PHC管桩静压法施工工艺工法

PAGEPAGE1PHC管桩静压法施工工艺工法建筑安装工程有限公司姚博1前言1.1工艺工法概况管桩是指采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细长混凝土预制构件。按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩(PC管桩)、预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）和预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)。PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，PTC管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。其中以预应力高强混凝土管桩（PHC管桩）应用最为广泛。根据成桩方法不同，主要分为锤击法和静压法两种施工工艺。其中静压法具有施工工艺简单，成桩质量可靠，环境污染少等优点，已逐步取代锤击法施工的工艺。1.2工艺原理通过静力压桩机的压桩机构，以压桩机自重和桩机上的配重作反力而将管桩分节压入地基土层中成桩。2工艺工法特点2.1桩定位精确，不易产生偏心，可提高桩基施工质量。在沉桩的过程中压桩力能自动记录，并且有经验的施工人员能根据终压力、桩的入土深度和地质情况较正确地估算出单桩承载力。2.2由于桩身不承受冲击，制桩的含钢量低，且可制成空心断面，造价较便宜。2.3施工速度快，效率高，工期短，压桩速度每分钟可达2m，正常情况下每台班可完15根。当然静压桩也属于挤土桩，桩密集时也要限制施工速率。2.4施工时无噪声、无振动、无污染，操作自动化程度高，纵横移动方便。但存在压桩设备较笨重，要求边桩中心到已有建筑物间距较大，对现场的地耐力要求较高。3适用范围PHC静压管桩适用于工业和民用建筑的低承台桩基础，地质条件宜为软土、填土及一般粘性土层，特别适合于居民稠密及危房附近环境保护要求严格的地区沉桩；但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有4m以上硬隔离层的情况。4主要技术标准《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202)《建筑地基基础设计规范》(GB50007)《建筑桩基技术规范》(JGJ94)《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106)《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476)《预应力混凝土管桩》(03SG409)5施工方法5.1静压法施工按照压桩机不同分为顶压式和抱压式两种。5.2抱压式施工系采用机身上的吊机吊桩喂桩，利用静力压桩机自重及配重，通过液压夹持机构将桩身加紧，然后压桩油缸作上下来回动作，将桩压入土中，距地面高度1m左右接桩（需接桩时），再压桩，达到设计桩顶标高或终压力值成桩。5.3顶压式与抱压式区别主要是利用卷扬机绳索吊装喂桩，依靠送桩器从桩顶端垂直向下压桩。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程压桩压桩吊桩合格不合格喂桩测量定位桩机就位对位、插桩施工方案技术交底调整桩身垂直度吊桩接桩对桩压桩接桩或送桩控制桩顶标高或终压力成桩桩机移位施工准备图1PHC管桩静压法施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1测量定位依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标，采用全站仪对桩位进行精确测放。每个桩位中心插入30cm长Ф8钢筋，安放管桩等径模具，用白灰沿模具撒放桩外皮轮廓线。到桩机就位后再进行复测，保证符合桩位施工允许偏差。6.2.2桩机就位桩机安装调试好以后，行至桩位处，使桩机夹持钳口中心（在中心挂线坠）与地面上的桩样对准，调平压桩机，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。6.2.3吊桩喂桩管桩进场时，应直接调运到桩机附近，吊桩喂桩可直接用桩机上的吊机，也可以另外配备专门吊机。一般采用单点吊法起吊（吊点位置距桩端0.29L处），第一节桩应用带桩尖的桩，采用吊索加起吊使桩身竖直进入夹桩的钳口中，桩尖垂直向下对准桩位中心。6.2.4桩身对中调直当桩被调入夹桩钳口后，由指挥员指挥吊机司机将桩徐徐下降直到桩尖离地面10cm左右为止，然后加紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位，并将桩压入土中0.5m～1.0m，暂停下压，再从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，待桩身垂直偏差小于0.5%时才可正式开压。6.2.5压桩1）压桩是通过主机的压桩油缸伸程之力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程视不同的压桩机而有所不同，一般为1.5～2.0m，所以每次下压，桩入土深度为1.5～2.0m，然后松夹-上升-再夹-再压，如此反复进行，可将一节桩压下去。当一节桩压到离地面0.8～1.0m时，可进行接桩或放入送桩器压至设计标高。2）压桩应连续，宜将每根桩一次性连续压到底，且最后一节有效桩长不宜小于5m。3）压桩过程中应认真观察压力表读数，做好原始数据纪录。应记录所压桩号、节数，每节配桩长度，每节桩压力表的读数和稳压时终压值等。4）压桩过程中，出现桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破坏等异常情况时，应暂停压桩，并查明原因，采取相应措施。6.2.6接桩1）接桩时，其入土部分管桩的桩头宜高出地面0.5～1.0m。2）下节桩的桩头处宜设导向箍，以便于上节桩就位。接桩时上下节桩应保持对直，错位偏差不宜大于2mm。3）采用焊接连接时，焊接前应用铁刷子清理干净上下端板，坡口处应刷至露出金属光泽，并清除油污和铁锈。先在坡口四周上对称点焊4点6点，待上下节桩固定后再对称分层施焊，焊接层数宜为三层，内层焊渣必须清理干净后方可施焊外一层。要求焊缝饱满、连续，且根部必须焊透。4）焊接接头应在自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后立即压桩。6.2.7送桩施压最后一节管桩的桩顶面距地面1.5m左右时，将送桩器吊放在被压桩的桩顶面，送桩器的下端面紧挨管桩上端面，中心线对齐，保证垂直度满足要求后一直下压将被压桩的桩顶面压入土层中直至符合终压控制条件为止，然后将送桩器拔出来即可。送桩器侧面应标出尺寸线，便于观察送桩深度。6.2.8终止压桩终压是整个压桩过程的关键，当桩被压入土层中一定深度或桩尖进入设计持力层一定深度后，若符合试桩总结报告确定的终压控制条件，即可终止压桩。6.2.9截桩如需截桩，应采取有效措施以确保截桩后管桩的质量。截桩宜采用锯桩器，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。7劳动力组织表1劳动力安排表（一台桩机）工种人员数量（人）工种人员数量（人）普工2电工1操作司机1电焊工48主要机具设备8.1施工机械8.1.1成桩设备液压式压桩机、顶压式压桩机、汽车吊8.1.2压桩机的选用根据设计终压控制条件和工程勘察报告选择合适的桩机类型，也可通过现场试压桩选用，特别是沉桩需要穿过砂隔层时。8.2工具用具电焊机、锯桩器、全站仪、经纬仪、水准仪、卷尺、游标卡尺等。9质量控制9.1质量标准（1）桩身质量要求完好。（2）桩身垂直度允许偏差为1%。（3）桩位允许偏差，应符合下表规定：表2预制桩位置的允许偏差序号项目允许偏差（mm）序号项目允许偏差（mm）1单排或双排桩条形桩基3桩数位4~16根桩基中的桩1/3桩径或1/3边长(1)垂直于条形桩基纵轴方向1004桩数大于16根桩基中的桩(1)平行于条形桩基纵轴方向150（1）最外边的桩1/3桩径或1/3边长2桩数位1~3根桩基中的桩100（2）中间桩1/2桩径或1/2边长（4）桩顶标高允许偏差±50mm。（5）单桩竖向极限承载力标准值应达到设计要求9.2易出现的质量问题（1）桩顶偏位过大。（2）桩身倾斜。（3）桩顶碎裂。（4）桩身断裂。（5）沉桩达不到设计控制要求。9.3保证措施9.3.1施工前应对成品桩做外观及强度检验，接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验，压桩用压力表也应进行检查。9.3.2成立测量组，施工前进行导线符合和水准测量并形成书面成果资料，定期检查测量仪器。9.3.3垂直方向在不受打桩影响处放置两台经纬仪，观察桩身的垂直度，发现倾斜必须及时调整；最下节管桩入土50～80cm时停止压桩，调整垂直度后方可继续压桩，不允许只图施工速度一次送到位；避免夜间施工，如施工时应配置充足的照明设备。9.3.4合理确定桩机施工路线，采用先长桩后短桩、先中心后外围或对称的施工顺序的施工原则和施工方法，减少挤土效应给已下沉到位管桩带来负面影响；桩位排布过密则必须跳打。一旦遇到障碍，障碍物不深时，可挖除回填后再压。9.3.5选用具有焊工证的焊工进行操作；焊接前，桩头埋设铁件必须除锈，露出金属光泽；焊接时两个焊工同时先对称焊接4～8个焊点用以定位，然后对称分层焊接，要求焊缝饱满；焊接完毕不能立即沉桩，必须待焊口自然冷却后方可继续沉桩；焊接整个过程不得超过40分钟，以免桩周土体回弹，导致沉桩困难。9.3.6严禁边打桩边开挖基坑；开挖宜在打桩全部完成并至少相隔15天后进行；挖土宜分层均匀进行且桩周土体高差不宜大于1m；应制定合理的开挖施工方案和程序，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其他重物等。10安全措施10．1主要安全风险分析坠落、物体打击、机械伤害、触电10．2保证措施10.2.1静压机械进场前，必须保证场地平整、坚实，必要时宜铺设道渣，经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利排水，确保桩机平稳施工，避免发生桩机倾斜。10.2.2机械操作必须遵守安全技术操作规程，由专人操作，桩机工等相关操作人员必须持证上岗，进行安全教育培训与班前安全教育。10.2.3在施工前应先全面检查机械，并提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告，每天上班前试机正常后方能施工，严禁带病作业。施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维修保养。10.2.4吊装运输及起吊喂桩时，需要专人指挥及监护，隔离操作，严禁人员通行。起吊要慢，拉住溜绳，防止桩头冲击桩机，撞坏桩身；加强检查，发现不安全情况，及时处理。10.2.5送桩完毕后，遗留下的孔洞上面要加盖或回填，以防人员掉陷。10.2.6为避免挤土效应对周围建筑物的影响，需在建筑物边开挖排沟。10.2.7机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。10.2.8施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。因露天作业，需注意安全用电防护，实行三相五线制，做好机械漏电保护，防潮防雨设施，一机一闸，闸箱上锁。11应用实例11.1工程简介宁波市轨道交通2号线一期工程黄隘车辆段工程位于宁波市鄞州区机场路以南、鄞州大道以西的地块，包括停车列检库、联合检修库、综合楼、综合维修楼、调机及工程车库、易燃品库、不落轮旋库、物资仓库、混合变电所、雨水泵房、水处理用房、洗车库及门卫13个单体，房屋总建筑面积58153㎡，合同开竣工日期为2012.10.1-2014.11.30，总造价4.16亿元。本工程房屋建筑主体为框架结构和部分框排架结构，基础均采用PHC管桩，桩基总计5050根，桩长为38m、25m、20m，桩径为400mm、500mm、600mm，。PHC管桩沉桩以设计桩长控制为主，压桩力不小于2倍设计承载力特征值要求控制为辅，采用静压法沉桩。11.2施工情况PHC管桩沉桩选