1、某大橋試樁工程xx(Osterberg Cell)法試 樁 實 施 方 案Loadtest 國際有限公司上海xx巖土工程技術(shù)有限公司xxxx年xx月0. 前言受某大橋工程指揮部的要求，采用xx法（Osterberg Cell，以下簡稱為“O-Cell法”）進行試樁工作。xx法（縮寫為 O-Cell）測樁技術(shù)由xx教授在20多年前發(fā)明，并已取得專利。20多年來由他創(chuàng)建的美國Loadtest國際有限公司已將該技術(shù)在世界各地普及、推廣，積累了豐富的經(jīng)驗，且已通過國際組織認可，如美國石油協(xié)會、美國加洲交通運輸部等。xx（Fugro）是世界名列第三的工程咨詢公司，對巖土工程、基礎(chǔ)工程特有專長，并主要來自

2、比陸地更復雜的海上平臺的工程地質(zhì)勘察、地基和基礎(chǔ)的原位測試、檢測、監(jiān)測和設(shè)計、咨詢、顧問。目前中國海洋石油大多數(shù)平臺的基樁設(shè)計就是由xx公司設(shè)計完成的。xx亦是中國（包括香港）的xx設(shè)備總代理和測試承包商，近十年來已在香港完成了幾十項xx的試驗。美國Load Test公司和xx集團（Fugro Group）本著“技術(shù)領(lǐng)先、質(zhì)量第一、服務至上、價格優(yōu)惠”的企業(yè)精神，用實際成果來使業(yè)主滿意，設(shè)計有用，為某大橋工程作出貢獻。1. 試樁要求試樁在江中進行，樁位在里程為K20+544的“主5”墩（即71號墩）西側(cè)的江中，具體坐標為X：.054（m），Y:(m)（坐標系采用12059自由分帶），在主航道靠

3、近南岸側(cè)。試樁為長度126m、直徑2.8/2.5m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁（樁頭至61.1m深度部分直徑為2.8m，61.1m深度至樁底部分直徑為2.5m）。根據(jù)指揮部的有關(guān)要求和指揮部提供的試樁樁址的工程地質(zhì)情況（XK125號鉆孔的資料），試樁的具體情況及要求如下：（1） 樁型：鋼筋混凝土鉆孔灌注樁（端承摩擦樁）；（2） 直徑2.8/2.5m，長度126m；（3） 設(shè)計極限承載力54MN；（4） 樁深51.1m（即標高-46.1m）以上部分的摩擦力因沖刷原因不計。（施工時此部分樁身外加隔離措施）；（5） 用兩組O-Cell盒分設(shè)兩個深度，以進行樁端承載力和樁側(cè)摩擦力的測試；（6） 設(shè)計采用底部

4、注漿方法來改善和相對增加樁端承載力，分別在注漿前、后進行樁端承載力的測試；（7） 在進行總承載力測試的同時測定各土層對樁身的側(cè)摩擦力，最后要求加載到破壞為止。2. 試驗設(shè)備及其安裝2.1 設(shè)備根據(jù)試樁的基本要求，用兩層O-Cell盒的方法來分別測試最大樁端承載力和最大樁側(cè)摩阻力；并應用應變計來測量在試樁時各主要土層的摩擦力。2.1.1 O-Cell盒根據(jù)委托方提供的試樁的設(shè)計極限承載力為54MN，要求試樁加載到破壞為止的委托；用兩組（層）O-Cell盒分別進行樁端承載力和樁側(cè)摩擦力的測定，選用的O-Cell盒及其主要參數(shù)列表如下：數(shù)量直徑最大行程極限負載安裝深度測試O-Cell 12670mm

5、300mm32 x 2 MN離樁底1.5m（最大）端承力O-Cell 22870mm150mm54 x 2 MN離樁底28m（最大）摩擦力O-Cell 1安裝在距樁底1.5m處，主要將測試樁的最大端承力。根據(jù)地質(zhì)資料和本區(qū)域的經(jīng)驗，選取兩個規(guī)格為極限負載16 MN（共32 MN）的 O-Cell已夠滿足試驗要求。經(jīng)計算，O-Cell 2安裝在距樁底約28m處，可做到O-Cell 2在加載過程中能達到兩者基本相等或“向上的側(cè)摩擦力”略小于 “向下的側(cè)摩擦力加端承力”的狀況，保證總承載力和分層摩擦力的測試成功。2.1.2 應變計關(guān)于樁身在標高-46.1m以上部分在試樁時不計摩擦力的要求，除設(shè)計中采

6、取的隔離措施外，在試樁內(nèi) -46.1 m米深度處的（鋼筋上）安排了應變計，測出-46.1m以上部分的側(cè)摩擦力的數(shù)據(jù)，在計算中將其扣除。（如果隔離措施效果好的話，此時測出的側(cè)摩擦力數(shù)據(jù)應接近零值。）此外，為測定各土層與樁身間的側(cè)摩擦力，還在樁身內(nèi)于各土層交界相應高度處安設(shè)應變計。根據(jù)實際土層分布，分8層設(shè)置鋼筋應變計，每層對稱放2個。選用美國Geokon公司或美國Slope Indicator公司振 弦式應變計。 2.2 安裝位置圖1是O-Cell盒及應變計安裝位置圖。2.3 設(shè)備儀器安裝試樁成孔的尺寸、形狀位置必須合乎設(shè)計要求，需進行成孔質(zhì)量檢測。在安裝前，所有的xx壓力盒都被密封焊接以易于搬

7、運和安裝。根據(jù)設(shè)計提供的試樁承載力，本試驗計劃在試樁中使用兩組直徑分別為670mm和870mm O-Cell盒（每組均由兩個規(guī)格相同的O-Cell盒組成），分別安裝在距樁底1.5m和28m處，前者最大荷載可達64MN（雙向64MN，其中32MN作用于樁，另32MN作用于樁端土層），后者則為108MN。每組O-Cell盒焊接在兩塊鋼盤間。O-Cell盒安裝示意圖（圖2）。用于測量O-Cell盒行程的儀器將安裝在鋼盤中間；樁身除與O-Cell盒有關(guān)的測試儀器外，按勘探資料中主要土層分布情況來布置應變計，以測定各主要土層的側(cè)摩阻力。（見圖1，上頁）用來測量樁的壓縮量的機械式警告桿以及電子式伸長計將安

8、裝在O-Cell盒上方的鋼筋籠中。要在一片鋼盤的內(nèi)面涂潤滑油，以確保在O-Cell盒開啟后，使樁身混凝土在相當于O-Cell盒的層面位置上開裂。圖圖1 O-Cell盒及應變計安裝位置圖2 某試樁現(xiàn)場奧斯托堡壓力盒安裝實況O-Cell圖3 現(xiàn)場基準梁安裝示意圖 然后將鋼筋籠安裝在樁孔中，按照一般的方法澆筑混凝土，并固結(jié)成樁。傳感器電纜和液壓軟管預先留入樁孔準備以備試樁過程中使用。在試樁開始前，在樁頂上方安裝了一個基準梁，用來作為測量樁頂位移的平臺。此基準梁由試樁影響區(qū)域范圍外的位置提供支撐，（一般來說，此位置在試樁樁徑的四倍范圍外）以確保樁在測試中的移動不會影響基準梁。本梁的一端是可以自由移動的

9、，以將熱影響造成的誤差減到最小。圖3是一例有關(guān)的工程照片。本次試樁工程中，由于是在水上平臺上進行工作，平臺的基礎(chǔ)樁如離試驗樁的距離在15m 以上時，建議可將基準梁架設(shè)在平臺上即可，同時再用其他手段（如光學測量）監(jiān)測基準梁（平臺）有無沉降。在基準梁上應有保護罩以避免陽光直射（陽光能造成參照梁的移動）和風的影響（風會干擾位移傳感器）。位移轉(zhuǎn)換器會以基準梁為基準來測量樁頂?shù)奈灰萍皥缶?。計算機校準水平裝置則置于樁的影響區(qū)域之外以監(jiān)測參照梁的所有移動，校準目標點安裝在基準梁的中心點。所有的儀器都將被連接到在試樁過程中自動讀數(shù)的電腦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。O-Cell盒液壓軟管接在動力組件上。動力組件是壓縮空氣驅(qū)動

10、的液壓泵，用于驅(qū)動O-Cell盒的壓力介質(zhì)是水。系統(tǒng)內(nèi)的液壓（等同于對樁的壓力）也將被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所記錄。3. 試驗加卸載及沉降、應變測量步驟3.1 注漿前端部承載力試驗（1） 關(guān)閉上層O-Cell液壓閥，打開下層O-Cell液壓閥，加壓裂開密封焊接后，進行下層O-Cell加載和卸載試驗。為確認端部承載力的可靠性，應委托方要求可在中途卸載一次，卸載位置應在第一拐點附近。卸載后進行第二次加載。達到試驗終止條件后停止加載。（2） 試驗過程中每個沉降（及位移計）數(shù)值、應變計數(shù)值均每分鐘自動測量一次，數(shù)據(jù)存儲在計算機內(nèi)，供分析、整理。（3） 加載分級進行，（下層）O-Cell每級為1.0MN，第一級加

11、2.0MN。（4） 每級加載穩(wěn)定標準為每一小時沉降量不超過0.1mm，每級加載最短歷時為1.5小時。達到穩(wěn)定標準后可進行下一級加載。（5） 當出現(xiàn)下列情況之一時終止加載：a 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量大于前一級荷載作用下沉降量或上拔量的2倍，且經(jīng)24小時尚未達到穩(wěn)定標準。b 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量達前一級荷載作用下的沉降量或上拔量的5倍。c 樁的沉降量達80mm。d O-Cell達極限壓力或150 mm行程。e 同時遵守公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）的“附錄B”的有關(guān)規(guī)定。（6） 卸載每級為加載的2倍，每小時卸載一級。全部卸載完成之后，隔3小時停止全部測試工

12、作。3.2 注漿后端部承載力試驗 注意：本試驗需在注漿部位的材料強度達到設(shè)計要求后方能進行。（1） 關(guān)閉上層O-Cell液壓閥，打開下層O-Cell液壓閥，繼續(xù)進行下層O-Cell加載試驗。（2） 試驗過程中每個沉降（及位移計）數(shù)值、應變計數(shù)值均每分鐘自動測量一次，數(shù)據(jù)存儲在計算機內(nèi)，供分析、整理。（3） 加載分級進行，（下層）O-Cell每級為1.2MN，第一級加2.4MN。（4） 每級加載穩(wěn)定標準為每一小時沉降量不超過0.1mm，每級加載最短歷時為1.5小時。達到穩(wěn)定標準后可進行下一級加載。（5）當出現(xiàn)下列情況之一時終止加載：a 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量大于前一級荷載作用下沉降量

13、或上拔量的2倍，且經(jīng)24小時尚未達到穩(wěn)定標準。b 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量達前一級荷載作用下的沉降量或上拔量的5倍。c 樁的沉降量達80mm。d O-Cell達極限壓力或150 mm行程。e 同時遵守公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）的“附錄B”的有關(guān)規(guī)定。（6）卸載每級為加載的2倍，每小時卸載一級。全部卸載完成之后，隔3小時停止全部測試工作。3.3 總承載力和分層側(cè)壁摩擦力試驗注意：本試驗需在對下層O-Cell進行關(guān)閉和注漿封閉后方能進行。（1） 打開上層O-Cell液壓閥，上層O-Cell加載試驗。（2） 試驗過程中每個沉降（及位移計）數(shù)值、應變計數(shù)值均每分鐘自動測量

14、一次，數(shù)據(jù)存儲在計算機內(nèi)，供分析、整理。（3） 加載分級進行，（上層）O-Cell每級為2.0MN，第一級加4.0MN。（4） 每級加載穩(wěn)定標準為每一小時沉降量不超過0.1mm，每級加載最短歷時為1.5小時。達到穩(wěn)定標準后可進行下一級加載。（5） 當出現(xiàn)下列情況之一時終止加載：a. 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量大于前一級荷載作用下沉降量或上拔量的2倍，且經(jīng)24小時尚未達到穩(wěn)定標準。b. 某級荷載作用下，樁的沉降量或上拔量達前一級荷載作用下的沉降量或上拔量的5倍。c. 樁的沉降量達80mm或上拔量達100mm。d. O-Cell達極限壓力或150 mm的極限行程。e. 同時遵守公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）的“附錄B”的有關(guān)規(guī)定。（6） 卸載每級為加載的2倍，每小時卸載一級。全部卸載完成之后，隔3小時停止全部測試工作。4 報告內(nèi)容4.1 對儀器、測量以及測試過程的描述。4.2以表格和圖形列出測試結(jié)果。4.3 按照中國標準和參考國際通行慣例和我公司的海外經(jīng)驗分析測試結(jié)果。（