预应力静压管桩标准化工艺工法1编写目的明确预应力管桩作业的工艺流程、操作方法和相应的工艺标准,指导、规范管桩作业施工。
2适用范围适用于适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质,土、粉(砂)性土、非自重涅腊性黄土质以及强风化(会凤化)的岩岳、坚硬的砗石土层和砂土层中,并且不受地下永位高低的影响。
虽然管桩是空心结构,但仍有一定的挤土效应,对附近建筑物及地下管线有一定的影响,而且静压机械本身占用一定的空间,所以在贴近建筑物的位置上,不适宜进行管桩的施工；由于静压机械自重较大,要求施工场地平整,对场地土地耐力要求高(要求场地表层土压强≥l 2 0kpa),同时不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡的土层中。
本项目全线为软土,池塘、小湖泊较多,主要为流塑状淤泥和软塑状淤泥质土,具有含水量高、高孔隙、低渗透性、高压缩性、低搞剪强度、较显著的触变性和蠕变性等不良特点,对于软土深度大于22米的路基采取预应力薄壁管桩处理。
3静压法的工艺特点3.1质量可靠、单桩承载力高由于管桩材料为预应力高强混凝土,高速离心成型工艺和二次湿热养护工艺工厂化制作,桩身质量及沉桩长度可用直接监测,管桩质量可靠；施工中采用静压桩机进行沉桩施工,压桩力可通过压力表直观、安全、准确地反映,因而对桩体承载力的控制、判断精确度高；静压法沉桩与锤击法沉桩施工相比,因沉桩过程是慢速均匀加载,无冲击和反射应力波,对桩身冲击应力小,施工质量易保证。
由于管桩桩身混凝土强度高,可打入密实的砂层和强风化岩层,由于挤压作用,桩端承载力可比原状土质提高60％-75％,桩侧摩阻力提高20％-40％,并且PTC管桩为高强度混凝土预应力构件,尤其抗压、抗弯性能好。
3.2施工速度快,建设投资周期短管桩为工厂预制混凝土构件,采用高压、蒸汽养护,生产周期短,一般3-5天即可出厂,可提前批量生产,不占用施工养护周期。
静压法沉桩施工,如果场地条件许可,一台桩机可压入300m左右的管桩。
3.3施工污染少、安全环保,对周边影响小静压法沉桩施工管桩,由于是缓慢匀速压入,对土体振动小,为周边环境影响小。
而且管桩均为成品,与混凝土灌注桩相比无砂石料、混凝土及泥浆等污染。
3.4适应性能好,应用较广泛管桩能够穿透普通软土层及粉沙粘土层,配上开口型桩尖减少挤土效应后,具有良好的穿透土层能力,尤其是采用静压沉桩方式。
管桩的桩段的的长度有有多种,搭配灵活,运输吊装方便,成桩长度不受限制,用普通的电焊机即可实现迅速接驳。
在港口码头、铁路桥涵及市政、房建工程中均能够应用推广。
3.5造价低、材料损耗小,经济效益高由于管桩混凝土强度高,单桩承载力大,工程造价相对于混凝土灌注桩便宜4 0％左右。
由于静压法沉桩对桩身破坏小,送桩到位率高,截桩小,质量可靠,经济效益较高。
4工艺原理PTC管桩静压法沉桩工艺原理,在桩机就位后,利用适合吨位的吊车(或压桩机自带的起吊设施)吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱,调整垂直后进行施压。
施压时,静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车,小车在大小步履轨道上由油缸控制运动,抱压桩时,借助自重及配重,以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中,然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长,并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。
5施工工艺及操作要点5.1施工准备5.1.1技术准备5.1.1.1认真熟悉设计图纸,做好图纸会审工作,及时解决疑难问题；按施工要求及有关规范规定做好施压管桩前的准备工作。
5.1.1.2认真阅读工程地质勘察报告,了解工程地质情况,计算施压管桩的配桩长度,做好对制造商厂家进行选定,派1-2名技术人员到生产厂家监督制造质量,对管桩使用材料、预应力张拉、管桩生产及养护全过程进行监督并制取不少于3组砼试块强度试验的工作。
5.1.1.3做好施工前的技术交底及安全交底工作,建立工程交接班制度,制定工程质量目标和安全措施,确保施工有序、安全地进行。
根据设计要求和业主交接的坐标点,对建筑物坐标进行基础放样、轴线定位的施测工作,依照地质资料的钻孔号编制设计图纸的桩号顺序,并根据实际情况编制好管桩施工方案,经审核后方可组织施工。
5.1.2现场准备5.1.2.1目测现场实际情况,做好现场桩机行走方便的有关工作,确定桩机施工顺序及桩机行走路线。
本工程管桩施工均位于软土地基,由于静压桩桩机对施工场地要求较高,桩机及配重重量较大,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,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。
5.1.2.2进场的施工机械设备,应符合设计规范及现场的施工技术要求和环境要求,并报请监理单位检查确认。
5.1.2.3施工现场供水、供电、道路、排水、临设等应满足施工要求。
并有足够的防火、安全用电保护措施及环境保护措施。
5.1.2.4现场测量、放样及PTC预应力管桩已定位并准备就绪。
5.1.2.5对PTC管桩堆放场地进行必要的处理,堆放场地按标准硬化。
5.1.3材料准备5.1.3.1进场的材料必须符合设计要求及有关规范的规定,施工前应先行与采购联系好,并根据地质资料报告做好管桩的桩长配制工作,使预制厂生产的成品桩能够满足施工中的要求。
材料进场后根据规范要求对管桩外观质量及尺寸进行检查,并向厂家索要相关合格证明文件、外加剂检验报告以及必要时的管桩力学性能检测报告等。
本工程中采用外径φ400mm,壁厚70mm的PTC预应力管桩。
管桩尺寸允许偏差见下表：项目允许偏差优等品一等品合格品长度（L）+0.3%L,-0.3%L +0.5%L,-0.4%L +0.7%L,-0.5%L 端部倾斜≤0.3%D ≤0.4%D ≤0.5%D外径（D）+2,-2 +4,-2 +5,-4壁厚+10,0 +15,0 +20,0 保护层厚度+5,0 +7,0 +10,0桩身弯曲度≤L/1500 ≤L/1200 ≤L/1000 桩端板外侧平面度 0.2内径0,-1外径0,-2长度正偏差不限,05.1.3.2桩尖必须有出厂合格证及钢材质量证明书；接桩采用的焊条等材质规格应符合设计要求,并具有焊条出厂合格证。
5.1.3.3PTC预应力管桩运输采用长挂车,桩的悬臂≤1.5m,并绑固、分层叠放错位布置。
材料运输按规定线路运至堆放场,堆高不超过7层。
5.1.4人员准备施工现场配备分部经理、分部技术负责人、施工技术员和工班长,负责施工现场管理。
施工前,进行三级交底,即先项目部进行技术交底,再项目部对各分部进行技术交底,再由各分部对班组进行现场技术交底,三级交底同样做到明确施工要点及注意事项,并对交底内容进行详细的记录。
5.1.5设备准备5.1.5.1成桩设备采用静压桩机进行沉桩施工,日前市场上静压桩机有抱压式和顶压式两种,目前最大吨位可达800T,均为液压步履式底座,普通可选择诸如YZY-1 50～500,GZY-1 00～800等型号。
根据设计荷载以及各地区的土质情况、施工经验进行选择合适的桩机类型,也可根据打桩前的试桩得到的相关地层、压桩力等参数进行选择。
5.1.5.2其他配合机具设备装卸倒运管桩可采用普通汽车吊,一般选用20T即可,要考虑行走方便。
接桩及焊接桩尖采用普通直流电焊机即可,截桩采用专用的锯桩器。
测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪,控制桩身垂直度的经纬仪,控制桩顶标高的水准仪,以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。
5.2具体施工工艺及方法5.2.1施工工艺流程平整场地施工放样桩机就位吊第一节桩校正垂直度压桩吊下一节桩接桩检查接桩质量校正垂直度压桩送桩成桩移动桩机报检桩帽施工铺筑30cm砂垫层（与桩帽顶齐平）铺筑第一层土工格栅铺筑20cm砂垫层铺设土工布填筑30cm路基土铺设第二层土工格栅图1 管桩施工流程图5.2.2具体施工方法5.2.2.1桩位放样根据现场整平后测量结果,按设计要求绘制布桩图。
根据布桩图进行准确放样,用全站仪、钢尺定出每排桩位轴线和路基边桩然后放样逐桩中心,用消石灰作出桩位的圆形标记,圆心位置用小木桩作醒目标记,并注意保护,测量人员填写放样记录,经验收合格后施工。
为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏,针对单桩、独立承台以及群桩制定不同的放线方案。
当桩数比较少时,采用坐标随时复测；针对大面积群桩,在场地平整度较高的情况下,采用网格进行控制,并在端头桩位延长线上埋设控制桩,以便复核。
5.2.2.2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,移动调整桩机对位、调平、调直。
5.2.2.3管桩的验收、堆放、吊运及插桩①管桩的进场验收管桩进场后,按照《先张法预应力砼薄壁管桩》（JC888-2001）的国家标准或江苏地区的地方标准对管桩的外观、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,填写验收记录,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管桩清退出场。
②管桩的堆放堆放场地应平整坚实并应有排水措施,堆放时应设垫枕防滑防滚。
按不同规格长度及施工流水顺序分类堆放,严禁混堆。
管桩宜单层堆放,叠层堆放时不宜超过7层并应在垂直管桩长度方向的底面设置两道垫木,垫木应分别位于桩距端0.21倍桩长处,底层最外的管桩在垫木处塞紧以防滚动。
管桩在现场堆放后,需要二次倒运时,采用吊机及平板车配合操作。
如场地条件不具备时,采用拖拽的方式,需要采用滚木或者对桩头端头板采取一定的保护措施,以免在硬化地面上滑动时磨损套箍及端头板。
图2 二点去垫示意图③管桩吊运及插桩单根管桩吊运时可采用两头勾吊法,竖起时可采用单点法。
管桩起吊运输过程中平稳轻放,以免受振动、冲撞。
图3 管桩起吊示意图管桩吊起后,缓缓将桩一端送入桩帽中,待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后,将桩插入土中30cm～50cm的深度后,用两台经纬仪（在接近90度的夹角方向）双向控制桩的垂直度,条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。
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。
5.2.2.4压桩①用钢丝绳绑住桩身单点起吊,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全站仪检查垂直度（在距桩机约20m处,成90°设置全站仪各一台）,垂直度偏差控制在0.5%以内,条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。
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。