管桩施工作业指导书石武

石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第1页共18页预应力混凝土管桩（PHC桩）施工作业指导书1、目的明确钢筋预应力混凝土管桩的施工工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范预应力管桩的施工。2、编制依据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212—2005《新建铁路石家庄至武汉客运专线郑州至武汉段工程设计文件》3、适用范围适用于新建石武客运专线SWZQ-4标过渡段施工。4、工艺原理钢筋预应力混凝土（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。与锤击法管桩施工工艺相比具有低噪音、低污染的环保特石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第2页共18页性，对土层及周边建（构）筑物影响小、桩身质量破坏小的特点。5、施工工艺及操作要点5.1、PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程图-1施工工艺流程图5.2、施工操作要点5.2.1、施工准备清表、平整场地:施工前先用推土机清除地表种植土、腐质土，然后平整场地，使现场满足“三通一平”的施工要求。作业场地作好排水设施，确保施工场地不积水。测量放样:技术员根据设计图纸用全站仪精确放出管桩处理范围边线，中间桩位拉钢尺定位，用木桩上钉铁钉标识。自检合格后及时向监理工程师报验。钻进顺序:CFG桩施打顺序采用横向从线路中心向两侧顺序横向推进，纵向从有结构物或分界点顺线路方向纵向推进。5.2.2、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喂桩（焊接桩尖）定位放线桩机就位对位、插桩压桩人、机、料进场调整桩身垂直度吊桩吊桩电焊停歇、质量检查电焊接桩对桩压桩接桩或送桩控制桩顶标高成桩转移桩机石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第3页共18页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。5.2.3、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，以免在地面上滑动时磨损套箍及端头板。石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第4页共18页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。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。5.2.4、压桩L0.21LL0.21L0.21L图-2二点支垫示意图图-3管桩起吊示意图石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第5页共18页1）、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。2）、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1.0m-2.0m/min速度为宜。在初期2-3m的压桩范围内重点观察控制状身、机架垂直度，垂直度控制重点放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％。并在压桩过程中经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况，做好过程记录，并详细记录每入土1米时压力表的压力值。3）、压桩过程中若遇到地表下有障碍物，及时停止压桩，以免桩身移位倾斜。待探明并清除干净障碍物后继续压桩。5.2.5、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。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后，采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点，然后再次进行垂直度的调整，若端头板间隙过大，应加塞铁片。为减少焊接变形引起节点弯曲，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。5.2.6、送桩或截桩石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第6页共18页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。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根管桩施工。6、质量标准及控制6.1、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。管桩质量检验标准项序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桩体质量检验按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范2桩位偏差见规范相关标准用钢尺量3承载力按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范一般项1成品桩外观无蜂窝、露筋、裂纹、色感均匀、桩顶处无空隙直观桩径mm±5用钢尺量石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第7页共18页目质量管壁厚度mm±5用钢尺量桩尖中心线mm＜2用钢尺量顶面平整度mm10水平尺量桩体弯曲＜1/1000L用钢尺量，L为桩长2接桩焊缝质量见规范相关标准见规范相关标准电焊结束后停歇时间min＞1.0秒表测定上下节平面偏差mm＜10用钢尺量节点弯曲矢高＜1/1000L用钢尺量，L为两节桩长3电焊条质量设计要求查产品合格证书4压桩压力（设计有要求时）％±5查压力表读数5桩顶标高mm±50水准仪测量6.2、质量控制要点1)、进场材料质量验收与控制施工前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，由于石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第8页共18页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。焊接前需清石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第9页共18页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石武客运专线河南段SWZQ-4标作业指导书第10页共18页一般有两个指标，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