地下空间工程抗拔桩桩基试桩方案Word下载.docx
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本工程桩基主要为抗拔桩,总根数为807根,桩长分别为36、34、29米。
其中试桩SSZ-1、2、3桩长36米,SSZ-4、5桩长34米,SSZ-6桩长29米。
每根试桩设置2根锚桩,共12根锚桩,以便单桩抗拔承载力检测,试桩位置详见桩位平面布置图。
试桩桩基检测项目及数量:
基础类型
直径(mm)
检测项目
总数量
检测数量
备注
抗拔桩
1000
静载抗拔
807根
6根
1%且不少于3根
试桩参数如下表:
,
序号
试桩编号
试桩桩顶标高
设计桩顶标高
桩端设计标高
桩长
有效
桩端持力层
预估单桩抗拔承载力
1
SZ-1
-0.60m
-11.60m
-47.60m
47m
36m
⑨3层粉质粘土
4200KN
2
SZ-2
3
SZ-3
4
SZ-4
-45.60m
45m
34m
⑨2b层粉质粘土
5
SZ-5
6
SZ-6
-40.60m
40m
29m
试桩成桩要求:
1、试桩桩顶部外露地面600mm,顶部设置钢筋网片,共4道,每道间距@50,顶部钢筋外露1.5m;
2、锚桩顶面与地面齐平,顶部钢筋外露1m;
3、试桩桩顶至设计桩顶部分采用直径1m波纹管隔离;
4、设置4根长度13m直径50mm的声测管试于桩桩顶至设计桩顶部,且深入设计桩顶部2m;
5、单桩抗拔承载力检测:
采用法兰盘与试桩顶部钢筋连接,千斤顶设置在锚桩处,通过钢梁产生反作用力。
单桩抗拔承载力检测图
三、桩基施工工艺及施工方法
施工方法:
灌注桩采用回旋钻成孔、泥浆护壁施工工艺。
(一)工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见图3.1.1。
施工准备→桩位的测量放线→桩机就位→安装十字线定桩位→埋设钢护筒→钻孔→清孔→安放钢筋笼→二次清孔→安装导管、漏斗→水下灌筑混凝土→拔出护筒、回填负孔。
图3.1.1钻孔灌注桩施工工艺流程
(二)施工方法具体内容
2.1施工准备
(1)桩位放样,测定桩位和地面标高。
桩位放样时,桩的纵横允许偏差不大于5cm,并在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,以供随时检测桩中心和标高。
(2)按照放线桩点对既有结构顶板、底板进行破除。
(3)护筒埋设:
埋设护筒时孔位桩要挖掉,所以要在护筒外500~800mm处打入土中四个小栓桩,小栓桩的两条对角线的交点对正孔位桩,机械就位后按护筒直径加200mm,以孔桩为圆心就地画圆作为开挖护筒坑范围。
坑挖好后用机械将护筒吊入坑内,拉栓桩的两条线交点与护筒中心对正落地安稳,护筒外圆100mm空隙用粘土分层夯实。
此时,校正钻机钻头与十字同心,需调整机械到同心为止。
并应对四个栓桩加以保护,以便在施工中检查,矫正中心之用。
本工程选用护筒护用6-8mm厚钢板制成,高度2m,内径比设计直径大400mm为直径1650mm,埋设护筒的中心偏差不超过20mm。
(4)钻孔泥浆:
选择并备足良好的造浆粘土,保证满足钻孔内泥浆顶标高始终高于外部水位或地下水位1.5-2.0m,使泥浆的压力超过静水压力,在井孔壁上形成一层泥皮,阻隔孔外渗流,保护孔壁免于坍塌。
(5)制备泥浆时,严格控制对粘土的选择、配合比的选择,并对泥浆的各项性能指标进行测定。
2.2钻孔
(1)钻机就位前,对主要的机具进行检查、维修和安装,并检查全套设施的就位情况及水电供应情况。
检查完毕后,开始组立钻机,将钻头对准设计中心徐徐放入孔内。
钻机就位后,用垫木做机座,使底座和顶端平稳,在钻进和运行中不得产生位移和沉陷。
(2)钻机就位施工时,将钻机底盘调成水平状态,开始第一钻时,应小心使锥尖对准设计中心,然后盖上封口板,卡上推钳,空钻数圈。
(3)开钻时,在桩孔内投入一定数量的粘土及相应的水,利用钻头空钻搅制泥浆,搅拌后抽至循环池,待循环池及桩孔全部储够泥浆时,先启动泥浆泵和转盘,后进行钻进,进尺需适当控制。
(4)在钻进过程中,进尺快慢根据地质情况来控制,并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等观察,在粘性土及含砂率小的泥岩中,宜用中等转速稀泥浆钻进,在砂性土及含砂率高的地层中,宜用低速慢进稠泥浆钻进。
(5)在钻进过程中,经常注意钻渣的捞取,并注意土层的变化,在岩层变化处均应捞取岩样,判明岩质,并记入记录表中,以便与地质断面图核对。
(6)及时详细地填写钻孔施工记录,交接班时交代钻进情况及下一班应注意的事项。
2.3终孔及清孔
(1)当钻孔达到设计深度后,终孔后即进入成孔验收,成孔工序验收合格后,进行清孔。
清孔采用换浆法施工,即钻孔完成后提起钻锥至距孔底约200mm处继续旋转,然后以相对密度较低的泥浆逐步把钻孔内浮悬的钻渣和相对密度较大的泥浆换出,换至孔内泥浆的相对密度低于1.2以下为止,且孔底最终泥沙厚度不得大于50mm。
不得用加深孔深来代替清孔。
清孔后开灌前泥浆比重一般控制在1.15-1.2左右。
质检人员与机组人员应密切配合,当清孔时,机组人员及时通知质检人员到现场等候,清孔完成后,质检人员对检查项目逐项检查、记录,合格后立即转入下道工序。
清孔后应及时验孔,验孔内容项目主要有孔深、孔径、中心偏差、垂直度、沉渣厚度等。
2.4钢筋骨架的制作和安装:
(1)钢筋笼的加工采用现场加工,分节预制,按设计图纸的规定来制作相应的加强筋,然后按规定的根数布置主筋与加强筋,排列好后将主筋按规定的间距焊接在加强筋上,再按设计规定的间距焊接箍筋。
(2)成孔清孔验收合格后,利用25T吊车将钢筋骨架吊入桩孔内,每下完一节后用钢管或方木固位,再用吊车吊住另一节进行连接,吊放钢筋骨架入桩孔时,钢筋笼要垂直下落,速度要均匀,避免撞击孔壁。
为控制桩体保护层厚度,应在钢筋笼主筋上加焊定位钢片,在钢筋同一截面外围,均匀布置点焊于主筋上。
钢筋笼运输、吊装入孔时要采取保护措施,防止扭曲变形。
入孔时要扶正、直顺,缓缓放入孔中,防止碰撞孔壁。
(3)放到设计桩顶标高后,用2Ф16钢筋做吊筋在孔口予以固定,以保证钢筋笼的标高。
2.5二次清孔:
导管安装完毕后,再次测量沉渣厚度,如沉渣厚度大于设计要求时,采用气举循环方式再次进行清孔,直到满足设计要求,然后将漏斗吊起,嘴子插入导管上口后安稳。
二次清孔采用正循环清孔,以保证孔底沉渣厚度小于或等于设计控制值(100mm),第二次清孔时,在清孔前,先用测试泥浆参数并进行记录,再注稀泥浆清孔,清孔20—30分钟后,再使用仪器测试泥浆参数,应达到以下标准:
比重≤1.10,砂率≤4﹪,当泥浆指标过大时,应继续进行清孔,直至达到泥浆控制指标并经测锤检验合格并报监理复测验收后方可停止。
清孔时严禁用清水清孔,并注浆保持孔内泥浆接近护筒顶为宜,以防清孔时塌孔。
2.6灌注水下混凝土:
(1)混凝土采用商品混凝土。
混凝土坍落度控制在18-22cm。
(2)导管吊装前先试拼,并进行水密性试验。
接口连接牢固,封闭严密,同时检查拼装后的垂直情况与密封性,根据桩孔的深度,确定导管的拼装长度,吊装时导管应位于桩孔中央,并在灌注前进行升降实验。
(3)首批混凝土用剪球法泄放。
在漏斗下口设置砂袋或混凝土小球(柱),当漏斗内储足首批灌注的混凝土量后剪断砂袋或球体的铁丝,使混凝土迅速落下,至孔底把导管裹住,保证初灌混凝土将导管埋深不小于1m。
(4)灌注混凝土应连续进行,一气呵成。
边灌注混凝土边提升导管边拆除上一节导管。
当下落不畅时,可边提升边锤振导管。
提升速度不能过快,导管的埋深以2米为宜。
(5)灌注到桩身上部5米以内时,可不提升导管,待灌注至规定标高时一次提出导管,拔管时注意提拔及反插,保证桩芯混凝土密实度。
拆除导管时要慢慢提升,防止导管法兰挂住钢筋笼,发现挂笼后不可强提硬拔,应将导管放松,左右轻轻晃动,然后再稳稳地提升,一般即可排除。
(6)控制最后一次灌筑量,桩顶不得偏低,应凿除的浮浆高度必须保证暴露的桩顶达到强度设计值,为确保桩顶质量,在桩顶设计标高上超灌1m。
(7)灌筑混凝土的过程中,认真填写水下混凝土灌注记录,设专人测量,记录混凝土灌入量,孔内混凝土面升高值,导管埋深值数据,每次拆卸导管前核对混凝土灌入量与混凝土面升高值是否相符。
若混凝土面升高值低于混凝土灌入量升高值,说明钻孔过程中该部位无塌孔现象,可继续灌注。
若混凝土面升高值大于灌入量升高值,说明灌注过程中混凝土面以上有塌孔现象,这时必须对塌入混凝土面上的土方视情况处理:
A.塌入土方不多仍能继续灌筑时,可计算出塌方厚度,在拆卸导管时,除满足混凝土埋深导管1m外,还须加上塌方厚度,继续灌筑,直至将塌方顶升到桩顶标高以上。
B.塌方较厚不能继续灌筑时,可用细抽渣筒或空压机清除塌土后重新灌筑,但时间必须抓紧。
否则,混凝土初凝后将发生不翻浆、导管拔不出、导管堵塞及断桩事故。
灌筑混凝土中,导管埋深最大不超过6m,一次拆卸导管不超过4m。
四、桩基检测
检测任务:
低应变检测:
通过低应变动测对试桩完整性进行检测,以确定试桩的完整性和可靠性。
抗拔检测:
测试试验桩单桩竖向抗拔最大值,提供单桩竖向抗拔承载力极限值和特征值;
测定单桩竖向荷载作用下的荷载和变形;
判定单桩竖向抗拔承载力是否满足设计要求。
检测方法:
(一)静载抗拔检测
检测装置及安装示意图
试验装置主要包括千斤顶加载部分和桩顶位移观测两部分。
在抗拔桩的顶部架设一根钢梁,将抗拔桩钢筋锚固于钢梁之上。
在抗拔桩两侧的地面上对称放置两块荷载板,荷载板上方分别安装千斤顶进行并联同步加载。
千斤顶加载产生的抬升力由钢梁传递给抗拔桩的钢筋笼。
桩顶位移用百分表位移传感器测量。
1、加载分级:
按照最大加载的1/10为一级,逐级加载,直到达到终止加载的条件。
2、位移观测:
每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次。
每次测读后,观察并记录桩身外露部分裂缝开展情况。
3、位移相对稳定标准:
每1h内的位移不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续3次观测值计算),认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。
4、终止加载的条件(出现下列情况之一时,即可终止加载)
1)在某级荷载作用下,桩顶位移大于前一级荷载作用下的位移的5倍;
2)按桩顶位移控制,当累计桩顶位移超过100mm时;
3)按钢筋抗拉强度控制,荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍;
4)对于验收抽样检测的工程桩,达到设计要求的最大上拔荷载值。
5、单桩竖向抗拔极限承载力的判定
1)对于陡变型U-δ曲线,取陡变起始点荷载为极限荷载;
2)对于缓变型U-δ曲线,根据上拔量和δ-lgt曲线变化综合判定,即取δ-lgt曲线尾部显著弯曲的前一级荷载为极限荷载。
6、桩头处理及现场要求
1)桩顶应比基底高约10cm;
2)钢筋露出桩顶至少50cm。
3)从成桩到开始试验的间歇时间:
在桩身强度达到设计要求的前提下,对于砂土,不应少于7天;
对于粉土,不应少于10天;
非饱和粘性土不应少于15天;
饱和粘土不少于25天,对泥浆护壁灌注桩,宜适当延长休止时间;
4)需保证施工道路畅通,桩周10m范围内需坚硬、平整;
保证通电(220V、380V);
5)试验过程中现场不得有打桩机或其它因素造成的较强震动。
(二)低应变检测
1、低应变测试原理:
反射波法检测桩身完整性是以一维波动理论为基础的。
在桩顶施加一锤击力,将产生一沿桩身纵向传播的压缩波(应力波)。
该波波速是桩阻抗的函数,与桩横截面面积、材料密度、弹性模量有关。
如在桩顶部安装响应传感器,测得该波自桩顶至桩端部(或缺陷处)并反射回桩顶的幅值、符号、时间间隔,就可判断桩长、桩身缺陷性质和桩身缺陷位置。
主要计算公式:
△t=2L/C
式中:
△t──时间间隔(s)
L──桩长(缺陷位置)(m)
C──反射波波速(km/s)
2、现场测试方法
1)测试前的准备
检测工作开始之前,先搜集桩基施工资料,如:
查阅工程地质、水文地质资料、了解基桩施工工艺、熟悉设计图纸资料等,以便于检测时能准确设置测试参数和有针对性地进行检测,对检测结果的分析和判断也更加准确、客观。
2)检测前,受检桩应符合下列规定:
a基桩桩身混凝土强度达到设计强度的70%且桩身强度不低于15MPa;
b头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本相同;
c桩顶应凿至硬实混凝土面并大致水平,传感器安装点和激振点应打磨光滑。
3)现场测试
a传感器安装在桩顶面,传感器安装点及其附近不得有裂缝或浮动沙粒存在,传感器用粘结剂与桩顶面粘结,安装完毕后的传感器与桩顶面保持垂直,且紧贴桩顶表面,确保在信号采集过程中不产生滑移或松动。
b对于钢筋混凝土灌注桩,当激振点在桩顶中心时,传感器安装点与桩中心的距离为桩半径的2/3。
见下图所示。
当激振点不在桩顶中心时,传感器安装点与激振点的距离不宜小于桩半径的1/2。
传感器安装点
激振锤击点
激振点和传感器安装示意图
c激振点与传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。
激振方向应沿桩轴线方向。
d应根据缺陷所在位置的深浅,及时改变锤击脉冲宽度。
当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时,冲击入射波脉冲应较宽;
当检测短桩或桩的浅部缺陷时,冲击入射波脉冲应较窄。
e被检测的单桩均应进行二次及以上重复测试,时域波形应有较好的重复性。
须采集二个以上好的波形。
当重复性不好时应及时清理激振点,改善传感器安置条件或排除仪器的故障后重新进行测试。
f结合现场资料通过综合分析,判别有无断桩、离析、夹泥或缩径等缺陷,并确定其位置,判别桩长及混凝土质量是否满足设计要求,对单桩完整性做出评价。
3、检测数据分析与判断
1)应根据实测时域波形和频谱分析判定单桩的混凝土质量。
2)桩身波速平均值的确定应符合下列规定:
a当桩长已知、桩底反射信号明确时,在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中,选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值按下式计算其平均值:
b当无法按上款确定时,波速平均值可根据本地区相同桩型及成桩工艺的其他桩基工程的实测值,结合桩身混凝土的骨料品种和强度等级综合确定。
3)桩身缺陷位置按下列公式计算:
4)桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况,按规范的规定和实测时域或幅频信号特征进行综合分析判定。
5)对于混凝土桩,采用时域信号分析时应区分桩身截面渐变后恢复至原桩径并在该阻抗突变处的一次反射,或扩径突变处的二次反射,结合成桩工艺和地质条件综合分析判定受检桩的完整性类别。
必要时,可采用实测曲线拟合法辅助判定桩身完整性或借助实测导纳值、动刚度的相对高低辅助判定桩身完整性。
低应变检测桩身完整性判定表
时域信号特征
幅频信号特征
判 定
2L/c时刻前无缺陷反射波;
有桩底反射波
桩底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差Δf≈c/2L
Ⅰ类桩
2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波;
桩底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差Δf≈c/2L,轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差Δf′>
c/2L
Ⅱ类桩
2L/c时刻前有明显缺陷反射波
缺陷谐振峰排列基本等间距,相邻频差Δf′>
Ⅲ类桩
2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波;
或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动;
无桩底反射波
c/2L;
或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰;
无桩底谐振峰
Ⅳ类桩
检测报告
检测报告应包括以下内容:
1)桩身波速取值;
2)桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别;
3)应给出每根桩有效的实测信号曲线,时域信号时段所对应的桩身长度标尺、指数或线性放大的范围及倍数;
4)必要的说明和建议。
测试设备、仪表
仪器设备名称
数量
型号
出厂期
用途
静载荷测试系统
1套
RS-JYB/C
2013
抗拔静载
千斤顶
4只
QW500
2010
QW320
2011
油拔表
0-100MPa
2012
位移表
16只
0-50mm
基准梁和基准桩
2套
10m
静载反力架
1500T
钢梁
3套
8m、10m、5.5m
低应变测试系统
PIT
2005
低应变
RS-1616W(L)
检测流程
1、依据甲方提供的资料作出检测设计,提供检测方案供甲方审批;
2、依据检测方案要求,组织开挖准备,使场地满足试验要求;
3、具备试验条件后,通知乙方进场;
4、填写检测现场情况调查表,由甲方、监理、施工签字认定试验现场会签表;
5、乙方按规范和要求组织试验作业并记录;
6、作业中异常情况及时通报甲方或监理;
7、试验结束通知甲方或监理转入下道工序或组织设备撤离试验现场;
8、全部试验结束后乙方对资料进行整理,三至七日内提交中间性检测成果通知单;
9、全部工作结束二十日内提交本工程检测成果报告;
10、甲方组织成果报告验收和评审。
有关配合、协商事宜
1、委托方应提供的资料
检测任务委托书和技术交底资料;
拟建场地岩土工程勘察报告、施工组织设计方案(包括桩位平面布置图);
试验桩成孔成桩等有关资料。
2、受检桩的技术要求
受检桩在养护28天或强度达到设计要求(桩土休止时间不少于20天)后方可进行检测。
技术要求如下:
受检桩应保持桩头平整;
桩顶应与设计标高一致;
试桩开挖工作需由施工方在试验前完成。
每个载荷试验点需清理出5*8m的平整场地。
3、有关协调配合事宜
提供测试仪器及加压观测与反力装置焊接时所需的电源,并保证电压稳定,试验期间不断电,停电需提前通知。
因试验昼夜进行,搭设帐篷的位置应尽量距现场近些,如方便请协助提供工人住的工棚。
协助解决检测工作中遇到的其他问题。
五、质量、安全保证措施
(一)质量保证措施
1、钢筋工程施工质量控制措施
1)钢材的质量应符合现行国家标准的规定,且有出厂质量证明书或试验报告单,并经试验合格后方可使用。
2)钢筋加工的形状尺寸必须符合设计或规范要求,未经设计和监理单位同意不得私自代换钢筋。
加工前钢筋的表面应清洁,无损伤、油渍、漆污和铁锈等,带有颗粒或片状生锈的钢筋不得使用。
3)钢筋下料时应根据钢筋的长度和数量,做到长短搭配,合理下料,长料不短用,大料不小用。
直料钢筋的切断尺寸不得超过设计尺寸的±
10mm,弯曲钢筋的角度必须保证在设计角度的±
3°
内。
钢筋冷弯后不得有裂纹、起皮等现象。
4)钢筋的绑扎要牢固,采用正反八字绑法,保证绑好的钢筋不发生移位。
5)钢筋焊接前,必须根据规范要求进行试焊,合格后方可施工,操作人员必须持证上岗。
焊接长度单面焊为10d,双面焊为5d。
接头处钢筋轴线偏移不得0.1d,且不大于2mm,弯折角不大于4°
。
6)钢筋接头应相互错开,接头间距大于35d且不小于500mm,有接头的受力筋截面面积占受力筋总截面面积不得超过50%。
7)钢筋连接安装完毕至混凝土浇筑完毕这段时间里不得有随意破坏钢筋的行为,在吊装时应有专人看护,保护钢筋的位置。
8)施工现场必须作到材料堆码整齐,绑扎完毕后,及时清理现场,不留余料底料。
9)钢筋存放处,应挂标识牌,注明厂家、型号、状态、试验编号、数量等。
10)半成品料也应挂牌,牌子中应注明使用部位、数量、制作人等内容。
2、混凝土质量控制措施
1)对混凝土质量的控制,要求逐项检测混凝土坍落度,并作好详细记录,控制在规定范围内,超范围者一律退场;
目测混凝土的粘聚性和保水性,每100m3混凝土做试块一组,检测混凝土的强度。
2)浇筑时孔内二次清孔完成。
3)在混凝土浇筑时,作好混凝土施工记录。
3、测量控制措施
1)为确保在施工阶段控制网点坐标和高程的数据稳定,现场实测,确认红线点的精度,在此基础上根据现场情况布置主轴线控制网;
再根据控制网分别测设轴线与标高控制点。
2)在布放基线、主轴线控制网与各控制点时,选用经纬仪和水准仪;
测水平角或延长直线时均采用正倒镜测回法观测:
取其平均值。
在高程控制中采用“两次高程法”保证精度。
3)为保证相对位置及轴线的准确性,从轴线定位至轴线
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