预应力管桩施工工艺设计与质量标准.pdf

预应力管桩施工工艺及质量标准 1.1 锤击预应力管桩 一、适用范围 锤击预应力管桩适用于各种粘土和淤泥土。当需要穿透较厚的砂土夹层或含有较多砾石和卵石的坚硬夹层时，锤击管桩更为有效，但由于噪声较大，在城市建设中应限制其使用。2、工艺流程 复核测量控制网 测放桩位 桩位复核 桩机就位 稳桩 打下节桩 接桩 打上节桩 送桩 桩预制 桩运输 桩进场验收 桩身检查及标识 桩 起 吊 桩身垂直度检查 第二节桩起吊 检查验收 接头验收 桩身垂直度检查 桩机移位 三、施工技术(1)放线桩位置 1）根据设计图纸准备测桩定位图，并确保轴控点在打桩过程中不受振动和挤土的影响。2）根据实际打桩电路图，按施工区域划分测量定位控制网络。总则根据每天的施工进度在一个区域设置 10-20 个桩位，在桩位中心点打入一根6.5 长 30 的桩-40cm。钢筋并用红色油漆标记。3）打桩机移位后，应进行二次复核，确保桩位偏差小于该值 10mm。4)桩基施工前，应根据施工桩长在配套工程桩上标出以米为单位的长度标记，并按从下到上的顺序标出桩长，以观察进深桩入土并记录每米沉桩。锤击次数。(2)打桩机就位 打桩机就位时，应与桩位对齐，以保证竖向稳定，施工时不倾斜、不移动。(3)吊装预制管桩 首先系好用于挂桩的钢丝绳和索具。施工中吊管桩时，可采用单点法（位置距桩头 0.29L），启动吊车吊桩，使桩点垂直对准桩位中心，慢慢放下，插入土中，位置要准确；然后将桩帽或桩箍固定在桩顶，即可拆除索具。（管桩吊装）（管桩就位，桩尖焊接，桩尖与桩位中心垂直对齐）稳定桩 桩尖插入桩位后，先用打桩锤在自重的作用下将桩插入地面30-50cm，然后垂直稳定桩。10m以内的短桩，可进行目视检查或双方向落线矫正；超过 10m 或打入桩必须用落线或经纬仪进行两个方向的校正，不内容目视检查。插桩时，垂直度偏差不得超过0.5%。打桩前，应在桩侧或桩架上设置尺子，以便施工时观察记录。（使用线槽控制管桩垂直度）（两个正交经纬仪双向控制管桩垂直度）打桩 1）打桩时应用重锤轻击。锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密度和施工条件来选择。2)打桩顺序总则按先深后浅、先长桩后短桩、先大径后小径、先大承台、后小承台桩的原则。两个方向对称推进，或从中间向四周推进；当一侧与建筑物相邻时，从相邻建筑物向另一方向打击。3)管桩表面应每米划一条线，做好打桩记录。打桩记录应包括入土深度、送桩深度、桩顶标高、最终贯入、桩锤落距等施工参数。4）当穿透度发生剧烈变化，桩身突然倾斜、位移或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝、断裂等情况时，应暂停打桩，原因应予以说明。分析，并采取相应措施。（锤击预应力管桩）桩 l)如果桩的长度不够，应将桩连接起来。接桩前，用钢丝刷清除接缝表面的污垢和锈迹，上下断面的缝隙用铁垫焊好。总则采用电焊桩。焊接应围绕桩对称进行。上下桩段固定后，拆下导箍，分层焊接；焊接层数不少于2层，焊完第一层后必须清理焊渣，清理干净后才能进行第二层（或）焊接。焊缝应连续、饱满；焊接后的桩接头应 自然冷却后继续锤击，自然冷却时间不小于8min；严禁使用水冷或焊接打好。2）接桩时，总则在距地面0.5-lm左右的距离处进行；下桩桩头应设置导箍；接桩时，上下桩段应保持平直，错位偏差不宜较大2mm；桩就位 纠偏时，不得用大锤横击；节点的弯曲下垂不得大于桩长的1。3）雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施。（焊接桩）交货堆 1）按设计桩长，接桩正常打桩后，应按设计和试打时确定的各项指标进行控制，放桩深度不宜大于此值2.0m。当打桩深度超过2.0m且不大于6.0m该深度时，打桩机应为三点支撑履带自走式或行走式柴油打桩机；桩帽和打桩锤之间应使用竖纹硬木或盘绕钢丝绳作为“锤垫”。其厚度应取150 200mm。2)送桩前应确保打桩锤的导脚不突出导杆端部，管桩离地高度应控制在0.3-0.5m；检查桩顶质量，检测合格后及时送桩。3)给料机应使用专用的给料机。给料机应做成圆筒形，并应有足够的强度、刚度和驱动阻力；大于1/1000。4)给料机上、下端应平整，并与给料机中心轴线垂直；接桩机下端面应敞开，以将空心桩腔与外界连通。5)堆垛机应与堆垛相匹配。套管式给桩机下端套管深度应为250 350mm，套管内径应比桩外径大20 30mm，下端插塞长度塞式给料机应为200 300mm，杆销外径应大于（管）桩内径为20 30mm。对于空腔内浆料过多的管桩，不宜使用塞式给料机。6)堆料作业时，堆料机与堆头之间应设置1-2层麻袋或纸板垫。压实后的内填充弹性衬里的厚度不应小于60mm。7）桩尖应按设计要求进入承载层，桩的终沉应参照相同条件下未交桩时的终沉进行修正；交桩完成后，应及时回填或覆盖空洞。（堆料机送桩）验收 桩端锤击控制应满足以下要求：当桩端位于总则土层时，应以控制桩端设计标高为主，辅以贯入度；对淤泥、砂土、砾石土和风化岩，应以贯入控制为主，桩端标高为辅；当贯入度已达到设计要求但未达到桩端标高时，应继续进行锤击 3 应确认每排10 击的贯入量不应大于设计规定的值。必要时，应通过试验确定施工控制的渗透程度；达到设计要求后，填写施工记录。发现桩位与要求有较大差异的，应 与有关单位研究处理。1.2 静压预应力管桩 一、适用范围 静压预应力管桩适用于软土、填土、总则粘性土和淤泥土，特别适用于居民密集地区、危险建筑物及附近环境要求严格的地区的打桩，其承载层适用于硬塑料或硬粘土。土层、中密度或致密碎土层、沙质土、完全风化岩层、强风化层；但不适用于中等密度以上厚度 2m以上的地下巨石、障碍物或砂夹层。2、工艺流程 三、施工技术(1)放线桩位置 与“锤击预应力管桩”中的“定位桩位”相同。(2)打桩机就位 打桩机就位时，应与桩位对齐，将静力打桩机调整至水平平稳，确保施工过程中不倾斜、不移动。（静压桩基础就位）(3)吊桩到位 复核测量控制网 测放桩位 桩位复核 桩机就位 喂桩 压下节桩 接桩 压上节桩 送桩 中间检查验收 桩预制 桩运输 桩进场验收 桩身检查及标识 桩 起 吊 桩身垂直度检查 第二节桩起吊 终压持荷稳定 接头验收 桩身垂直度检查 首先系好用于挂桩的钢丝绳和索具。施工中吊管桩时，可采用单点法（位置距桩头 0.29L），启动吊车吊桩，将预制桩吊入静力打桩夹具。将桩尖垂直对准桩位中心，夹紧后放入土中，移动静桩机调整桩的垂直度，满足要求后将静桩机调整至水平稳定.桩尖插入桩位时，垂直度偏差不得超过0.5%。压桩前，应在桩侧或桩架上设置尺子，以便施工时观察记录。（静压桩基础吊桩）压桩 1）桩压：启动桩压缸，缓慢压桩，控制施压进度，总则不超过2m/min。在满足桩压要求后，必须保持荷载稳定。如果不稳定，则必须再次保持负载，直到负载稳定为止。荷载保持时间由设计人员和监理人员在桩的现场试验时确定。（桩）2）压桩要连续，每桩一次连续压到底，最后一段的有效桩长不小于此值5m。3）当建筑面积大、桩数较多时，可将桩基分成若干段，在每段分别进行压桩。压桩顺序总则为先深后浅，长桩后短桩，大径后小径，先建大承台后建小承台的原则。对称的进步，还是从中间到四周。当一侧与建筑物相邻时，压力从相邻建筑物施加到另一个方向。当场地地层局部含有沙子、砾石和卵石时，宜先在该区域进行打桩。4）压桩过程中应测量桩身垂直度。桩首段压下时，垂直度偏差不应大于0.5%；当桩身垂直度偏差大于1%时，应查明原因并予以纠正；桩尖进入硬土层时，严禁使用移动机械，以架车等方法强行纠偏。5）当出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，分析原因，采取相应措施：压力表读数与调查报告中土层性质明显不符。桩基较弱、较硬的夹层较难通过。实际桩长与设计桩长相差较大。出现异常噪音；压桩机工作状态异常。桩身有纵向裂缝、桩头混凝土剥落等异常现象。夹紧机构打滑。打桩机下沉。桩 与“锤击预应力管桩”中的“连接桩”相同。（焊接桩）送桩 1）测量桩的垂直度，检查桩头的质量。堆垛合格后方可致。压送操作应连续进行。2)给料机应使用专用钢制给料机，工程桩不宜用作给料机。3)当现场大部分桩的有效桩长L小于或等于15m或桩端承力层为风化软岩，可能需要再加压时，放桩深度不宜超过1.5m。4）除满足本条上述3段要求外，当桩身垂直度偏差小于1%且桩身有效桩长大于此值时15m，静压进桩深度桩不应超过 8 m。5)桩的最大压桩力不应超过桩身内容压桩力的1.1倍。终压状态 最终压力条件应满足以下要求：1）最终压力标准应根据现场试验桩的试验结果确定。2）终压连续再压缩次数应根据桩长、地质条件等因素确定。对于8m深度大于或等于土层深度的桩，再加压次数可以为23次；对于8m深度小于或等于土层深度的桩，再加压的次数可以为35次。3)稳压桩压桩力不应小于终压，稳桩压桩时间为5-10s。当桩压达到终压状态时，应立即进行保压再压，并填写施工记录，特别是最后 3 次稳压时的再压入度和桩顶标高。1.3 质量控制点 1、PC桩混凝土强度等级不得低于C50，PHC桩混凝土强度等级不得低于C80，开桩前预应力管桩强度应达到设计强度的100%。2、根据地质资料，按设计要求合理选用施工设备，锤击桩采用重锤低击的原则，选择打桩锤，控制打桩的总锤击次数，从而达到避免桩身混凝土疲劳破坏、桩身断裂、静压桩。施工时，压力不应超过桩身所能承受的强度。同一桩的压桩过程应连续进行。压桩时，操作人员应时刻注意压力表上的压力值，并在压桩前排出合理的压桩顺序。3、施工场地应平整。采用静压打桩时，场地基础的承载力不应小于打桩机地压的1.2倍。否则，应采取相应的地基处理措施。直的。4、根据施工方案合理安排打桩路线，避免压桩或挤桩。5、管桩在运输和堆放过程中应正确堆放。管桩应单层堆放。当场地不内容时，堆放时外径500-600毫米的桩不应超过4层。300-400mm的桩不超过5层；堆垛时，应在垂直于桩长的地面上设置两个垫板，垫板应位于距桩端0.2倍桩长处；底层为最外层 边缘的桩应在垫料处用木楔塞紧；垫板应采用耐压的长木板条或枕木，不得使用有棱角的金属构件；严禁拖拉取桩；起重桩时，应轻轻提起，以免桩 身在使用前被折断。（管桩堆放）6、桩尖、桩身质量检验 首先，必须对桩尖进行检查和测量。根据桩尖的结构要求和管桩相关规范的设计图纸要求，必须对现场存在的所有桩尖进行测量，并对存在于现场的所有管桩进行仔细检查并测量。外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等相关尺寸，并详细记录。尤其是管壁的厚度，由于静压法施工中夹持力大，壁厚不够容易压桩。同时，应仔细检查桩身的外观质量，检查桩身是否有粘性和麻点，内外表面是否外露，表面是否有裂纹，头部是否破损，桩箍是否凹陷，表面混凝土是否塌陷等。7、桩位设置的二次复查应采用不同的方法。8、打桩时，保证桩身垂直度，避免桩身倾斜；确保桩锤中心线、桩帽和桩身重合，避免因偏心力而导致桩顶断裂和桩身断裂。9、桩距小于3.5d时，宜采用跳打，控制每天打桩的数量。同一区域内桩不宜超过12个，以免桩身漂浮、桩身倾斜。10、打底桩时，应用锤子重锤或冷锤施工，缓慢打底桩，拉直桩身垂直度，并及时清理地下障碍物后再重新施工。11、接桩时，焊接应连续、充分，清除焊渣，焊接自然冷却时间 不少于8分钟。如果地下水位较高，则应适当延长冷却时间，以免焊缝用水淬火易脆裂，对接后产生缝隙。填充时应填充不超过5mm钢板，以确保桩顶在打桩时不偏心，以防止接缝脱落。12、根据管桩尺寸，按要求制作桩帽和接桩器，避免因桩帽和桩身尺寸不合要求而造成桩顶断顶和桩身断裂馈线。13、管桩的切割应使用专业切割机切割。严禁使用大锤水平敲打桩或强行拉拔桩。（桩刀切割桩）（桩被切断后）14、尽量避免打桩机、吊车等大型机械在已浇筑的施工桩上行走 。1.4 质量标准 预应力管桩的桩位偏差必须符合表1的要求。斜桩的倾角偏差不得大于倾角正切（纵向中心线与铅垂夹角）的15%倾角系柱的线）。表 1 预应力管桩位置内容偏差（mm）序列号 项目 内容偏差 1 用基础梁覆盖的桩：(1)垂直基础梁中心线(2)沿基础梁中心线 100+0.01H 150+0.01H 2 桩数为桩基 1-3 个 100 3 桩基数量为 4-16 根桩 1/2 桩径或边长 4 桩基中桩数大于 16 个的桩：(1)最外层桩(2)中间桩 1/3 桩径或边长 1/2 桩径或边长 注：H 为施工场地地面标高与桩顶设计标高的距离。表 2 电焊桩焊缝质量标准：项目 序列号 检查项目 公差或内容值 检查方法 总则项目 1（1）上下段两端口错 外径700mm 3mm 用钢尺测量 外径8.0 秒表测定 硫磺水泥接缝桩：粘土浇注时间 浇注后停机 分钟 分钟 7 秒表测定 秒表测定 4 电极质量 设计要求 检查产品证书 5 桩压（当设计需要时）%5 检查压力表读数 6 接桩时上下接头平面偏差 毫米 2 用钢尺测量 7 连接桩时节点弯曲下垂 毫米 1/1000L 用钢尺测量，L 为两桩的长度 8 桩顶标高 毫米 50 等级 表 4 锤击预应力管桩质量检验标准 项目 序列号 检查项目 公差或内容值 检查方法 单元 数值 主持人 控制 物品 目标 1 桩质检验 根据基础桩检测技术规范 根据基础桩检测技术规范 2 桩位偏差 见表 1 用钢尺测量 3 承载能力 根据基础桩检测技术规范 根据基础桩检测技术规范 一 喜欢 物品 目标 1 使 品尝 桩 质量 数量 外部的 无蜂窝、露筋、裂纹、色泽均匀、堆顶无气孔 直觉的 桩径 毫米 5 用钢尺测量 室壁厚度 毫米 5 用钢尺测量 桩尖中心线 毫米 2 用钢尺测量 顶面平整度 毫米 10 用水平测量 桩弯 8.0 秒表测定 上下剖面平面偏差 毫米 2 用钢尺测量 节点弯曲凹陷 1/1000L 用钢尺测量，L 是桩的长度 3 锤停标准 设计要求 现场测量或检查沉桩记录 4 桩顶标高 毫米 50 等级 注：表 1、2、3、4 选自 GB50202-2002建筑基础工程施工质量验收规范，其中个别数据根据 JGJ94-2008建筑桩基技术规程进行了调整;桩基检验技术规范参照 JGJ106-2003建筑基础桩检验技术规范。1.5 常见质量问题及解决方法 预应力管桩施工是施工后即隐蔽的工程。施工完成后问题无法解决。只能采取补桩等措施进行补救。因此，在施工过程中必须严格控制质量。标准得到严格执行。1、桩身倾斜 原因 1）打浆前未按要求检查两个方向的垂直度。2）遇到地下障碍物。3）场地不平整，打桩机底盘不稳、不平整。预防措施 1)打桩前，应将经纬仪或落线器按要求架设在打桩机方格和竖管桩的侧面。垂直度达到要求（小于0.5%L）后，可以启动锤子，在使用仪器前可以将仪器驱动1m左右。检查一次桩的中心位置和垂直度，确认无误后才能正常使用。2）如果地下障碍物较浅，可先将桩拔出。障碍物清除后，可将 坑填平，重新放桩；讨论解决方案并更改桩位。3）场地应平整坚实，总则不大于9，符合打桩机行走条件。打桩机下方应加垫枕木，以保持打桩机底盘稳定和水平。2.焊缝不饱满，桩身开裂 原因：未按规定进行焊接作业，未分层焊接。预防措施 1）接桩前，必须将接桩处的杂质、油渍、水分等清理干净，确保接桩处清洁。2）连接桩时，两段桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整，焊接层数不少于2层。焊接时内层焊渣必须焊接外层前清洗干净。坡口的电焊必须全焊，电焊厚度应比坡口高1mm。3、渗透率急剧变化 原因 1）地质条件不明，地下有溶洞、溶洞、夹层、古墓葬等。2）地下承重岩层起伏较大。3)桩身断裂、断裂。预防措施 1）在施工过程中，如穿透度突然增大，应立即停止施工，可采用超前钻孔等方法，先核实桩位地质条件，使用中砂或粘土等.在再次打桩前进行填充压实，或采用其他形式的地基处理方法。2）在即将合锤时，穿透度突然增大，总则是由于地下承重岩层波动较大，桩身断裂或桩身自身断裂所致。在这种情况下，就需要从桩身内孔的吊灯和悬挂的重物来检查桩身的完整性，看看是什么原因造成的。地质波动较大时，应采用专用桩尖，并采用嵌岩力强的桩尖施 工。如桩体自行断裂，需检查来料管桩质量，采购合格管桩；管桩只有在桩身强度达到100%时才能使用；同时，在施工过程中，控制总锤击次数，PC桩总锤击次数不超过2000个，最后1m锤击次数不超过250个；PHC桩总锤击次数不超过2500个，最后1m锤击次数不超过300个。4、地面明显隆起，相邻桩浮起或位移过大 原因 1）桩基密实，土体饱和密实，桩间距小。打桩时，土体被挤压至极限密度并被抬升，相邻桩身浮起。2）在软土地基上施工密集桩群时，打桩产生的孔隙水压力将相邻桩推向一侧或漂浮。预防措施 1）采用“打桩法”（先钻孔，钻穿硬质夹层，将桩插入孔内，打入设计要求），以减少土体的压实和孔隙水压力的升高。2）开口桩尖用于让部分土体进入桩腔，减少土体的压实；同时，采用“跳桩法”控制每天打桩的数量，同一区域不得超过12桩。3）采取井点降水、砂井、盲沟等降水或排水措施。4)打桩过程中不得同时开挖基坑。打桩完成后，应按适当的时间间隔进行开挖。时间间隔应根据具体地质条件、基坑开挖深度和面积、桩的密度和孔隙水压力的消散情况而定。可以肯定的是，通常应该是两周左右。5、桩身断裂 桩身在下沉过程中，桩身突然倾斜错位，桩尖土质条件无特殊变化，贯入度骤增。原因 1）打桩时，桩身弯曲超过规范，桩尖偏离桩身纵轴较大，下沉过程中桩身倾斜或弯曲。2）桩入土后，遇到大而硬的障碍物时，将桩尖向一侧挤压。3）稳定桩不垂直。将其打入地下一定深度后，采用移架的方法进行修正，使桩身弯曲。4）两根以上桩施工时，两根相连的桩不在同一轴线上，造成曲折。5)造桩混凝土强度不够，堆放、吊装过程中未发现桩身裂缝或断裂。预防措施 1）施工前应将桩位下方的障碍物清理干净，必要时通过钻孔了解各个桩位。应检查桩身，发现桩身弯曲超过规定（L/1000）或桩尖不在桩纵轴上。2）在稳定桩的过程中，如发现桩不垂直，应及时纠正。当桩被压入一定深度并严重倾斜时，不宜采用移架的方法进行矫正。接桩时，应保证上下桩在同一轴线上，并按作业要求严格执行接缝。3）在堆放和吊装过程中，应严格按有关规定进行堆垛。发现桩身裂缝超过有关验收规定的，不得使用。6.堆顶走角折断 原因 1）预制混凝土比例差，施工控制不严，振捣不密实或养护时间短，养护措施不足。2）桩顶面不平整，桩顶平面与桩轴不垂直，桩顶保护层过厚。3）桩顶与承台接触面不平整，下沉时桩不垂直，使桩顶面倾斜 ，造成桩顶面部分受应力集中，失去角度。4)打桩过程中，桩顶衬板损坏，未及时更换。5）打桩锤太大，跳高太高。预防措施 1）打桩时应振捣压实，桩顶加密箍筋位置准确；成桩后，应严格加强养护。2）打桩前应检查桩构件，检查桩顶是否凹凸不平，桩顶面是否与轴线垂直，桩尖是否歪斜。要使用的。3）检查桩帽与桩的接触面是否光滑。4）打桩时，稳定桩应垂直，桩顶应有衬垫。如果衬板出现故障或不符合要求，应更换。5）施工时，应根据地质条件、桩段尺寸和形状合理选用打桩锤。并采用“重锤低击”的方法，严格控制打桩锤的敲击高度，严禁高起高落。7、沉桩不符合要求 施工的最终控制是基于最终穿透和最终桩长。总则情况下，以终沉为主控制，结合终桩长度控制参数，有时沉桩不能满足设计终控要求。原因 1）勘查点不足或勘查资料粗略，工程地质条件不明，特别是承压层起伏标高不明，使设计考虑承压层或桩长选择错误。2）勘探工作以点面为主，无法全面了解局部硬夹层和软夹层，特别是在复杂的工程地质条件下，存在大石块、混凝土块等地下障碍物。在这种情况下，压桩施工将达不到设计要求的施工控制标准。3）当新现代砂层作为承载层或通过较厚的砂夹层时，由于其结 构的不稳定性，同一层土的强度差异很大。当桩沉入该层时，它会更深地进入承重层。为了达到穿透度或容易通过砂夹层，但在桩组施工过程中，砂层会越来越密，最后会出现不能下沉的现象。预防措施 1）对工程地质条件进行详细勘查，必要时进行补充勘查，正确选择承重层或标高。2）根据工程地质条件，合理选择施工方法和压桩顺序。8、先打桩后基坑施工常见问题及解决方法 在一些有地下室的工程中，由于基坑不大，开挖后不能用打桩机施工管桩基础。施工时基坑内桩尽量用长的给料机送至基坑底部，但由于地质条件不明确，难免有部分高于基坑底部。因此，在开挖前，应标出桩身凸起部位的位置，开挖时应采用环向开挖的方法，使桩身凸起部位周围的土体开挖基本处于同一平面位置。不宜先挖一侧，使桩两侧土形成落差较大的土墙。这样很容易造成土体侧压过大而导致桩身倾斜甚至断桩。基坑顶部的桩和基坑的墙体由于不可避免地形成两侧过大的土高差，容易被挤破。必须采取措施防止它们。一方面，采用保险系数大的基坑支护方式，减少基坑墙体水平位移；它锚固在受基坑土方影响的位置，以抵消部分土壤的侧压力。