预制砼管桩(PHC)施工作业指导书

预制砼管桩（PHC）施工作业指导书一、编制依据1、北沿江高速公路马鞍山至巢湖段第一合同段工程施工图设计第二册2、现行公路工程施工技术规范及质量评定标准3、先张法预应力混凝土管桩4、先张法预应力混凝土薄壁管桩二、适用范围适用于北沿江高速公路马鞍山至巢湖段第一合同段软基处理施工。三、目的指导第一合同段内预制砼管桩（PHC）工程的施工。四、施工准备（一）材料1、预制混凝土管桩桩基选用PHCA300(70)管桩，管桩的规格采用桩径30cm，壁厚7cm，预应力管桩的桩身采用C80混凝土预制，桩帽用C30砼浇注，桩帽尺寸采用1.2×1.2×0.3m正方形。预制钢筋砼管桩的外观质量应符合下表规定：项目合格品质质量要求粘皮和麻面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5mm，且应修补桩身合缝漏浆漏浆深度不大于5mm，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不大于100mm，且应修补局部磕损磕损深度不大于5mm，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凹陷深度不大于5mm，面积不大于500mm2内表面混凝土塌落不允许接头和桩套箍与桩身结合面漏浆漏浆深度不大于5mm，漏浆长度不大于周长的1/6，且应修补空洞和蜂窝不允许2、土工格栅材料要求具有较高的抗拉、抗剪强度，并能适应地基的变形要求。土工格栅采用聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）板。单向土工格栅主受力向抗拉强度不小于80KN/m，对应的延伸率不大于10%；格栅应符合JT/T480-2002《交通工程土工合成材料土工格栅》标准要求，采用幅度较宽的格栅。(二)作业条件1、施工场地作业场地应清除表层杂物（一般30cm左右），整平场地。2、确定机械及材料进场路线，并确定运输车的停靠位置。3、准备好记录表格和记录工具。（三）人员1、施工人员要严格按照施工规范操作，随时掌握现场施工情况，对预应力管桩的桩距、沉入深度及竖直度等指标控制在规范允许范围内。2、了解施工图纸的设计意图、相关施工规范、安全技术交底、施工技术的内容和要求。做好静压沉桩的记录工作。五、施工工艺及施工方法1、预制砼管桩管桩施工工艺管桩采用静压法施工，工艺流程如下：清表整平后压实形成工作面→测量定位→桩机就位→复核桩位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→桩质量检验→开挖桩帽土体形成土模→绑扎桩帽钢筋，现浇砼、养护→铺筑第一层碎石垫层、整平压实→铺筑单向土工格栅→铺筑第二层碎石垫层、整平压实→铺筑单向土工格栅→报验。2、施工方法1）、桩位放样：根据现场整平后测量结果，按设计要求绘制布桩图。根据布桩图进行准确放样，用全站仪、钢尺定出每排桩位轴线和路基边桩然后放样逐桩中心，用消石灰作出桩位的圆形标记，圆心位置用小木桩作醒目标记，并注意保护，测量人员填写放样记录，经验收合格后施工。为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏，针对大面积群桩，在场地平整度较高的情况下，采用网格进行控制，并在端头桩位延长线上埋设控制桩，以便复核。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。3)、管桩的验收、堆放、吊运及插桩①管桩进场后，按照《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476）及《先张法预应力混凝土薄壁管桩》（JC888）的标准对管桩的外观、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,填写验收记录，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，当管桩在场地内堆放时，不超过4层；当在桩位附近准备施工时单层放置，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，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。③管桩吊运及插桩单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，吊点距桩端0.207L（L为桩长）；竖起时可采用单点法,吊点距桩端0.29L。管桩起吊运输过程中平稳轻放，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，将桩插入土中30cm～50cm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。4）压桩①用钢丝绳绑住桩身单点起吊，小心移入桩机，然后调平桩机，开动纵横向油缸移动桩机调整对中，同时利用相互垂直的两个方向的经纬仪检查垂直度（在距桩机约20m处，成90°设置经纬仪各一台），垂直度偏差控制在0.5%以内，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。如超差必须及时调整，须保证桩身不裂，必要时拔出重插，不得采用强拔的方法快速纠偏而将桩身拉裂拉断。②第一节桩入土30～50cm后检查和校整垂直度，垂直度控制在0.5%以内，开动压桩装置，严格记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度在1min/m～2min/m。5）接桩及焊接①静压桩至原地面0.5～1.2m时，停止静压进行接桩，接桩前下节桩的桩头加上定位板，然后将上节吊放在下节桩端板上，依靠定位板将上下桩接直，其错位偏差控制在2mm以内。②上下桩之间如有空隙，用楔形铁片全部垫实焊接牢固；管桩焊接之前，上下端表面用铁刷清理干净，直至其坡口处刷出金属光泽。③焊接时分层焊接，第一层用ɸ3.2或ɸ4.0的E43型焊条，第二层以后用ɸ4.0-ɸ5.0的E43型焊条，焊接时有两个焊工先对称在四周焊6点加以固定，然后拆除导向架，两个焊工对称进行分层焊接，焊接层数不少于两层，焊缝应连续、填满两端板四周的坡口位置，层间的焊渣必须清理干净，焊缝质量达到三级焊要求，焊缝达到设计要求。④焊接好的桩接头应自然冷却8min后再静压，严禁用水冷却或焊好即打。6）终止压桩正常情况按设计压桩力1.3～1.5倍送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且每分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩。在同一地质类型地段，若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况，需暂停施工并及时报告监理，必要时增加静力触探等施工勘察补钻资料，分析和找出原因后提出处理措施。PHC桩施工结束后，若有高出地面的桩头，注意保护，严防施工机械碰撞。机械挖土时，严格控制铲斗入土深度，防止碰桩导致桩头破损。7）送桩或截桩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，一般为一圆形钢柱体。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，事先要标出送桩深度，通过水准仪跟踪观测，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。当管桩由于某种原因无法施工打至设计标高时，在征的设计方的同意后，对于高出设计标高的部分进行截除。截桩要求必须用专门的截桩器，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棵管桩施工。8）桩帽的施工①PHC桩施工结束后，报请监理验收及进行复合地基承载力检测，合格后再进行桩帽施工。②在桩头位置按设计要求的桩帽尺寸及标高开挖到位后立桩帽四周侧模，开挖的长度、宽度和深度依照桩帽设计尺寸及桩顶设计高程为依据。③按设计要求帮扎桩内连接钢筋笼和桩帽钢筋要求帮扎钢筋，严格控制保护层厚度。检验合格后浇注混凝土并养护。浇注混凝土时应振捣密实，尤其是PHC预应力管桩内砼的振捣。9）碎垫层和单向土工格栅的施工①在桩帽砼强度达到要求，桩帽挖出的土清理干净后，铺筑第一层碎石（15cm），推土机整平，以激振力200KN以上的振动压路机先稳压1～2遍，再振压3～4遍。②第一层碎石垫层检验合格后铺筑第一层单向土工格栅，土工格栅与其下的碎石垫层贴合紧密平整，不得扭曲、折皱。在路堤每边各留一定长度，回折覆裹在已压实的碎石层上，裸露部分用土完全覆盖。③土工格栅经检验合格后，铺筑第二层碎石垫层。六、静压预应力管桩施工中常见的质量问题及防治对策1、挤土效应和振动影响原因分析：静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。防治方法：（1）控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，孔径约比桩径小50－100MM，深度宜为桩长的1/3－1/2，施工时应随钻随打；或采用间隔跳打法，但在施工过程中严禁形成封闭桩。（2）控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。（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；设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。（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处可改其它桩型。（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。桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生剪切破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。2．沉桩时遇到浅层障碍无法继续沉桩原因分析：由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质，导致沉桩时遇到浅部（3－4M）的老基础、大孤石，较深部（20M左右）的硬塑老粘土和非常密实砂层、沙砾石层等情况无法施工。防治办法：（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；对浅层障碍物可采用挖土机挖除，当无法操作施工时，可采用钻机将障碍物钻穿，然后在孔内插桩后沉桩，严禁移动桩架等强行回扳的的方法纠偏。（2）当桩已入土较深，桩无法拔出时，可采用小型钻机将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．斜桩原因分析：（1）静压桩机机械维修不及时，如液压系统漏油导致桩机支撑下滑；（2）静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整坚硬，沉桩过程中，