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1、预应力高强砼PHC静压管桩施工工法XXX 建筑工程公司XXXX 市中心支行工程工程部2023.3目录一、前言二、PHC 管桩及施工的特点三、静压管桩适用范围四、静压管桩施工工艺原理五、静压管桩施工工艺六、劳动组织七、材料及机具设备八、质量标准及质量掌握九、工程验收十、安全措施十一、技术经济分析十二、工程应用实例预应力高强砼PHC静压管桩施工工法一、前言预应力高强砼管桩简称PHC 桩是在近现代高性能砼HPC和预应力技术的根底上进展起来的砼预制构件，我国近年来从日本、美国等兴旺国家引进先进生产技术而争论开发的一种型预制桩。该产品是专业工厂里依据国标 GB50007-2023 先张法预应力砼管桩设计
2、标准设计制造，承受先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心筒体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建构筑物的根底，这是一种型的基桩，它具有：产品工厂流水线生产，质量稳定牢靠；桩身砼强度高，耐锤打性好，贯穿力量强；单桩承载力高，单位承载力价格廉价；对不同地质条件和不同沉桩工艺适应性强；运输、吊装轻松，施工速度快，工期短，施工现场简洁文明以及成桩质量监测便利等一系列优点，是我国目前各种预制方桩抱负的更换代产品，已被建设部列为科技成果重点推广工程。该技术应用于我公司承建的人行马鞍山市中心支行发行库及营业办公用房工程及甬台温铁路工程，均取得了不错的技术经济和社
3、会效益。二、PHC 管桩及施工的特点一 管桩的特点：1. 单桩承载力高，单位承载力价格廉价：由于承受细心设计的协作比并使用超塑化剂， 加之应用了高速离心成型工艺和二次湿热养护工艺，桩砼抗压强度大于 800kgf/cm2。其单位承载力的造价比预制砼方桩和钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的 1/32/3，节约钢材。2. 抗弯、抗拉性能好：由于桩身砼强度高，加上使用了高强度、低松驰率的预应力专用钢筋，使桩身具有较高的有效预应力58MPa,具有卓越的贯入性能，能穿透密实的砂层。3. 耐久性好：由于承受了高速离心成型工艺离心加速高达 3035 个 g和高温高压压力 10kgf/cm2，湿度180蒸汽养护，因此桩
4、身砼密实性好每立方砼容重到达2600kg 左右。其抗渗性、抗硫酸腐蚀性、耐碳化性均优于一般砼。二 施工的特点：1. 不同地质条件和不同沉桩施工工艺的适用性好：PHC 桩可承受钻孔插桩、中掘法、半中掘法沉桩等不同沉桩工艺，可依据设计要求和试桩状况选用不同长度和规格的单节敏捷配桩，现场焊接，最大限度地削减截桩量。PHC 配有十字形、锥形、开口形等桩尖可供选用， 适合不同地质贯入作用。假设适用开口尖桩，沉桩过程中内腔可进约 2/5 桩长，大大削减挤土效应，减轻对四周建筑物的挤土作用。2. 施工速度快，工期短：PHC 桩在工厂商品化生产，能按施工要求准时供桩，施工前期预备时间短，一般能缩短 12 个月
5、。3. 现场文明施工：施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。承受静压法施工无噪音，不扰民。三、静压管桩适用范围PHC 静压管桩广泛应用于各种建筑物和构筑物的根底。如工业和民用建筑、高层建筑、高速大路和桥梁、铁路、机场、港口码头及水利工程等，适用于以人工填土、软土、粘性土、粉土、粉砂、细砂、中砂为掩盖层的地区。由于静压无噪音，尤其适用于对环保要求较高的 地区。但由于 PHC 管桩仍旧具有挤土效应，对四周建筑物建筑环境及地下管线有肯定影响，要求边桩中心到相邻建筑物的间距较大；施工现场的地耐力要求较高，在填土、淤泥土及积水浸泡过的现场施工易陷机；不宜在地下障碍物或孤石较多的
6、场地施工。四、静压管桩施工工艺原理管桩吊起并安装就位后，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掌握运动，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渐渐将桩压入地基土中，桩尖把土挤向四周，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。五、静压管桩施工工艺(一)桩机选型、数量配备及静压参数选择：依据设计要求到达的压桩力进展桩机选型，同时依据施工阅历及设计桩进步行桩机数量的配备，正式施工前需进展试桩具体试桩操作工艺见第五点第二、三小点及第八点第二小点，待试桩结果出来后即可具体确定桩机的选型、桩机数量的配
7、备、桩机静压参数的选择及配桩。(二)工艺流程：静压桩施工工艺流程见图 5-1。(三)施工操作要点1、测量定位（1） 依据设计图纸中的桩位平面图和给定的测量掌握座标，宜承受全站仪现场放样。先放掌握点，并做好保护。（2） 依据图纸放出轴线和桩位，并在各轴线的延长线上埋设掌握桩考虑压桩过程中的挤土效应，掌握桩宜设置在距最旁边桩 20m 以外的地方，以便在压桩过程中对轴线和桩位进展校对。为掌握送桩标高，应在压桩区 60m 外设置 13 个水准掌握点。（3） 做好轴线掌握桩后，依据实际压桩线路图，按施工区域划分测量定位掌握网，一般一个区域内依据每天施工进度放样 1020 个桩，由图纸设计桩位计算出坐标值
8、，用全站仪在场地内将预备施工的每根桩的桩位确定出，用40cm 长25 直径的钢筋或竹片固定桩位中心， 并用白灰粉按桩径大小画一圆圈，以便利插桩和对中。2、压桩前的预备工作（1） 为防止压桩时形成的挤土效应对四周建筑物的影响，事先应在建筑物周边设置袋装砂井或塑料排水板，消退局部超孔隙水压力；设置隔离板桩或地下连续墙、开挖地面排土沟等。（2） 制定好有效的沉桩流水路线，严格掌握布桩密度，或承受间隔跳打法，但在施工过程中严禁形成封闭桩。沉桩时宜先长后短、宜先高后低，假设桩较密集，且距建筑物较远， 场地开阔时，宜从中间向四周进展；假设桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进展；假设桩较
9、密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开头，由近向远进展；桩数多于30 根的群桩根底，应从中心位置向外侧施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重测定桩位后，再插桩施打；有围护构造的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护构造，同时应对日成桩量进展必要的掌握。（3） 打桩前应对场地原有建筑状况进展具体了解，对浅层障碍物可承受挖土机挖除。（4） 场地要平坦坚硬，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，必需对施工场地进展局部回填平坦
10、，实行必要的措施提高地基承载力，使其到达静压桩施工要求。3、桩机就位检查桩机，确保设备正常运转后移动桩机按测量好的位置就位、对中、调直。4、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，应依据 GB13476-1999先张法预应力砼管桩的标准对管桩的外观、桩径、壁厚、桩身弯曲度、桩端平坦度、桩身强度等按标准进展验收，并做好验收交接记录。对不符合验收标准的管桩不予验收。（2） 管桩的堆放现场堆放管桩前应平坦场地，按二点法设置垫木支点位置，见图 5-2，其偏差掌握在 20cm。当管桩在压桩机四周存放时宜单层放置，且必需设支垫。在桩机15mm 以外存放时，不宜超过 4 层D400mm
11、和 3 层D500600mm，底层必需设垫铁。（3） 管桩吊运及插桩单桩管桩吊运可承受两头勾吊法，竖起时可承受单点法，见图 5-3。多节管桩焊接后的吊运和竖起应重计算最正确吊点和吊点数量。将桩吊起后，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，然后用两台经纬仪轴线相互垂直双向调整桩的垂直度， 通过桩机导架的旋转、滑动及停留进展调整，确保位置和垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。在桩压入土中之前依据总桩长在最终一节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观看桩的入土深度。测量定位放线施工人员进场桩机就位施工机具进场吊桩及桩尖焊接插桩校核桩垂直度压桩吊桩对桩校核桩垂直度电焊
12、接桩检查电焊质量压桩送桩或截桩测量桩顶标高成桩移机图 5-1 静压桩施工工艺流程图5-2 二点法支设图图5-3 单点法吊桩图5、压桩刚开头压桩时，压桩速度不能过快，应依据地质报告显示的土质状况选择压桩速度,一般以 1.0m/min 速度为宜。当桩压入土中 2M 左右位置时，应用两台经纬仪校从两个垂直方向观测桩身、机架是否垂直，桩机台是否水平，待符合要求后连续进展压桩。垂直度掌握应重点放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的 0.5。在压桩过程中需常常观测桩身是否发生位移、偏移等状况下压过程中做好记录，并具体记录每入土两米时压力表的压力值。压桩作业在进入硬土层时，压桩时应掌握施工停留时间，避开由
13、于停留时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。当沉桩过程中遇有障碍物无法施工时，可承受钻机将障碍物钻穿，然后在孔内插桩后沉桩，严禁移动桩架等强行回扳的方法。当桩已入土较深，桩无法拔出时，可承受小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后连续沉桩。6、接桩当下节桩的桩头在距地面 0.51.0M 左右高时，开头进展接桩作业。接桩前首先用钢丝刷除去浮锈及其他脏物，假设接桩口间隙过大，应加塞铁片。焊接时承受手工电弧焊或粉芯焊 丝自保护半自动焊对称施焊，以削减焊缝变形引起节点弯曲。焊缝应连续、饱满，分层焊接。接桩处的焊缝应自然冷却不少于 5min 后连续压桩。接桩时在下节桩头上安装
14、导向箍，以便接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊46 点加以固定，然后撤除导向箍。管桩焊接施工应由有阅历的焊工依据技术规程的要求认真进展。接桩时，接桩未固定前，也要用经纬仪在成 90 度夹角两方向观测垂直度，调整桩机水平。7、送桩或截桩当桩顶设计标高较自然地面低时必需送桩。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， 送桩器下端宜设桩垫，桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。送桩器上要标出送桩深度，以便准确地将送桩送至设计标高。当送桩到达设计标高后要持续 10min 且每分钟沉降量不超过 2mm 前方可完毕送桩。当所压
15、桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，必需截桩。截桩要求必需用特地的截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。8、成桩及移机当按上述步骤完成压桩成桩后，宜对桩身进展复压 1-2 次，甚至屡次，即所谓“跑机”，以防止桩身抬高。待以上操作均完成后即可移动压桩机至已放线的其他桩位进展下一个压桩施工。9、管桩根底土方开挖打桩完毕后基坑开挖时，应制定合理的施工挨次和技术措施，防止桩位偏移和倾斜。机械开挖时应对管桩进展保护措施，桩间土方宜承受小挖掘机或人工挖土。挖土应在桩基完成且超过嵌固期前方可进展土方施工，嵌固期依据土质有不同要求，一般为 7-21 天。10、PHC 管桩与根底底板的连接技术为有效防止根底上浮并保
16、证根底和桩基的整体协同工作， PHC 桩必需伸入根底不少于10cm，同时在根底钢筋绑扎前，将 PHC 桩顶部的 100cm 高度内中间空心局部灌入砼，砼强度不低于 C40，同时沿孔周边设置锚筋，锚筋伸入根底底板内，与底板砼刚接。具体连接方式见图 5-4 及参照 03SG409预应力砼管桩图集施工。图 5-4管桩与根底连接图六、劳动组织序号岗 位工 作 范 围人数本工法中的劳动力配备是按每配备一台桩机所需用量进展的，如工程量增加压桩机数量增加，劳动力相应增加。见下表 6-1：1工程负责全面负责12施工员现场施工治理13质检员质量监视、工序验收和施工协调14安全员安全工作15测量员测量工作26起重
17、工吊桩17机长桩机操作18倒桩工协作吊桩作业59电焊工表 6-1接桩焊接劳动力组织及人员配备2七、材料及机具设备一材料1、管桩材料质量应符合 GB13476-1999先张法预应力砼管桩的标准规定。（1） 管桩的性能参数见表 7-1。（2） 管桩内部规格尺寸见表 7-2。（3） 管桩内部构造图见图 7-1。2、焊条、液压油等材料一次性预备齐全。二主要机具设备1、静压桩机：目前市场上全部的静压桩机有抱压式和顶压式两种，抱压式桩机最大吨位可达 800T,通常在 600T，如型号为 YZY-600 的桩机，其最大吨位即为 600T。2、吊车：装卸及倒运管桩用，一般选用 20T 即可。3、电焊机：用以接
18、桩。4、锯桩器：用以截桩。5、全站仪：现场座标及各桩位定位用。6、经纬仪：两台，掌握桩身垂直度。7、水准仪：标高掌握。图 7-1管桩内部构造图管桩分类混凝土强度等级外径(mm)型号壁厚(mm)横截面积(mm2)有效预压应力Mpa抗裂弯矩KNm极限弯矩 桩身竖向承载KNm为设计值KN)400AAB90876504.105.6752639119501261900500A AB AAB1001201257001432604.085.643.945.4699121991211672850230280017532502423200PHCC80550A AB AAB1001201413701621104.
19、005.533.805.281251541251542083200285315021737002993600600AAB A1101301693301919503.945.463.75164201164266380036837002774300AB5.202013834200直径 7.1mm 9.0mm 10.7mm截面积40mm264mm290mm2预应力主筋抗拉强度弹性模量延 伸 率松 驰 率1420MPa2.0105MPa5%2.5%混凝土经压蒸养护后强度等级弹性模量C803.8104N/mm2规格管桩型号分类D(mm)T(mm)Lmax(m)10050015120PHCAAB A AB
20、 A AB AAB1005501512011060015130预应力主筋直径条数(mm)9.010.79.010.79.010.79.010.79.010.79.010.79.010.7直径螺旋筋L1(mm)L2(mm)每米重量(t/m)AAB A AB AAB4009014表 7-1管桩性能参数(mm)间距长度间距长度70.219100.314110.358115501500100L-L120.353120.405130.423140.480表 7-2管桩内部规格尺寸八、质量标准及质量掌握一质量标准PHC 静压管桩质量检验标准见表 8-1。允许偏差或允许值项序检查工程检查方法单位数值1桩体质
21、量检验按桩基检测技术标准按桩基检测技术标准主控2桩位偏差见表 8-2用钢尺量工程3承载力按桩基检测技术标准按桩基检测技术标准外观无蜂窝、露筋、裂纹、色感均匀、桩顶处无空隙直观成品桩径mm5用钢尺量1桩管壁厚度mm5用钢尺量质桩尖中心线mm2用钢尺量量顶面平坦度mm10水平尺量一般桩体弯曲1/1000L用钢尺量，L 为桩长工程焊缝质量见表 8-3见表 8-3接电焊完毕后停留时间min1.0秒表测定2桩上下节平面偏差mm10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mm50水准仪测量表 8-1PHC 静
22、压管桩质量检验标准项次工程允许偏差mm垂直根底梁的中心线100+0.01H1盖有根底梁的桩沿根底梁的中心线150+0.01H2桩数为 13 根桩基中的桩1003桩数为 416 根桩基中的桩1/2 桩径或边长最外边的桩1/3 桩径或边长4桩数大于 16 根桩基中的桩中间桩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表 8-2PHC 桩桩位的允许偏差允许偏差或允许值序检查工程检查方法单位数值1上下节端部错口外径700mmmm3用钢尺量2上下节端部错口外径700mm)mm2用钢尺量3焊缝咬边深度mm0.5焊缝检查仪3焊缝加强层高度mm2焊缝检查仪4焊缝加强层宽度mm2焊缝检查仪5
23、焊缝电焊质量外观无气孔、无焊瘤、无裂缝直观6焊缝探伤检验表 8-3满足设计要求电焊接桩焊缝质量检验标准按设计要求二质量掌握1、施工前应对成品桩做外观及强度检验，接桩用焊条等应有产品合格证书，或送有关部门检验，压桩用压力表也应进展检查。2、桩在运输过程中起吊、堆放必需保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。3、必需设置相对固定的基准点，四角大样与场地地面标高的测定必需准确，基准点肯定要保护好。4、正式压桩前应先做好试桩工作，以检查地质报告中地质状况及实际所需桩长，以确定压桩标准，一般状况下应以桩长和压桩力双控进展施工。具体试桩方法为：（1） 试桩可为另外加桩试压。先具体争论地质资料，选择有代表性
24、的三个桩位进展试桩，第一条桩连续压到设计极限单桩承载力，其次、三条桩只压到设计值的 60左右每入土 1m 读取压力值，停机3060min 后复压，记录复压值吨位。等待715 天后进展静压试验，此项工作由建设单位、监理单位、设计单位人员参与，合格后设计部门即可制定工程的终压条件。（2） 另也可将工程桩选为试桩进展试压。当试桩压入深度达设计要求或压倒设计极限单桩承载力或超过设计极限单桩承载力但无法连续贯入时即可停压，依据不同状况选择工程的终压条件同时须做静载试验。5、依据试桩结果及地质报告对每个桩位的桩进步行配桩，同时在每个桩的施工前应对第一条桩适当的配长些，其它桩可依据该桩的入土深度或加或减，以
25、便合理地使用材料，节约管桩。6、压桩过程中应检查压力、桩的贯入状况、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。假设设计需要，还需对电焊接头作 10的焊缝探伤检查。7、施工时应做好隐蔽验收记录、原始记录等工程技术资料。8、压桩施工完毕后应选择具有资质的检测单位对桩的完好状况以及单桩承载力进展检验。（1） 承载力的检测：检验单桩竖向承载力极限值状况承受单桩静荷载试验。做静荷载试验时按标准要求随机抽检总桩数的 1且不少于 3 根进展，在最大试验荷载作用下要求桩顶沉降值不超过 4060mm 的要求。（2） 桩身质量检测：检验桩身质量状况承受小应变动力检测的方法进展。做小应变动力检测时按标准要求抽
26、检不少于 20且不少于 10 根，评定结果分、类，其中类为不合格。9、桩基完工后须对桩位逐一测量，检查桩位是否偏差或偏差是否符合标准及设计要求。10、依据设计和标准要求对桩基的沉降进展观测，并随建筑物高度分别监控，竣工验收前观测其最大观测量，看其沉降量是否符合标准规定及设计要求。九、工程验收一管桩根底工程验收程序应符合以下规定：1、当桩顶设计标高与施工现场标高全都时，可待全部管桩施打完毕后一次性验收。2、当管桩设计标凹凸于现场标高需要送桩时，在送桩之前应进展质量评定，待全部管桩施打完毕开挖到设计标高后，再进展竣工验收，绘制压桩工程竣工图。二管桩根底工程竣工验收时，应具备以下文件和资料：1、桩基
27、设计文件和施工图，包括图纸会审纪要、设计变更通知书等。2、桩位测量放线图，包括工程基线符合签证单。3、工程地质和水文地质勘察报告。4、经审定的施工组织设计或施工方案，包括实施中的变更文件及资料。5、管桩出厂合格证及管桩技术性能资料产品说明书、管桩进场验收及验收交接纪录。6、试桩施工纪录汇总。7、压桩施工记录汇总，包括桩位编号图、现场绘制的管桩收桩回弹曲线、接桩隐蔽记录。8、压桩工程竣工图，包括桩位分布、桩数、桩位偏差。9、成桩质量检查报告，包括单桩承载力检测报告、桩身质量检测报告。10、桩身与承台连接验收记录，包括连接钢筋验收隐蔽记录、填塞用砼强度报告。11、质量事故处理资料。十、安全措施一
28、工人上岗前必需进展安全教育，并要求持证上岗。进入现场必需戴安全帽，并系紧帽袋子。二 设备安装验收后才能使用，并悬挂安全标志。三 进入现场的作业人员必需遵守“十不准”规定。四 上班前必需在桩机各部件及钢丝绳、转动局部加润滑油，各制动局部要灵敏，试机正常前方能施工。五 桩机行动时，指挥员应留意地面及空中的状况，要保证桩架的稳定、平横、垂直移动，保证安全。六 重物要有专职指挥，起吊时重物及扦把下严禁站人。七 机电设备修理时必需要切断电源，停电前方能进展。八 严禁酒后操作。九 全部用电设备必需安装漏电保护装置，保证一机一闸一漏电开关，漏电开关承受两级以上设置，实行三相五线制。电箱和机具承受黄绿双色线进
29、展接零保护。十 电箱能防雨，门锁齐全，出线电缆化，一律架空，不拖地。十一 施工现场严禁无关人员进展，现场设立警告牌。十二 施工完毕后的桩的桩头上面要加盖，以防人或杂物等掉陷。十三 为避开挤土效应对旁边建筑物的影响，在建筑物边需开挖排土沟。十一、技术经济分析以人行马鞍山市中心支行发行库及营业办公用房工程为例，PHC 静压管桩与其他桩型技术经济比较见表 11-1。十二、工程应用实例PHC 静压管桩技术已在全国推广应用，由我公司承建的人行马鞍山市中心支行发行库及营业办公用房工程和甬台温铁路均承受了这一技术，加快了构造的施工速度，提高了构造的施工质量，并简化了施工治理同季节约了大量的砼和钢材，产生了明
30、显的技术经济和社会效益。桩型技术经济工程指标PHC 管桩 500钢筋砼预制方钻孔灌注桩450450 桩 600其它备注无前期预备工期1、工期可缩短 12 个月现场无砂石料、2、现场施工废水、废浆及噪音污染成品桩出厂前已浇灌砼后需保养一个月需较大预制场 地、砂、石及水泥污染严峻，噪音和震惊大，对相邻建筑有较 大影响成桩后需保养一个月场地污染严峻，有噪音，施工工艺要求较高1、 该场地由于淤泥较3、工程质量经检测，牢靠保证不易保证较难保证深，不能用人工挖孔4、成桩监测便利直观牢靠不易观看，便利费用较大桩2、 碎石桩、水泥搅拌桩复合地基以直径500管桩5、破损率微小易打碎或打断120KN140为例KN/m3 缺乏承受上部1.01.11.6构造总荷载。单桩承载力越高，承台造价越造价一般造价较高低砼方量比方桩及6、单桩承载力价格2300KN7、承台造价8、砼方量和钢材耗用量钻孔灌注桩少4050，耗用量比方桩少5060砼方量大，耗钢量大砼方量大， 钢量比方 桩少表 11-1PHC 静压管桩与其他桩型技术经济比较表