锤击预应力管桩30.docx

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锤击预应力管桩30

第一节锤击预应力管桩30

一、锤击桩施工流程

<1>准备工作监控

<1.1>熟悉图纸和技术资料

<1.2>熟悉操作规程和质量标准

<2>施工组织设计（或方案）审批

<3>材料和构件检验报审

<4>选择打桩机械，特别注意桩锤选择

<5>对操作人员进行技术交底

<6>打桩过程控制

<6.1>打桩宜重锤低压；

<6.2>施工前应与有关单位商定通过试3、或进行打桩试验，确定贯入度等有关参数；

<6.3>桩帽或送桩帽与桩周围的间隙就为5~10㎜；

<6.4>锤与桩帽、桩帽与桩之间应有相应的弹性衬垫；

<6.5>桩锤、桩帽和桩身就在同一中心线上。

<7>打桩顺序控制

<7.1>根据桩的密度程序：

自中间向两个方向对称进行；自中间向四周进行；由一侧向单一方向进行。

<7.2>根据基础的设计标高，宜先深后浅。

<7.3>根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。

<8>其它方面的控制

<8.1>垂直偏差不得超过规范规定2、允许范围执行GBJ202-83

<8.2>贯入度及桩端标高须符合设计要求

<8.3>遇到异常现象时，应暂停打桩并及时研究处理

<9>施工质量检验控制点

<9.1>成桩质量检查：

对制桩，打入深度、停锤标准、桩位及垂直度进行检查；

<9.2>单桩承载力检测（静载或动载）

<9.3>当桩顶设计标高与施工场地标高相近时，桩基工程的检查：

桩身断裂、桩顶碎裂、接桩处松脱开裂、桩身倾斜、贯入度或标高达不到设计要求。

二、质量标准

（一）管桩的尺寸允许偏差

项目

允许偏差

（㎜）

质检工具及量度方法

长度l

+0.7%l

-0.5%l

采用钢尺（l为桩长，以下同）

端部倾斜

≤0.5%d

将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边端板紧靠，测其最大间隙

外径d

正偏差+5

负偏差-4

用卡尺或钢尺在同一断面测定互相垂直的两直径，取其平均值

壁厚t

正偏差不限

-5

用钢直尺在同一端面互相垂直的两直径测定四处壁厚，在管桩断面处测量

保护层厚度

+10

-5

用钢尺，在管桩断面处测量

桩身弯曲度

≤1/1000

将拉线紧靠桩的两端面部，用钢直尺测其弯曲处最大距离

端头板

平整度

2

用钢直尺一边紧靠端头板，测其间隙处距离

外径

0-1

用钢卷尺或钢直尺

内径

+2

厚度

正偏差不限

负偏差为0

（二）管桩的外观质量要求

项目

质量要求

粘皮和麻面

局部粘皮和麻面累计面积不大于桩身总计表面积的0.5%，其深度不得大于10㎜。

允许作有效的修补

桩身合缝漏浆

合缝漏浆深度小于主筋保护层厚度，每处漏浆长度不在于300㎜，累计长主不大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接度不大于100㎜，允许作有效的修补

局部磕损

磕损深度不大于10㎜，每处面积不大于20㎡，允许作有效的修补

内外表面露筋

不允许

表面裂缝

不允许环向或纵向裂缝，但龟裂、水纹及浮浆层裂纹不在此限

端面平整度

管桩端面砼及主筋墩头不得高出端板平面

断头、脱头

不允许。

但当预应力主筋采用钢丝且其断丝数量不大于钢丝总数的3%时，允许使用

桩套箍（钢裙板）凹陷

凹陷深度不得大于10㎜，每处面积不大于25c㎡

内表面砼坍落

不允许

桩接头及桩套箍（钢裙板）与砼结合处

漏浆

漏浆深度不得小于主筋保护层厚度，漏浆长度不大于周长1/4，允许作有效的修补

空洞和蜂窝

不允许

其它

离心成型后废浆液应倒清

三、施工工艺

（一）准备工作

<1>认真检查施工单位所采用的打桩设备各部份性能，以保证正常动作。

<2>绘制整个工程的桩位编号图，编制打桩顺序。

<3>由专职测量员测定并标出桩位，具偏差不得大于20㎜，并由监理人员反向测量审核。

<4>在桩身上刻出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序表明桩长，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。

<5>进行试打，已确定贯入度，并进行单桩静荷载试验，以确定单桩承载力。

根据设计及规范要求，Φ400的桩为1200KN，Φ300的桩为700KN。

（二）管桩施工要点

<1>合理选锤，重锤轻击。

锤重的选择应根据工程地质条件，桩的类型、结构、密集程度及施工条件而定。

<2>桩帽大小要适中，垫层软硬要适度，厚度要保证。

适当时间应更换垫层，变形的垫层或锤击时偏打，却会严重损坏桩头。

<3>桩身要直，力戒偏打。

桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，管桩就位插入时垂直度偏差不得大于0.5%。

施打过程桩身倾斜率不得大于0.8%。

如超出，应找出原因并设法纠正。

当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠编。

<4>接头焊接质量要保证。

接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2㎜。

<5>在打桩过程中应对每根桩位进行复验，防止因打桩后引起桩位的位移。

<6>打桩时应由施工单位委派专职人员及时准确地填写管桩施工记录表，测绘桩身回弹曲线，并经旁站监理人员或业主代表验证签名后方作为有效施工记录。

<7>当遇到下列情况之一应暂停打桩，并及时与设计院、地勘部门、管桩生产厂家等有关人员分析原因，采取相应措施：

<7.1>贯入度突变。

<7.2>桩头砼剥落、破碎。

<7.3>桩身突然倾斜、跑位。

<7.4>地面明显隆起，临桩上浮或位移过大。

<7.5>总锤数超过2500，最后1m沉桩锤击数超过300。

<7.6>桩身回弹曲线不规则。

四、预制管桩施工中的常见问题、原因分析及处理方法

常见问题

产生的主要原因与分析

预防措施及处理方法

桩顶碎裂

1混凝土强度等级偏低

设计的强度等级偏低

施工质量控制不严来造成强度等级偏低

a.混凝土配合比不当

b.振捣不密实

c.养护时间不足

2桩头钢筋配置

桩顶钢筋网片不足

主筋端部与桩顶距离太小

3桩身外形制作不符合规范要求

桩顶面不平

桩顶平面与桩轴线不垂直

4桩锤选择不当

（1）桩锤重量小，桩顶混凝土因受锤击次数过多而碎裂

（2）桩锤重量小，桩顶混凝土因受大的锤击应力而碎裂

5桩顶与桩帽的接触面不平，使桩顶部受过大集中应力而破碎

6桩顶未加缓冲垫或施工中缓冲垫损坏，桩顶直接承受冲击荷载

1严格按质量标准进行桩的制作，混凝土配合比要求准确，主筋不得超过桩顶第一钢筋网片，振捣要密实

2打桩时预制桩强度必须达到设计强度的100%，并应满足有一个月以上的自然养护期，先施工养护时间长的桩

3混凝土灌注前，桩顶模板要平，且同桩身轴线垂直。

对已浇注的桩，在使用前要进行检查，对桩顶平面不符合规范要求的桩，应经修补后才能使用

4合理选择桩锤轻击，桩重与锤重之比约为1：

3-5

5经常检查桩帽与桩的接触面处是否平整，及时更换缓冲垫

6桩顶破碎重时，应修复补强后再施工

桩身倾斜

1施工场地不平，或地表面松软，因而沉桩施工机械产生倾斜，同时使桩身随之倾斜

2稳桩时，桩帽、桩锤及桩身不在同一直线上

3桩身弯曲度超过规定值、桩尖偏离中轴线

4桩尖在地下遇见大块硬障碍物

5桩顶与桩帽接触面不平，桩身受偏心荷载作用，入土后桩身倾斜

6采用先钻后打时，由于钻孔不垂直，使桩插入后继续沉桩时桩身倾斜

7多节桩施工时，由于接桩时上下桩不在同一轴线上，使桩沉入后桩身倾斜

8桩距太近，邻桩打桩土体挤压

1要求施工场地平整，对于软弱地基表面应铺碎石再平整。

为使桩机底盘保持水平，可在桩机行走装置下加垫板

2韧沉时，对不垂直的桩及时纠正，控制垂直度小于5%

3预先检查桩，不宜采用桩身弯曲及桩尖偏离桩中轴线超过规定值的桩

4障碍物不深时，可挖除回境后再打或作补桩处理

5保持桩顶与桩帽接触面平整，使桩不受偏心荷载

6控制预钻孔的垂直度，使其误差小于1%

7接桩时，上下桩必须保持在同一轴线上

8在饱和软粘土地区，应采用引排孔隙水措施，控制沉桩速度

9按分层开挖原则，对有一定送桩深度的群桩进行基坑土方开挖

桩顶位移

1桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物使桩向一侧偏斜

2采用先钻后打时，钻孔垂直偏差过大，桩体顺钻孔倾斜而偏移

3多节桩施工时，由于接桩时位置不下，使桩顶偏位

4桩身原有弯曲，沉入土后，使桩顶位移

5在饱和软粘土地区，当桩数较多，桩间距较小，沉桩时把相邻桩推向一侧或使地面隆起将相邻桩一起被拱起

1施工前清除沉桩区域内的地下障碍物

2严格控制预钻孔的垂直度1%以内

3接桩时，保证上下节桩在同一轴线上，严格按操作要求连接接头

4沉桩前检查桩身弯曲情况，不使用超过规范允许偏差的桩

5在饱和软粘土地区施工较密集的群桩时：

（1）控制沉桩速率

（2）采用可降低孔隙水压力的措施，如采用袋装砂井、塑料水带等

接桩处松脱、开裂

1连接处表面没有清理干净，留有杂质、水、油污等

2采用焊接或法兰连接时，连接铁件或法兰平面不平

3焊接质量不符合要求，焊缝不连续，不饱满，有夹渣等

4采用硫磺胶泥接桩时，由于配合比不合适、温度控制不当、煞制操作不当等造成硫磺胶泥质量达不到设计强度要求，在锤击力作用下开裂

5接桩上下中心线不在同一直线上

1接桩处表面必须清除干净

2连接铁件必须牢固平整，不符合要求的经修正后方可使用

3必须保证焊接质量

4硫磺胶泥严格按操作规程操作，配合比应先经过试验，保证强度符合设计要求

5保证上下两节桩在同一直线上

沉桩达不到设计要求

1工程地质情况未能勘探清楚，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑的持力层或选择尖标高有误

2局部有坚硬土夹层或砂夹层

3施工中遇到障碍物，如大块石头、旧埋设和等

4以新近代砂层为持力层时，由于新近代砂层结构不稳定，同一层的强度差异很大，桩打入该层，进入持力层较深时，才能求出贯入度。

.群桩施工中，砂层越密，最后境沉不下去

5桩锤选择太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的标高

6桩顶打碎或桩身打裂、打断等使桩不能继续打入

1工程地质情况尖详细探明，做到工程地质情况与勘察报告相符

2合理正确选择持力层或桩尖标高

3遇有硬夹层时，可采用先钻后打法、水冲法等穿透硬夹层，以利沉桩，但桩尖至少进入未扰动的土层中四倍桩径深度

4根据工程地质等条件，确定桩施工的最终控制标准。

一般情况下，以一种控制标准为主，以另一种控制标准为参考

5合理选择校锤

6采取有效措施，防止桩顶打碎或桩身断裂

桩身断裂

1桩身在施工中出现较大弯曲，在反复冲击的集中荷载下，超过桩身抗弯强度而断裂，这种情况的出现主要是由于：

（1）桩的长细比过大，沉桩时又遇硬土层

（2）桩在制作中，桩身弯曲超过规定

（3）桩尖偏离中轴线，沉桩时遇有硬土层把桩尖挤向一侧

（4）稳桩时不垂直，在校正时的倾斜时，使桩身产生弯曲

（5）采用先钻后打工艺时，由于钻孔垂直偏差过大，沉桩过程中，顺钻孔倾斜而产生弯曲

（6）两节或多节桩相接时，由于不在同一轴线而产生曲折

（7）在饱和软粘土中沉桩时，超静孔隙水压力的影响和土方开挖产生过大的土压力差使桩身发生弯曲

2桩身质量不符合要求，桩身局部混凝土强度等级不足，受反复冲击荷载后产生横向裂纹并扩大而导致断裂

3在桩制作时，其堆放、起吊、运输过程中改变了爱劝告状态，产生裂纹或断裂

1控制每节桩的细长比，一般不应超过40

2施工前检查桩身弯曲情况，对桩身弯曲矢高大于1桩长且大于20㎜的桩或桩尖偏听偏离桩纵轴线时，不宜使用

3施工前清除场内地下障碍物

4应及时纠正在初沉时发生倾斜的桩

5采用先钻后打工艺时，严格控制钻孔的垂直度在1%以内

6严格按操作要求进行接桩以确保上下两节桩在同一轴线上

7在饱和软粘土中沉桩，要采取有效措施降低孔隙水压力，在沉桩完成后间歇两周以上才可进行土方开挖，且应分层开挖

8确保混凝土质量

9桩在堆放、起吊、运输过程中，严格按有关规定或制作规程执行

10桩身出现断裂后，可根据工程地质条件等实际情况进行补桩

桩身涌起

1桩距过小

2遇流砂/较软土层或饱和淤泥层

1设计修改，增大桩距；

2将浮起量大的桩重新打入

五、锤击预应力混凝土管桩的施工质量控制

PHC桩沉桩方法有多种，目前在我国各地施打PHC桩以柴油锤为主。

选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。

桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。

如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。

其施工程序：

测量放线、定桩位→打桩机就位→桩机调整→底桩就位、桩尖对准桩位，扶正桩身，桩尖焊接→安好衬垫，套上桩帽，放下桩锤→桩垂直度检验、调直→锤击沉桩→焊接接桩（如需要）再锤击沉桩→送桩（如需要）→打至持力层→收锤→拔送桩器，填桩孔→桩机移位。

锤击预应力管桩的施工往往会出现一些质量问题：

桩位偏差及桩身倾斜超过规范要求、桩头破碎、桩身破损断裂、沉桩达不到设计的控制要求、单桩承载力达不到设计要求。

这些质量问题的发生，有厂家制作上的原因，有施工操作上的原因，也有土质变化等原因。

任何环节出了问题都会影响工程桩的质量，本文就如何控制锤击PHC桩的质量问题作一探讨。

一、认真落实好施工前的准备工作

1）在打桩机进场前作好场内外施工道路铺设，并保证道路足够的宽度及密实度，保证打桩机顺利进场及管桩运输到位，清除现场防碍施工的高空及地下的障碍物，平整施工场地，作好施工坡道，便于打桩机平稳进入基坑内。

2）由总包单位按照总平面图及建筑物基础轴线图将建筑物定位轴线测放出来，经复核无误后，现场移交给基础施工分包单位，并由分包单位（桩基础施工单位）自行复核，复核无误后，办理相应轴线交接手续。

3）分包单位（桩基础施工单位）根据设计图纸，确定桩基础轴线，并将桩的轴线位置测放到基坑地面上，桩基础轴线测放偏差控制在顺轴线方向20mm，垂直轴线方向10mm，要测设出基础轴线和每个桩位，用小木桩或短钢筋打好定位桩，并用白灰做出标志。

4）已对施工人员进行了技术交底、安全交底。

排除桩基施工范围内的高空、地面和地下障碍物。

场地已经平整压实，能保证打桩机械在场内正常运行。

雨季已做好排水措施、边坡支护。

5）已选择和确定桩机设备的进出路线和沉桩顺序。

检查打桩机械及起重工具，铺设水、电管线，进行设备架立组装。

在桩架上设置标尺或在桩侧面画上标尺，以便能观测桩身入土深度。

6）已准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格，并安排好记录和质量控制监督人员等。

施工前打试桩尤为重要，打工程桩一般先根据打试桩时的施工参数以及最后静载试验报告，选出最优配桩，这样既经济又可靠，打试桩应满足以下要求：

1、通过打试桩，在保证承载力设计值的前提下提出比较适合实际的可操作的收锤标准。

1）桩端位于一般土层时（摩擦桩），以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考。

2）桩端达到坚硬、硬塑的粘土、中密以上的粉土、碎石类土、砂土、风化岩时（端承桩），以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。

3）贯入度已达到而桩端设计标高未达到时，应连续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认，必要时施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。

4）“上层建筑”工程为桩基础端承桩，桩尖应进入中密卵石层800mm，打桩的控制贯入度为30mm/10击。

2、试桩时应考虑合理选锤，重锤轻击。

衡量打桩锤选择的合理性，主要标志是：

保证最后贯入度在20-40mm/10击，每根桩的锤击数宜在1500击以内，最多不超过2500击。

一般情况下，每个型号柴油锤其最大沉桩能力约在100倍的型号数（KN）。

另外也可根据锤重与桩重比值来定，一般这个比值取0.5，软土中取0.4。

筒式柴油锤，供油门分4档，1档最小，4档最大，打桩时一般启用于2-3档。

总之，选择柴油锤需遵循“重锤低击”的原则，试打桩时应注重选好锤，并确定档次（落距），以便正式打桩施工时能遵循。

3、在相同施工工艺和相近地质条件下，试桩数量为桩总数的1%且不应小于3根，并进行单桩竖向抗压静载试验；如果施工时桩的参数发生了较大变动或施工工艺发生了变化，应重新试桩。

4、合理编制施工组织设计或施工方案

PHC桩施工方案中，正确合理地确定打桩顺序是很关键的工作。

所采用的沉桩顺序应尽量减少挤土以及对周围设施的不良影响。

打桩顺序综合考虑下列原则后确定：

1）根据桩的密集程度与周围建（构）筑物的关系：

若桩较密集且距周围建（构）筑物较远、施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行;若桩较密集、场地狭长、两端距建（构）筑物较远时，宜从中间两端进行；若桩较密集且一侧靠近建（构）筑物时，宜从毗邻建（构）筑物的一侧开始由近及远地进行。

2）根据管桩的规格，宜先大后小。

3）根据管桩的入土深度，宜长后短。

4）根据高层建筑塔楼（高层）与裙房（低层）的关系，宜先高后低

5、材料质量控制要点

对进场PHC桩质量进行检查，具体检查项目有：

桩径、管壁厚度、桩尖中心线、桩顶面平整度、桩体弯曲度以及外观质量检查。

PHC桩与焊条进场必须具有出厂合格证和产品说明书，严禁使用质量不合格（如桩制作质量差，桩身混凝土养护龄期不足）及在吊运过程中产生裂缝的管桩。

现场施工人员应认真检验并经监理工程师或甲方人员验收合格后方可用于施工。

6、PHC桩应正确堆放，堆放场地应平整坚实，不得产生不均匀沉陷。

垫木位置应与吊点位置相同，并保持在同一平面上。

各层垫木应上下对齐。

桩的堆放应按打桩的要求分规格依次进行，堆放层数不宜超过2层。

二、PHC桩施工过程中的质量控制

（1）打桩时将桩锤和桩帽压在桩顶，经水平和垂直度校正后，方可开始沉桩。

（2）开始沉桩时应短矩轻击，当入土一定深度并待桩稳定后，再按要求的落距沉桩。

（3）重视桩帽及垫层的设置

桩帽的结构、尺寸以及垫层的厚薄、软硬，对打桩施工的顺利与否、工程质量的好坏关系十分密切，必须引起高度重视。

在锤击PHC桩施工中，桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性，桩帽的结构、尺寸应合理。

桩帽应为圆筒型，套桩头用的筒体深度宜为35-40cm，内径应比管桩外径大2-3cm。

锤垫一般采用竖纹硬木或盘圈层叠的钢丝绳制作，厚度取15-20cm；桩垫一般采用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料，要求均匀，软硬何时，锤击后压实厚度不应少于12cm。

（4）PHC桩入土垂直度的控制

打桩时应防止偏心打桩，保证桩锤、桩帽和桩身中心线重合。

测量垂直度，宜用两台经纬仪在离打桩架15cm以外成正交方向检验桩身垂直度。

如有偏差应及时纠正，特别是第一节底桩，对成桩质量影响最大，因此其垂直度偏差不得大于0.5%。

（5）PHC桩接头质量控制

接头质量好坏关系到整根桩质量的好坏，管桩的接头焊接应严格按工艺操作规程进行。

1、选用焊条直径能满足焊透坡口根部的要求，焊接坡口根部时应选用Φ3.2焊条，其余部分可选Φ4-Φ5焊条。

2、焊接时电流强度应与所用焊机和焊条相匹配。

3、若在大风天和雨天施工，应有可靠的防风、防雨措施。

4、当底桩桩头（顶）露出地面0.5-1.0m时进行接桩，先用钢丝刷将两个对接桩头上的泥土铁锈刷清，露出金属光泽，再在底桩桩头上扣上一个特制的接桩夹具（或称驳桩导向箍），将待接的上桩吊入夹具内就位，调直后先用电焊枪在接缝剖口圆周上均匀对称点焊4-6点，待上下节桩固定后拆除夹具（导向箍）再正式施焊。

施焊宜由两个焊工对角进行，焊接层数不得少于2层，内层焊渣必须清理干净后，方能施焊外层；焊缝应饱满连续、厚度均匀，焊缝表面不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣等缺陷。

5、焊后采用自然冷却，停歇时间大于8min，严禁用水冷却，防止冷淬，以免降低接头部位的强度而造成断桩。

PHC桩焊接完成后，应经监理人员验收合格后，方可进行施打。

（6）送桩质量控制

对承载力较大的摩擦桩端承桩，送桩深度不宜超过2m，否则桩头容易被打碎，桩顶位移也大。

打桩至送桩宜连续进行，防止周围土体固结，承载力增加而使沉桩困难。

要保证送桩质量，合理设置送桩器的结构构造，在送桩器下端设排气孔，并应有足够的刚度、强度和耐打性，上下端面应平整。

送桩器与轴线应与轴心线重合且保证垂直，不得在晃动下施工，否则会引起桩倾斜或使桩头击碎。

（7）在较厚的粘土、粉质粘土层中施打多节管桩，每根桩宜连续施打，一次性完成。

在这类土层土中打桩，停歇时间越长，桩越难打，有的甚至桩身打不动而先将桩头或接头打烂。

（8）打桩时还应注意观察：

打桩入土的速度；打桩架的垂直度；桩锤回弹情况；贯入度变化情况等。

在打桩过程中，若出现如下异常情况，应停止施打：

○1贯入度突变或未达到设计深度要求遇到障碍物，确实打不下。

○2.桩身突然倾斜或出现严重位移。

○3桩顶或桩身出现严重破裂或破碎。

○4与邻桩长度相差太大打不下，施工场地地面严重隆起，邻桩上浮或发生位移。

出现上述请情况时，应会同建设单位、监理单位及设计单位等有关人员到现场商量解决作出处理意见后方可继续施打。

（9）施工时，应注意做好施工记录，并严格按试桩时确定的收

锤标准进行收锤。

三、PHC桩截桩时的质量控制

土方开挖至设计标高露出管桩后，如需截桩应先截桩，为了保证截桩后的管桩质量，严禁使用大锤硬砸；应先将不需截除桩身端部用钢箍包紧，然后沿钢箍上缘凿槽打穿后，再用锤打下，用气（电）割法切断钢筋。