预应力混凝土管桩试桩方案

京客专石家庄枢纽

预应力混凝土管桩试桩方案

铁道第三勘察设计院集团有限公司

2010年8月

预应力混凝土管桩试桩方案

一、工程背景

新石家庄站个别段落由于货迁工程和客运系统过渡的影响，正线无砟轨道路基无堆载预压时间，无法保证正线路基铺设无砟轨道的条件，因此建设单位要求设计院组织研究无砟轨道路基免预压方案，保证客专按时开通。根据建设单位工作安排，铁三院经过反复方案比选和讨论，决定对无预压时间的正线路基地基采用预应力高强混凝土管桩进行加固，为验证方案可行性，先进行工程试桩。

二、试桩方案

根据石家庄地区地层的特点，决定在工程范围内选取代表性地段进行工程试桩。管桩类型：PHC  400 A 95－×× （带开口型桩尖）；质量及技术等要求严格按照《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476）－2009执行。

（一）试桩设计参数

根据北京铁路局石家庄枢纽改造工程建设指挥部确定的无预压段落及现场勘探的地质情况，选取代表性地层进行试桩。

（二）管桩施工

1、一般规定

（1）现场应“三通一平”，满足桩机承重、运输和施工要求，应查清地下管线、地下障碍物等情况并加以处理。

（2）施工前，应查清场地工程地质情况及水文地质情况，建筑场地和临近区域内的现有建筑物（包括危房、精密仪器车间等）、地下管线及地下构筑物等埋藏情况、施工现场上空的高压线及电话线路等情况。

（3）桩位控制

1）桩点施放应根据桩位平面图、建筑红线和主要基轴线，用经纬仪定向、钢尺量距确定各桩点位或采用全站仪定向及确距。

2）沉桩时桩机定位应准确、水平、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。

（4）接桩与焊接

  1）当桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5~1.0m。

  2）下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。

 3）桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至漏出金属光泽，上下节桩之间的空隙应用铁板填实焊牢。

 4）接桩采用钢端板焊接法，焊接应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》的有关规定外，尚应符合下列规定：

 ①焊接材料的型号、质量应符合设计要求并附有出厂合格证明书，复试报告；

②焊接时宜先在坡口周围上对称点焊4～6个点，待上下桩节固定后再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行；

③预应力管桩焊接层数不少得少于二层，内层焊必须清理干净后方能进行施焊外一层，焊缝应饱满连续；

④要保证焊缝连续饱满。不得有任何裂缝或缺焊等；

⑤应在焊接好的接头自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8分钟。

（5）管桩不宜截桩。截桩严禁使用大锤硬砸，宜采用锯桩机进行截桩；如采用人工截桩，应先将不需截除的部位用钢箍抱紧，然后沿钢箍上缘剔凿沟槽后截桩，钢筋可用气割法切割。建议采用锯桩机。

  2、锤击法施工

  （1）打桩机具应结合施工工艺和桩型要求选取，应合理选择锤重、桩帽和垫层；打桩机的机架必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并应于所挂锤重相匹配；施工现场应配备必要的电气焊、铅坠、水准仪、经纬仪等施工用具。

（2）桩帽与桩垫的设置应符合下列规定：

1）桩帽应具有足够的强度、刚度和耐打性；

2）桩帽宜做成筒型，套桩头用的筒体深度宜取250～400mm，内径应比桩外径大20～30mm；

3）打桩时桩帽与桩锤之间、桩帽与桩头之间、送桩器与桩头之间应设置桩垫，桩垫宜选用胶皮垫、布轮、棕绳等弹性较好的材料，其厚度宜取150～200mm。在打桩期间应经常检查，及时更换或补充。

（3）送桩器设置应符合下列规定：

1）送桩器宜做成筒型，并应有足够的强度、刚度、和耐打性；

2）送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直；

3）送桩器下端面应开孔，使桩内腔与外界连通；

4）送桩器应与桩匹配。套筒式送桩器下端的套筒深度宜取250～350mm，内径应比桩外径大20～30mm，插销式送桩器下端的插销长度宜取200～300mm，外径应比桩内径小20～30mm。对于内孔存有余浆的管桩，不宜采用插销式送桩器。

（4）沉桩施工

1）桩机就位

①在桩位复核无误后，桩机按照规定的打桩顺序就位；

②施工现场地基较软时，应采取相应处理措施，以保证就位桩机的平稳。

2）喂桩

①选用吊车将桩送至距桩机距离适当的位置，摆放平顺，保证桩机起吊方便；

②在喂桩过程中，确保安全、平稳，防止桩体磕碰损伤、伤人和伤机；

③喂桩前，要仔细检查，确保所使用桩的质量、型号准确无误。

3）桩对位、调直

①桩头送入桩帽内后，桩体连同桩帽一起吊起。桩机就位，将桩尖对准桩位插入，第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，必要时拔出重打；

②应采用经纬仪或线坠等方法观测桩体的垂直度，当桩深倾斜率超过1.0%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。

4）锤击沉桩应符合下列规定：

①应确保桩锤、替打和桩身在同一轴线上，宜重锤轻击，不宜在桩端接近设计深度或较硬土层中进行接桩；

②应详细记录每米的锤击数。

5）锤击沉桩结束后，将桩机移到下一桩位处，并观测桩的平面位置偏差。

（5）管桩施工时应控制每根桩的总锤击数和最后1m沉桩锤击数。贯入度必须严格按设计要求控制，管桩进入持力层但不能到达设计深度时，可按联系三阵的每阵击贯入深度不宜大于20mm。

3、静压法施工

（1）静力压桩机一般采用液压式动力装置，按其加力部位的不同可分为顶压式液压压桩机和抱压式压桩机。

1）施工前应结合单桩承载力要求、底层情况、场地情况、桩径及对垂直要求等合理选取机型和配重；

2）液压式压桩机和配重的重量应满足压桩力的要求，并应预留适当的储备系数；

3）静压桩机对场地要求较高，要求处理后的场地浅部土层承载力不宜低于100kPa；

4）送桩器应做成筒型，表面光滑、平整，便于夹持机抱紧，有足够的强度和刚度。

（2）最大压桩力值应严格按设计要求控制，或根据试桩时的确定值执行，不宜大于桩身结构竖向承载力设计值Rp的1.35倍。

（3）抱压法施工时应严格控制最大抱压力，防止对桩造成破坏。

（4）压桩施工

1）桩机就位

①在桩位复核无误后，桩机按照规定的打桩顺序就位；

②施工现场地基较软时，应采取相应处理措施，以保证就位桩机的平稳。

2）喂桩

①选用吊车将桩送至距桩机距离适当的位置，摆放平顺，保证桩机起吊方便；

②在喂桩过程中，确保安全、平稳，防止桩体磕碰损伤，伤人和伤机；

③喂桩前，要仔细检查，确保所使用桩的质量、型号准确无误。

3）桩对位、调直

①直接将桩吊入井口，用抱桩器将桩抱紧。桩机就位，将桩尖对准桩位插入，第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，必要时拔出重压；

②应采用经纬仪或线坠等方法观测桩体的垂直度，并在压桩过程中跟踪观察，随时调整垂直度偏差。

4）压桩

①在确认桩位准确无误后，方可加压使桩体连续下沉；

②在压桩过程中，当遇到压力值急剧增加，桩体突然发生倾斜、移位，桩顶或桩体出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停压桩，并分析原因，采取相应措施；

③在压桩过程中准确记录沉桩过程中的各种情况和变化，详细记录沉桩的压力读数、压桩时间和桩位编号及桩的质量情况；

④详细记录每一行程的压力值。

5）压桩结束后，将桩机移到下一桩位处，目测观察桩的平面位置偏差。

（5）管桩进入持力层但不能达到设计设计深度时，可根据设计要求和试桩情况按最终压桩力进行控制。

三、试桩效果检验

   1、通过试桩确定管桩在工程范围地层内的适用情况。

   2、对比两种沉桩方法的效果，以确定大面积管桩施工的施工方法（推荐静压法）。

3、试桩完成后进行相关质量检验工作，检验包括成桩质量检查，管桩承载力（单桩载荷试验）和桩身完整性检测（低应变检测）。

4、施工单位根据试桩参数出具完整的试桩报告，并报建设单位及设计单位。

编写：朱洪伟

复核：邓建义

处总：陈效星

项总：梁振发

院总：王俊峰                      

                               2010年8月11日