PHC管桩生产和施工工艺

PHC1、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]。是承受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≥C80。PHC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300709006～124009517006～18500100235010～30500125270020～35550100280010～30550125280020～35600130320020～40800130450030～502、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根底，铁路、大路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物，及大型设备等工程根底。2.3沉桩质量牢靠 PHC管桩是工厂化、专业化、标准化生产桩身质量牢靠;运输吊装便利，接桩快捷;机械化施工程度高，操作简洁，易掌握;在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证2.4工程造价最廉价2.4.1直接本钱 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廉价的一种 。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米状况下的比较，当设计桩长越长(≤60米)PHC管桩越经济。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，在以往打算经济时代，人们对它并不看重，但在当今商品经济进展的时代，“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受尤深。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，现场干净，施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污状况，也不会消灭人工挖孔桩工地处处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的担忧全感。简洁做到文明施工，安全生产。削减安全事故，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，因此进展快速，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 HC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，因而对桩承载力掌握及推断准确度高;桩身质量及沉桩长度可用直接手段进展监测，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牢靠，沉桩质量深得业主的信任，并大大地减轻了监理工作强度，消退了设计者的担忧。2对周边环境无影响 锤击法沉桩震惊猛烈，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，无震惊，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，周密仪器房四周区域内施工均可承受静力压桩，以使四周单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震惊干扰。在环保意识日益增加的现代社会，静压法施工的这一优势将会得到进一步的表达。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，简洁使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹，严峻影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载，无冲击和反射应力波，施工应力小且易掌握。因此，承受静压法沉桩时，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管桩的制作本钱。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牢靠。拔起长送桩器的力量，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适应性好在某些特别地质(如在石灰岩地区或“上软下硬，软硬突变”的地层)条件下承受锤击法沉桩时，桩的破损率格外之高，所以在这些特别地质条件的地区不宜承受锤击法施工，但静压法施工是将桩渐渐地压入土层中，遇到坚硬的岩面，也是渐渐地接触，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4、PHC4、PHC—工艺流程PHC二、执行质量标准〔本桩基工程〕GBJ202—83 《地基与根底工程施工及验收标准》JGJ94—94 《建筑桩基技术标准》GBJ301—88 《建筑工程质量检验评定标准》DBJ/T15-22-98《预应力砼管桩根底技术规程》〔广东省标准〕三、质量目标掌握点及预检工程：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标准要求①施工方案：施工进度打算表，施工桩位挨次；②堆放场地：平坦坚实，地基良好，排水顺畅；③桩基质量检查：按质量标准进展；④桩位复核：检查桩位的平面位置。四、施工预备建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料。〔包括同一单位工程中全部的桩根底与图纸会审纪要，可作为施工依据〔等的调查资料。认真检查打桩设备各部件的性能，以保证正常作业。桩基工程的施工组织设计或施工方案。有关荷载、施工工艺的试验参考资料。成桩机械必需经鉴定合格，不得使用不合格机械。桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等开工前预备就绪，场地平坦，以保证施工机械正常作业。基桩轴线的掌握点和水准点应在不受施工影响的地方，开工前，经复核后应妥当保护，施工中应常常复测。五、桩的验收：110mm,且局部蜂0.5%。并且不得过分集中。220mm，宽度不得大于25mm，横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《地基与根底工程施工和验收标准》做好记录，桩上应注明编号、制作日期和吊点位置。5、在现场验收运来的管桩观感时，应附出厂合格证、并做入场登记。六、桩基实施细则：1、桩基的轴线应从基准线引出，水准点位置的设置应不受桩基影22、桩基轴线的掌握桩，应设在不受度压桩影响的地点。施工过程101次，掌握桩应妥当核位置是否符合设计要求。3、桩基施工时场地应平坦，桩锤、桩帽、桩身应在同一中心线上，桩身垂直度应符合标准要求，打桩时宜承受2台经纬仪(或线锤)以正交方向观测桩身垂直度。4向对称进展，或由中间向四周进展，由一侧向另一侧进展。②依据桩的入土深度，宜先长后短。③依据桩的规格，宜先大后小。5、PHC0.5m1m2mm。③对接前，应清理干净接驳面和坡口。④焊接时，先对称点焊4~6续。⑤焊接后自然冷却时间不得少于86、桩打好后，留意保护好高出地面的桩头，截桩头宜用锯桩器截割，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，应制定合理的施工挨次和技术措施，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〕PHC〔压〕完成后，必需由具有资质的检测单位与试桩顶全部接触贴合，均匀受力。假设试桩桩顶经过截桩处理，应承受处理平坦，保证受力均匀。1PHC550-860KN。依据试打桩结果，施工中终压压力取单桩设计25132、质量检查 管桩根底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，并应符合以下规定：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。③桩顶平面位置偏差应符合下表的规定。管桩顶平面位置的允许偏差工程允许偏差值〔mm〕柱下单柱80①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1001502∽41005∽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管桩根底工程验收程序应符合以下规定：a当桩顶设计标高与施工现场标高根本全都时，可待全部管桩施打完毕后一次性验收。b当桩顶设计标凹凸于施工现场标高需要送桩时，在送桩前应进展验收，绘制打桩工程竣工图。②管桩根底工程竣工验收时，应具备以下文件和资料：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；d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；e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。PHCPHC(HPC)成果重点推广工程。PHC往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的根底广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等，在国家发水道文化一个重要举措，与之所设的码头工程由于施工场地狭窄、12—15mPHC难度和造价均大大降低，工期、质量也满足了要求。PHC单桩承载力高，单位承载力价格廉价。桩身混凝土强度等级为φ0的C桩的单桩允许承载力到达～3200KN。可作为高层、超高层建筑的根底。其单位承载力的造价比1/3～2/3，并节约钢材。PHC条件。质量稳定牢靠。由于承受工厂预制的生产方式，能利用先进的工应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度简洁调整，使设计选PHC准时供桩，施工前期预备时间短，一般能缩短工期一～二月。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。施工预备PHCPHC而。PHC选择桩锤时，必需充分考虑桩的外形、尺寸、重量、入土长度、构造形式以及土质、气象等条件，并把握各种锤的特性。桩锤的夯击能量头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。选择打桩挨次，对四周建筑物实行预防措施。验桩PHC抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。吊装与运输PHC80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩13m的PHC桩宜承受支点法，两支点设在离桩两端0.21L13m钩钩住管桩两端内壁直接进展水平起吊。PHC100%时方可运输，桩在运输过程中支承应满足堆放的要求，并且要绑扎结实。PHCPHC桩的堆放层数不得超过四层。PHC滚落。PHC桩沉桩施工施工挨次间分两边对称前进，或自中间向四周进展。测放桩位设肯定数量的水准点。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。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〕0.3L处；将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪〔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；插入时的垂直度偏差不得超过0.5％，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。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。要留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，以免难以连续打下。接桩施工0.6～0.8m左右时，开头进展接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向PHC4～62焊条，焊条直径为FGJ94-943～8分钟前方可锤击沉桩。在沉桩过程中遇到以下状况应暂停打桩，查明缘由后再按处理方案施工：沉桩过程中桩的贯入度发生突变；桩头混凝土剥落、裂开；桩身突然倾斜、跑位；地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；贯入度或锤击数与试验成果明显不符；桩身回弹曲线不规章。5成果记录整理0.5～1m101m标准要求整理成表并进展质量评价，必要时进展静载与动载试验。6PHC为有效防止根底上浮并保证根底和桩基的整体协同工作，PHC10cmPHC60cmC40UEA10%)，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。8施工体会PHC工期短。PHC不易损坏，实际施工中，无一根桩裂开报废，这是其它预制桩所不具有的特点。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。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、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。选择合理的打桩施工挨次，能减小桩的侧向位移，对四周建筑物不会有大的影响。应依据根底外形和长应先里后外，先深后浅，由中心渐渐往外侧对称施工。建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料。〔包括同一单位工程中全部的桩根底与图纸会审纪要，可作为施工依据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。认真检查打桩设备各部件的性能，以保证正常作业。桩基工程的施工组织设计或施工方案。水泥、砂、石子、钢筋、外加剂等原材料及其制品的质检报告。有关荷载、施工工艺的试验参考资料。成桩机械必需经鉴定合格，不得使用不合格机械。桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等开工前预备就绪，场地平坦，以保证施工机械正常作业。基桩轴线的掌握点和水准点应在不受施工影响的地方，开工前，经复核后应妥当保护，施工中应常常复测。五、桩的验收：110mm,且局部蜂窝0.5%。并且不得过分集中。2，横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《地基与根底工程施工和验收标准》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：122、桩基轴线的掌握桩，应设在不受度压桩影响的地点。施工过程中101次，掌握桩应妥当位置是否符合设计要求。3、桩基施工时场地应平坦，桩锤、桩帽、桩身应在同一中心线上，桩身垂直度应符合标准要求，打桩时宜承受2交方向观测桩身垂直度。4对称进展，或由中间向四周进展，由一侧向另一侧进展。②依据桩的入土深度，宜先长后短。③依据桩的规格，宜先大后小。5、PHC0.5m1m2mm。③对接前，应清理干净接驳面和坡口。④焊接时，先对称点焊4~6续。⑤焊接后自然冷却时间不得少于86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，应制定合理的施工挨次和技术措施，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〕PHC〔压〕完成后，必需由具有资质的检测单位对桩的顶全部接触贴合，均匀受力。假设试桩桩顶经过截桩处理，应承受在桩平坦，保证受力均匀。1PHC550-860KN。依据试打桩结果，施工中终压压力取单桩设计承载25132、质量检查管桩根底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，并应符合以下规定：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。③桩顶平面位置偏差应符合下表的规定。管桩顶平面位置的允许偏差工程允许偏差值〔mm〕柱下单柱80①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1001502∽41005∽16根的桩①周边桩②中间桩100d/315016根的桩①周边桩②中间桩150d/23工程验收①管桩根底工程验收程序应符合以下规定：毕后一次性验收。当桩顶设计标凹凸于施工现场标高需要送桩时绘制打桩工程竣工图。②管桩根底工程竣工验收时，应具备以下文件和资料：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；工程地质和水文地质勘察报告；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；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；打桩工程竣工图；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、PHCPHC(HPC)成果重点推广工程。PHC往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的根底广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等，在国家发水道文化一个重要举措，与之所设的码头工程由于施工场地狭窄、12—15mPHC难度和造价均大大降低，工期、质量也满足了要求。PHC单桩承载力高，单位承载力价格廉价。桩身混凝土强度等级为φ0的C桩的单桩允许承载力到达～3200KN。可作为高层、超高层建筑的根底。其单位承载力的造价比1/3～2/3，并节约钢材。PHC条件。质量稳定牢靠。由于承受工厂预制的生产方式，能利用先进的工应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度简洁调整，使设计选PHC准时供桩，施工前期预备时间短，一般能缩短工期一～二月。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。施工预备PHCPHC而。PHC选择桩锤时，必需充分考虑桩的外形、尺寸、重量、入土长度、构造形式以及土质、气象等条件，并把握各种锤的特性。桩锤的夯击能量头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。选择打桩挨次，对四周建筑物实行预防措施。验桩PHC抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。吊装与运输PHC80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩13m的PHC桩宜承受支点法，两支点设在离桩两端0.21L13m钩钩住管桩两端内壁直接进展水平起吊。PHC100%时方可运输，桩在运输过程中支承应满足堆放的要求，并且要绑扎结实。PHCPHC桩的堆放层数不得超过四层。PHC滚落。PHC桩沉桩施工施工挨次间分两边对称前进，或自中间向四周进展。测放桩位设肯定数量的水准点。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。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〕0.3L处；将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪〔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；插入时的垂直度偏差不得超过0.5％，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。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。要留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，以免难以连续打下。接桩施工0.6～0.8m左右时，开头进展接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向PHC4～62焊条，焊条直径为FGJ94-943～8分钟前方可锤击沉桩。案施工：沉桩过程中桩的贯入度发生突变；桩头混凝土剥落、裂开；桩身突然倾斜、跑位；地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；贯入度或锤击数与试验成果明显不符；桩身回弹曲线不规章。5成果记录整理0.5～1m101m标准要求整理成表并进展质量评价，必要时进展静载与动载试验。6PHC为有效防止根底上浮并保证根底和桩基的整体协同工作，PHC10cmPHC60cmC40UEA10%)，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。8施工体会PHC工期短。PHC不易损坏，实际施工中，无一根桩裂开报废，这是其它预制桩所不具有的特点