预应力管桩施工工艺标准.docx
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预应力管桩施工工艺标准
预应力管桩施工工艺标准
1适用范围
预应力管桩一般用作建筑的低承台桩基、软土地基处理，主要适用于人工填土、软土、粘性土、粉土、粉砂、细砂、中砂等土层地基,持力层一般选为粗砂、砾砂、圆砾、风化岩，但不适用于石灰岩、含孤石和障碍物多、有坚硬夹层地基。
预应力管桩目前主要采用锤打法和静压法施工，锤打施工时震动剧烈，噪音大，挤土量大，会造成一定的环境污染和影响。
压力桩法施工时无噪声、无振动、无冲击力、施工应力小，可以减小打桩振动对地基和临近建筑物的影响，桩顶不易损害，不易产生偏心，节约制桩材料和降低工程成本。
本工艺标准主要针对静压法预应力管桩施工。
图1.1全液压式静力压桩机压桩示意图
2主要应用标准和规范
2.0.1《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-2009/XG1-20142.0.2《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006
2.0.3《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2.0.4《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
2.0.5《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014
2.0.6《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1项目技术部组织人员建立现场测量组，做好施工现场轴线、高程控制桩的设置，复验甲方已施放的桩点。
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3.1.2收集工程地质资料，绘制桩基施工平面图，编制桩基施工方案。
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3.1.3组织项目经理部管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件。
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3.1.4项目总工程师参与技术交底，并由项目总工程师牵头，组织本工程图纸学习，审查工作，做好图纸会审、施工方案交底工作。
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3.1.5根据图纸会审内容，在开工前完善施工组织设计的调整编制工作。
3.1.6编制科学、实际的施工计划、质量保证措施及检验计划。
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3.1.7做好对班组的技术、安全交底工作。
3.2机具准备
3.2.1成桩设备：
采用静压桩机进行沉桩施工，根据设计荷载以及各地区的土质情况、试桩数据进行选择合适的桩机类型。
3.2.2吊装运输设备：
汽车吊、运输车。
3.2.3接桩、截桩设备：
电焊机、锯桩器。
3.2.4测量设备：
全站仪、经纬仪、水准仪、卷尺、游标卡尺等。
3.3材料准备
3.3.1预制钢筋混凝土桩：
规格质量必须符合设计要求和施工规范的规定，并有出厂合格证。
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3.3.2管桩要达到设计强度的100％才能打桩。
3.3.3焊条（接桩用）：
型号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定。
3.4作业条件
3.4.1现场三通一平完成，场地内地坪应碾压平整，保证可以承受静压桩机及桩起吊的重量，保证桩机移动和打桩时稳定垂直。
3.4.2对邻近原有建筑物和地下管线，应认真细致地查清结构和基础情况并会同有关单位研究采取适当的隔振、减振、防挤、监测和预加固措施。
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3.4.3做好现场总平面的规划，修建现场临时道路和管桩的堆放场地，做到布局合理，规划有序。
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3.4.4清除现场影响打桩施工的高空、地面及地下障碍物。
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3.4.5布置测量控制网，水准基点，按设计图纸放线定位，并会同有关部门做好预检手续。
3.4.6根据桩基设计图纸及地质钻探资料，选择有代表性的工程桩或试验桩进行试桩工作，核查地质资料是否准确，检验静压桩机选用的合理性，静压法施工的压桩速度、压力、桩长控制等工艺参数和人员配置、日工作量以及保证施工质量的控制措施。
3.4.7根据试桩情况，合理编制施工方案，工程桩号图，打桩顺序图，保证静压桩机的行走路线和打桩顺序的合理，避免施挤桩和压桩。
4施工工艺
4.1工艺流程
测量定位放线预应力管桩的验收、堆放、吊运
静压桩机就位及插桩压桩接桩送桩、截桩
记录及检测
4.2操作方法
4.2.1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）采用全站仪、水准仪进行平面和高程控制。
图4.2-1桩位放样
3）桩位放出后，在中心采用钢筋筷插入土中,根据需要做好标识，钢筋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。
图4.2-2桩位定位
4）为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏，针对单桩、独立承台以及群桩制定不同的放线方案。
当桩数比较少时，随时复测桩位；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。
4.2.2预应力管桩的验收、堆放、吊运
1）预应力管桩的进场验收
管桩进场后，应按照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。
图4.2-3管桩验收
2）预应力管桩的堆放
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，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，堆放场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降；
图4.2-4管桩堆放示意图
图4.2-5管桩吊装堆放
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。
3）预应力管桩吊运
桩在吊装和搬运时，应把桩扎牢塞紧，防止产生滑动或滚动，必须做到平稳提升，避免撞击和振动。
桩水平运输时，强度应达到100%，桩机和吊机应配合使用，运输可采用平板拖车或载重汽车，装载时应将管桩装载稳固，并支撑、绑牢固。
垂直运输靠桩机自身作业，配备电焊机在垂直运输完毕后应立即进行桩尖焊接和接桩处理。
单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时可采用单点法。
管桩起吊运输过程中应免平稳轻放，以免受振动、冲撞。
图4.2-6管桩起吊示意图
图4.2-7管桩起吊（说明）
图4.2-8管桩起吊
4.2.3静压桩机就位及插桩
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。
桩机就位时，应对准桩位，将静压桩机调至水平、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动。
根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。
利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。
桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。
图4.2-9桩机就位
图4.2-10插桩
4.2.4压桩
1）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。
2）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。
3）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。
4）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1m时压力表的压力值。
5）施压管桩过程中应经常注意观察桩身混凝土的完整性，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立即停机，找出原因，采取改进措施。
图4.2-11压桩
图4.2-12压桩
4.2.5接桩
1）在下节桩施压完后，其未入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5~1.0m时即可接桩。
将准备配用的桩段牵吊到位，端面焊接时要将桩端铁板清理干净，并使其接面调平接直，确定桩身自然垂直后方可焊接，任一单桩的接头数量不超过2个，每根桩须对照地质钻探资料预计总长，选用合理的桩节组合，以使接桩次数尽量减少。
2）接桩采用焊接接桩法：
上下桩桩头需设导向箍以保证上下桩节找平接直，上下节桩之间的间隙应用铁片全部填实焊牢，然后沿圆周对称点焊六处，待上下桩节固定后拆除导向箍，继而分层对称施焊，每个接头的焊缝不得少于两层，每层焊缝的接头应错开，焊缝须饱满，不得出现夹渣或气孔等缺陷，施焊完毕需自然冷却不少于8分钟后方可继续施压。
图4.2-13管桩接桩
图4.2-14焊缝检查
4.2.6送桩、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。
图4.2-15送桩
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。
图4.2-16截桩
4.2.7记录及检测
压桩过程中应检查压力、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度、接桩的焊缝等质量进行检查，合格方可进行下一工序。
记录员要认真观测桩的入土深度及该深度时的压力值，要准确做好记录。
压桩完成后须按规范规定要求进行检测。
5质量标准
5.1基本要求
5.1.1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。
5.2.2.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。
5.2.3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个桩身的垂直，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。
5.2.4桩尖及接桩焊接质量控制
需进行满焊。
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8min，然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。
5.2.5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。
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。
5.2.6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。
5.2.7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。
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，减少挤土效应给周围建筑物造成影响。
5.2实测项目
预应力管桩桩位偏差必须符合表5.2-1所列要求
表5.2-1预应力管桩桩位的允许偏差（mm）
序号
项目
允许偏差
1
盖有基础梁的桩：
（1）垂直基础梁的中心线
（2）沿基础梁的中心线
100+0.01H
150+0.01H
2
桩数为1-3根桩基中的桩
100
3
桩数为4-16根桩基中的桩
1/2桩径或边长
4
桩数大于16根桩基中的桩：
（1）最外边的桩
（2）中间桩
1/3桩径或边长
1/2桩径或边长
注：
H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。
预应力管桩焊接质量标准必须符合表5.2-2所列要求
表5.2-2电焊接桩焊缝质量标准
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
一般项目
1
（1）上下节端部错口
外径≥700mm
≤3mm
用钢尺量
外径<700mm
≤2mm
用钢尺量
（2）焊缝咬边深度
≤0.5mm
焊缝检查仪
（3）焊缝加强层高度
2mm
焊缝检查仪
（4）焊缝加强层宽度
2mm
焊缝检查仪
（5）焊缝电焊质量外观
无气孔，无焊瘤，无裂缝
直观
（6）焊缝探伤检验
满足设计要求
按设计要求
静压预应力管桩质量标准必须符合表5.2-3所列要求
表5.2-3静力压桩质量检验标准
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主
控
项
目
1
桩体质量检验
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
2
桩位偏差
见表5.2-1
用钢尺量
3
承载力
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
一
般
项
目
1
成品桩质量
外观?
、外形尺寸
表面平整，颜色均匀，掉角深度<10mm,蜂窝面积小于总面积0.5％?
直观
强度
满足设计要求
查产品合格证书或钻芯试压
2
硫磺胶泥质量
（半成品）
设计要求
查产品合格证书或抽样送检
3
接桩
电焊接桩：
焊缝质量?
电焊结束后停歇时间?
见表5.2-2
见表5.2-2
min
>8.0
秒表测定
硫磺胶泥接桩：
胶泥浇注时间
浇注后停歇时间
min
min
<2
>7
秒表测定
秒表测定
4
电焊条质量
设计要求
查产品合格证书
5
压桩压力
（设计有要求时）
%
±5
查压力表读数
6
接桩时上下节平面偏差
mm
<2
用钢尺量
7
接桩时节点弯曲矢高
mm
<1/1000L
用钢尺量，L为两节桩长
8
桩顶标高
mm
±50
水准仪
6成品保护
6.0.4妥善保护好桩基的轴线和标高控制桩不得由于碰撞和振动而位移。
6.0.5打桩时如发现地质资料与提供的数据不符时应停止施工并与有关单位共同研究处理。
6.0.6在邻近有建筑物或岸边、斜坡上打桩时应会同有单位采取有效的加固措施。
施工时应随时进行观测确保避免因打桩振动而发生安全事故。
6.0.7打桩完毕进行如需开挖时应制定合理的施工顺序和技术措施防止桩的位移和倾斜。
7质量记录
7.0.1建筑物测量定位放线记录、工程基线复核签证单。
7.0.2管桩、桩尖等材料出厂合格证、检验报告及管桩技术性能资料（产品说明书）。
7.0.3试桩或试验记录。
7.0.4压桩施工记录。
7.0.5桩位编号图、桩机行走曲线图.
7.0.6预应力管桩基础工程竣工图。
7.0.7成桩质量验收。
7.0.8单桩竖向抗压静载试验检测报告。
7.0.9基桩应变检测报告。
质量事故处理资料。
焊件和焊接记录及焊件试验报告。
8安全与环保措施
8.1安全措施
8.1.1静压桩机进场前，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。
8.1.2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。
8.1.3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。
8.1.4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。
8.1.5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。
8.1.6机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。
8.1.7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；
8.1.8桩机组装、拆卸必须在空旷地面进行，上空不得有高压线或障碍物，确保组装、拆卸、装车顺利进行。
8.1.9桩机压桩过程中，无关人员严禁靠近压桩机。
完桩之后的桩坑必须遮盖、封闭，先用两根钢筋将桩口点焊封闭，然后在钢筋上放装满泥土的草包，每施工完一区域，就将此区域用绳子包围起来，挂警告牌、警示灯，并禁止闲人进入。
吊车司机、电工、电焊工、起重指挥工上岗时必须持有特殊工种操作证，随时接受有关部门的检查。
吊桩、喂桩、送桩、吊机和桩机移位时必须有专人指挥，分工明确，统一信号。
夜间指挥必须用明暗信号。
氧气瓶、乙炔瓶必须保持5米以上的安全距离，距明火（电焊〕必须保证10米以上的安全距离。
乙炔瓶严禁倒放，乙炔瓶必须安装回火安装装置。
氧气带、乙炔带必须明确完好无损，发现破皮、漏气现象及时更换。
8.2环保措施
8.2.1施工道路及施工现场的粉尘污染，应做好洒水保护管理工作；污水排放符合水污染排放标准；
8.2.2施工机械的噪音，应有隔音装置；对噪音较大的施工机械用于白天施工，夜间施工采用噪音较小的机械施工；
8.2.3施工垃圾分类处理，尽量回收利用；生活垃圾必须按环境管理的有关要求集中堆放，当天回收处理；
8.2.4施工作业的噪音可能起过建筑施工现场的噪音限值时，在开工前向建设行政主管部门和环保部门申报，核准后方能施工；
8.2.5合理安排施工工序，将施工噪音较大的施工工序安排到白天工作进行，在夜间噪音大的施工工序尽量少安排，以减少噪音产生。
8.2.6在施工现场外围进行噪音监测，对一些产生噪音的施工机械，应采取有效的措施以减少噪音，如金属和模板加工场地均搭设工棚以屏蔽噪音。
8.2.7注意夜间照明灯光的投射，在施工区内进行作业封闭，尽量降低光污染。
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