静压预制管桩施工工艺设计

静压预制管桩施工工艺1、主要设备及人员配置1.1主要机械设备序号设备名称型号产地方桩尺寸mm桩径mm功率kw外形尺寸m重量t压桩力<tf>中桩单桩长度<m>3海格力斯静压机HJYZ320XX500500 4.75*2.2*10325320 144海格力斯静压机HJYZ460XX400/5506005.7*2.4*9.3470460145力源压桩机YZY320XX150-450250-60097.5120<不含配重>3200kN15.66力源压桩机YZY400XX250/300/400250-600123.5140<不含配重>4000kN15.67力源压桩机YZY600XX250/300/400400-800158.5178<不含配重>6000kN15.68力源压桩机YZY1000XX350/400/450300-800190.7216<不含配重>10000kN16.59巨力静压桩机ZYS60XX200/300200/30022.55.44x3.8xH60〔含配重>60710巨力静压桩机ZYS600XX400/500400/60014913.4x8.04xH6006001511巨力静压桩机ZYS700XX400/500400/60014913.8x8.04xH7007001512巨力静压桩机ZYS800XX400/500400/60014914x8.14xH8008001513巨力静压桩机ZYS1000XXH型及其它异型刚桩600*60017217.7x8.4xH100010001514巨力静压桩机ZYS1200XXH型及其它异型刚桩600*60017217.7x8.8xH1200120015海格力斯HJYZ系列管桩静压机XX力原YZY系列液压式压桩机XX新天和预制管桩静压机中国德邦预制管桩静压机1.2辅助设备序号名称规格型号功率KW数量备注1送桩器Ф500长3m1根/机送桩2全站仪NTS-362RS1台测放桩位及控制垂直度3水准仪NS31台水准及送桩控制4钢尺50m1把测放桩位5电焊机<CO2>BX-300222台/机桩口焊接6割桩器121-3台超高桩割除7挖掘机 PC2201701平整场地、清障工种焊工起重指挥打桩电工测量修理工力工桩机操作工截桩挖掘机人数2/台.班1/台.班2/台.班1224/台.班2/台.班41人/台班1.3人员配置2.施工流程2.1静力压桩工艺流程施工准备→测量定位→压桩机就位、调平→管桩吊入压桩机夹持腔→夹持管桩对准桩位调直→压桩至底桩露出地面2.5m～3.0m时吊入上节桩与底桩对齐,夹持上节桩,压底桩至桩头露出地面0.60m～0.80m→调整上下节桩,与底桩对中→电焊接桩、再静压、再接桩直至需要深度或达到一定终压值,必要时适当复压→截桩,终压前用送桩将工程桩头压至地面以下。桩位复核桩机就位桩位复核桩机就位吊桩就位压桩吊桩就位焊接接桩压桩压桩至地面送桩至设计要求桩机组装调试验收观测垂直度观测垂直度检查验收桩机移动工艺流程图2.2主要的施工方法2.2.1静压桩机吊桩就位首先调整桩机水平,保持桩架垂直,然后用自备起吊部分将桩材起吊,对准夹持口将桩缓慢送入夹持口,夹持口将桩身夹持稳定后把桩尖中心对准桩位中心插正,用线锤通过桩机在桩底盘调整相邻两个方向的垂直度,同时为控制桩就位后位移控制,就位前在距桩位1～1.5m范围内设置两个定位小木桩,桩就位后及压入过程中均用小木桩对平面位移进行复核。开动压力缸将桩压入土中1m左右停止压桩,再调正和校准桩在各个方向的垂直度。管桩起吊管桩对位经纬仪控制管桩垂直度管桩吊运及堆放〔1管桩吊运应符合下列规定：①管桩出厂前应做出厂检查,其规格、批号、制作日期应符合质量验收要求。②管桩在吊运过程中应轻吊轻放,避免剧烈碰撞。③严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的管桩。管桩标准采用XX省建筑标准《先张法预应力高强混凝土管桩》DB33/1016-2004。〔2管桩堆放应符合下列规定：①堆放场地应平整坚实。②管桩应按不同规格、长度及施工顺序分别堆放。③叠层堆放管桩时,底层最外缘的管桩应在距离桩端0.2桩长处用木楔塞紧以防滚动。叠层堆放时不得超过2层。预制PHC桩〔管桩、方桩桩尖2.2.2静压沉桩利用压桩机将桩夹紧后施压,按压桩油缸的垂直行程调试,一段一段的向下压,压一段为一个行程,一般为1m以上。然后松开抱桩器,开动油泵使之上移,再抱桩固定压入,如此循环作业。当操作台上压力表计数到达预定规定值时,或者达到预定深度时,便可停止压桩。施工时,对抱压力采取一定措施进行限制,防止产生过大的应力。压桩顺序应综合考虑下列因素：根据桩的长度,宜先长后短。根据桩的规格,宜先大后小。停止压桩沉桩必须连续施压完毕,不得中途停止,但遇有下列情况,必须立即停止施工,待处理完毕方可继续施工。〔1贯入度突然发生变化；〔2桩身严重倾斜、跑位；〔3邻桩上浮或位移过大；〔4设备发生故障；停压标准施工前应根据桩机不同配重进行试压桩,试压桩时,请监理、业主、设计单位参加,以确定施工的停压标准。无特殊要求应按照图纸设计标高进行控制。2.2.3电焊接桩、适当复压。焊接桩应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002的有关规定外,尚应符合下列规定：①当管桩需要接桩时,接头位于地面上0.5～0.6m处。②下节桩的桩头处设导向夹,以便于上节桩就位,并保持上下桩段顺直,错位偏差不大于2mm。③管桩对接前,上下端板表面用铁刷子清刷干净,坡口处刷至露出金属光泽。④焊接应首先在坡口圆周上对称点焊4～6点,由2个焊工对称进行焊接。⑤焊接层数不得少于三层,内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层；焊缝应饱满连续。⑥焊好的接头自然冷却后再进行压桩,冷却时间不宜少于1min管桩焊接接口2.4机械连接管桩机械连接2.5截桩及送桩如果桩头高出地面一段距离,而压桩荷载已达到规定压桩值时则要截桩。由于压桩机行走方面的要求,所有高出地面的桩头都必须截断掉。截桩的方法是采用专用截桩器截桩。对于个别露出地面较短的桩头可从上到下凿除。严禁用大锤横向敲打、冲撞,严禁利用压桩机行走推力强行将桩扳断。如果桩头接近地面,而压桩力尚未达到规定值,估计送桩深度不会超过设计允许值时可以送桩。在压桩施工中,不允许用"桩对桩"进行送桩作业,应采用专用送桩器。管桩与承台的连接采用刚接,管桩的桩头均采用割桩器锯断,断口应平齐送桩应符合下列规定：①当上节桩无法直接夹持,需要送桩时,应测出桩的垂直度并检查桩质量；②送桩器长度和截面尺寸符合压桩机施工要求和设计送桩深度要求。③压桩机器具有拔出送桩器的能力。送桩〔静压预制管桩截桩管桩与承台的连接处理3.施工质量检验和验收标准3.1管桩尺寸容许偏差应满足《先张法预应力混凝土管桩技术规程》<GB13467-2009>附表1序号项目容许偏差1L±0.5%L2端部倾斜≪0.5%D3D300mm∼700mm+5-2800mm∼1400mm+7-44t+2005保护层厚度+506桩身弯曲度L≪15m≤L/100015m<L≪30m≤L/20007端板端面平整度≤0.5内径0-1外径0-2厚度正偏差不限03.2预制方桩外观质量要求序号项目质量要求1露筋不应有2孔洞不应有3蜂窝桩顶和桩基不应有,局部蜂窝不应超过桩体表面积的0.5%,且不得过分集中4裂缝宽度不应大于0.25mm,横向裂缝长度不超过边长的一半5桩端砼疏松或外伸主筋松动不应有6外形缺陷不宜有,局部掉角深度不得大于10mm7空心方桩内砼塌落不应有3.3预制方桩质量应满足；《预应力混凝土空心方桩》〔JG197序号项目容许偏差〔mm>1横截面边长±52桩顶对角线之差≤53保护层厚度±54桩身弯曲矢高不大于1‰桩长且不大于205桩尖偏心≤106桩断面倾斜≤0.0057桩节长度±203.4管桩桩位偏差要求：项目容许偏差〔mm>柱下单桩80单排或双排桩条形桩基垂直于条形桩基纵向轴的桩100垂直于条形桩基纵向轴的桩150承台桩数为2-4根的桩100桩数为5-16根桩基中的桩周边桩100中间桩D/3或150两者中较大者桩数为16根以上桩基中的桩周边桩150中间桩D/24、工程质量控制措施4.1桩接头焊接工艺〔1现场焊接的电焊工必须经过培训,考试合格后持证上岗。每道接口由二名电焊工同时焊接。〔2焊机上的电流、电压表要定期进行校核,保证使用时调节灵敏、性能可靠。〔3在桩压入之前,对桩两端焊接接头范围内的铁锈、油污、泥土等用锤、钢丝刷、砂轮机、氧乙炔火焰等清理干净。〔4焊口高度一般距离地面以上600～800mm高,操作比较方便。〔5检查接口平整度。〔6对接装配时,上桩与下桩必须在同一轴线上,此时两根线坠在夹角900方向进行观测,当对口错边超过规定时,用卡码、楔铁找正,合格后进行对称点固焊接。焊缝检查做好焊缝外观自检和互检,并填写好焊接自检记录,经专检人员和监理工程师确认后,方可继续压入。焊接材料的发放设置专人严格管理,并对焊接记录做好整理归档,以备后查。焊接验收4.2沉桩质量控制4.2.1在打桩前,应用2台经纬仪对压桩机进行垂直度调正,并应在打桩期间经常校核检查。插桩就位位置是保证直桩沉桩精度的关键。正确的插桩方法如下：①、按桩位布置地桩,用小木桩、竹桩或圆钢插入桩位中心,就位时将桩尖对准地桩。②、以地桩为中心,用石灰画出与桩的外围同形位置,就位时将桩对准同形桩位。③、用铁锹挖出与桩同形的浅孔,将桩插入孔内就位。④、使用钢或木制导框等固定桩的中心,避免发出偏移。4.2.2初沉时对不垂直的桩应立即纠正,控制垂直度小于0.5%,如遇地下障碍物使桩身倾斜时,应先清除障碍物再压入,严禁采用移动钻机的方法来调整桩的垂直度。压同一根桩时,桩机就位、喂桩、压桩、接桩、送桩等各工序应连续施工,尽量减少接桩焊接时间。压桩时,桩砼强度必须达到设计强度100%时方可压入。单点起吊喂桩时,吊点距桩端0.29L〔L为桩长。压桩桩位偏差控制在允许范围内,压桩时如遇原旧基础未清除而造成桩位严重偏移者,应将装拔出待处理后再施压,以保证桩位准确。施工时以水准仪控制桩顶高程,确保桩顶高程控制在－5cm~＋5cm以内。以经纬仪控制桩的垂直度。4.3送桩桩接头焊接完成后,焊缝应在自然条件下冷却6分钟以上方可继续沉桩。送桩时送桩杆的中心线与桩的中心线相重合,送桩标记要清晰明确,桩顶标高控制在－5cm~5cm内,送桩完毕要及时观察压力表读数,并作好记录。压桩中发现下列情况之一时,应立即停止压桩,经有关单位协商后处理：①、压桩过程中压力剧变；②、桩身突然发生倾斜、移位或严重回弹；③、桩身或桩顶出现裂缝或破碎；④、因挤土效应产生报警,监理工程师通知停工。4.4中间验收与竣工验收按国家GB202-2002规范要求,施工时对每根桩都应进行中间验收,由甲方或监理方共同进行。中间验收的内容包括：PS方桩的质量及外观尺寸、插桩的倾斜度、节点处理、桩位移、桩顶标高和终止压力等。做好中间验收的同时,在以下几方面应跟踪检查：对中的桩位复查、送桩完毕检查实际标高。竣工验收在基坑开挖、垫层浇筑好以后由建设单位组织进行,我方主要实测桩顶标高及桩位偏差,绘制桩位竣工图,提交竣工资料5.静压桩工程质量质量通病及预防、处理措施5.1挤土效应和振动影响原因分析静压法施工预应力管桩属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当,每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密,加剧了挤土效应。防治方法〔1控制布桩密度,对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法,孔径约比桩径小50～100mm,深度宜为桩长的1/3～1/2,施工时应随钻随打；或采用间隔跳打法,但在施工过程中严禁形成封闭桩。〔2控制沉桩速率,一般控制在1m/min左右；制定有效的沉桩流水路线,并根据桩的入土深度先压持力层较深的桩,后压较浅的桩；若桩较密集且距建筑物较远,场地开阔时,宜从中间向四周进行；若桩较密集而场地狭长,两端距建筑物较远时,宜从中间向两端进行；有围护结构的深基坑中的静压管桩,宜先压桩后再做基坑的围护结构；同时应对日成桩量进行必要的控制。〔3若桩较密集且一侧离现有建筑物较近时,宜从相邻建筑物的一侧开始,由近向远进行；并布设应力释放孔及开挖防震沟以消除部分超孔隙水压力,及时从释放孔及防震沟中将水不断抽出,在打桩期间一直保持最低水位,缓解孔隙水压力的上升趋势,有效消除挤土效应,控制土体位移；同时控制每日沉桩数量,根据工程实际情况可停打数日使应力逐渐消散后再打。〔4沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测监护,在可能受影响的范围内布设监测点,监测各点水平与竖向位移增量与累计值,并绘制时间、位移曲线,发现有较大问题应及时采取措施。对靠近特别重要的管线及建筑物处可改用其它桩型。〔5控制施工过程中的停歇时间,避免由于停歇时间过短而摩阻力增大影响桩机施工,造成沉桩困难。桩机施工时应注意同一承台内的群桩,需接桩的接头不宜在同一截面内,应相互错开,避免产生土压力以及水压力效应较大而对整体桩身产生剪切破坏；同时应认真查看地质报告,了解土层分布情况,合理确定桩体组合长度,避免接头处于土层分界处及土层活动较多处,以防土层活动时对桩身的破坏。5.2桩身破坏原因分析〔1施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中,使桩帽滑落或桩头爆裂；〔2桩机施工压力值超高；〔3桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度,导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖；〔4桩身材料质量问题。防治方法〔1选用桩机合理有效的施工方法,控制桩身的垂直度,避免斜桩的发生。〔2控制好桩机施工终止条件,对纯摩擦桩终止条件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于21m的端承摩擦桩,宜以设计桩长控制为主,终压力值作对照；对长14～21m静压桩,应以终压力达满载值为控制条件,开挖后采用截桩处理；当压力值未能达到设计要求但桩顶标高已达到设计标高时,宜继续送桩<1m范围内>,直至压力值达到设计要求,施工结束后及时与设计单位联系,出具处理方案。〔3桩机施工结束后合理地进行土方开挖以及凿桩施工,必须强调土方开挖过程中的施工质量,将直接关系到桩基成功的关键,施工过程中要慎之又慎。〔4施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。〔5施工中发生桩身破坏,宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况,确定处理方法。5.3斜桩原因分析〔1静压桩机机械维修不及时,如液压系统漏油导致桩机支撑下滑；〔2打桩施工场地不平整或填渣厚度不够造成承载力不够,静压桩机自重加配重总重量大,沉桩过程中桩机容易产生不均匀沉降,桩身极易发生偏移；〔3打桩中或接桩时桩身不垂直,桩帽、桩身不在同一直线上；〔4施工顺序不当导致应力扩散不均匀,尤其是旁边有深基坑时,其他桩的施工导致离基坑较近的桩桩身倾斜；〔5沉桩过程中遇到大块坚硬物,把桩挤向一侧；〔6采用预钻孔法时钻孔垂直偏差较大,沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移；〔7桩布置过多过密,沉桩时发生挤土效应；〔8基坑开挖方法不当,一次性开挖深度太深,使桩的一侧承受很大的土压力,而造成桩身弯曲变形。防治方法〔1静压桩桩机施工前注意机械设备的维修,以避免影响施工质量。〔2场地要平整坚硬,在较软的场地中适当铺设石渣,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。静压桩桩机对施工场地要求较高,由于桩机及配重达500t以上,为防止桩机下陷而造成桩身倾斜及桩机挤压对桩位的影响,必须对施工场地进行局部回填平整并采取必要的措施提高地基承载力,使其达到静压桩施工要求。〔3施工过程中要严格控制好桩身垂直度,重点应放在第一节桩上,垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上,沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。〔4尽量减少接桩,预制管桩接头不宜超过3个,接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm,节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。〔5制定合理的施工顺序,先打离基坑远的桩再打离基坑近的桩。〔6当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正,必要时应把桩拔出重打,桩进入一定深度后,不宜采用移动机架进行校正<以免发生断桩>而应采取其他措施。〔7采用预钻孔法时,严格控制钻孔垂直度。〔8桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工,基坑开挖应分层均匀进行,遇到离桩顶50cm高时停止机械开挖而改用人工挖除桩周边土方；必须加强围护措施,防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩,以确保桩基工程的桩身结构完整性。5.4沉桩时遇到浅层障碍无法继续沉桩原因分析由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的沙砾石夹层分布深度和性质及场地填石渣时未控制好石渣直径,导致沉桩时遇到浅部<3～4m>的老基础、大孤石,较深部<20m左右>的硬塑老黏土和非常密实砂层、沙砾石层等情况无法施工。防治办法〔1打桩前应对场地原有建筑情况进行详细了解,并安排进行探桩施工；对浅层障碍物可采用挖土机挖除,当无法操作施工时,可采用钻机将障碍物钻穿,然后在孔内插桩后沉桩,严禁移动桩架等强行回扳的的方法纠偏。〔2当桩已入土较深而无法拔出时,可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔,将障碍物钻穿后继续沉桩。〔3选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配,即桩机选型、配重应符合施工要求。5.5桩身上抬5.5.1原因分析由于静压桩是挤土桩,在场地桩数量较多,桩距较密的情况下,时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬,特别对于短桩,易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时,开始沉降较大,曲线较陡,但当桩尖达到持力层,承载力又有明显增加,沉降曲线又趋于平缓,这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外,对桩而言可能会把接头拉断,桩尖脱空,同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。5.5.2处理方法出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用,但对承受水平荷载的基础要慎重。5.6引孔压桩的问题为了防止桩间的挤土效应太大,或土质太硬而使桩身较短,施工中往往采用引孔压桩的工艺,即先钻比管桩略小规格的直径钻孔,深度是桩长的〔2/3～1L,然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压,中间间隔时间不宜太长,否则孔内积水,一是