预应力管桩试桩总结报告.docx

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预应力管桩试桩总结报告

中国铁建大桥工程局集团有限公司

福平铁路FPZQ-4标

DK82+380-DK82+450段

预应力管桩试桩总结报告

编制：

审核：

批准：

日期：

DK82+380-DK82+450段

预应力管桩试桩总结报告

一、编制依据

⑴《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751-2010；

⑵《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）；

⑶《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010；

⑷《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）；

⑸FPZQ-4标三分部《路基工程施工组织设计》；

⑹铁四院《新建铁路福州至平潭铁路路基工点设计图》；

⑺铁四院《新建铁路福州至平潭铁路路基工程设计与施工参考图集》。

二、工程概况

1、总体概况

我分部主要承担FPZQ-4标段平潭岛内线下工程，分部起点里程DK76+901.095，终点为本项目终点DK88+099.55，全长11.2km。

在DK85+700～DK88+850段设平潭车站，长3150m，DK85+700前接区间路基工地，DK88+850后接平潭站维修工区。

区间段路基及站场段路基软基加固主要采用CFG桩、预应力管桩、高压旋喷桩三种方法。

预应力管桩规格有PHC-AB-500-100型和PHC-AB-400-95型两种，其中路基采用PHC-AB-500-100型总数量为250374m，框架涵采用PHC-AB-400-95型总数量为5328m，框架桥下采用PHC-AB-500-100型总数量为39935m。

路基桩顶设置1.6×1.6×0.45m（厚）的钢筋混凝土桩帽，桩帽之间采用钢筋连接，桩顶帽设0.6m厚碎石垫层，内铺两层单向拉伸高强度土工格栅，其极限抗拉强度不小于260KN/m,毎侧回折不小于3.0m；框架桥涵桩顶直接伸入承台0.8m。

2、试桩概况

根据设计及规范要求，路基正线每100m要进行工艺性试桩，我分部对DK82+380～DK82+450段进行试桩，试桩断面选在DK82+400桩号为4-12、10-11、10-12本段区域情况如下：

里程段

桩长（m）

型号

根数

总长（m）

单桩承载力（KN）

备注

DK82+380～DK82+450

18～18.5

PHC-500-AB-100

377

6909.5

1030

3、试桩参数

（1）桩长：

18～18.5m；

（2）桩间距：

2.5m，正方形布置；

（3）设计单桩承载力1030KN；

（4）管桩型号为：

PHC-500-AB-100型，砼强度为C80；

（5）打桩机：

ZYJB800静力压桩机；

（6）桩尖形式：

十字形钢桩尖。

4、该段穿越地质岩性

（1）粉细砂，稍密，稍湿～饱和，σ0=90KPa。

（2）黏土，软塑，σ0=150KPa。

（2）-1-1泥炭质土，饱和，软质流塑，σ0=50KPa。

（2）-1中砂，饱和，中密～密实，σ0=150KPa。

5、水文条件

地下水主要为第四系松散层孔隙水，水位埋深一般小于1m。

地下水对混凝土无侵蚀性。

6、物理地质

本区地震动峰值加速度为0.1g。

三、试验目的

1、通过工艺性试验确定施工工艺、施工顺序的合理性；

2、通过试验确定合理的机械设备、人员配置方案；

3、检验管桩的入土深度能否达到设计要求；

4、通过试验复核地质资料；

5、压桩力和终压力的取值；

6、确定施工工艺和停止沉桩的控制标准；

7、通过试验获取施工数据以便指导大面积施工。

四、资源配置

1、施工组织机构

根据施工情况，分部按照职能明确、精干实效、运转灵活、指挥有力、确保安全的原则，专门成立预应力管桩试桩施工领导小组，配备业务能力强、具有经验丰富的一线施工管理人员、工程技术人员以及专业的施工队伍，按照上级单位施工文件的要求组织进场施工。

预应力管桩施工配备人员见表1。

表1：

预应力管桩施工配备人员表

姓名

职务

分工

常卫东

项目经理

对施工质量进度安全负总责

陈光

总工程师

技术总负责人

杨芳鹏

常务副经理

现场组织工作

李召富

副经理兼安全监察长

组织协调现场施工

庄有福

架子二队三工班队长

施工队施工现场负责人

曹浩军

物资部部长

负责调配施工机械并保证良好运转

张伟

试验室主任

试验负责人

夏明干

安质部部长

安质负责人

高祁

测量队长

负责现场施工测量

王晶

路基工程师

施工现场技术负责人

黄军和

施工员

施工队现场技术负责人

施工队工人

作业班施工人员

现场预应力管桩施工

2、施工队伍及人员安排

（1）、人员配置

①现场负责人1名，负责现场总体指挥与调度工作；

②技术员1名，负责现场检查、指导试桩的各种技术工作、确保按方案进行；

③记录员1名，负责填写《预应力管桩现场施工记录表》；

④打桩机操作工2名，负责预应力管桩机械的操作并及时维护，保证其平稳运行，确保桩机能准确定位、压桩、接桩及移位工作；

⑤电工1名，负责保证给静压机供应输电，并在施工前检查电路运行是否正常；

⑥电焊工2名，协助管桩起吊、对接及焊接。

（2）、机械设备配备

我分部拟采用1台ZYJB800静力压桩机进行试桩工作，相关机械见表2。

表2：

施工机械配备表

名称

单位

数量

备注

静力压桩机

台

1

ZYJB800

电焊机

台

1

吊车

台

1

25t

装载机

台

1

ZL50B

3、试桩测量仪器设备

见表3《试桩测量设备表》

表3：

试桩测量设备表

序号

仪器名称

单位

数量

稳定状态

1

全站仪

台

1

良好

五、试桩施工流程

1、试桩控制

（1）场地平整：

在机械设备进场前平整好场地，标记处理场地范围内地下构筑物及管线。

并开挖合适的排水沟，其位置选择应该以不影响预应力管桩机施工为原则。

（2）施工放线：

施工前由测量组放出预应力管桩的桩位，打木桩并撒灰进行标记，以免施工时破坏重新放样。

（3）施工位置：

在DK82+400断面处确定其试桩位置，选择3根桩进行试桩工作,试桩桩号:

S1（4-12）、S2（10-11）、S3（10-12）；单根桩长4-12、10-11、10-12设计为18.5m,分2节接桩，分别为10+9m，桩径为φ500mm，间距2.5m。

（4）设备布置与安装调试：

机具安装时应注意桩机的组装就位应准确、紧密、稳固、可靠。

机械设备试运转时，应注意以下相关事项：

①电压保持在额定工作电压范围内，电机工作电流不得超过额定值；②调试桩轴运转速度，使其达到规定的要求；③各种监测仪表应能正确显示，监测的数据应准确可靠。

2、预应力管桩施工工艺流程

（1）施工工艺

原地面处理→测量放样→桩机就位→桩起吊就位→压入第一截桩→桩的接头处理→压入下一截桩→桩机移位。

（2）施工方法

①测量放线：

测量组用全站仪精确放样出管桩处理范围边线控制桩。

中间桩位拉钢尺准确定位，钉带有红绳的钢钉标识。

②桩机就位：

利用桩机上行走装置、移动行走就位，行走过程中要保持桩架底盘平稳，桩机就位后将行走油门关闭，然后将机架底盘调到水平固定。

③吊桩喂桩：

管桩沉桩时采用单点捆绑法，绑点位于桩头0.2L处；管桩在起吊、装卸时平稳，轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落。

④稳桩：

当桩头压入500mm后开始用测量仪器测量，调整桩的垂直度（测量仪器一般在距桩机15m以外处架设），观测时，上端与下端的垂直度偏差应≤0.5%。

⑤压桩

1）、压桩前，根据工程情况制定合理的压桩顺序，减少挤土效应，施工时按照压桩顺序组织施工。

2）、压桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观察桩的入土深度及记录对应压力值，并通过实地高程测量，在送桩器上做好最后1m及最终送桩深度标记，通过水准仪配合控制。

3）、在压桩开始阶段，压桩速度不能过快，应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度,一般以2.0m-3.0m/min速度为宜。

在初期2-3m的压桩范围内应重点观察控制状身、机架垂直度，垂直度控制应重点放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％。

并在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录，并详细记录每入土1米时压力表的压力值。

4）、压桩前最好将地表下的障碍物探明并清除干净，以免桩身移位倾斜。

⑥接桩：

管桩拼接成整桩采用端板焊接连接，焊接前桩头预埋铁件必须清除污锈，露出金属光泽，。

如桩节之间间隙过大，可垫铁片填实焊牢，接合面之间的间隙不大于2mm。

焊接时，应将四角点焊固定，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊。

焊接应对称同时焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。

拼接处坡口槽的电焊部分应分三层以上对称进行环缝焊接，焊接时第一层必须用Φ3.2mm电焊条打底，确保根部焊透，第二层方可用粗焊条（Φ4mm或Φ5mm），采用E4303或E4316焊条：

A、管桩现场采用长度分别为12m、11m两种管桩焊接接桩，焊接接桩的预埋铁件表面应清洁，上下节之间的间隙应用铁片垫密焊牢。

焊接时，应采取对称焊接，以减少变形，焊缝应连续、饱满。

B、接桩一般在距离地面1m左右进行。

上下节桩的中心线偏差不得大于2mm。

C、接桩的上下节桩段应保持顺直，焊缝应饱满连续。

接桩处的焊缝应自然冷却（不小于8分钟），并涂抹防锈漆，才能压入土中。

（7）送桩

当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。

送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配，并且要有足够的强度和刚度，一般为一圆形钢柱体。

送桩时，送桩器的轴线要与桩身相吻合。

送桩器上根据测定的局部地面标高，事先要标出送桩深度，通过伺候在现场的水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。

同时送桩器上要标出最后1m的位置线，详细记录最终压力值。

当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，需要截桩。

截桩要求必须用专门的截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。

送桩完成后，移动调整机械进行下一棵管桩施工。

（8）检查验收

桩终止压力的控制应应符合下列规定：

当桩端位于一般土层时，应以控制终压力为主，桩底设计标高为辅的双控措施。

3、质量检验

（1）预应力管桩质量检验应包括桩身完整性、单桩承载力等。

（2）预应力管桩身完整性应满足设计要求，检验方法：

低应变检测。

检测数量：

总桩数的10%，且不少于3根。

（3）低应变检测完毕后，进行单桩地基承载力试验，检验数量为总施工数量的0.2%，且不少于3根，检验方法：

单桩平板载荷试验。

（4）终压力计算与取值

静压桩的压力值是沉桩过程中为克服桩尖土层的抗冲剪阻力和桩周围摩擦力所施加的压桩机静压力。

终压力是桩尖达到持力层终止压桩时出现的最终静压力。

A、计算桩身允许抱压力：

（规程5.2.4）

PHC管桩：

Pjmax≤0.45（fce-σpc）A

Pjmax：

桩身允许抱压力；fce：

管桩离心砼抗压强度，PHC管桩为80MPA；

σpc：

管桩砼有效应力，合格证显示该批桩Ф500×100为6.0MPA；Ф400×95为6.0MPA

A：

桩身横截面面积S=（R2-r2）3.14

Ф500管桩的桩身允许抱压力:

0.45×（80-6）×｛（5002-2502）×3.14｝/4=4182.48KN

Ф400管桩的桩身允许抱压力

0.45×（80-6）×｛（4002-1052）×3.14｝/4=3894.28KN

规范5.2.5.4条:

压桩机的最大压力应达到按本规程第5.2.4条确定的施压力值,但不宜大于桩身允许抱压力的1.1倍.即:

Ф500管桩允许最大压力小于4182.48KN×1.1=4600.73KN

Ф400管桩允许最大压力小于3894.28KN×1.1=4283.71KN

B、计算终压力:

QU=βPze

L：

静压桩的入土深度；

QU：

入土部分的静压桩竖向极限承载力；

β：

静压桩竖向极限承载力与终压力的相关系数；

Pze：

静压桩的终压值。

当桩长:

6米≤L≤8米QU=βPze=（0.6～0.8）Pze

Pze=（2560～3533）KN，相比抱压力，取最大值4600.73KN

8米＜L≤15米QU=βPze=（0.7～1.0）Pze

Pze=（2120～3028.57）KN，相比抱压力，取最大值4600.73KN

15米＜L≤23米QU=βPze=（0.85～1.0）Pze

Pze=（2120～3028.57）KN，相比抱压力，取最大值4600.73KN

L＞23米QU=βPze=（1.0～1.1）Pze

Pze=（1927～2120）KN，相比抱压力，取最大值4600.73KN

4、现场施工记录

在试桩过程中，要进行现场施工记录，预应力管桩现场施工记录表：

见表4

表4：

预应力管桩现场施工记录表

六、试桩结果

1、桩机的选择:

ZYJB800静力压桩机。

2、试桩确定的施工参数：

（1）桩型：

PHC-AB-500-100型，强度为C80

（2）终压：

根据现场试验结果，确定终压力4500KN，为防止桩体出现“上浮”现象所以要进行复压，复压次数为2～3次，

（3）为防止桩身损坏，终压力不宜大于桩身抱应力的1.1倍，

（4）焊接焊条采用E4303或E4316。

（5）焊缝完成后，自然冷却时间不宜少于8min；严禁采用水冷却或焊好即施打。

（6）4-12桩入土深度14.8m，外露4.2m；10-11桩入土深度9.23m，外露0.77m；10-12桩入土深度9.3m，外露1.7m，均未达到设计桩长，但是经检测单桩承载力检测满足设计要求。

（7）施工中采取的保证措施及建议

①技术先进、性能稳定的施工设备。

施工现场必须有与施工相同型号的备用设备。

②施工现场应先进行碾压，并做好临时排水工作，保证机械能够正常行驶及支撑。

③桩位放样必须到位，标示明显，以避免出现桩偏位现象。

④经过试桩，终压力得到了控制，若桩长达不到设计要求，是否根据现场实际桩长确定。

⑤在今后施工中，如果再次遇到终压力达到要求，但桩长达不到设计要求时，该如何处理；或者桩长达到了设计要求，但终压力没有达到控制要求，又该如何处理。

以及此类地质情况应该如何确认。

加强钢桩尖、焊缝质量、涂抹普通防锈漆。

7、试桩结论

1、根据低应变检测及单桩静载试验结果，施工工艺及桩基进入持力层深度满足设计及规范要求。

2、试桩方案中确定的各项参数可行，可用于指导该段预应力管桩施工。

根据此次试桩，最终选定下表5为预应力管桩日后大面积施工工艺的参数。

表5：

预应力管桩施工工艺参数

管桩机械

管桩型号

压桩力

最大压力值

终压力

ZYJB800静力压桩机

PHC-AB-500-100型

2060

4600.73

4500

3、在今后施工过程中，采用以终压力控制为主，桩尖标高控制为辅的双控措施。

4、根据试桩结果，虽然未达到设计桩长，但检测结果满足要求，以后施工中可根据现场实际情况调整桩长。

八、附件

1、桩基检测报告；

2、预应力管桩进场合格证明；

3、资质证书。