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PHC预应力砼管桩静压施工工法


PHC 预应力砼管桩静压施工工法
刘 朋 梁生武 裴健 李志 薛伟朋 孙伟

一、前言 预应力混凝土管桩是采用先张法预应力离心成型工艺,并经过 10 个大 气压、180 ℃左右的蒸汽养护,采用工厂化生产的一种等截面空心圆筒型 的混疑土预制构件。在施工现场,采用锤击或静压的方式沉入地下作为建 (构)筑物的基础。这是一种新型的基桩,是近年来快速发展兴起的

一种 地基基础处理形式。根据混凝土强度及壁厚分为 PC、PHC(高强) 、PTC(薄 壁)三种类型,其中以预应力高强混凝土管桩(简称 PHC 桩)应用最为广 泛。因其施工工艺简单、单桩承载力高、质量可靠、单位造价便宜等诸多 优点,是目前预制桩同类型基础中比较先进的一种基础类型,同时与诸如 混凝土灌注桩等其它不同类别的基桩相比,其技术先进且质量稳定。 PHC 管桩静压法施工, 是通过桩机自带吊装设备或另配吊机吊装、 喂桩, 压桩机以其自重和桩架上的配重作反力将 PHC 管桩压人土中的一种沉桩工 艺,与锤击法管桩施工工艺相比具有低噪音、低污染的环保特性,对土层 及周边建(构)筑物影响小、桩身质量破坏小的特点。预应力管桩发展前 期仅仅应用在沿海及软弱地层地区,经权威数据统计,PHC 管桩在桩基中 的比例不足 10%,管桩在中东部地区会有着很大的发展前景,其先进的技术 对于同类型工程有着借鉴意义和推广应用价值。 在天津站改扩建无站台柱雨棚工程桩基施工中,采用了静压施工技术 进行了施工,收到了良好的社会效益与经济效益。 二、工法特点

PHC 管桩施工工艺主要有锤击法和静压法两种, 在管桩发展前期主要是 锤击机械引领着管桩的施工作业,近几年来,随着大吨位( 8000KN ) 的液 压压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善,静压法施工工艺与锤击法相 比具有明显的优点,因此发展十分迅速,正在逐步取代锤击法施工的工艺。 1、质量可靠、单桩承载力高 由于管桩材料为预应力高强混凝土,高速离心成型工艺和二次湿热养 护工艺工厂化制作,桩身质量及沉桩长度可用直接监测,管桩质量可靠; 施工中采用静压桩机进行沉桩施工,压桩力可通过压力表直观、安全、准 确地反映,因而对桩体承载力的控制、判断精确度高;静压法沉桩与锤击 法沉桩施工相比,因沉桩过程是慢速均匀加载,无冲击和反射应力波,对 桩身冲击应力小,施工质量易保证。 由于 PHC 管桩桩身混凝土强度高,可打入密实的砂层和强风化岩层, 由于挤压作用,桩端承载力可比原状土质提高 60%-75% ,桩侧摩阻力提高 20%-40%,并因 PHC 管桩为高强度混凝土预应力构件,尤其抗压、抗弯性能 好,其桩身承载力比其它桩种高 2-5 倍。 2、施工速度快,建设投资周期短 管桩为工厂预制混凝土构件,采用高压、蒸汽养护,生产周期短,一 般 3-5 天即可出厂,可提前批量生产,不占用施工养护周期。静压法沉桩 施工,如果场地条件许可,一台桩机可压入 300m 左右的管桩。在普通地质 条件下,2-3 分钟即可压入 10m 长一棵管桩,施工时间主要用在桩头、接桩 焊接及倒运管桩、移动桩机等其他工作项目上。而且沉桩完毕后,桩体即 有强度,承载力达到最终承载力的 80%以上。在必要时可加快施工进度,缩

短投资周期,获得良好的经济效益。 3、施工污染少、安全环保,对周边影响小。 静压法沉桩施工管桩,因采用电力液压驱动操作,无震动、无噪音。 而锤击法沉桩震动剧烈,噪音大且拌有浓烟油污,对周边环境影响大,且 锤击法沉桩施工,对周边土地振动大,影响周围建筑(构)物的安全稳定。 而静压由于是缓慢匀速压入,对土体振动小,为周边环境影响小。而且管 桩均为成品,与混凝土灌注桩相比无砂石料、混凝土及泥浆等污染。 4、适应性能好,应用较广泛。 PHC 管桩能够穿透普通软土层及粉沙粘土层, 配上开口型桩尖减少挤土 效应后,具有良好的穿透土层能力,尤其是采用静压沉桩方式。遇到特殊 土质如软硬不均、上软下硬、软硬突变的土层,穿透能力更优于锤击法沉 桩方式。锤击桩法沉桩方式,因一惯的高度(即冲击力)在突遇复杂土层 时极易将桩体打坏破损,造成质量事故。 PHC 管桩桩段有 10-12m、13-15m 一节的,也有 3-4m、5-6m 一节的,搭 配灵活,运输吊装方便,成桩长度不受限制,用普通的电焊机即可实现迅 速接驳。在港口码头、铁路桥涵及市政、房建工程中均能够应用推广。 5、造价低、材料损耗小,经济效益高。 由于管桩混凝土强度高,单桩承载力大,工程造价相对于混凝土灌注 桩便宜 40%左右。由于静压法沉桩对桩身破坏小,送桩到位率高,截桩小, 质量可靠,经济效益较高。 三、适用范围 PHC 静压管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式, 适用于各类建筑物的

低承台桩基础,如工业与民用建筑、铁路桥梁、机场、港口码头、水利及 市政工程等;适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉(砂)性 土、非自重湿陷性黄土质以及强风化(全风化)的岩层、坚硬的碎石土层 和砂土层中,并且不受地下水位高低的影响。与锤击法沉桩方式相比尤其 适应于软硬突变的土层中;由于静压无噪音,在对环保要求较高的地区, 特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。 虽然管桩是空心结构,但仍有一定的挤土效应,对附近建筑物及地下 管线有一定的影响,而且静压机械本身占用一定的空间,所以在贴近建筑 物的位置上,不适宜进行管桩的施工;由于静压机械自重较大,要求施工 场地平整,对场地土地耐力要求高(要求场地表层土压强≥120kpa) ,同时 不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡 的土层中。 四、工艺原理 PHC 管桩静压法沉桩工艺原理, 在桩机就位后, 利用适合吨位的吊车 (或 压桩机自带的起吊设施)吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对 桩进行夹抱,调整垂直后进行施压。施压时,静压桩机机身通过油缸支持 安装在大小步履上的小车,小车在大小步履轨道上由油缸控制运动,抱压 桩时,借助自重及配重,以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力 施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中,然 后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长,并通过送桩器将桩顶送到设计 标高的一种成桩工艺。 五、施工工艺及操作要点 施工工艺及操作要点

、PHC (一) PHC 管桩静压法沉桩施工工艺流程 、
人、机、料进场 定位放线 桩机就位 吊桩 喂桩 (焊接桩尖) 对位、插桩 吊桩 压桩

调整桩身垂直度 对桩 电焊接桩 压桩 接桩或送桩 控制桩顶标高 成 桩 转移桩机

电焊停歇、 质量检查

图-1 施工工艺流程图

、施工操作要点 (二) 施工操作要点 、施工 1、测量定位放线 1) 、认真复核设计图纸及设计院交桩点位,必要时将坐标控制点、水 准控制点按标准设置要求布设在施工现场,标准控制点数量满足施工需要 及测量点间互相复核的需要即可,然后依据设计图纸精确算出尺寸关系或 各桩位坐标,对桩位进行精确测放。 2) 、可采用电子全站仪或经纬仪等测量工具建立建筑平面测量控制网, 或者直接采用坐标定位方式放出桩位,并进行闭合测量程序进行复核;同 时利用水准仪对场地标高进行抄平,然后反映到送桩器上,显示出送桩深 度,做好桩顶标高控制工作。 3) 、桩位放出后,在中心采用 30cm 长Ф8 钢筋或者竹筷插入土中,根据 需要做好标识:钢筋(或竹筷)端头系上红布条或点上白灰,然后画出桩外皮 轮廓线的圆周,便于对位、插桩。 4) 、为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏,针对单桩、独立承台 以及大面积筏板基础的群桩制定不同的放线方案。当桩数比较少时,采用

坐标随时复测;针对大面积群桩,在场地平整度较高的情况下,采用网格 进行控制,并在端头桩位延长线上埋设控制桩,以便复核。 2、桩机就位 在对施工场地内的表层土质试压后,确保承载力满足静压机械施工及 移动过程中不至于出现沉陷,对局部软土层可采用事先换填处理或采用整 块钢板铺垫作业。 桩机进场后,检查各部件及仪表是否灵敏有效,确保设备运转安全、 正常后,按照打桩顺序,移动调整桩机对位、调平、调直。 3、管桩的验收、堆放、吊运及插桩 1) 、管桩的进场验收 管桩进场后,应按照《先张法预应力砼管桩》 (GB13476-1999)的国家 标准或各地区的地方标准对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、 桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收, 并审查产品合格证明文件,把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要 求等级将不符合要求的管桩清退出场。 2) 、管桩的堆放 现场管桩堆放场地应平整,采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫,且 支撑点大致在同一水平面上,见图-2。当管桩在场地内堆放时,不宜超过 4 层;当在桩位附近准备施工时宜单层放置,且必须设支垫。管桩堆放要按 照不同型号、规格分类堆放,以免调运施工过程中发生差错。 管桩在现场堆放后,需要二次倒运时,易采用吊机及平板车配合操作。 如场地条件不具备时,采用拖拽的方式,需要采用滚木或者对桩头端头板

采取一定的保护措施,以免在硬化地面上滑动时磨损套箍及端头板。

0.21L

L 图-2 二点支垫示意图

0.21L

3) 、管桩吊运及插桩 单根管桩吊运时可采用两头勾吊法,竖起时可采用单点法,见图-3。 管桩起吊运输过程中应免平稳轻放,以免受振动、冲撞。

0.21L

L

图-3 管桩起吊示意图 管桩吊起后,缓缓将桩一端送入桩帽中,待管桩放入桩机夹桩箱内扶 正就位后,根据需要焊接开(闭)口型桩尖,然后将桩插入土中 0.5m-1.0m 的深度后, 用两台经纬仪 (在接近 90 度的夹角方向) 双向控制桩的垂直度, 条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通过桩机导架的旋转、滑 动进行调整,确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩。 4、压桩 1) 、压桩前,根据工程情况制定合理的压桩顺序,减少挤土效应,施

工时按照压桩顺序组织施工。 2) 、压桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记,以便观察 桩的入土深度及记录对应压力值,并通过实地高程测量,在送桩器上做好 最后 1m 及最终送桩深度标记,通过水准仪配合控制。 3) 、在压桩开始阶段,压桩速度不能过快,应根据地质报告显示的土 质情况选择压桩速度,一般以 2.0m-3.0m/min 速度为宜。在初期 2-3m 的压 桩范围内应重点观察控制状身、机架垂直度,垂直度控制应重点放在第一 节桩上,垂直度偏差不得超过桩长的 0.5%。并在压桩过程中需要经常观测 桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录,并详细记录每入土 1 米 时压力表的压力值。 4) 、压桩前最好将地表下的障碍物探明并清除干净,以免桩身移位倾 斜。 5、接桩 将首节管桩压至桩头距地面 0.5-1.0m 左右高度时停止压桩,开始进行 接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污,然后下放桩 身进行对桩。上下两节 头板对齐并初步调整垂 后,采用手工电弧焊在 口周围点焊 4-6 点,然 再次进行垂直度的调 若端头板间隙过大,应 塞铁片。为减少焊接变 端 直 坡 后 整, 加 形

引起节点弯曲,焊接时由两名工人对称施焊,焊接层数不少于两层且焊缝 应均匀饱满(焊缝与坡口平) 。 焊接完成后,自然冷却 5min 以上,然后刷涂一层沥青防腐漆后,继续 压桩。如果有多节管桩,重复以上工序即可。 6、送桩或截桩 当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。送桩时选用的送桩器 的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配,并且要有足够的强度和刚度, 一般为一圆形钢柱体。送桩时,送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上 根据测定的局部地面标高,事先要标出送桩深度,通过伺候在现场的水准 仪跟踪观测,准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后 1m 的 位置线,详细记录最终压力值。 当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时,需要截桩。截桩要求必 须用专门的截桩器,严禁用大锤横向敲击、冲撞。 送桩完成后,移动调整机械进行下一棵管桩施工。 7、管桩与承台连接 1) 、承台开挖可采用普通挖土机即可,但在开挖过程中注意不得碰损 桩头,在挖至桩头标高附近时,停止开挖。桩间土采用人工配合进行挖除。 管桩施工完毕后当天承载力没有完全达到设计强度,根据不同的土质情况, 需要 7 天以上的嵌固期,所以承台开挖要与试验检测结合起来进行安排, 保证施工连续。 2) 、承台是将上部结构的力传递给管桩基础的受力构件,所以管桩要 与承台之间实现有效的锚固连接。一般管桩伸入承台内 100mm,在施工完基

础素混凝土垫层后,如管桩内有积水应排出,并用吊筋下放 3mm 厚的圆形 钢板托板,伸入管桩内 1000mm-1500mm 左右,待承台浇注混凝土时一同灌 入同标号混凝土增强桩头受力截面。同时在桩端头板上焊接伸入承台的锚 固钢筋,伸入承台内,然后进行承台钢筋的绑扎作业。需要注意,针对截 桩与不截桩有着不同的构造做法。 关于管桩与承台连接构造做法,可参照《预应力砼管桩》 (03SG409) 图集进行施工,见下图-4、5 也可参照各地区的标准图集进行处理(天津地 区为 DBJT29-44/46-2002) 。 六、材料准备 1、PHC 管桩 根据设计图纸,提报管桩加工生产计划,工厂化加工成品出厂。管桩材料 规格、型号及外观质量应符合《先张法预应力砼管桩》 (GB13476-1999)的 标准规定(天津地区为 DBJT29-44/46-2002) ,同时根据设计要求及需要添 加阻锈剂等外加剂。材料进场后根据规范要求对管桩外观质量及尺寸进行 检查,并向厂家索要相关合格证明文件、外加剂检验报告以及必要时的管 桩力学性能检测报告等。

图-4 管桩与承台连接构造图(1)

图-5 管桩与承台连接构造图(2) 1)、管桩编号方式 PC(PHC) A(AB) 500 100 X1 X2 X3 a
预应力混凝土管桩 型号 外径 壁厚 自上而下各节桩的长度 桩尖类型 (无桩尖可不注)

2) 、PHC 管桩生产工艺流程,见图-6。 3) 、PHC 管桩的配筋及力学性能参数见表-1。 4) 、管桩内部结构图见图-7。

预应力钢筋混凝土管

表-1 PHC 管桩的配筋及力学性能(局部)
外径 D (mm) 壁厚 t (mm) 单节 桩长 (m) 混凝 土强 度 等级 型号 A 400 95 ≤12 C80 AB B C A 500 100 ≤15 C80 AB B C A 550 100 ≤15 C80 AB B C A 600 110 ≤15 C80 AB B C 预应力 钢筋 107.1 109.0 129.0 1210.7 109.0 1010.7 1310.7 1312.6 119.0 1110.7 1510.7 1512.6 139.0 1310.7 1710.7 1712.6 Φ5
b

螺旋 筋 规格

混凝土 有效预 压应力 (MPa) 3.6 4.9 6.6 8.5 3.9 5.3 7.2 9.5 3.9 5.3 6.9 9.2 3.9 5.5 7 9.1

抗裂弯矩 检验值 Mcr (KNm) 52 63 75 87 99 121 144 166 125 154 182 211 164 201 239 276

极限弯矩 检验值 Mu (KNm) 77 704 135 174 148 200 258 332 188 254 328 422 246 332 430 552

竖向承 理论 载力设 重量 计值 (Kg\m) Rp(KN)

Φ4

b

2250

249

Φ5

b

3150

327

Φ5

b

3550

368

4250

440

图-7 管桩内部结构图 2、其他材料 桩尖、焊条、液压油等其他材料。 桩尖为钢桩尖,可自制,由钢板焊接而成.分开口型桩尖、十字型桩尖。 制作可参照标准图集《预应力砼管桩》 (03SG409) ,也可参照各地区的标准 图集进行加工(天津地区为 DBJT29-44/46-2002) 。 七、机械设备 1、成桩设备 采用静压桩机进行沉桩施 工,目前市场上静压桩机有抱 压式和顶压式两种,目前最大 吨位可达 800T, 均为液压步履
抱压式静压桩机

式底座,普通可选择诸如 YZY-150~500,GZY-100~800 等型号。
顶压式静压桩机

根据设计荷载以及各地区的土质情 况、施工经验进行选择合适的桩机类 型,也可根据打桩前的试桩得到的相关 地层、压桩力等参数进行选择。下表-2 为静压桩机压桩力选择参照表。 有些静压桩机没有配备吊桩设备, 根据需要配备喂桩的吊装设备,如汽车

吊等。并配合长度合适的送桩器。

表-2
最大压桩力 kN 最小桩径 300 mm 适用管桩 最大桩径 400 mm 单桩极限承载力 kN 1000~2000 中密 ~ 密实的 桩端持力层 砂土层 ,硬塑坚 1600 ~1800

静压桩机选型参照表
2400 ~2800 3000~3600 4000~4600 5000 ~6000

300

400

400

500

500

500

550

600

1700 ~3000 密实的砂土 层 ,坚硬的粘

2100~3800 密实的砂土 层 ,坚硬的

2800~4600 密实的砂土层 , 坚硬的粘性土

3500 ~5500 密实的砂土层 , 坚硬的粘性土层,

硬的粘性土层,残 性土层,全风化 粘性土层,全 积土层 岩 风化岩

层,全风化岩,强 全风化岩,强风化 风化岩 岩

2、其他配合机具设备 装卸倒运管桩可采用普通汽车吊,一般选用 20T 即可,要考虑行走方 便。 接桩及焊接桩尖采用普通直流电焊机即可,截桩采用专用的锯桩器。 测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪,控制桩身垂直度的经 纬仪,控制桩顶标高的水准仪,以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺 等。 八、劳力组织 下表-3 为一组静压机械的劳力组织配备,如工期紧张可增加相关劳力。

表-3
序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 号 岗 位

劳力需求表
工 作 范 围 全面负责 人 1 1 1 1 3 1 1 4 2 15 数

项目负责 施工员 质量员 安全员 测量员 起重工 桩机手 倒桩工 电焊工 合计

现场施工管理与施工协调 质量监督、工序验收、试验检测 安全工作 测量工作 吊桩 桩机操作 配合吊桩、静压作业 接桩焊接

九、质量标准及控制 质量标准及控制 标准及 1、质量标准 PHC 静压管桩施工质量验收标准,执行设计要求和国家标准《建筑地基 基础工程施工质量验收规范》 (GB50202-2002) 、 《先张法预应力混凝土管桩》 (GB13476-1999)及桩基施工的相关技术规程的规定。 PHC 静压管桩质量检验标准见下表-4。

表-4

管桩质量检验标准



序 1 2 3

检查项目 桩体质量检验 桩位偏差 承载力 外观 成 品 桩径 管壁厚度 桩尖中心线 顶面平整度 桩体弯曲 焊缝质量

允许偏差或允许值 单位 数值

检查方法 按桩基检测技术规范 用钢尺量 按桩基检测技术规范 直观 用钢尺量 用钢尺量 用钢尺量 水平尺量 用钢尺量,L 为桩长 见规范相关标准 秒表测定 用钢尺量 用钢尺量,L 为两节桩长 查产品合格证书

主控 项目

按桩基检测技术规范 见规范相关标准 按桩基检测技术规范 无蜂窝、露筋、裂纹、色 感均匀、桩顶处无空隙 mm mm mm mm ±5 ±5 <2 10 <1/1000L 见规范相关标准 min mm >1.0 <10 <1/1000L 设计要求 % mm ±5 ±50

1

桩 质 量

一般 项目 2 接 桩

电焊结束后停歇时间 上下节平面偏差 节点弯曲矢高

3 4 5

电焊条质量 压桩压力(设计有要求时) 桩顶标高

查压力表读数 水准仪测量

2、质量控制要点 1)、进场材料质量验收与控制 施工前应对成品管桩做外观尺寸及外观质量验收,并查看合格证明文 件及相关外加剂的含量证明,必要时索要管桩的抗弯、抗裂性能检验报告; 接桩用焊条等应有产品合格证书并送样复检,压桩用压力表也应进行检查。 对于堆放在施工场地内的成品管桩,要加强成品保护,严禁机械碰撞, 合理安排管桩堆放场地及进场次序,减少二次倒运,并在二次倒运的过程 中平稳、轻放,减少对桩身的振动损伤。 2) 、场地土承载力要求 场地要平整坚硬,在较软的场地中适当铺设道渣,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 重重量较大,为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响, 影响施工质量及施工安全,必须对施工场地进行局部回填平整或铺垫整块 钢板,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) 、桩位、垂直度及标高控制 在打桩前应调查场地土土质情况,尤其是地表土层是否有大量的废弃 混凝土块等杂填土质、是否有地下废弃混凝土结构、构筑物及地下管线等 障碍。需将地下障碍物清除干净,并分层回填夯实后再进行管桩施工。障 碍物的存在、地表土质松软均易导致桩位偏移。 桩身垂直度应重点控制第一棵桩身的垂直,从十字交叉的两个方向进 行观测,及时发现偏差后,拔出管桩回填后重新施工,不得强行回扳校正, 以免将桩扳裂以致断桩。桩身的不垂直沉入,偏心受力容易将桩体压碎裂 而降低桩体的承载力。 标高控制,通过正确引测到施工现场附近的水准控制点进行观测。将 水准仪安放在离开桩机 5m 左右以外的位置,测定此时水准线下需要的送桩 长度,并标记在送桩器上,送桩时,设专人进行观测,当送桩器上的刻度 将与水准仪的水准线重合时,放慢压桩速度直至两线重合,并结合设计要 求的稳定终压值停止压桩。 4) 、桩尖及接桩焊接质量控制 桩尖焊接时不能只点焊了事,需进行一周满焊。在设计需要桩尖的地 层,如桩尖焊接不牢而发生脱落,会影响管桩穿透土层的能力。 接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节。焊接前需清理干

净端头板上的铁锈、泥污等,对称、分层焊接,减少焊接变形而引起的节 点弯曲,并保证焊缝均匀饱满。焊接结束后,确保足够的冷却停歇时间, 一般不应小于 5min,然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。对于重点工 程国家规范规定,还需对电焊接头作 10%的焊缝探伤检查,目前对接头探 伤没有很好的操作标准,超声波探伤因端头板较薄而难以实现,一般采用 磁粉对焊缝表面进行外观检查。 5) 、沉桩到位率控制 管桩没有沉入到设计位置,需要截桩,既浪费材料,增加额外的桩头 处理费用,而且会导致桩身承载力降低。设计及施工过程中,采取合理的 技术措施,在满足承载力的要求下尽可能的将管桩沉入到设计标高位置。 选择合适型号的压桩机械。根据正式工程桩施工前的试验桩资料、地 质土层分布情况、桩端持力层土质情况选择合适的压桩力既选择合适型号 的压桩机械,避免压力较小导致管桩压不到设计标高。 降低挤土效应带来的不良影响。由于桩体间距过小、压桩顺序不合理, 地下水孔隙压力大均容易导致基础土阻力增大,管桩压不到设计位置。 缩短送桩时间。压桩作业在进入硬土层时,压桩时应控制施工停歇时 间,避免由于停歇时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工,造成沉桩困 难。 6) 、终压值的确定 静压法沉桩方式要注意最终压力值的控制。对于停止压桩的控制一般 有两个指标,一个是设计桩顶标高,一个是最终压力值。两个指标可双控 也可实现某一值即可停止压桩。

设计标高根据实际测量,即可控制。最终压力值一定程度上反应地基 承载力,设计通过对地基土层的承载力分析,进行桩长及直径的设计,并 根据沉桩方式、桩端持力土层的影响系数以及试桩提供的实测压力值及承 载力值,进行综合分析确定。当桩顶标高难以达到设计要求,一般在达到 设计压力值并恒压稳定后,即可停止压(送)桩。 7) 、降低挤土效应危害的措施 管桩在压入土中后,会将桩身周围的土体向旁侧挤压,而占据原来地 基土的空间,尤其在桩位较密集或者靠近既有结构的位置,容易因原土体 被扰动而产生土体隆起,导致管桩上浮,同时挤土效应产生的水平压力容 易导致桩身产生水平方向的挠曲变形,影响桩体承载力。如果附近有建筑 物或地下管网,容易遭到破坏。 预制桩挤土效应是无法完全消除的,只能通过一定的措施降低挤土效 应带来的危害。设计方案可采取合适的桩间距、开口型桩尖降低挤土效应。 施工中合理安排施工顺序,先施工中间后施工四周位置的管桩、先施工靠 近建筑物一侧的管桩后施工远离建筑物的管桩、先施工长桩后施工短桩, 或采用间隔跳打法;为了减少挤土效应可采用预钻孔再压桩,根据需要控 制钻土的深度及直径,一般为管桩长度及深度的 2/3;为减少挤土效应,采 用二次送桩的方式减缓挤土效应,既一个承台的管桩统一打到地表高度, 然后再一起集中送桩。也可事先在建筑物周边设置袋装砂井或塑料排水板, 消除部分超孔隙水压力,设置隔离板桩或地下连续墙、开挖地面排土沟等 消除挤土效应给周围建筑物造成影响。 4、成桩检测

压桩结束后,需要对桩基进行检测,桩基检测依据设计要求采用《建 筑基桩检测技术规范》 (JGJ 106-2003)及《基桩低应变动力检测规程》 (JGJ/T93-95)进行。检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖 向抗压极限承载力检测。 桩身质量检测,主要通过现场低引变反射波法进行,目的是对桩身缺 陷进行判定,对桩身质量进行分级。根据规范分为四个等级,分别为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类桩。其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩;Ⅱ类桩为合格桩;Ⅲ类 桩为明显质量缺陷桩,需要与相关单位研究,确定处理方案或继续使用, 按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩;Ⅳ类为不合格桩。小应 变动力检测数量,按规范要求抽检不少于 20%且不少于 10 根。 单桩承载力检测,主要通过现场静荷载试验以及高应变动力检测进行, 主要检测单桩承载力是否满足设计要求。静荷载试验检测数量,按规范要 求随机抽检总桩数的 1%且不少于 3 根, 因为是破坏性试验一般静载试验对 施工前的试桩进行;对正式工程桩采取高应变动测,检测数量为总桩数的 2%,且不少于 10 根。 由于管桩施工完毕后,单桩承载力没有完全达到设计承载力强度,需 要 7 天以上的嵌固期,故单桩承载力检测宜在成桩后 10-20 天范围内进行。 十、安全措施 1、静压机械进场前,需要对场地土进行预压,确保桩机平稳施工,避 免发生桩机倾斜。 2、桩机手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。

3、静压桩机入场后,需提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告, 每天上班前需要对钢丝绳及液压轮轴等易磨损部分加强检查,确保制动灵 活,试机正常后方能施工。施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维 修保养。 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。 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。 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。 7、机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。 8、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。确保用电作业安全; 十一、 十一、技术经济效益 1、与锤击沉桩法施工比较 成桩速度及费用相近,但柴油锤击桩额外需要柴油费用;成桩质量比 锤击更可靠,并降低因截桩或对处理质量问题而发生的费用;由于电力液 压驱动无噪音,而锤击噪音及烟尘污染严重,比锤击环保。整体效益优于 锤击法沉桩工艺。 2、与预制方桩、混凝土灌注桩等比较 具有单桩承载力高、单位用钢及混凝土量少(约 50%左右) 、质量易检 测控制、 环保无污染、 施工速度快等优点。 综合经济效益节约成本 40%—50% 左右。 十二、 十二、工程应用

天津站改扩建无站台柱雨棚工程,建筑面积 80851 ㎡,下部为管桩基 础,上部为钢结构。基础设计的预应力高强混凝土管桩(简称 PHC 桩) ,编 号为 PHC AB 500 100 X1 X2 a,长度由 7m、8m、11m、12m、13m 两节一棵 组合而成,共 7000 余米。 工程地点位于天津海河北岸,属于华北地层区,广泛分布有第四系全 新统堆积层,下部为第四系上更新统沉积层,以粘性土和粉细沙为主。上 部第四系全新统粘性土,由于沉积时代新,固结程度较低,局部地段有软 土层。具大孔隙、高含水量,属高压缩性土。站区内土质结构依据设计资 料显示,表面普遍分布杂填土,厚度 3m-5m,其下均为粉土与粉质粘土交替 土层。设计地基处理结合工程采用 PHC 管桩。施工采用 PHC 管桩静压法沉 桩施工工艺,施工进度加快,操作安全,组织有序,通过对成桩后的基桩 进行了低应变与高应变动力检测,单桩承载力均能够满足设计要求;桩身 完整性判定均为 2 类桩以上,1 类桩占 95%,确保了工程质量,获得了良好 的经济和社会效益。


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