。分兩階段完成：在每節(jié)鋼筋籠上分別安裝、綁定聲測管，并在荷載箱位置進行過渡；下放鋼筋籠時，與每節(jié)鋼筋籠同步對接，完4聲測管安裝成聲測管的安裝。管線(聲測管、高壓油管、應力計線纜)在鋼筋籠下放過程中，每隔 25管線的綁扎米進行一次綁扎，高壓油管和應力計線纜應保證平直。埋設完成后，對液壓油管進行保護，放置在孔口合適的位置。聲測管管口用 5mm6管路的密封和保護鋼板封閉。灌注水下混凝土時，制作一定量的混凝土試塊，在試驗前進行試塊強度和彈性模量試驗。灌注至荷載箱以下 2 米時，應適當減慢灌注流量和導管提升速度，待灌注至荷載箱上 27灌注成樁米時方可恢復正常灌注速度。試驗前需先完成超聲波樁身完整性檢測。對混凝土試塊進行試壓，并出具試塊報告。基準梁安裝、帳篷搭等按要求進行。8試驗加載前準備工作試樁周邊場地進行平整。