预应力混凝土管桩基础

预应力混凝土管桩基础李仁尧二0一五年三月

佛山市诚智工程监理有限公司预应力混凝土管桩基础预应力混凝土管桩（PHC）承台基础混凝土预应力混凝土管桩(PHC)管桩基本知识管桩施工机械设备管桩施工工艺监理控制措施预应力混凝土管桩基本知识1、管桩按施工工艺分类：后张法预应力混凝土大直径管桩先张法预应力混凝土管桩2、先张法预应力混凝土管桩按类型分类高强度预应力混凝土管桩（PHC）预应力混凝土管桩（PC）、预应力混凝土薄壁管桩（PTC）三种类型。PHC管桩混凝土强度等级为C80，PC管桩混凝土强度等级为C60。3、PHC和PC管桩的分类：按管桩外径分为300mm、400mm、500mm、600mm四种规格。按桩身混凝土有效预压应力值及抗弯性能分为A型、AB型及B型三种型号4、桩尖按形状分类十字型（闭口）桩尖开口型（敞口）桩尖广东常用管桩的规格及承载力(表)外径(mm)壁厚(mm)砼强度等级承载力特征值kN节长(m)适用楼层数Φ30065-70C60-C80600-9005-113-12Φ40090-95C60-C80900-16005-123-18Φ500100C60-C801800-23005-1210-25125C802000-27005-1220-30Φ550100C60-C801800-26005-1210-28120C60-C802000-30005-1220-32Φ600110C802200-31006-1320-30130C802500-35006-1320-35管桩自身的优点

①设计选用范围广；②对持力层起伏大的地质条件适应性强；③工程造价便宜；④吊装运输方便；⑤桩身耐打，穿透力强；⑥接桩快捷可靠；⑦施工速度快，工期短；⑧施工现场整洁、文明；⑨监理检测方便；⑩成桩质量较可靠。a、前期准备时间短；b、施工速度快c、检测时间短。地质条件的适宜

1、珠江三角洲，强风化基岩埋藏较浅H=10m～30m2、软土地区下面中密～密实沙土层H=20m～40m

先张法预应力混凝土管桩制造工艺

螺旋筋冷拔先张法预应力混凝土管桩制造工艺镦头机先张法预应力混凝土管桩制造工艺钢筋定长切断先张法预应力混凝土管桩制造工艺滚焊机先张法预应力混凝土管桩制造工艺钢筋笼成品先张法预应力混凝土管桩制造工艺预应力混凝土管桩模具模具合模螺栓安装

先张法预应力混凝土管桩制造工艺先张法预应力混凝土管桩制造工艺预应力放张

预应力管桩的生产在工厂内进行，利用高强螺旋肋的钢丝作为预应力筋，混凝土强度等级可达C60～C80，采用离心法生产，高压釜蒸汽养护。

预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍

管桩钢丝

螺旋箍筋先张法预应力混凝土管桩制造工艺合模后预应力张拉：钢筋标准强度的70%张拉

张拉机离心成型1、分五个阶段：（1）低速阶段（2）低中速1阶段（3）低中速2阶段（4）中高速阶段

（5）高速阶段：高速离心密实过程先张法预应力混凝土管桩制造工艺压蒸养护升压阶段；恒压阶段；降压阶段；降温阶段。蒸压釜先张法预应力混凝土管桩制造工艺制成品堆放先张法预应力混凝土管桩制造工艺桩尖形状十字型（闭口）桩尖开口型（敞口）桩尖管桩常用的施工方法1、锤击法：柴油锤

液压锤2、静压法：抱压式液压压桩机顶压式液压压桩机抱压顶压联合式液压压桩机3、引孔打（压）法4、钻孔植桩法5、中掘法（直径≥500）管桩施工机械设备1、管桩沉桩机械按沉桩的方法分为：锤击机械和静压机械锤击机械静压机械柴油锤

液压锤特大型液压锤（带消音罩）抱压式液压压桩机新颖的压桩机的抱压机构压边桩设备抱压顶压联合式液压压桩机锤击桩机锤机锤机由桩架和锤头组成。桩架分为步履式和履带式。锤头分为导杆式、筒式和液压式。锤击管桩应用的地质条件

管桩基础宜用于桩端持力层为较厚的强风化或全风化岩层，坚硬粘性土层，密实碎石、卵石层、砂土、粉土层的场地。不宜用于下列场地：1、土层中含有较多且难以清除的孤石或障碍物；2、土层中含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层；3、基岩上无适宜作桩端持力层的石灰岩地层；4、

“上软下硬，软硬突变”的地层。静压桩机静压机常见的静压桩机分为800型、680型和600型。ZYJ680型静压机极限重压力为680t,但一般取到它的80%，即为544t。静压桩机的组成

静压机的组成

部件

重量

数量运输数量主机52.3t+10.6(夹桩器）1

一车长船20.3t2一车配重梁5.3t2短船16t2

一车压桩油缸5.1t2支腿油缸5.925t4

一车边桩器13.4t1

一车配重7*n

每车7个锤击施工的优缺点锤击施工（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。静压施工的优缺点☆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。预应力砼管桩锤击施工工艺预应力砼管桩锤击施工工艺锤击法施工要点1、合理选锤、重锤低击；2、正确适宜地确定打桩收锤标准；3、桩帽大小要适宜，衬垫软硬要适度，厚度要保证；4、桩身要直，力戒偏打；5、接头焊接质量要保证；6、在较厚的粘性土层中宜连续一次性将桩打到底；7、开挖基坑时应小心谨慎，防止桩身倾斜。施工准备阶段监理控制措施成果文件锤击管桩施工方案审查锤击管桩施工方案、打桩顺序图A-05___方案报审表（H），审查记录施工机械及人员报审检查锤击桩机型号、锤重；施工人员资格及特殊工种人员作业资格A-09主要施工机械/工器具/安全用具报审表；A-08人员资格报审表（W）材料进场:管桩桩尖焊条平行检查管桩外观质量，重点检查管桩外观、管径、壁厚、桩身弯曲检查管桩堆放高度，不宜超过3层，管桩应有防滑措施，不应悬挑检查桩尖型号、钢板厚度检查焊条型号，一般所以402以上型号A-16工程材料/构配件/设备进场使用报审表（W）附件包括：数量清单质量证明文件：合格证及政府监督机构抽检报告自检结果桩位放线复核工程红线或规划轴线、标高，复核桩位Q/CSG表3-BJ2-9工程定位测量记录表打桩机调试验收打桩机械，检查打桩机械制动设备、钢丝绳、桩帽等预应力砼管桩施工工程监理控制要点（一）施工准备阶段锤击法沉桩技术要求：合理选用桩型桩帽或送桩器与管桩周围的间隙应为5~10mm。桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间加设弹性衬垫，衬垫厚度应均匀，且经锤击压实后的厚度不宜小于120mm，在沉桩期间应经常检查，及时更换和补充。桩帽与送桩器应与管桩匹配，并应有足够的强度、刚度和耐打性；桩帽与送桩器下端面应开孔，孔径不宜小于管桩内径的1/5~1/3，应使管径内腔与外界接通。PHC桩及PC桩的单桩总锤击数分别不宜超过2500、2000，最后一米的锤击数分别不宜超过300、250。

预应力管桩质量检验标准

预应力管桩的外观质量表

预应力管桩的尺寸允许偏差及检查方法应符合下表的规定。预应力管桩的尺寸允许偏差及检查方法现场管桩检查场地平整桩位放线桩位放样后的现场采用全站仪进行管桩定位放线附图：不合格桩管桩成型差，管内浮石头不合格管桩标识断桩钢箍空鼓施工阶段监理控制措施成果文件试桩参加试桩，核对设计图纸打桩参数、地质勘察报告Q/CSG表3-BJ2-25锤击混凝土预制桩、钢桩施工工艺试验记录表监理巡视检查记录Q/CSG表3-BJ2-26锤击混凝土预制桩、钢桩施工记录表Q/CSG表3-5.4.20混凝土预制桩施工（打桩）检验批验收记录表桩机就位检查桩机平整度管桩吊装检查管桩吊点设置，防止管桩碰撞造成损坏桩尖焊接检查焊缝质量打桩过程：第一段管桩施打管桩混凝土封底管桩接桩管桩焊接检查管桩垂直度、桩锤落距检查封底混凝土标号、浇筑数量检查上、下两节管桩错口检查上下两节管桩接缝钢板是否清理干净，应使用钢丝刷清理检查焊条型号、焊缝饱满度、夹渣、焊接应3点顺时针同时施焊检查焊接后冷却时间，不应少于8mim最后收锤阶段检查最后三阵贯入度是否满足试桩确定的打桩参数，核对桩底进入持力层与地质勘察报告是否相符成品保护检查冒出地面的管桩是否影响桩机行走，送桩后形成孔洞是否封堵预应力砼管桩施工工程监理控制要点（二）管桩吊装管桩吊桩宜采用两支点吊法或两端钩吊法，分别详见图1、图2，施工时可按图3吊装。管桩试桩管桩试桩通知相关单位（甲方、监理、设计、勘察单位）试桩原则试桩所选桩长比地勘显示长1~2米选择勘察孔附近的桩位（比较有代表性）管桩吊装管桩起吊对中

管桩吊车转运管桩打桩施工过程管桩施打

管桩垂直度控制

管桩垂直度控制管桩接桩焊接管桩焊接接桩

桩头清理管桩接桩高度宜控制在地面以上0.5-1米管桩焊接接桩宜设置3点对称焊接，减少钢板受热产生应力变形管桩焊接头焊缝质量检查管桩焊接焊缝检查管桩焊缝管桩接头铁件防腐

附图爆桩施工阶段监理控制措施成果文件管桩检测：低应变检测高应变检测审查检测单位资质、审查检测方案、召开管桩检测专题会议、全程见证管桩检测参与管桩质量事故处理A-5__方案报审表（H）CF8-管桩检测专题会议纪要管桩低应变检测报告管桩高应变检测报告或管桩静载试验报告监理巡视检查记录管桩分部工程中间验收组织管桩桩基础分部验收召开桩基验收专题会议核查工程资料CF8-管桩中间验收专题会议桩基础分部验收记录分项工程验收记录检验批验收记录消缺记录表预应力砼管桩施工工程监理控制要点（三）管桩低应变检测试验

管桩高应变检测试验

管桩竖向抗拔静载试验管桩竖向静压承载力试验地基及基桩检测指标检测方法检测数量检测时间规范标准预制管桩桩身完整性低应变法建筑物、构架、主变等设计认为重要的部位按每个承台不少于一根，且不少于桩总数的20%抽检。其余部位按其桩总数的20%抽检。14d建筑基桩检测技术规范

(JGJ106-2003)《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）承载力静载试验或高应变法建筑物、构架、主变等设计认为重要的部位，当采用静载试验时，按桩总数的1%，且不少于3根，当桩总数在50根以内时，抽检数量不少于2根；当采用高应变时按桩总数的5%，且不少于5根。其余部位当采用静载试验时，按桩总数的1%，且不少于3根，当桩总数在50根以内时，抽检数量不少于2根；当采用高应变时按桩总数的5%，且不少于5根。砂土7d,粉土10d，非饱和粘性土15d，饱和粘性土25d，桩端为持力层遇水易软化的风化岩层25d。预应力管桩检测要求常见问题及处理方法

1、桩体倾斜

产生原因：（1）施打前未按要求双向校核垂直度。（2）遇有地下障碍物。（3）场地不平整，桩机底盘不稳固水平。常见问题及处理方法

1、桩体倾斜防治措施：

（1）施打前，应按要求在桩机的正方和垂直的管桩侧面双向架设经纬仪或线坠，垂直度满足要求（小于0.5％L）后方可起锤，打入约1m左右再用仪器校核一次桩的中心位置和垂直度，确认无误后方可正常施打。（2）地下障碍物如果较浅，可以先将桩拔出，清除障碍物后，将坑填实填平，重新放点打桩；如果障碍物较深，无法处理，可会同监理、业主、设计院等单位商议解决办法，更改桩位。（3）场地应平整坚实，一般不宜大于9°，符合桩机行走条件。桩机下方应垫好枕木，保持桩机底盘稳固水平。

2、焊缝不饱满，接桩处开裂产生原因：未按规定进行焊接作业，未分层焊接。

防治措施：

（1）接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净，保证连接部件清洁（2）接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴。焊接层数不得少于三层，焊接时必须将内层焊渣清理干净后再焊外一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm。常见问题及处理方法

3、贯入度剧变

产生原因：（1）地质情况不明，地下存在有空洞、溶洞、夹层、古墓等。（2）地下持力岩层起伏大。（3）桩身破碎断裂。

常见问题及处理方法

3、贯入度剧变防治措施：（1）在施打过程中，出现贯入度突然变大的情况，应立即停止施工，会同监理、业主、设计院等单位研究处理，可采取超前钻等方法，先探明桩位处的地质情况，将空洞、溶洞等先用中砂或粘土等填塞密实后再重新打桩，或改用其他形式的基础处理方法。（2）在即将收锤时，遇到贯入度突然加大的情况，一般均因地下持力岩层起伏大导致桩身折断或桩身自自身破碎造成的。这种情况下，采用从桩身内孔吊灯和吊重物检查桩身的完整看是由何种原因造成。①如是因地质起伏大造成的，特别是持力层断面呈斜坡状，则需采用特殊桩尖，采用嵌岩力强的桩尖进行施工。②桩身自身破碎的防治，则需对进场的管桩质量进行检查，采购质量合格的管桩。管桩桩身强度必须达到100％时方可使用。在施打过程中，要控制好总锤击数，PC桩总锤击数不得超过2000击，PHC桩总锤击数不得超过2500击。常见问题及处理方法

4、地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大

产生原因：（1）桩基础密集，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。（2）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。防治措施：（1）采用“植桩法”（先钻孔，钻透硬夹层，将桩插入孔内，打至设计要求）以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。（2）采用开口型桩尖，让部分土体进入桩空腔内，减少土体挤密；同时采用“跳打法”施工，控制每天打桩根数，同一区域内不宜超过12根桩。（3）采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。（4）沉桩期间不得同时开挖基坑，沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定，一般应在两周左右。常见问题及处理方法

5、桩身断裂

桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大。产生原因：（1）桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。（2）桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。（3）稳桩不垂直，打入地下一定深度后，再用走架方法校正，使桩身产生弯曲。（4）两节以上桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。（5）制作桩的砼强度不够，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。常见问题及处理方法

防治措施：（1）施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钻探了解。对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。（2）在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。（3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。常见问题及处理方法

6、桩顶掉角、碎裂

产生原因：（1）预制的混凝土配比不良，施工控制不严，振捣不密实或养护时间短，养护措施不足（2）桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直，桩顶保护层过厚。（3）桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而掉角。（4）沉桩时，桩顶衬垫已损坏，未及时更换。（5）桩锤过大，跳动过高常见问题及处理方法

6、桩顶掉角、碎裂防治措施：（1）桩制作时，要振捣密实，桩顶的加密箍筋要保证位置准确；桩成型后要严格加强养护。（2）沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜使用，或经过修补等处理后才能使用。（3）检查桩帽与桩的接触面处是否平整，如不平整应进行加垫等处理才能施工。（4）沉桩时稳桩要垂直，桩顶要有衬垫，如衬垫失效或不符合要求时要更换。（5）施工时应根据地质条件，桩断面尺寸及形状，合理选择桩锤。并采用“重锤低击”的方法，严格控制桩锤的跳动高度，禁止高起高落。常见问题及处理方法

7、沉桩达不到要求

管桩是以最终贯入度和最终桩长作为施工最终控制，一般情况下，以最终贯入度控制为主，结合以最终桩长控制参数，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。产生原因：（1）勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起伏标高不明，至使设计考虑持力层或选择桩长有误。（2）勘探工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混凝土块等。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准。（3）以新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。常见问题及处理方法

7、沉桩达不到要求防治措施：（1）详细探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高。（2）根据工程地质条件，合理地选择施工方