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静压管桩施工要点

近年来，静压高强预应力混凝土管桩，以其单桩承载力高，施工方便工期短，造价低穿透力强，有利环保，保障安全，文明施工的特点在我市得到了广泛的应用，下面就学习规范和工作实际谈谈对规范的认识和体会：
一、预应力管桩分锤击贯入法、静力压入法和引孔压桩法
二、几个术语及符号
1、管桩基础：由打（压）入土（岩）层中的管桩和连接于桩顶的承台共同组成的（构）建筑物基础。
2、锤击贯入法：利用打桩设备的锤击能量将桩沉入土（岩）层的施工方法。
3、静力压桩法：利用静载将桩压入土（岩）层的施工方法。
4、引孔压桩法：预先用钻机在桩位处钻孔，然后将桩体放入孔内，在用压桩机施压的作业法。
5、单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适继续承载的变形时所对应的最大荷载。
6、单桩竖向承载力特征值：荷载试验中单桩允许变形所对应的压力值，其最大值不得大于单桩竖向极限承载力的二分之一。
7、终压力值Fze：达到终压控制标准而终止压桩时的最后压桩力。
8、复压、静压桩施工终压后，经间隔一段时间再次施压作业法。
9、填芯混凝土：灌填在管桩顶部内腔的混凝土，一般采用微膨胀砼。
10、管桩桩身结构竖向承载力设计值。
三、关于管桩的规格和质量
管桩规格
1、按砼强度及壁厚：
预应力高强砼管桩PHC 砼≥C80
预应力砼管桩P C C80≥砼≥C60
预应力砼薄壁管桩 PTC C80≥砼≥C60
PHC、PC桩壁厚一半为70-130 ,大直径壁厚可达150mm
2、按抗弯性能及砼有效预压应力值分为A型、AB型、B型、C型
3、薄壁管桩由于耐久性和抗裂性较差，不宜在我省使用，宜选用PHC桩或PC桩，桩基础设计等级为甲级的桩基应选用PHC桩。
管桩质量：
1、尺寸允许偏差附录D壁厚+20 /0，桩身弯曲度≤L/1000
2、管桩的外观质量应符合附录E
表面裂缝：不允许出现环向和纵向裂纹。内外表面露筋：不允许。管桩的砼强度必须达到设计要求，常压蒸汽养护应满10小时后再进行高压蒸汽养护，龄期亦应满10小时。
四、关于岩土工程勘察报告
1、勘察应按初步勘察和详细勘察两个阶段进行，当建筑平面布置已确定，且场地附近有岩土工程资料时，可根据实际情况直接进行详细勘察。
2、详细勘察报告宜包括以下内容1-15条
3、注意查看地质报告地下水或土对管桩的腐蚀性，工程勘察时，应取水试样或土试样对管桩进行腐蚀性试验。
五、关于管桩基础设计
根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用程度，将桩基基础设计分成三个设计等级，甲级、乙级、丙级。
管桩的选用原则
1、PHC桩、PC桩适用于非抗震和抗震设防裂度6度、7度、8度地区，对于8度地区或不良场地上的重要建筑需提高设防烈度8度设计时，应根据建筑物情况及桩基实际受力状况，按所选桩型的各项力学指标加以选用并采取相应的构造措施。
2、设计等级为甲级的桩基应选用AB型或AB型以上的且产品质量等级为一等品或优等品的PHC桩；不得使用A型桩，10层（含10层）以上高层建筑宜选用AB型或AB型以上且产品质量为一等品或优等品的PHC桩。
3、抗拔桩除桩接头应用特殊的措施外应选用AB型或AB型以上且产品质量等级为一等品或优等品的PHC桩，不得使用A型桩。
4、在地下水、地基土对砼，钢筋有弱腐蚀性环境下应用的管桩基础，应选用AB型或AB型以上且产品质量等级为一等品或优等品的PHC桩
5、在地下水、地基土对砼、钢筋有中等腐蚀性的环境下应采用管桩基础，应选用管径Φ≥400，保护层较厚的AB型或AB型以上且产品质量等级为优等品的PHC桩，（并应符合本规范5.3.6条）其接头宜采用机械快速接头，连接销和连接盒内应涂上防腐漆；外加电焊封闭；设计等级为甲级的基础工程宜采用电焊封闭的封闭型桩尖。
6、在地下水、地基对砼、钢筋有强腐蚀的环境下应用的管桩基础，除接头等应采用防护措施外，应针对不同的腐蚀介质选用适用的水泥和外加剂进行特制，应选用Φ≥400且B型以上，钢筋保护层厚度较大且抗裂度较好的管桩或按设计要求进行特别制作，但选用的管桩产品质量等级必须是优等品。
单桩竖向承载力特征值的确定
1、设计等级为甲级、乙级的管桩基础，单桩竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向静荷载试验确定。
2、设计等级为丙级的管桩基础，可根据原位测试和经验参数综合确定。
3、初步设计阶段当根据地基土的物理力学指标与承载力参数等经验关系估算单桩竖向承载力特征值，按下式计算：
Ra=Up∑qsia×li+qpa×Ap
4、除按地基岩土条件确定管桩的竖向承载力特征值外，桩身混凝土强度应满足桩的抗压承载力设计要求 Q≤Rp Q-相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向压力设计值；Rp-管桩桩身结构竖向抗压承载力设计值。
设计构造要求
一、管桩与承台连接时管桩顶部的填芯砼应是掺微膨胀剂的无收缩砼，浇注应饱满。浇注深度不得小于3D且不得小于1.5M，砼强度等级不得低于C30.
二、管桩与承台连接时，桩顶嵌入承台深度不小于50mm，伸入承台内的纵向钢筋应符合下列规定
1、对于抗拔桩应加强桩与承台间的锚固，宜将桩的纵向钢筋全部锚入承台内，对于非抗拔桩，可利用桩的纵向钢筋或另加插筋锚入承台内。
2、当采用桩的纵向钢筋直接与承台锚固时，锚固长度不得小于50倍纵向钢筋直径且不小于500mm。
3、当采用插筋时，插筋数量当D=300-600时，可取4Φ16-4Φ20（后者用于D=600管桩），插筋锚入承台长度应按计算确定且不宜小于35倍钢筋直径。
防腐蚀要求
1、弱腐蚀环境应选用AB型以上且产品质量等级为一等品或优等品的PHC桩，焊缝厚度应壁常规增加2mm，接头位置不应选择在地下水变化区段。
2、中等腐蚀的环境，选用AB型或AB型以上产品质量等级为优等品的PHC桩外，其接头宜采用机械快速接头。连接销和连接X内应涂上防腐漆，外加电焊封闭。
3、强腐蚀环境，应选用特制的管桩产品外，其它防护措施包括接头按5.3.6条，并应采取有效措施。
六、关于管桩基础施工
开工前应具备下列文件和资料
1、拟建场地的岩土工程勘察报告；
2、现场可供参考的试桩资料；
3、桩基础设计图，设计人员技术交底及图纸会审记录；
4、拟建场地周围建（构）筑物、地下管线、高空线路、临边马路等相关的技术资料；
5、主要施工设备的技术性能资料；
6、经检查批准的施工组织设计或施工方案；
7、管桩出厂合格证、产品说明书及质量检验资料；
8、专业分包合同，管理人员委派书，施工单位质量管理体系；
9、监理合同，监理对施工组织设计审查等资料，监理委派书；
施工现场条件要求
1、场地清楚桩位位置的原建（构）筑物基础及地下障碍物；
2、施工场地应平整，排水畅通，坡度宜小于1%。压桩机船型履靴的接地压强一般要求120-140KPa，当场地不能满足施工要求时，应对其采取加固处理措施；
3、当桩基施工可能影响周围建（构）筑物，地下管线边坡道路等正常使用和安全时，应预先采取有效的保护措施，并跟踪监测。
管桩基础施工前，应在现场进行沉桩工艺试验，并按规定进行静载试桩。
压桩机的选择
1、静压沉桩可采用顶压式沉桩或抱压式沉桩，一般采用抱压式沉桩机，抱压式沉桩宜采用多点均压式夹桩机构，压桩机型号及配重的多少可根据设计要求确定的压桩力，场地岩土工程勘察报告或根据试桩资料选择。
2、压桩机应配足配重，最大压桩重量（包括桩机自重和配重）不得小于设计的单桩极限承载力，且不小于终压值的1.2倍，压桩机的最大压桩力应是压桩机的机架重量加上配重再乘以0.9.
沉桩规定
确定静压桩的终压标准，静压桩的终压标准应以现场试压桩的试验结果确定，试压桩不少于3根，也可参考当地条件相似工程的施工经验确定。
1、当终压力值受到各种条件的限制而达不到根据当地经验预估的终压力值时，宜按实际情况降低单桩竖向承载力特征值的取值，不得任意增加复压次数，复压时稳压压力不得小于终压力，稳压时间宜为5-10s。
2、对于桩基基础设计等级为乙、丙级的静压桩，其终压力标准要进行现场试压桩的试验，且当地施工经验较少，尚未建立符合当地情况的终压值与桩的竖向承载力特征值相关关系时，静压沉桩的终压标准可按设计桩长和标高为准，终压力作为参考，在施工前可先施工2-3根桩，待24小时后采用与桩的极限承载力相等的压桩力进行复压，如果桩身不下沉，即可按该设计桩长和标高进行全面施工，否则应进行调整。
3、当采用抱压式液压桩机时，桩身允许抱压最大压桩力宜满足下列要求
PC桩 Pjmax≤0.55(fce–Gpc)A PHC桩 Pjmax≤0.50(fce–Gpc)A
式中Pjmax—桩身允许抱压压桩力
Fce—管桩离心砼抗压温度，对于C60的PC桩取fce=60MPa
对于C70的PC桩取fce=70 Mpa，对于C80的PC桩取fce=80 Mpa
Gpc—管桩砼有效预应力，当管桩说明书上未列Gpc=5 Mpa。
沉桩过程应符合下列规定：
1、首节桩下沉时垂直度偏差不大于0.5%，桩机要求调整水平，沉桩时采用经纬仪在两个方向投测
2、每一根桩应一次连续沉桩到底、接桩、送桩，中间不得无故停歇，尽可能缩短休歇时间，尽可能避免在接近持力层时接桩。
3、当桩端持力层为遇水软化的风化岩（土）层时，打桩施工应根据设计要求进行管桩端封底砼施工。
沉桩顺序应符合以下要求
1、对于密集桩，自中间向两个方向或向四周对称施工。
2、根据桩长和桩顶设计标高，宜先沉长桩后沉短桩。
3、根据管桩的规格宜先大后小。
4、根据建筑物设计的主次宜先主后辅。
5、根据整个工程布桩的疏密程度，若相差较大，宜先密后疏。
接桩、送桩、截桩
1、管桩的接长可采用桩顶端板圆周坡口槽焊接或机械啮合接头连接法。焊接宜采用二氧化碳气体保护电弧焊，也可采用手工电弧焊。
2、当管桩需要接长时，其入土部分桩身的桩头宜高出地面0.5-1.0M，以便操作。
3、下节桩的接头处宜设导向措施，以方便上节桩就为，接桩时上下节对接偏差不宜大于2mm。
4、管桩对接前，应用钢刷清理上下桩节端板，坡口处应刷至露处金属光泽。
5、焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4-6点，待上下桩节固定后拆除导向箍，再分层施焊，施焊宜对称进行。
6、焊接层数宜为3层，不得小于2层，内层焊渣必须清理后再施焊外一层。焊缝应连续饱满，其外观质量应符合二级要求。
7、当采用手工电弧焊时，施焊宜由两个持证上岗的焊工对称进行，施焊Φ400以上管桩宜为二层三道，焊接时间不宜过短也不宜过长，两个焊工对焊时，正常情况下
Φ300的，8-10分钟；Φ400的，12-15分钟；Φ500的，宜为15-22分钟；Φ600的宜为22-28分钟。
8、略--。机械啮合接头。应该要求机械啮合接头
9、焊接好的接头应自然冷却后，才可继续沉桩，自然冷却时间不应小于8分钟；手工电弧焊的自然冷却时间不应少于5分钟；二氧化碳气体保护焊的自然冷却时间不应小于3分钟，严禁用水冷却和焊毕即沉。
10、送桩应用专用送桩器，不得用工程桩做送桩器。
11、截割桩头宜采用电动锯桩器。
遇到下列情况之一应暂停沉桩，并及时与设计监理等有关人员研究处理：
1、压桩力或贯入度突变；
2、桩头混凝土剥落、破碎；
3、桩身突然倾斜、跑位、沉陷；
4、地面明显降起，邻桩上浮或位移过大；
5、总锤击数超过有关规定；
偏位补桩
1、在沉桩过程中发现桩位误差过大，超过规定且偏差将使桩的受力产生不良影响时，应及时进行补桩，补桩位置和规格应由该基础的设计单位确定，补桩的规格应根据受力情况采用相同规格或直径稍小的桩
2、当发现偏差时桩机已离开现场，或再进入现场确有困难，若桩位误差过大对受力产生不良影响时，宜采用锚杆静压桩法补桩。
3、如桩位除偏心外，还伴随产生桩身倾、，断裂等现象，应通过质检部门检测，并提供检测报告，说明桩的偏位大小和方向，倾斜度和断裂位置等情况，由当地质量管理部门组织有关专家及设计、施工、监理等部门共同研究处理方法。
4、若桩位偏位较小且偏位对桩不会产生水平力和拉拔力时，可考虑采取高压旋喷桩进行补桩。
5、补桩后应对相应的桩台、地梁进行相应加固处理。
冬季沉桩
1、冬季沉桩或越冬工程桩，沉桩后的桩顶标高宜在地表以下至少1M处，或采取措施加以覆盖防止桩周土冻胀将桩拨裂。
2在饱和淤泥质粘土地区沉桩，为避免施工时陷机现象，可利用冬季在坚硬的冻土层上沉桩加快工程进度，提前躲开场地翻浆期。
3、冬期施工桩接头焊接应采取相应的措施，焊条烘焙，气体保护焊，二氧化碳纯度不低于99.5%。
七、关于桩基验收
进场验收
1、管桩的桩身质量检测标准见表8.1.2
2、桩位的允许偏差见表8.1.3
3、电焊接桩焊缝检验标准见表8.1.4。
4、管桩运入工地后，打桩单位，监理（建设）单位应对成品桩质量进行检验，并要求生产厂家提供产品合格证和抗弯性能检测报告。
5、对成品桩质量有怀疑时，可采取破开桩身检查配筋。
施工检查验收
1、施工期应检查接桩用电焊条产品质量。
2、桩位的放样允许偏差为：群桩20mm,单排桩10mm。
3、检查测量放线、桩位、标高以及测量控制点。
4、查看管桩进场堆放情况，督促施工单位加强自检，不合格桩限期清理退场。
5、沉桩过程中，检查桩身垂直度、接桩数目控制、桩身有无断裂等。
6、检查接桩焊接质量，上下两节桩中心位置、偏差，节点弯曲失高以及焊结停歇时间。
7、沉桩过程中，检查桩身每米进尺的压力值、最后成桩的压力值以及沉桩途中的压力值变化情况，要特别注意压力值的突变状况。
8、沉桩过程中还要定时查看已施打的桩有无异常是否侧移、回弹、冒桩或急剧下沉等情况。
9、经常复测桩的中心位置偏移偏差。
10、通过水准仪控制桩的压入深度和桩顶标高
11、复核施工单位沉桩记录
12、沉桩过程中检查桩身是否有破坏情况
13、送桩时，严格检查送桩垂直度，送桩深度并检校送桩器
竣工验收
竣工验收应提交的资料
1、设计文件和修改变更通知；
2、岩土工程勘察报告；
3、工程测量、定位放线记录；
4、开、竣工报告；
5、施工组织设计；
6、图纸会审记录；
7、技术交底资料；
8、试桩记录；
9、管桩的出场合格证和抗弯性能检测报告;
10、管桩的进场验收记录；
11、管桩的焊接材料合格证和检验报告；
12、管桩的接桩隐蔽验收记录；
13、管桩的沉桩施工记录；
14、桩基工程竣工图；
15、质量事故处理记录；
16、桩基承载力检测报告和桩身质量检测报告；
17、桩基工程质量控制资料核查记录;
18、管桩分项工程质量验收记录；
19、桩基工程质量验收报告。
监督机构应对建设单位的下列行为进行抽查：
1、施工前办理质量监督注册、施工图设计文件审查、施工许可(开工报告)手续情况；
2、按规定委托监理情况；
3、组织图纸会审、设计交底、设计变更工作情况；
4、组织工程质量验收情况；
5、原设计有重大修改、变动的、施工图设计文件重新报审情况；
6、及时办理工程竣工验收备案手续情况。
监督机构应对施工单位的下列行为进行抽查：
1、施工单位资质、项目经理部管理人员的资格、配备及到位情况；主要专业工种操作上岗资格、配备及到位情况；
2、分包单位资质与对分包单位的管理情况；
3、施工组织设计或施工方案审批及执行情况；
4、施工现场施工操作技术规程及国家有关规范、标准的配置情况；
5、工程技术标准及经审查批准的施工图设计文件的实施情况；
6、检验批、分项、分部(子分部)、单位(子单位)工程质量的检验评定情况；
7、质量问题的整改和质量事故的处理情况；
8、技术资料的收集、整理情况。
监督机构应对监理单位的下列行为进行抽查：
1、监理单位资质、项目监理机构的人员资格、配备及到位情况；
2、监理规划、监理实施细则(关键部位和工序的确定及措施)的编制审批内容的执行情况；
3、对材料、构配件、设备投入使用或安装前进行审查情况；
4.对分包单位的资质进行核查情况；
5、见证取样制度的实施情况；
6、对重点部位、关键工序实施旁站监理情况；
7、质量问题通知单签发及质量问题整改结果的复查情况；
8、组织检验批、分项、分部(子分部)工程的质量验收、参与单位(子单位)工程质量的验收情况；
9、监理资料收集整理情况。