新建京沪高速铁路土建工程JHTJ—3标段四工区大汶河特大桥工程试桩方案中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段项目经理部四工区二00八年三月二十四日目录一、工程概况 (1)二、试验目的、要求 (1)三、试验依据 (1)四、试验地点的选择 (1)五、试桩方案 (2)5.1、静载荷试验桩要求 (2)5.2、检测仪器设备 (3)5.3、试验设备安装 (5)5.4、现场检测 (6)5.5、试验数据分析及检测报告提交 (6)六、基桩静载荷试验锚桩抗拔力计算 (7)七、施工组织 (8)八、施工安全保障措施： (9)九、现场文明施工管理措施 (10)十、附静载试验图片 (10)一、工程概况大汶河特大桥位于山东省泰安市与宁阳县交界处的大汶口镇以东约1km处桥长21.14km，本桥中心里程DK488+422.33，全桥长21148m。

基础采用明挖和钻孔桩基础。

依据铁道第三设计院集团有限公司下发的《关于发送京沪高速铁路桥梁工程试桩的函》（三设桥梁函〔2008〕40号）文件；本工区共有10根试验桩。

二、试验目的、要求试验目的：通过钻孔桩的单桩慢速维持荷载法试验，验证桩的承载力。

试验要求：满足现行国家有关规范的要求、建设方和设计提出的要求。

三、试验依据1、铁道第三设计院集团有限公司下发的《关于发送京沪高速铁路桥梁工程试桩的函》（三设桥梁函〔2008〕40号）文件；2、铁道第三勘察设计院集团有限公司编制的《北京至上海新建高速铁路工程通用设计图·北京至徐州段桩基检测布置图和工程试桩原则》(京沪桥通-31)。

3、《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）；4、《京沪高速铁路工程质量无损检测实施细则》；5、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5--2005）；6、工程地质勘察资料；其它相关行业标准及关于检测的具体要求。

四、试验地点的选择依据铁道第三设计院集团有限公司下发的《关于发送京沪高速铁路桥梁工程试桩的函》（三设桥梁函〔2008〕40号）文件；本工区共有10根试验桩。

详见表1表1注:由于大河DK475~DK482无地质资料，预留2处（每处1根）进行试桩。

由于本工区目前所到图纸中仅有表1中的248#墩，故以此墩为例，进行方案阐述。

五、试桩方案单桩竖向抗压静载试验是模拟基桩实际受力状态的一种试验方法。

试验时，通过安装在桩顶的油压千斤顶，油压表或压力表，百分表或位移传感器，锚桩或压重反力装置，对桩施加荷载，每根试验桩的最终加荷量为单桩允许承载力的1.3倍。

关于成孔方法、清孔、钢筋笼加工及吊放、二次清底、下设导管、灌注水下混凝土、质量控制与检查、特殊情况处理与预防措施等已在前期上报的《桩基工艺试验大纲》（编号：JHTJ3-SDJT4-TA1-20080215-1）中有详细的阐述，本报告不再赘述。

5.1、静载荷试验桩要求试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。

桩顶部宜高出试坑底面0.5m，试坑底面宜与桩承台底标高一致。

试验桩头应进行如下处理：⑴凝土桩应先凿掉桩顶部的松散破碎层和软弱混凝土，冲洗干净后再浇注桩帽。

⑵桩帽直径应与设计桩径相一致，桩帽顶面应水平、平整，桩帽中轴线与桩身上部的中轴线应重合。

⑶桩帽主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋，各主筋应在同一高度上。

⑷在距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于150mm。

桩顶下100mm、200mm和300mm处应分别设置钢筋网片1层，间距为100 mm。

⑸桩头混凝土强度等级不得低于C40，桩头50cm混凝土由3-5 mm钢板围裹保护。

5.2、检测仪器设备采用全自动化加压观测系统，计算机控制和采集数据。

1、加载、压力测量装置采用2~4台出力5000 kN的千斤顶并联加荷，千斤顶型号规格相同。

合力中心与桩轴线重合。

根据要求的最终加荷量确定千斤顶数量：如8000 kN以内用2台5000 kN千斤顶；8000-12000 kN用3台5000 kN千斤顶；12000-16000kN用4台5000 kN千斤顶。

以保证①最大试验荷载对应的千斤顶出力不大于千斤顶和试验用油泵量程的80%;②油管在最大加荷时的压力不超过规定工作压力的80%;③最大试验荷载对应的油压不宜大于压力表量程的2/3。

采用油压传感器，传感器的测量误差不大于1%，压力表精度优于或等于0.4级。

2、沉降测量装置基准桩与试验桩、锚桩的中心距符合规范规定。

基准梁采用工字梁，高跨比大于1/40，基准梁的一端固定在基准桩上，另一端简支于基准桩上，以减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。

现场采取遮挡措施，以减少温度变化、刮风下雨、振动及其它外界因素的影响。

试桩在加载过程中的竖向沉降采用量程为50mm的位移传感器测量。

在试桩桩头处对称安置4支位移传感器，位移量取其平均值。

位移计通过磁性表座分别支撑在基准梁上，在锚桩中心安置一支位移传感器观测上拔量，沉降测量采用位移传感器，并符合下列规定：①测量误差不大于0.l%FS，分辨力优于或等于0.0lmm。

②沉降测定平面在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定于桩身。

③固定和支撑位移计的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。

所采用主机、油压传感器、位移传感器、百分表都经测试标定合格，能够满足试验要求。

3、反力装置248号墩选择1根工程桩进行单桩竖向静载荷试验，用锚桩横梁反力装置，其最大加载量为8326.11kN（单桩容许承载力的1.3倍）。

据设计图纸，248号墩共布工程桩12根，3排4列，桩间距为3.4米。

248号墩选4根工程桩作锚桩（锚桩与工程桩的相互位置见示意图）。

每根锚桩需提供的抗拔力为2081.5 kN（8326.11/4）。

248号墩的基桩设计桩长12米，桩径1.25米，依据地质资料桩周地层为基岩，侧摩阻力保守按照500kPa计算，每根锚桩可提供的抗拔力为7065 kN。

（计算过程见后）可提供抗拔力为需要锚桩提供的抗拔力的3.39倍。

锚桩主筋需作变更，变更为20根φ28螺纹钢，计算可知每根主筋提供的抗拔力仅为其抗拉强度的50.5%。

（计算过程见后）据以上分析，248号墩的单桩竖向静载荷试验，工程桩作锚桩仅将其主筋变更为φ28螺纹钢，其它设计参数不变即可满足试验要求。

此种方式即可加快工期，也最节约投资。

提供反力的为锰钢制作的箱型梁长11米，高1.88米，宽0.8米，抗剪及抗弯强度能够达到15000kN，满足试验最终加荷8326.1kN的要求。

反力横梁完全满足本项目加载反力的要求。

（计算过程见反力架（钢梁）受力计算说明）5.3、试验设备安装1、场地要求拉力筋与梁的连接方式见锚桩钢筋与反力横梁的连接说明鉴于248号墩台底标高在自然地表下4米左右，由于岩层较浅，岩石开挖量较大，为不影响施工进度，及施工质量，先开挖到设计高程后再进行桩基钻孔。

由于反力横梁为锰钢制作的箱型梁长11米，高1.88米，宽0.8米。

因此以试验桩为中心11*11米范围内场地平整。

2、安装步骤①桩头清理干净，安放千斤顶，千斤顶中心与桩中心重合。

②主梁支墩放置平稳，并有足够强度。

③安装主梁、副梁焊接抗拉筋。

④安装加载高压油管、电动油泵。

⑤安装基准梁。

⑥安装压力表和压力传感器，大量程百分表和位移传感器。

⑦百分表和位移传感器调零及仪器连接调试。

⑧调试正常开始加荷。

5.4、现场检测试验加载采用慢速维持荷载法1、试验加卸载分级加载分级进行，采用逐级等量加荷；分级荷载为最大加载量的1/10（248号墩基桩试验每级荷载为832.6kN）；第一次加荷为分级荷载的2倍。

卸载分级进行，每级卸载量为加荷分级的2倍。

加、卸时荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不超过分级荷载的+10%。

2、试验数据测读每级荷载施加后第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测度一次。

试桩沉降量相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过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变形观测值计算），且每级荷载的维持时间不得小于2h。

当桩顶变形速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。

加荷达到试桩要求的最大加载量(248号墩的试验桩加至8326.1kN)终止加载。

卸载每级荷载维持1小时，按第15、30、60min测读桩顶残余沉降量后，即可卸下一级荷载。

卸载至零后，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min。

3、终止试验条件①某级荷载下，桩顶沉降量已大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；②某级荷载下，桩顶沉降量已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；③已达到设计要求的最大加载量；④工程桩当锚桩时锚桩上拔量已达到允许值（10mm）。

5.5、试验数据分析及检测报告提交1、试验曲线绘制数据整理，绘制竖向荷载—沉降曲线（Q-S）、沉降—时间对数曲线（S-Lgt），需要时绘制其它辅助曲线。

2、单桩竖向抗压承载力Qu按下列方法综合分析确定根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型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；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2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准时，取前一级荷载值；对于缓变型Q-S曲线，可根据沉降量确定，宜取S=40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于800mm的桩，可取S=0.05D（D 为桩端直径）对应的荷载值。

六、基桩静载荷试验锚桩抗拔力计算1、锚桩抗拔力计算以248号墩为例：248号墩设计桩长12m，桩径1.25m, 桩周地层为基岩。

设计依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5--2005）规范6.2.2之第3节摩擦桩轴向受拉容许承载力计算公式[P]=0.30U∑a i l i f iU：嵌入岩石层内的钻孔周长（m）a i：震动沉桩对各土层桩周磨阻力有影响系数，钻孔桩取1.0l i：各土层厚度（m）f i：：各土层的极限摩阻力（kPa）U=1.25*3.14=3.925m3;l=12m(桩周地层一样都为基岩).f i=500kPa 参阅《铁路桥涵地基和基础设计规范》表6.2.2-5(钻孔灌注桩桩周极限摩阻力)。

此表的“注：”给出漂石土、块石土极限摩阻力可采用400-600kPa。

248桩基岩的极限摩阻力应大于漂石土、块石土极限摩阻力，安全角度考虑在此取500 kPa。

计算得: P=0.3*3.925*1*12*500=7065kN248基桩采用4根工程桩作锚桩,每根锚桩需提供的抗拔力为最大加荷量的(6404.7*1.3)/4=2081.5 kN.可见锚桩能提供抗拔力为所需抗拔力的 3.39倍(7065/2081.5=3.39),能够满足试验的需要。