單樁靜載試驗方案新

1、 曹妃甸甸頭立交橋滿堂支架平臺鋼管樁單樁靜載試驗方案 編制：白劍鋒 復核：白劍鋒 審核：高有龍中鐵十六局集團有限公司曹妃甸工業(yè)區(qū)甸頭立交橋項目經(jīng)理部二一年七月一日目 錄一、概述 2二、試驗目的及依據(jù) 2三、試驗方法和原理 21、單樁豎向抗壓靜載試驗22、加載與沉降觀測 33、卸載與回彈觀測44、單樁豎向極限承載力的確定4四、試驗檢測設備 41.靜載試驗設備42.加荷及觀測系統(tǒng)5五、試驗樁及反力系統(tǒng)施工55.1 鋼管樁打設55.2 反力系統(tǒng)結構設置 65.3 反力系統(tǒng)結構力學計算7附錄：單樁豎向抗壓靜載試驗檢測報告一、概述本立交位于曹妃甸島的東南角，是港區(qū)主干道、港區(qū)一號路、通島路、灤曹高速公路

2、交叉處，設計為全互通立交橋。本立交橋為二層互通式立交，港區(qū)主干道走地面；港區(qū)一號路、灤曹高速公路走第二層。匝道最小半徑60米，設計最小車速40km/h。通島路至鐵路貨運站設置跨線橋跨越首鋼支線鐵路。甸頭立交橋共11條線路，線路總長13921.308m，橋梁總長5818.621m，其中現(xiàn)澆箱梁共16聯(lián)50跨，均在海上；除大跨度橋梁外，連續(xù)箱梁梁體高度均為1.8m，箱梁頂板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚度不小于50cm，A線箱梁采用單箱六室斷面，其它各線箱梁均采用單箱雙室或三室斷面。箱梁邊腹板采用斜腹板，外形與預制小箱梁相同。結合本工程橋位處河床及地貌的實際情況，水中現(xiàn)澆支架段擬搭建鋼管樁

3、平臺支架體系。二、試驗目的及依據(jù)1. 試驗目的確定試樁的單樁豎向承載力是否滿足設計要求,確保滿堂支架平臺安全。2. 試驗依據(jù)、建筑基樁檢測技術規(guī)范（JGJ106-2003 J256-2003）；、設計文件及相關文件。三、試驗方法和原理1 單樁豎向抗壓靜載試驗試驗采用慢速維持荷載法。施加荷載采用錨樁反力系統(tǒng)法。采用水準儀對各樁樁頂各觀測點適時進行觀測并記錄位移數(shù)據(jù)，千斤頂油表時刻顯示樁頂所受荷載大小。荷載控制由壓力表讀數(shù)控制，荷載分級施加，記錄每級荷載施加過程中每間隔一小時和本級荷載達到相對穩(wěn)定標準時的讀數(shù)。采用1臺4000kN千斤頂緩慢加載，施加荷載的重心施加在樁的軸線上，并且方向與試樁軸線一

4、致。實驗原理圖2.加載與沉降觀測、加荷分級：根據(jù)試驗技術要求，本次試驗加荷控制及分級見表1。表1 試驗荷載表工點名稱樁徑（m）試樁長度（m）單樁許承載力（kN）最終加荷值（kN）初級荷載（kN）2級荷載（KN）3級荷載（KN）曹妃甸甸頭立交橋0.82大于18.080016001603204804級荷載（KN）5級荷載（KN）6級荷載（KN）7級荷載（KN）8級荷載（KN）640800960112012809級荷載（KN）10級荷載（KN）144010級荷載（KN）、沉降觀測：每級加載后，間隔5，10，15 min各測讀一次，以后每隔15 min測讀一次，一小時以后，每30分鐘測讀一次，直至達到

5、相對穩(wěn)定標準。、沉降相對穩(wěn)定標準：每級加載的下沉量，在一小時內(nèi)如不大于1mm時，即可視為穩(wěn)定：、終止加載條件：為消除反力架安裝間隙，初級荷載施加完畢時觀測各樁，此時各觀測點作為參考位置，即位移量計為“0”，當出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：a. 相對于參考位置總位移量大于或等于40mm，本級荷載的下沉量等于或大于前級荷載的下沉量5倍時，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。b. 相對于參考位置總位移量大于或等于40mm，本級荷載加上后24h未達穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。c. 相對于參考位置總位移量小于40mm，但荷載已大于設計容許承載力的2倍，加

6、載可終止。d. 錨樁明顯被拔起或反力失效，不適合繼續(xù)加載。3.卸載與回彈觀測每次按順序卸除荷載（加載分級荷載的2.0倍）后觀測樁頂回彈量；卸載時每級荷載維持一小時，按第15、30、60min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載后測讀樁頂殘余沉降量，維持3小時。4.單樁豎向極限承載力的確定單樁豎向抗壓極限承載力的確定根據(jù)建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-94）和建筑基樁檢測技術規(guī)范（JGJ1062003）的規(guī)定，按下列方法確定：根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Qs曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應的荷載值；根據(jù)沉降隨時間變化的特征確定：取slgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值；出

7、現(xiàn)終止加載的第二條情況時取前一級荷載值；對于緩變型Qs曲線可根據(jù)沉降量確定，取s=40mm對應的荷載值；宜考慮樁身彈性壓縮量；對直徑大于或等于800mm的樁，可取s=0.05D對應的荷載值。當按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達到極限時，樁的豎向抗壓極限承載力應取最大試驗荷載值。四、試驗檢測設備1.靜載試驗設備單樁豎向靜載試驗用錨樁橫梁組合反力裝置1套，由二根長6.0m主梁（雙支HN500x200x10/16型鋼）、一根長3m的豎腹桿（雙支HN500x200x10/16型鋼）、四根斜桿（雙支I 360x136x10/15型鋼.）和錨樁組成反力系統(tǒng)；如下圖所示：反力架空間結構示意圖2.加荷及觀測

8、系統(tǒng)、加荷系統(tǒng)：QW2000液壓千斤頂1臺、80MPa電動油泵一臺及配套油路一套。、觀測設備荷載大小由油泵壓力表直接讀出（壓力表讀數(shù)為壓強值時，根據(jù)千斤頂活塞直徑計算出相應壓力噸位；位移采用水準儀觀測。五、試驗樁及反力系統(tǒng)施工5.1 鋼管樁打設鋼管樁按下圖相對位置打入海床中。反力樁采用820的開口樁，盡可能打入土中深一些，入土以大于15m或90t振動錘跳錘為止，（跳錘不得超過10秒鐘，避免振動錘撕裂鋼管樁，以保證其抗拔力大于60t。試樁采用施工中所用的閉口樁及在樁底加設樁頭，各樁的相對位置應盡可能準確，以確保反力架受力均衡。試樁打插完畢到試驗開始時間間距不得小于24小時。試樁及反力樁位置示意圖

9、5.2 反力系統(tǒng)結構設置 反力架采用兩根主梁十字交叉架設于反力樁上，主梁上焊接豎腹桿及斜拉桿構成空間結構。主梁架設前應先安裝好千斤頂及相應操作平臺，主梁及豎腹桿采用雙支HN500x200x10/16型鋼并排拼焊而成，拼縫每隔50焊接10焊縫。斜拉桿、豎腹桿與主梁之間以及豎腹桿與斜拉桿之間的角焊縫應滿縫焊接，選用的焊條應根據(jù)母材材質選擇相應級別的焊條施焊，焊縫多次施焊時每次施焊前應清跟，防止焊縫夾雜焊渣而降低焊縫受力性能。主梁與反力樁的鏈接采用反壓梁及U型鋼板倒扣并于反力樁樁壁焊接固定，反壓梁采用I36a工字鋼。U型鋼板厚度不小于20。反力系統(tǒng)結構見下圖所示。試樁反力架結構示意圖5.3 反力系統(tǒng)結構力學計算滿堂支架平臺單樁承設計載力80t，但為了確保結構安全，臨時結構安全儲備系數(shù)達到1.51.8，本試驗試樁極限試驗荷載按160t考慮，即安全儲備達到2.0。結構受力計算采用有限元結構分析軟件進行分析。所有桿件均按梁單元考慮。邊界條件僅考慮四根反力樁樁底固結（假定樁周摩阻力足夠大）。分析模型如下圖所示：荷載工況：這里只考慮在極限試驗荷載160t作用力及自重最不利荷載組合工況：經(jīng)電算結果如下：1、 各桿件應力狀況：2、 節(jié)點位移（結構彈性變形）