先张法预应力砼管桩施工(PC和PHC)

预应力混凝土管桩工程7.4.1一般规定1.预应力混凝土管桩是采用离心脱水密实成型工艺原理，先张法施加预应力，达到规定的强度后放张预应力筋，再进行压蒸养护（或浸水养护）成型的一件预制混凝土管桩。2.预应力管桩直径一般为Φ300～1000mm，壁厚为60～130mm，节长一般不超过15m。直径小于的管桩，桩长一般不超过12m。3.预应力管桩按桩身混凝土强度等级分为预应力普通混凝土管桩（PC桩）和预应力高强度混凝土管桩（PHC桩）。PC桩混凝土强度等级不低于C50，PHC桩混凝土强度等级不低于C80。PC桩混凝土抗压强度不低于35MPa，PHC桩混凝土抗压强度不低于40MPa。4.预应力管桩按其抗弯性能或混凝土有效预压应力值分为A型桩、AB型桩、B型桩和C型桩。混凝土有效预压应力值A型桩为4.0N/mm2,AB型桩为6.0N/mm2,C型桩为10.0N/mm2。5.预应力管桩的标记:品种（PC或PHC）+型号（A、B、AB、C）外径（mm）+壁厚（mm）+长度（m）。例如:PHCA50010012，表示为外径500mm，壁厚100mm，长度12m的A型预应力高强度混凝土管桩。6.预应力管桩沉入土中的第一节桩为底桩。底桩端部要设置桩尖（靴）。桩尖（靴）形式主要有十字形、圆锥形和开口形。穿越砂层时常用开口形或圆锥形。7.预应力管桩适用的地层条件:主要适用于软黏土层、粉质黏土层、粉土层、非自重湿陷性黄土、粉砂层、残积土、强风化层。桩尖持力层可选择强风化岩层、全风化岩层、坚硬黏土层或密实的砂层或卵石层。8.预应力管桩不适用地层:孤石和障碍物多的地层、有坚硬夹层的地层、石灰岩地层和从松软突变到特别坚硬的地层。7.4.2施工准备1.现场准备(1)调查施工场地及周围环境，清除场地障碍物，平整施工场地,达到“三通一平”。(2)组织施工图会审。(3)编制施工组织设计或施工方案。(4)现场放线定位。(5)预应力管桩运至现场并正确堆放。2.技术准备(1)建筑场地的工程地质及水文地质资料。(2)预应力管桩基础的施工图及会审纪要。(3)施工组织设计或施工方案。(4)打桩设备的技术性能资料。(5)预应力管桩出厂合格证及产品说明书。(6)有关预应力管桩荷载、试桩施工工艺的试验资料及附近工地的参考资料。3.施工组织设计或施工方案编制原则(1)根据桩的密集程度与周围建筑物的关系，合理确定打桩流水:1)若桩较密集且距周围建筑物较远，施工场地较开阔时，宜从中间向四周施打。2)若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端施打。3)若桩较密集且一侧靠近建筑物时，宜从比邻建筑物的一侧开始由近及远地进行施打。(2)根据桩的入土深度，宜先长后短。(3)根据预应力管桩的规格，宜先大后小。(4)根据高层建筑主楼（高层）与裙楼（低层）的关系，宜先高后低。4.施工设备、机具准备(1)预应力管桩施工方法有锤击法和静压法。锤击法中多以柴油锤为主。(2)选择柴油锤应考虑的因素:1)要保证单桩承载力能达到设计要求。2)要考虑桩的入土深度，能顺利或基本顺利将桩下沉到设计深度。3)要根据土质、岩性和布桩状况选择锤型。打桩的破碎率控制在1%左右，最多不超过3%。要满足设计要求的最后贯入度。4)要保证冲击压应力不超过桩身混凝土极限强度的50%。(3)柴油锤的选择，见表7.4.2.4.(3)。表7.4.2.4.(3)柴油锤选择表柴油锤型号25型32～36型40～50型60～62型70～72型80型适用管桩规格(mm)ф300ф300ф400ф500ф550ф600ф400ф400ф500ф600ф600ф800(4)静压桩机选择:静压桩机分为绳索式和液压式。液压式应用较多。静压桩机选择参照本章7.1节“静压桩工程施工”中有关规定执行。7.4.3施工工艺1.施工工艺流程(1)锤击法施工工艺流程:(2)静压法施工工艺流程:(3)施工工艺流程:2.施工工艺要点(1)锤击法施工工艺要点:1)测量定位:由测量人员进行，按施工图桩位轴线控制点逐个放样，并在桩位中心点打入长约30cm钢筋，防止桩位误差偏大。2)底桩就位、对中、调直:底桩就位前，应在桩身做出长度标记并对中，要求桩身垂直，桩身、桩帽和桩锤中心线重合。桩身垂直度偏差不得大于0.5%，否则不得开锤。3)桩帽和垫层的设置:桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽宜做成圆筒形，筒体深度以35～40cm为宜;内径不能过小或过大，否则易挤坏桩头或发生偏心锤击，内径应比管桩外径大2～3cm。桩帽的垫层分为桩垫和锤垫。锤垫在桩帽上部，起保护柴油锤和桩头作用，锤垫一般用坚纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳制作，厚度为15～20cm。桩垫在桩帽下部套筒里，起保护桩头作用，一般用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等制作，其厚度不小于12cm。4)锤击沉桩:当土层上部较软时，打第一节管桩要采取安全措施。沉桩过程中要始终使桩锤、桩帽和桩身中心线重合，力戒偏打。沉桩应力求连续施工，中途不得人为停锤，确须停锤时应尽量缩短停锤时间。沉桩过程中，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移或桩身、桩顶破损，应查明原因，经处理后方可继续施工。沉桩过程中，因地基原因或遇障碍物致使桩位偏移或倾斜时，不得强行纠偏，应会同有关方面研究处理。沉桩时必须采取管桩芯内排气、排水措施及涌土处理。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。围护结构深基坑中的管桩，宜先打工程桩，后施工基坑的围护结构。5)接桩:先用钢丝刷将对接桩头上的泥土、铁锈刷清，露出金属光泽，在底桩桩头上放置一个特制接桩夹具，将待接桩吊入夹具内就位调直，先均匀对称点焊，再对称、分层、均匀、连续进行，焊缝应连续饱满，电焊厚度宜高出坡口1mm。焊接后要进行外观检查，焊缝不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等表面缺陷。焊缝要自然冷却，焊后冷却时间大于1min，严禁用水冷却或焊好即打。6)送桩:承载力较大的摩擦端承桩，送桩深度一般不宜超过2m，否则，桩头易打碎，桩顶偏位较大。打桩与送桩宜连续进行。当桩为摩擦桩或以摩擦桩为主的端承摩擦桩，且持力层顶面埋深标高基本一致时，送桩深度可超过2m。送桩器要有足够的强度、刚度和耐打性，长度应满足送桩深度的要求。7)打桩收锤及收锤标准:当桩尖被打入设计持力层一定深度时，可根据最后10击贯入度及最后1m沉桩锤击数确定是否收锤停打。终止锤击的控制条件称“收锤标准”。收锤标准应根据场地工程地质条件、单桩承载力设计值、桩的规格和长短、锤的大小和落距等因素,综合考虑最后贯入度、桩入土深度、总锤击数、每米沉桩锤击数及最后1m沉桩锤击数、桩端持力层岩土类别及桩尖进入持力层深度、桩土弹性压缩模量等指标来确定。收锤标准应以达到的桩端持力层、最后10击贯入度或最后1m沉桩锤击数为主要控制指标。收锤标准应通过试打桩来确定。8)截桩:如需截桩时，应有确保截桩后管桩质量的措施，严禁使用大锤硬砸。应先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧，然后沿钢箍上缘凿沟槽，再行扩大、截断。钢筋可用气割法切断。9)做好记录:施工过程中，要及时做好沉桩施工记录，各种原始记录要求真实、准确，记录及时，有效反映施工的实际情况。(2)静压法施工工艺要点:1)用于静压的管桩一般用PC桩，直径一般为ф500～550mm。静压管桩一般适用于30层以下的高层建筑基础。2)静压法施工无振动、无噪音、无污染。应根据地层情况选择压桩机。砂层厚、土层硬的地层应选用压桩能力大的桩机。3)在特殊地质条件下，如上软下硬、软硬突变地层，宜采用静压管桩，而在有较多孤石、障碍物以及溶洞发育的岩溶地区，应慎用静压施工。4)静压桩机对施工场地要求高，占地面积大，特别是对边桩施工应有一定的场地使用范围。5)当压桩机夹持力太大时，易将桩身夹破夹碎。6)当桩较密时，要采取措施防止土体挤压和孔隙水压力过大造成对工程的影响。合理控制压桩速率和施工流程，使孔隙水压力得以消散，防止土体隆起。7)静压法施工工艺参照7.1节“静力压桩工程”执行。7.4.4工程质量标准及检验1.预应力管桩外观质量标准桩体质量要求完好，无蜂窝、露筋、裂缝，色感均匀，桩顶处无孔隙。根据《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476—1999）标准之规定，预应力管桩的产品质量等级分为优等品、一等品和合格品。各产品等级的外观质量要求见表7.4.4.1。表7.4.4.1预应力管桩产品等级的外观质量标准表项目产品质量等级优等品一等品合格品粘皮和麻面不允许局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.2%；每处粘皮和麻面的深度不大于5mm，且应修补局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不大于10mm，且应修补桩身合缝浆不允许漏浆深度不大于5mm，每处漏浆长度不大于100mm，累计长度不大于桩管长度的5%，且应修补漏浆深度不大于10mm，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于桩管长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不大于100mm,且应修补局部磕损不允许磕损深度不大于5mm，每处面积不大于20cm2，且应修补磕损深度不大于10mm，每处面积不大于50cm2，且应修补内外表面露筋不允许表面裂缝不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限桩端面平整度管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面断筋、脱头不允许桩套箍凹陷不允许凹陷深度不大于5mm凹陷深度不大于10mm内表面混凝土塌落不允许接漏不漏浆深度不大于5mm，漏浆深度不大于10mm，漏浆长度不大于周长头和桩套箍与桩身结合面浆允许漏浆长度不大于周长的1/8，且应修补的1/4，且应修补空洞和蜂窝不允许2.预应力管桩尺寸允许误差标准桩径允许偏差±5mm；壁厚允许偏差±5mm；桩尖中心线允许偏差＜2mm；顶面平整度允许偏差10mm；桩身弯曲度允许偏差＜1/1000L（L为桩长）；预应力筋混凝土保护层厚度不得小于25mm。3.预应力管桩桩位、桩顶标高及垂直度偏差标准(1)桩位放样允许偏差:群桩:20mm,单排桩:10mm。(2)桩位允许偏差必须符合表7.4.4.3.(2)的规定。表7.4.4.3.(2)桩位允许偏差标准表项项目允许偏差（mm）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+0.01H150+0.01H2桩数为1～3根桩基中的桩1003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:表中H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。(3)桩顶标高允许偏差:±50mm。(4)预应力管桩的垂直度:直桩的垂直度允许偏差为1%，斜桩倾斜度偏差不得大于倾斜角正切值的15%。4.电焊接桩质量标准(1)焊缝质量:1)上下节端部错口:外径≥700mm的管桩，允许偏差≤3mm；外径＜700mm的管桩，允许偏差≤2mm。2)焊缝咬边深度允许偏差≤0.5mm。3)焊缝加强层高度允许偏差≤2mm。4)焊缝加强层宽度允许偏差≤2mm。5)焊缝质量外观无气孔，无焊瘤，无裂缝。(2)电焊结束后停歇时间＞1.0min。(3)节点弯曲矢高允许偏差＜1/1000L（L为两节桩长）。5.停锤标准及单桩承载力标准值停锤标准按设计要求，现场实测或查沉桩记录来确定。单桩承载力标准值应达到设计要求，符合《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003。7.4.5施工试验（打试桩）1.施工试验及功能检验(1)工程全面施工前，应进行试桩施工试验，验证初步选定的锤型或压桩机是否满足工程要求，并取得与设计承载力相当的沉桩贯入度作为收锤标准或取得其他有关技术参数。(2)试桩可单独进行，也可利用工程桩进行。试桩位置的选定应考虑其地质条件的代表性。(3)单一的打试桩，主要验证桩的可打性以及所选锤型能否将桩打至设计深度，以供设计最后确定桩长作参考，并确定收锤标准供施工时加以控制。(4)打试桩前应编制施工试验计划或方案，确定试验参数，明确检测项目，并做好各项试验记录。(5)通过打试桩，检查和验证施工时噪音、振动、挤土等对场地周围环境和建筑物的影响，确定工程施工的安全性。2.