沪通大桥南岸正桥试桩方案

1目 录1、概 述 21.1 工程概况 .21.2 地质条件 .21.3 试桩目的 .31.4 试桩内容与要求 .41.5 试桩编制依据 .52、施工总体规划 .52.1 场地布置 52.2 施工进度计划 52.3 材料供应 62.4 施工用水电 72.5 主要机械设备配置 72.6 施工人员配置 83、钻孔桩工艺性试验 .93.1 总体施工方案 93.2 工艺流程 93.3 施工工艺 .103.4 试验桩超声波检测 .244、自平衡试验 254.1 试验方法 .254.2 自平衡测试分析方法 324.3 试验提交的成果 385、质量保证措施 385.1 加强施工前的质量控制工作 .385.2 做好测试全过程的质量控制工作 .396、工期保证措施 397、安全保证 措施 4021、概 述1.1 工程概况沪通长江大桥为公铁合建斜拉桥，按四线铁路、六车道高速公路共通道建设。大桥全长 11076.262m，其中公铁合建段长度 6993.062m，单建铁路长度 4083.2m。大桥南岸正桥范围主航道桥主跨 1092m 斜拉桥全部采用沉井基础，水中联络孔 112m 简支钢桁梁基础采用 2.5m 、2.2m 的钻孔灌注桩，34 号正引桥交接墩桩基础采用 2.0m 钻孔灌注桩。按照南岸正桥工程试桩要求在张家港岸（南岸）大堤附近做 1 组共3 根直径 2.0 米的试验桩，位于 34 号墩既有地质钻孔 DZ34-4 孔附近，试桩与对应地质孔距离约 5m。试桩桩长及试桩具体位置如下表所示：表 1-1 试桩桩长、数量、位置表编号 试桩 1 试桩 2 试桩 3桩长(m) 110.5 110.5 110.5桩径(m) 2.0 2.0 2.0试桩顶高程（m）+1.5 +1.5 +1.5试桩底高程（m）-109.00 -109.00 -109.00对应地质孔号 DZ34-4 DZ34-4 DZ34-4X 坐标 3540897.501 3540900.688 3540901.398Y 坐标 496792.094 496795.947 496800.8961.2 地质条件沪通长江大桥正桥跨越长江南岸大堤段（32#34#墩） ，地形由长江低漫滩过渡至长江高漫滩。覆盖层上部为淤泥质粉质黏土及松散中密状粉土、粉砂，厚 2530m；其下中密密实状粉土、粉细砂，厚 3040m；覆盖层中下部为密实状粉细砂、中粗砂及砾砂，厚 5560m；覆盖层下部为硬塑3坚硬状粉质黏土、密实状粉细砂、中粗砂及砾砂，分布在高程-120m 以下。本期试桩参考地质钻孔为 DZ34-4,，孔口高程+1.5m。表 1-2 试桩 13 桩基设计参数取值表桩周土极限摩阻力基本承载力土层名称 土层厚度层底高程 工程地质特性 fi（kpa） 0（kpa）1 粉质黏土 1.7 -0.2 流塑软塑 35.0 1202 粉土 2.9 -3.1 松散为主，局部 稍密 15.0 1001 淤泥质粉质黏土 1.9 -5 流塑 12.0 951-1 粉砂 6.3 -11.3 中密为主，局部 密实 50.0 1101 淤泥质 粉质黏土 5.5 -16.8 流塑 12 951-1 粉砂 13.4 -30.2 中密为主，局部 密实 50.0 1101 淤泥质粉质黏土 1.5 -31.7 流塑 12.0 951-1 粉砂 3.1 -34.8 中密为主，局部 密实 50.0 1102 粉土 6.1 -40.9 中密为主，局部 密实 60.0 1103 粉砂 25.9 -66.8 中密密实 60.0 1204 细砂 6 -72.8 中密密实 65.0 2106 粗砂 13 -85.8 密实 100.0 5501 粉砂 2.7 -88.5 密实 70.0 2002 细砂 6.4 -94.9 密实 70 3005 砾砂 11.9 -106.8 密实 110.0 5505-1 粉砂 2.7 -109.5 密实 70.0 200试桩 13 计算受压容许承载力为 22850KN，其中桩侧摩阻力 22428KN，桩底支撑力 422KN。1.3 试桩目的根据本桥结构受力特点及桥位处的地质情况，基础均采用钻孔摩擦桩，4鉴于本项目建设规模大，基础数量多，为了保证结构安全可靠、施工顺利进行、节省桩基础工程数量，在工程正式实施前需进行必要的工程试桩，通过试桩，获取各类土层及桩端持力层有关参数，测定桩基沉降和变形，从而对桩基在各类土层中桩侧摩阻力、桩端承载力、桩基竖向位移、单桩极限承载力等进行试验和验证；另一方面，通过施工工艺试桩研究钻孔灌注桩成孔及成桩施工工艺，并研究灌注桩的施工设备、施工组织、泥浆和施工参数（如混凝土配合比、混凝土初凝时间等） 。试桩主要目的为：（1）通过试桩验证工程地质勘察报告各土层设计参数的合理性。（2）根据试桩结果为施工图桩基设计提供参考依据。（3）在试桩的基础上，进一步完善钻孔灌注桩施工工艺。1.4 试桩内容与要求1.4.1 试桩内容本次试桩均为承载力试桩，试桩应测定各土层及桩端持力层有关参数，确定其极限承载力、桩周极限摩阻力、桩端土的极限承载力、桩基沉降及变形；研究钻孔灌注桩成孔、成桩施工工艺。试桩材料：桩基水下 C40 混凝土； HRB400 钢筋。试桩加载：2 倍计算受压容许承载力。1.4.2 施工工艺要求（1）不同地层条件下，选择恰当的泥浆性能指标和对钻速、钻机以及成孔时间的控制。（2）试桩与工程桩的施工工艺应保持一致。（3）钢护筒埋设工艺和钢筋笼制安工艺的确定。（4）清孔工艺和水下混凝土的灌注工艺。（5）承载力试桩中，测试系统的布置，以及测试工作、资料采集、汇总、分析、结论工作，应由具备从事此项工作资质，且经验丰富的单位和人员完成。1.4.3、试桩检测（1）钻孔灌注桩成孔倾斜度不大于 1/100，沉淀厚度不大于 100mm。5（2）试桩采用自平衡法加载，测试单位应根据试桩要求及地质情况，合理确定荷载箱的位置。（3）采用声测管的声波透射法检测桩身质量。（4）测试单位应根据实际试桩要求，合理布设所需检测仪器、预埋测试原件。（5）试桩测试单位在试桩实施前应制定详细的试桩方案、工艺流程、控制措施，并经业主组织的论证后方可实施。1.5 试桩编制依据铁路桥涵地基和基础设计规范 TB1002.5-2005基桩静载试验 自平衡法(JT/T 738-2009)新建铁路上海至南通铁路长江大桥定测工程地质勘察报告铁路桥涵施工规范 （TZ210-2005）铁路工程基桩无损检测规程 （TB10218-2008）客货共线铁路桥涵施工技术指南 （TZ 203-2008）铁路桥涵工程质量验收标准 （TB10415-2003）高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10752-2010南岸正桥工程试桩要求2、施工总体规划2.1 场地布置施工单位办公、生活用房考虑以租代建；生产车间结合工程施工的具体特点，尽量选择距离桩位近的荒地统一规划、集中修建，试桩施工结束后，按照相关协议进行恢复或移交。临时性存储仓库，如钢筋存储库、大宗材料转运站等规模较大的临时设施，尽量靠近生产车间和施工驻地，便于管理并减少二次倒料距离，修建标准满足材料存储规定和相关规定要求。62.2 施工进度计划根据工期要求，采取平行施工为主，流水作业为辅。各主要分项工程进度计划见下表。7表 2-1 钻孔桩施工功效分析表工程内容 工作时间（d） 工程内容 工作时间（d）钻机就位 0.5 下导管二次清孔、检查 0.5钻孔、清孔 8 水下混凝土灌注 0.5钢筋笼安装 0.5 合计 10表 2-2 沪通长江大桥南岸正桥工程试桩施工进度计划序号 项目 工期(d) 开始时间 结束时间1 施工准备 5 2014 年 3 月 11 日 2014 年 3 月 15 日2钢筋笼制作、荷载箱安装16 2014 年 3 月 16 日 2015 年 3 月 31 日4 钻孔桩施工 30 2014 年 3 月 15 日 2014 年 4 月 13 日5 桩身检测 20 2014 年 4 月 1 日 2014 年 4 月 20 日6 荷载试验 22 2014 年 4 月 24 日 2014 年 5 月 15 日7 总结报告 15 2014 年 5 月 16 日 2014 年 5 月 30 日为确定试桩混凝土强度,在混凝土灌注过程中制作 3 组抗压试块及 1 组弹模试块。 抗压试块分别在声波透射法检测及荷载试验时检验桩身混凝土强度,1 组试块留作储备。考虑桩周土休止期及桩身混凝土龄期,荷载试验开始加载时间定为混凝土浇筑后的第 28 天进行。2.3 材料供应2.3.1 钢材张家港市有沙钢、永钢两家大型钢厂，满足设计要求的钢管、型材及钢筋供应。2.3.2 混凝土桩基混凝土采用商品混凝土工厂生产供应。82.4 施工用水电2.4.1 施工用水施工用水主要采用自来水，铺设供水主管路至施工工点蓄水池，输水管路采用 100mm 钢管。2.4.2 施工用电试桩施工用电采用 400KW 发电机自发电的方案。2.5 主要机械设备配置施工配备的主要大型设备有：钻机、混凝土泵车、混凝土搅拌车等。机械设备按照施工组织安排的时间和数量及时到位。表 2-3 本工程的主要施工机械表序号 名称及规格 单位 数量 备注一 混凝土施工机械 商混1 8m3混凝土搅拌车 台 42 混凝土泵车 台 1二 基础工程施工机械1 回旋钻 ZSD250 台 12 泥浆泵 台 23 200m3/h 泥浆分离机 套 14 300 混凝土填充导管 m 120 卡口接头三 钢筋加工机械1 钢筋切断机 台 12 GV40-1 钢筋弯曲机 台 13 砂轮切断机 台 14 直螺纹镦头、套丝加工设备 套 1四 其他机械1 50t 履带吊机 台 12 400KW 发电机 台 13 挖掘机 台 1 清除钻碴4 15t 自卸汽车 台 5 外运钻碴5 电焊机 台 59投入本工程的主要仪器及设备见下表。表 2 -4 投入本项目检测的仪器设备一览表序号 设 备 名 称 型 号 单位 数量1 长距离传感器 dy-20 只 82 高压油泵 OVM 台 23 电子位移传感器 YBD-50 只 124 位移应变采集仪 dy-50 台 25 荷载箱 6 台6 钢筋计 279 个7 YL-PLT 静载荷测试仪 1 套8 RS-JYC 桩基静载荷测试分析 系统 1 套9 JTM-V10A 振弦式读数仪 2 个10 电子传感线 dy 捆 411 电缆线 dy 捆 412 磁铁表座 上海产 只 1213 笔记本电脑 日立、东芝 台 22.6 施工人员配置表 2-5 施工人员配置表序号 工种 人数 备注 序号 工种 人数 备注1 项目副经理 1 6 检测人员 72 现场负责人 1 7 质检员 13 工程技术人员 2 8 安全员 14 测量人员 2 9 钻机操作手 35 试验员 2 10 辅助施工人员 18103、钻孔桩工艺性试验3.1 总体施工方案根据沪通大桥南引桥试桩要求，钻孔桩桩径、桩长及桥址区地层岩性，需选用钻孔深度不小于 110.5m，钻孔直径 2.0m 以上的回旋钻机。钻孔桩位场地平整完成后，采用泥浆护壁，回旋钻机钻进成孔，泥浆分离器排渣。孔深达到设计后，对孔深、孔径进行检查，验收合格后，立即进行清孔。经检测泥浆比重、沉淀层厚度满足要求后，安装钢筋笼及导管，导管就位后，再利用导管进行二次清孔。混凝土由附近商混站供应，由混凝土搅拌车运输至桩位，泵送至储料斗，采用垂直导管法灌注。灌注标高比设计桩顶标高高 50100cm，确保桩头混凝土质量。在灌注过程中，应将孔内溢出的泥浆引流至泥浆池回收，不得随意排放，污染环境。3.2 工艺流程钻孔桩施工一般流程见图 3-1，在该流程图中，各环节（工序）的试验内容如下：（1）护筒安装：检查护筒垂直度的控制措施。（2）泥浆制备、循环：检验泥浆净化性能，并不断调整优化泥浆配比，检验泥浆各指标，测定泥皮厚度。 （3）钻进成孔：检验钻机性能以及泥浆性能对钻速、钻机以及成孔时间的控制。（4）终孔验收：检验孔壁的垂直度和孔径是否满足要求。（5）安装钢筋笼：检验钢筋笼吊装、连接、下放的全过程。（6）导管拼接、试压：导管的水密试验和拉力试验，导管拼接方法是否快捷。（7）混凝土灌注：清孔工艺和水下混凝土的灌注工艺。11工艺流程图：钻机定位终孔（监理验收）第一次清孔荷载箱、钢筋笼安装导管安装灌注水下混凝土检测桩基自平衡试验钻 孔 泥浆循环、检查泥浆指标钢筋笼制作、验收、运输导管水密试验第二次清孔 混凝土输送 混凝土拌制检测试件 制作试件原材料检验钻碴外运图 3-1 钻孔桩施工工艺流程3.3 施工工艺3.3.1 场地平整钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。桩基的施工场地为农田，施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地平整，清除杂物，更换软土，构筑钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运输车等协调工作的要求。钻进平台选择强度高的填筑材料，进行分层填筑，并碾压密实。钻机安装时在设备的底部铺设相应的材料，使钻机自重产生的作用力分散作用于平台上。123.3.2 桩位放样施工测量放样：对设计图纸已给的坐标基点、水准基点及测量资料进行全面的复核和测量，无误后设立临时高程控制点和中线控制桩，用全站仪准确测量出钻孔桩的中心位置，在已放出的中心位置处设置木桩、并在不影响施工的位置设置护桩，用小钉在木桩上标记出桩位中心及护桩的准确位置，并设立明显标志。方便钻进时对桩位中心的校核。桩位放样完成后报现场测量监理工程师复核无误后方可埋设护筒。3.3.3 护筒埋设钢护筒在工厂加工，采用 12mm 厚钢板制作。为增加刚度防止变形，在护筒上下端口外侧各焊一道加劲环。护筒内径 2.2m，长度暂定 8m，用汽车运输至现场进行埋设安装。使用水准仪将高程引到护筒上，并做红漆标记。护筒的底部埋置高程-5.0m，顶面高出地面 50cm。护筒安装精度要求：标高容许偏差： 100mm垂直度容许偏差： 23.3.4 钻机就位为使钻孔桩的工艺性试验具有代表性，以便对钻孔桩施工具有指导意义，拟采用 ZSD250 型钻机钻孔，作为本标段钻孔灌注桩施工时使用的典型钻机。ZSD250 型钻机技术参数见下表：表 3-1 ZSD250 型回旋钻机项目 单位 数据钻径 m 1.2-2.5标准 m 60钻深最大 m 140最大提升力 t 140机架钻杆吊机 t 113项目 单位 数据动力头行程 mm 2900长度 mm 2400钻杆重量 kg 420电源 3 相 380V50HZ总功率 kw 145整机尺寸 m 4.54.66.4整机重量(不含钻具、压重) t 18排渣方式 反循环 气举或泵吸护筒埋设后进行钻机就位，安装 ZSD250 型钻机并抄垫平稳，固定牢靠。钻机安装的精度要求如下：钻机底盘四个支点高差3mm，用水平尺检查。钻机水龙头中心与转盘中心重合，吊线检查，误差1。钻机中心与桩位中心偏移不大于 2cm。钻机安装完成后，安装泥浆分离器，空气压缩机，泥浆泵及泥浆、压缩空气循环管路等钻孔辅助设备。钻机及钻孔辅助设备全部安装完成后报监理工程师现场检查，符合要求后方可开始钻进。3.3.5 泥浆制备（1）在试桩位置设置两座 3m8m，深 1.5m 左右。一个浸泡粘土，另一个搅拌制浆，轮换使用。泥浆池底部应夯实、铺设彩条布隔水,防泄漏;四周按 1：0.3 坡率放坡，顶部高出地面至少 30 厘米。周围设 1.2 米高安全防护栏，挂设警示标识牌，夜间设红色警示灯，防止发生安全事故。（2）泥浆采用膨润土、火碱及纤维素混合而成，新配置每立方米浆液中，自来水 950kg，膨润土 130kg，纯碱 4.5kg。在泥浆池中用搅拌机搅拌好。施工中泥浆由孔口进入，利用气举反循环抽吸泥浆，泥浆携带钻渣由钻杆上升进入泥浆池，处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成不断的14循环。钻孔弃碴运输到指定地方，不得随意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放，以避免污染环境。（2）泥浆在使用过程中，各施工阶段的性能指标如下：表 3-2 施工各过程泥浆性能控制指标钻孔方法地层情况相对密度粘度（s）含砂率（%）胶体率（%）静切率（%）PH值失水率（ml/30min）泥皮厚（mm/30min）一般地层1.021.061620 4 9512.581020 3反循环 易塌地层1.061.101828 4 9512.581020 3钻孔过程中，泥浆质量的好坏，将直接影响钻孔桩的成孔质量和钻进速度。因此，对拌制泥浆用的每批原材料应进行抽检，严格控制质量。泥浆拌制开始和过程中应对泥浆所有技术参数进行测试，过程控制暂定每 100m3测试一次。除此之外，施工现场应以每 4 个小时一次的抽检频率监测泥浆的比重、粘度、含砂率、PH 值并记录。3.3.6 钻孔施工3.3.6.1 施工方法（1）钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。（2）在钻进过程中，钻头在护筒底口上下各 1 米范围内，钻机必须采用低转速，低钻压，低进尺钻进，防止此处引起的塌孔及泥浆流失。离开护筒底口 1 米以后方可进行正常钻进。当钻头将要离开护筒底口时，停止进尺35 分钟，低速转动，检验钻头是否磨损筒壁，如有磨损，则需调整钻机位置，直至钻机钻头离开护筒后，缓慢进尺，通过护筒底口，以防止提取钻头时被护筒挂住钻头。（3）正常钻进时，应根据地质资料经常注意土层变化，每进尺 2m 或土层变化处均立即捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录表，与地质资料剖面图核对，根据实际情况随时调整钻机钻速，进尺速度。15（4）钻进必须连续进行，不得随意中途停钻。升降钻头应平稳，不得随意碰撞护筒和孔壁。拆装钻杆力求迅速。以减少停钻时间。钻进过程中，必须保持孔内有足够的水头，一般控制泥浆面和地面平齐或在地下水位线以上 2m，以加强护壁，防止塌孔及流砂现象的发生。（5）钻进过程中应采用减压钻进，孔底钻压不超过钻杆、钻头和配重之和（扣除浮力）的 80%，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象，根据不同的土层采用不同的钻压，不同的转速。不同的土层采用怎样的钻压和转速可参照表 3-3 取用。表 3-3 各覆盖层中钻压、转速、进尺速度参数名 称 钻压（t） 转速（转/分） 钻进速度（m/h）粉砂 23 57 1.52.0细砂 24 57 1.52.5地质情况 粘土 36 79 1.52.0（6）钻孔过程中及时清理钻渣，提高成孔效率，加快进尺速度。钻孔中的钻渣主要是利用泥浆分离器进行分离清除，存渣池要定期进行清理。（7）在钻进过程中，泥浆数量有损耗。比重、粘度和 PH 值等各项指标也相应的发生变化，根据定时的检测，需要及时补充，调整泥浆的各项指标。（8）当钻至覆盖层变化处时，要采用低钻压、低转速，使孔壁形成良好的导向，以防止此处成孔产生过大偏斜，导致钢筋笼无法下到设计标高。（9）在钻机过程中施工人员随时观察钻杆的垂直度与钻机偏移情况，防止孔位偏移，斜孔等现象发生。3.3.6.2 清孔终孔后应及时清孔，以免使钻碴沉淀增多而造成清孔困难，清孔用气举反循环法。在清孔时应及时向孔内加注新鲜泥浆，保持孔内水位。泥浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准后，移开钻机准备检孔。测深用的测绳应定期检验并进行长度校正。严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。163.3.6.3 钻孔异常处理（1）坍孔处理在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上 1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。（2）缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。（3）埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快；卡钻则主要发生在泥浆性能不好，失水量大，泥饼厚，泥浆泵排量小，回返速度低时，在井壁上形成很稠的胶糊状，并粘着一些岩屑等，致使井径缩小而造成卡钻。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后，应保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。3.3.7 成孔验收检测成孔质量的好坏直接影响钻孔灌注桩的工程质量，因此在成孔后进行桩基成孔质量检测。3.3.7.1 检测仪器检测采用 JL-IUDS(B)超声成孔质量检测仪，该仪器检测精度高，误差为满量程的 0.2%；最大检测孔径 5m；能判断孔的倾斜方向，在垂直度不满足要求情况下，指示修孔方向。泥浆比重要求1.2，现场只需要 12KV 电池供电。17检孔仪器见图 3-2、图 3-3 所示。图 3-2 检孔仪图图 3-3 检孔仪检孔图3.3.7.2 成孔质量检测标准成孔质量检测标准见表 3-4。表 3-4 成孔质量检测标准表序号 项目 允许偏差1 孔径 不小于设计孔径2 孔深 不小于设计孔深3 孔位中心偏差 不大于 50mm18序号 项目 允许偏差4 倾斜度 1/1005 灌注混凝土前 沉渣不大于 100mm3.3.8 钢筋笼制安3.3.8.1 钢筋笼制作试桩钢筋笼主筋及加劲内支撑环筋采用 25mm 的 HRB400 钢筋，加劲环筋在钢筋笼上从桩顶向下每隔 2m 与主筋焊接一根。螺旋箍筋采用 16mm的 HRB400 钢筋。另设置 4 根 603.5 声测管， 声测管竖向焊于加劲环筋上。（1）钢筋的验收及管理a、钢筋应具有出厂质量证明书，进场后按批量，规格进行抽样检查，并由检查部门出具试验报告，对于需要焊接的材料还应有焊接试验报告，确认该批材料满足设计、施工要求后，物资部门方可将该材料入库，登记、造册。b、钢筋进库后须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分别堆存，不得混杂，且应挂牌以资识别。钢筋在运输、储存过程中，应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置在仓库（栅）内，露天存放时，应垫高并加遮盖。c、钢筋发料时应随同材料发给使用单位材料出厂质量保证书及进场抽样检查试验报告复印件。使用单位应按材料的使用部位登记造册，并将材料的质保书编号及抽样检查试验报告单编号填入施工记录表中，作到材料具有可追索性。（2）主筋下料及钢筋笼成型a、主筋采用 25 钢筋，主筋下料采用砂轮切、专用切割机下料。主筋接头采用滚轧直螺纹接头，采用套丝机车丝，连接前均应进行修整规圆。b、钢筋笼采用车间下料，长线法成型。钢筋笼在加工厂分 10 节制造安装。 c、钢筋笼内支撑环要求成型后尺寸准确，成型前必须设计制造成型胎19具，确保支撑环圆顺。成型后直径容许偏差5mm。d、支撑箍间距安施工图设置，为防止支撑箍安装和起吊过程中发生过大变形，支撑箍内设“”或“”形临时支撑。e、钢筋笼成型时，箍筋与主筋采用点焊连接，连接点在相邻箍筋上各50%交错进行。钢筋笼成型后要确保钢筋笼各节中轴线相互吻合。（3）钢筋保护层钢筋保护层采用 C40 细石混凝土制成的轮片。中间加设 25 镀锌钢管，轮片厚 3cm，直径 165mm，内加 2.0mm 铁丝作分布筋。垫片每 2m 设置一层，沿周圈间隔 1m 安装一个，垫片内插 2022 圆钢并与纵向主筋焊接固定。（4）钢筋笼制作容许偏差表 3-5 钢筋笼骨架检查项目表序号 项目 允许偏差 检查方法1 钢筋骨架长度 100mm 尺量检查2 钢筋骨架直径 20mm 尺量检查3 主筋间距 0.5d 尺量检查4 加劲箍间距 20mm 尺量检查5 箍筋间距 20mm 尺量检查6 钢筋骨架垂直度 L/100 吊线检查7 保护层厚度 不小于设计值 检查垫块（注： L 为钢筋骨架长度、d 为钢筋直径）（5）钢筋笼连接质量控制表 3-5 直螺纹接头安装时最小扭矩值钢筋直径（mm）16 1820 2225 2832 3640拧紧扭矩（Nm）100 200 260 320 3603.3.8.2 荷载箱安装严格按试桩图纸确定钢筋应变计在主筋上的位置，钢筋应变计直接绑扎于主筋上，绑扎过程中注意保护应变计导线，穿过荷载箱预留孔时，预留25cm 左右的导线于预留孔内。20荷载箱应立放在平整地上，将其与钢筋笼进行焊接，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；然后荷载箱下底板与下节钢筋笼连接，焊接下喇叭筋。在荷载箱上导管开孔处，在钢筋笼内侧用光圆钢筋制成漏斗状，以便300 导管沿指定孔顺利放至钻孔桩孔底。图 3-2 荷载箱安装实例3.3.8.3 钢筋笼的存放、起吊、运输a、钢筋笼分节完成后，分节运输至现场。钢筋骨架在存放运输过程中，支撑箍处应设置等高垫木，防止钢筋骨架油污。b、钢筋骨架起吊时，吊机操作应平稳、缓慢，避免落钩时速度过快，导致钢筋笼冲击变形。并对吊点处支撑环增加临时支撑进行适当加固，防止吊点处骨架变形。c、运输过程中应与平车固定牢靠，防止平车上坡、转弯时钢筋笼滚落发生事故。d、起吊和运输过程中不得造成钢筋笼产生残余变形。当钢筋笼内完整性测试管安装后，为避免管路损坏，钢筋笼起吊时两吊点间的下挠值不得大21于 70cm。3.3.8.4 声测管安装为了检测钻孔桩质量，在钢筋笼制作时，根据设计要求安装超声波检测管。钢筋笼按设计图纸绑扎成型后，在钢筋笼内侧圆周均布布置声测管，各管路套丝后用管箍连接并加固焊牢，顶部接长至与施工平台平齐并封闭。声测管安装垂直度容许偏差不大于 0.5，且接头处孔壁过渡圆顺光滑。声测管底部焊接 2mm 厚钢板封闭。3.3.8.5 钢筋笼安装a、钻孔桩成孔检验合格后，即可开始钢筋笼的吊装施工。用吊机分节吊装钢筋笼，分节依次拼装，下放。为便于钢筋笼吊起和拼接，特制一套钢筋笼悬挂固定系统，包括卡具和悬吊钢筋。为保证钢筋笼起吊时不变形，每节钢筋笼可采用多点起吊吊装。b、主筋接长采用直螺纹套筒连接方式，其余钢筋采用焊接连接。钢筋笼制作过程中须严格控制钢筋笼接头安装质量，且钢筋接头必须错开布置，接头数不超过该断面钢筋总根数的 50，接头连接区段长度为 35d 且最小不小于 50mm。c、钢筋笼安装到位后及时固定，并采取有效措施（在混凝土顶面浇注至钢筋笼底部时减缓浇注速度、在保证导管埋深的前提下尽快将导管提至钢筋笼内）防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。d、直螺纹钢筋的连接钢筋连接前，先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖，并检查钢筋规格是否和连接套筒一致，检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀要用铁刷清理干净。检查套筒的产品质量，套筒必须有供货单位的质量保证书。先将标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋的一侧，将待接钢筋的标准丝头紧靠后，再将套筒拧回到标准丝头一侧，并用扳手拧紧，使套筒达到规范要求位置处，连接即告完成，然后立即画上标记，以便质检人员抽检，并做抽检记录。22对接时，按照长线法拼接的标记对位，对接时工效要衔接迅速，减少作业时间，力争尽快下笼。接头连接完成后，由质检人员分批检验，检查方式为目测。接头两端外露螺纹长度相等，且不超过两个完整丝扣（加长螺纹除外） 。e、钢筋笼下放注意事项钢筋笼起吊时在钢筋笼起吊端对称位置的两根主筋加劲箍位置焊接 “u”型光圆钢作为吊点起吊钢筋笼，钢筋笼内部相应位置设置支撑钢筋。钢筋笼连接的同时连接声测管，声测管底端封闭，在对接完成后灌注清水检验密封性，检验合格后方可下放，钢筋笼下方到位后封闭顶口防止杂物进入。在钢筋笼安装作业过程中，不得将任何诸如角钢，短钢筋等铁件掉入孔内，以免钢筋笼受阻无法安放至设计标高。一旦不慎掉入，应打捞出后再下钢筋笼。当钢筋笼下端接近护筒底口时，应放慢下放速度，并在操作人员的扶持下，对准孔中心缓慢下放，防止钢筋笼碰撞孔壁，造成塌孔而给二次清孔增加难度。一旦发生骨架被卡，入孔困难时，应稍稍提起并转动骨架缓慢试探入孔，直到骨架下至设计标高。钢筋骨架安放标高容许偏差为：不高于设计标高 100mm，不低于设计标高 75mm。3.3.9 水下混凝土灌注3.3.9.1 混凝土配合比正桥工程试桩采用商品混凝土，由张家港市锦建建筑材料有限公司(其资质证书等已报项目审查通过)提供,商品混凝土原材的各项指标应满足相关国标要求，供应商品混凝土的厂家应提供相应的资质证明文件、使用批次各种材料的质保资料及混凝土配比文件，由项目部向监理报批。具体要求及内容如下：试桩采用 C40 水下混凝土，混凝土的可泵性、和易性必须满足要求，混凝土坍落度为 1824cm，初凝时间不少于 10 小时。23水泥：采用 42.5 普通硅酸盐水泥；掺合料：应能满足沪通大桥南岸正桥试验桩的要求。砂：细度模数为 2.33.0 的中砂；碎石：选用质地坚固的碎石，其压碎值小于 10%，吸水率小于 2%。采用531.5mm 连续级配；水：采用自来水。减水剂：选用的混凝土外加剂产品技术性能指标符合混凝土外加剂(GB8076)及相关标准。3.3.9.2 混凝土灌注（1）混凝土拌合前做好以下准备工作a、混凝土灌注所需的工具、设备如 4.5m3 漏斗、300mm 水下混凝土填充导管、导管夹箍、测量混凝土面标高的测鉈、测绳以及各种技术签证表格应准备妥当。b、备用发电机组应试运转，状况良好，设备维修人员和配件应准备妥当。所有备用设备应保证原有设备在遇到意外事故时，混凝土生产、运输、灌注能继续。（2）混凝土的拌合a、商品混凝土拌制时安排项目部试验人员及监理工程师进入混凝土拌合站监督混凝土拌制过程，并按要求检验材料及拌合物的相关技术指标。开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，将理论配合比换算成施工配合比。b、混凝土配料和计量：混凝土配料必须按试验室通知单进行，并应有试验人员值班，配料应采用自动计量系统计量。c、开盘前要检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否相符，数量是否足够灌注一根桩并有 10%的富余量。d、开盘前要校核搅拌站计量设备及其他计量器具，并由试验人员复核。e、开盘前外加剂的浓度应进行确认，外加剂的掺量应精确。24f、开盘前，应检查拌合机、混凝土输送泵及管道、灌注等各设备的运转情况。 g、混凝土拌合采用强迫式拌合机，搅拌时间不少于 1.5min。h、混凝土自搅拌加水至入孔时间不得超过 60min。（3）混凝土的运输桩身混凝土由商品混凝土工厂拌制，混凝土采用汽车输送，通过泵送入孔。当温度较高时，混凝土泵管应浇水降温。（4）混凝土的浇筑a、开始灌注首批混凝土时，首批混凝土储量控制在 14m3 左右。b、导管安装 混凝土采用刚性导管法灌注，导管接头为卡口式，壁厚 =10mm，直径 外=300mm ，容许承受的最小压力为 1.2Mpa。 每根桩混凝土灌注前，对导管均应逐段进行水密承压和接头抗拉试验。试验压力考虑桩孔泥浆面标高至桩底标高压力和导管自重的影响，约为1516kg/cm 2。导管压至实际压力后检查有无渗漏情况，在无渗漏的条件下持荷时间不少于 5 分钟。混凝土填充导管安装前应在导管上用油漆划上编号，以便混凝土灌注时与测量深度相互复核。导管除准备 3 米长基本节段 45 节外，另配 0.5 米、1 米、2 米长导管各 2 节以方便导管配节、调整导管底高度。导管插入桩孔前应认真复查导管的实际长度与所划刻度是否相符，确认无误后插入桩孔并进行接长。导管安装完毕，底口离孔底约 30cm。c、水下混凝土灌注 首批混凝土灌注方量首批混凝土的方量应能满足导管初次埋置深度大于等于 1.5m 和填充导管底部间隙的需要，经计算首批混凝土的数量应大于 14m3。 钢筋笼安装完成后检测孔内沉渣厚度，若超过规范要求，进行第二次清孔，二次清孔的方法仍为空气反循环法，出浆管为灌浆导管，灌浆导管顶部需安装专门的清孔管道，使之既可以接入高压风管，又可以接出出浆管，25从灌浆管内部下入高压风管（丝扣连接的钢管）清孔即可，注意清孔时要补充孔内泥浆，维持孔内水头高度。二次清孔达到要求后，立即拆除清孔头帽和高压风管，进行水下混凝土灌注作业，其间隔时间越短越好。因荷载试验桩底部有荷载箱，荷载箱设上有 6 个 300mm 返浆孔，为防止返浆孔塞堵，改变常规采用泡沫球作隔水栓塞的方法，改用装混凝土的编织袋制成的球代替泡沫球做隔水栓塞。 待储料斗和漏斗储满混凝土后，开始“拔球”灌注混凝土，拔球后混凝土要连续灌注，不得停顿，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成。 混凝土灌注过程中要有专人测量混凝土面标高，正确计算导管在混凝土内的埋置深度，导管埋置深度适当，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度在规范允许范围内。混凝土灌注接近钢筋笼底部时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，在保证导管埋深的前提下尽量一次提升导管至钢筋笼底口以上，防止钢筋笼上浮。 灌注过程中应记录混凝土灌注量及相对应的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况应及时报告工程师并进行处理。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，浇注混凝土至设计桩顶；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。 混凝土灌注到桩上部 5m 以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。 实际灌注的桩顶标高应比设计标高高出 1.0m 左右。3.3.9.3 注意事项a、混凝土灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查签证，施工过程中要认真填写施工记录表和施工记录。b、混凝土灌注工作应连续不间断进行，万一发生混凝土灌注中断事故，应根据导管的埋置深度，间断、少量提升导管，并立即排除故障。26c、混凝土填充是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机应对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。d、 灌注过程中应防止异物掉入导管中3.4 试验桩超声波检测试验桩检测委托中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司检测中心进行检测。其资质证书等见附件。钻孔桩水下混凝土灌注完成一周后，即可用声波透射法检测桩身混凝土填充质量，测管间的动测读数应顺序地读取，其深度增量不大于 60mm。动测数据应以数字式盘片记录以使其长期保存，动测数据按监理工程师同意的格式以硬盘拷贝提交，检测结果和附有说明的动测报告在检测工作结束后48 小时向监理工程师提交。为确保声波透射法检测桩身混凝土填充质量工作的顺利进行，钻孔桩水下混凝土填充完毕 24 小时后，应用测量绳检查管内是否有泥浆漏入，若有，应用地质钻机及时通孔并用清水冲洗干净，即可开始试桩试验。4、自平衡试验4.1 试验方法4.1.1 测试原理自平衡测试法是利用试桩自身反力平衡的原则，在桩端附近或桩身某截面处预先埋设单层（或多层）荷载箱，加载时荷载箱以下将产生端阻和向上的侧阻以抵抗向下的位移，同时荷载箱以上将产生向下的侧阻以抵抗向上的位移，上下桩段的反力大小相等、方向相反，从而达到试桩自身反力平衡加载的目的。试验时，在地面上通过油泵加压，随着压力的增加，荷载箱伸长，上下桩段产生弹（塑）性变形，从而促使桩侧和桩端阻力逐步发挥。荷载箱施加的压力可通过预先标定的油泵压力表测得，荷载箱顶底板的位移可通过预先设置的位移棒（或位移丝） ，在桩顶（或工作平台）附近用位移传感器27测得。由此可测得上下桩段两条 QS 曲线及相应的 Slgt 曲线，采用合理的测试数据等效转换方法和承载力确定方法，即可确定基桩的极限承载力、桩侧、桩端阻力分担情况等。 荷 载 箱 下段桩上段桩-80-60-40-2002040600 2000 4000 6000荷 载 （ kN）位移（mm）图 4-1 自平衡加载受力示意及试验典型曲线4.1.2 测试系统4.1.2.1 加载系统自平衡试桩法的主要装置是特别设计的液压千斤顶式的荷载箱，根据试验桩径和试验荷载的大小，荷载内设置一个或多个千斤顶并联而成，为使荷载箱两端的桩身受力均匀、便于和钢筋笼焊接，在千斤顶上、下分别用适当厚度的钢板连接。它按不同的桩型、截面尺寸和荷载大小设计制作。为保证垂直受力，荷载箱平放于试桩中心，荷载箱的轴线应尽量与桩身轴线保持一致；荷载箱位移方向与桩身轴线夹角5，荷载箱最大双向加载能力可取按地质报告计算的单桩极限承载力的 1.21.5 倍。4.1.2.2 数据采集系统为了满足试验的要求和数据的精度，本次试验拟使用桩基静荷载测试分析系统。该系统可自动采集自动读数、自动记录，且采集精度高，能够满足自平衡加载测试的要求。28荷 载 箱 位 移 棒位 移 传 感 器 钢 筋 笼 电 动 油 泵基 准 梁 计 算 机 采 集 系 统桩 顶 位 移 棒 外 护 管图 4-2 自平衡测试系统示意图4.1.2.3 荷载与位移的量测装置采用连于荷载箱输压管的压力表测定油压，根据荷载箱标定曲线换算荷载。位移测试采用位移传感器测量，在桩顶设置测点测量桩顶位移；并通过伸出桩顶的位移棒