鋼管樁試樁方案

1、 鋼管樁試樁方案鋼管樁試樁方案鋼管樁試樁方案1 編制依據(jù)（1）公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（JTG F90 2015）;（2）公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2015）;（3）公路工程技術(shù)標準（JTG B01-2014）;（4）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范（JTG D63-2007）;（5）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG F50-2011）;（6）港口工程樁基動力檢測規(guī)程（JTJ 249-2001）；（7）港口工程樁基規(guī)范（JTS 167-4-2012）；（8）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG F0502011）；（9）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范（JTG D63-2007）。2 概述2.1 橋位地質(zhì)

2、狀況對棧橋影響較大的不良地質(zhì)為淤泥軟土和砂土液化等。地貌上為淺海海域地貌，屬淺海域基底巖層構(gòu)造影響工程區(qū)（）、淺海域基底巖層中等風化工程區(qū)（）和淺海域基底巖層強烈風化工程區(qū)（） ，水深 2.06.0m，海底地形較平坦，基巖起伏較大。淺部為淤泥、淤泥質(zhì)黏土，厚度變化較大，物理力學性質(zhì)差，工程性質(zhì)差；下部發(fā)育燕山期全、強、中、微風化花崗巖。2.2 試樁目的1、通過試樁的施打，檢驗測量定位、GPS定位精度是否滿足要求；振動錘、柴油錘等設備參數(shù)是否滿足施工需求；以及擬定的施工工藝可行性分析，確定鋼管樁標準化施工工藝流程、樁底標高以及停止沉樁的控制標準。2、通過鋼管樁的大應變檢測，獲得鋼管樁單樁極限承載

3、力，確定鋼管樁施工長度入土深度，設計單樁承載力：1500KN。3、通過靜壓試驗驗證鋼管樁單樁承載力。2.3 試樁的數(shù)量、位置根據(jù)招標文件要求：東棧橋不少于1處，中棧橋不少于2處，每處不少于3根。東棧橋試樁位置選取在樁號K2+900附近該處河床較深、淤泥層相對較厚，側(cè)摩阻力相對薄弱。2.4 試樁單樁承載力估算根據(jù)按照港口工程樁基規(guī)范（JTS 167-4-2012）4.2.4.2 計算單樁軸向受壓承載力設計值：Qd=1R(Uqfili+qRA)式中：Qd單樁軸向承載力設計值（KN） R單樁軸向承載力分項系數(shù)，取1.45 U樁身截面周長 qfi單樁第i層土的單位面積極限樁側(cè)摩阻力標準值（Kpa）li

4、樁身穿過第i層土的長度（m）qR單樁單位面積極限樁端阻力標準值（Kpa）A樁身截面面積（m2）、東棧橋試樁位置設計標高單樁承載力：Qd=11.453.140. 8 108.7+404.3+203.7+508.5+404+1005.8+0.7550=2660KN根據(jù)理論計算，設計單樁承載力1500KN時東棧橋入土深度：L=8.7+4.3+3.7+8.5+2.7=27.9m、中棧橋K5+560處試樁位置設計標高單樁承載力：Qd=11.453.140. 8 45+7.810+3.440+6.630+9.240+3.7990=1976.8KN根據(jù)理論計算，設計單樁承載力1500KN時中棧橋K5+560

5、處試樁位置入土深度：L=4+7.8+3.4+6.6+9.2+0.73=31.73m、中棧橋K6+100處試樁位置設計標高單樁承載力：Qd=11.453.140. 8 25+18.210+4.340+5.330+2.690+0.950+2.2240=1543KN根據(jù)理論計算，設計單樁承載力1500KN時中棧橋K6+100處試樁位置入土深度：L=2+18.2+4.3+5.3+2.6+0.9+1.6=34.9m3 總體施工工藝鋼管樁的試樁包括以下三個方面：實施方法、施工控制以及質(zhì)量檢查。3.1 工藝流程圖鋼管樁單樁極限承載力試樁主要包括鋼管樁施打和數(shù)據(jù)測試兩個重要階段， 單樁極限承載力試樁工藝流程如

6、下圖所示：圖3.1-1 單樁極限承載力試樁工藝流程圖3.2 測量控制網(wǎng)復核（1）施工前，測量儀器需經(jīng)具備相應資質(zhì)的檢測單位進行檢測和標定；（2）施工前對業(yè)主提供的控制網(wǎng)進行同等級復測；（3）加強施工過程中的測量檢查和復核，按規(guī)定時間要求對控制網(wǎng)進行復測。鋼管樁的施工測量主要包括鋼管樁位放樣、鋼管樁下沉定位測量及傾斜度的測定等。東棧橋試樁通過全站儀進行測量控制，中棧橋試樁通過打樁船自帶GPS系統(tǒng)進行施沉控制。3.3 鋼管樁制作及驗收對于新購鋼管樁，壁厚不小于設計，對于利用舊鋼管樁，壁厚不得小于 8mm；對于利舊鋼管樁，當管長 40mL50m 時，管樁接頭個數(shù) N5，當 30mL40m 時，N4

7、個。管樁接頭采用二級焊縫標準，并進行焊縫探傷檢測出具報告。鋼管樁質(zhì)量符合設計要求，其表面不得有裂縫、氣泡、起鱗、夾層等缺陷。鋼管樁的管節(jié)外形尺寸的允許偏差符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范表9.2.5-1的規(guī)定。管節(jié)對口拼裝時，相鄰管節(jié)的焊縫錯開1/8周長以上，相鄰管節(jié)的管徑允許偏差符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范表9.2.5-2的規(guī)定，板邊高差符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范表9.2.5-3的規(guī)定。鋼管樁的檢查驗收：發(fā)貨前對每根樁進行嚴格質(zhì)量檢查，未經(jīng)檢查合格嚴禁出廠，鋼管樁制作驗收控制見表3.3-1、表3.3-2、表3.3-3。表3.3-1 鋼管樁外形尺寸的允許偏差序號偏差部位允許偏差(mm)1周長0.5%周長，且

8、不大于52管端橢圓度0.5%管外徑，且不大于53管端平整度24管端平面傾斜小于0.5%管外徑，且不大于45鋼管樁壁厚不小于設計值表3.3-2 相鄰管節(jié)對口板邊的允許偏差序號板厚(mm)相鄰管節(jié)對口的板邊高差(mm)1101.0210202.0320/10，且不大于3表3.3-3 相鄰管節(jié)管徑允許偏差序號管徑(mm)相鄰管節(jié)管徑允許偏差(mm)170033.4 試樁施沉試樁采用135t履帶吊配合DZJ-120振動錘進行鋼管樁施工。表3.6.1-1 DZJ-120振動錘性能參數(shù)一覽表序號項目名稱單位參數(shù)圖示1功率kW1202偏心力矩Nm7503激振力kN0-8234轉(zhuǎn)速rpm0-10005最大振幅

9、mm0-7.456最大拔樁力kN3927尺寸m2.102.28m1.41.59m2.63.310重量(不含夾具)t711匹配電纜線7012可匹配夾具/單/雙夾具13標配雙夾具可夾幅度mm600-200014發(fā)電機組kW30015吊車起吊能力t70表3.6.1-2 135T履帶吊起重性能一覽表圖示3.4.1 沉樁工藝東棧橋試樁采用135T履帶吊+120振動錘進行施打。試樁以樁底標高控制為主，控制標準分別為設計長度（樁底標高-39.72m入土35.65m）、試算長度（樁底標高-36.72m，入土32.65m）以及經(jīng)驗估算（樁底標高-33.72，入土29.65m）。1）測量定位施工采用履帶吊和振動錘

10、施沉鋼管樁，打樁施工前，在岸邊架設2臺全站儀采用“十字交會法”對樁位坐標進行測量定位，兩臺儀器的交會夾角控制在60夾角a120以內(nèi)。鋼管樁垂直度控制采用兩臺全站儀器對鋼管樁兩個方向的垂直度進行控制，在打入過程中及時進行糾偏。2）鋼管樁施打、陸上鋼管樁施打：履帶吊通過振動錘及鋼絲繩起吊鋼管樁；測量調(diào)整好鋼管樁樁位后下鉤，鋼管樁靠自重入土穩(wěn)定，利用履帶吊及測量觀測調(diào)整樁身垂直度。水上鋼管樁施打：履帶吊通過振動錘及鋼絲繩起吊鋼管樁；調(diào)整好定位架，定位架采用型鋼2組貝雷片搭設至樁位處，在貝雷梁上安裝分配梁及定位架，貝雷梁頂設置走道平臺及防護欄桿。鋼管樁入定位架下鉤，靠自重入土穩(wěn)定，測量觀測調(diào)整樁身垂直

11、度。圖3.4-1定位架示意圖、履帶吊起吊振動錘夾鋼管樁振動下沉，振動力應逐漸增加，施打過程中測量采用兩臺全站儀實時監(jiān)測鋼管樁垂直度。偏差超過設計要求時，及時進行糾偏。、陸上鋼管樁接樁：在底節(jié)樁頂離地面高度剩余1m高度時，起吊另一根鋼管樁進行接長，接長完成后及時進行焊縫檢測。檢測合格后，重復振動施沉步驟至滿足設計樁長。水上鋼管樁接樁：在底節(jié)樁頂離定位架頂剩余1m高度時，起吊另一根鋼管樁在定位架平臺上進行接長，接長完成后及時進行焊縫檢測。檢測合格后，重復振動施沉步驟至滿足設計樁長。圖3.4-2釣魚法施工示意圖3）試沉樁記錄振動試沉樁應詳細記錄振動錘型號、鋼管樁長度、穿越土層情況、激振力、貫入度/m

12、in等相關(guān)參數(shù)并加以分析，以及測量檢查樁身平面位置及垂直度。3.6 質(zhì)量檢查質(zhì)量檢查包括樁身垂直度和樁頂標高，應符合下列規(guī)定：（1）樁身垂直度允許偏差為1%；（2）樁身水平偏位誤差不得大于100mm。3.7 控制要點1）在沉樁能達到設計標高的情況下，記錄入土深度和最后錘擊的平均貫入度；2）鋼管樁施沉過程中，如沉樁無法達到設計標高，記錄入土深度、最后錘擊的平均貫入度和最后樁尖實際高程與設計高程的距離。在沉樁無法達到設計標高的情況下，應及時與設計溝通解決；3）試樁中的基樁認真作好沉樁記錄，具體要求按現(xiàn)行規(guī)范沉樁記錄方法有關(guān)規(guī)定進行。對試打樁的貫入度、入土深度等應進行同步記錄，以便提供貫入度隨深度的

13、變化曲線；4）總結(jié)上述成果，對后續(xù)鋼管樁的施工方法、施工精度、施工設備及施工組織提供指導性意見。5）鋼管樁接長：為保證焊接質(zhì)量，接長鋼管樁焊縫開V形坡口，焊接質(zhì)量滿足二級焊縫要求；鋼管柱對接焊縫為重要承載焊縫，需熔透。4 試驗方法單樁承載力試樁承載力測試采用大應變法。鋼管樁拔除試驗采用振動拔除。4.1 試驗依據(jù)1）公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（JTG F90-2-15）2）公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）3）公路工程技術(shù)標準（JTGB01-2003）4）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范（JTG D63-2007）5）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）6）樁承載力自平衡測試技術(shù)

14、規(guī)程（DB32/T291-1999）7）港口工程樁基動力檢測規(guī)程（JTJ 249-2001）；8）港口工程樁基規(guī)范（JTS 167-4-2012）；4.2 大應變單樁試樁方案在管壁上布設加速度傳感器和力的傳感器各一對，進行鋼管樁試樁試驗。打樁船沉樁重錘采用 D80 柴油打樁錘；振動錘沉樁采用自制高應變重錘，由鋼板焊接成 1m1m1m 的立方體框格，里面澆筑 C30 混凝土，混凝土內(nèi)設置提鉤，并安裝脫鉤裝置；該重錘自重約 25kN，滿足試驗要求。4.2.1 檢測方法原理本次測試采用打樁錘提供錘擊能量，并用二種方法分析（Case法和Capwapc法）。測試前，在距離樁頂約1.52倍樁直徑（或截面高

15、）的側(cè)壁對稱地安裝工具式應變傳感器和加速度傳感器各一對。用重錘打擊樁頂，在具備足夠的錘擊能量（即促使樁土之間產(chǎn)生一定的相對位移的）條件下，產(chǎn)生應力波沿樁身傳播（波速C是彈性模量和材料密度的函數(shù)）。沖擊在樁頂產(chǎn)生一個應力F和質(zhì)點運動速度V。應力是用樁頂附近安裝的力傳感器采集的應變值與樁身截面積及彈性模量的乘積來計算的。速度是利用樁頂附近安裝的一對加速度傳感器信號積分得到的。力傳感器和加速度傳感器和PDA主機相連用于信號處理和得到結(jié)果。力信號和加速度信號通過主機顯示屏評價數(shù)據(jù)質(zhì)量、樁身完整性以及土阻力。從傳感器獲得的模擬信號可以數(shù)字化并保存在存儲器里用于進一步的分析。分析以Case 方法為基礎(chǔ)，它

16、是一維波動傳播定律的封閉解。利用主機可在打樁現(xiàn)場作Case法“實時分析”，立即得出樁在受錘擊作用時的靜阻力、錘擊能量、錘擊力、樁身完整性等有關(guān)參數(shù)。此外，現(xiàn)場采集信號可即時傳送給電腦，利用CAPWAPC軟件進行進一步分析處理。圖4.2-1 樁身傳感器圖4.2-2 現(xiàn)場檢測4.2.2 計算分析方法實測曲線擬合法是把樁分成若干連續(xù)單元，采用連續(xù)的力學模型用有限元法求解波動方程。它能夠針對每個樁身單元確定不同的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上可以分析計算樁身截面可能出現(xiàn)的裂隙或損傷、樁身或樁底的輻射阻尼、樁底處的縫隙、打入式開口樁的土塞以及連續(xù)錘擊時在樁土中引起的殘余應力等因素的影響，考慮的參數(shù)有近百個，最終可以計

17、算出樁的極限承載力、樁側(cè)阻力、端承力、樁身受錘擊時的拉、壓應力、樁身阻抗圖和模擬靜載試驗的荷載位移曲線。4.2.3試樁成果（1）鋼管樁的豎向極限承載力。（2）振動沉樁1min中內(nèi)貫入度隨深度變化曲線。（3）錘擊沉樁的錘擊記錄、落錘高度及貫入度隨深度變化曲線。（4）試樁總結(jié)報告。4.3 靜壓試驗根據(jù)招標文件要求東棧橋靜壓試驗不少于1根，中棧橋靜壓試驗不少于1根。東棧橋靜壓試驗選取在K2+900位置附近，中棧橋靜壓試驗選取在K5+600位置附近。靜壓試驗采用輔助樁反力梁裝置，采用200T液壓千斤頂進行加載，加載分級加載，每級荷載為最大荷載的1/10。每級加載完，每隔15min觀測一次沉降。達到設計

18、加載荷載1500KN時，加載即可終止。卸載應分級進行，每級卸載為荷載值的1/5。卸載后，應觀測樁頂回彈量，觀測方法同加載。4.4.1試驗成果1、繪制靜壓試驗曲線，編寫試驗報告。5 資源進度計劃5.1 人力資源計劃試樁施工和檢測人員，由項目部相關(guān)部室班組人員構(gòu)成，見表5.1-1。表5.1-1 試樁施工人員計劃表序號工種數(shù)量（人）備注1試驗工程師12技術(shù)員23工長14起重工25電焊工36電工17測量員38質(zhì)檢員19專職安全員110普工5合計205.2 機械設備計劃為了保證試樁試驗的順利進行，需要提前對試樁施工設備進行準備，擬采用施工設備如下：表5.2-1 試樁主要施工設備序號設備名稱設備規(guī)格單位數(shù)量1打樁船順宏海工22艘12錨艇艘12運輸船甲板長度44m艘