王磊 石首长江大桥组合压浆桩检测技术研究

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压浆前 压浆后
60
压浆前 压浆后
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（c）SSSZ-05
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（d）SSSZ-06
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主桥各试桩压浆前后桩端阻力-位移曲线
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩结果分析
桩端阻力/kN
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩依据 （1）《基桩静载试验 自平衡法》JT/T 738-2009 （2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） （3）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） （4）《潜江至石首高速公路石首长江公路大桥及接线工程地勘 勘察报告》 （5） 设计图纸及相关文件要求
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
量测设备 （1） 电子位移传感器 每桩6只，2只测荷载箱处的向上位移， 2只测荷载箱处的向下位移, 2只测桩顶向上位移。 （2） 振弦式钢筋计 （3） 笔记本电脑及数据自动采集仪一套。 （4）振弦式频率测定仪二套。
2桩端桩侧组合压浆施工工艺
组合压浆施工工艺流程
图2.9 桩端桩侧组合压浆具体流程
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩概况 本项目共做试桩14根 。主桥北侧靠近索塔 的辅助墩（主桥2、3 号墩）及滩桥跨南碾 子堤桥的北过渡墩（ 滩15号墩）开展试桩 研究，主桥试桩根数 共6根。主桥试桩 SSSZ-01~SSSZ-02压 浆后加载；主桥试桩 SSSZ-03~SSSZ-06压 浆前后均加载。
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
加载设备 • （1）SSSZ-01～SSSZ-02采用单荷载箱，SSSZ-03～SSSZ-06采用 双荷载箱（HZX）专利产品，其加载值的率定曲线由计量部门 标定。 • （2）高压油泵和0.4级精密压力表，压力表最大加压值为 60MPa，其压力表亦由计量部门标定。

石首长江公路大桥是《国家公路网规划》中 (兴隆—阳江)跨越长江的控制性 工程。主桥推荐采用主跨820米斜拉桥方案，工程规模大，技术含量高，属 于世界级桥梁工程。桥址区属于超厚软弱地层，基岩埋深在250m以下，地 质条件较差。主桥索塔基础设计推荐采用超长大直径钻孔灌注桩方案，桩径 为2.2m，桩长超过120m。 为提升项目科技水平，验证并优化指导基础设计，促进行业技术进步，开展 了超厚软弱地层超长大直径钻孔灌注桩提高承载力的技术研究。提高钻孔灌 注桩竖向承载力的措施主要有桩端压浆和桩侧压浆技术，以及两者共用的组 合压浆技术。 本项目开展了桩基组合压浆技术研究，采用自平衡测试法对压浆前后的桩基 承载力进行现场实测研究，对压浆效果进行取芯检测和CT检测。研究成果 直接应用到石首长江大桥中，并可在类似工程中推广应用。
石首长江大桥组合压浆桩 检测技术研究
汇报人：王 磊
东南大学 土木工程学院
2016年9月
报 告 提 纲
1 2 3 4 5 研究背景 桩端桩侧组合压浆施工工艺 压浆前后自平衡现场静载试验研究 钻孔取芯与标贯检测分析 工程应用简介
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1研究背景
40 50 60 70
压浆前 压浆后
80 90
压浆前 压浆后
（a）SSSZ-03
桩顶荷载/kN
60000 0 20000 40000 80000 10 20 30
（b）SSSZ-04
桩顶荷载/kN
60000
120000
100000
0
20000
40000
80000
100000
120000
10 20 30


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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
图 2.1
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注浆示意图
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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
（1）压浆设备：注浆泵，浆液搅拌机，储浆桶，压浆管路，压 力表，球阀，溢流阀，纱网等。
图 2.2 双缸双液压浆泵
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检测方法
测试采用自平衡法。该 法主要利用专利产品荷 载箱进行加载。由高压 油泵在地面向荷载箱充 油加载，荷载箱将力传 递到桩身，其上部桩身 的摩擦力与下部桩的摩 擦力及端阻力相平衡－ 自平衡来维持加载。根 据向上向下Q-s曲线、以 及等效转换曲线确定基 桩承载力。
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60
压浆前 压浆后
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（a）SSSZ-05
（b）SSSZ-06
（c）SSSZ-08
引桥各试桩压浆前后桩端阻力-位移曲线
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩结果分析
自平衡静载荷测试结果须转换为传统静载试验等效的桩顶荷载-桩顶位移曲 线。根据相关规程中的方法转换得到Q-s关系曲线，如图 所示。
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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
（a）水泥搅拌桶
（b）水泥上料机
图2.3 水泥搅拌系统
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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
靶 式 流 量 计 称 重 流 量 计
自 动 控 制 系 统 中 心
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
荷 载 箱 下 放
荷 载 箱 连 接
钢 筋 计 焊 接
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
1、成桩至试验间隙时间 在桩身强度达到设计要求并不应少于15天，压浆后不应 少于20天。 2、荷载分级 每级加载为预估加载值的1/15，第一级按两倍荷载分级 加载，每级卸载量为3个加载级的荷载值。 3、位移观测 采用慢速维持荷载法。每级加（卸）载后第1h内应在第 5、 10、15、30、45、60min测读位移，以后每隔30min测读 一次，达到相对稳定后方可加（卸）下一级荷载。卸载 到零后应至少观测2h。
桩端阻力/kN
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
桩端阻力/kN
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
10
10
10
20
20
桩端位移/mm
桩端位移/mm
20
30
30
桩端位移/mm
压浆前 压浆后
30
40
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40
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压浆前 压浆后
50
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3来自百度文库组合后压浆桩自平衡测试研究
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
本次测试因为桩基承 载力较大，且平衡点 不易找到，采用双荷 载。先进行下荷载箱 测试，主要目的是测 试桩端阻力，然后进 行上荷载箱测试然后 关闭下荷载箱，下段 桩可以提供反力，继 续加载，测试出上段 桩承载力。
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多 分 流 分 配 系 统
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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
（2）桩侧压浆管：采用Ф30壁厚大于2.5 mm普通小钢管作为压 浆管。环向压浆管固定在钢筋笼上，按照设计位置绑扎在钢筋 笼外侧，先从最上排压浆管开始压浆。
图2.4 桩侧压浆管路布置
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主桥SSSZ-03~SSSZ-06试桩参数汇总表
3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩概况 引桥北侧（88、99号 墩）及南侧（226、 227号墩）、南干堤 大桥（243、244号墩 ）开展试桩研究，引 桥试桩根数共8根。 引桥试桩SSSZY-05、 SSSZY-06及SSSZY08压浆前后均加载测 试。 引桥试桩SSSZY-05~08试桩参数汇总表
30
40
50
40
压浆前 压浆后
60
50
压浆前 压浆后
（a）SSSZ-03
桩端阻力/kN
0 5000 10000 15000 20000 25000 10 20
（b）SSSZ-04
桩端阻力/kN
0 5000 10000 15000 20000 10 20
桩端位移/mm
30
桩端位移/mm
30
40
40
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数据采集仪
位移传感器 滑轮
基准梁 加载设备
配重块
油管
L上
测上盖板位移 上荷载箱 测下盖板位移
L中
测上盖板位移 下荷载箱
L下
测下盖板位移 钢管(可用来测桩底位移或作为压浆管)
图3.1 自平衡测试示意图
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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
试桩目的 （1）检测试桩的成孔质量； （2）检测试桩桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别； （3）通过试验得出分层极限摩阻力和桩端极限阻力； （4）验证桩端后注浆及桩侧注浆对单桩承载力的提高作用； （5）提出后压浆技术在本项目沿线各土层的作用机理及压浆效 果； （6）为确定本项目后压浆各项设计参数提供理论和技术依据；
2桩端桩侧组合压浆施工工艺
组合压浆施工工艺流程
图2.7 水泥浆压浆系统
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2桩端桩侧组合压浆施工工艺
组合压浆施工工艺流程
图2.8 自动控制和数据采集系统
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桩顶荷载/kN
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000
0 20000 40000
桩顶荷载/kN
60000 80000 100000 120000 140000
10
10
20 30
20 30
桩顶位移/mm
桩顶位移/mm
40 50 60 70 80 90 100
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组合压浆施工工艺流程
图2.5 水泥存储及输出设备
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组合压浆施工工艺流程
图2.6 水泥浆搅拌系统
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4、稳定标准 每级加（卸）载的向上向下位移量在最后30min时间内均不大 于0.1mm。 5、终止加载条件 向上向下两个方向应分别判定和取值，平衡状态下两个方向都 达到终止加载条件再终止加载。 • a）总位移量大于或等于40mm，且本级荷载的位移量大于或 等于前一级荷载的位移量的5倍时，加载即可终止。取此终止 时荷载小一级的荷载为极限加载值； • b）总位移量大于或等于40mm，且本级荷载加上后24h未稳 定，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限 • c） 达到荷载箱最大加载能力
试桩结果分析
桩顶荷载/kN
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
桩顶荷载/kN
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0 5000
桩顶位移/mm
桩顶位移/mm
压浆前 压浆后
40 50 60 70
40 50 60 70 80 90 100
80 90
（d）SSSZ-06 （c）SSSZ-05 主桥各试桩压浆前后等效转换Q-s曲线
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压浆前 压浆后
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试桩结果分析
桩端阻力/kN
0 5000 10000 15000 20000
0 5000
桩端阻力/kN
10000 15000 20000 25000
10
10
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桩端位移/mm
桩端位移/mm
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