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
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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
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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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3 组合后压浆桩自平衡测试研究
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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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
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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
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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
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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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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 5000 10000 15000 20000
0 5000
桩端阻力/kN
10000 15000 20000 25000
10
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桩端位移/mm
桩端位移/mm
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