预应力管桩施工作业指导书解析.docx

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预应力管桩施工作业指导书解析

预应力管桩施工作业指导书

1适用范围：

武广客专中铁五局五总队管段预应力管桩、方桩施工，采用外购PHC预制桩，柴油打桩机锤击施工。

2施工工艺

2.1施工流程图

2.2施工过程及作业要求

本段预应力PHC管桩、桩尖将根据设计图纸及验标要求，通过详细考察，确定合格供方，桩帽C30钢筋砼现浇。

并对预制件按批次检验，符合规范和验标要求后方允许进场使用。

施工机械采用D40型柴油打桩机。

施工前按设计要求和规范作好工艺性试验，确定施工各项参数和具体施工方法。

（1）场地平整

首先清除表土，结合施工实际地形换填素土整平碾压，确保打桩机在施工场地上行走不陷机，施工时机械不沉降，同时在路基两侧开挖临时排水沟排除积水,一般以15T光面压路静压不陷机为标准。

（2）桩位放样

管桩施打采用D-40型机器（D40打桩机主要性能：

上活塞重4000kg，一次冲击能量10000kg.m，打击次数40～60次/min，桩锤总重9300kg）。

首先应根据施工设计图编制桩位编号图，经监理工程师认可后即开始放样，放样根据设计文件和技术交底所确定的坐标控制点和水准点进行，放样点撒石灰做好桩位标记，圆心位置用小木桩标记，并保护好桩橛，避免机械移位挠动桩位。

管桩桩顶（不含桩帽）标高按照地面整平标高低0.35m控制（涵洞处桩顶标高根据涵洞设计基底标高确定）。

（3）桩机就位

桩体运至施工场地后首先用红油漆在桩体上分1m节做好刻度尺，桩机就位，用线锤对中，调平桩机。

用钢丝绳绑住桩身单点起吊，将第一节桩身移入桩机管筒内。

并利用油缸左右移动桩机调整对中，同时利用长条水准尺校正。

第一节桩入土30～50cm后检查和校正垂直度，并控制在0.5%以内。

开动打桩机进行施打，桩锤、桩身中心线应重合，施工当中如实记录每米锤击次数。

施工中桩身倾斜率超过0.8％时应找出原因纠正。

（4）接桩及焊接

本管段焊机均采用BX1-500-1，焊接电流控制在170～200A之间，当第一节桩打到离地面1.0m左右即停止锤击开始接桩，在接桩前，将管桩上下端表面用钢刷清理干净，直到其坡口处刷出金属光泽，然后在第一节桩的桩头加上定位板，将上节桩吊放在下节桩端板上，错位偏差不大于2mm。

采用两台电焊机对称焊接，端板空隙处用锲行钢板垫实。

连接处焊接要分层对称环缝焊接，在坡口四周先对称焊接6点，焊接层数不得少于2层，第一层用J506碳素焊条打底，确保根部焊透。

焊缝要达到三级焊缝要求，必须饱满，不宜有夹渣、气孔等缺陷，厚度必须满足设计要求。

接头必须自然冷却，时间不得少于8min，严禁用水冷却。

焊接铁件应作防腐处理，焊接处强度不得低于出厂强度。

（5）送桩

送桩前确定地面标高和送桩深度，并在送桩器上做好标记。

送桩器宜采用圆筒形状，具有足够的强度和刚度，送桩器与管桩端板之间采用1～2层硬纸板做衬垫。

一般情况下，送桩深度不得大于2m，送桩器与桩身中心线应重合。

（6）终止施打

在施打过程当中，第一节桩身锤落距不作要求但不宜于低于1.5m，最后一节特别是收锤范围内1m必须控制锤落距，采取重锤轻打，增加锤击次数，使桩逐渐下沉，以保证沉桩质量，根据海利公式及《预应力管桩施工规程》要求最后落距一般控制在1.5～2m左右，并且最后1m必须按0.1m刻度分划，施工中必须观察每0.1m的锤击数及10击的进尺数。

在落距控制好后当管桩达到持力层后，重锤会压缩活塞燃烧柴油做功，重锤会反弹，这种连续反弹击打桩体也算击数记录入《锤击法施工记录表》中。

正常情况下达到设计高程后即可终止施打。

但由于管桩基础为隐蔽工程，地质情况与设计不可能完全符合，因此可能出现达到设计长度但达不到设计单桩承载力要求的情况或者还没有达到设计长度但已经满足设计单桩承载力要求的情况，在这种情况下，需暂停施工并及时报告监理，分析原因并提出处理措施（增加桩长或者减少桩长）。

根据设计文件，本段软基处理设计单桩承载力最大处为703KN，参照HiLLey（海利）公式计算收锤标准以600KN为例：

S＝η.E/Quk.（W+P.e2）/（W+p）–C/2式中：

S—最后贯入度计算值（mm/击）；

E—收锤时的冲击能量（mm.KN）,柴油打桩机送桩时E＝W.H；

W—柴油锤冲击体重量（KN）;

H—锤落距（mm）；

η--锤击效率系数，取0.9；

R—单桩竖向承载力设计值，600KN；

Quk—单桩极限承载力标准值，Quk=γsp.R＝1.6*600＝960KN；

P—桩身、桩帽重量之和（KN）；

e—回弹系数，柴油锤打桩取0.4；

C瞬时弹性变形值（mm），C＝CC+Cp+Cq；其中，Cp+Cq为桩身和桩端土体的弹性压缩量，约为12～25mm；CC为桩帽瞬时弹性压缩量，可取3mm。

以D40型柴油打桩机施打17m桩为例：

此时，W＝40KN，H取1800mm，

P＝1.89*17＋92＝124.13KN，则S＝1800*40*0.9/960*（40+124.13*0.4*0.4）/（40+124.13）-22/2＝13.6mm/击。

需要说明的是，以上计算过程是依据设计数值，在假定地质情况一致的条件下的计算值，而且最后计算的数值是很大的，说明管桩远未发挥出实际承载力能力。

而在实际施工过程当中，地质情况千变万化，由此可能出现满足收锤标准但达不到设计承载力要求或者达到设计承载力要求但是大于（即不满足）收锤标准的现象。

出现这种情况时，应报请监理工程师现场确认。

（7）截桩

由于第六步所叙原因，有可能出现桩顶高于设计标高的情况，此时需要截桩。

截桩严禁使用大锤硬砸，应先将不需要截除的桩身段部用钢箍抱紧，然后采用专业切割机截桩。

（8）桩基检测方法

桩基施工完后应按设计要求进行单桩荷载试验、大应变动力检测和小应变动力检测。

（9）施工桩帽

桩身施工结束后，报请监理工程师验收合格后才可进行桩帽施工。

首先按照设计尺寸开挖土模，然后绑扎钢筋，经过监理工程师检验合格，进行C30混凝土施工。

混凝土配合比应该经过试验确定并经批准。

混凝土施工要严格按照施工规范操作，并做好雨季、热季的养护工作。

（10）施工碎石土垫层及土工格栅

在桩帽混凝土强度达到设计强度的70％以后即可施工碎石垫层，碎石粒径在5～200mm之间。

首先铺筑第一层20cm厚碎石土，推土机整平，用激振力200KN的振动压路机静压1遍，振动压实3～4遍；压实后由试验室做压实度检测试验报监理审批后，然后铺设土工格栅，土工格栅搭接长度大于30cm，抗拉强度≥110kN，绑扎连接，然后铺筑第二层碎石土并压实。

2.3PTC桩的成品质量检验

2.3.1本工程的预制PTC桩，采用外径300/400mm，壁厚70/80mm，混凝土强度为C80的预应力薄壁管桩，要求每个批次的管桩进场必须附有合格证，并进行抽样检验，报监理工程师批准合格后方可进场，管桩应该标识清楚，总体质量要求应符合《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476—1999）的要求，且应符合下列要求：

（1）桩的棱角破损深度应在10mm以内，其总长度不大于40cm；

（2）预应力混凝土桩不得有裂缝（表面收缩裂缝除外）；

（3）普通混凝土桩表面裂缝深度不应大于7mm，裂缝宽度不应大于0.15mm；横向裂缝长度：

方桩不应大于边长1/3，管桩及多角形桩不应大于直径或对角线1/3；纵向裂缝长度：

方桩不应大于边长的1.5倍，管桩及多角形桩不应大于直径或对角线的1.5倍；

（4）打入桩的数量、布桩形式、入土深度和最终贯入度、桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。

2.3.2PTC管桩的运输、起吊和堆放

PTC管桩由于长细比大，自重大，在起吊、运输过程当中过大的动荷载易使PTC管桩产生环裂。

正确的起吊方式是两点支法或者两头勾吊法，并轻吊轻放，禁止采用拖吊的方法。

采用长挂车运输，堆放层次不超过5层，分层叠放并错位防放置。

在工地现场靠近施工作业点选择密实平整的场地或者采用垫木支承，堆高不超过5层，具体要求见下表：

管桩运输、起吊及堆放质量及检验要求

序号

项目

质量要求

检查规定

备注

频率

检查方法

1

运输

桩悬臂长度≤1.5m

随时

尺量

2

堆放场地

密实平整或垫木

随时

目测

3

堆高

≤5层

随时

目测

4

起吊方式

两段起吊

随时

目测

2.3.3施工注意事项

（1）加强预制PTC桩的进场检测工作，不合格品一律清理出场。

（2）施工前确认地下水是否具侵蚀性。

如具侵蚀性，水泥应按规范采用符合要求的品种，可以按规范要求添加防腐剂。

2.3.4打桩过程中应防止偏移。

遇下列情况应停止打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：

（1）贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常（原因可能是地质状况发生变化）；

（2）桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹（原因可能是场地不平、碰到孤石）；

（3）桩头破碎或桩身开裂（原因可能是桩顶不平、施工机械选择不当、桩体质量问题）；

（4）附近地面有严重隆起现象（原因可能是土体挤压引起）；

（5）打桩架发生偏斜或晃动（原因可能是场地不平）。

当土质与设计不符，致使桩的入土深度相差很大时，应提交设计单位采取措施。

2.3.5做好施工记录，及时对发生的“假极限”、“吸入”现象进行判别。

“假极限”是桩在饱和的细、中、粗砂中连续锤击下沉时，使流动的砂紧密夹实于桩的周围，妨碍土中水分沉桩上升，在桩尖下形成很大的“水垫”，使桩产生暂时的极大贯入阻力的现象。

“吸入”是在黏性土中连续锤击时，由于土的渗透系数小，桩周围水不能渗透扩散，而沿桩身向上挤出，形成桩周围的润滑套，使桩周围的摩擦力大为减少的现象。

2.3.6冬季施工时，对混合土原材料、拌和工艺等各方面有特殊要求，应参照冬季混凝土施工要求进行。

3质量控制措施

3.1质量检查标准

3.1.1PTC桩的施工质量及检查要求

PTC桩的施工质量及检查要求

检查项目

质量要求和允许偏差

检查规定

检查频率

检查方法

桩位

偏差+10cm

抽查2%

经纬仪测量

第一节桩垂直度

＜0.5%

检查施工和监理记录

经纬仪测量

后续桩垂直度

＜1%

检查施工和监理记录

经纬仪测量

接桩时错位检查

＜2mm

全部

尺量

焊接层数

＞2层

全部

目测

焊接点数

＞6点（对称位置）

全部

目测

桩长度

＞设计深度

全部

锤球法测量

桩头标高

偏差+5cm

抽查2%

水准仪测量

3.1.2PTC桩帽的施工质量及检查要求

PTC桩帽的施工质量及检查要求

检查项目

质量要求和允许偏差

检查规定

备注

检查频率

检查方法

轴线偏位

偏差+15cm

抽查2%

经纬仪测量

纵横方向

平面尺寸

偏差+30cm

抽查2%

皮尺测量

帽顶标高

偏差+20cm

抽查2%

水准仪测量

混凝土强度

C30

抽查2%

取样试验

28天

3.1.3碎石土垫层及土工格栅的施工质量及检查要求

碎石土垫层和加筋网施工质量及检验要求

检查项目

质量要求和允许偏差

检查规定

备注

检查频率

检查方法

固体体积率

＞80%

4处/2000m2

灌砂法

纵横方向

垫层平整度

12mm

4处/200m

3M直尺

垫层高程

偏差+5,-15mm

4断面/200m

水准仪测量

垫层宽度

大于设计宽度

4断面/200m

皮尺测量

垫层厚度

偏差-10,25mm

4处/2000m2

尺测量

加筋网

钢塑格栅搭接长度≥设计值

4处/2000m2

尺测量

4主要机械设备

机械设备配备表

设备名称

规格或型号

数量

备注

履带式柴油打桩机

根据现场需要配备

柴油发电机

1套

根据现场机械用电量配备相应功率

汽车吊

根据现场需要配备

电焊机

2~3台

5劳动力配置

劳动力组织表

工种

数量

备注

技术人员

2人

负责现场测量放样、质量控制等技术作业

机械操作人员

2人

按2个工作班配备

电工、维修工

4人

焊工

2~3人

接桩

辅助工

2~3人

6安全、环保措施

（1）加强对施工人员的安全教育。

（2）所有施工人员必须戴安全帽，作业时禁止穿拖鞋。

（3）现场设专职安全员，对工地发生的安全隐患应及时检查解决。

（4）用电设备应实行一机一闸一漏一箱。

漏电保护装置应与设备匹配，不得用一个开关直接控制两台及以上的用电设备。

（5）除电工外，其他人员严禁私接用电设备。

（6）桩机操作手必须是由经岗前培训合格的人担任，严格按照操作规程进行。

（7）桩机施工时，管桩旁严禁站人。

（8）移动桩机时，应有专人指挥。

（9）施工人员应对钢丝绳进行检查。

（10）作业高度超过2米时，作业人员必须系好安全带。

（11）作好排水系统，防止水土流失。