预应力锤击管桩作业指导书

1、预应力混凝土管桩（PHC-AB-400(95)）施工作业指导书1、目的明确钢筋预应力混凝土管桩的施工工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范预应力管桩的施工。2、编制依据高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准TB10751-2010高速铁路路基工程施工技术指南铁建设【2010】241号新建商合杭铁路工程设计文件3、适用范围及段落划分3.1使用范围适用于商合杭铁路太和东站PHC管桩施工。3.2段落划分 管桩加固区域里程：区间路基及站场路基基底，（DK148+213.59DK148+550.00）计336.41m；（DK149+950.00DK154+314.62）计460.17m；站场140

2、0m（DK148+550.00DK149+950.00）计1400米，共计2196.58m。4、施工工艺4.1施工工艺流程施工准备测量放线管桩分批进场监理验桩监理验收钉木契放桩位试桩桩机就位调整垂直度管桩起吊、对桩位桩顶放置桩垫套桩帽桩帽放锤垫打冷锤2-3击复查桩垂直度接桩正式打桩收锤、测贯入度承载力估算竣工验收4.2施工步骤4.2.1. 施工准备 清表、平整场地: 施工前先用推土机清除原地面表层种植土、耕植土并用重型压路机进行压实。做好场坪排水设施，确保施工场地不集水。测量放样: 技术员根据设计图纸用全站仪放出桩位。测量放出桩位后，用30CM长10钢筋在桩位位置打入土中，钢筋中上部用两道红绳

3、绑扎牢固，留出约10CM长红绳在地面，施工时根据红绳即可找到精确的桩位，以防止错、漏施工。对将要施工的桩位用石灰粉按桩径大小划一个圆圈，桩位放线后的打桩过程中，考虑到土体的挤压移位，在打桩前需对桩位进行复核。4.2.2钻机就位1.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，对局部软土层采用事先换填处理。2.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，移动调整桩机对位、调平、调直。4.2.3 PHC管桩的验收、堆放、吊运及插桩1）、PHC管桩的进场验收PHC管桩进场后，应按照先张法预应力砼管桩（GB13476-199

4、9）的国家标准对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收，并审查产品合格证明文件，把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的PHC管桩清退出场。相关质量检验标准见下表。管桩质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩体质量检验按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范2桩位偏差见规范相关标准用钢尺量3承载力按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范一般项目1成品桩质量外观无蜂窝、露筋、裂纹、色感均匀、桩顶处无空隙直观桩径mm5用钢尺量管壁厚度mm5用钢尺量桩尖中心线mm2用钢尺量顶面平整度mm10水平

5、尺量桩体弯曲1/1000L用钢尺量，L为桩长2接桩焊缝质量连续、饱满、无焊渣 电焊结束后停歇时间min1.0秒表测定上下节平面偏差mm10用钢尺量节点弯曲矢高1/1000L用钢尺量，L为两节桩长3电焊条质量不低于50焊条查产品合格证书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2）、PHC管桩的堆放现场PHC管桩堆放场地应平整，采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫，且支撑点大致在同一水平面上，见下图。当PHC管桩在场地内堆放时，不宜超过4层；当在桩位附近准备施工时单层放置设支垫。PHC管桩堆放按照不同型号、规格分类堆放，避免调运施工过程中发生差错。PHC管桩在现场堆放后

6、，需要二次倒运时，采用吊机及平板车配合操作。L0.21L0.21L二点支垫示意图3）、PHC管桩吊运及插桩单根PHC管桩吊运时采用两头勾吊法，竖起时采用单点法，见下图。PHC管桩起吊运输过程中平稳轻放，以免受振动、冲撞。PHC管桩起吊示意图L0.3LPHC桩起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开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（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；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

7、土中。4.2.4锤击沉桩1）、第一节管桩起吊就位插入地面后应认真检查桩位及桩身垂直度偏差。桩位偏差不得大于20mm。桩身垂直度偏差宜先用长条水准尺粗校，然后用两台经纬仪或两个吊线锤在互为90方向上进行检测，校正后的垂直度偏差不得大于0.5%，必要时，宜拔出填沙后重插。当管桩一插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。2）、管桩施打过程中，遵守重锤低击规则。初打时可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，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、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意

8、尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受权。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。4.2.5接桩将首节管桩压至桩头距地面0.5-1.0m左右高度时停止打桩，开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污，刷至露出金属光泽，然后下放桩身进行对桩。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后，采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点，然后再次进行垂直度的调整，若端头板间隙过大，应加塞铁片，上下截错位偏差控制在2mm内。为减少焊接变形引起节点弯曲，焊接时由两名工人对称施焊，焊缝应连续、饱满

9、，不得有施工缺陷，如咬边、 夹渣、焊瘤等。烧焊至少有两层或两层以上，焊渣用小锤敲掉。焊接完成后，自然冷却5min以上，然后刷涂一层沥青防腐漆后，继续压桩。以后每节管桩均重复以上工序。4.2.6 送桩或截桩当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。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。送桩器上根据测定的局部地面标高，事先标出送桩深度，通过伺候在现场的水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线，详细记录最终压力值。当PHC管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，需要截桩。截桩用专门的截桩

10、器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。送桩完成后，移动调整机械进行下一根PHC管桩施工。4.2.7 成桩检测压桩结束后，需要对桩基进行检测，桩基检测依据相关规范及基桩低应变动力检测规程（JGJ/T93-95）进行。检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖向抗压极限承载力检测。4.3桩帽施工桩顶设C30钢筋混凝土现浇桩帽，设0.6m厚碎石垫层，内铺设两层双向经编土工格栅，每侧回折不小于2.0m，抗拉强度200kN/m，复合地基承载力为350KPa。5、碎石褥垫层施工管桩桩顶设0.6m级配碎石，垫层内铺设两层双向经编土工格栅，每侧回折不少于2m，抗拉强度200KN/m，复合地基承载力350KPa。5.

11、1 施工方法：当一个施工区域内混凝土管桩施工完成并检测合格，现浇桩帽验收合格后，铺设碎石垫层，铺设碎石垫层前要挖除地表土至垫层底面设计高程，并平整。碎石垫层内铺设双层土工格栅，再铺设0.2m厚碎石垫层，碾压密实铺设上土工格栅，填筑其上碎石，碾压密实后施工其上填土，具体方法如下：土工格栅铺设前，先按幅宽在铺筑层划出白线，然后用铁钉固定格栅的端部（每米宽用钉8根，均匀距离固定）。固定好格栅端部后，用铺筑机将格栅缓缓向前拉铺，每铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷格栅铺完，再铺下一卷。以卷长为单位作为铺设的段长，在应铺格栅的段长内铺满以后，再整体检查一次铺筑质量，然后接着铺筑下一段，下一段铺筑

12、时格栅与格栅搭接1015cm,并用铁钉或木楔固定后继续向前进方向铺设第二段。以此类推，操作要求同前。第一层土工格栅铺设完成，填筑碎石至0.2m并压实后，按将土工格栅边缘位置回折2.0m，并及时用级配碎石覆盖，用同样的方法再施工第二层土工格栅。碎石铺筑压实遍数及含水率通过现场试验确定。采用自卸汽车运料填料，推土机摊铺，平地机平整，压路机压实。土工格栅铺设完成后，要尽快填筑上层碎石，避免日光暴晒老化。5.2 施工工艺施工前按照设计要求和高速铁路铁路路基施工技术指南【2010】241号有关规定进行，通过试验来验证上述施工方法的正确性及碾压机械的碾压遍数和碾压行走路线等各项施工工艺参数，取得完整的试验

13、参数资料并报监理单位确认后进行大面积实施。5.3 施工质量保证措施：原材料质量合格与否，是保证施工质量的前提，因此施工前由试验人员按照设计要求对级配碎石和土工格栅的质量进行严格检查，杜绝不合格材料进入施工现场。垫层用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%。土工格栅采用凸点双向经编土工格栅QLS100-100,抗拉强度200KN/m，复合地基承载力为350KPa。施工前进行压实工艺试验，确定施工参数，并报监理单位确认。碎石垫层的压实质量符合设计要求。碎石垫层铺设范围，厚度，顶面高程，横坡的允许偏差按照下表的规定检验碎石垫层检查项目，允许偏差及检验方法序号

14、检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1铺设范围不小于设计值每100米不少于5处尺量2厚度不小于设计值每100米不少于5处尺量3顶面高程-20mm、+50mm每100米不少于5处测量4横坡0.5%每100米不少于5个横断面尺量6、机械设备及施工安排 6.1机械配置区间路基与站场路基以站场为中心划分为两个施工区段两支作业队同时开始施工，每个施工区段拟定投入锤击桩机8台， 16T吊车8台。 6.2工期安排计划每台锤击桩机进度指标按每天2台班完成600米计，8台锤击桩基每天完成4800m，区间路基与站场路基区域内m预应力管桩需要工期3个月，各施工区段的桩位布置图详见图1-1。7、常见的质量问题及防

15、治对策7.1 挤土效应和振动影响原因分析：锤击法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。防治方法：（1）控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，孔径约比桩径小50100MM，深度宜为桩长的1/31/2，施工时应随钻随打；或采用间隔跳打法，但在施工过程中严禁形成封闭桩。（2）控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土

16、深度，宜先长后短、宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；有围护结构的深基坑中的管桩，宜先沉桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的沉桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止

17、水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。（3） 设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。（4） 沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护。（5）控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过长，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生剪切破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处

18、及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。7.2 沉桩时遇到浅层障碍无法继续沉桩原因分析：由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质，导致沉桩时遇到浅部（34M）的老基础、大孤石，较深部（20M左右）的硬塑老粘土和非常密实砂层、沙砾石层等情况无法施工。防治办法：（1） 打桩前应对场地原有建筑情况进行详细了解，并安排进行探桩施工；对浅层障碍物可采用挖土机挖除，当无法操作施工时，可采用钻机将障碍物钻穿，然后在孔内插桩后沉桩，严禁移动桩架等强行回扳的的方法纠偏。（2） 当桩已入土较深，桩无法拔出时，可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后继续沉桩。（3

19、） 选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配，即桩机选型、配重应符合施工要求。7.3 斜桩原因分析：（1）锤击桩机机械维修不及时，如系统漏油导致桩机支撑下滑；（2）锤击桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整坚硬，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移； （3）施工中桩身不垂直，桩帽、桩身不在同一直线上；（4）接桩时桩身、桩帽不在同一直线上；（5）施工顺序不当，导致应力扩散不均匀；尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，使先施工的一边已有孔洞，再施工一面时桩身极易滑动。（6）沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；（7）采用预钻孔法时，钻孔垂直偏差较大，沉桩

20、过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移；（8）桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应；（9）基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土压力，使桩身弯曲变形。防治方法：（1）管桩桩机施工前注意机械设备的维修，以避免影响施工质量；（2）场地要平整坚硬，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，由于桩机及配重达500吨以上，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，必须对施工场地进行局部回填平整，采取必要的措施提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。（3）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节

21、桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪或挂垂球在两个方向上进行校准。（4）尽量减少接桩，接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。（5）制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制。（6）当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断桩，应采取其他措施。（7）采用预钻孔法时，严格控制钻孔垂直度。（8）合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于3倍桩径。（9）桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工，基坑开挖应分层均匀进行，必须加强围护措施，防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩，以确保桩基工程的