超大吨位抗压及抗拔试桩施工工艺

张 艳 文

(中铁三局西南工程有限公司，四川 成都 610000)

超大吨位抗压及抗拔试桩施工工艺

张 艳 文

(中铁三局西南工程有限公司，四川 成都 610000)

介绍了目前国内抗压、抗拔力最大的试桩施工工艺流程及操作控制要点，总结出了大吨位桩基抗压力，抗拔力设计和施工中遇到的难点，为今后同条件桩基施工积累了经验。

超大吨位，抗压，抗拔，试桩

1 概述

武林广场站5号出入口标段位于杭州市主城区核心地段，是杭州市武林广场04号地块的地下室的一部分，因考虑到随后工程开发时对运营地铁车站、盾构隧道的影响先行开发施工，本工程分人防段与地下5层段两部分。

2 工艺特点

1)在AM桩中下部再增加一个扩大头以增加桩基的抗拔、抗压力。2)选用新型嵌压式注浆管兼作声测管，新型钢管具有轻便、价廉、易于操作等优点，既缩短了钢管安装的时间又取得了一定的经济效益。3)在原地面开挖后再施作桩头，并制作4根直径1.2 m，高1.5 m短柱在试桩试验中循环使用，在不影响试桩质量的情况下减少了桩头钢筋混凝土使用量，取得了一定的经济效益。4)试桩检测施工完成后，未破坏的桩基可以用作后期工程桩使用，提高管桩利用率。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程为:按类别对场地进行硬化→使用旋挖钻机、全液压可视可控旋挖扩底钻机进行桩基成孔→钢筋笼绑扎及相关检测设备的安装→钢筋笼整笼吊装→桩基混凝土灌注→桩基后注浆→破除地面、试桩场地开挖→按使用类别地面硬化、制作桩头→试桩试验。

3.2 操作要点

1)按类别对场地进行硬化。为了履带吊安全行走需要、旋挖钻机、全液压可视可控旋挖扩底钻机垂直度控制需要以及文明施工等需要场地进行混凝土路面硬化，根据承载力以及荷载计算得出地面硬化厚度以及钢筋配筋量，按照计算以及经验数据得出，吊车行走路线按照布设φ14@200双层钢筋网片，30 cm厚C20混凝土进行硬化；旋挖钻机、全液压可视可控旋挖扩底钻机按照φ16@200单层钢筋网片，20 cm厚C20混凝土进行硬化，同时留出桩基桩位；钢筋笼场地硬化按照φ14@200单层钢筋网片，20 cm厚C20混凝土进行硬化。

a.应变计采用振弦式钢筋应变计；应变计及电缆应保证在2 MPa环境压力下正常工作。

b.抗压和抗拔试验拟设10个测量截面，每一个截面拟设3只钢筋应变计(对称布置)。

c.将钢筋应变计采用焊接法固定在钢筋笼主筋上。经防水绝缘处理后，到材料试验机上进行应力—应变关系标定。标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60%以内，经三次重复标定，应力—应变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方可采用。

d.传感器应在浇筑混凝土前按指定位置焊接在主筋上，并满足规范对钢筋锚固长度的要求。焊接时应有降温措施防止将应变计损坏。固定后带应变计的钢筋不得弯曲变形或有附加应力产生。

e.传感器的测量片和补偿片应选用同一规格同一批号的产品，按轴向、横向准确地粘贴在钢筋同一断面上。测点的连接应采用屏蔽电缆，导线的对地绝缘电阻值应在500 MΩ以上；使用前应将整卷电缆除两端外全部浸入水中1 h，测量芯线与水的绝缘；电缆屏蔽线应与钢筋绝缘；测量和补偿所用连接电缆的长度和线径应相同。

f.钢筋计应按主筋直径大小选择。仪器的可测频率范围应大于桩在最大加载时的频率的1.2倍。使用前应对钢筋计逐个标定，得出压力(拉力)与频率之间的关系。标定系数以及出厂合格证明应在埋设前提交现场监理及设计单位。

g.钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力应不小于1 Hz。

h.当同时进行桩身位移测量时，桩身内力和位移测试应同步。

i.连接应变计的电缆线，绑扎在钢筋笼上引至地面。试桩在下钢筋笼，浇筑混凝土时应操作谨慎，确保应力计的成活率不小于80%，且同一标高应变计成活率不低于50%。

j.所有应变计均用明显标记编号。

k.埋设两根滑动测微计测管，一备一用，固定测管的两根钢筋笼主筋之间的连接要求必须采用对焊，防止因主筋绑扎搭接造成滑动测微管变形。

2)钢筋笼整笼吊装。桩基成孔完成后，钢筋笼采用整体吊装，吊装时要严防碰撞，不得变形。考虑钢筋笼自重最重约15 t，起重高度在55 m，吊车选择主吊为150 t，副吊为50 t进行钢筋笼的吊装，在吊放钢筋笼时,以150 t履带吊主钩为主吊，主吊点位置距上端1.2 m处,50 t副吊3个点,该3点采用滑轮组。

每一节钢筋笼下孔过程中，要及时向测管中灌满清水，现场必须备有足量清水。

测微管绑扎在钢筋笼上与钢筋笼一起放入孔内，为防止桩头部分的测微管损坏，在二次浇灌面以上须使用编织袋包扎测微管。

3)桩基混凝土灌注。

a.护壁泥浆，采用人工造浆。

b.在成孔过程中，对于每根桩，每天须至少测量泥浆指标2次(包括注入孔口泥浆和排出孔口泥浆)。

c.清孔应分两次进行。第一次清孔应在完成孔之后并在吊装钢筋笼之前立即进行；第二次在钢筋笼和混凝土导管安装完毕后进行。在第二次清洗时，采用反循环清孔。

d.清孔过程中应保证补浆充裕和保持孔壁内外水压力的稳定。

e.清孔结束时测定孔底沉渣。孔底沉渣厚度不得大于100 mm。

f.商品混凝土应在搅拌后到灌注的时间间隔不得大于混凝土的初凝时间。不同品种、不同标号和不同生产商的商品混凝土不得用于同一根桩内。

g.混凝土浇灌时，导管应全部安装放孔，安装位置应居中，隔水塞采用铁丝悬挂于内。混凝土灌入前应先在灌斗内灌入0.1 m3～0.2 m3的1∶1.5水泥砂浆，然后再灌入混凝土，等初灌混凝土足量后，导管埋入混凝土深度为不少于0.8 m～1.3 m，导管内混凝土柱和管外泥浆桩压力平衡。

h.下导管及上提导管时应尽量缓慢，且导管直径要比钢筋笼直径小20 cm以上，以免碰撞测管。在混凝土灌注过程中，导管应始终埋在混凝土中，导管埋入混凝土深度不应小于3 m，严禁将导管提出混凝土面。在混凝土灌注过程中，须测定和控制混凝土面上升。

i.灌注桩的灌注充盈系数不得小于1.0也不得大于1.3。

j.在灌注混凝土期间，钢筋绑扎工人随时修正钢筋笼安放，保证其在准确位置上。

k.保护层厚度为50 mm,水下混凝土的配合比和采用的骨料应符合下列规定：水下灌注的混凝土必须有良好的和易性，配合比应经过实验确定，坍落度宜为18 cm～22 cm;含砂率宜为40%～45%;细骨料应尽量采用中砂;粗骨料可采用碎石，其最大粒径应小于3 cm。混凝土掺加HE-0型掺加剂以改善和易性和缓凝。

l.所有混凝土外加剂掺量均由试验确定，掺量控制在6%～10%之间，所采用外加剂均应符合现行国家行业标准。

m.混凝土试块的制作、养护和试验应按有关国家和地方标准执行。每天所灌注的混凝土均应至少每50 m3采一组试样以进行混凝土强度测试，对每一浇筑桩至少采一组试样。每组试样应至少包含三个试体以进行7 d，14 d，28 d的抗压强度测试。

4)桩基后注浆。

4 主要研究成果

通过对超大吨位抗压、抗拔试桩施工的研究，总结大吨位桩基抗压力、抗拔力设计和施工中遇到的难点，通过增加AM桩基第二个扩孔、增加有效的注浆施工，有效的增加了桩基的抗压力、抗拔力，选择、设计嵌压式注浆管、环形注浆器保证了注浆管安装整体施工工期不受影响、保证了注浆的有效性，进而提高了桩基的承载力以及摩擦力，通过下挖原地面、制作可循环利用的短桩施工，既保证了试桩试验的进度不受影响也节约了混凝土使用量。经过实践检验以及试验检测，桩基的抗压力、抗拔力、摩擦力、试桩试验的进度以及桩基试验的环保性得到了验证，确保了安全、质量、工期环保性。经认真总结将《超大吨位抗压、抗拔试桩施工》形成文字存档，以供大家参考。为今后同条件桩基施工积累了经验。

On construction craft super-tonnage compression resistance and up-lift resistance trial pile

Zhang Yanwen

(SouthwestEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwayThirdBureau,Chengdu610000,China)

The paper introduces the construction craft procedure and operation controlling points for the compression resistance trial pile with the largest pulling resistance in China, and sums up the difficulties in the super-tonnage pile foundation pulling resistance design and construction, so as to accumulate experience for the pile foundation construction with similar conditions.

super-tonnage, compression resistance, pulling resistance, trial pile

1009-6825(2015)16-0029-02

2015-03-28

张艳文(1975- )，男，高级工程师

TU473

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