静压预应力管桩施工工法.

静压预应力管桩（PHC）施工工法

山东圣大建设集团有限公司

刘慧敏袁华锋王福芳

1 前言

随着建筑科技的不断发展，一些新材料、新工艺不断涌现，静压预应力混凝土管桩技术是一种施工文明快速、无噪音污染、施工质量可靠、单位承载力造价便宜的建筑新技术，近年在济宁市工业与民用建筑基础施工中被广泛推广应用，为确保桩基工程施工质量，经过在济宁市铁塔寺小区4#综合楼、金乡金泰花园小区1#—4#高层住宅楼、金乡金泰花园小区11#、12#楼工程的探索和研究，逐步形成了本套施工工法，为静压预应力管桩施工的开发与应用提供了成熟的施工工艺，并为今后此类工程施工提供借鉴。并被批准为山东省省级工法，工法编号：LEGF-146-2008。

2 工法特点

2.0.1 质量可靠,单桩承载力高

由于管桩材料为预应力高强混凝土，高速离心成型工艺和二次湿热养护工艺工厂化制作，桩身质量及沉桩长度可用直接监测，管桩质量可靠；施工中采用静压桩机进行沉桩施工，压桩力可通过压力表直观，安全，准确地反映，因而对桩体承载力的控制，判断精确度高，施工质量易保证。

2.0.2 施工速度快,建设投资周期短

管桩为工厂预制混凝土构件，采用高压，蒸汽养护，生产周期短，一般3-5天即可出厂，可提前批量生产，不占用施工养护周期。静压法沉桩施工，在普通地质条件下，2-3分钟即可压入10m长一棵管桩，施工时间主要用在桩头，接桩焊接及倒运管桩，移动桩机等其他工作项目上。而且沉桩完毕后，桩体即有强度，承载力达到最终承载力的80%以上。在必要时可加快施工进度，缩短投资周期，获得良好的经济效益。

2.0.3 施工污染少,安全环保,对周边影响小

静压预应力管桩施工，因采用电力液压驱动操作，无震动，无噪音。而锤击法沉桩震动剧烈，噪音大且拌有浓烟油污，对周边环境影响大，且锤击法沉桩施工，对周边土地振动大，影响周围建筑(构)物的安全稳定。而静压由于是缓慢匀速压入，对土体振动小，为周边环境影响小。而且管桩均为成品，与混凝土灌注桩相比无砂石料，混凝土及泥浆等污染。

2.0.4 适应性能好,应用较广泛

PHC管桩能够穿透普通软土层及粉沙粘土层，配上开口型桩尖减少挤土效应后，具有良好的穿透土层能力，尤其是采用静压沉桩方式，遇到特殊土质如软硬不均,上软下硬，软硬突变的土层，穿透能力更优于锤击法沉桩方式。

PHC管桩为预制桩，规格型号较多，搭配灵活，运输吊装方便，成桩长度不受限制，用普通的电焊机即可实现迅速接驳。

2.0.5 造价低，材料损耗小，经济效益高

由于管桩混凝土强度高，单桩承载力大，工程造价相对于混凝土灌注桩便宜40%左右。由于静压法沉桩对桩身破坏小，送桩到位率高，截桩小，质量可靠，经济效益较高。

3 适用范围

静压预应力管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式，适用于各类建筑物的低承台桩基础，如工业与民用建筑，铁路桥梁，机场，港口码头，水利及市政工程等；适用于一般粘性土及回填土、粉(砂)性土，非自重湿陷性黄土质以及强风化(全风化)的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受地下水位高低的影响。由于静压无噪音，在对环保要求较高的地区，特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。

4 工艺原理

静压预应力管桩工艺原理，在桩机就位后，利用适合吨位的吊车(或压桩机自带的起吊设施)吊起管桩进行喂桩,通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时,静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时,借助自重及配重,以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力,管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长,并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

图5.1-1 施工工艺流程图

5.2 施工操作要点5.2.1 测量定位放线

1认真复核设计图纸及设计院交桩点位,必要时将坐标控制点,水准控制点按标准设置要求布设在施工现场,标准控制点数量满足施工需要及测量点间互相复核的需要即可,然后依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标,对桩位进行精确测放。

2可采用电子全站仪或经纬仪等测量工具建立建筑平面测量控制网,或者直接采用坐标定位方式放出桩位,并进行闭合测量程序进行复核;同时利用水准仪对场地标高进行抄平,然后反映到送桩器上,显示出送桩深度,做好桩顶标高控制工作。

3桩位放出后,在中心采用30cm长Ф8钢筋或者竹筷插入土中,根据需要做好标识:钢筋(或竹筷)端头系上红布条或点上白灰,然后画出桩外皮轮廓线的圆周,便于对位、插桩。

4为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏,针对单桩,独立承台以及大面积筏板基础的群桩制定不同的放线方案。当桩数比较少时,采用坐标随时复测;针对大面积群桩,在场地平整度较高的情况下,采用网格进行控制,并在端头桩位延长线上埋设控制桩,以便复核。

5.2.2 桩机就位

在对施工场地内的表层土质试压后,确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷,对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。

桩机进场后,检查各部件及仪表是否灵敏有效,确保设备运转安全,正常后,按照打桩顺序,移动调整桩机对位、调平、调直。

5.2.3 管桩的验收、堆放、吊运及插桩

1管桩的进场验收

管桩进场后,应按照《先张法预应力砼管桩》(GB13476-1999)的国家标准或各地区的地方标准对管桩的外观，桩径，长度，壁厚，桩身弯曲度，桩端头板的平整度,桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收,并审查产品合格证明文件,把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的管桩清退出场。

2管桩的堆放

现场管桩堆放场地应平整,采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫,且

支撑点大致在同一水平面上。当管桩在场地内堆放时,不宜超过4层；当在桩位附近准备施工时宜单层放置,且必须设支垫。管桩堆放要按照不同型号,规格分类堆放,以免调运施工过程中发生差错。

管桩在现场堆放后,需要二次倒运时,易采用吊机及平板车配合操作。如场地条件不具备时,采用拖拽的方式,需要采用滚木或者对桩头端头板采取一定的保护措施,以免在硬化地面上滑动时磨损套箍及端头板。

3管桩吊运及插桩

单根管桩吊运时可采用两头勾吊法,竖起时可采用单点法。管桩起吊运输过程中应平稳轻放,以免受振动、冲撞。

管桩吊起后,缓缓将桩一端送入桩帽中,待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后,根据需要焊接开(闭)口型桩尖,然后将桩插入土中0.5m-1.0m的深度后，用两台经纬仪(在接近90度的夹角方向)双向控制桩的垂直度，条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通过桩机导架的旋转,滑动进行调整,确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩。

5.2.4 压桩

1压桩前,根据工程情况制定合理的压桩顺序,减少挤土效应,施工时按照压桩顺序组织施工。

2压桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记,以便观察桩的入土深度及记录对应压力值,并通过实地高程测量,在送桩器上做好最后1m及最终送桩深度标记,通过水准仪配合控制。

3在压桩开始阶段,压桩速度不能过快,应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度,一般以2.0m-3.0m/min速度为宜.在初期2-3m的压桩范围内应重点观察控制桩身、机架垂直度,垂直度控制应重点放在第一节桩上,垂直度偏差不得超过桩长的0.5%.并在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录,并详细记录每入土1米时压力表的压力值。

4压桩前最好将地表下的障碍物探明并清除干净,以免桩身移位倾斜。

5.2.5 接桩

将首节管桩压至桩头距地面0.5-1.0m左右高度时停止压桩,开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污,然后下放桩身进行对桩。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后,采用手工电弧焊在坡口