PHC管桩基础知识-集团培训用

摩擦型桩和端承型桩
6、基桩分类 按成桩方法分类：
非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖
注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；
）孔灌
部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌 劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞 口预应力混凝土空心桩和H型钢桩； 挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、 闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。
管桩生产工艺基础知识
生产技术-
目录
一 管桩基本知识 二 管桩生产工艺流程及五大工艺的介绍 三 常见质量问题
一
管桩基本知识
管桩基本知识
管桩结构： 由混凝土 、钢筋骨架和接头三部分组成。
管桩基本知识
1、 标准介绍： 国家标准：GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》 2010年3月I日正式实施，代替1999板； 国家图集：10G409《预应力混凝土管桩》国家标准设计图集 2010年3月I日正式实施，代替03SG409；
6、锤击法和静压法施工。
7、制定合理的施工顺序。
并根据桩的入土深度不同而采取不同施工流水线，宜先长后短、先高后 低。
7.1若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；
7.2若桩较密集，场地狭长，两端离建筑物较远时，宜从中间向两端进行； 7.3若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近 向远进行； 7.4桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打； 7.5承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打； 7.6有围护结构的深基坑中的管桩，宜先打桩后再做基坑的围护结构，
二 管桩生产工艺流程及五大工艺的介绍
管桩工艺流程图
拌和工艺
混凝土定义： 泛指由无机胶凝材料（水泥）和外加剂、
掺合料 （粒化高炉矿渣粉）、水、粗细骨料按一定比例拌
合并在一定条件下凝结，硬化而成的复合固体材料。 拌合物的性能： 和易性（保水性，粘聚性，流动性。）
混凝土搅拌设备：
立轴行星式搅拌机： 1、既有公转又有自转运动 2、 所有传动系统（含电机）置于 搅拌罐上部 ，罐体空间大，也便
2、基础桩分类：
管桩基本知识
2.1管桩分类： 1.管桩按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩和预应力高强混
凝土管桩。预应力混凝土管桩的代号为PC，预应力高强混凝土管桩的
代号为PHC ； 2.管桩按外径分为300mm、（350mm）、400mm、（450mm）、500mm、
（550mm）、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、
养护工艺（蒸养、蒸压）
为什么要选择蒸养蒸压的生产工艺? 为了在较短的时间内，使混凝土达到规定的强度指标（蒸养+蒸 压养护所耗用时间约占管桩制造总时间的90%以上）。 有何优点? 提高管模的利用率 缩短生产周期
1、PC管桩放张时强度混凝土强度应大于45MPa，PHC管桩放张时强度混
凝土强度应大于45MPa（实际控制在45MPa~55MPa）。
降温阶段
对于降温一般没有严格要求，以管桩不出现纵向裂纹为前提。
高压养护
升压
恒压
降压
降温
升压阶段（先慢后快）
按规定要求升压前，排除釜内空气，每15min记录一次压力表值。 在升温、升压阶段，蒸汽介质的温度、湿度比混凝土的温度、湿度高。 根据“热胀冷缩”、“湿胀干缩”的特性，管桩表面先受热受湿，但受 到里层混凝土的抑制，不能自由伸长，会致使外表有裂缝。所以升压阶 段不能过快。
8、每根桩总锤击数及最后1m桩锤击数应符合下列规定： 1）PTC桩总锤击数不宜超过1500锤，最后1m锤击数不宜超过200锤。 2）PC桩总锤击数不宜超过2000锤，最后1m锤击数不宜超过250锤。 3）PHC桩总锤击数不宜超过2500锤，最后1m锤击数不宜超过300锤。
9、PHC桩与承台连接施工过程---开挖、浇垫层
张拉工艺
张拉工艺的作用 我公司采用的是先张法张拉工艺，通过张拉钢筋，人为的预先对结构使 用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外载荷后，此项预应力 将抵消一部分或全部由外载荷所引起的拉应力，从而推迟裂缝的出现和限制
裂缝的展开，提高桩本身的耐打性。
普通张拉机
自动张拉机
离心机成型介绍
作用: 离心成型对于制造预应力混凝土管桩来说是一道非常重要的工
GB13476-2009五大强制性条款：
5.1.2 预应力混凝土管桩(PC桩)用混凝土强度等级不得低于C60， 高强混凝土管桩（PHC桩）用混凝土强度等级不得低于C80。 5.1.3 预应力钢筋放张时，管桩的混凝土抗压强度不得低于45MPa。 5.2 混凝土有效预压应力值 A 型、AB 型、B 型和C 型管桩的混凝
恒压阶段
对于某车间需保持表压（0.95~1.05）MPa的高温高压状态，并每1h记
5、根据桩的受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。
摩擦型桩可分为摩擦桩和端承摩擦桩。摩擦桩是指在竖向极限荷载作用下
，桩顶荷载全部由桩侧阻力承受的桩；而桩顶荷载主要由桩的桩端阻力承 受的桩称为端承摩擦桩；设置于深厚的软弱土层中，无较硬的土层作为桩
端持力层或桩端持力层虽然较硬但桩的长径比L/d很大的桩（传递到桩端的
1.5 矿粉 (GB/T 18046-2008) ：主要成分 SiO2 ，Al2O3 ，CaO ；比表面积
≥4400 cm2/g。我司所用矿粉级别为 S95 。
级配示意图
2、钢材 2.1、预应力主筋采用混凝土用钢棒，质量符合GB/T5223.3的规定。 达到以下指标则判定为合格： A、屈服强度≥1280Mpa； B、抗拉强度≥1420Mpa； C、伸长率≥7%；
序，它直接影响管桩的混凝土强度和沿整条管桩长度的混凝土的均匀性，
其作用有二： ①使一堆松软的混凝土制成我们预先设计的水泥构件；
②提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度。
优点：降低混凝土的水胶比，强度高，抗渗性好 缺点：容易分层，破坏预先设计好的级配，导致强度降低。
离心工艺制度
离心成型工艺制度： （一）、分五个阶段： （1）低速阶段（均匀布料过程） （2）低中速1阶段 （3）低中速2阶段 （4）中高速阶段 （5）高速阶段：高速离心密实过程
片状含量＜8%。针片状过多、级配不好将影响混凝土强度，密实性、离
心效果。
1.2水泥(GB/T 175)：采用不小于42.5硅酸盐水泥、普能硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。
1.3磨细砂：SiO2＞90%，细度＜3%，比表面积3800~4200 cm2/g 。 磨细砂(GB/T 18746-2002) 在初级蒸养阶段强度提高有所影响，但在进
于维修。
放料顺序
采用二次投料法（裹砂裹石法）：
先开动搅拌机空机运转，再加砂铺满搅拌机底，后加入水泥，矿粉或磨
细砂干拌15秒左右，随即加入拌和水搅拌(10~15)s后形成砂浆，然后加入 石子，搅拌(10~20)s后加入减水剂，1min～1min30s左右看料，最后根据料
情况适当补充水（在出料前60s完成）达到要求流动性，搅拌均匀出料。
轴力很小），可视为摩擦桩。 端承型桩可分为端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在竖向极限荷载作用下
，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受的桩，桩侧阻力相对桩端阻力而言
较小，或可忽略不计的桩。而桩顶荷载主要由桩侧阻力承受的桩称为摩擦 端承桩。一般长径比L/d﹤10，桩身穿越软弱土层，桩端设置于密实砂层、 碎石类土层、中风化及微风化岩层中，均可视为端承桩。
2、预应力混凝土管桩的离心混凝土强度等级不得低于C60，预应力高
强混凝土管桩的离心混凝土强度等级不得低于C80。 3、由此可见预应力混凝土管桩，可以在普通蒸汽养护中一次完成；但 对于高强预应力混凝土管桩必须通过两次养护才能使离心混凝土强度 达到C80。
入池蒸养
常压养护
静停阶段 （取消静停）
升温阶段
恒温阶段
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降温阶段
升温阶段
升温促使水泥反应加剧，混凝土强度随之提高，但与此同时伴随着混凝土
各组分材料体积膨胀和水分蒸发。如升温过快，会造成混凝土内部结构缺 陷增加，对砼最终强度不利。
恒温阶段
混凝土持续加热，促使水泥进一步水化的阶段，也是混凝土获得脱模 强度的主要阶段，使砼获得规定的脱模强度一般控制在（45-55）MPa。
D、同时镦头蒸养后主筋抗拉强度≥1420Mpa，镦头强度不得小于
材料本体强度的95%；
2.2、螺旋箍筋宜采用冷拔低碳钢丝（φ b），低碳钢热轧圆盘条，其质 量应分别符合GB 1499.1、GB/T 701的规定。 2.3、端板锚筋及架立钢筋宜采用低碳钢热轧圆盘条或热轧带肋钢筋，其 质量应分别符合GB/T 701、GB 1499的规定。 2.4、端板、桩套箍及钢桩靴应采用可焊性及塑性良好，含碳量有保证的 Q235钢板，其质量应符合GB/T 700,JC/T945的规定。
1400mm等规格（括号内为非优选系列）； 3.管桩按混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型。
管桩基本知识
3、 定义： 管桩---是水泥制品的一种，作为一种建筑基础工
程材料,被广泛应用于工业与民用建筑、铁路、公路与桥
梁、港口、水利等工程中。 桩基础 --- 由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的 承台组成的基础。
低速阶段、低中速阶段、中高速阶段，主要是使混凝土混合物沿 管模壁均匀分布。如果没有中速时间，则旋转速度发生急剧变化，这 时砼料尚没很好就位，离心力突增，混和料严重分离，影响了密实效 果；同时也会使砼料不能很好就位，至使其处在原始状态，影响密实 度和抗渗性，也可能造成偏心少料现象。具体各阶段砼分布情况如下：
管桩基本知识
4、管桩特点：
1.适应面广； 2.产品结构合理，品种规格齐全，供设计选用范围广； 3.管桩混凝土强度高； 4.桩身承载力高，抗弯性能好； 5.成桩质量可靠； 6.对地质条件适应性较强； 7.运输吊装方便，桩接驳迅速，成桩长度不受限制； 8.文明施工，现场整洁，不污染环境，符合环保要求，施工机械化程度高，检测 方便，监理强度低； 9.经济效益好（其施工周期短，效率高，回报快，施工现场简单，便于管理，可 节约施工费用，单位承载力造价低，综合经济效益好。）
管桩材料组成：
一、混凝土类： 1.砂 2.碎石 二、钢材类： 1.PC钢棒 2.线材 3.带钢
3.水泥
4.水 5.掺合料 6.外加剂
4.端板
1.1碎石(GB/T 14685)：（I类，选择质地坚硬、级配良好表面粗糙石灰 岩、花岗岩、辉缘岩来配制PHC管桩）5-25 mm连续粒级，且不应超过钢
筋净距的3/4；压碎指标值＜10%（体现岩石强度）；含泥量＜0.5%；针
土有效预压应力值分别为4.0N/mm2、6.0N/mm2、8.0N/mm2、10.0N/mm2
，其计算值应在各自规定值的±5%范围内。 5.3 混凝土保护层 外径300mm管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚
度不得小于25mm，其余规格管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得
小于40mm。 5.6 抗弯性能满足标准要求
高压釜后，在一定压力及湿度条件下与Ca(OH)2反应形成水化硅酸钙甚至
转化为一种托勃莫莱石，提高混凝土强度。 1.4减水剂(GB/T 8076-2008) 萘系高效减水剂：具有减水及增强作用，
改善混凝土的和易性、粘稠性。当在相同的砂、石配合比，相同的坍落
度和强度要求，当掺有高效减水剂时，可明显的减少水泥用量；且能使 水泥石中毛细孔变小，混凝土强度提高。
插笼筋：
桩头防水处理：
承台、基础梁钢筋绑扎：
10、 基桩检测方法及目的。
检测方法 检 测 目 的 确定单桩竖向抗压极限承载力； 单桩竖向抗压静载试验 判定竖向抗压承载力是否满足设计要求； 通过桩身内力及变形测试，测定桩侧、桩端阻力； .验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果 确定单桩竖向抗拔极限承载力； 单桩竖向抗拔静载试验 判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求； 通过桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩阻力 确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数； 单桩水平静载试验 判定水平承载力是否满足设计要求； 通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩和挠曲 低应变法 检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别 判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求； 高应变法 检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别； 分析桩侧和桩端土阻力