公路桥梁施工技术规范JTGTF50附录docWord下载.docx

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d=Σdn=Σ（l+Δl+Δt+ΔP+Δf+Δh）（A-7）

附录B试桩试验办法

B.1一般规定

B.1.1本办法适用于施工阶段检验性的试桩，其内容包括工艺试验、动力试验及静压、静拔和静推试验。

但在多年冻土、湿陷性黄土等地层的试桩试验，不适用本办法。

B.1.2试桩的位置应符合设计要求，设计无要求时，宜选择在有代表性地质的地

方，并尽量靠近地质钻孔或静力触探孔，其间距一般不宜大于5m或小于1m。

试桩的桩径、测试内容应符合设计要求。

B.1.3勘测设计阶段的试桩数量由设计部门确定，施工阶段的试桩数量规定如下：

1静压试验应按施工合同规定的数量进行试桩，可按下列规定进行：

1）试桩的数量应根据设计要求和工程地貭条件确定，但不宜少于2根。

2）位于深水处的试桩，根据具体情况，由主管单位研究确定。

2静拔、静推试验根据合同要求进行办理。

3工艺试验由施工单位拟定，报主管单位批准。

B.1.4试桩前应进行下列准备工作：

1试桩的桩顶如有破损或强度不足时，应将破损和强度不足段凿除后，修补平整。

2做静推试验的桩，如系空心桩，则应于直接受力部位填充混凝土。

3做静压、静拔的试桩，为便于在原地面处施加荷载，在承台底面以上部分或局部冲刷线以上部分设计不能考虑的摩擦力应予扣除。

4做静压、静拔的试桩，桩身需通过尚未固结新近沉积的土层或湿陷性黄土、软土等土层对桩侧产生向上的负摩擦力部分，应在桩表面涂设涂层，或设置套管等方法予以消除。

5在冰冻季节试桩时，应将桩周围的冻土全部融化，其融化范围：

静压、静拔试验时，离试桩周围不小于lm；

静推试验时，不小于2m。

融化状态应保持到试验结束。

在结冰的水域做试验时，桩与冰层间应保持不小于l00mm的间隙。

B.2工艺试验和冲击试验

B.2.1施工阶段的工艺试验和冲击试验的主要目的：

（1）选择合理的施工方法和机具设备。

（2）检验桩沉人土中的深度能否达到设计要求。

（3）选定锤击沉桩时的锤垫、桩垫及其参数。

（4）利用静压试验等方法，验证选用的动力公式在该地质条件下的准确程度。

（5）选定射水设备及射水参数（水量、水压等）。

（6）查定沉桩时有无“假极限”或“吸入”现象，并确定是否需要复打以及决定复打前的“休止”天数。

（7）确定施工工艺和停止沉桩的控制标准。

B.2.2冲击试验的程序按下列规定执行：

1使用蒸汽锤时，预先将汽锤加热。

2用单动汽锤、坠锤沉桩时，记录桩身每下沉1.0m的锤击数和全桩的总锤击数，并测量锤击每米沉桩平均落锤高度；

用双动汽锤、柴油锤、振动锤沉桩时，记录桩身每下沉1.0m的锤击（或振动）时间和全桩的总锤击（或总振动）时间。

3当桩沉至接近设计标高附近（约1.0m左右）时，用单动汽锤、坠锤沉桩，记录每l00mm的锤击数，至设计标高时，最后加打5锤，记录桩的下沉量，算出每锤平均值（以mm/击计），作为停锤贯入度；

用双动汽锤、柴油锤、振动锤沉桩，记录每l00mm的锤击（或振动）时间，算出最后l00mm每分钟平均值（以mm/min计），作为停锤贯入度。

4冲击（复打）试验和注意事项：

1）冲击试验应经过“休止”后进行，“休止”时间按照本条第6款的规定。

2）用沉桩时达到最后贯人度相同的功能（用坠锤、单动汽锤或柴油锤时，使落锤高度相同；

用双动汽锤时，使汽压相同，并迅速送汽锤击；

用振动锤时使其各项技术条件相同）和相同的设备（包括桩锤规格、桩帽、锤垫、桩垫等）进行锤击或振动。

3）用坠锤、单动汽锤沉桩，着实的锤击5锤取其平均贯入度；

用双动汽锤、柴油锤、振动锤沉桩，取其最后l00mm的锤击、振动时间的每分钟平均贯入度作为最终贯入度；

贯入度的单位分别为mm/击，mm/min。

5填写沉桩试验记录。

6“休止”时间应按土质不同而异，可由试验确定，一般不少于下列天数：

1）桩穿过砂类土，桩尖位于大块碎石土、紧密的砂类土或坚硬的粘质土上，不少于1d。

2）在粗、中砂和细砂里，不少于3d。

3）在粘质土和饱和的粉质土里，不少于6d。

B.3静压试验

B.3.1试验目的：

通常用来确定单桩承载力和荷载与位移的关系，以及校核动力公式的准确程度。

B.3.2试验方法：

采用慢速维持荷载法，若设计无特殊要求时，用单循环加载试验。

B.3.3试验时间：

静压试验应在冲击试验后立即进行。

对于钻（挖）孔灌注桩，须待混凝土达到能承受设计要求荷载后，才可进行试验。

B.3.4试验加载装置：

一般采用油压千斤顶加载。

千斤顶的反力装置可根据现场的实际条件选用下列三种形式之一：

1锚桩承载梁反力装置：

锚桩承载梁反力装置能提供的反力，应不小于预估最大试验荷载的1.3～1.5倍。

锚桩一般采用4根，如入土较浅或土质松软时可增至6根。

锚桩与试桩的中心间距，当试桩直径（或边长）小于或等于800mm时，可为试桩直径（或边长）的5倍；

当试桩直径大于800mm时，上述距离不得小于4m。

2压重平台反力装置：

利用平台上压重作为对桩静压试验的反力装置。

压重不得小于预估最大试验荷载的1.3倍，压重应在试验开始前一次加上。

试桩中心至压重平台支承边缘的距离与上述试桩中心至锚桩中心距离相同。

3锚桩压重联合反力装置：

当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在承载梁上放置或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶反力。

B.3.5测量位移装置：

测量仪表必须精确，一般使用1/20mm光学仪器或力学仪表，如水平仪、挠度仪、偏移计等。

支承仪表的基准架应有足够的刚度和稳定性。

基准梁的一端在其支承上可以自由移动，不受温度影响引起上拱或下挠。

基准桩应埋人地基表面以下一定深度，不受气候条件等影响。

基准桩中心与试桩、锚桩中心（或压重平台支承边缘）之间的距离宜符合附表B.3.5的规定。

附表B.3.5基准桩中心至试桩、锚桩中心（或压重平台支承边）的距离

反力系统

基准桩与试桩

基准桩与锚桩（或压重平台支承边）

锚桩承载梁反力装置

≥4d

压重平台反力装置

≥2.0m

注：

表中为试桩的直径或边长d≤800mm的情况；

若试桩直径d＞800mm时，基准桩中心至试桩中心（或压重平台支承边）的距离不宜小于4.0m。

B.3.6加载方法

1加载重心应与试桩轴线相—致。

加载时应分级进行，使荷载传递均匀，无冲击。

加载过程中，不使荷载超过每级的规定值。

2加载分级：

每级加载量为预估最大荷载的1/10-1/15。

当桩的下端埋人巨粒土、粗粒土以及坚硬的粘质土中时，第一级可按2倍的分级荷载加载。

3预估最大荷载：

对施工检验性试验，一般可采用设计荷载的2.0倍。

B.3.7沉降观测

1下沉未达稳定不得进行下一级加载。

2每级加载的观测时间规定为：

每级加载完毕后，每隔15min观测一次；

累计1h后，每隔30min观测一次。

B.3.8稳定标准：

每级加载下沉量，在下列时间内如不大于0.1mm时即可认为稳定：

1桩端下为巨粒土、砂类土、坚硬粘质土，最后30min。

2桩端下为半坚硬和细粒土，最后1h。

B.3.9加载终止及极限荷载取值

1总位移量大于或等于40mm，本级荷载的下沉量大于或等于前一级荷载的下沉量的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荷载。

2总位移量大于或等于40mm，本级荷载加上后24h未达稳定，加载即可终止。

3巨粒土、密实砂类土以及坚硬的粘质土中，总下沉量小于40mm，但荷载已大于或等于设计荷载X设计规定的安全系数，加载即可终止。

取此时的荷载为极限荷载。

4施工过程中的检验性试验，一般加载应继续到桩的2倍的设计荷载为止。

如果桩的总沉降量不超过40mm，及最后一级加载引起的沉降不超过前一级加载引起的沉降的5倍，则该桩可以予以检验。

5极限荷载的确定有时比较困难，应绘制荷载－沉降曲线（P-s曲线）、沉降－时间曲线（s-t曲线）确定，必要时还应绘制s-lgt曲线、s-lgP曲线（单对数法）、s-[1-P/Pmax]曲线（百分率法）等综合比较，确定比较合理的极限荷载取值。

B.3.10桩的卸载和回弹量观测

1卸载应分级进行，每级卸载量为两个加载级的荷载值。

每级荷载卸载后，应观测桩顶的回弹量，观测办法与沉降相同。

直到回弹稳定后，再卸下一级荷载。

回弹稳定标准与下沉稳定标准相同。

2卸载到零后，至少在2h内每30min观测一次，如果桩尖下为砂类土，则开始30min内，每15min观测一次；

如果桩尖下为粘质土，第一小时内，每15min观测一次。

B.3.11试验记录：

所有试验数据应按附表B.3.11及时填写记录，绘制静压试验曲线，如附图B.3.11所示，并编写试验报告。

附表B.3.11静压试验记录表

线桥号试桩地质情况

沉桩方法及设备型号桩的类型、截面尺寸及长度

桩的入土深度（m）设计荷载（kN）最终贯入度（mm/击）

加载方法加载顺序

荷载

编号

起止时间

间歇

时间

（min）

每级

（kN）

各表读数（mm）

平均

读数

（mm）

位移

气温

（℃）

备

注

日

时

分

1

号

2号

下

沉

上拔

水平

其它记录：

B.4静拔试验

B.4.1试验目的：

在个别桩基中设计承受拉力时，用以确定单桩抗拔容许承载力。

B.4.2试验时间：

一般可按复打规定的“休止”时间以后进行。

对于钻（挖）孔灌注桩，须待灌注的混凝土强度达到设计要求的强度后才可进行。

静拔试验也可在静压试验后进行。

B.4.3加载装置：

可采用油压千斤顶加载。

千斤顶的反力装置一般采用两根锚桩和承载梁组成，试桩和承载梁用拉杆连接，将千斤顶置于两根锚桩之上，顶推承载梁，引起试桩上拔。

试桩与锚桩间中心距离可按B.3.4条第1款确定。

B.4.4加载方法：

一般采用慢速维持荷载法进行。

施加的静拔力必须作用于桩的中轴线。

加载应均匀、无冲击。

每级加载量不大于预计最大荷载的1/10～1/15。

B.4.5位移观测：

按B.3.7条沉降观测规定办理。

B.4.6稳定标准：

位移量小于或等于0.1mm/h，即可认为稳定。

B.4.7加载终止：

勘测设计阶段，总位移大于或等于25mm，加载即可终止；

施工阶段，加载不应大于设计容许抗拔荷载。

B.4.8试验记录：

所有试验观测数据应按附表B.3.11及时填写记录，并绘制如附图B.3.11所示曲线（代表拔出位移的纵坐标改为向上）。

B.5静推试验

B.5.1试验目的及试验方法：

试验目的主要是确定桩的水平承载力、桩侧地基土水平抗力系数的比例系数。

试验方法，对于承受反复水平荷载的基桩，采用多循环加卸载方法；

对于承受长期水平荷载的基桩，采用单循环加载方法。

B.5.2加载装置

1一般采用两根单桩通过千斤顶相互顶推加载；

或在两根锚桩间平放一根横梁，用千斤顶向试桩加载；

有条件时可利用墩台或专设反力座以千斤顶向试桩加载。

在千斤顶。

与试桩接触处宜安没一球形铰座，保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。

2加载反力结构的承载能力应为预估最大试验荷载的1.3～1.5倍，其作用方向的刚度不应小于试桩。

反力结构与试桩之间净距按设计要求确定。

3固定百分表的基准桩宜设在桩侧面靠位移的反方向，与试桩净距不小于试桩直径的1倍。

B.5.3多循环加卸载试验法按下列规定进行：

1加载分级：

可按预计最大试验荷载的1/10—1/15，一般可采用5～10kN，过软的土可采用2kN级差。

2加载程序与位移观测：

各级荷载施加后，恒载4min测读水平位移，然后卸载至零，2min后测读残余水平位移，至此完成一个加载循序，如此循环5次，便完成一级荷载的试验观测。

加载时间应尽量缩短，测量位移间隔时间应严格准确，试验不得中途停歇。

3加载终止条件：

当出现下列情况之一时即可终止加载

（1）桩顶水平位移超过20～30mm（软土取40mm）；

（2）桩身已经断裂；

（3）桩侧地表明显裂纹或隆起。

B.5.4多循环加卸载法的资料整理

单桩水平静推试验记录参照附表B.5.4。

附表B.5.4单桩水平静推试验记录

试桩号：

上下表距：

观测时间

d/h/min

循环数

加载

卸载

水平位移（mm）

加载上下表读数差

转角

备注

上表

下表

试验记录校核施工负责人

由试验记录绘制水平荷载一时间一桩顶位移关系曲线（H-t-x曲线），见附图B.5.4-1，水平荷载一位移梯度关系曲线（H-Δx/ΔH曲线），见附图B.5.4-2。

当桩身具有应力量测资料时，尚应绘制应力沿桩身分布和水平力一最大弯矩截面钢筋应力关系曲线（H-

曲线）见图B.5.4-3。

B.5.5多循环加卸载临界荷载（Hcr）、极限荷载（Hu）及水平抗推容许承载力

1临界荷载Hcr：

相当于桩身开裂，受拉混凝土不参加工作时的桩顶水平力，其数值可按下列方法综合确定：

（1）取H-t-x曲线出现突变点的前一级荷载；

（2）取H-Δx/ΔH曲线的第一直线段的终点所对应的荷载；

（3）取H-

曲线第一突变点对应的荷载。

2极限荷载Hu：

其数值可按下列方法综合确定：

（1）取H-t-x曲线明显陡降的前一级荷载；

（2）取H-t-x曲线各级荷载下水平位移包络线向下凹曲的前一级荷载；

（3）取h-Δx/Δh曲线第二直线终点所对应的荷载；

（4）桩身断裂或钢筋应力达到流限的前一级荷载。

3水平抗推容许荷载：

为水平极限荷载除以设计规定的安全系数。

B.5.6单循环加载试验法可按下列规定执行：

1加载分级与多循环加卸载试验方法相同。

2加载后测读位移量与静压试验测读的方法相同。

3静推稳定标准：

如位移量小于或等于0.05mm/h即可认为稳定。

4终止加载条件：

勘测设计阶段的试验，水平力作用点处位移量大于或等于50mm，加载即可终止；

施工检验性试验，加载不应超过设计的容许荷载。

5试验记录：

所有试验观测数据应填写记录，并绘制如附图B.3.11所示曲线图。

将水平位移量改为横坐标，荷载改为纵坐标。

附录C-1泥浆原料和外加剂的性能要求及需要量计算方法

C.0.1泥浆原料粘质土的性能要求

一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。

当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺人30%的塑性指数大于25的粘质土。

当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺人Na2C03（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。

掺人量与原泥浆性能有关，宜经过试验决定。

一般碳酸钠的掺人量约为孔中泥浆土量的0.1%～0.4%。

C.0.2泥浆原料膨润土的性能和用量

膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。

前者质量较好，大量用于炼钢、铸造中，钻孔泥浆中用量也很大。

膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。

一般用量为水的8%，即8kg的膨润土可掺100L的水。

对于粘质土地层，用量可降低到3%～5%。

较差的膨润土用量为水的12%左右。

C.0.3泥浆外加剂及其掺量

1）CMC（CarboxyMethylCelluose）全名羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。

掺入量为膨润土的0.05％～0.01％。

2）FCI，又称铬铁木质素磺酸钠盐，为分散剂，可改善因混杂有土，砂粒，碎、卵石及盐分等而变质的泥浆性能，可使上述钻渣等颗粒聚集而加速沉淀，改善护壁泥浆的性能指标，使其继续循环使用。

掺量为膨润土的0.1％～0.3％。

3）硝基腐殖碳酸钠（简称煤碱剂），其作用与FCI相似。

它具有很强的吸附能力，在粘质土表面形成结构性溶剂水化膜，防止自由水渗透，能使失水量降低，使粘度增加，若掺人量少，可使粘度不上升，具有部分稀释作用，掺用量与FCI同。

2）、3）两种分散剂可任选一种。

4）碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱。

它的作用可使pH值增大到10。

泥浆中pH值过小时，粘土颗粒难于分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；

小于7时，还会使钻具受到腐蚀；

若pH过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，粘土颗粒之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。

pH值以8～10为宜，这时可增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量。

掺入量为膨润土的0.3％～0.5％。

5）PHP，即聚丙烯酰胺絮凝剂。

它的作用为，在泥浆循环中能清除劣质钻屑，保存造浆的膨润土粒；

它具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。

掺入量为孔内泥浆的0.003％。

6）重晶石细粉（BaSO4），可将泥浆的相对密度增加到2.0～2.22，提高泥浆护壁作用。

为提高掺人重晶粉后泥浆的稳定性，降低其失水性，可同时掺入0.1％～0.3％的氢氧化钠（NaOH）和0.2％～0.3％的橡胶粉。

掺入上述两种外加剂后，最适用于膨胀的粘质塑性土层和泥质页岩土层。

重晶石粉掺量根据原泥浆相对密度和土质情况检验决定。

7）纸浆、干锯末、石棉等纤维质物质，其掺量为水量的1％～2％，其作用是防止渗水并提高泥浆循环效果。

以上各种外加剂掺入量，宜先做试配，试验其掺人外加剂后的泥浆性能指标是否有所改善，并符合要求。

各种外加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆性能指标，防止掺人外加剂过量。

每循环周期相对密度差不宜超过0.01。

C.0.4调制泥浆的原料用量计算

在粘质土层中钻孔，钻孔前只需调制不多的泥浆。

以后可在钻进过程中，利用地层粘质土造浆、补浆。

在砂类土、砾石土和卵石土中钻孔时，钻孔前应备足造浆原料，其数量可按以下公式和原则计算：

m──每立方米泥浆所需原料的质量（t）；

V──每立方米泥浆所需原料的体积（m3）；

ρ1──原料的密度（t/m3）；

ρ2──要求的泥浆密度（t/m3）；

ρ2=Vρ1t（1−V）ρ3；

ρ3──水的密度，取ρ3=lt/m3。

若造成的泥浆的粘度为20-22s时，则各种原料造浆能力为：

黄土胶泥1～3m3/t，白土、陶土、高岭土3.5～8m3/t，次膨润土为9m3/t，膨润土为15m3/t。

从以上资料得知，膨润土的造浆能力为黄土胶泥的5～7倍。

附录C-2泥浆各种性能指标的测定方法

C.0.1相对密度ρx：

可用泥浆相对密度计测定。

将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。

若工地无以上仪器时，可用一口杯，先称其质量设为m1，再装清水称其质量为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量为m3，则

。

C.0.2粘度η（s）：

工地用标准漏斗粘度计测定，粘度计如附图C-2-1所示。

用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。

校正方法：

漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，如偏差超过±

1s，则量测泥浆粘度时应校正。

C.0.3含砂率（％）：

工地用含砂率计（如附图C-2-2所示）测定。

量测时，把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口塞紧，摇动lmin，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上刻度读出）乘2就是含砂率（％）。

（有一种大型的含砂率计，容积1000ml，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）。

C.0.4胶体率（％）：

亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。

测定方法：

可将l00ml的泥浆放人干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。

以100－（水+沉淀物）体积即等于胶体率。

C.0.5失水量（ml/30min）和泥皮厚（mm）：

用一张120mm×

120mm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径（mm）即失水量，算出的结果（mm）值代表失水量，单位：

ml/min。

在滤纸上量出泥饼厚度（mm）即为泥皮厚。

泥皮愈平坦、愈薄，则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2～3mm。

附录C-3钻孔施工不同阶段泥浆指标

类型

性能

①基浆

②鲜浆

③钻进

④回流

⑤清孔

⑥弃用

膨润土+碱

①+PHP

②与钻屑混合

③净化+②

④+②

④沉淀中

1.比重V

（g/cm3）

＜1.05

＜1.04

＜1.2

＜1.08

＜1.06

＞1.3

2.粘度T

（Pa.s）

20-22

26-35