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PHC管桩锤击法施工工艺及质量控制

PHC管桩锤击法施工工艺及质量控制

进入专业的施工队伍负责施工PHC管桩，先做试桩，根数按总量的1%取并不小于2根。选择靠近地质钻孔处也就是代表性地质的地方。通过试桩获取合理的工艺参数和机械组合，以便指导后续大面积施工。

PHC管桩施工工艺流程图

施工现场配备施工员1人，安全员1人，质检员1人，施工工人5人，管理人员7人，材料人员1人，共11人。

拟定采用锤击法沉桩GB／T 39185-2020标准下载，步骤如下：

⑴试桩施工前再次逐根检查，即检查混凝土桩有无严重质量问题，对管桩两端清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，清刷干净。

选择桩锤时，充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量

必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。鉴于本工程有软、硬两种土层，故选用蒸汽锤，锤重3t，先通过试桩试验再作锤重调整，以通过地基承载力计算指导后期大面积管桩施工。

桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用D—308S型磙筒式桩架，其最大特点是移动灵活，使用方便，运行机构为磙筒，对路面要求比较低。  ⑷施工顺序和桩位测设  根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设，并提前进行平面定位和高程复核以及控制点复核。

先从控制点用全站仪根据设计施工图提供的管桩控制坐标直接测设出主点，然后利用经过标定的钢尺确定各墩位轴线控制点的位置，然后利用轴线控制点用经纬仪配以钢尺（经检定合格）丈量，逐一测放出每个桩的实际桩位，经员复核后，最后由监理核查认可。

按照审定的桩基施工总平面布置图进行检查。已经检查合格的桩应按照配桩表分别进行编号，且在桩身上划出桩深刻度线。

现场堆放场地要平整、坚实，垫木间距依吊点位置确定，堆放层数不得超过三层，不同规格的桩必须分开堆放。

管桩堆存设计两个支点(图1)，其吊点符合图2所示的位置要求。管桩堆存需要使用软垫(木垫)。管桩起吊运输中要防止振动、冲撞。

卸桩时采用两点吊，可先将桩身吊起0.2~0.3m，检查机身稳定性、制动器的可靠性和吊具的牢固性，确认一切状况良好后，再缓慢起吊、转向，下降时必须低速轻放，避免桩身受损。

管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间尽量长些，混凝土强度达到设计强度等级标准值(因为在工厂制造，按100％的设计强度等级标准值出厂)，现场堆存一定量的桩，按“先进场桩先打”的原则，满足管桩的强度要求。

⑺桩基轴线和样桩的定位点，设置在不受沉桩直接影响的地点，并在施工中定期做好系统的检查，定位点需要移动时，先检查其准确性，并做好测量记录。

⑻认真做好每根桩基的测量放样记录，并及时提请监理复核，复核手续及时、完善，经监理复核通过后再施打。

⑼为了有效控制桥台接坡的不均匀沉降，桥台锥坡部位的桩基待填筑完毕后再进行沉桩作业。

各个承台打桩流程，根据各个承台桩位的具体布置形式，沉桩顺序由一端向另一端连续退打进行，但当桩基平面尺寸比较大或比较小时，采用由中间向两端或四周的沉桩顺序进行。

桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时正确安放。第一节管桩插入地下时，尽量保持位置方向正确。开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向(互成90°)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。

因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度。在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不中断，以免难以继续打下。

①接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1—1．2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行；施焊第一层时，适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用ф3．2或ф4．0的E4320型焊条，第二层以后用ф4．0—ф5．0的E4320型焊条，保证焊接质量。焊接保证不少于三层以上并及时将焊渣清除干净。

②上、中、下节桩焊接时，采用小电流焊接，最大限度的避免因焊接温度过高而影响砼结合部的强度。

③上、中、下节桩对接检查合格后，先进行定位点焊，点焊时所采用的焊接材料与正式施焊时相同，点焊如有缺陷及时铲除。

④焊接前，将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊接时，焊接件表面保持清洁。

⑤焊接完成后，由项目部质量员检查合格后，请监理检查。检查合格后，保证冷却5分钟后施打。

⑥上、中、下节桩对中，不偏斜，（二台经纬仪控制）按图施工，误差在两节桩之间出现间隙，采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采取防风措施，减少焊接变形，焊缝连续饱满，并确保规定的焊缝长度。

⑦打桩时详细、准确地填写打桩记录。特别注意最后贯入度，即最后50cm桩长的锤击高度及桩的贯入度。

(4)送桩 为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，　　　　　长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲　　　　击力有效地传到桩上，并能重复使用。

按规范要求，贯入度按以下原则控制：最后三击，每击10锥，每击下沉量不超过3cm即可收锥。当贯入度已达到控制贯入度，再锤入10cm左右或锤击30～50击，如无异常变化时，说明不是遇到障碍物等情况，此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。若桩尖标高与设计规定标高相差过多时，需要考虑桩的侧向稳定是否足够，与设计等部门研究确定。

为防止桩上浮和附近的桩上浮，锤击时将桩锤停留在桩头时间长一些。

停锤标准按符合设计标高控制为主，以贯入度控制为辅的原则。

为了获得合理的施工工艺和控制标准，对照地质资料，选择最不利位置做试验桩，以指导后续大面积开展施工。

为了核对地质资料，检验所选用的设备机具的技术性能及施工工艺是否能满足设计要求。

沉桩的停锤控制以贯入度为参考，若数据无法满足设计要求时，应会同有关部门一起商量，采取相应措施。

按设计及有关标准，采用慢（快）速维持荷载法进行。

⑴桩在打入前，在桩的侧面画上标尺，以便在沉桩时记录入土深度。

⑵沉桩时采用桩与锤相适的桩帽和弹性垫层，并及时更换被打击密实失去弹性的垫层。

⑶桩锤、桩帽和桩身要控制在同一轴线上，桩的垂直度偏差小于L/100，可采用2台经纬仪成90°角跟踪观测控制。

⑷每墩的沉桩顺序，一般情况由一端向另一端进行退打。

⑸桩长配置上尽可能减少焊接接头。相邻的接头位置相互错开，同时，在一个桥墩（台）中同一水平面内的接桩的数量不得超过该基础桩基总数的50%。

⑹起重机配合打桩机喂桩时，注意与打桩机之间操作的协调性，切忌忽快忽慢，剧烈晃动。

⑺下节桩插好后将锤压向桩顶，此时应缓缓地沉入土中，如遇地表土松软，切勿立即解脱吊桩钢丝绳，将桩尖均匀缓慢的沉入土中的同时，逐渐放长吊锤和吊桩钢丝绳，与此同时检查桩锤、桩帽和桩身中轴线是否一致，并检查桩的平面位置有无移动，以便及时纠偏，如一切妥当，再开锤施打。

⑻刚开始由于桩身入土浅，露出地面高，贯入度大，严格控制桩锤冲击能，可用“落锤”方法施打，或减少进油量，减低落锤高度，以后视桩的沉入性能，按重锤轻击原则适当逐步加大冲击力。

⑼桩的停打条件以桩尖标高控制为主、以贯入度控制为辅，标高以现场架设的水准仪实测数据为准。停打后，桩尖高程偏差允许值为±100㎜。

⑽沉桩过程中由专人负责填写沉桩记录表，记录要求及时、准确、尤其注意最后50cm的贯入度。

⑾沉桩时遇有异常情况应及时停止，会同有关部门研究处理并采取相应技术措施后继续施打。

⑿未经有关部门同意，不得任意改变沉桩入土深度。若下沉贯入度过大或过小时，每根桩锤击次数1500次左右，超过后应报监理研究解决。若无特殊情况，每根桩的施打与焊接应在一个班次内连续完成作业。

6、试桩装置和加载时间

竖向静载荷抗压试验采用锚桩横梁反力装置。整个加荷利用电动油泵带动2台油压千斤顶加荷，用荷重传感器、荷重显示器和0．4级精密油压表显示荷载，电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降值，计算机采样、记录、整理和打印数据。

为了贯彻“百年大计、质量第一”的原则，确保桩基工程的动测质量，根据实际情况，结合本工程特点，对沉桩进行下列要求的测试。

⑴被检测桩应在达到地基土有关规范规定的休止期后施测。

具体的桩基检测要求将依照有关规定结合业主的要求进行，并委托有相关资质的检测单位进行检测，出具检测报告，桩基检测过程中我们将积极协调配合，确保桩基检测的顺利进行。

按验收质量标准要求事项进行验收，同时检查桩头损坏情况，对桩头严重打坏的桩责令施工单位进行修补。试桩的桩顶如有破损或强度不足时，将破损和强度不足段凿除后，修补平整。

1＞大应变试验，试桩数量不宜少于总根数的5%，并不少于5根或者设计要求。

2＞小应变试验应按总根数的20%，并每一墩台至少不少于1根测试或按照设计要求

主线做静载试验，频率按总数量1%并不少于2根。

检查3个断面(每批检查10%)

空心桩空心(管芯)直径

空心(管心管桩)中心与桩中心偏差

桩尖对桩的纵轴(mm)

桩纵轴线弯曲矢高(mm)

0.1%桩长，且不大于20

沿桩长拉线量，取量大矢量

桩顶在与桩纵轴线倾斜偏差(mm)

1%桩径或边长，且不大于3

用垂线测量，抽检10%

接桩处接平面与桩轴平面垂直度(%)

桩顶外伸钢筋长度(mm)

 打桩原始记录和周围建筑物观察

在沉桩最后如果打入桩长已经达到设计长度而未达到承载力要求，或已经达到承载力要求而打入桩长未达到设计要求，报请监理和设计现场研究、解决。

沉桩控制将采取双控，即打入深度和贯入度控制。

打桩过程中详细观察周围建筑物沉降或上升情况，在建筑物上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。

PHC管桩与桩帽连接技术

现场堆放时场地坚实、平整，按二点支法设置垫木，支点位置如图1、偏差控制±20cm。管桩在柴油打桩机附近存放，单层放置，且设支垫。在距柴油打桩机15m以上存放时，不超过3层(D500～D600mm)，底层要设支垫。

单节管桩吊运采用两头钩吊法，竖起时采用单点法，如图2。多节管桩焊接后的吊运和起竖要重新计算最佳吊点位置和吊点数量。

管桩施工时，在桩机正面和侧面按正交方向分别架设经纬仪，控下桩垂直度，整桩垂直度偏差不得大于1/200L（L为桩长），对于首节桩施工，要特别注意，发现偏移或倾斜时，及时校正。

由于环形截面对于偏心受压较为敏感，在施工过程中，最大限度避免偏心施压或偏心锤击的产生。

锤击法打桩(送桩)施工时，桩头和桩帽(送桩器)之间使用厚度不小于120mm的竖纹硬质木或硬纸板垫层，并及时更换。

采用手工电弧焊或粉芯焊丝自保护半自动焊，焊缝应连续饱满，焊接后至少应冷却5分钟再继续施工。

试验设备安装稳定牢固，加载时不产生倾斜或偏心，千片顶垫层座与试桩顶全部按触贴合，均匀受力。若试桩桩顶经过砍桩处理，采取在桩内壁浇注砼或桩头用钢套箍加固的方法加固桩顶，其顶面处理平整。

（1）勘测资料误差较大或勘测精度不够，未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。

（2）持力层变硬，沉桩时难以继续打入。或持力层变软，沉桩时贯入度太大，还要继续沉桩。

（3）打桩机械与设计桩长及持力层性质不匹配。打桩机能量小，使本来还可继续打入的桩而被迫终止；或打桩机能量太大，使本来已满足贯入度要求的桩还能继续打入。

（1）查清原因。首先从分析勘测资料入手，在持力层起伏变化较大处补充勘测。重要位置布置钻孔查清持力层深度和性质。

（2）现场试桩时根据试桩情况确定终止打桩的标准。实行“双控”既控制桩长又控制贯入度。对摩擦端承桩，以贯入度为主，桩长为副。锤击式桩机，贯入度受锤重和打桩机械的影响较大，加以注意。

（3）设计单位根据试桩资料及时调整桩长，并通知管桩生产厂家，及时调整每节桩长与桩身匹配。

（4）如因打桩机械能量太小或太大，无法与桩长及地质条件相匹配，立即更换打桩机。

（5）对露出地面的桩应截桩。截桩采用人工凿桩，方法是先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧，然后沿钢箍上缘凿沟槽，再行扩大截断，钢筋用气割法切断。严禁使用大锤硬砸。

（6）短桩需要用高标号砼接桩。

桩在沉入过程中，桩身垂直偏差太大（规范规定，垂直偏差不得超过桩长的0.5%）形成斜桩。据有关资料介绍，倾斜偏位超过25cm的管桩，承载力就会明显不足。

（1）采用锤击式打桩时，桩不垂直，桩帽、桩锤及桩不在同一直线上。

（2）沉桩时遇到大块坚硬障碍物，如老基础、古河道石驳勘、大块石等GB3836.2-2010爆炸性环境用防爆电气设备 第2部分-隔爆型”d“，把桩挤向一侧，发生偏斜。

（3）桩布置得过多过密、沉桩时产生的挤土效应，将原先已打入的桩上抬或挤斜。

（4）接桩时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。

（5）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，引起桩顶偏位。

（1）场地要平整坚硬，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。

（3）为控制好桩身垂直度，重点应放在打第一根桩上，桩锤、桩帽或送桩杆和桩身同一中心轴上。桩插入时的垂直度偏差不得超过桩长的0.5%，沉桩时，在距桩机20米左右处，成90度方向设置经纬仪各一台加以校准。初打时轻，待桩身稳定后，再按正常落距锤击。

（4）沉桩时就发现桩不垂直立即纠正。必要时CJJ 95-2013：城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程（无水印 带书签），把桩拔出重打，不能凑伙了事。桩打入一定深度后发现桩身发生严重倾斜时，不能采用移动桩架来校正，以免把桩折断，采取其他措施。若无法纠正，将该桩作为废桩处理。

（5）合理布置桩位。桩与桩中心距宜大于4d（d为桩经）。