沪高速铁路后注浆技术——施工组织2.docx

高速铁路深厚软土地基中桩基后压浆实施方案主持单位：中交股份参加单位：京沪高速铁路股份有限公司西南交通大学中南大学中国建筑科学研究院中铁第四勘察设计院集团有限公司目录1编制依据32项目概况33试验范围34试验内容和进度35试验总体布置36主要工程量和材料、设备进场计划46.1 主要工程量46.2 劳动力及设备配置57试验组织机构和主要人员771试验组织机构77.2主要参加人员78试验实施方案98.1 单桩试睑方案98.1.1 压浆试验98.1.1.l压浆班位布置98.1.1.2配套设备机具108.1.1.3劳动力组织和施工进度计划108.1.1.4压浆施工工艺108.1.1.5施工注意事项118.1.1.6质量保证措施128.1.2单桩静载试验方案138.1.2.1静载试验工艺流程138.1.2.2静载试验方法148.2群桩试验178.2.1沉降观测188.2.2桩端反力、班顶压力、独身轴力和桩侧摩阻力测试198 .2.3群班基础班间土压力测试209 附图201编制依据1、高速铁路深厚软土地基中桩基后压浆技术实施大纲、专家评审意见。2、京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥阳澄湖桥段设计图纸。3、国家有关方针政策和国家、铁道部有关标准规范、规程等。4、京沪高铁土建六标段实施性施工组织设计、架梁计划。2项目概况本试验项目为铁道部“高速铁路铁路重大科技项目”之一，研究目的在于对软土地区桥梁桩基，通过预埋压浆管进行压浆，减小桥涵工后沉降，缩短无喳轨道铺设要求的静置时间。3试验范围本试验项目地点选择在阳澄湖桥段477#508#墩之间，里程为DK1245+861.70DK1246+867.83,试验对象为下部结构100cm的钻孔灌注桩。4试验内容和进度本项目主要包括压浆工艺试验、单桩静载试验、群桩试验研究三部分内容。总体安排遵循现场实际施工进度原则，所有试验测试穿插在现场施工中进行。根据试验内容及本标段总体施工进度计划，本试验项目进度安排如下：1、2008.9.25-2008.10.13,桩基施工完成，压浆管及钢筋计埋设完成；2、2008.9.302008.11.5,单桩压浆试验、单桩静载试验完成，；3、2008.10.5-2008.11.22,群桩压浆完成；4、2008.10.27-2008.11.20,完成承台施工，承台施工前应注意承台底压力盒、桩顶压力盒的埋设；5、2008.11.152010.6月，架梁后沉降观测，同时进行群桩桩顶、桩端反力，桩身轴力、承台底土压力测试。试验进度计划详见附图一。5试验总体布置1、单桩试验(1) 6根工程桩：492#-7、493#-7、494#-7、495#-7、496#-7,497#-7；(2) 3根试验桩：S1.S2、S3；SIS3设在495#497#墩承台右侧，距离承台右侧边缘23m处，桩长1.=52M,桩径6100Cnb配筋同丹阳至昆山特大桥阳澄湖桥段桩基设计图。桩位选择具体布置见附图二。2、群桩试验选择480#506#墩之间的部分承台、桩基作为试验对象，具体布置见附图二。6主要工程量和材料、设备进场计划6.1 主要工程量本试验项目主要工程量见表6.1-1。表6.1-1主要工程量项目单位数量备注单桩试验桩基延米/根156/3100cm试验桩Sl、S2、S3压浆桩数根9工程桩6根，试验桩3根工程桩加载吨位/根/6试验桩加载吨位/根/3100cm试验桩Sl、S2、S3群桩试验压浆桩基延米/根6552/126墩身观测标个/墩27/27桩基压浆桥墩21个，不压浆6个承台观测标个/承台54/27桩基压浆桥墩21个，不压浆6个桩身应力测试根/墩27/9承台底压力测试承台4表6.1-2主要材料进场计划项目规格单位数量进场时间备注钢管50mm,壁厚3mm米195602008.9.25镀锌管50mm,壁厚3mm米1522008.9.25压浆用水泥P.042.5吨9952008.9.25单向阀个6002008.9.25试验桩校C35M31502008.9.25试验桩钢筋HRB335Kg42002008.9.25钢筋计个10302008.9.25土压力盒个1102008.9.256.2 劳动力及设备配置(1)劳动力人员配置根据本项目施工特点，劳动力人员配置见表6.2-1表6.2-1劳动力人员配置表序号任务人数备注1试验桩制作施工20中交公司2压浆施工12中交公司施工，试验单位提供技术指导3静载试验8中南大学4群桩测试8中交公司负责沉降观测、西南交大负责桩端、桩顶反力，桩身应力及承台底土压力测试测试合计48(2)施工主要机械设备配置根据本试验项目内容，需要配置一定数量的机械设备，详见表6.2-25；表6.2-2桩基施工主要机械设备配置序号机械设备名称规格型号数量额定功率(KW)进场时间备注1反循环钻机GPS-I5、18、20192008.9.252运输车22008.9.253汽车吊25T52008.9.254碎罐车82008.9.255拌合站12008.9.256电焊机302008.9.257发电机GKF30082008.9.258空压机10m3min12008.9.25表6.2-3压浆施工主要机械设备配置序号机械设备名称规格型号数量额定功率(KW)进场时间备注1压浆泵BW-25012008.9.252水泥浆搅拌机JZ-35012008.9.25表6.2-4静载试验主要机械设备配置序号机械设备名称规格型号数量额定功率(KW)进场时间备注1试块5t个1002008.9.302千斤顶800吨12008.9.303反力架可承载100O吨12008.9.304汽车32008.9.305汽车吊12008.9.306测数系统12008.9.307智能综合数据JMZX-300112008.9.30测试仪8智能联通式液位沉降计32008.9.309空压机12008.9.3010挖掘机12008.9.30表6.2-5群桩试验主要测试仪器配置序号机械设备名称规格型号数量额定功率(KW)进场时间备注1全站仪1.AICA12008.11.202水准仪DSZ222008.11.203智能综合数据测试仪JMZX-300112008.11.207试验组织机构和主要人员7.1试验组织机构本试验项目承担单位为中交股份，试验单位为西南交大、中南大学，咨询单位为中建院、铁四院，详见组织机构图7.1-1。图7.17试验组织机构7.2主要参加人员本项目主要参加人员见表7.2-1o表7.27主要参见人员表课题负责人性别职务职称职责所在单位王建男高工承担单位负责人中交股份安爱军男高工项目负责人中交股份杨启兵男高工方案审查京沪公司陈建东男高工方案审查京沪公司杨斌男高工方案审查京沪公司王效有男高工方案审查京沪公司黄岳锋男高工方案审查京沪公司马建林男教授学科带头人西南交大李亮男教授学科带头人中南大学刘博峰男高工现场协调中交股份王跃男高工现场协调中交股份任文锋男工程师现场协调中交股份高文生男高工专家咨询中建院许三平男高工专家咨询铁四院吴兴序男教授现场测试西南交大毛坚强男教授理论分析西南交大杨小礼男教授理论分析中南大学聂志宏男副教授现场试验中南大学于志强男副教授现场测试西南交大肖世国男副教授理论分析西南交大陶志平男副教授现场测试西南交大8试验实施方案8.1 单桩试验方案8.1.1 压浆试验压浆主要分桩侧压浆、桩端压浆、桩侧桩端联合压浆三种形式，桩侧和桩端压浆在每根桩基中预埋3根压浆管，联合压浆在每根桩基中预埋6根压浆管，压浆管固定在钢筋笼内侧，随钢筋笼一起安放，混凝土浇筑完成后24h进行冲孔，当桩身混土强度达到75%以上时进行压浆。先在静载试验的6根工程桩中进行压浆试验，获取压浆有关工艺参数，以便在群桩中应用，初步设计压浆参数如下：1、压浆参数设计(1)桩侧压浆压浆压力不超过1.8MPa,压浆量不超过2.5吨，浆液配比为0.4：1-0.6：1。(2)桩端压浆压浆压力不超过3.0MPa,压浆量不超过3.0吨，浆液配比为0.4：1-0.6：1。(3)压浆控制标准2、采用压浆量和压浆压力双重控制标准。3、终止压浆技术条件(1)桩端压注水泥量：桩端为2.5-3.0吨，桩侧为2.0-2.5吨。(2)桩端压注水泥量达到上述标准的60%以上同时压浆压力达到3MPa,桩侧压力达到2MPao8. 1.1.1压浆桩位布置根据施工现场实际进度，选择492497#墩6根工程桩，力口3根试验桩进行试验，具体桩位详见表8.1-1。表8.17单桩静载试验压浆桩位一览压浆位置类别桩号数量«侧试验桩Sl1工程桩492#-72493#-7桩端试验桩S21工程桩494#-72495#-7桩端桩侧联合试验桩S31工程桩496#-72497tt-7合计99. 1.1.2配套设备机具本项试验配套机具如下：(1)压浆管桩内预埋管采用声测管，壁厚3mm,外径中50mm,o(2)压浆泵采用BW-250高压压浆泵1台，压浆泵上附带压力和流量自动记录装置。(3)地表输浆软管耐压超过10MPa的钢丝编织高压胶管(4)水泥浆搅拌机JZ-350型混凝土搅拌机1台。(5)地表输浆软管与压浆管间的大小丝扣接头8.1.1.3劳动力组织和施工进度计划压浆施工共2个班组，每班组配56人，其中包括具有施工经验的技术工人和操作工人。平均每天压浆8根，共需17天。8.1.1.4压浆施工工艺(1)钻进成孔。成孔质量满足有关钻孔灌注桩施工要求。（2）安放带有压浆管的钢筋笼，压浆管采用套管焊接连接，压浆头封堵，连接方法见&1.1.5节。（3）灌注水下混凝土。（4）进行压力压浆。当桩身混凝土强度达到一定值（不小于75%设计强度）后，通过地面压力系统经桩端压力压浆装置或桩侧压力压浆装置压浆。压浆工艺流程见图8.1-1。图8.17后注浆工艺流程8.1.1.5施工注意事项压浆管采用内径50mm国家标准钢管，钢管之间采用套管焊接连接。在出浆口安装单向阀，单向阀与钢管之间采用配套螺母连接。钢管的进浆口与压浆泵之间采用大小接头螺母连接。压浆管绑扎在钢筋笼上，呈对称状布设在钢筋笼内侧，顶面高出原地面30cm,管口用钢板焊接封死。桩侧压浆管埋设的深度为从设计桩顶以下30m,单向阀出浆口朝向孔壁，其连接见图如图&1-2所示。桩端压浆管埋设深度至设计桩底标高，单向阀插入孔底，如图8.1-3所示。图8.1-3桩端压浆管的连接示意图8.1.1.6质量保证措施1、塑料单向阀管必须下放至孔底，为防止阀管在下放过程中弯曲，阀管内应充满水。2、压浆用水必须清洁无污染，符合基础结构设计要求。3、浆液配置后需充分搅拌，搅拌时间不小于3分钟。4、压浆过程中，必须严格按设计要求压浆。若中途发生地面冒浆现象，应立即停管并调查原因。如系压浆孔封闭效果不佳，可待浆液凝固后再重复压浆。5、压浆用水泥必须搭设专用水泥仓库，便于核查注入量。6、工程桩压浆原则上钻孔灌注桩必须达到75%的桩身强度以上方可进行。8.1.2单桩静载试验方案单桩竖向抗压静载试验是模拟基桩实际受力状态的一种试验方法。试验时，通过安装在桩顶的油压千斤顶、油压表或压力表、百分表或位移传感器、堆载压重平台、锚桩反力，对班施加荷载，加载方式采用慢速维持荷载法，最大加载值为设计荷载的1.3倍，分九级加载，测读分级荷载下的压力和所对应的独顶位移,获得压力Q-位移S曲线及STgl曲线，从而分析判定桩的承载能力。为研究压浆对桩基的沉降、受力特性影响，再通过对上面9根桩的单桩静载试验得到桩基压浆后的荷载一一沉降一一时间曲线。8.1.2.1静载试验工艺流程静载试验工艺流程见图8.1-4。图8.1-4静载试验流程图8.1.2.2静载试验万法1、试验前准备工作（1）桩身测试元件埋设每根观测桩在桩身中和桩底设置钢筋计以测定桩身轴力和桩底反力，每根i埋设45只钢筋计，其布置如图8.1-5所示。地面线钢筋计、钢筋计卜、钢筋计、钢筋计钢筋计图8.1-5单桩静载试验桩身应变计布置（2）桩头处理对于已浇注完成的桩顶标高合适的桩，先凿除i顶的松散破碎层和低强度混凝土，桩顶面应水平、平整，设置钢筋网片35层，间距80150mm;如果桩顶距离地面比较深，需要施工单位进行接桩处理，至桩标高距地面以下一米左右，如原独身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋，各主筋应在同一高度上，按规定焊接；桩顶面应水平、平整，设置钢筋网片35层，间距8O150mm；对于尚未浇注的检测桩，灌浇时可以直接浇到桩顶距地面下一米的位置；桩顶面应水平、平整，设置钢筋网片35层，间距80150mm;距桩顶一倍桩径范围内，用35mm厚的钢板围裹；接桩混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高12级。（3）试验场地平整，保证大型、车辆和吊车进出。（4）应提前进行基桩开挖，如果有积水，还要做好排水工作，以满足桩基检测作业要求。2、现场设备及安装（1）加载与反力装置试验加载装置使用多台油压千斤顶并联同步加载；试验反力装置采用堆载压重平台反力装置和锚桩反力装置。试验时，加载反力装置提供的反力不小于最大加载量的1.3倍。加载装置示意图见图8.1-6。堆裁方块图8.1-6堆载法静载现场示意图（2）压力测量装置根据试验荷载要求，选择千斤顶的规格，最大试验荷载对应的千斤顶出力宜为千斤顶量程的30%-80%。采用两台以上型号、规格相同的千斤顶加载；试验用油泵、油管在最大加荷时的压力不应超过规定工作压力的80%；采用0.4级油压表，最大试验荷载对应的油压不大于压力表量程的2/3。（3）沉降测量装置基准桩用来固定和支撑基准架。基准桩与试桩的中心距应符合规范有关规定；基准梁采用工字梁，高跨比大于1/40,尤其是大吨位静载试验，采用较长和刚度较大的基准梁。基准梁的一端固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上，来减少温度变化引起的基准梁挠度变形。并采取有效遮挡措施，来减少温度变化、刮风下雨、振动及其他外界因素的影响沉降测量采用百分表，沉降测量平面在桩顶20OnlnI以下位置，不小于0.5倍t径，测点牢固的固定于桩身。3、现场检测（1）加载方式采用慢速维持荷载法，慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：每级荷载施加后按第5、15、30、45、60小门测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。试桩沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm,并连续出现两次（从分级荷载施加后第30Inin开始，按1.5h连续3次每30Inin的沉降观测值计算），且每级荷载的维持时间不得少于2h。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载，当加载至最大加载值（设计承载力的1.3倍），并满足稳定条件时，开始卸载。卸载时，每级荷载维持Ih,按第15、30、60Inin测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间3h,测读时间为15、30min,以后每30min测读一次。（2）荷载分级分级荷载为最大加载量或预估极限承载力的1/10,其中第一级取分级荷载的2倍；卸载也分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的士10%。（3）沉降及回弹观测自加荷开始按5、10、15、30、45、60min间隔，以后每隔30min观察沉降一次，当Ih的沉降量小于0.1mm时，可施加下一级荷载；卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读计回弹量，Ih后再卸下一级荷载，待卸完全部荷载后间隔三小时读计总回弹量。（4）稳定标准每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1Innb并连续出现两次（从分级荷载施加第30min开始，1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算），且每级荷载的维持时间不少于2.Oh(5)终止条件a.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；b.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时尚未达到相对稳定标准；c.已达到设计要求的最大加载量；d.当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。8.2群桩试验本试验项目根据施工现场实际进度，选择先架方向477508#墩部分桩基进行压浆，压浆工艺由与单桩压浆工艺相同，在架梁后对相应的墩身承台进行沉降观测，同时对进行桩端反力、桩顶压力、桩身轴力、群桩基础桩间土压力测试，压浆桩位及仪器埋设位置详见表8.2-1,桩位编号见附图二。表8.27群桩试验布置压浆方式墩位号压浆桩位编号压浆桩数埋设钢筋计柩位编号埋设压力盒的承台编号桩侧483#-485#1、4、7、103*4483#-h2、5489#486#-488#1-103*10486#-1、2、5489#-491#2、3、8、93*4489#-1、2、5桩端498#-500#1、4、7、103*4498#-U2、5501#50W-503#1103*10501tt-h2、5504#-506#2、3、8、93*4504#-1.2、5桩端桩侧联合480#1、4、7、101*4480#-1、2、5480#481#1101*10481#-1、2、5482#2、3、8、91*4不压浆477#479#507#509#479#-U2、5479#合计1268.2.1沉降观测沉降观测工作按照京沪公司统一设置的沉降观测系统进行。1、观测点布置每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。(1)承台观测标分为观测标-1、观测标-2,承台标T设置于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上，见图8.2-1。(2)桥墩观测标的埋设观测点应设在墩身上，数量视墩高而定，见图8.2-1。骐林于4ml魄标示和舞高在414m之河修标示麹骗高大于14m时蛛示意田I-I段面及料平面刎平面刎平面图8.2-1承台、墩身沉降观测点布置图2、观测方法下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。3、观测频次每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测，见表8.2-2。表8.2-2墩台沉降观测频次观测阶段观测频次注期期限期周期墩台刿施工完成/设置喊京，进行首次观测地台源土施工全程有食变化前后各1次或1次/周承台醵时，雨点取消预制梁机春前全程1次/周预制暮设全程前后各1次架梁后髓蛀化疑九*15天财mi.附属设施施工全程有黄变化前后各1次或1次/周髓施工独制而全程前后各1次上雌雕工中全程有黄变化前后各1次或1次/周附属设施施工全程有黄变化前后铜次或1次/周架麒(运患D通过全程前后各1次至少进行2娘过前后的猴桥梁主体工程完及无翱道辅设前)6个月1次/周岩石牌的桥梁，一般不宜少干2个月无械凝没期间全程1次/升无硅懒嘏完成后O-讣月1次/月工后需长期姒312个月1次/孙月1乱24个月1次/孙月注：m三,应同舵录麴荷螺密、械温度及天气日就九8.2.2桩端反力、桩顶压力、桩身轴力和桩侧摩阻力测试1、测试内容(1)测定桩端反力分担所受总荷载的比例；(2)测定不同阶段的桩顶压力以及桩身轴力、桩侧摩阻力沿桩身的分布及大小；2、测试元件布置根据试验项目要求，选择27根桩基作为测试对象，具体编号见表8.2-2,桩身测试元件的布置如图8.2-2所示。设计桩顶标高6X4注：上30米为设计钢筋笼以下部分为四根主筋及箍筋图8.2-2桩身测试元件布置8.2.3群桩基础桩间土压力测试为测定承台底面桩间土竖向压力的大小和分布特征，选择4个承台，具体承台编号见表&2-1,在每个承台底部安置17只压力盒，测定桩间土压力，共计68只压力盒。承台底面的测试元件布置如图8.2-3。目092图8.2-3承台底面的测试元件布置9附图附图一试验进度计划年/月度2003.92003.102映.U2。OW.1220092010工程项目152025305101520253051015202530510152025303691236981012钻孔桩施工注浆管、钢笳计埋设单桩注浆一静载试验群桩注浆压力盒埋设承台施工墩身施工沉降观测桩端桩顶反力、桩身应力