预应力混凝土管桩知识培训

一、管桩的基础知识二、管桩的施工三、静压预应力管桩施工中常见的质量问题及防治对策预应力混凝土管桩知识培训一、管桩的基础知识1、预应力混凝土管桩的分类预应力混凝土管桩分为三类：a、预应力高强混凝土管桩（代号PHC）b、预应力混凝土管桩（代号PC）c、预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）2、管桩的编号和桩尖分类a、管桩的编号XXX---XXXX(XX)---LX管桩的类型管桩管桩外经桩桩尖代号型号（壁厚mm）长类型例如：PHC管桩，AB型、外径为600mm，壁厚为110mm,桩长30m,开口型桩尖，编号应为：PHC-AB600（110）-30b;b、桩尖分类：桩尖分为：b型开口型桩尖和a型十字型桩尖十字型桩尖开口型桩尖3、沉桩的方法管桩沉桩机械分为锤击机械和静压机械两种；锤击机械静压机械4、锤击施工和静压施工的优缺点：a、锤击施工（以柴油锤为主）：☆优点：施工灵活、进退场容易，施工速度快，操作方便，地层穿透性好。☆缺点：噪音、油烟造成环境污染，操作不当容易造成桩头打烂和裂缝，施工质量受施工人员的技术水平的影响较大。b、静压施工：☆优点：（1）施工时桩承载力具有可视性和可控性。压桩力和油压是呈正比例关系，油压表显示的压力值即代表压桩时的压桩力。从两个方面认识这个优点：1）每根桩都要满足终压条件后才能停止施压，相当于每根桩进行了静载试验。2）静力压桩应用于施工摩擦端承桩时，桩周围的摩擦力会增加。（2）成桩质量好；（3）压桩速度快；（4）环保型施工方法：无噪音及环境污染，无震动。☆缺点：（1）静压桩机是“庞然大物”，进退场不容易，费用高。（2）自重大，对施工场地要求高，甲方对场地回填成本大。（3）挤土作用明显，容易陷机，影响施工进度。挤断邻近已施工桩。（4）抱压桩机夹具不圆，夹块对数少，使管桩受力不均，严重应力集中造成管桩夹碎，夹裂。二、管桩的施工1、静压PHC管桩的施工工艺流程图根据建设单位提供的工程控制点按设计图纸位置测设桩位，在桩位中心打一根钢筋，桩位允许偏差在10mm内，并绑上红色塑料带，使标志明显，每根桩施工前应由监理人员复核无误后方可施工。桩机就位对中时首先调平桩机，将管桩喂入压桩机，然后抱桩器抱好管桩对准桩位调直底桩。桩中心应对准桩位中心点（桩机本身垂直度控制），同时采用全站仪校正桩的垂直度。底桩是否垂直是保证桩身质量的关键。静力压桩开始沉桩，在整个沉桩过程中，桩身应保持垂直线，不得偏压。桩管应保持轴心受压状态，送桩器和桩身应在同一中心线上，桩身垂直度偏差不大于5/1000。压桩时要认真对照地质勘察报告，密切注视压力变化情况，压桩力按试桩时定下的施工压桩力为准。压桩施工时，应由专人做好施工记录，预防错压漏压，施工中若发现异常情况应及时通知有关部门共同解决。每根桩接头不应超过3个，静压沉桩到底桩露出地面0.7m时，吊入上节桩与底桩对齐上节桩，将底桩压到露出地面约0.5m，采用焊接接桩，采用二氧化碳气体保护焊，接桩时上下两块端板轴向错位量应小于2㎜，坡口根部间隙应小于2㎜，如有间隙，应用铁片全部垫实焊牢。电焊前，应检查上、下端板是否清理干净，焊接应对称连续施焊，焊缝应连续饱满，确保焊缝厚度。焊接完后实行“三检”即自检、专职检、监理检。焊接后应等待大于1分钟后方可继续压桩。焊接工艺尚应符合《建筑结构焊接规程》JGJ81的有关规定执行。压桩直至达到试桩时所定的施工标准即设计标准，露出地面阻碍压桩机行走的桩头截去，截桩应采用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。2、管桩的验收标准桩位允许偏差值如下表所示：项项目允许偏差检验办法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+0.01H用经纬仪或拉线和尺量检查2桩数为1~3根桩基中的桩1003桩数为4~16根桩基中的桩1/3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：H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。2、本工程管桩的设计要求（1）动车检查库及融冰除雪库本工程桩基采用先张法预应力高强混凝土管桩，该管桩桩身混凝土强度等级为C80，管桩型号、规格选用PHC-AB300（70）-15a，单桩竖向承载力特征值为550kN。桩端持力层为泥岩层，桩端进入稳定的泥岩不小于1.5m，设计桩长不小于15米，桩尖为十字型桩尖，本工程±0.000为207.6231m。施工采用静压法，施工过程中以压桩力控制为主，以标高控制为辅。桩基检测：应对所有的工程桩采用低应变进行桩身完整性检测；单桩竖向抗压承载力检测采用单桩竖向抗压承载力静载试验法，检测量为总数的1%，且不少于3根；（2）动车外皮洗刷库本工程桩基采用先张法预应力高强混凝土管桩，该管桩桩身混凝土强度等级为C80，管桩型号、规格选用PHC-AB300（70）-15a，单桩竖向承载力特征值为550kN。桩端持力层为泥岩层，桩端进入稳定的泥岩不小于1.5m，设计桩长不小于15米，桩尖为十字型桩尖，本工程±0.000为207.6231m。施工采用静压法，施工过程中以压桩力控制为主，以标高控制为辅。桩基检测：应对所有的工程桩采用低应变进行桩身完整性检测；单桩竖向抗压承载力检测采用单桩竖向抗压承载力静载试验法，检测量为总数的1%，且不少于3根；（3）乘务员公寓候班楼及食堂浴室本工程桩基采用先张法预应力高强混凝土管桩，该管桩桩身混凝土强度等级为C80，管桩型号、规格选用PHC-AB400(95)-13a，为端承型摩擦桩，单桩竖向承载力特征值为860kN。桩端持力层为强风化泥岩，桩端进入持力层不小于0.5m，有效桩长不小于13米，桩尖为十字桩尖，本工程±0.000为207.29m。施工采用静压法，施工过程中以压桩力控制为主，以桩长控制为辅。桩基检测：采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力检测，检测数量为按总桩数的5%，且不少于5根。桩身完整性检测采用低应变法，数量为总数的20%，且不少于10根，桩下三桩或三桩以下的承台抽检数量不得小于1根。部位桩型号桩数单桩承载力特征值（KN）接力层总桩长（m）动车检查库及融冰除雪库PHC-AB400（95）-15b436650桩端进入持力层不小于0.5m6540动车外皮洗刷库PHC-AB300（70）-15a92550桩端进入稳定的泥岩不小于1.5m1380乘务员公寓候班楼及食堂浴室PHC-AB400（95）-13a76860桩端进入持力层不小于0.5m988合计6048908三、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，往往由于沉桩时使四周额土体结构受到扰动，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压上来，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；同时应对日成桩数进行必要的控制。（3）开挖地面排水沟，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；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方法纠偏。（2）当桩已入土较深，桩无法拨出时，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：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；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，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移；施工中桩身不垂直；施工顺序不当，导致应力扩散不均匀；尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，使先施工的一边已有孔洞，再施工一面时桩身极易滑动。沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；采用预钻孔法时，钻孔垂直偏差较大，沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移；桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应；基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土压力，使桩身弯曲变形。防治方法：（1）静压桩桩机施工前注意机械设备的维修，以避免影响施工质量；（2）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，由于桩机及配重达500吨以上，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，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）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5%，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。（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。接桩时上下段桩的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。（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；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拨出重打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断柱，应采取其他措施。（7）采用预钻孔法时，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3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原因分析施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂。桩机施工压力值超高。桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖。桩身材料质量；防治方法：（1）选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免