预应力管桩作业手册

DK1435+150～DK1451+523.48

预应力管桩

施 工 手 册

编    制： 

复    核：

总    工:

中铁大桥局武广客运专线项目经理部第二项目队戴屋场综合工区

二00六年十一月

一、工程概况

1、预应力管桩简介

本工程预应力管桩直径为φ0.3m、φ0.4m，对应的壁厚为70mm、80mm，型号为PHC-A300-70、PHC-A400-80；混凝土强度等级C80。桩间距2～2.5m。管桩各桩顶设正方形C30钢筋砼桩帽，边长为1.2、1.4m，厚0.35m。管桩桩顶设0.6m厚的碎石垫层，垫层中铺设1～2层土工格栅或一层高强度土工格室。双向土工格栅设计强度≮110KN/m、延伸率≤10%、幅宽≮5m。

2、工程量

表1戴屋场综合工区预应力管桩工程量

每一工点预应力管桩正式施工前，应进行数量不少于2根的试验桩施工。主要目的是检验施工工艺及参数是否适宜，如不合适，及时更正，以指导正式施工。同时检验打桩设备技术性能是否满足施工要求。

1.施工准备

1.1.场地准备

测量放样处理地基范围，在原地面用挖掘机或推土机等机械进行场地平整，清除地表种植土、垃圾土，用平地机平整。施工场地尽量平整，尤其是横断面方向应做成4%的横向排水坡，纵断面难以平整时，应尽量挖成不陡于1：5的台阶，台阶高0.6m。场地平整后，应铺设30～50cm厚的工作垫层。

1.2.技术准备

施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织技术人员进行图纸复核，组织施工人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件，做好预应力管桩施工的技术准备工作。并且对技术人员进行技术交底，交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用等。

技术人员根据施工设计图纸的加固范围CAD中布置桩位，确保坡脚线外有一排桩。

1.3.预应力管桩采购、运输、起吊、质量检查

1.3.1.预应力管桩由有资质的专业生产厂家预制，汽车运输至施工现场。桩起吊和运输时的吊、支点位置应符合规范要求，并避免碰撞受损。桩使用前，检查桩身弯曲矢高、桩端面相对于桩轴线的垂直度、桩身有无破损等，不合格的坚决弃用。

1.3.2.按设计要求检验预制桩的质量。桩头损坏部分应截去，桩顶不平时应修切或修垫（钢筋混凝土桩）平整。

1.4.测量准备

进行桩位放样，以插竹片桩、洒石灰标识，同时测量原地面标高，以便确定送桩深度。

1.5.机械选择

采用D60型三点支撑履带自行式柴油打桩机（柴油锤重6.0t）打桩。以便桩位和垂直度控制。施工期间加强打桩设备的维修保养，以保证打桩作业时机况良好。

1.6.工艺参数选择 

试桩时的工艺参数选择如下：

柴油锤落距：2.0m

收锤标准：打穿软土层3m、最后贯入度≯60mm/10击。

2.沉桩方法及工艺流程

预应力管桩施工可根据地质条件、桩型和桩体承载能力等采用锤击桩法或振动法，本工程采用前者。施工工艺见图1。

图1  锤击沉桩施工工艺框图

5.桩位布置 

预应力管桩一般从线路中心往两侧布桩，桩间距2～2.5m，保证坡脚外有一排桩。管桩采用正方形布置。其平面示意图见《武广客运专线乌韶段施工图路基设计图集》第117页。

6.试验桩

正式施工前，应进行数量不少于2根的试验桩施工。

7.沉桩施工程序

7.1.插桩

吊机起吊喂桩，由桩机提升，桩尖插入桩位。将桩锤压住桩顶，检查桩锤、桩垫、桩中心是否与轴线一致、桩身竖直与否。合格后，放钢丝绳，使桩均匀缓慢插入土中，并再次检查锤、垫、桩轴线是否一致、桩的方向有无变动，随时修正。经检查无误后即可进行锤击。

7.2.锤打

安装完桩帽和垫层后，即可开始沉桩。开始时采用重锤轻击，并于纵横两个方向监测竖直度，当入土一定深度、垂直度满足要求后，再按要求的落距锤击。每桩一次连续打完。注意不要偏心锤打。当锤击下节桩至桩顶高出地面1～1.2m时接桩，接桩时力求迅速，尽量缩短停锤时间，避免停锤过久而土壤恢复、使桩难以下沉。

7.3.接桩

7.3.1.本工程采用焊接法接桩。

7.3.2.接桩时，采用导向箍将上节桩引导就位。检查上下两节纵轴线一致后，先对称点焊数点固定，然后拆除焊接导向箍，最后满焊不少于2层连接，待焊接缝自然冷却（约8min）后即继续沉桩。

7.3.3. 焊接法接桩应满足以下要求：

⑴ 焊接处的强度不得低于出厂的强度。

⑵ 焊接接桩时，应先将四角点焊固定，然后对称接焊，并确保焊缝质量和尺寸。

⑶ 焊接的材质（钢板、焊条）均应符合设计要求，焊接件应做好防腐处理；采用焊接接桩，其预埋件表面清洁，上下节之间的间隙应用铁片垫实焊牢。焊接时应采取措施，减少焊区焊缝变形。焊逢应连续焊满。

⑷ 接桩时，一般距离地面1m左右时进行，上下接桩中心线偏差不大于10mm。接桩处进入土前，应对外露铁件再次补刷防腐涂料。

⑸ 相邻管桩配桩节时，应使接头尽量错开布置。

7.4.送桩

设计桩顶位于原地面以下时，沉桩至平地面后，采用钢制送桩器将预制桩打入设计标高。如果沉桩至设计桩底标高确实有困难，以收锤标准来控制，并报设计和监理单位见证施工。

7.5.桩帽施工 

桩帽采用C30钢筋混凝土现浇，顶宽对应桩径30、40cm分别为120cm、140cm ，桩帽高35cm，与桩帽相联的桩面应平整并且水平，伸入桩帽中不少于5cm。预应力管桩桩帽、桩头设计图见《武广客运专线乌韶段施工图路基设计图集》118～120页。

7.6.观测桩施工 

预应力管桩施工地段，必须加强地表变形监测，一般在线路中心、路基两侧坡脚、以及坡脚外6-10m 各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范围及非均质地区应加密观测剖面。施工期间每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，以备路基沉降分析用。

四、安全、质量保证措施

1、安全保证措施

1.1.在官桩锤击过程中，施工人员应与柴油锤保持至少3.0m的安全距离，防止在穿过较软土层时，整节桩沉入地下、桩锤落地发生伤人事故。

1.2.机械司机应严格遵守操作规程，每班检查机械状况，做好保养填写机械运转记录，严防机械事故的发生。

1.3.严格遵守施工现场临时用电安全技术规范，坚持做到“一机一闸一漏一箱”、“三级配电两级保护”的安全要求，防止用电安全事故的发生。

2、质量保证措施

2.1.施工前应按照设计要求和《铁路桥涵施工规范》（TB10203）附录A进行试桩（不少于2根），确定各项施工工艺参数和检验桩的承载力，取得完整的试桩资料并报监理单位确认后，方可进行施工。

2.2.预应力管桩施工前必须对桩的质量进行验收，其质量和规格必须符合设计要求，且应符合《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-1999）的相关规定和要求。

2.3.混凝土桩（管桩）的堆放、起吊和运输必须符合下列规定：

2.3.1.桩应根据种类和使用顺序堆放：堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过四层；堆放桩的支承垫木位置，当两点支承时，应设在距两端0.21倍桩长处；当三点支承时，应设在距两端0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上。各层间垫木应在同一垂直线上。

2.3.2.起吊时桩的吊点位置和混凝土强度应符合设计要求。应平稳提升，使各吊点同时受力。一个吊点吊桩时，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处，在起吊中，应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。

2.3.3.桩在起吊、搬运和堆码时，应防止冲撞和发生附加弯矩。

2.4.桩帽和垫层

桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽宜做成圆筒形，套筒深度宜为35～40cm，内径应比管桩外径大2～3cm。

垫层有“桩垫”和“锤垫”之分，“锤垫”设在桩帽的上部，保护柴油锤和桩头；一般采用坚纹硬木或盘圈层叠的钢丝绳制作，厚度取15～20cm。“桩垫”设在桩帽下部的套筒里面，与桩顶接触，它可以延长锤击作用时间，降低锤击力，保护桩头；一般采用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料，要求厚度均匀，软硬合适、锤击后压实厚度不应小于12cm。

2.5.防止偏心打桩

打桩过程中，如果出现偏心打桩，则桩头受偏心锤击而使应力增大，容易打坏桩头，另外也影响最后的成桩质量。因此，打桩时应保证桩锤、桩帽和桩身中心线重合，如有偏差应随时纠正，特别是第一节桩，对成桩质量影响最大，宜用长条水准尺或其他测量观测仪器校正，其垂直偏差不得大于0.5%。不符合要求时，宜拔出重插。实打中，桩锤、桩帽、桩身中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。

2.6.保证接桩质量

本工程接桩中均采用手工电弧焊，电焊条选择时应满足焊透坡口根部的要求，坡口根部焊接宜选用φ3.2mm的焊条，其余部分可选用φ4.0～φ5.0mm焊条。焊接时电流应合适，施焊应有两名电焊工同时对称、分层、均匀、连续进行，焊缝饱满，在大风或低温条件下施工时，应采取必要的防风保温措施。焊接后应对焊接质量进行细致的检查，不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣等表面缺陷。焊后应采用自然冷却，时间不宜小于8min，严禁用水冷却，防止冷淬，以免降低接头部位的强度而造成断桩。

2.7.在较厚的黏土，粉质粘土层中施打管桩，不宜采用大流水打桩施工法，应将每一根桩一次性连续打到底，尽量减少中间休歇时间。

2.8.打桩过程中应防止偏移。遇下列情况应停止打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：

⑴ 贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常；

⑵ 桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹；

⑶ 桩头破碎或桩身开裂；

⑷ 附近地面有严重隆起现象；

⑸ 打桩架发生偏斜或晃动。

2.9.当土质与设计不符，致使桩的入土深度相差很大时，应提交设计单位采取措施。

2.10.管桩施工完毕后，桩顶高差控制在15cm 以内，各工点单桩载荷试验不少于3根，大应变动力检测数量不少于总桩数的0.5%，小应变动力检测不少于总桩数的5%。

2.11.如实、及时、准确地做好管桩施工记录。

六、质量验收标准

1.主控项目

1.1.桩的质量应符合设计要求和相关标准的规定。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：检查合格证或检验报告等质量证明文件。

1.2.桩的混凝土表面质量应符合下列规定：

⑴ 桩的棱角破损深度应在10mm以内，其总长度不大于40cm；

⑵ 预应力混凝土桩不得有裂缝（表面收缩裂缝除外）；

⑶ 普通混凝土桩表面裂缝深度不应大于7mm，裂缝宽度不应大于0.15mm；横向裂缝长度：管桩不应大于直径或对角线1/3；纵向裂缝长度：，管桩不应大于直径或对角线的1.5倍；

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：观察、尺量或用刻度放大镜检查。

1.3.打入桩的数量、布桩形式应符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：观察、现场清点。

1.4.接桩应符合设计要求，连接应牢固，防锈处理符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：观察。

1.5.桩的入土深度和最终贯入度应符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：施工单位观察、测量并填写沉桩记录；监理单位对最终沉桩进行旁站并检查沉桩记录。

1.6.桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：测量、观察。

1.7.打入桩地基处理后，按设计要求检验桩的承载力应满足设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位按设计要求数量检验；勘察设计单位现场确认。

检验方法：施工单位进行静载试验，监理单位见证试验。

2.一般项目

2.1.桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表1的规定。

表2  桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法