PHC管桩的设计及施工

PHC管桩的设设计与施工工目录录一.相关设设计施施工规规范二.基本设设计规规定三.桩基构构造要要求四.设计计计算内内容五.桩基施施工作作业六.桩基工工程检检测及及验收收1.1相关设设计施施工规规范《建筑桩桩基技技术规规范》（JGJ94-2008）《建筑地地基基基础设设计规规范》（GB50007-2011）《建筑基基桩检检测技技术规规范》（JGJ106-2003）《建筑地地基基基础工工程施施工质质量验验收规规范》（GB50202-2002）《先张张法法预预应应力力混混凝凝土土管管桩桩》（GB13476-2009）目录录一.相关关设设计计施施工工规规范范二.基本本设设计计规规定定三.桩基基构构造造要要求求四.设计计计计算算内内容容五.桩基基施施工工作作业业六.桩基基工工程程检检测测及及验验收收2.1一般般规规定定2.1.1桩基基设设计计等等级级设计等级建筑类型甲级（1）重要的工业与民用建筑（2）30层以上或高度超过100m的高层建筑（3）体型复杂,层数相差超过10层的高低层连体建筑物（4）对桩基变形有特殊要求的建筑物（5）场地和地基条件复杂的一般建筑物（6）对相邻既有工程影响较大的建筑物乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下的民用建筑及一般工业建筑物2.1一般般规规定定2.1.2桩基基承承载载力力计计算算应根根据据桩桩基基的的使使用用功功能能和和受受力力特特征征分分别别进进行行桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力计计算算和和水水平平承承载载力力计计算算；；应对对桩桩身身和和承承台台承承载载力力进进行行计计算算；；对对于于混混凝凝土土预预制制桩桩应应按按施施工工阶阶段段吊吊装装、、运运输输和和锤锤击击作作用用进进行行强强度度验验算算；；当桩桩端端平平面面以以下下存存在在软软弱弱下下卧卧层层时时，，应应进进行行软软弱弱下下卧卧层层承承载载力力验验算算；；对位位于于坡坡地地、、岸岸边边的的桩桩基基应应进进行行整整体体稳稳定定性性验验算算；；对于于抗抗浮浮桩桩基基，，应应进进行行基基桩桩和和群群桩桩的的抗抗拔拔承承载载力力计计算算；；对于于抗抗震震设设防防区区的的桩桩基基应应按按现现行行《《建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范》》的的规规定定进进行行抗抗震震承承载载力力验验算算。。2.1一般般规规定定2.1.3桩基基础础变变形形验验算算以下下建建筑筑物物桩桩基基应应进进行行沉沉降降验验算算：：设计计等等级级为为甲甲级级的的建建筑筑物物桩桩基基。。体形形复复杂杂、、荷荷载载分分布布不不均均匀匀或或桩桩端端以以下下存存在在软软弱弱土土层层的的设设计计等等级级为为乙乙级级的的建建筑筑物物桩桩基基。。以下下建建筑筑物物的的桩桩基基可可不不进进行行沉沉降降验验算算：：嵌岩岩桩桩和和支支承承于于其其他他坚坚硬硬持持力力层层的的桩桩基基。。设计计等等级级为为丙丙级级的的建建筑筑物物桩桩基基。。对沉沉降降无无特特殊殊要要求求的的单单排排桩桩条条形形承承台台桩桩基基。。当有有可可靠靠经经验验时时，，对对地地质质条条件件简简单单、、荷荷载载均均匀匀、、且且对对沉沉降降无无特特殊殊要要求求的的桩桩基基。。2.1一般般规规定定2.1.4桩基基抗抗裂裂验验算算对于于使使用用上上需需限限制制裂裂缝缝宽宽度度的的桩桩基基应应进进行行裂裂缝缝宽宽度度验验算算，，对对使使用用条条件件要要求求混混凝凝土土不不得得出出现现裂裂缝缝的的桩桩基基应应进进行行抗抗裂裂度度验验算算。。水位位交交替替变变化化时时裂裂缝缝宽宽度度限限值值为为0.2mm，常常年年稳稳定定水水位位以以下下时时裂裂缝缝宽宽度度限限值值可可取取0.3mm。先张张法法PHC管桩桩一一般般要要求求按按二二级级抗抗裂裂设设计计，，即即不不允允许许出出现现开开裂裂。。2.2桩基基的的选选型型及及布布置置2.2.1基桩桩分分类类按承承载载性性状状分分类类：：1)摩擦擦型型桩桩：：摩擦擦桩桩：：在在承承载载能能力力极极限限状状态态下下，，桩桩顶顶竖竖向向荷荷载载由由桩桩侧侧阻阻力力承承受受，，桩桩端端阻阻力力小小到到可可忽忽略略不不计计；；端承承摩摩擦擦桩桩：：在在承承载载能能力力极极限限状状态态下下，，桩桩顶顶竖竖向向荷荷载载主主要要由由桩桩侧侧阻阻力力承承受受。。2）端承承型型桩桩：：端承承桩桩：：在在承承载载能能力力极极限限状状态态下下，，桩桩顶顶竖竖向向荷荷载载由由桩桩端端阻阻力力承承受受，，桩桩侧侧阻阻力力小小到到可可忽忽略略不不计计；；摩擦擦端端承承桩桩：：在在承承载载能能力力极极限限状状态态下下，，桩桩顶顶竖竖向向荷荷载载主主要要由由桩桩端端阻阻力力承承受受。。2.2桩基基的的选选型型及及布布置置2.2.1基桩桩分分类类按成成桩桩方方法法分分类类：：非挤挤土土桩桩：：干干作作业业法法钻钻（（挖挖））孔孔灌灌注注桩桩、、泥泥浆浆护护壁壁法法钻钻（（挖挖））孔孔灌灌注注桩桩、、套套管管护护壁壁法法钻钻（（挖挖））孔孔灌灌注注桩桩；；部分分挤挤土土桩桩：：长长螺螺旋旋压压灌灌灌灌注注桩桩、、冲冲孔孔灌灌注注桩桩、、钻钻孔孔挤挤扩扩灌灌注注桩桩、、搅搅拌拌劲劲芯芯桩桩、、预预钻钻孔孔打打入入（（静静压压））预预制制桩桩、、打打入入（（静静压压））式式敞敞口口钢钢管管桩桩、、敞敞口口预预应应力力混混凝凝土土空空心心桩桩和和H型钢桩；；挤土桩：：沉管灌灌注桩、、沉管夯夯（挤））扩灌注注桩、打打入（静静压）预预制桩、、闭口预预应力混混凝土空空心桩和和闭口钢钢管桩。。2.2桩基的选选型及布布置2.2.1基桩分类类按桩径（（设计直直径d）大小分分类：小直径桩桩：d≤250mm；中等直径径桩：250mm<d<800mm；大直径桩桩：d≥800mm。2.2桩基的选选型及布布置2.2.2基桩布置置要求基桩的最最小中心心距应符符合下表的规定定；当施施工中采采取减小小挤土效效应的可可靠措施施时，可可根据当当地经验验适当减减小。2.2桩基的选选型及布布置2.2.2基桩布置置要求桩型与成成桩工艺艺应根据据建筑结结构类型型、荷载载性质、、桩的使使用功能能、穿越越土层、、桩端持持力层、、地下水水位、施施工设备备、施工工环境、、施工经经验、制制桩材料料供应条条件等，，按安全全适用、、经济合合理的原原则选择择。排列基桩桩时，宜宜使桩群群承载力力合力点点与竖向向永久荷荷载合力力作用点点重合，，并使基基桩受水水平力和和力矩较较大方向向有较大大抗弯截截面模量量。应选择较较硬土层层作为桩桩端持力力层。桩桩端全断断面进入入持力层层的深度度，对于于黏性土土、粉土土不宜小小于2d，砂土不不宜小于于1.5d，碎石类类土，不不宜小于于1d。当存在在软弱下下卧层时时，桩端端以下硬硬持力层层厚度不不宜小于于3d。2.3软土地基基桩基设设计原则则桩基宜选选择中、、低压缩缩性的土土层作为为桩端持持力层；；对于设设计等级级为甲级级建筑桩桩基，不不应采用用桩端置置于软弱弱土层上上的摩擦擦桩；桩周围软软土因自自重固结结、场地地填土、、地面大大面积堆堆载、降降低地下下水位等等原因而而产生的的沉降大大于桩的的沉降时时，应视视具体工工程情况况考虑桩桩侧负摩摩阻力对对基桩的的影响；；采用挤土土桩时，，应考虑虑挤土效效应对成成桩质量量、对邻邻近建筑筑物、道道路和地地下管线线等产生生的影响响，并采采取相应应技术措措施；先成桩后后开挖基基坑时，，必须考考虑基坑坑挖土顺顺序和控控制一次次开挖深深度，防防止土体体侧移对对桩的影影响；深厚软土土场地，，不得采采用大片片沉管灌灌注桩；；当采用用大片密密集有挤挤土效应应的基桩桩时，应应采取有有效的消消减超孔孔压和挤挤土效应应的措施施。2.4抗震设防防区桩基基设计原原则桩端进入入液化土土层以地地震设防防区桩基基下稳定定土层的的长度（（不包括括桩尖部部分）应应按计算算确定；；对于碎碎石土，，砾、粗粗、中砂砂，密实实粉土，，坚硬粘粘性土尚尚不应小小于0.5m；对其它非非岩石类类土尚不不应小于于1.5m；桩承台和和地下室室侧墙周周围的回回填土应应采用具具有良好好压实性性的素填填土或灰灰土、级级配砂石石分层夯夯实；当承台周周围为可可液化土土或地基基承载力力特征值值小于40kPa（（或不排水水抗剪强强度小于于15kPa））的软土时时，宜将将承台外外一定范范围内的的土进行行加固；；抗震设防防烈度为为8度及以上上地区，，不宜采采用预应应力混凝凝土管桩桩和预应应力混凝凝土空心心方桩。。目录一.相关设计计施工规规范二.基本设计计规定三.桩基构造造要求四.设计计算算内容五.桩基施工工作业六.桩基工程程检测及及验收3.1预应力混混凝土空空心桩构构造要求求预应力混混凝土空空心桩按按截面形形式可分分为管桩桩、空心心方桩，，按混凝凝土强度度等级可可分为预预应力高高强混凝凝土（PHC）桩、预预应力混混凝土（（PC）桩；预应力混混凝土空空心桩桩桩尖型式式宜根据据地层性性质选择择闭口型型或敞口口型；闭闭口型分分为平底底十字型型和锥型型；预应力混混凝土空空心桩质质量要求求，尚应应符合国国家现行行标准《《先张法法预应力力混凝土土管桩》》GB/T13476、《先张张法预应应力混凝凝土薄壁壁管桩》》JC888和《预应应力混凝凝土空心心方桩》》JG197及其他的的有关标标准规定定；预应力混混凝土桩桩的连接接可采用用端板焊焊接连接接、法兰兰连接、、机械啮啮合连接接、螺纹纹连接。。每根桩桩的接头头数量不不宜超过过3个；桩端嵌入入遇水易易软化的的强风化化岩、全全风化岩岩和非饱饱和土的的预应力力混凝土土空心桩桩，沉桩桩后，应应对桩端端以上2m左右范围围内采取取有效的的防渗措措施，可可采用微微膨胀混混凝土填填芯，见下图图。3.1预应力混混凝土空空心桩构构造要求求3.2桩与承台台连接构构造要求求桩嵌入承承台内的的长度对对中等直直径桩不不宜小于于50mm；对大直直径桩不不宜小于于100mm；混凝土桩桩的桩顶顶纵向主主筋应锚锚入承台台内，其其锚入长长度不宜宜小于35倍纵向主主筋直径径。对于于抗拔桩桩，桩顶顶纵向主主筋的锚锚固长度度应按现现行国家家标准《《混凝土土结构设设计规范范》（GB50010）确定；承台底面钢钢筋的混凝凝土保护层层厚度，当当有混凝土土垫层时，，不应小于于50mm，无垫层时时不应小于于70mm；此外尚不不应小于桩桩头嵌入承承台内的长长度。3.3承台与承台台之间连接接构造要求求一柱一桩时时，应在桩桩顶两个主主轴方向上上设置联系系梁。当桩桩与柱的截截面直径之之比大于2时，可不设设联系梁；两桩桩基的的承台，应应在其短向向设置联系系梁；有抗震设防防要求的柱柱下桩基承承台，宜沿沿两个主轴轴方向设置置联系梁；联系梁顶面面宜与承台台顶面位于于同一标高高。联系梁梁宽度不宜宜小于250mm，其高度可可取承台中中心距的1/10~1/15，且不宜小小于400mm；承台和地下下室外墙与与基坑侧壁壁间隙应灌灌注素混凝凝土，或采采用灰土、、级配砂石石、压实性性较好的素素土分层夯夯实，其压压实系数不不宜小于0.94。目录一.相关设计施施工规范二.基本设计规规定三.桩基构造要要求四.设计计算内内容五.桩基施工作作业六.桩基工程检检测及验收收4.1单桩竖向承承载力计算算一般根据土的物物理指标与与承载力参参数之间的的经验关系系确定单桩桩竖向极限限承载力标标准值时，，宜按下式式估算：式中——桩侧第第层土的极限限侧阻力标标准值；——极限端端阻力标准准值。设计等级为为甲级的建建筑桩基，，应通过单单桩静载试试验确定；；设计等级为为乙级的建建筑桩基，，当地质条条件简单时时，可参照照地质条件件相同的试试桩资料，，结合静力力触探等原原位测试和和经验参数数综合确定定；其余均均应通过单单桩静载试试验确定；；设计等级为为丙级的建建筑桩基，，可根据原原位测试和和经验参数数确定。4.2混凝土空心心桩竖向承承载力计算算当根据土的的物理指标标与承载力力参数之间间的经验关关系确定敞敞口预应力力混凝土空空心桩单桩桩竖向极限限承载力标标准值时，，可按下列列公式计算算：式中——桩侧第第层土的极限限侧阻力标标准值；——极限端端阻力标准准值；——桩端土土塞效应系系数。对于桩身周周围有液化化土层的低低承台桩基基，当承台台底面上下下分别有厚厚度不小于于1.5m、1.0m的非液化土土或非软弱弱土层时，，可将液化化土层极限限侧阻力乘乘以土层液液化折减系系数计算单单桩极限承承载力标准准值。4.3桩基沉降变变形允许值值4.4桩基水平承承载力计算算受水平荷载载的一般建建筑物和水水平荷载较较小的高大大建筑物单单桩基础和和群桩中基基桩应满足足下式要求求：式中——在荷载载效应标准准组合下，，作用于基基桩桩顶处处的水平力力；——单桩基基础或群桩桩中基桩的的水平承载载力特征值值，对于单单桩基础，，可取单桩桩的水平承承载力特征征值Rha。对于受水平平荷载较大大的设计等等级为甲级级、乙级的的建筑桩基基，单桩水水平承载力力特征值应应通过单桩桩水平静载载试验确定定；对于钢筋混混凝土预制制桩，可根根据静载试试验结果取取地面处水水平位移为为10mm（对于水平平位移敏感感的建筑物物取水平位位移6mm）所对应的的荷载的75%为单桩水平平承载力特特征值。4.4桩基水平承承载力计算算计算水平荷荷载较大和和水平地震震作用、风风载作用的的带地下室室的高大建建筑物桩基基的水平位位移时，可可考虑地下下室侧墙、、承台、桩桩群、土共共同作用。。对于受水平平荷载和地地震作用的的桩，其桩桩身受弯承承载力和受受剪承载力力的验算应应符合下列列规定:对于桩顶固固端的桩，，应验算桩桩顶正截面面弯矩；对对于桩顶自自由或铰接接的桩，应应验算桩身身最大弯矩矩截面处的的正截面弯弯矩；应验算桩顶顶斜截面的的受剪承载载力4.4桩基水平承承载力计算算4.4桩基水平承承载力计算算4.4桩基水平承承载力计算算4.4桩基水平承承载力计算算4.4桩基水平承承载力计算算4.5上海市“沪沪建交〔2012〕645号”本市建设工工程禁止使使用预应力力混凝土薄薄壁型管桩桩（简称PTC桩）、先张张法预应力力空心方桩桩中的薄壁壁方桩、预预应力高强强混凝土管管桩（以下下简称PHC管桩）A型桩；当PHC管桩承受水水平荷载和和竖向抗拔拔荷载时，，设计应验验算桩身材材料强度，，满足要求求后方可使使用，并应应在设计文文件中明确确提出是否否进行基桩桩水平和抗抗拔载荷试试验的要求求；PHC管桩生产企企业应严格格按《先张张法预应力力混凝土管管桩》、国国家建筑标标准设计图图集《预应应力混凝土土管桩》和和《先张法法预应力混混凝土管桩桩用端板》》生产，确确保出厂产产品合格并并做好AB型、B型、C型产品标识识。禁止使使用铸铁板板代替钢板板制作端板板。桩基础承台台埋置深度度应符合规规范规定，，十层及十十层以上（（或高度超超过28米）建筑物物应设置地地下室。4.6桩身强度及及裂缝计算算受压桩正截截面承载力力应按下式计算算：式中——基桩成成桩工艺系系数，预应应力混凝土土空心桩可取0.85。抗拔桩的正正截面承载载力应符合合下式规定定：对于严格要要求不出现现裂缝的一一级裂缝控控制等级预预应力混凝凝土基桩，，在荷载效效应标准组组合下混凝凝土不应产产生拉应力力；对于一般要要求不出现现裂缝的二二级裂缝控控制等级预预应力混凝凝土基桩，，在荷载效效应标准组组合下的拉拉应力不应应大于混凝凝土轴心受受拉强度标标准值。4.7预制桩吊运和锤击击验算预制桩吊运运时单吊点点和双吊点点的设置，，应按吊点点（或支点点）跨间正正弯矩与吊吊点处的负负弯矩相等等的原则进进行布置。。考虑预制制桩吊运时时可能受到到冲击和振振动的影响响，计算吊吊运弯矩和和吊运拉力力时，可将将桩身重力力乘以1.5的动力系数数；对于裂缝控控制等级为为一级、二二级的混凝凝土预制桩桩、预应力力混凝土管管桩，可按按桩基规范公公式验算桩身的的锤击压应应力和锤击击拉应力；最大锤击压压应力和最最大锤击拉拉应力分别别不应超过过混凝土的的轴心抗压压强度设计计值和轴心心抗拉强度度设计值。目录一.相关设计施施工规范二.基本设计规规定三.桩基构造要要求四.设计计算内内容五.桩基施工作作业六.桩基工程检检测及验收收5.1混凝土预制制桩的吊装装混凝土设计计强度达到到70%及以上方可可起吊，达达到100%方可运输；桩起吊时应应采取相应应措施，保保证安全平平稳，保护护桩身质量量；水平运输时时，应做到到桩身平稳稳放置，严严禁在场地地上直接拖拖拉桩体；运至施工现现场时应进进行检查验验收，严禁禁使用质量量不合格及及在吊运过过程中产生生裂缝的桩桩；当场地条件件许可时，，宜单层堆堆放；当叠叠层堆放时时，外径为为500～600㎜的桩不宜宜超过4层，外径为为300～400㎜的桩不宜宜超过5层。5.1.1PHC管桩的堆放放现场5.1.2PHC管桩的放线线定位5.1.3PHC管桩的现场场吊装就位位5.2混凝土预制制桩的接桩桩连接可采用用焊接、法法兰连接或或机械快速速连接（螺螺纹式、啮啮合式）；焊接宜在桩桩四周对称称地进行，，待上下桩桩节固定后后拆除导向向箍再分层层施焊；焊焊接层数不不得少于2层，第一层层焊完后必必须把焊渣渣清理干净净，方可进进行第二层层（的）施施焊，焊缝缝应连续、、饱满；焊好后的桩桩接头应自自然冷却后后方可继续续锤击，自自然冷却时时间不宜少少于8min；严禁采用用水冷却或或焊好即施施打；焊接接头的的质量检查查，对于同同一工程探探伤抽样检检验不得少少于3个接头；下节桩的桩桩头处宜设设导向箍。。接桩时上上下节桩段段应保持顺顺直，错位位偏差不宜宜大于2mm。接桩就位位纠偏时，，不得采用用大锤横向向敲打。5.2.1PHC管桩的现场场焊接接桩桩5.3混凝土预制制桩的沉桩桩及送桩主要沉桩方方式：锤击击沉桩、静静压沉桩；；沉桩设备选用应根据据地质条件件、桩型、、桩的密集集程度、单单桩竖向承承载力及现现有施工条条件等因素素确定；沉桩顺序应符合合下列规定定：对于密集桩桩群，自中中间向两个个方向或四四周对称施施打；当一侧毗邻邻建筑物时时，由毗邻邻建筑物处处向另一方方向施打；；根据基础的的设计标高高，宜先深深后浅；根据桩的规规格，宜先先大后小，，先长后短短。当遇到贯入入度剧变，，桩身突然然发生倾斜斜、位移或或有严重回回弹、桩顶顶或桩身出出现严重裂裂缝、破碎碎等情况时时，应暂停停打桩，并并分析原因因，采取相相应措施。5.3.1PHC管桩的现场场锤击沉桩桩5.3混凝土预制制桩的沉桩桩及送桩锤击终止的的控制应符符合下列规规定：当桩端位于于一般土层层时，应以以控制桩端端设计标高高为主，贯贯入度为辅辅；桩端达到坚坚硬、硬塑塑的黏性土土、中密以以上粉土、、砂土、碎碎石类土及及风化岩时时，应以贯贯入度控制制为主，桩桩端标高为为辅；贯入度已达达到设计要要求而桩端端标高未达达到时，应应继续锤击击3阵，并按每每阵10击的贯入度度不应大于于设计规定定的数值确确认，必要要时,施工控制贯贯入度应通通过试验确确定。静压终止的控制制应符合下下列规定：：应根据现场场试压桩的的试验结果果确定终压压力标准；；终压连续复复压次数应应根据桩长长及地质条条件等因素素确定。对对于入土深深度大于或或等于8m的桩，复压压次数可为为2～3次；对于入入土深度小小于8m的桩，复压压次数可为为3～5次；稳压压桩力力不得小于于终压力，，稳定压桩桩的时间宜宜为5～10s。5.3混凝土预制制桩的沉桩桩及送桩送桩施工应符合下列列规定：当桩顶打至至接近地面面需要送桩桩时，应测测出桩的垂垂直度并检检查桩顶质质量，合格格后应及时时送桩；对于锤击桩桩，当送桩深度度超过2.0m且不大于6.0m时，打桩机机应为三点点支撑履带带自行式或或步履式柴柴油打桩机机；送桩应采用用专制钢质质送桩器，，不得将工工程桩用作作送桩器；当桩的垂直直度偏差小小于1%，且桩的有有效桩长大大于15m时，静压桩桩送桩深度度不宜超过过8m；送桩后遗留留的桩孔应应立即回填填或覆盖。。5.3.2PHC管桩的现场场送桩施工工5.4预制桩桩位的允许许偏差(mm)5.4.1PHC管桩的桩头头截桩5.4.2PHC管桩的桩头头接长5.4.3PHC桩与承台连连接施工过过程---开挖、浇垫垫层5.4.5PHC桩与承台连连接施工过过程---桩头连接做做法5.4.6PHC桩与承台连连接施工过过程---桩头防水处处理5.4.7PHC桩与承台连连接施工过过程---承台、基础础梁钢筋绑绑扎目录一.相关设计施施工规范二.基本设计规规定三.桩基构造要要求四.设计计算内内容五.桩基施工作作业六.桩基工程检检测及验收收6.1桩基工程质质量检查桩基工程应应进行桩位位、桩长、、桩径、桩桩身质量和和单桩承载载力的检验验。；检验按时间间顺序分为为三个阶段段：施工前前检验、施施工检验和和施工后检检验；预制桩施工工前应进行行下列检验验：现场应对其其外观质量量及桩身混混凝土强度度进行检验验；应对接桩用用焊条、压压桩用压力力表等材料料和设备进进行检验。。预制桩施工工过程中应应进行下列列检验:沉桩深度、停锤锤标准、静静压终止压压力及桩身身（架）垂垂直度检查查；接桩质量、、接桩间歇歇时间及桩桩顶完整状状况；每米进尺锤锤击数、最最后1.0m锤击数、总总锤击数、、最后三阵阵贯入度及及桩尖标高高等。工程桩