DK9540371~DK95692段路基工程打入管桩试桩方案.doc

新建沪宁铁路站前工程标 DK95+403.710+692段路基工程管桩试桩方案 目 录1 试验目的及需确定的施工工艺参数12 试桩方案12.1施工准备12.2试桩时间12.3试桩段落12.4 施工质量要求23工程概况及设计要求23.1 工程概况23.2 设计要求34 试桩总体施工方案45 试桩要求47 静压管桩施工工艺67.1 施工工艺67.2主要施工方法78 质量保证措施139 安全保证措施1510 施工环保、水土保持措施16第21页第21页中铁十局沪宁城际铁路标段七工区 DK95+403.710DK95+692段路基工程管桩试桩方案1 试验目的及需确定的施工工艺参数1.1确定施工设备性能、工艺和施打顺序。1.2 确定有关各项施工工艺参数、核实设计用水文地质资料、设计桩型、单桩承载力等参数。2 试桩方案2.1 施工准备2008.10.202008.10.30 (人员、设备、材料进场、资料上报、场地平整)2.2 试桩时间安排开始时间定于：2008.10.31，总需时间：4天。第一天施工S1、S2两根桩；第二天施工S3、S4、S5、S6 四根桩；第三天桩机移位于S7、S8桩位处（根据现场情况定）；第四天施工S7、S8两根桩（试桩S7、S8根据现场条件许略有变动）。2.3 试桩里程2.3.1试桩里程：DK95+403.710+619.54段和DK95+656.56+692段。里程段长共251.27米。2.3.2 试桩数量：8根，具体长度见下表：断面里程根数纵断面图示单根桩长（m）试桩拟采用单根桩长（m）拟采用管桩基本尺寸组合（m）备注DK95+412.51236.73715+15+7同一断面里程桩长相等DK95+519.21232.53310+10+13同一断面里程桩长相等DK95+584.012262613+13同一断面里程桩长相等DK95+669.762222211+11同一断面里程桩长相等2.4 施工质量要求施工用PCA500管桩采用江苏鸿基管桩有限公司的成品PCA500管桩。2.4.1 生产厂家必须有生产相应管桩的生产资质。2.4.2 进场成品管桩必须有产品合格证、标识、合格证、标识，必须满足相应GB134761999的相关规定。并经试验人员和专业监理工程师根据相关规定抽样检查、试验合格后方可进场。2.4.3 相应里程的桩长，桩的布置应满足设计要求，桩身混凝土质量等应满足设计要求。2.4.4 管桩混凝土强度达到100%设计强度后方可进行沉桩。2.4.5 本试桩施工拟采用YZY600型全液压静压桩机。3 工程概况及设计要求3.1 工程概况3.1.1 工程概述DK95+403.71DK95+619.54、DK95+656.56DK95+692段为路基工程，DK95+619.54DK95+656.56段为丹阳南二环，DK95+403.71接DK94+731.303九曲河特大桥。该段路基工程包含管桩地基处理、路基填筑等工程。3.1.2 工程地质与水文地质条件1） 沿线地形地貌特征岗地和长江一级阶地相间，地形略有起伏，线路右侧为既有京沪铁路。2） 地质岩性(1)粉土，灰黄色，稍密，饱和；0=100kpa，Ps=2.76MPa。(2)粉土与淤泥质粉质黏土互层，灰色，稍密，饱和；0=90kpa，Ps=1.16MPa。(3)淤泥质粉质黏土，灰色，流塑；0=80kpa，Ps=0.75MPa。(3)-1粉质黏土，软塑；0=120kpa，Ps=0.89MPa。(4)粉质黏土，灰黄色，局部有灰白色条纹，硬塑；0=180kpa，Ps=4.32MPa。3） 水文地质条件地下水主要为孔隙潜水，埋深01.5m。主要受大气降水及地表水的补给。4） 气象特征丹阳市地区属亚热带海洋性季风气候，寒暑变化明显，四季分明，温和湿润。年平均降雨量约1440mm左右，一般集中在夏季，雨日110130天左右。全年无霜期230天，气温一月份最冷，月平均0.44.9，七月份最高，月平均气温25.633.2。全年以东南风居多，西北及东北风属次，西南风最少，最大风力可达12级，最大风速南京27.8m/s，上海34.7m/s。3.2 设计要求该段若进行直接路基填筑，经沉降计算分析，工后沉降不满足控制标准，地基需加固处理。经技术经济比较分析DK95+403.71DK95+619.54段、DK95+656.56DK95+692段地基采用预应力管桩+0.5m碎石垫层内设置一层土工格室加固。预应力管桩采用PA500型，混凝土强度等级C60，直径规格为50cm，对应壁厚为100mm。桩采用正方形布置，桩径0.5米，桩间距2.2m2.4m，桩长DK95+403.71DK95+619.54段25m37m、DK95+656.56DK95+692段20.5m22m。地层（4）作为管桩的持力层。设计要求桩长嵌入（4）层土内不小于2.0m,路基管桩处理标准断面图见附图2，管桩单桩承载力设计值见下表：里程范围单桩承载力设计值（KPa）断面里程单桩承载力设计值（KPa）DK95+403.71DK95+619.54677.4DK95+695559.9设计文件要求PCA500管桩桩施工前应每100米分段选取代表性桩位进行工艺试桩，每次试桩根数不少于2根。验证设计参数，获取施工工艺参数。4 试桩总体施工方案采用静压施工，拟采用机械为YZY600型全液压打桩机，由于土层的复杂性，控制压桩终压值非常重要，终压值宜大不宜小，一般不宜小于单桩竖向承载力极限标准值。 通过对一些施工资料的分析和其他单位的施工经验总结，实践证明开口桩桩端承载力与闭口桩基本相同。另外，在饱和粘土中采用开口桩尖可解决在粘土层中快速沉桩引起桩的卸压回弹问题。由于开口桩尖在沉桩时桩内孔可以进入部分土体，可减少超孔隙水压力和粘土挤土作用，减低桩身上浮的可能性。 在施工过程中桩基配重采用单桩竖向承载力极限标准值的1.2倍左右，以避免产生压桩接近终压值时桩机抬起晃动引起对桩头和桩身的冲击所导致的桩体破坏的现象，以确保桩身的完整性。 根据现场情况控制沉桩速度并采取多次逐步加载复压的措施来消除巨厚粘土层中快速沉桩卸压回弹使桩体上浮的现象。根据设计及施工规范要求，管桩施工试桩拟为8根，具体试桩分布情况见附图1。5 试桩要求5.1 施工前应对地表排水疏干、清表，整平地面。清表前应挖探沟探明地下管线情况，管线迁改完成后方可进行清表工作。另外整平地面时，进行地面高程测量，整平后的地面标高为桩顶设计标高，为不影响机械移动，管桩打到设计标高以下30cm处。桩帽采用土模浇筑。5.2 施工前，应对地表水、地下水取样送检，检验水质情况，以确定对管桩混凝土的要求。5.3 因靠近既有京沪铁路作业，相应的安全防护方案、防护措施、相应施工协议等准备工作应完成后再施工。5.4 试桩根数8根，试桩编号为S1S8，试桩时根据实际地质情况进行调整。5.5施工前，应会同监理单位对进场施工桩机等机械、管桩成品材料进行检查、检验，不满足规范、设计文件、合同文件、已审批的方案及安全要求的不允许进场。5.6试桩过程中监理与施工单位一同到施工现场，通过试桩共同确定机械参数（桩机配重、开始压力、压力加载级数、终止压力、复压次数、沉桩速率等），核实地质情况、管桩设计参数及型号、单桩地基承载力设计值及进行沉降分析等。6 试桩暂定施工参数和施工机具设计文件要求管桩采用打入法施工，试桩采用ZY600型全液压打桩机。另外，PCA500型管桩力学性能为：抗裂弯矩值为87.2KN.M，极限弯矩值为164.6KN.M，设计弯矩值为121.9KN.M，单桩竖向承载力设计值为2100KN（桩长不大于15米）。施工参数见下表:表1： 试桩施工参数表序号项目控制参数备注1桩机配重加自重1200KN暂定2沉桩速率开始时要慢（1.56m/min）3终止压力不小于设计单桩极限承载力4复压次数不少于3次，间隔时间3分钟，复压压力不小于终止压力暂定5复压回弹量10mm表2： 试桩施工机具序号设备名称规格单位数量备注1全液压打桩机YZY600型台1动力128KW7 静压管桩施工工艺7.1 施工工艺施工工艺见静压管桩施工工艺流程图。静压管桩施工工艺流程见下图。7.2主要施工方法7.2.1 施工准备1） 组织工程技术人员和现场施工领工员熟悉图纸，从技术要求和施工工艺要求两个角度作好图纸会审前期工作，编制管桩试桩方案。2） 试桩施工前务必采取挖探沟等措施探明试桩影响范围内地下管线敷设情况。做好试桩影响范围内的地下管线和架线的迁改工作后方可进行试桩施工工作。3） 试桩桩位处在既有京沪铁路附近，试桩施工前应与铁路相关部门签订协议明确责任和义务，编制切实可行的运营铁路附近施工的安全方案责任到人，桩机施工应有相应的安全防范措施。4） 试桩施工前，场地整平后的地面标高应高出桩顶设计标高0.5米。桩机施工作业面的承载力满足施工荷载的要求，以保证施工的正常进行。5） 由于施工用电量较大，用电的起动电流大，负荷变化多，因此，对电源等的供应情况应作详细调查，包括供电的能力、线路距离等，保证确保施工的顺利进行，或自备与施工设备功率相匹配的发电机。6） 试桩前应检查桩机工作情况，地基(施工平台)承载力是否满足安全要求。检查不合格严禁进行试桩施工。7.2.2.施工测量方法以设计院提交的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周，放出欲施工桩位，经复核无误后方可施工。施工测量的精度：按新建铁路工程测量规范（TB10101）、客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设2006189号执行。高程测量主测仪器为苏一光DSZ-3自动安平水准仪。7.2.3.静压管桩施工方法与技术要求1) 桩机就位、对中桩机就位对中复核无误后，方可进行施工。2) 调整控制沉桩垂直度桩机就位后，根据机上水平仪器调平机台同时需在桩机的正面和侧面分别架设吊锤或用仪器观测，监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不得大于1/100。3) 吊插桩(1) 吊桩管节吊运，采用二端钩吊法或二点法。管节的竖起采用一点吊法，位置偏差不宜超过20cm。应用钢丝绳捆扣法或“油瓶扣”捆绑法，应注意防滑和便于接桩。各种吊法具体吊点位置如图示。现场操作时可根据具体情况采用其他吊法，但吊点位置应满足管桩受力要求。(2) 插桩将桩起吊纳入龙门庭，并将桩身标有尺寸的一面向外。插好桩后，应使桩固定，检查桩帽和桩中心是否一致，并检查桩位有无移动及桩的垂直度或倾斜度是否符合规定，桩位允许偏差不得超过2cm，插桩的倾斜度不得超过1/400。 (3) 沉桩沉桩过程中，应注意保持桩处于轴心受压状态，沉桩时保持压桩机垂直压桩，需要送桩时送桩轴线必须与桩轴线一致。沉桩过程中若出现压桩力突变，桩身位移、倾斜，桩周涌水、地表严重隆起或桩身破坏应立即停压，查明原因，进行必要的处理后方可继续施工。 (4)接桩多接桩施工时，为便于操作，接桩面应距地面1m以上，操作方便为宜。管桩拼接成整桩采用端板焊接连接，焊接前应确定管节是否合格，端板是否合格、平整，桩端埋设铁件、特别是端板坡口上的浮锈及污物应清除干净，露出金属光泽。接桩就位时，下节桩头宜设导向箍以保证上下桩找正接直，如桩节间隙较大，可用铁片填实焊牢，结合面之间的间隙不得大于2mm。焊接质量应满足桩身设计质量要求。焊接采用二氧化碳保护焊，接桩后待焊缝降温八分钟后再施打，严禁用水冷却或焊后即打（根据焊接方式方法现场把握）。（5）施工记录沉桩过程中应做好施工记录，记录表格见附表。（6）施工注意事项 施工前及施工期间应采用适宜的方法和手段加强地质资料核对（含地下水），特别是对地基条件以及各类型过渡过程段的横纵向变化情况的核对，并经设计单位确认，建设单位审批后方可正式工程施工。 施工前应做好系统排水工程，防止降水和地表水浸润基床和路基本体。 管桩的外型质量、尺寸允许偏差、抗弯试验及检验标准应按GB13476执行。应在管桩混凝土达到设计强度，且常压蒸汽养护后在常温下静停7天后方可沉桩。打桩前，按先张法预应力混凝土管桩（GB13476-1999）及有关对桩的质量进行验收，验收合格后的管桩才能用于施工。 管桩施工时采用打入法。每100m分段选取代表性桩位进行工艺试桩，以检验设备，获取工艺参数。 管桩一般从线路中心往两侧布桩。施工场坪应尽量平整，尤其是横断面方向应做成约4%的横向排水坡，纵断面方向难以平整时，应尽量挖成不陡于1：5的台阶，台阶高0.6m左右。场地平整后清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。 不宜采用大流水工法，尽量减少中心休歇时间。及时、准确的做好管桩施工记录。 管桩桩顶采用C30混凝土填芯。浇筑应饱满，深度不得小于2d且不得小于1.2m。 预应力管桩施工地段，必须加强地表变形监测，一般应在线路中心、路基两侧坡脚外610m各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范围及非均匀地区应加密观测剖面。施工期间必须每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，已被路基沉降分析用。 路基工程施工完成后应将施工工序、沉降观测、压实检测等全套资料交付建设单位。 本工点右侧为既有京沪线，施工期间加强安全管理，对既有线进行观测，并于开工前报运营部门审批后方可开工。正式施工前，应详细探明工地范围内各种管线，并在迁改完成后方可进行地基处理施工。地基处理前应进一步查明既有线是否有抛片石处理，若有清除后在施工。7.2.4 施工要点1） 用桩架吊桩时因压桩架底盘较宽，必须将桩运至底盘前然后起吊。桩尾要用溜绳溜住，使桩缓慢升起，吊上底盘，靠近桩架，避免与桩架相撞。2） 吊桩竖直后用撬棍将桩稳住并推至底盘插桩口缓慢落下，离地面10cm左右，再用几根撬棍协助拨位，对准桩位插桩。3） 两台卷扬机同时启动，放下压梁、桩帽套住桩顶顺势下压。注意两台卷扬机“同步”，确定压梁不偏斜，使桩在压桩过程中保持压梁中轴线与桩中轴线在同一直线上。4）多节桩施工时，接桩面应距地面1m以上，便于操作。5） 压桩沉入深度是以设计标高或允许静压力值控制，或标高与静压力值同时控制，故在压桩过程中，装在压梁柱的压力表必须正确反应每根桩的压力。压力表应经常经验校核。6） 压桩时应尽量避免中途停歇，如必须停歇时(如接桩、接送桩等)应尽量减少停歇时间，并考虑将桩尖停歇在较软弱土层中，使再压时启动阻力不致过大。7） 施工过程中，应密切注视压桩力是否与桩轴线符合，压梁导轮和龙口的接触是否正常，有无卡住想象。8） 快达到设计标高时，不能过早停压，这样会造成再压困难或压入过深。在接近设计标高时，注意严格控制，使得一次成功。7.2.5、施工中发生的问题及处理措施1） 插桩初压即遇有较大幅度的桩尖走位和桩身倾斜，虽然采取强制固定措施仍不见效时，可能桩尖处遇有孤石或障碍物，应将桩拔出清除障碍物，回填土后重新插桩再压。2） 沉桩过程中，桩身倾斜或下沉速度突然加快。这可能是接头失效或桩身断裂，一般可在靠近原桩位补压新桩。如压桩过程中，因卷扬机不“同步”而引起倾斜，可随时调整卷扬机速度进行纠正。3） 在压桩过程中，当桩尖遇到夹砂层时（本段设计文件上没有表明有砂层，压桩阻力可能突然增大，甚至超过压桩要求，使压桩机上抬，这时可用最大的压桩压力作用在桩顶，采用停车“进一进”方法，使桩有可能缓慢穿过砂层。4） 当压桩阻力超过压桩能力，或者由于平衡重来不及调整而使压桩桩架发生较大倾斜时，应立即采取措施，以免发生断桩或倒架事故。7.2.6 试桩完成后，按规范要求进行桩基检测：1） 低应变检测，检测桩身完整性2） 单桩承载力检测。检测完成后，综合比较各桩桩身完整性和桩基承载力，选取几个指标均良好的桩施工参数作为确定的施工参数。若出现桩身质量问题，认真综合分析施工中的各种异常现象，确定出现异常问题的环节，在下步施工中预防发生类似问题。7.2.7 桩验合格后，将确定的工艺性试验参数汇集成工艺性试验报告，报监理单位审批后，用于工程施工。8 质量保证措施为了达到预期的试桩效果，得到预期的满足现场施工条件的施工工艺技术参数，必须建立可控的质量保证管理措施。建立三全控制措施，即全过程质量控制、全面质量控制、全员参与控制。具体质量保证控制措施如下：1) 劳动主体控制:包括所有参与工程各类人员的技术生产技能、文化素养、生理体能、心理行为等方面的个体素质以及经过合理组织充分发挥其潜在能力的群体素质。通过择优录用、加强思想教育及技能方面教育培训，合理组织、严格考核，并辅以必要的激励机制，使职工在施工过程中其潜在能力得到最好的组合和充分的发挥，从而保证劳动主体在质量控制系统中发挥主体自控作用。2) 劳动对象控制: 劳动对象有原材料、半成品、工程用品、设备等，工程质量是工程项目实体质量的组成部分，其控制内容为：控制材料设备性能、标准与设计文件的相符性，控制材料设备各项技术性能指标、检验测试指标与标准要求的相符性，控制材料设备进场验收程序及质量文件资料的齐全程度等。贯彻单位内部质量程序文件中明确材料设备在封样、采购、进场检验、抽样检测及质保资料提交等一系列明确规定的控制标准。3) 工程工艺控制: 制订和采用先进合理可靠的施工工艺是工程质量控制的重要环节，全面正确地分析工程特征、技术关键及环境条件等资料，明确质量目标、验收标准、控制重点和难点。认真编制试桩施工方案。严格按照审批的试桩方案施工。 4) 施工操作控制: 施工操作者具有相应操作技能，特别是重点部位工程及专业性很强的工种工程，操作者必须具有相应工种岗位的实践技能，做到考核合格持证上岗。施工操作中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检；所有工序坚持样板制；牢固树立“上道工序为下道工序服务”和“下道工序就是用户”的思想，坚持做到不合格的工序不交工。按已明确的质量责任制检查操作者的落实情况，各工序实行操作者挂牌制度，促进操作者提高自我控制施工质量的意识。整个施工过程中，做到施工操作程序化、标准化、规范化，贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。 6) 施工设备控制: 对施工所用设备根据工程需要从设备选型、主要性能参数及使用操作要求等方面加以控制。7) 施工环境控制: 环境因素主要包括地质水文状况，气象变化及其他不可抗力因素，以及施工现场的照明、安全卫生防护设施等劳动作业环境等内容，要消除其对工程的影响主要采取预测预防的方法，对地质水文方面影响根据设计要求采取降水排水加固等技术方案，对天气气象等方面在施工方案中制订专项施工方案。9 安全保证措施施工现场常设一名经过培训具有担任安全工作资格的专职安全员，负责制定健康保护与事故预防措施和个人检查，查看所有安全规则和条例的实施情况。驻地管理人员一律佩证上岗，佩证内容有姓名、职务和本人照片，安全员的佩证为红色以示醒目。具体措施如下：1） 既有线铁路附近桩机等大型机械施工应有切实可行的机械防倾措施，施工平台承载力应大于2倍的施工最大荷载（线路横断面方向施工平台承载力应均匀），防止机械发生机械倾覆。2） 施工用电应符合国家有关规范要求。临时电力及照明严格按照安全规定执行和设置，不得变通。在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区设置足够的照明。3） 压桩时严禁非工作人员进入施工场地内。4） 压桩过程中，严禁桩机下面站人。5） 全液压打桩机及起重摄备，在地面上松软环境下施工时，场地要铺填碎石，平整压实。6） 管桩拼接成整桩采用端板焊接连接，焊接前应确保铁板平整，无锈，焊接紧密，牢固。7） 全液压打桩机施工时，应保证桩架的平整度，以免桩机倾倒。8) 遇7级以上台风时应停止作业，并将桩机放倒。 9) 工地内合理布置排水沟。排水沟不得妨碍工地内的交通。10 施工环保、水土保持措施 上场后先核实、确定施工范围内的环境敏感点，施工过程的重大环境影响因素。明确施工范围内应遵循的环保法律、法规、标准和要求。其次，在编制施工方案时有相应的施工区和生活区环境保护措施规划。主要包括：施工场地开挖的边坡保护和水土流失防治措施；安全保证体系框图防止饮用水污染措施；施工活动中的粉尘、废气、废水和废油的治理措施；施工区和生活区卫生设施以及垃圾的治理措施。施工计划中安排环境保护的具体工作任务，包括方案、措施、设施、工艺、设计、培训、监测、检查等项目，计算环境保护工作量并做出经费预算。最后，做好施工现场开工前的环保准备工作，对开工前必须完成的环保工作列出明细表，明确要求。保证体系管理机构框图项目队队长工程技术部督促环保措施实施严格环保检查监督落实施工环境恢复加强环保教育宣传制定环境保护措施各施工队各施工班组附图1附图2静力压桩记录表工程名称： 日期：施工里程: 压桩机类型：桩规格: 平衡加载（KN）：桩序号桩尖设计标高(m)起讫时间第一节第二节第三节最终压桩力（MPA）送桩长度（m）复打附注（沉桩情况关现象的记述）起时分止时分压入长度（m）桩尖标高（m）压力表读数（MPa）折合（kN）压入长度（m）桩尖标高（m）压力表读数（MPa）折合（kN）压入长度（m）桩长标高（m）压力表读数（MPa）折合（kN）复打压桩力（MPA）复打次数控制回弹值（mm)1234567施工员：技术员：监理工程师：注：附注栏说明：桩位偏差和桩倾斜。下沉发生不正常情况并分析原因。