预应力管桩施工技术方案.docx
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预应力管桩施工技术方案
一、编制依据
1、广东省公路勘察规划设计院的《广清高速公路改扩建工程第A09合同段两阶段施工图设计图》；
2、广东省公路勘察规划设计院的《工程地质勘测及补勘报告》和现场调查；
3、中华人民共和国行业标准JTJ041-2000：
《公路桥涵施工技术规范》；
4、中华人民共和国行业标准JTGF80/1-2004：
《公路工程质量检验评定标准》；
5、本公司ISO9001－2000版质量体系标准和程序文件的要求；
6、当地地质、水文资料；
7、广清高速公路改扩建工程第A09合同段《施工承包合同》；
8、相关的法律、法规及公路桥涵施工行业技术标准；
9、《预应力混凝土管桩（图集）》（03SG409）；
10、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。
二、工程概况及工程数量
1.工程概况：
本合同段软土主要为第四系河漫滩相或沼泽相淤泥、淤泥质土、泥炭土，这类软土分布于平原区、河流谷地和山间洼地，多具含水量高，孔隙比大、高压缩性和低力学强度等特点。
由于本项目为改扩建工程，存在新老路堤拼接的问题，考虑到新老地基软土的固结程度不同，新老路基的沉降差可能会较大在设计时采取相应了措施。
针对软土分布状况和其主要物理力学性质指标，结合路基工程对变形的要求，软基处理采用静压管桩、直接预压、砂垫层堆载预压、清淤换填等方法进行处理。
2.工程数量：
K55+516.87-K59+290工程数量见下表
地基处理段落
处理长度
处理平均宽度
面积
处理方案
根数
总长
备注
K59+170-K59+290
120m
12.5
1500m2
管桩
288
2096m
三、静压管桩的设计及指标控制
（1）设计参数
1、管桩类型：
采用管桩型号C80-PHC-A300，先张法薄壁预应力高强砼管桩。
2、管桩布置：
新建和扩宽部分，管桩间距为2.4m，现有道路边坡宽度范围内的管桩的间距稍微大一些，为2.6m。
桩间距主要按等边四边形布置，详见管桩布置图（图1）。
3、托板及褥垫设计：
托（盖）板砼强度C25，30cm砂垫层与30cm级配碎石垫层，垫层中设两层土工格栅，土工格栅采用45-45型双向聚酯焊接土工格栅。
（3）指标控制：
根据业主及设计院对预应力管桩施工原则来控制。
1、管桩施工原则上按压桩力及管桩长度双指标控制，管桩桩底穿过软弱层后，可不再按管桩长度控制，只要压桩力达到1.5倍设计单桩承载力，即可停止压桩，无须再复核桩长是否满足要求，且桩底不必深入持力层2.0m；
2、管桩施工时，如果出现桩长超过设计桩长或者短于3.0m的情况，则停止该桩及邻近管桩施工，重新复核地质资料，查明原因并由四方讨论下一步的施工方案。
3、淤泥埋深铰浅的，必须穿透淤泥层，如达到极限力仍然未穿透软弱层，则立即通知监理、设计和业主。
管桩布置图图1
四、施工组织设计方案
（1）施工组织管理机构
1、施工组织管理机构设置
2、施工队伍配置及任务划分
施工队
施工任务安排
管桩施工队
负责全线软土地基段静压管桩施工。
（2）静压管桩施工工艺
1、施工准备及流程图
根据线路复测成果，由项目部测量班对本试桩范围进行桩位放线，确定试验桩桩位，监理工程师对现场桩位放样成果复核并确认。
项目部总工室、工程管理室、安保室对试桩技术人员和桩机机组人员进行技术交底和安全交底。
静压管桩施工工艺流程图如下：
2、场地平整：
由于本项目静力压桩设备机架重量加上配重总重量大，要求压桩机长船型履靴的接地压强不得大于120kPa，短船型履靴的接地压强不大于140kPa。
本项目施工准备阶段平整及处理施工场地，应达到地面平整、排水通畅、打桩机来回行走不陷机的要求。
3、测量定位：
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。
4、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。
5、管桩的验收、堆放、吊运及插桩：
预应力管桩购买成品管桩，运输到现场。
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。
图-2二点支垫示意图
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平稳轻放，以免受振动、冲撞。
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。
6、压桩：
通过夹持油缸将桩夹紧，伸直，将压力施加到桩上，在压桩前，按设计单桩承载力要求与试桩实际结果，调整桩机配重，下桩桩夹中心与测定桩位中心偏差不得大于20mm，并用线锤和全站仪调整桩架使桩垂直，其倾斜度偏差不得大于0.5%后开始压桩。
在施工过程中，指挥人员及进调整。
7、送桩：
当桩顶压至地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩头质量，合格后应立即送桩，压送桩作业应连续进行；送桩应采用专制钢质送桩器，不得用施工用的工程桩作送桩器，将桩送到设计要求。
8、接桩：
接桩前，再次复核桩位，请监理部门验收，及时校正。
沉桩前检查各部件和电源情况，为防止中途停机过长，土体固定不能施压而造成废桩，焊接桩插入土中要求预留0.8m长度置于地面以上，便于焊接，焊接前要求清理端头板上的土，焊接时应先四周焊固定校正。
然后对称焊接。
焊条宜用E13，焊缝要求饱满，进行二次焊接，并用二台相互正交的经纬仪严格控制接桩的中心偏差与节点弯曲度。
接桩后经监理检查确认，进行再压桩，重复上述压桩和接桩程序，直至满足桩长要求。
试桩因考虑到静载荷要求，桩长应根据标高情况适当加长，沉桩后以不低于地表以上40～50cm为宜。
（3）质量检测
1、静压管桩进入施工现场后，监理人员和施工单位应对照产品合格证（重点是混凝土强度、钢绞束镦头检验、钢筋复试报告）、运货单及管桩外壁的标志，对其规格、型号以及种类逐条进行检查验收。
龄期不足的管桩禁止使用。
2、运入工地的管桩，应进行桩身质量检查验收。
其外观质量及各部分尺寸应符合国家标准图集《预应力混凝土管桩》（03SG409）及国家产品标准《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476）的规定。
抽查数量不得少于2%的桩节数且不得少于2节。
当抽检结果出现一根桩节不符合质量要求时，应加倍检查，若再发现有不合格的管桩，该批管桩不准使用并必须撤离现场。
3、当采用焊接法接桩时，应检查接桩用焊条的质量，满足规范要求的电焊接桩焊缝检验标准；当采用机械快速接头时，接头质量应符合国家标准图集《预应力混凝土管桩》（03SG409）要求。
4、管桩施工应实行旁站监理，质量控制应贯穿于施工全过程。
5、压桩完成后，桩距、桩长与桩顶标高，、桩位、垂直度应满足《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）表6.3.15即本说明表4要求。
6、桩身完整性检测可采用低应变动测法或者用带铁丝罩的24V低压灯泡照射管壁作目测检查。
管桩施工质量标准表4
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩距（mm）
100
5%
2
桩长
不小于设计
吊绳量测，5%
3
竖直度（%）
1.5%
5%
4
单桩承载力
不小于设计
桩数的0.2%，并不少于3根
5
托板高度（mm）
+20，-10
钢尺量测，5%
6
托板长度和高度（mm）
+30，-20
钢尺量测，5%
7
托板位置（mm）
50
钢尺量测，5%
五、静压管桩施工过程中异常情况处理方案
（1）挤土效应和振动影响：
防治方法①控制布桩密度；②控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；③设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；④沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物可改其它桩型；⑤控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。
同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。
（2）沉桩时遇到浅层障碍无法继续沉桩：
防治方法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；②当桩已入土较深，桩无法拔出时，可采用小型钻机降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。
（3）斜桩：
防治方法①静压桩桩机机修施工前注意机械设备的检查维修；②场地平整坚硬，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降；③施工过程要严格控制好桩身垂直度；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；⑤制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制；⑥当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；⑦采用预钻孔法，严格控制钻孔垂直度；⑧合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于5倍桩径；⑨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，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的完整性。
（4）桩身破坏：
防治方法①选用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；③桩机施工结束后合理的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水平，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。
施工中发生桩身破坏，宜采用小的应变等有效的手段检测桩身情况，确定处理方法。
（5）桩身抬高：
防治方法①桩基完成后宜对桩身进行复压1~2次，甚至多次，即所谓“跑机”；②桩基施工完成后宜进行必要的静载检测，以检验是否达到设计要求。
六、静压管桩施工注意事项
（1）压桩前，再次复核桩位，请监理部门验收，及时校正，以免产生错误。
（2）压桩前检查桩机各部件和电源情况，以防中途停机较长，土体固结不能施压造成废桩。
（3）压桩前认真检查预制桩的质量，如有质量问题，禁止使用，绝对不压不合格的桩。
（4）按设计桩位平面图绘制桩位编号图，自备压桩记录外，报甲方和监理方各一份，以供监督检查之用。
（5）压桩时，随时注意桩的轴心受压，若有偏移要及时调整。
（6）严格按图施工做好压桩记录，已压的桩在桩位编号图上做好日期标出记号，以防多打、漏打。
（7）控制桩的垂直度是确保压桩质量的关键之一，以单向线锤和经纬仪控制桩的双向垂直度，确保在压桩过程倾斜度偏差不大于0.5%。
（8）严密监视压力值，如发现压力值突然上升或下降，暂时停压桩，待处理正常后才能续压。
（9）每根桩必须连接压入，不得无故间断，直到达到设计规定的控制标准。
（10）尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩。
（11）截割桩头或余桩宜采用电动锯桩器。
手工锯桩时，严禁采用大锤横向敲击或强行扳拉。
七、施工质量保证措施
（1）加强预应力钢筋混凝土管桩及桩尖进场的产品质量检查验收，使用在本工程的管桩必须具有生产厂家的出厂合格证及产品说明书及有关产品质量检验资料，方可投入本工程使用。
桩身混凝土强度必须达到设计强度要求标准值的100%，方可进场验收。
对于预应力钢筋混凝土管桩桩身弯曲超过L/100或≥20mm的管桩一律不验收，不得进入施工现场存放。
保证管桩的质量符合规范GB13476的要求，桩尖必须符合DBJ/T15-22-98规范的有关规定。
（2）工程桩施工前组织有关工程技术人员阅读熟悉图纸，对于承担静压沉桩施工班组人员进行开工前的施工作业技术、安全、文明施工交底工作，明确作业的技术标准、质量标准、安全操作规程及文明施工方面的要求。
对静力压桩机进行全面检查，主机的各项仪表必须是在监定检验合格的周期内，贴上有关检定的合格证标签。
（3）在静压沉桩的施工过程中，发现地质条件与设计要求或与地质资料提供的数据情况有差异时，要立即与设计方、业主方和监理方取得联系，及时地取得信息的沟通，采用有效的处理措施。
（4）减少震动和挤土影响的措施：
根据设计图纸中要求采用钢板焊制封底十字桩尖，科学合理地安排静压沉桩的顺序，开挖地面防挤沟，减缓沉桩的进尺速度等。
（5）按压桩线路，顺序施工，避免向一方向静压沉桩施工，造成最后压的桩难以沉桩的困难，使后期静压沉桩的压力过大或土层隆起，已压沉桩上浮等问题的出现。
（6）静压沉桩完成沉桩施工后，通过动测检验和静载试验确认桩的承载力及桩的完好性，若桩的承载力及完好性不满足设计要求或不满足规范标准时，要按设计和质监站、监理方的意见及时地采取措施进行补强处理。
（7）桩静压沉桩到设计标准后，必须将高出地面的管桩用锯桩器切割至低于地面标高或切割至设计的桩头标高，防止静压桩机移动行走时推断破损。
（8）管桩再需要接桩的情况下，静压沉桩过程中，静压桩桩顶距离地面0.60~0.80m时，停止压桩，准备吊夹上一节桩对齐调平，校正垂直。
八、安全保证措施
（1）施工现场设一名专职安全员，负责施工现场日常安全生产检查及监控。
（2）机械司机在施工操作时必须听从指挥信号，不得随意离开岗位，应注意机械运转情况，发现异常，立即处理。
（3）在起吊桩的落桩过程中，机器严禁行走和调整。
（4）施工现场机电设备要做到一机一闸，按规定使用三相五线制，并配有漏电保护装置，所有的闸刀箱要门锁齐全，以防触电或发生意外事故，熔丝要按规程设置，不准用其它金属丝代替。
（5）现场专职电工要每天检查导线的绝缘情况，特别是电源的动力线和配电箱、集装箱的引入线各部件绝缘是否可靠。
（6）桩段和起吊前检查捆绑具以及吊机钢丝有无断股现象，如断丝超过10%的，必须立即进行更换；查看绑桩是否牢固，以防止意外事故的发生。
（7）对易燃气体和油料要分开堆放，气体切割时，氧气瓶、乙炔瓶不能斜放、卧放，且不得暴晒。
电弧焊接时，电焊机外壳必须接地良好，要有触电保护器；电焊机要设独立的开关，开关应设在防雨的开关箱内；焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条要戴手套；在潮湿地点工作时，应站在绝缘胶板或木板上；施焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离，并在施焊部位配备灭火器材，焊工必须持有特殊工种的上岗证，并送到项目部备查；雷雨时，应停止露天施焊作业。
（8）现场施工人员要严格遵守公司有关安全生产管理制度，进入施工现场必须佩戴安全帽，不得穿拖鞋，严禁洒后作业及在桩架上向下扔物件。
班前要对机具进行检查，严禁机械带病作业，下班后要切断电源和落实三防工作。
夜间作业要有足够的照明措施，严禁违章作业，做到安全生产和文明施工。
（9）桩的起吊堆放要按有关规定进行，防止桩在施工前出现破坏。
（10）沉桩过程中，应加强工地现有围墙、现场土坡及外道路路面的观测监护，发现异常情况应立即停止施工，待采取有关措施后再进行施工。
九、文明施工、环境保护及水土保持目标等措施
（1）工文明施工
1、工地施工现场大门口范围铺设石粉压实，实施硬地施工。
设置洗车槽，凡出工地的车辆都要清洗车轮，干净后方可离场。
2、严格按照广州市有关规定，不得超时施工，如果工程要求确实需要夜间施工时，应向有关部门申报办理有关手续。
3、对进场的施工班组实行规范化管理，严禁民工队伍扰乱附近居民的正常生活秩序。
（2）环境保护及水土保持目标
项目部将严格执行设计文件要求，遵守国家、交通部及广东省有关环境保护的法律、法规和规章，并按有关规定，认真做好施工区的环境保护工作，防止由于工程施工造成的环境污染和破坏。
对环境保护工作将做全面规划，综合治理，本着“三同时”原则与工程本体同步实施。
1、施工过程中有完善的环保、水保措施和环境风险防范措施，确保施工场地、料场、水源保护区、公众集聚场所等地的环境不受粉（烟）尘、噪声、废（污）水废物、电磁等污染和破坏；
2、采取合理措施，减少施工引起的扬尘等。
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