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预应力管桩施工大全(多图)

274 2020-06-17 11:13:42


第一章 预应力管桩施工

管桩按桩混凝土强度等级及壁厚分为:
预应力高强混凝土管桩(代号PHC)、预应力混凝土管桩(代号PC)、预应力混凝土薄壁管桩(代号PTC)。
管桩按外径主要分为300MM、400MM、500MM、550MM、600MM、800MM、1000MM等规格。
PHC桩混凝土强度等级不低于C80,PC桩和PTC桩混凝土强度等级不高于C80但不低于C60。
管桩按抗弯性能或有效预压应力值分为A型、
AB型、B型和C型等,其有效预压应力值分别为4MPA、6MPA、8MPA、10MPA,其计算值应在各自规定值的范围内。


一、适用范围

1、锤击预应力管桩适用范围
锤击预应力管桩适用于各种
粘性土、粉土,当需要穿透较厚砂性土中间夹层或含砾卵石较多的硬夹层时,采用锤击管桩效果更佳,但因噪音大,在城市建设中应限制使用。
2、静压预应力管桩适用范围
静压预应力管桩适用于
软土、填土、一般粘性土、粉土,尤其适用于居民稠密、危房附近及附近环境要求严格的地区沉桩,其持力层适用于硬塑或坚硬粘土层、中密或密实碎土层、砂土、全风化岩层、强风化层;但不宜用于地下有孤石、障碍物或厚度大于2m的中密以上砂夹层。

锤击预应力管桩和静压预应力管桩之间的优点缺点对比


二、工艺流程

1、锤击预应力管桩工艺流程

2、静压预应力管桩工艺流程


三、施工工艺

1、锤击预应力管桩施工工艺
1.1放线定桩位
(1)根据设计图纸编制桩测量定位图,并保证轴线控制点不受打桩时振动和挤土的影响。
(2)根据实际打桩线路图,按施工区域划分测量定位控制网,一般一个区域内根据每天施工进度放样10-20根桩位,
在桩位中心点地面上打入一支φ6.5长30-40cm的钢筋,并用红油漆标示。
(3)桩机移位后,应
进行第二次复核,保证桩位偏差小于10mm。

(4)测量工程师应抽查桩位是否准确。

1.2桩机就位
打桩机就位时,应对准桩位,
保证垂直稳定,在施工中不发生倾斜、移动。

1.3起吊预制管桩
先拴好吊桩用的钢丝绳及索具,管桩在施工中起吊,
可采用一点法(位置距桩头0.29L处),启动吊车吊桩,使桩尖垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,位置要准确;检查桩顶扣好桩帽或桩箍后,即可除去索具。

1.4稳桩

桩尖插入桩位后,先用桩锤自重将桩插入地下30-50cm,再使桩垂直稳定。10m以内短桩可目测或用线坠双向校正;10m以上或打接桩必须用线坠或经纬仪双向校正,不得用目测。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩在打入前,应在桩的侧面或桩架上设置标尺,以便在施工中观测、记录。

1.5打桩

(1)打桩宜重锤低击,锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件来选用。

(2)打桩顺序一般按先深后浅、先长桩后短桩、先大径后小径、先施工大承台桩后施工小承台桩的原则,由于桩的密集程度不同,可自中间分两向对称前进,或自中间向四周进行;当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打。

(3)管桩表面应每米划线标记,以便做好打桩记录,打桩记录应包括入土深度、送桩深度、桩顶标高、最后贯入度、桩锤落距等施工参数。


(4)当遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停打桩,并分析原因,采取相应措施。
(5)每根桩的总锤击数及最后1m沉桩锤击数可按下列规定进行控制:
PC桩总锤击数不宜超过2000,最后1m沉桩锤击数不宜超过250;
PHC桩总锤击数不宜超过2500,最后1m沉桩锤击数不宜超过300。
(6)当桩端持力层为遇水易软化的风化岩(土)层时,打桩施工过程中应根据设计要求进行管桩内孔封底混凝土施工。封底混凝土施工应符合下列规定:
1)桩尖应是封口型,桩尖焊接时焊缝应连续饱满不渗水;
2)第一节管桩打入土(岩)层后,
宜立即用人工向管桩内孔底部灌注高1.5-2.0m的C30细石混凝土,或者待收锤后经灯光照射或孔内摄像检查管桩内壁基本完好后立即灌注封底混凝土。


1.6接桩

(l)在桩长不够的情况下,应进行接桩,接桩前用钢丝刷清除接头表面的污物和铁锈,上下节之间应焊牢。一般采用电焊接桩,焊接宜在桩四周对称地进行,待上下桩节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(的)施焊,焊缝应连续、饱满;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8min;严禁采用水冷却或焊好即施打。

(2)接桩时,一般在距地面0.5-lm左右时进行; 接桩时上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2mm;接桩就位纠偏时,不得采用大锤横向敲打;节点折曲矢高不得大于l‰桩长。

(3)雨天焊接时,应采取可靠的防雨措施;冬季低温焊接时,应采取围蔽及保温加温措施。


1.7送桩

(1)根据设计桩长接桩完成并正常施打后,应根据设计及试打桩时确定的各项指标来控制是否采取送桩,送桩深度不宜大于2.0m。当送桩深度超过2.0m且不大于6.0m时,打桩机应为三点支撑履带自行式或步履式柴油打桩机;桩帽和桩锤之间应用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳作“锤垫”,其厚度宜取150-200mm。

(2)送桩前应保证桩锤的导向脚不伸出导杆末端,管桩露出地面的高度宜控制在0.3-0.5m;当桩顶打至接近地面需要送桩时,应测出桩的垂直度并检查桩顶质量,合格后应及时送桩。

(3)送桩应采用专用的送桩器,送桩器宜做成圆筒形,并应有足够的强度、刚度和耐打性;送桩器长度应满足送桩深度的要求,弯曲度不得大于1/1000。

(4)送桩器上下两端面应平整,且与送桩器中心轴线相垂直;送桩器下端面应开孔,使空心桩内腔与外界连通。

(5)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,套管内径应比桩外径大20-30mm。

(6)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。

(7)桩尖应按设计要求进入持力层,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并修正;送桩完成后应及时将空孔回填或覆盖。

1.8终止锤击
桩终止锤击的控制应符合下列规定:当桩端位于一般土层时,应以控制桩端设计标高为主,贯入度为辅;桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时,应以贯入度控制为主,桩端标高为辅;
贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,并按每阵10击的贯入度不应大于设计规定的数值确认,必要时,施工控制贯入度应通过试验确定;符合设计要求后,填好施工记录。如发现桩位与要求相差较大时,应会同有关单位研究处理。

2、静压预应力管桩施工工艺

2.1放线定桩位
同“锤击预应力管桩”中“放线定桩位”。
2.2桩机就位
桩机就位时,应对准桩位,将静压桩机调至水平、稳定,确保在施工中不发生倾斜、移动。

2.3吊桩就位
(1)先拴好吊桩用的钢丝绳及索具,管桩在施工中起吊,可采用一点法(位置距桩头0.29L处),启动吊车吊桩,将预制桩吊至静压桩机夹具中,使桩尖垂直对准桩位中心,夹紧并放入土中,移动静压桩机调节桩垂直度,符合要求后将静压桩机调至水平并稳定。
(2)
桩尖插入桩位时垂直度偏差不得超过0.5%。压桩前,应在桩的侧面或桩架上设置标尺,以便在施工中观测、记录。


2.4压桩
(1)压桩:启动压桩油缸,把桩徐徐压下,控制施压进度符合相关设计规范要求,
达到压桩力的要求以后,必须持荷稳定。若不能稳定,必须再持荷,一直到持荷稳定为止,持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。

(2)压桩应连续,宜将每根桩一次性连续压到底,且最后一节有效桩长不宜小于5m。
(3)建筑面积较大,桩数较多时,可将桩基分成数段,压桩在各段范围内分别进行。压桩顺序一般先深后浅,先长桩后短桩,先大径后小径,先施工大承台桩后施工小承台桩的原则,由于桩的密集程度不同,可自中间分两向对称前进,或自中间向四周进行。当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施压。对于场地地层中局部含砂、碎石、卵石时,宜先对该区域进行压桩。
(4)压桩过程中应测量桩身的垂直度。第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5%;当桩身垂直度偏差大于规范要求时,应找出原因并设法纠正;当桩尖进入较硬土层后,严禁用移动机架等方法强行纠偏。
(5)出现下列情况之一时,应暂停压桩作业,并分析原因,采用相应措施:
1压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符;
2桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层;
3实际桩长与设计桩长相差较大;
4出现异常响声;压桩机械工作状态出现异常;
5桩身出现纵向裂缝和桩头混凝土出现剥落等异常现象;
6夹持机构打滑;
7压桩机下陷;
8有效桩长不足6m;
9桩身突然倾斜、跑位;
10邻桩上浮或桩头偏移;
11地面明显隆起,附近房屋及市政设施开裂受损。

2.5接桩
同“锤击预应力管桩”中“接桩”。

2.6送桩

(1)测量桩的垂直度并检查桩头质量,合格后方可送桩,压、送作业应连续进行。

(2)送桩应采用专制钢质送桩器,不得将工程桩用作送桩器。

(3)当场地上多数桩较短(L≤16m)或桩端持力层为易软化的风化岩时,送桩深度不宜超过1.0m。

(4)除上款规定外,送桩深度根据需要可超过2m,但不应大于6m。

(5)送桩时的最大压桩力不宜超过桩身抱压允许压桩力的1.1倍。

2.7终压条件

终压条件应符合下列规定:

(1)应根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准。

(2)终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。对于入土深度大于或等于8m的桩,复压次数可为2-3次;对于入土深度小于8m的桩,复压次数可为3-5次。

(3)稳压压桩力不得小于终压力,稳定压桩的时间宜为5-10s。

当压桩力已达到终压条件时,应立即进行持荷、复压,填写施工记录,尤其记录最后三次稳定压力时的复压贯入度及桩顶标高。

2.8 当一根桩施压完毕,露出地面的桩段必须在移机前截除。管桩应采用锯桩机截割,方桩宜用手工凿子截割,严禁利用压桩机行走的推力强行将桩扳断或用锥形物体压入管桩顶部内孔进行破碎桩头的做法。桩头截除后应采用水准仪等仪器测出其桩顶标高,待全部工程桩施压完毕,再复测一次。

四、质量控制要点

1、PC桩的混凝土强度等级不得低于C50,PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80,预应力管桩强度应达到设计强度的100%后才能开始打桩。

2、对照地质资料及按设计要求合理选择施工机具,锤击桩采用重锤低击的原则选用桩锤并控制打桩总锤击数,避免桩身混凝土产生疲劳破坏,桩身断裂,静压桩施工时压力不应超过桩身所能承受的强度。同一根桩的压桩过程应连续进行,压桩时操作员应时刻注意压力表上压力值,并在压桩前排出合理压桩顺序。

3、施工场地应平整,采用静压沉桩时,场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍,否则应采取相应的地基处理措施,打桩前要认真检查施工设备,将导轨调直。

4、按施工方案合理安排打桩路线,避免压桩或挤桩。

5、管桩在运输及堆放过程中应正确叠放,管桩宜单层堆放,当场地不允许需叠层堆放时,应符合相关规范要求;叠层堆放桩时,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0.2倍桩长处;底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧;垫木宜选用耐压的长木枋或枕木,不得使用有棱角的金属构件;当桩叠层堆放超过2层时,应采用吊机取桩,严禁拖拉取桩;吊桩时应轻起轻吊,避免使用前桩身已经断裂。

6、桩尖、桩身质量检查

首先必须对桩尖进行查验、测量,按照管桩有关规范对于桩尖的要求和设计图纸要求,对所有到场的桩尖进行测量,对所有到场的管桩进行仔细认真地查验,测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录。特别是管壁厚度,由于静压法施工中的夹持力较大,壁厚不够很容易把桩夹碎。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验,检查桩身是否麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面混凝土是否坍落等情况。

7、桩位放线应采用不同方法二次复核。

8、打桩时要保证桩体的垂直度,避免桩身倾斜;保证桩锤、桩帽、桩身中心线重合,避免打桩因偏心受力导致桩顶破碎、桩身断裂。

9、桩间距小于3.5d时,宜采用跳打,应控制每天打桩根数,同一区域内不宜超过12根桩,避免桩体上浮,桩身倾斜。

10、打底桩时,应采用锤重或冷锤施工,将底桩徐徐打入,调直桩身垂直度,遇地下障碍物及时清理后再重新施工。

11、接桩时焊接要连续饱满,焊渣要清除,焊接自然冷却时间应不少于8min,地下水位较高的应适当延长冷却时间,避免焊缝遇水如淬火易脆裂。

12、根据管桩尺寸按要求制作桩帽及送桩器,避免因桩帽和送桩器尺寸不合要求使桩顶破碎及桩身断裂。

13、管桩的截桩应采用专业的切割机具进行截割,严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。


14、要尽量避免打桩机、吊机及其它大型机械在已施打的工程桩上行走。


五、质量标准

预应力管桩桩的桩位偏差,必须符合表1的规定。斜桩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)。
表1、预应力管桩桩位的允许偏差(mm)

表2、电焊接桩焊缝质量标准

表3、静力压桩质量检验标准

表4、锤击预应力管桩质量检验标准

注:①表1、2、3、4选自GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》其中个别数据依据JGJ94-2008《建筑桩基技术规程》做了相应调整;②表中“基桩检测技术规范”参见JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》。

1、单桩竖向承载力检测


2、建筑桩身完整性抽样检测
检测的方法有高应变法、低应变法、钻芯法和声波透射法,一般比较常用的是低应变法。


  • 预应力管桩工程常见质量问题有:

  • 一般处理方法有:


单桩承载力低于设计要求的常见原因有:
桩沉入深度不足;
桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值;
最终贯入度过大;
其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;
勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。

桩倾斜过大的常见原因:
1、预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;
2、桩机安装不正,桩架与地面不垂直;
3、桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;
4、桩端遇石子或坚硬的障碍物;
5、桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;
6、基坑土方开挖不当。


桩接头断离的常见原因:
预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;
桩机安装不正,桩架与地面不垂直;
桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;
桩端遇石子或坚硬的障碍物;
桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;
上、下节桩中心线不重合;桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足、冷却时间不够等原因。

桩位偏差过大的常见原因:
测量放线差错;
沉桩工艺不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差。


出现断桩的常见原因:
除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因:
桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;
沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等;


补沉法:
预制桩入土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
补桩法:
桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。
桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,不延长工期。
补送结合法:
当打入桩采用分节连接,逐根沉入时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。
首先,对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;
其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载 。
扩大承台法:
桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。
考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地梁。
其他方法
修改桩型或沉桩参数;
改变桩型、改变桩入土深度、改变桩位、改变沉桩设备;
底板架空、上部结构卸荷、结构验算;
综合处理法、采用外围补桩,增加周边嵌固,防止或减少桩位侧移。


第二章 质量事故
1、芜湖市某住宅区楼桩基工程质量事故的案例分析

一、工程及事故概况
芜湖某房地产开发公司开发的“江城XX"2#、3#住宅楼,18层,框剪结构,建筑面积为2#楼13900M2、3#楼20700M2。本工程采用锤击预制预应力管桩,工程结束后经静载检测,共七根检测桩全部达不到设计承载力。
二、事故原因分析:
1、桩长过短,未达到设计持力层。
2、修改设计,未报有关部门审查、备案。将桩长由18米改为12米,且取消了十字钢桩尖。
3、各责任主体质量意识不强,侥幸心里浓厚。2006年12月15日开始施工第一根桩,在打桩过程中,当桩入土深度达到1IM时,桩帽就损坏,施工单位就认为难以达到桩的设计长度,于是2006年12月16日设计、勘探、监理、施工等单位召开会议,商定以4根桩进行静载试验,以试验承载力确定桩的设计长度,根据试验结果综合分析,经各方商议以12M作为设计桩长。各责任主体也进行过分析、论证,但流于表面,未能深入,仅凭“经验”及4根试桩的静载试验为依据进行大面积施工,从而造成了这次质量事故。
三、事故处理
原设计基础为桩基,后改为筏板基础,筏板厚度为50cm,挑出外墙边500mm,筏板肋梁截面为60Ox800mm,混凝土强度等级为C30,另补12根桩。

2、长乐区营滨路工程“问题路”

工程概况:
长乐区营滨路工程概算总造价8.13亿元,2016年通车后,全线(玉田罗联古槐段7.7公里水泥路面除外)均出现不同程度沟槽、车辙、裂缝、路基沉降等问题,局部路面沉降30厘米-50厘米,群众反响强烈。
原因:
违规招标、大面积围串标,比如首占标段149家投标公司,有142家参与围标,围标后卖标价达1000万元;

偷工减料情况严重,经第三方机构对全线路面结构、软基路段桩基等进行随机检测,6个标段均不达标,桩基工程合格率为0%;

工程监管严重缺位,原道路建设指挥部办公室未健全质量管理体系,各标段项目经理和总工长期不到岗,监理人员、检验人员收受好处,伪造验收文件;

工程资金管理失控,原道路建设指挥部办公室19次违规出借资金,同时挪用其他单位账户6950万元支付工程进度款,而且工程变更超比例,比如古槐标段甚至高达46.3%。

基桩工程是建筑工程中最重要的隐蔽工程,但桩基工程质量受多项因素的影响,所以熟悉桩基础施工中常见质量事故以及事故发生原因,并了解常见质量事故的处理方法,才能有效控制桩基工程质量,保证整体工程的安全。施工质量事故,人为因素是导致事故发生的根本原因。

  • 重点抓好施工管理

  • 加强现场监督

  • 强化施工人员质量意识教育

  • 规范施工工序流程

  • 做好事前、事中、事后质量控制



作者:夜醉雨轩

转载来源:筑龙岩土