预应力管桩施工方法及桩基检测

主要施工方法（以下对静压桩和锤击桩施工工艺均编制，各项目根据自身需求选取，将非本项目的施工工艺删除）施工工艺流程管桩施工工艺流程如下图所示：（项目根据自身需求选用）插图劲性复合桩施工工艺流程插图预应力管桩施工工艺流程引孔（若项目明确无需引孔，通过试桩后也确定场地不需要引孔，此节可删除）插表引孔工艺及控制要点序号内容具体工艺1引孔施工概况根据地质情况,由于场地内挤土效应较明显，成桩前须进行长螺旋引孔，抗压桩引孔深度不小于2m且穿透④砾砂层进入⑤含砂粉质粘土，引孔直径不宜超过桩径的2/3倍，应保证引孔垂直度，垂直偏差不宜大于0.5%，现引孔现压桩，应避免提钻导致塌孔，保证成桩质量，对塌孔严重的区域应采取防塌孔的措施。2工艺流程及注意要点1、引孔前，在桩位标识外6-10m处引两个相互垂直的固定点设两台经纬仪监测塔身导杆是否偏位及垂直，引孔机械就位，使用水准仪观测控制施钻引孔深度至设计标高；2、钻机就位：钻孔机就位时，塔身和钻杆应调整保持垂直，使钻杆垂直对准桩位中心，保持平稳，不发生倾斜、位移，司机室内应挂铅垂并在钻架上刻上明显的进尺位置对照线，由专人进行桩位对中及垂直度检查，合格后方可施钻；3、钻进成孔：调直钻架挺杆，对好桩位，开动机器钻进、出土，达到设计深度后停钻、提钻。钻孔开始时先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，应放缓进尺，以防桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏，钻进时记录每米电流变化及突变位置，以复核地质情况。3引孔质量控制点1、引孔的垂直度偏差要求不超过桩长的0.5%。2、引孔直径应比设计管桩直径小，不宜超过桩径2/3。3、引孔过程中，应根据地质报告，准确控制好引孔深度。4、引孔过程中，若遇浅层大孤石，应立即停止引孔，待安排挖机挖掘后方可继续引孔。4塌孔预防措施1、引孔前应充分降水，以利土体排水固结，减少孔隙水压力，增大成孔有效应力。2、钻进速度应平稳，控制在中档以减少对土体扰动。过慢，钻头对土体扰动加大，过快，土体上下受扰相互作用，易失稳。3、引孔作业和压桩作业应连续进行，以免积水塌孔。4、引孔回钻退出时应及时清理钻渣至场外，特殊原因不能立即打桩时，要用木板盖住孔口，以减少堆土荷载。插图引孔示意图起吊及堆放1、吊运和吊立插表吊运及吊立要求序号分类具体要求1吊运管桩在吊运过程中应轻吊轻放，严禁碰撞、滚落，不宜在施工现场多次倒运。吊点位置一般PHC桩管节长度小于15m，管节吊运宜采用两点起吊，吊点位置如下图所示：2吊立施打前管桩起吊可采用一点起吊，位置距离桩头0.3L处，吊点位置如图所示。2、堆放插表管桩堆放要求表序号要求分类具体内容1基本要求桩运输时的混凝土强度应达到设计强度的100%2场地要求1、打桩现场的桩的堆放场地应坚实、平整，并应采取可靠的防滚、防滑措施；2、堆放前应先用道木铺垫，垫木支点宜分别位于距桩端0．21倍桩长处；采用多支点堆放时上下叠层支点不应错位，两支点间不得有突出地面的石块等硬物；管桩堆放时，底层最外缘桩的垫木处应用木楔塞紧3堆放要求当场地条件许可时，宜单层或双层堆放；叠层堆放及运输过程堆叠时，外径500mm以上的管桩不宜超过4层，堆叠的层数应满足地基承载力的要求。管桩叠层堆放时，应用吊机取桩，严禁拖拉移桩；装卸时应轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，吊运过程必须保持平稳4其他要求现场进桩数量应根据打桩进度安排，避免现场二次翻桩倒运以防止桩体损坏。插图管桩堆放示意图水泥搅拌桩外芯施工（此节为劲性复核桩的水泥搅拌桩外芯施工内容，对于非劲性复合桩项目，需删除此节）；劲性复合桩内芯通常采用静压施工工艺。插表水泥搅拌桩施工工艺序号步骤具体工艺要求1场地处理开工前对施工区域地下障碍物进行清除，设备进场前对场地进行整平压实处理，在桩机行走路线上铺设不小于2mm厚的钢板，避免桩机在施工过程中因地面沉降倾斜，影响外芯搅拌桩和内芯管桩垂直度。2测量放线1、根据设计图纸编制桩测量定位图，并保证轴线控制点不受打桩时振动和挤土的影响。2、根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10-20根桩位，在桩位中心点地面上打入一支φ8长30-40cm的钢筋，并用红油漆标示。3设备就位在搅拌桩钻杆上面做好孔深标尺刻度线，设备检测合格后才能投入使用，设备就位后确保设备周正、水平、稳固。垂直度偏差控制在0.5%以内，钻头中心位置与设计桩位的位置偏差不大于10mm。4制备水泥浆严格按照设计要求的参数制备水泥浆，在施工现场搭建拌浆施工平台，在开机前按设计要求进行水泥浆液的搅制，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。本工程水泥标号XXX、水泥掺量XX%、水灰比X:X，制备时采取防止浆液离析的措施，并安排专人负责抽查浆液质量。对于配置完成超过2h停滞时间的水泥浆，严禁投入使用，必须进行作废处理。5钻进成桩1、水泥土搅拌桩施工深度范围内，钻杆全部采用十字刀片，在钻进前，先试送浆，检查送浆管路是否漏浆，送浆泵是否工作正常；2、启动电机开始施工，开钻时，钻头对准桩位点后，启动钻机下钻，刚接触地面时，钻进速度要慢，下钻速度要平稳，严防钻进中钻机倾斜错位，施工过程中要用经纬仪校正垂直度（≤0.5%）。4、在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，喷浆压力不宜小于10MPa，喷浆流量＞150L/min，喷嘴直径3mm，下沉速度不大于0.5～1m/min，提升速度不超过0.8m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。5、钻进至桩底后进行反复喷浆搅拌施工，提升时边注水泥浆边搅拌施工，待水泥浆喷射完毕且搅拌钻机提升、钻进时电流接近空载电流后，边搅拌边提出钻杆。6内芯施工水泥土搅拌桩注浆完成后，搅拌桩机移至下一孔进行施工，静压桩机/锤击桩机就位，进行沉桩施工准备工作。锤击施工要点及控制插表锤击施工要点及控制序号要点具体内容1桩机就位由于锤击桩机身自重较重，对场地要求硬化程度高，需确保场地硬化程度能够确保桩机不沉机及桩机行走时不对桩位进行破坏走位。锤击桩机机身较高，对场地平整度要求较高，场地坡度一般不能大于15°，场地单位面积压实度不应低于20Mp/㎡，根据现场实际情况加设钢板垫或铺设砖渣。2桩帽及垫层1、桩帽应有符合要求的强度、刚度和耐打性；2、桩帽套筒应与施打的管桩直径相匹配，桩帽下部套桩头用的套筒应做成圆筒形，圆筒形中心应与锤垫中心重合，筒体深度应取350mm～400mm，内径应比管桩外径大20mm～30mm，严禁使用过渡性钢套，用大桩帽打小直径管桩；3、打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm～150mm，且应在打桩期间经常检查，及时更换或补充；4、桩帽上部直接接触打桩锤的部位应设置锤垫，锤垫应用竖纹硬木或钢丝绳制作，其厚度应为150mm～200mm，打桩前应进行检查、校正或更换。3控制要点1、桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5～10mm；2、锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫；3、桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；4、桩插入时的垂直度偏差不得超过±0.5%；5、首节桩插入时，应认真检查桩位及桩身垂直度偏差﹐校正后的垂直度偏差应为0.5%；6、当管桩沉入地表土后就遇上厚度较大的淤泥层或松软的回填土时﹐柴油锤应采用不点火空锤的方式施打；液压锤应采用落距为200mm~300mm的方式施打；7、管桩施打过程中，应重锤轻击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度；8、在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩，应将每根桩一次性连续打到底，减少中间休歇时间；9、管桩内孔充满水或淤泥时，桩身上部应设置排气(水)孔;10、每根桩的总锤击数及最后1m沉桩锤击数应进行控制，预应力高强混凝土管桩总锤击数不应超过2000击，最后1m沉桩锤击数不应超过300击。插图锤击桩机工作示意图静压施工要点机控制插表静压施工要点及控制序号要点具体内容1桩机就位在对施工场地内的表层土质试压后，确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷，对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全、正常后，按照打桩顺序，对于压桩机，通过起动纵向和横向行走油缸，移动调整桩机对位、调平、调直，就位后应精确定位，采用线锤对点，锤尖距离放样点不应大于10mm，将桩尖对准桩位；开动压桩油缸将桩压入土中1m左右后停止压桩，调正桩在两个方向的垂直度。第一节桩是否垂直，是保证桩身质量的关键。3控制要点1、用钢丝绳绑住桩身单点起吊，单吊点位置应在距桩顶0.3倍桩长处，小心移入桩机，然后调平桩机，开动纵横向油缸移动桩机调整对中，同时利用相互垂直的两个方向的经纬仪检查垂直度（在距桩机约20m处，成90°设置经纬仪各一台），垂直度偏差控制在1%以内（第一节桩垂直度偏差不得大于0.5%），条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。2、通过桩机导架的旋转、滑动进行调整，确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩，每根桩应一次性连续沉桩，最后一节有效长度不应小于5m。3、通过夹持油缸将桩夹紧，然后使压桩油缸伸程，将压力施加到桩上，压入力由压力表反映。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照地质资料进行分析，看是否遇到障碍物或产生断桩情况等。4、第一节桩入土30～50cm后检查和校整垂直度，垂直度控制在0.5%以内，开动压桩装置，严格记录压桩时间和各压力表读数。插图静压桩机工作示意图桩尖焊接与接桩插表桩尖焊接要求桩尖焊接1、采用二氧化碳保护焊对称满焊。2、桩尖焊接前清理干净桩端的泥土杂物，采用钢丝刷清理，尽量避开淤泥层。3、焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4～6点，施焊宜由两个焊工对称进行。插图十字型闭口型桩尖图示插图开口型桩钢尖示意图插图锥形闭口型钢桩尖示意图插图十字型桩尖焊接示意图插表接桩施工工艺及要求序号分类具体内容1机械连接接桩工艺采用机械呲合接头连接；桩端端头板和接头连接槽及连接销，按现行企业产品标准选用。接头端板、桩套箍，材质为碳素钢Q235；连接销、钢销板材料经热处理及度锌处理，材质为优质碳素钢45；接头盒的材料经镀锌处理，材质为优质碳素钢08；端板、在套箍采用0235，其性能应符合以下标准：GB/T699-2015、GB/T700-2006及GB/79799-2011。防腐处理：连接槽满涂沥青涂料、端头板满涂沥青材料，用电焊封闭上下端板贴合面，上下端板预留部口。插图机械接头大样2焊接接桩工艺一般采用电焊接桩，焊接宜在桩四周对称地进行，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，焊缝应连续饱满；焊好后的桩接头应自然冷却后方可继续锤击，自然冷却时间不宜小于下表要求；严禁采用水冷却或焊好即施打。工程中尽量减少接桩，任一单桩的接头数不宜超过3个，避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于持力层时接桩，接头做法如下图插图焊接接头大样3接桩施工保证措施1、接桩时，一般在距地面0.5~1m（机械接头为1.0m~1.5m）左右时进行；下节桩的桩头处宜设导向箍：接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm；接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲打；节点折曲矢高不得大于l‰桩长。2、雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施；冬季低温焊接时，应采取围蔽及保温加温措施。防腐处理：连接槽江半满沥青涂料、端头板满涂沥青材料，用电焊封闭上下端板贴合面，上下端板预留部口。3、本工程接桩采用焊接接桩时，接桩时宜将下节桩压至桩顶距离地面0.5～1.0m处，吊上节桩，使上、下桩对中，使之同心不发生偏移，同时调好垂直度，接桩上下节错位不宜大于2mm；4、接桩采用焊接接桩法参照12ZG207-P21，焊接接头应涂刷防腐剂，焊接时采用两台焊机对称进行，焊缝应连续饱满，施焊完毕后需冷却后方可继续施压，严禁用水冷却或焊好即压，当风雨天作业时，应做好遮风挡雨的保护措施，焊条应保持干燥、焊缝严禁沾水。插表自然冷却时间表锤击桩静压桩采用二氧化碳气体保护焊8634焊接其他保证措施焊接接桩所采用的焊机、焊条、电流、工艺、质量等要求应符合《钢结构焊接规范》的有关规定。焊接前先确认管桩接头是否合格，上下端板应清理干净，坡口处应刷至露出金属光泽，并清除油污和铁锈。焊接接桩应符合下列规定：1）宜先在坡口周围对称点焊4～6个点，待上下节桩固定后拆除导向箍，再分层对称施焊。2）焊接可采用手工电弧焊或二氧化碳气体保护焊。焊接层数为三层，且逐层进行。内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层，焊缝应饱满连续，且根部必须焊透，焊接质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》的有关规定。插图焊接节点图插图焊接接桩示意图插图机械连接接头示意图送桩插表送桩控制要点序号送桩分类具体内容1锤击送桩控制1、当柱顶打至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后应及时送桩；送桩的最后贯入度应参考相同条件下不送桩时的员后贯入度并修正；2、最上面一节桩的端板应套上防土桩帽，柱帽用1mm～2mm的薄钢板焊成，薄钢板上应开孔，保证管桩内腔与外界连通。合格后方可送桩，送桩作业应连续进行；3、送桩后遗留的桩孔应立即回填或覆盖；2静压送桩控制1、送桩器与桩顶的接触面应平整，并与送桩器中心轴线垂直。送桩器与桩顶的接触面间应加衬垫，防止桩顶压碎。衬垫需经常更换，送桩器与桩顶接触面应密贴；2、送桩前应测量桩的垂直度，并检查桩头质量。3、送桩前，管桩露出地面高度应为0.3m～0.5m。最上面一节桩的端板应套上防土桩帽，柱帽用1mm～2mm的薄钢板焊成，薄钢板上应开孔，保证管桩内腔与外界连通。合格后方可送桩，送桩作业应连续进行；3其他送桩注意事项1、最后一段送桩前，桩顶应盖模板或焊铁皮封住管口，避免送桩后孔壁土落入孔内。2、图纸内标高标注为地下室底板电梯井、集水井、降板等区域的板标高，对于该部分区域的桩，在施工前应提前统计并相应编号，参考电梯井、集水井承台大样图，板顶标高减去板厚得到防水层标高，桩顶高出防水层100mm，计算得到对应桩的相对标高，复核地面标高后计算送桩深度再进行施工。4特殊区域说明(项目根据自身情况把特殊区域补充到此)对于北侧降板放坡处桩顶标高，应根据设计图纸中放坡处桩顶标高示意图按比例计算，现场根据对应桩号计算的桩顶标高，复核地面标高后得出送桩深度再进行施工。放坡示意图如下：（根据项目自身特点调整）插图放坡处桩示意图收桩标准插表送桩控制要点序号类型具体内容1锤击终止标准1、本工程应优先以设计桩长控制终止锤击条件。2、最后贯入度应根据沉桩工艺试验并结合桩基施工单位经验确定。2静压终止标准1、应根据现场试压桩的试验结果、沉桩工艺试验情况、压桩动阻力、静载荷试验等因素确定终压标准并满足设计要求的桩长和持力层刺入深度；2、终压连续复压次数应根据柱长及地质条件等因素确定﹐对于入土深度大于或等于8m的桩，复压次数可为2～3次,不得任意增加复压次数；3、稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间应5～10s。截桩插表截桩流程及控制要点序号工艺及控制点具体内容1土方开挖使用挖掘机从基础一侧开始挖土，挖土深度以设计要求标高，桩侧预留300mm保护土，挖出一个承台后，将桩头周围的土方尽量清净（注意挖土机不得碰撞桩头）2弹线控制根据已经做好的现场高程控制点，将其用水准仪引入到基坑，逐一测出桩头位置标高，在桩身上用红油漆划上醒目标记，再采用墨斗进行弹线，沿桩身做好一圈控制线，作为截桩标高控制线。3验线复核由测量人员和技术人员，对截桩标高控制线进行复核，桩顶标高应满足设计要求的桩入承台长度，对每个不同标高的桩，首次截桩前必须通知技术人员和测量人员复核后才能进入下一步工序。4截桩掏桩间土、弹线、验线工作完毕后进行截桩工作，截桩用手提式圆盘切割机按照所弹桩顶标高线进行切割。切割时需将桩管外壁切透，以防桩头倒下时破坏下部桩体，如果没有切透管壁，要依据原锯缝进行二次切割，直至将管壁切透。5其他要求1、严禁用大锤、钢钎等工具强行将没有锯透管壁的桩头砸倒；2、截下的桩头必须倒运至基础结构施工区域以外；3、截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm。灌芯与接桩插表截桩流程及控制要点序号工艺及控制点具体内容1灌芯流程施工准备→钢筋加工→钢筋笼制作→托板焊接→钢筋笼验收→管桩清孔→清孔检验→放置钢筋笼→混凝土灌芯→养护。2钢筋笼制作严格按图纸所给的尺寸加工钢筋。锚固连接筋的长度和箍筋必须按设计要求施工。钢筋加工的误差要在规定范围内，保证钢筋的绑扎间距且平整顺直。3管桩清理钢筋笼下放前需将管桩内的淤泥等清理干净，方可下放钢筋笼，具体清理方法可采用水泵冲刷或泥浆铲清挖4放置钢筋笼钢筋笼采用塔吊吊装或人工放置，定位筋与桩顶钢板焊接必须由经过专业培训并取得上岗资质的人施工，定位筋应在桩顶分为6等份。5混凝土浇筑混凝土浇筑须填写钢筋隐蔽验收和混凝土浇筑令，经业主和监理单位签字同意后，方可进行混凝土灌芯浇筑。插图不截桩桩顶、截桩桩顶与承台连接详图插图接桩桩顶与承台连接详图桩基检测静载检测概况1、检测项目：单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验（1）单桩竖向抗压静载试验检测数量不应少于在同一条件下桩基分项工程总桩数的1%，且不应少于3根，当工程桩总数小于50根时，不应少于2根；（2）单桩竖向抗拔静载试验检测数量不应少于在同一条件下桩基分项工程总桩数的1%，且不应少于3根；当工程桩总数小于50根时，不应少于2根。2、受检桩身强度：静载桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试件强度达到设计强度。PHC桩静载试验参数桩编号桩径(mm)有效桩长(m)单桩竖向极限抗压承载力标准值(kN)单桩竖向极限抗拔承载力标准值(kN)桩身混凝土强度XxxXxx注：本表中静载荷试验参数适用于槽底静载荷试验，在地面试验时总包应测量并记录相应桩号桩顶标高，考虑空桩段影响，静载荷试验参数应在试验方案确定后进行相应修正，检测方案应在业主、监理、总包、设计确认后方可实施。静载检测现场准备1、检测桩作业事项：（1）抗压检测试验将在桩基施工完成并到达休止期条件后再进行检测，当无成熟的地区经验时，休止期不应少于下表规定的时间。插表休止期时间土类别休止时间（d）砂土7粉土10黏性土非饱和15饱和25（2）制作桩帽，桩帽及桩芯采用自密实C50混凝土并加早强剂浇筑，以尽快达到C40强度开始试验。桩帽钢筋笼与管桩外露钢筋焊接牢固，桩帽镶套桩顶约300mm，规格其大小参数及配筋详见下图：（项目根据自身是否需要做桩帽删减）插图静载试验桩帽制作示意图插图堆载法抗压检测桩场地示意图插图抗压检测示意图（2）抗拔检测试验作业置于土方开挖至坑底完成面，若采用桩身抱箍检测设备则桩顶需高出地面约40cm，以减少后续检测时开挖深度；采用拉锚式检测设备则桩顶齐平作业面，桩芯回填采用自密实C50混凝土并加早强剂浇筑，以尽快达到C40强度开始试验。插图抗拔检测桩场地示意图（抱箍式）插图抗拔检测桩场地示意图（锚具式）2、检测桩试验方法：应根据设计要求、场地情况、利于试验的原则确定，此方案仅为施工计划，目前检测均按堆载法考虑，即采用荷载块作为反力装置，试验构件由检测单位设计。3、试验检测20m范围内停止挖土、运输等施工作业，且设备安装地面根据土质情况，应对试验场地进行处理，处理方式为换填混凝土碎块、砖渣并压实。试验场地应以桩为中心留置4m×15m场地（抗压12m×12m），并在支墩下方做换填处理，换填深度可采取40cm（以现场检测单位要求为准），加铺设混凝土碎块、砖渣及加设钢板垫，以保证地基有足够承载力。4、对试验场地进行降水处理，降水能力不足导致有积水的情况，采取挖坑明排措施，并在周边10m左右的位置做集水后用污水泵抽水排出。5、现场电源满足设备运行及照明，应