PHC管桩生产和施工工艺

（生产管理知识）PHC管桩生产和施工工艺PHC管桩生产和施工工艺1、PHC管桩简介预应力高强度混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩)[1]。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800℃左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，标准节长为10m，直径从300mm～800mm，混凝土强度等级≥C80PHC管桩的常用规格及适用范围如表1所示[2]。表1PHC管桩的常用规格外径(mm)壁厚(mm)承载力标准值(kN)适用楼层06～12006～180～300～350～300～350～400～502、PHC管桩的优点2.1单桩承载力高由于PHC管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70%～80%，桩侧摩阻力提高20%～40%。因此，PHC管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。2.2应用范围广PHC管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。广泛应用于60层以下的多种高层建筑以及工业与民用建筑低承台桩基础，铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物，及大型设备等工程基础。2.3沉桩质量可靠PHC管桩是工厂化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠;运输吊装方便，接桩快捷;机械化施工程度高，操作简单，易控制;在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证2.4工程造价最便宜2.4.1直接成本通过对多项工程实例的总结和分析，PHC管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种。不同桩型主要指标比较见表2:表2不同桩型主要指标比较主要指标PHC管桩沉管灌注桩钻孔灌注桩人工挖孔桩主要承力方式端阻力与侧阻力共同承受荷载主要靠侧阻力承受荷载端阻力与侧阻力共同承受荷载主要靠端阻力承受荷载桩径(外径)mm300～800300～800800～1200≥800可穿越土层砂、砾石夹层≤7.0m≤3.0m砂夹层穿越性好穿越性好进入持力层软质岩、强风化岩1～3m硬粘土密实砂层和碎石层中微风化岩中微风化岩造价3.21元/KN6.11元/KN8.81元/KN5.87元/KN注:造价指标是在常用设计桩长20米情况下的比较，当设计桩长越长(≤60米)PHC管桩越经济。2.4.2间接经济效益评价PHC管桩的经济效益，不仅看造价，还要看工期。对于工期的价值，在以往计划经济时代，人们对它并不看重，但在当今商品经济发展的时代，“时间就是金钱，工期就是效益已成为人们的共识，对于贷款投资的人感触尤深。PHC管桩施工速度快、工效高、工期短，提前竣工投产，将产生巨大的社会效益和经济价值。PHC管桩的机械化施工程度高，现场整洁，施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的不安全感。容易做到文明施工，安全生产。减少安全事故，也是提高间接经济效益的有效措施。3、静压法施工的优点PHC管桩施工方法主要有锤击和静压两种，目前用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国还是占主导地位，特别在日本主要用锤击法沉桩。近几年来，随着大吨位(6800KN)压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善，静压法施工工艺与锤击法相比具有明显的优点，因此发展迅速，有望取代锤击法的态势。3.1施工质量有保证静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压入土中的一种沉桩工艺，在沉桩过程中，压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高;桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假。因此，静压法单桩承载力比锤击法可靠，沉桩质量深得业主的信赖，并大大地减轻了监理工作强度，消除了设计者的担忧。3.2对周边环境无影响锤击法沉桩震动剧烈，噪音大，对周边环境影响大，这是锤击法的一大弊端。而静压法施工，无震动，无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外，精密仪器房附近区域内施工均可采用静力压桩，以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。在环保意识日益增强的现代社会，静压法施工的这一优势将会得到进一步的体现。3.3施工应力小锤击法沉桩时，由于锤击力的冲击和反射，使PHC管桩受到较大的压应力波和拉应力波，容易使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹，严重影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载，无冲击和反射应力波，施工应力小且易控制。因此，采用静压法沉桩时，其PHC管桩的配筋率和混凝土强度等级均可降低一个等级，这意味着静压法可降低PHC管桩的制作成本。3.4截桩量小静压法送桩深度比锤击法深，且送桩后桩头质量较可靠。拔起长送桩器的能力，静压桩机要比打桩机强得多。因此，基坑开挖后PHC管桩截去量比锤击法小得多，尤其适用于有多层地下室的建筑工程。3.5适应性好在某些特殊地质(如在石灰岩地区或“上软下硬，软硬突变的地层)条件下采用锤击法沉桩时，桩的破损率非常之高，所以在这些特殊地质条件的地区不宜采用锤击法施工，但静压法施工是将桩慢慢地压入土层中，遇到坚硬的岩面，也是慢慢地接触，直到加载至最大值，桩身一般不会被压坏。只要岩面坡度不太大，不产生桩身滑移，仍可保证沉桩质量。在实际工程中，遇到这些特殊地质条件时，采用“多桩大承台”的设计思想，配合使用改良的特殊钢桩尖，仍然可以收到较好的技术经济效益。4、PHC管桩施打一工艺流程本工程采用PHC量标准（本桩基工程）GBJ202—83《地基与基础工程施工及验收规范》JGJ94—94《建筑桩基技术规范》GBJ301—88《建筑工程质量检验评定标准》DBJ/T15-22-98《预应力砼管桩基础技术规程》（广东省标准）三、质量目标控制点及预检项目：1.监理人员对如下质量控制点进行控制①防止桩倾斜及偏位②防止桩顶压碎③保证桩端条件符合设计要求④预应力管桩的制作应符合设计与规范要求2.监理人员以如下内容作为预检项目①施工方案：施工进度计划表，施工桩位顺序；②堆放场地：平整坚实，地基良好，排水顺畅；③桩基质量检查：按质量标准进行；④桩位复核：检查桩位的平面位置。四、施工准备1建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料。2桩基工程施工图（包括同一单位工程中所有的桩基础）与图纸会审纪要，可作为施工依据3建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）等的调查资料。4认真检查打桩设备各部件的性能，以保证正常作业。5桩基工程的施工组织设计或施工方案。6水泥、砂、石子、钢筋、外加剂等原材料及其制品的质检报告。7有关荷载、施工工艺的试验参考资料。8成桩机械必须经鉴定合格，不得使用不合格机械。9桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等开工前准备就绪，场地平整，以保证施工机械正常作业。10复核后应妥善保护，施工中应经常复测。五、桩的验收：110mm,且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过桩表面全部面积的0.5%中。2、由于收缩产生的裂缝深度不得大于20mm25mm向裂缝长度不得超过直径的一半。3、桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。4、管桩检查时，应参照《地基与基础工程施工和验收规范》做好记录，桩上应注明编号、制作日期和吊点位置。5六、桩基实施细则：1其数量不得少于2个。2、桩基轴线的控制桩，应设在不受度压桩影响的地点。施工过程中对桩基轴线应采取系统检查，每10天不少于1次，控制桩应妥善保置是否符合设计要求。3、桩基施工时场地应平整，桩锤、桩帽、桩身应在同一中心线上，2台经纬仪(或线锤)以正交方向观测桩身垂直度。4、打桩顺序的确定原则：①根据桩的密集程度，由中间向两边方向入土深度，宜先长后短。③根据桩的规格，宜先大后小。5、PHC管桩的焊接①管桩接长时，宜在桩头高出地面0.5m至1m处进行。②接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。③对接前，应清理干净接驳面和坡口。④焊接时，先对称点焊4~6⑤焊接后自然冷却时间不得少于8分钟；严禁用水冷却或焊好即打。6严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。7、打桩完后基坑开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩位移和倾斜。机械开挖时，应制定对已完工程桩的保护措施。七、桩基验收（PHC管桩施工后的检查验收）PHC管桩在施打（压）完成后，必须由具有资质的检测单位对桩的完整，保证受力均匀。1、控制标准本工程桩基采用静压PHC管桩，单桩竖向承载力设计值为550-860KN。根据试打桩结果，施工中终压压力取单桩设计承载力的2要求后，必须持荷5分钟到稳定为止，同时最短桩长不小于13米。2、质量检查管桩基础的工程桩成桩质量检查包括桩身桩身垂直度、桩顶标高、桩身质量，并应符合下列规定：①桩身垂直度允许偏差为1%。②截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm。项目允许偏差值（mm）柱下单柱80单排或双排桩条形桩基①垂直于条形桩基纵向轴的桩②平行于条形桩基纵向轴的桩100150承台桩数为2∽4根的桩100承台桩数为5∽16根的桩①周边桩②中间桩100d/3或150两者中较大者承台桩数多于16根的桩①周边桩②中间桩150d/23工程验收①管桩基础工程验收程序应符合下列规定：a当桩顶设计标高与施工现场标高基本一致时，可待全部管桩施打完毕后一次性验收。b当桩顶设计标高低于施工现场标高需要送桩时，在送桩前应进行质绘制打桩工程竣工图。②管桩基础工程竣工验收时，应具备下列文件和资料：a桩基设计文件和施工图，包括图纸会审纪要、设计变更通知书等；b桩位测量放线图，包括工程基线复核签证单；c工程地质和水文地质勘察报告；de管桩出厂合格证及管桩技术性能资料（产品说明书）；f打桩施工记录汇总，包括桩位编号图、现场绘制的管桩收锤回弹曲线；g打桩工程竣工图；h成桩质量检查报告；I单桩承载力检测报告；J质量事故处理资料。PHC桩施工技术预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)，是在近代高性能混凝土(HPC)成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成()筑物的基础。12—15m长的PHC价均大大降低，工期、质量也满足了要求。2PHC桩特点(1)单桩承载力高，单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500～3200KN1/3～2/3(2)抗弯性能好。PHC主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩件。(3)质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工(4)应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选(5)PHC时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一～二月。(6)施工现场文明。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。3施工准备3.1PHC桩专项施工组织设计PHC桩机可按PHC桩的设计长度与施工成本，并结合实际现场情况选择。头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。3.2验桩PHC桩的质量验收项目主要有外观质量、尺寸偏差、砼抗压强度和抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。3.3吊装与运输PHC桩混凝土强度宜超过80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩长大于13m的PHC桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.21L桩长不大于13m桩两端内壁直接进行水平起吊。PHC桩强度达到100%要求，并且要绑扎牢固。PHC桩堆放场地要坚实平整，且最下层要在两支点下放垫木，且垫木支撑点应在同一平面上。本工程PHC桩的堆放层数不得超过四层。PHC桩的吊装、运输及堆放过程中应轻起轻放，应避免振动、碰撞、滚落。4PHC桩沉桩施工4.1施工顺序间分两边对称前进，或自中间向四周进行。4.2测放桩位制设一定数量的水准点。4.3桩机就位检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。4.4插桩口桩尖焊接到底桩上（短桩无桩尖），起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L0.5％，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。4.5锤击沉桩因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。不要中断，以免难以继续打下。4.6接桩施工0.6～0.8m左右时，导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导2焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422焊条，焊条直径为φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具体操作与要求按FGJ94-94中的有关条款之规定执行。焊好的桩接头应自然冷却3～8分钟后方可锤击沉桩。4.7在沉桩过程中碰到下列情况应暂停打桩，查明原因后再按处理方案施工：(1)沉桩过程中桩的贯入度发生突变；(2)桩头混凝土剥落、破碎；(3)桩身突然倾斜、跑位；(4)地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；(5)贯入度或锤击数与试验成果明显不符；(6)桩身回弹曲线不规则。5成果记录整理0.5～1m10击的平均贯入度和最后1m要求整理成表并进行质量评价，必要时进行静载与动载试验。6PHC管桩与基础底板连接技术为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，PHC桩必须伸入基础不少于10cmPHC桩顶部的60cmC40UEA膨胀剂(掺量10%)接。8施工体会(1)PHC桩强度高，抗弯性能好，具有卓绝的贯入性能，施工速度快，工期短。(2)PHC的特点。(3)施工现场文明，特别适合工期短、城市环境条件下的桩基施工。(4)“重锤低打能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，的速度施打，效果良好。(5)桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、良好效果。(6)选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物心逐渐往外侧对称施工。1建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料。2桩基工程施工图（包括同一单位工程中所有的桩基础）与图纸会审纪要，可作为施工依据3建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）等的调查资料。4认真检查打桩设备各部件的性能，以保证正常作业。5桩基工程的施工组织设计或施工方案。6水泥、砂、石子、钢筋、外加剂等原材料及其制品的质检报告。7有关荷载、施工工艺的试验参考资料。8成桩机械必须经鉴定合格，不得使用不合格机械。9桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等开工前准备就绪，场地平整，以保证施工机械正常作业。10复核后应妥善保护，施工中应经常复测。五、桩的验收：110mm,且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过桩表面全部面积的0.5%中。2、由于收缩产生的裂缝深度不得大于20mm25mm向裂缝长度不得超过直径的一半。3、桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。4、管桩检查时，应参照《地基与基础工程施工和验收规范》做好记录，桩上应注明编号、制作日期和吊点位置。5六、桩基实施细则：1其数量不得少于2个。2、桩基轴线的控制桩，应设在不受度压桩影响的地点。施工过程中对桩基轴线应采取系统检查，每10天不少于1次，控制桩应妥善保置是否符合设计要求。3、桩基施工时场地应平整，桩锤、桩帽、桩身应在同一中心线上，2台经纬仪(或线锤)以正交方向观测桩身垂直度。4、打桩顺序的确定原则：①根据桩的密集程度，由中间向两边方向入土深度，宜先长后短。③根据桩的规格，宜先大后小。5、PHC管桩的焊接①管桩接长时，宜在桩头高出地面0.5m至1m处进行。②接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。③对接前，应清理干净接驳面和坡口。④焊接时，先对称点焊4~6⑤焊接后自然冷却时间不得少于8分钟；严禁用水冷却或焊好即打。6严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。7、打桩完后基坑开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩位移和倾斜。机械开挖时，应制定对已完工程桩的保护措施。七、桩基验收（PHC管桩施工后的检查验收）PHC管桩在施打（压）完成后，必须由具有资质的检测单位对桩的完整，保证受力均匀。1、控制标准本工程桩基采用静压PHC管桩，单桩竖向承载力设计值为550-860KN。根据试打桩结果，施工中终压压力取单桩设计承载力的2要求后，必须持荷5分钟到稳定为止，同时最短桩长不小于13米。2、质量检查管桩基础的工程桩成桩质量检查包括桩身桩身垂直度、桩顶标高、桩身质量，并应符合下列规定：①桩身垂直度允许偏差为1%。②截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm。项目允许偏差值（mm）柱下单柱80单排或双排桩条形桩基①垂直于条形桩基纵向轴的桩②平行于条形桩基纵向轴的桩100150承台桩数为2∽4根的桩100承台桩数为5∽16根的桩①周边桩②中间桩100d/3或150两者中较大者承台桩数多于16根的桩①周边桩②中间桩150d/23工程验收①管桩基础工程验收程序应符合下列规定：a当桩顶设计标高与施工现场标高基本一致时，可待全部管桩施打完毕后一次性验收。b当桩顶设计标高低于施工现场标高需要送桩时，在送桩前应进行质绘制打桩工程竣工图。②管桩基础工程竣工验收时，应具备下列文件和资料：a桩基设计文件和施工图，包括图纸会审纪要、设计变更通知书等；b桩位测量放线图，包括工程基线复核签证单；c工程地质和水文地质勘察报告；de管桩出厂合格证及管桩技术性能资料（产品说明书）；f打桩施工记录汇总，包括桩位编号图、现场绘制的管桩收锤回弹曲线；g打桩工程竣工图；h成桩质量检查报告；I单桩承载力检测报告；J质量事故处理资料。5、PHC桩施工技术预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)，是在近代高性能混凝土(HPC)成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成()筑物的基础。12—15m长的PHC价均大大降低，工期、质量也满足了要求。2PHC桩特点(1)单桩承载力高，单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500～3200KN1/3～2/3(2)抗弯性能好。PHC主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩件。(3)质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工(4)应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选(5)PHC时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一～二月。(6)施工现场文明。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。3施工准备3.1PHC桩专项施工组织设计PHC桩机可按PHC桩的设计长度与施工成本，并结合实际现场情况选择。头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。3.2验桩PHC桩的质量验收项目主要有外观质量、尺寸偏差、砼抗压强度和抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。3.3吊装与运输PHC桩混凝土强度宜超过80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩长大于13m的PHC桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.21L桩长不大于13m桩两端内壁直接进行水平起吊。PHC桩强度达到100%要求，并且要绑扎牢固。PHC桩堆放场地要坚实平整，且最下层要在两支点下放垫木，且垫木支撑点应在同一平面上。本工程PHC桩的堆放层数不得超过四层。PHC桩的吊装、运输及堆放过程中应轻起轻放，应避免振动、碰撞、滚落。4PHC桩沉桩施工4.1施工顺序间分两边对称前进，或自中间向四周进行。4.2测放桩位制设一定数量的水准点。4.3桩机就位检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。4.4插桩口桩尖焊接到底桩上（短桩无桩尖），起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L0.5％，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。4.5锤击沉桩因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。不要中断，以免难以继续打下。4.6接桩施工0.6～0.8m左右时，导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导2焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422焊条，焊条直径为φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具体操作与要求按FGJ94-94中的有关条款之规定执行。焊好的桩接头应自然冷却3～8分钟后方可锤击沉桩。4.7在沉桩过程中碰到下列情况应暂停打桩，查明原因后再按处理方案施工：(1)沉桩过程中桩的贯入度发生突变；(2)桩头混凝土剥落、破碎；(3)桩身突然倾斜、跑位；(4)地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；(5)贯入度或锤击数与试验成果明显不符；(6)桩身回弹曲线不规则。5成果记录整理0.5～1m10击的平均贯入度和最后1m要求整理成表并进行质量评价，必要时进行静载与动载试验。6PHC管桩与基础底板连接技术为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，PHC桩必须伸入基础不少于10cmPHC桩顶部的60cmC40UEA膨胀剂(掺量10%)接。8施工体会(1)PHC桩强度高，抗弯性能好，具有卓绝的贯入性能，施工速度快，工期短。(2)PHC的特点。(3)施工现场文明，特别适合工期短、城市环境条件下的桩基施工。(4)“重锤低打能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，的速度施打，效果良好。(5)桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、良好效果。(6)选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建