静压预应力管桩施工工艺

静压预应力管桩施工

一、桩基工程

本工程采用静压先张法预应力管桩：PHC-A500(100)。

根据本工程的桩基类型、数量、工期及地质情况等条件，配置2台YZD320液压式静力压桩机进场施工。先张法预应力混凝土管桩的运输和压桩应在桩身混凝土龄期大于14天（混凝土达100%设计强度）后，且常压蒸汽养护后在常温下静停7天后方可进行。周围建筑物、地下管线或桩相对密集时打桩应采取必要措施加强保护并做好监测记录。

（一）材料要求

（1）先张法预应力混凝土管桩（以下简称管桩）的规格、质量必须符合设计要求和施工规范的规定，并应有出厂合格证书，还应根据地质资料，初步确定桩段的级配计划数量。

（2）管桩的混凝土强度等级达到100%方能压桩。

（3）管桩接桩时采用钢端板焊接法，使用的焊条牌号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定，并应有出厂合格证明。接头端板的宽度不得小于管桩的壁厚，接头的端面必须与桩身的轴线垂直。

（二）作业条件

（1）应具有工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计或施工方案。

（2）打桩场地附近建（构）物有防振和防挤土要求时，已采取防振和防挤土措施。

（3）桩基的轴线桩和水准基点桩已设置完毕，并经过复查办理了签证手续。每根桩的桩位已经测定，用小木桩或短钢筋打好定位桩，并用白灰做出标志。

（4）已选择和确定打桩设备进出路线和打桩顺序。

（5）检查桩的质量，将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近，不合格的桩另行堆放。

（6）检查打桩机设备及起重工具；铺设水电管网，进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺，以便能观测桩身入土深度。

（7）施工前先打试桩，以确定贯入度及桩长，并校验打桩设备和施工工艺及技术措施是否符合要求。

（三）主要施工机械设备

根据本工程情况，选择2台YZD320液压式静力压桩机作为压桩机械，二台交流电焊机作为接桩机械，另外配一辆12T汽吊吊运薄壁混凝土管桩。

（四）施工流向

打桩工程完成时，土方开挖可穿插进行。

（五）施工工艺

（1）预应力混凝土管桩静压施工工艺主要流程：

静力压桩机的安装必须按有关程序或说明书进行。压桩机的配重应平衡配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态。启动门架支撑油缸，使门架作微倾15 ，以便吊插管桩。

（3）起吊管桩

先拴好吊装用的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑住桩上部约50cm处，启动机器起吊管桩，使桩尖垂直对准桩位，缓缓放下插入土中，回复门架在桩顶扣好桩帽，可卸去索具。桩帽与桩周边应有5～10mm的间隙，桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫，一般采用硬木板，其厚度为10cm左右。

（4）稳桩与压桩

当桩尖插入桩位，扣好桩帽后，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过

0.5%（在不受施工影响范围内，成90 方向设置经纬仪各一台校准），然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度，一般不宜超过2m/min。

（5）压桩的顺序应根据场地的地形、地质、桩基的设计布置密集程度以及压桩机移动方便等因素决定。

建筑面积较大，桩数较多时，可将基桩分为数段，压桩在各段范围内分别进行。压桩应连续进行，同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。压桩施工时，应由专人或开启自动记录设备做好施工记录，开始压桩时应记录桩每沉下1m油压表压力值，当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时，应记录最后三次稳压时的贯入度。

（6）接桩

接桩采用钢端板焊接法，桩段顶端距地面1m左右就可接桩，接桩前先将下段桩顶清洗干净，加上定位板，然后把上段桩吊放在下段桩端板上，依靠定位板将上下桩段接直，接头处如有空隙，应采用楔形铁片全部填实焊牢，拼接处坡口

槽电焊应分层对称进行，焊接时应采取措施减小焊接变形，焊缝应连续饱满（满足三级焊缝），焊后清除焊渣，检查焊缝饱满程度。

接桩宜在桩尖穿过较硬的土层后进行，接桩时上下段桩的中心线偏差不宜大于5mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。接桩处的焊缝应自然冷却10-15min，接桩处入土前，应对外露铁件再次补刷防锈漆。

（7）送桩

设计要求送桩时，“送桩（工具）”的中心线应与桩身吻合一致方能送桩。若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。送桩深度一般不宜超过2m，送桩留下的桩孔应立即回填密实。

（8）稳压

当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时，应随即进行稳压。当桩长小于15m或粘性土为持力层时，宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于5次，每次1min；当桩长大于15m或密实砂土为持力层时，宜取2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于3次，每次1min。测定其最后各次稳压时的贯入度。以上如设计有具体要求时，则按设计要求执行。

（9）截桩

管桩一般不宜截桩，如遇特殊情况确要截桩时，可采用如下几种方法：

1）人工凿；

2）混凝土切割器；

3）液压紧箍式切断机；

4）液压千斤顶式截桩器；

5）钢锯，风镐。

人工凿截桩难度大，费时费力，不易保证质量，一般不宜采用。

（10）检查验收

压桩符合设计要求后，填好施工记录，如发现桩位与要求相差较大时，应会同有关单位研究处理，然后移桩机到新桩位。

（四）质量标准

1、保证项目

（1）管桩的质量必须符合设计要求和施工规范的规定，关有出厂合格证。

（2）桩的贯入度必须符合设计要求，最后几次的贯入度不能依次递增。

（3）桩的接头节点处理必须符合设计要求和施工规范和规定。

（4）预应力混凝土管桩施工允许偏差（见下表）

预应力混凝土管桩施工允许偏差表

（2）在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时。不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。

（3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。

B、沉桩达不到要求

1、现象

桩设计是以采用绝对标高为主控，压桩力为辅作为施工的最终控制,有时因各方面原因沉桩达不到设计的最终控制要求。

2、原因分析

（1）勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起标伏标高不明，至使设计考虑持力层或选择桩长有误。

（2）勘探工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头等。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准。

（3）由于地层结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。

3、预防措施

（1）详细探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高。

（2）根据工程地质条件，合理地选择施工方法及压桩顺序。

C、桩顶位移

1、现象

在沉桩进程中，相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。

2、原因

（1）桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。

（2）两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折。

（3）桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。

（4）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

3、预防措施

（1）施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探了解。对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤200）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。

（2）在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。

（3）沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定。

D、接桩处开裂

1、现象

接桩处经施工后，出现松脱开裂。

2、原因

（1）连接处表面没有清理干净，留有杂质、雨水、油迹等。

（2）采用焊接连接时，连接件不平，有较大的间隙，造成焊接不牢。

（3）焊接质量不好，焊接不连续，不饱满，焊缝中有夹渣等。

（4）两节桩不在同一直线上，在接桩处产生曲折，压入时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。

3、预防措施

（1）接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净，保证连接部件清洁。

（2）检查连接部件是否牢固、平整和符合设计要求，如有问题，必须进行修正才能使用。

（3）接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴，焊缝应饱满连续。

章节二

一、静压管桩的优缺点

静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重作反力将预制桩压人土中的一种成桩工艺。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工有哪些优缺点。

1.主要优点

（1）低噪声、无振动、无污染，可以24小时连续施工，缩短建设工期，创造时间效益，从而降低工程造价；

（2）施工速度很快，同时场地整洁、施工文明程度高；

（3）由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深，基础开挖后的截去量少；

（4）施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。

2.主要缺点

（1）仍然具有挤土效应，对周围建筑环境及地下管线有一定的影响，要求边桩中心到相邻建筑物的间距较大；

（2）施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机；

（3）过大的压桩力（夹持力）易将管桩桩身夹破夹碎，或使管桩出现纵向裂缝；

（4）不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。

二、静压管桩施工过程的质量管理

（一）压桩前的准备工作

1.施工队资质审查

必须对施工队（压桩队伍）的资质材料进行审查与管理，了解施工队的技术力量及压桩水平；审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划，评价其可行性；要求施工队每个技术人员，包括施工技术员、焊工、记录员、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。

2.桩机的选择

必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求，准确地选择压桩机。如果压桩机吨位过小，可能出现桩压不下的情况，因而无法达到设计承载力要求；反之，如果压桩机吨位过大，易发生陷机情况。所以应该会同各有关部门合理地选择桩机，尽量采用超载施工。

一般情况下，桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。

3.施工放线与定桩位

由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合“规划”要求，而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构，因此，这两个工序的重要性不容忽视。项目技术管理人员应该对已定好的轴线位进行复核，根据建筑物与结构桩位图逐位校核，发现不符合要求的及时纠正。

4.桩尖、桩身质量检查

首先必须对桩尖进行查验、测量，按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求，对所有到场的桩尖进行测量，不满足设计和管桩规范要求的，责令其更换；对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。特别是管壁厚度，由于静压法施工中的夹持力较大，壁厚不够很容易把桩夹碎。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验，检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况，不符合管桩规范要求的，责令厂家退回。

（二）压桩施工过程的质量管理

1.底桩（第一节人土的桩）的定点

虽然在放线与定桩位时已经核查过，但是经验不足或技术水平不高的施工技术人员往往在放底桩时偏离原定的桩位，从而导致成桩的

偏位。建议在每个桩位处用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈，压底桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，使成桩的偏位尽可能减小。

2.桩身垂直度的控制

由于静压管桩桩机驾驶室内一般会悬挂一吊有重锤的绳线，由开机员以此线为准控制桩一个方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必须另外控制，方法就是在垂直于桩与此绳线连接的地方（即另一正交方向）另设一吊重锤的绳线（视线要通透），以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。

3.接桩及焊缝控制

接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm（宜设置接桩导向箍）。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡口露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时最好两个焊工同时进行，先在坡口圆周上对称点焊4-6点，焊接层数不少于2层，每层焊渣必须清理干净，保证焊缝连续饱满，自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压），防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。

4.压桩过程的施工记录

为了便于控制终止压桩，必须详细记录压桩过程的压力与桩人土深度，了解桩尖人持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。

5.终压（即终止压桩）标准及终压的控制

终压标准应该以质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下，除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外，还要控制终压值Q的大小。虽然终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk是两个不同的概念，但终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk存在着某种比例关系，这有待于日后的工程实践与理论研究。笔者认为这种比例关系与工程地质构造情况关系较大，同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽视，总结潮汕地区近几年静压管桩的工程实践经验，终压值Q可以按以下原则来控制：（1）当桩端持力层为粘土、粉质粘土时，主要控制桩端达到的设计深度，终压值RQ：（0.6-1.3）Rk.

（2）当桩端持力层为标贯击数较低、中密以下的粉细砂时，以控制桩端人持力层深度为主，终压值作参考，Q=（1.6～2.o）Rk.

（3）当桩端持力层为标贯击数较高，中密以上的中粗砂、砾砂时，以控制终压值为主，Q=（1.8-2.5）Rk，长桩取低值，短桩取高值；击数低取低值，击数高取高值。

（三）桩头填芯的质量控制

由于桩与上部结构的连接主要通过桩的承台，因此桩头嵌入承台的长度不宜太短，有关管桩技术规范规定不宜小于10cm.从日本桩基的典型震害实例调查中可知，有不少是由于桩嵌入承台长度不足，抗拔不够，因此在地震设防区有必要把桩嵌入承台的长度加长，且桩头

的插筋长度也应加长及增加配筋量，桩头填芯砼的强度等级应满足规范要求和设计要求。这一环节的重要性显而易见，工程有关技术管理人员应该加强这一环节的质量控制。

三、成桩的质量检查

1.桩身垂直度及桩身质量的检查

桩身的垂直度可以用垂球吊线的办法来量测，对不符合规范要求的，应及时报送设计单位，由设计单位提出补强修改意见。对于配置封口桩尖的工程桩，桩身质量的检查可以直观检查，即将低压电灯泡沉人桩内腔检查，正常情况下，内腔应该是不进土和水的。若桩内腔完整干燥，说明桩身基本完好、焊接质量完好、桩尖无损坏，这种情况下可不采取其他方法另行检查；反之，应该采取其他方法另行检查。目前潮汕地区主要依据有关规范规定，按桩总数的一定比例采取小应变动测的检测方法，对桩身的完整性进行检测。

2.桩顶标高及偏位情况的检查

基础开挖后，应对桩顶标高及桩的偏位情况进行测量，并把记录资料完整地整理一份报送设计单位，由设计单位提出方案，解决那些桩顶标高低于设计标高以及桩偏位超过规范要求的情况。而对于那些桩顶标高高于设计标高的情况，施工单位应用电锯法截去多余的桩段，而不应该用人工敲打的办法把多余的桩段敲掉，那样很容易把成桩敲伤。

3.单桩竖向承载力的检测

目前主要采用静荷载试验的方法来检测成桩的单桩竖向承载力，

由设计单位、质监部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关部门举行点桩会议，选取较具代表性的桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持荷载法，并要求工程有关技术管理人员进行现场监督，详细记录最终沉降量和残余沉降量等。特别要注意检测桩机在进场、退场及移动过程中不要碰撞到任何工程桩。

四、常见质量问题分析与处理

1.桩倾斜

插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况，很可能在地面下不远处有障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净。

2.桩尖达不到设计深度

静压管桩施工时，若发生个别桩长达不到设计深度，其原因可能是：

（1）桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层。

（2）中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，若延续时间过长，沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度。

（3）接桩时，桩尖停留在硬土层内，若时间拖长，很可能不能继续沉桩。

发生管桩沉不下去时，应冷静分析原因，找出对策才能继续施工，切不要盲目加大压桩力强行沉桩。

3.基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜

挖土引起基桩的倾斜，直接起因是挖土方法不当，将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近，因而产生侧向压力；加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的超孑L隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向流动，而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移。发生这样的事故先要进行调查分析，弄清哪些桩报废，哪些桩还可以用，哪些桩应折减其承载力，然后根据实际情况进行补桩。为防止此类工程事故的发生，应严禁边压桩边开挖；开挖宜在基桩全部完成并至少隔15天后进行，挖土宜逐层均匀进行，桩周土体高差不宜超过1m；注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定；基坑顶部周边不得堆土或堆放其他重物等。

4.桩身上浮

当工程桩较短或桩较密集时较容易发生桩身上浮的情况，此时采取复压是一较有效的补救措施。所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。

五、静压管桩施工过程的安全管理

必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度，在项目内部落实安全管理责任制，建立考核制度，实施奖罚措施，以及前面已提及的桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。除此之外，还必须注意以下几个事项：

1.起重机作业前，应对转动部位进行润滑，检查部件紧固程度，钢丝绳是否磨损。

2.起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。

3.起重范围不得超过起重性能规定的指标，起重机吊桩进入夹持机构，压桩开始之前，必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂。

4.接桩时焊接用的各种气瓶应作标识，气瓶要距离明火点10m以上，气瓶间距必须大于5m，气瓶必须加防震圈和防护帽，气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。

5.停止作业时，短履需运行到桩机中间位置，停落在乎整地面上，其余油缸回程缩进。切断电源，操作人员方可离开桩机。

6.施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。

重点：

1、为了保证工程质量对桩位偏差必须严格控制，实施放线﹑验线﹑复核制度，由测量放线员放桩位线﹑施工员验线﹑质量员复验确保桩位的准确性并将桩位偏差在以下范围内：

2、⑴柱下单桩允许偏差80mm

⑵单排桩或双排桩垂直于条形桩基纵向轴的桩允许偏差

100mm；平行于条形桩基纵向轴的桩允许偏差150mm；

⑶承台桩数为2－4根的桩允许偏差100mm;

⑷承台桩数为5－16根的周边桩允许偏差100mm; 中间桩d/3或150两者中较大者。