管桩施工工艺

一、桩基（预应力管桩后简称管桩）简介

桩基是由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础。该基础是当天然地基上的浅基础沉降量过大或基础稳定性不能满足建筑物的要求时而设计的一种深基础形式。

管桩系采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细账混凝土预制构件。主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成，如下图：

管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩（PC）、预应力高强混凝土管桩（PHC）和预应力薄壁管桩（PTC）。管桩外径一般为300～1000mm，桩长8～12m。管桩铭牌标注具体代表含义如下图所示：

二、桩基（管桩）施工

根据打（沉）桩方法的不同，管桩基础施工有锤击沉桩法、静力压桩法和振动法等，一般以锤击沉桩法和静力压桩法施工最为普遍。管桩施工工艺应根据设计、规范结合实际情况合理选择施工工艺。

1、锤击沉桩施工

锤击沉桩基础施工工艺流程如下：

施工准备→打桩顺序确定→管桩进场、验收、堆放→打桩设备确定、进场→锤击沉桩施工→锤击沉桩收锤验收→垫层施工→裁桩、封桩→承台、承台梁施工

1）、施工准备

A、场地准备

进入施工前先完善施工场地总平布置及临设施工。总平及临设布置应根据场地实际情况及施工需要充分合理考虑场地内材料堆放、机械运转、用电、排水、消防等。

桩基施工范围场地应进行平整，碾压密实清楚桩基范围内的高空、地面、地下障碍物满足打桩机施工作业。架空高压线距离打桩架不得小于10m。桩机进出、行走道路应做好排水措施，并制定相应的施工应急预案。

B、技术准备

认真学习、熟悉桩基施工图，结合上部结构及建筑施工图及时组织图纸会审，明确设计桩型号及桩位布置情况。做好技术、安全交底工作，应特别做好地质情况、设计要求、操作规程和安全措施的交底工作。

确定、熟悉桩基施工各类验收记录表格，其中包括桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格。并及时组织相关人员对各类表格填写要求进行专项培训，保证后续桩基施工中记录数据的全面、准确、真实。

确定建筑施工控制点，并进行完善的测量点位移交工作，现场做好标记，并确保点位牢固可靠，在后期施工中不会发生遗失、松动、变形等情况。移交过程中应形成书面移交记录，并经各方签字确认，书面记录应包含控制点照片、控制点基本信息（绝对标高，坐标）。

2）、打桩顺序确定

打桩顺序根据桩的尺寸、密集程度、深度，桩移动方便以及施工现场实际情况等因素确定，一般分为：逐排打设、自中部向边缘打、分段打等方式，具体如下图：

确定打桩顺序应遵循以下原则：

a、桩基设计标高不同时，打桩顺序宜先深后钱；

b、不同规格的桩，宜先大后小；

c、当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方施打；

d、在桩距大于等于4倍桩径时，则与打桩顺序无关，只需要从提高效率进行确定打桩顺序，选择倒行和拐弯次数最少的顺序；

e、打桩应避免自外向内，或从周边向进行，以避免中间土体被挤密，桩难以打入，或虽强行打入，但造成邻桩侧移或上浮；

f、基坑不大时，打桩应逐排打设或从中间开始分头向四周或两边进行；

g、当基坑较大时，宜将基坑分为数段，然后在各段范围内分别施打。

3）、管桩进场、验收、堆放

根据施工图、图纸会审纪要、场地勘探情况确定选用管桩型号，并对各型号管桩数量进行统计。以确定的打桩顺序及管桩型号分布情况合理组织管桩进场，并按型号、部位对管桩进行分区存放。管桩吊运、存放应符合以下规定：

A、管桩混凝土设计强度达到70%及以上方可起吊、达到100%方可运输；

B、桩起吊时应采取相应措施，保证安全平稳，保护桩身质量。单节桩可采用装用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊；

C、水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体；

D、运至现场应及时进行检查验收，每节桩规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容，严禁使用质量不合格及产生裂纹的桩，单桩应符合下表要求：

钢筋混凝土允许偏差

F、管桩应按不同规格、长度及施工流水顺序分别存放；

G、当场地条件许可时，宜单层堆放；当叠层堆放时，外径为500～600mm的桩不宜超过4层，外径为300～400mm的桩不宜超过5层，叠放时应遵循现施工后存放；

H、叠层堆放时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端1/5长处，底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；

I、垫木宜选用耐压长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件；

J、当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩；

K、三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。

4）、施工设备确定、进场

    A、打桩机

打桩用机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分，预应力混凝土管桩一般选择筒式柴油桩锤。柴油桩锤可按下表进行选择：

筒式柴油锤重选择表

选用25T汽车吊用于管桩施工中管桩的吊运。

C、电焊机

选用

D、全站仪、光学水准仪

桩基定位采用全站仪确定管桩平面位置，管桩成型后平面高程通过光学水准仪测量，进而确定截桩部位。

5）、锤击沉桩施工

锤击沉桩施工工艺流程如下：

测量定位→桩机就位→底桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩、对中、垂直度校核→再锤击→送桩→收锤

A、测量定位

通过光学水准仪采用闭合测量方法将已接手水平控制点高程引至施工场地附近，并在场地附近设2～3个水准点，以便随时检查之用。该水准点应设置在施工场地以外，避免因打桩或其他因素影响而造成水准点松动变形，且需视野开阔保证测量不会因视线而影响测量。

按图纸布置进行测量放线，定出桩基轴线。通过轴线控制点先定出中心，再引出两侧，并将桩的准确位置测设到地面，每一个桩位打一个小木桩，并用白灰在标桩附近地面上画上一个圆心与标桩重合、直径与管桩外径相等的圆圈，以便插桩对中，保持桩位正确。桩位的放样允许偏差如下：群桩20mm，单排桩10mm。

B、桩机就位

桩机进场应对准桩位将桩机调至水平，保证桩机的稳定性。

C、底桩就位、对中和调直

入桩前应选择合适的桩帽，其内径宜大于桩径10～20mm，深度为300～400mm，并应设置有排气孔。锤和桩帽之间的锤垫可用竖纹硬木，厚度为150～200mm；桩帽与桩顶之间的桩垫可采用硬纸板、麻袋、胶合板及橡胶制品等，桩垫锤击后的厚度宜为120～150mm。当衬垫被打硬或烧焦时，应及时更换。

底桩就位前应在桩身上划出单位长度标记，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩击数。底桩桩尖应已焊接完成（钢板厚度不小于8mm），焊缝应饱满。吊桩就位一般用单点吊将管桩吊直，使桩尖插白灰圈内，桩头部插入锤下面的桩帽套内就位，并对中和调直，使桩身、桩帽和桩锤三者的中心线重合，保持桩身垂直，其垂直度偏差不得大于0.5%，倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。桩垂直度观测包括打桩架导杆的垂直度，可采用2台经纬仪在离打桩架15m以外呈正交方向进行观测，也可在正交方向上设置两根吊陀垂线进行观测校正。

D、锤击沉桩

锤击沉桩宜采取“重锤低击”或“重锤低打”，以有效降低锤击应力，同时特别注意保持底桩垂直，在锤击沉桩的全过程中都应使桩锤、桩帽和桩身的中心线重合，防止桩受到偏心锤打，以免桩受弯受扭。桩在开始施打时落距应较小，待入土一定深度且桩身稳定后再按要求落距进行。在较厚的黏土、粉质土层中施打多节管桩，每节桩宜连续施打，一次完成，以避免间歇时间过长，造成再次打入困难，而需增加许多锤击数，甚至打不下而将桩头损坏。如遇下列情况应暂停打桩，并及时通知甲、乙、监及设计等部门分析原因，采取相应措施：

a、贯入度剧变；

b、桩身突然发生倾斜、位移和有严重回弹；

c、桩顶或桩身出现严重裂缝或破损。

打入桩的桩位偏差应符合下表规定：

E、接桩、对中、垂直度校核

预应力管桩单桩的接头数不宜超过4个，应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩。接桩采用焊接接桩，接桩钢板宜采用低碳钢，焊条宜采用E43。焊接接桩除应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定外，尚应符合下列规定：

a、下节桩段的桩头宜高出地面0.5m；

b、下节桩的桩头处宜设导向箍，接桩时上下节桩段应保持顺直，进行上、下节桩对中和垂直度校核，中线错位偏差不宜大于2mm。接桩就位纠偏时，不得采用打锤横向敲打；

c、桩对接前上下端板表面应采用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽；

d、焊接宜在桩四周坡口对称进行6点焊接，待上下桩固定后拆除导向箍再分层施焊，焊接层数不得少于2层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层施焊，焊缝应连续、饱满；

e、施焊时应由2名焊工对称、分层、均匀、连续施焊；

f、焊好后的桩接头应自然冷却后方可继续锤击，自然冷却时间不宜少于10min，严禁采用水冷却或焊好即施打；

g、雨天焊接时，应采用可靠的防雨措施；

h、焊接接头的质量检查宜采用探伤检测，同一工程探伤抽样检查不得少于3个接头。

i、接桩质量检查：焊缝质量、电焊结束后停歇时间（＞1min）、下节平面偏差（＜10mm）、节点弯曲矢高（＜1mm且＜L/1000）。

F、再锤击

管桩焊接完成并经验收合格后，按底桩锤击工艺再次进行管桩锤击施工。

G、送桩

当桩顶标高低于自然地面标高时，则须用钢制送桩管（长4～6m）放于桩头上，锤击送桩将桩送入土中。送桩作业时应符合以下规定：

a、送桩器宜做成圆筒状，并应由足够的强度、刚度和耐打性。送桩器长度应满足桩深度的要求，弯曲度不得大于1/1000；

b、送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直；

c、送桩器下端面应开孔，使空心桩内腔与外界连通；

d、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，套筒内径应比外径大20～30mm；插销式送桩器下端的插销长度宜取200～300mm，杆销外径应比管桩内径小20～30mm，对于腔内存有余浆的管桩，不宜采用插销式送桩器；

e、送桩作业时，送桩器与桩头之间应设置1～2层麻袋或硬纸板等衬垫。内填弹性衬垫压实后的厚度不宜小于60mm；

f、送桩深度不宜大于2.0m；

g、当桩顶打至接近地面需送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后应及时送桩；

h、送桩的最后贯入度应参考相同条件下不送桩时的最后贯入度进行修正；

i、送桩后遗留的桩孔应立即回填或覆盖；

H、收桩

收桩标准通常以达到的桩端持力层、最后贯入度或最后1m沉桩锤击数为主要控制指标。各项指标应符合以下规定：

a、桩端持力层作为定性控制，PHC桩总锤击数不宜超过2500击；

b、最后贯入度度（最后10击桩的入土深度）最好为20～40mm/10击。

C、PHC桩最后1m的锤击数不宜超过300击

摩擦桩以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；端承桩以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。当贯入度已达到，而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确定。

6）、沉桩验收

    沉桩完成后截桩前应现组织相关部门及人员进行沉桩验收，验收应包含以下内容：桩顶状况记录、总锤击和最后1m锤击数、最后三振贯入度、垂直度、桩顶标高、桩端持力层情况、静载实验报告。

7）、裁桩、封桩

待沉桩验收合格后露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩必须进行裁桩施工。裁桩前应通过高程控制点测出每根桩的裁桩高度，并在桩身上采用红色油漆做红色细线标示。裁桩高度为设计承台底标高以上50mm处。裁桩要求采用截桩器进行裁剪，严禁使用大锤横向敲击或冲撞。

裁桩完成后应及时对桩体进行封桩施工，封桩按下图方案进行：

    封桩时应注意①号钢筋与②号钢筋应沿桩圆周均匀布置，且应与管内钢板焊牢，钢板尺寸略小于管桩内径。填芯混凝土强度等级同承台混凝土等级，且宜与承台一起浇筑。浇灌填芯混凝土前应先将管内壁浮浆清理干净，并刷水泥素浆，以提高填芯混凝土与管桩桩身混凝土的整体性。

8）、承台、承台梁施工

通过控制点放出各控制轴线，进而放出承台边线，并用白灰进行标记。然后通过人工捡底去除表层松散土层至基础承台底标高以下100mm。承台基坑达到设计高程后再次通过控制点放出承台边线并采用白灰标记，然后按承台边线各边宽出100mm支立垫层混凝土模板。模板采用100×50方木进行支立，并采用间距400mm钢筋头打入基底土内150mm进行加固（模板两自由端必须设置钢筋加固点）。垫层厚50mm，混凝土等级为C15，表面压光拉毛。垫层施工完成达到初凝状态后便对各垫层标高进行一一检查校对，保证垫层标高满足设计及规范要求。

垫层施工完洒水保湿养护24h后便可通过控制点进行承台放样工作。首先通过控制点在各垫层混凝土面上放出各控制轴线，并用墨线弹出轴线位置，然后以轴线为依据放出各承台边线及框架柱边线，并用墨线在垫层混凝土面进行标记，对角采用红色油漆做50×50等腰三角形标示。

承台模板、钢筋、混凝土施工工艺参见主体结构模板、钢筋、混凝土施工工艺。承台

三、管桩常见质量问题及预控对策

管桩施工过程中容易出现以下质量问题，对此为防止该类问题的产生应提前做好预控措施，主要注意事项如下：

1、桩身断裂预控措施：

1）、桩身弯曲过大、强度低，不能承受锤击的作用力。管桩强度必须达到100%后，方可打桩施工，打桩区域地下障碍物必须清理干净，以防桩尖位移不在桩的纵轴线上；

2）、桩的堆放、运输、起吊过程中产生的断裂打桩前未发现，受力后导致断裂。为此，打桩前必须严格检查桩身的外观质量，防止将断裂桩就位使用。

2、桩顶碎裂预控措施：

1）、根据地质条件、桩断面尺寸及形式合理选择桩锤；

2）、桩顶平面是否垂直桩身轴线，不符合规程规定管桩不得使用；

3）、及时检查桩帽与桩的接触面及垫木是否平整，如不平整应进行处理后，方可施打；

4）、沉桩时稳桩要垂直，桩顶应加草帘、胶皮等缓冲垫。

3、桩顶位移预控措施：

1）、同“桩身断裂”的预控对策；

2）、沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕并经验收合格后方能开挖。

4、桩身倾斜预控措施：

1）、打桩作业区的场地必须平整；

2）、桩机就位后底盘应水平、稳固，稳桩必须垂直；

3）、桩尖与桩身一定要保持在同一轴线上，当桩尖在地下遇到硬物等时应及时处理后，方可施打。

5、接桩脱裂预控措施：

1）、连接处表面应干净无锈，连接铁件要保持平整，焊区质量必须符合技术要求和质量标准的规定；

2）、接桩应严格控制上下桩中心线在同一轴线上。

三、桩基工程质量检查和验收

1、一般规定

    桩基工程应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量和单桩承载力检验。桩基工程施工中应按施工前、中、后分三阶段进行专人专项进行跟踪检查。

2、施工前检查

1）、施工前应严格对桩位进行检验，桩位偏差应符合沉桩桩位定位验收规范；

2）、成品桩应按选定标准图或设计图制作，现场对其外观质量及桩身混凝土强度进行检验；

3）、应对接桩用的钢板、焊条等材料和设备进行检验。

3、施工中检查

1）、打入深度、停锤标准及桩身垂直度检查；

2）、接桩质量、接桩间隙时间及桩顶完整状况检查；

3）、每米进尺锤击数、最后1.0m进尺锤击数、总锤击数、最后三阵贯入度及桩尖标高检查。

4、施工后检查

1）、工程桩打桩完成后应进行承载力和桩身质量检验。当桩基有下列情况之一应进行静载试验对工程桩竖向承载力进行检测：

A、工程施工前已进行单桩静载试验，但施工过程变更了工艺参数或施工质量出现异常时；

B、地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；

C、未按规范规定进行单桩竖向极限承载力检测。

2）管桩施工完成后应采用声波透射法进行检测。

3）定期对桩顶标高进行检查，监控各成桩是否有浮桩现象。

5、桩基及承台验收资料

桩基及承台施工完成后验收应具备以下工程资料：

1）、岩土工程勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更及材料代用通知单；

2)、经审定的施工组织设计，施工方案及执行中的变更单；

3）、桩位测量放线图，包括工程桩位放线复核签证单；

4）、原材料质量合格和质量鉴定书；

5）、PHC桩产品合格证；

6）、施工记录及隐蔽工程验收文件；

7）、成桩质量检测报告；

8）、单桩承载力检测报告；

9）、基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图；

10）、承台钢筋、混凝土施工与检查记录；

11）、桩头与承台的锚固钢筋、边桩离承台边缘距离、承台钢筋保护层记录；

12）、承台尺寸的量测记录及外观情况描述。

部分表格样表详附表。