预应力混凝土管桩锤击法施工工艺工法

预应力混凝土管桩锤击法施工工艺工法

1 前言

1.1 工艺工法概况预应力混凝土管桩是一种打入土中，长细比很大的管状细长构件，管桩的上部和承台（梁）联结组成桩基础。根据材料及结构的不同，该种构件主要包括：预应力混凝土管桩（PC管桩）、预应力混凝土薄壁管桩（PTC t桩）及高强度预应力混凝土管桩（PHC管桩）三种。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，其结构主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

国内管桩沉桩施工方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等。

1.2 工艺原理由柴油燃烧或液压驱动，使锤体中的活塞向上运动一定高度，然后自由落体，产生的冲击力作用到管桩桩顶，使管桩下沉，管桩下沉到一定深度，通过管桩桩身与周围土体的摩阻力与桩尖的端阻力共同作用，以达到设计承载力的施工方法。

2工艺工法特点

2.1预应力管桩能较好地适应各种软弱地址条件及荷载情况，具有承载力大、强度高、承压性能好、稳定性好、沉降值小等特点。

2.2预应力管桩施工灵活，并能采用机械化施工，大大提高了施工速度。

2.3预应力混凝土管桩可较大地减轻自重，从而节省材料，增强其抗拉性能。采用工厂化预制，保证成品质量。

3适用范围

3.1适用于一般黏性土及填土、淤泥和淤泥质土、粉土、非自重湿陷性黄土等土层中使用，大量应用于提高各种建筑的基础承载力。沿海地区，由于软弱土层厚、持力层埋藏较深，不宜作为基础持力层，或地基中有暗沟、深坑、古河道等情况，更适合于采用预应力管桩作为建筑的桩基础。

3.2建筑物荷载过大，地基软弱，地下水位较高而采用明挖基础沉降量过大，建筑物不允许有较大沉降；建筑物内外地面有大面积堆载，使软弱地基产生较大变形；或当基础可能有不均匀沉降而对建筑物造成危害。

4主要技术标准

《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB 10002.5 )

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB 10415)

《铁路桥涵施工规范》(TB 10203)

《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50)

《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1)

《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80-1)

5施工方法

桩机进场后就位，将预应力管桩安装在打桩架上，待桩位及垂直度用架设在下面和侧面的经纬仪校正合格后，即可将锤和桩帽压在管桩上，锤击打入管桩，同时应在管桩的侧面或桩架上设置标尺并做好记录。待一根插打到一定位置后接长管桩，循环以上步骤，直到达到设计深度为止，即完成预应力管桩施工，见右图，打桩机施工图1。

6工艺流程及操作要点

6.1施工工艺流程

预应力混凝土管桩施工工艺流程图(见图2)。

图1打桩施工图

图2预应力混凝土管桩施工工艺流程图

6.2操作要点

6.2.1技术准备

1组织技术人员熟悉图纸，确定沉桩数量、沉桩深度、熟悉地质资料，并根据地质状况确定沉桩方法和选择沉桩机械。

2作出桩位编号图，桩位施工顺序图、主要工艺操作过程的要求，对拟用原材料的质量证明文件进行鉴别认可，编制进度计划，指定保证施工质量的措施。

6.2.2现场准备

1沉桩前处理好高空、地下和地上障碍物和地下电缆、坟、沟、坑以及地下旧有建筑，地下管网等。打桩机行走路线要平坦坚实，场地平整范围一般为建筑物基础以外4〜6m以内的整个区域，地基承载力不小于lOOKPa

2抄平放线。首先采用光电测距仪和精密水准仪从测网控制点引入，放出建筑物的轴线，再以轴线控制桩定出基础的每个桩位（样桩），其偏差不得超过20mm 周围至少设4个桩控制点，控制点离建筑物最少15m以上，以减轻受打桩振动和挤土效应对桩位准确性的影响。

3进桩应尽量堆放在桩机前进方向的右侧，一次就位，上下桩配套供应，堆放在坚实地上。运到现场的桩应该按要求进行质量复查，不符合标准的桩严禁使用。

6.2.3 试桩为了选择合理的施工方法和施工机具；决定桩的入土深度，使桩有足够的承载能力，为一系列沉桩施工提供准确的现场数据，使管桩施工满足设计要求，进行试桩。试桩过程中使用的各种测量仪器，在使用前应进行校验。

用坠锤、单打锤沉桩，记录每下沉1m的锤击数和全桩的总锤击数；最后加打5锤，记录桩的下沉量。算出每锤平均值，作为停到贯入度，单位以mn计。

用柴油锤、双动汽锤沉桩。记录每下沉1m的锤击时间和全桩的总锤击时间；在剩余1m左右时，记录每10cm的锤击时间，取最后10cm的每分钟平均值作为停到贯入值，单位以mm计。

6.2.4 沉桩顺序沉桩顺序应根据现场地形条件、土层情况、桩距大小、斜桩方向、桩架移动的方便等综合因素来确定，同时应考虑使桩入土深度相差不多，土壤均匀挤密。一般基坑不大时，打桩应从中间分向两边或周边进行；当基坑较大时，应将基坑分为几段，而后在各段内分别进行，沉桩应避免从周边向中间进行，以免中间土壤被挤密，造成桩的贯入困难，在亚黏土和黏土地区应避免按一个方向前进，使土向一边挤压，而使桩基产生不均匀沉降，当桩距大于 4 倍桩径时，可不受此顺序限制。如果在沉桩施工附近有建筑物或地下管线时，则沉桩顺序应背着被保护的建筑物方向进行或采取跳打的方法，以免沉桩时的挤土对其造成危害。

6.2.5 沉桩施工沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械、压缩空气管路等主要设备进行检查，如有不妥立即改正处理或更换。开始沉桩应起锤轻压，或轻击数锤，观察桩身、桩架、桩锤的垂直情况，待其一致后即可按要求进入正常沉桩，但在打桩过程中要解决好以下几个方面的问题。

1锤击沉锤应用适合桩头尺寸的桩帽和桩头衬垫。桩帽的作用是保持桩头正位，避免锤击应力集中和锤击偏心，使打桩时的打击应力得到缓冲和均匀分布，以延长撞击的持续时间和桩的贯入，桩帽在桩头上要套得松些，以使桩头能够转动，但也不要套的太松，以免影响桩帽、桩身和桩锤的轴线重合。

2适宜的打桩衬垫既可以延长桩锤打在桩头的接触时间还可以增加打桩贯入

力，也不会降低贯入度。当桩身较短，桩靴下阻力一般时，可用8〜10 cm厚的木垫，当向很软的土层施打长桩时则应用15〜20 cm厚的木垫，当木垫被打硬、烧坏或打破砸裂产生不平等情况，都应及时更换。对于每一根桩原则上都应该是各使用一个新垫。对极难打人的管桩，在同一根桩的沉桩过程中，也可适时地更换新垫。

3打桩开始时，通过观测校进桩的竖直线或斜桩的规定倾斜度，打桩一开始就应保持