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1、济南西部会展中心(展览中心部分)工程自平衡桩基施工方法 编制人: 审核人: 审批人: 中国建筑第八工程局有限公司 2016年 月 日中部石漠化综合防治水土保持区,要加强林草植被的保护与恢复,加强山洪地质灾害防治,加强石漠化综合治理,遏制石漠化蔓延,增强区域水土保持能力;东部生物多样性保护水土保持区,要加强自然保护区建设和流域水土流失区综合治理,切实保护生物多样性和特有自然景观,增强森林生态系统功能。目 录1.1 编制依据11.2 执行标准11.3 试验桩选桩原则11.4 检测压力21.5 检测要点31.6 仪器设备31.7 试桩要求31.8 荷载箱位置41.9 试验加/卸载方法51.10 试验
2、后注浆61.1 编制依据编制依据见下表1.1。表1.1编制依据汇总表序号文件归类具体文件名称备注1设计图纸济南西部会展项目基坑工程设计2测量定位业主提供的有关测量基准定位点及相关测量资料3勘察报告济南西部会展项目工程岩土工程勘察报告(详勘)1.2 执行标准方案所执行的标准见下表1.2。 表1.2 执行标准一览表序号规范、标准名称编号1混凝土结构工程施工及验收规范GB50204-20152建筑桩基技术规范JGJ94-20084混凝土强度检验评定标准GB/T 50107-20105建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20139混凝土结构试验方法标准GB50152-201210建设工程施工现
3、场供用电安全规范GB50194-201411建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-201312建筑工程施工质量统一验收规范GB50300-201313基桩静载试验自平衡法JT/T738-20091.3 试验桩选桩原则本工程桩基分为8个检测区段,不同类型桩现场静载试装数量为本类型桩数的1%,且大于等于3根;本工程直径800mm及以上的桩基采用自平衡试桩,800mm以下的桩基采用静载法,具体抽检数量见下表1.3。表1.3桩身承载力检测抽检数量序号桩型数量抽检数量=数量X1%且不少于3颗备注1Za410+1452Zb33943Zc364+444Zd31345Ze1395146Z118937
4、Z219031.4 检测压力自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱,沿垂直方向加载,即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。荷载箱的位置一般在桩身下部1/3处,具体位置还需要根据第三方检测单位计算结果确定。自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。顶、底盖的外径略小于桩的外径,在顶、底盖上布置位移棒。将荷载箱与钢筋笼焊接成一体放入桩体后,即可浇捣混凝土成桩。试验时,在地面上通过油泵加压,随着压力增加,荷载箱将同时向上、向下发生变位,促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥。由于加载装置简单,多根桩可同时进行测试(图1.4)。图1.4 桩承载力自平衡
5、试验示意图1.5 检测要点自平衡试桩法相对于传统试桩法(堆载法和锚桩法)具有以下几个特点:1)省时:土体稳定即可测试,一般15天左右,并可多根桩同时测试,大大节省测试时间。2)省力:没有堆载,也不要笨重的反力架,检测十分简单、方便、安全、无污染。3)不受场地条件限制:每桩只需一台高压油泵、一台数据采集仪,检测设备体积小、重量轻,任何场地(基坑、山上、地下、水中)都可。4)不受加载吨位限制:目前最大加载值已超过十万千牛。5)综合费用低:试桩完全按工程桩制作,无需浇到地面,对有地下室的建筑基桩,试桩长度可大大缩短(就本工程而言,试桩长度比常规方法缩短了尽20米)。1.6 仪器设备1)加载设备(1)
6、每根试桩采用一个环形荷载箱专利产品,其加载值的率定曲线由计量部门标定。(2)高压油泵:最大加压值为60MPa,加压精度为每小格0.5MPa,其压力表亦由计量部门标定。2)位移量测装置(1)电子位移传感器 量程50mm(可调),每桩4只,通过磁性表座固定在基准钢梁上,2只用于量测桩身荷载箱处的向上位移,2只用于量测桩身荷载箱处的向下位移。由计量部门标定;(2)电脑及数据自动采集仪一套。1.7 试桩要求1)检测桩除严格满足建筑桩基技术规范以及设计院要求外,由于自平衡测桩法的需要,自平衡检测桩施工时应注意以下几点:(1)绑扎和焊接钢筋笼,由施工单位负责,测试单位配合,位移管(注浆管)连接用套筒围焊,
7、确保护管不渗泥浆,与钢筋笼绑扎成整体。(2)荷载箱应立放在场地上,钢筋笼所有主筋与荷载箱外缘围焊,并确保钢筋笼与荷载箱起吊时不会脱离,保证钢筋笼与荷载箱在同一水平线上,再点焊喇叭筋,喇叭筋上端与主筋,下端与内圆边缘点焊,保证荷载箱水平度小于5(图1.7)。图1.7 荷载箱连接示意图(3)工程桩混凝土标高以图纸为依据,导管通过荷载箱到达桩端浇捣混凝土,当混凝土接近荷载箱时,拔导管速度应放慢,当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱,浇混凝土至设计桩顶以上0.8m;荷载箱下部混凝土坍落度宜大于200mm,便于混凝土在荷载箱处上翻。(4)埋完荷载箱,保护油管及钢管封头(用钢板焊,防止水
8、泥浆漏入)。(5)灌注混凝土时,要求制作一定量的混凝土试块,待测试时作混凝土强度试验。(6)检测期间应保证不间断供电(380V、220V两种电源),检测桩周围10米内不得有较大的振动。(7)布置平衡梁(基准梁),采用I20A工字钢。基准桩采用I20A工字桩打入土中不少于1m。基准梁一端与基准桩铰接,另一端与基准桩焊接,基准梁长度由试桩影响区域确定。1.8 荷载箱位置确定荷载箱位置,主要根据上部桩侧摩阻力(考虑修正系数)及自重之和与下部桩侧摩阻力及端阻力相等来计算。以Za247#基桩为例,参照地勘101号孔进行估算,计算依据:建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008)表5.3.9及表5.4.6-
9、2(抗拔桩承载力验算)、基桩静载试验 自平衡法(JT /T738-2009)。荷载箱上部按抗拔桩计算,下部按抗压桩计算。按设计图纸要求,计算有效桩长36.6m。计算结果见下表:土层编号土层名称Qik(kPa)桩径900mm、桩长36.6m层厚(m)极限侧摩阻力(kN);后注浆增强系数si抗拔极限侧摩阻力(kN)抗压极限侧摩阻力(kN)2粉质粘土451.2213.6;1.43粘 土452.0356.1;1.44粘 土501.0197.8;1.45粉质粘土502.7534.1;1.4-1粉 土400.579.1;1.46粉质粘土501.8356.1;1.47-1粘 土602.5593.5;1.4粉
10、质粘土554.71095.8;1.5-2细 砂501.3312.3;1.78-1粉质粘土731.5464.2;1.5粘 土802.0633.0;1.4-1粉质粘土731.5464.2;1.5粘 土806.01899.1;1.49粉质粘土703.61068.2;1.5距桩顶30.6m处平衡点以上侧摩阻力约6210kN10辉长岩残积土701.9563.8;1.512-1强风化辉长岩1702.42075.4;1.813强风化辉长岩(桩端持力层)极限端阻3078kN(后注浆增强系数2.2)计算结果表明,Za247#基桩荷载箱布置在距离桩端6.0m处较合理。其余基桩荷载箱位置均参照本方法进行,在此不再赘
11、述,由第三方检测单位计算结果确定。1.9 试验加/卸载方法 根据国内规范和相关设计要求,采用慢速载荷维持法进行加载。 l 加载:加载应分级进行,每级加载为预估加载力的1/10,首级加载按分 级加载值的两倍加载。 l 卸载:分5级卸载,每级卸载为加载级别的2倍。 l 加载数据记录:每级加载后在第1h内观察第5、15、30、45、60min的位移值,以后每隔30min观察一次,以判断稳定状态。稳定标准:每级加载每一小时的向上、向下位移量均不大于0.1 mm,并连续出现2次(从加载后30min开始,按1.5h连续三次每30min的位移量计算)。卸载数据记录:每级卸载后,按第15、30、60min记录
12、一次残余沉降。 卸载至零后维持3h,观测残余变形。终止加载条件:某级荷载作用下,位移量大于或等于前一级荷载作用下位移量的5倍。但位移能相对稳定且上、下位移量均小于40 mm时,宜加载至位移量超过40 mm。某级荷载作用下,位移量大于前一级荷载作用下位移量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定标准。已达到最大极限加载值。 当荷载位移曲线呈缓变型时,可加载至位移量60mm80mm;在特殊情况下,根据具体要求,可加载至累计位移量超过80mm。1.10 试验后注浆试验后,利用补浆导管(也可以利用声测管)对荷载箱加载后桩体间隙进行补浆处理,并保证补浆部分的桩体强度不低于桩体设计参数。具体要求如下: 通过预埋的位移管(粗)进行压水清洗,一管中压入清水,待另一管中流出的污水变成清水时,开始对荷载箱处的缝隙进行压浆; 压入的水泥浆采用P.O.42.5水泥,水灰比为0.60.5; 补浆量以从一根位移管压入,另一根位移管冒出新鲜水泥浆为准,然后封闭管头采用压力补浆,压力2-4MPa,持续1小时,压浆水泥量0.51.0t(以压浆压力、压浆量双重控制); 压浆浆液,其强度应不低于桩身砼强度。 注浆过程实施全程监督,并记录注浆量。