锤击PHC管桩试桩实施方案之欧阳美创编.docx
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锤击PHC管桩试桩实施方案之欧阳美创编
时间：
2021.01.01
创作：
欧阳美
锤击PHC管桩工艺试验实施方案
1.工程概况
沪通铁路工程站前Ⅱ标，起止里程DK22+658.85～DK48+671.035，主线路全长26012m，其中主线路内路基全长3463.93m，其里程段为DK30+143.85～DK32+887.664、DK39+094～DK39+437、DK40+175.37～DK40+900.445；线路外总长1307.436m，包括货场（DK31+675～DK32+315）牵引线（DK32+887.664～DK33+010），张家港工区（DK37+612.5～DK38+157.6）。
地形地貌：
冲海积平原区，地形平坦，多辟为水稻田，水塘和民房、厂房零散分布，村落、厂房间均有公路相通，交通较为便利。
地基加固处理形式主要为管桩、双向搅拌桩、水泥搅拌桩及袋装砂井等，其中管桩工程量：
φ0.4m管桩11950m/5808根，φ0.5m管桩135051m/5218根。
管桩均为PHC-AB型，强度等级C80，φ0.4m管桩壁厚95mm、间距2.0m，φ0.5m管桩壁厚100mm、间距2.5m，正方形布置，桩长15～26m。
2.工艺试验的目的
在桩基工程正式施工前，采用锤击法选择场地内代表性土层进行工艺试验，确定最终单桩竖向承载力特征值是否满足设计要求，并验证施工工艺和确定最终收锤控制标准。
3．编制依据
3.1施工图纸——新建铁路上海至南通铁路南通到安亭段路基施工图及设计技术交底等。
3.2.预应力混凝土管桩10G409
3.3.客货共线铁路路基工程施工技术指南TZ202-2008；
3.4.新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准（铁建设[2004]8号）；
3.5.铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010；
4.工艺试验要求
4.1.工艺试验地点
根据施工图纸地质情况选择有代表性的地段进行工艺试验，根据土层、桩端持力层、桩长及桩径的不同，选择如下位置进行工艺试验：
DK40+240在不偏离实际试验位置的情况下，可酌情根现场施工情况进行适当调整。
4.2.试验数量及检测内容
试验数量及检验内容及方法
序号
里程
规格
数量
桩长
检验内容
1
DK40+240
PHC-AB-500-100
3
23米
平板载荷试验检验单桩承载力，低应变检验桩的完整性
5.施工机械、人员、材料准备
5.1.施工机械
序号
名称
型号
数量
备注
1
筒式柴油打桩机
HD60
2
2
送桩器
φ500
2
3
电焊机
3
4
全站仪
1
5
经纬仪
J6
2
6
水准仪
DS3
3
7
汽车吊
20T
3
5.2.人员配备
现场负责人：
1名现场技术负责人：
3名
专职安全员：
3名质检员：
3名
领工员：
3名工班长：
3人
操作指挥人员：
6名技术操作工人：
18人（包括焊工、电工等）
材料员：
1名机械修理工：
1名
5.3.材料准备
管桩按型号由专业管桩厂预制并运至工地，现场施工负责人会同监理人员与业主代表共同验收，检查管桩外观质量、出厂合格证及强度试验报告等，保证到场管桩合格，不合格管桩不予接收。
根据设计桩长、桩顶标高、场地标高，进场7～13m长的PHC管桩进行配桩。
6.试桩工艺及要点
6.1.设计参数
序号
里程
规格
桩长
单桩承载力
桩端地质
1
DK40+240
PHC-AB-500-100
23米
1080KN
硬塑状黏性土
6.2.施工流程
锤击桩沉桩工艺流程图
6.2.1.施工准备
根据PHC管桩试桩区段管桩分布情况，根据配桩情况，安排预制管桩进场；减少管桩的二次倒运量。
运入施工现场的管桩必须随带出场合格证及相应的材质证明材料。
管桩时场后，堆码整齐，且根据配桩情况及施工位置合理安排堆放位置，下垫上盖，垫块要位置布置合理。
试桩试验区段，原地面应平整，且承载力满足施工机械施工需求，保证桩机垂直度。
场地两侧适宜位置设置临时排水设施。
6.2.2.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）采用电子全站仪等测量工具建立平面测量控制网放出桩位，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。
6.2.3.桩机就位
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，按照试桩打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。
6.2.4.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）管桩的存放
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，见下页两点支垫示意图。
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，宜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。
两点支垫示意图
（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，见管桩起吊示意图。
管桩起吊运输过程中应免平稳轻放，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，焊接桩尖，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。
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。
管桩起吊示意图
6.2.5.桩的施打
（1）桩就位前在桩身上作出以米为单位的长度标记；
（2）桩就位后双向校正垂直度，发现垂直偏有效期超出单节桩长的0.5%时，应停止打桩及时纠正，以保证桩身垂直度，用水准仪控制标高，以保证桩顶标高与设计标高一致。
（3）沉桩：
桩尖就位插好后轻放桩锤，使桩均匀缓慢入土，并检查桩的垂直度（偏差≯0.5%）；打桩开始时重锤低击，落锤的起锤高度＜0.5m，因地层较软，初打时可能下沉量较大，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。
在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。
必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。
要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。
打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。
如果不合适，需更换或补充软垫。
每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下打桩过程中采用2台经纬仪在相互垂直的2个方向进行垂直观测，确保桩的垂直度（打桩架的垂直度≯1%），并控制桩顶偏差≯5cm；沉桩中设专人准确进行量测记录标高、贯入度。
打桩时随时观察桩身情况，沉桩过程中如出现贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现弯曲、严重裂缝、破碎时，暂停打桩，并及时会同监理、设计单位、建设单位研究补救措施，处理后方可继续施工。
6.2.6.接桩
（1）接桩前清理干净桩端的泥土杂物，可采用钢丝刷清理。
（2）上下节桩对齐，上下两桩偏差应少于2mm，并应保证上节桩的垂直。
（3）焊接时要由两人同时对称施焊，焊缝应连续、饱满，不得有施工缺陷，如咬边、夹渣、焊瘤等。
烧焊至少应有两层或以上，焊渣应用小锤敲掉。
烧焊结束后，应冷却不少于8分钟（二氧化碳保护焊除外），严禁用水冷却或焊好即打。
（4）接头处冷却后，采用沥青漆进行防腐处理。
6.2.7.截桩
当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，需要截桩。
截桩要求必须用专门的截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。
6.2.8.保护器
送桩时选用合格的保护器，送桩器用钢板制作，长度根据实际需要，设计制作送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用使送桩器中心线与桩身中心线吻合一致，并和接触面贴合靠紧，施工中，时刻用水准仪观察桩顶标高，符合设计要求后拨出送桩器，并将上段桩孔用木板块及时回填覆盖，以防泥土石块掉入，同时确保安全。
6.3.管桩的收锤标准
按现场实际试桩情况合理确定试桩收锤标准，按如下种方法相互验证，以确定最终收锤标准：
6.3.1.以最后三阵（每阵十锤），每阵沉桩量应逐次递减，以贯入度为20～50mm为标准。
6.3.2.以设计桩长及桩顶标高为收锤标准。
6.4.施工注意事项
（1）锤击沉桩应采用与桩和锤相适应的弹性衬垫。
（2）打桩开始进时应用较低的落距，并在两个方向观察其垂直度；当入土达到一定深度，确认无误后，再按规定的落距锤击。
锤击宜采用重锤低击，坠锤落距不宜大于2m，单打汽锤落距不宜大于1m；柴油锤应使锤芯冲程正常。
（3）在即将进入软层前应改用较低落距锤击。
（4）锤桩至设计深度。
锤击沉桩应连续进行，不应中途停顿。
发生下列情况应停止沉桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工。
①贯入度发生急剧变化。
②桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹。
③桩头破碎或桩身开裂。
④附近地面有严重隆起现象。
⑤邻桩上浮或桩位水平位移过大。
⑥打桩架发生偏斜或晃动。
⑦贯入度或锤击数与工艺试验参数明显不符。
（5）如实、及时、准确地做好管桩施工记录。
7．成果记录整理
打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后3阵每10击的贯人度和最后1m的锤击数等。
记录详细的施工记录，分析确定最终收锤标准。
8.工期安排
管桩工艺试验施工工期安排如下：
准备时间：
2014年10月23日～2014年10月24日；施工时间：
2014年10月25日。
其中准备时间2天,总工期为3天。
主要工序工期安排如下：
序号
工作内容
工期
备注
1
准备工作
2014.10.23～2014.10.24
2
PHC管桩
2014.10.25
9.质量标准
（1）混凝土预制桩的质量应符合设计要求。
检验数量:
全部检查。
检验方法：
观察，查验合格证检验报告等质量证明文件。
（2）混凝土预制桩的数量、布设形式应符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察、现场清点及检查测量记录。
（3）混凝土预制桩贯入过程中，应记录桩贯入地层时设备的反应，核查地质资料，桩底应置于设计桩底地层中。
检验数量：
全部检验。
检验方法：
设备贯入地层中，记录电流表或其他能反应贯入阻力的仪表读数和对应地层标高。
每贯入1m及仪表突然变化时记录。
（4）焊接接桩时，电焊结束时停歇时间、焊缝的允许偏差、检验数量级检验方法一个符合下表规定：
序号
项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
电焊接桩焊缝
上下节端口错开
≤2mm
按桩总数量的10%检验，且每检验批不得少于10根
用钢直尺量
2
焊缝咬边深度
≤0.5mm
焊缝检查仪
3
焊缝加强层高度
≤2mm
焊缝检查仪
4
焊缝加强层宽度
≤3mm
焊缝检查仪
5
焊缝质量外观
无气孔、无焊瘤、无裂缝
观察
6
焊缝灼伤程度
满足设计要求
按设计要求
7
电焊结束时停歇时间
≥1min
秒表测定
8
上下节平面偏差
10mm
用钢直尺量
9
节点弯曲矢量
L/1000
用钢直尺量
L为2节桩长
（5）混凝土预制桩沉入深度和最终贯入度、压桩力应符合设计要求。
检验数量：
全部检验。
检验方法：
施工单位观察、测量并记录沉桩记录。
（6）混凝土预制桩的桩头处理应符合设计要求。
检验数量：
全部检查。
检验方法：
观察。
（7）混凝土预制桩沉桩后，桩的完整性应满足设计要求。
检验数量：
施工单位抽样检查桩总数的10%。
检验方法：
低应变检测等。
（8）混凝土预制桩沉桩后，单桩的承载力应满足设计要求。
检验数量：
检测机构抽样检验桩总数的2‰，且不少于3根。
检验方法：
平板载荷试验。
（9）桩位、倾斜度的允许偏差，检验数量及检验方法应符合下表
序号
项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
桩位
50mm
按桩总数的5%抽样检验，且每检验批不得少于10根
测量或尺量
2
直桩垂直度
1%
吊垂或尺量
3
斜桩倾斜度
≤tanθ
4
桩顶高程
±50mm
仪器测量
注：
θ为斜桩轴线与竖直线间的夹角。
10.控制要点
（1）桩头打坏
原因：
桩头强度低，桩顶凹凸不平；保护层过厚、锤与桩不垂直；落锤过高；锤击过久；遇坚硬土层。
（2）桩身扭转或位移
原因：
桩尖不对称；桩身不垂直。
处理：
可用棍撬、慢锤低击纠正；
（3）桩身倾斜或位移
原因：
桩头不平，桩尖倾斜过大；桩头破坏；一侧遇石块等障碍物，土层有陡的倾斜角；桩帽与桩身不在同一直线上。
处理：
偏差过大，应拔出移位再打；入土不深（＜1m），偏差不大时，可利用木架顶正，再慢锤打入；障碍物不深，可挖出回填土后再打。
（4）桩身破裂
原因：
桩质量不符合设计要求。
处理：
砼预制桩可加钢夹箍用螺栓拉紧后焊固补强。
（5）桩不易沉入或达不到设计标高
原因：
遇旧埋设物、坚硬土夹层或砂夹层；打桩间歇时间过长，摩擦阻力增大；定错桩位。
处理：
遇障碍或碎石层，用钻孔机钻透后再打入；根据地质资料正确定桩位。
（6）桩身回跳动桩锤回弹
原因：
桩尖遇树根或坚硬土层；桩身过曲，接桩过长；落锤过高。
处理：
检查原因，穿过或避开障碍物；如入土不深应拔起避开或换桩重打。
11.成桩检测
压桩结束后，需要对桩基进行检测，检测的项目主要为单桩竖向抗压极限承载力检测。
单桩承载力检测，主要通过现场平板载荷试验进行检测，主要检测单桩承载力是否满足设计要求。
由于管桩施工完毕后，单桩承载力没有完全达到设计承载力强度，需要7天以上的嵌固期，故单桩承载力检测宜在成桩后10-20天范围内进行为宜。
12.安全保证措施
11.1.安全生产目标
消灭重大责任事故，杜绝交通运输重大责任事故和重大火灾、爆炸事故、机械设备大事故，控制一般责任事故。
1消灭人身伤亡责任事故；
2消灭机械设备大事故及以上责任事故；
3消灭工程爆破责任事故；
4消灭重大火灾事故；
5消灭交通安全责任事故。
11.2.安全管理组织机构及人员配备
11.2.1.安全管理组织机构
项目经理部成立以项目经理为组长，安全总监、项目副经理、总工程师为副组长的安全领导小组。
操作层为安全工程师、各队安全员；执行层为各相关部门及各施工队。
安全管理组织机构见“安全管理组织机构图”。
安全管理组织机构图
11.2.2.安全管理人员配备
试桩期间安排专职安全员1名，负责试桩准备及试桩期间的安全督查管理工作。
11.3.安全保证施
（1）加强对进场职工的安全生产教育，提高自保、互保意识；坚持班前安全会议；提高工地全体职工的安全意识，自觉执行我公司制定的各项安全规章制度；
（2）实行逐级的安全、技术、质量交底制度。
试桩前项目负责人要开好首次工地交底会议，实行交代与接受书面签字办法；
（3）桩机手等相关操作人员必须持证上岗，进行安全教育培训与班前安全教育。
（4）桩机入场后，需提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告，上班前需要对钢丝绳及液压轮轴等易磨损部分加强检查，确保制动灵活，试机正常后方能施工。
施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维修保养。
（5）安全用电：
a、电源电线，电动机和闸刀接线正确，绝缘良好，电压偏差不得超过±5%，若两台电动机须同操作时，应隔一定时间再启动。
b、轨道接地电阻不大于10Ω；在挺杆顶部应安装避雷针，大雨、雷电、大雾或六级以上大风时，应停止作业。
c、工作停止时，应将桩锤落到地面上垫好方木，拉开电源闸门，锁好开关箱。
d、机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。
e、因露天作业，需注意安全用电防护，实行三相五线制，做好机械漏电保护，防潮防雨设施，一机一闸，闸箱上锁。
确保用电作业安全；
（6）安全运桩
a、桩在吊运过程中应轻吊轻放，保持平稳，避免碰撞；
b、桩的运输，陆路宜用平板车，装运时，应把桩扎牢塞紧，防止产生滑动或滚动。
c、采用吊车装卸，平板车运输，由于每节管桩长≤13m，采用两端勾吊吊运。
d、桩运输采用平板车运输PHC桩，设计二个固定架防止PHC桩滚动。
运输过程中固定架支点应满足两支点法的位置（支点距离桩端0.207L）处，并垫以楔形掩木，防止滚动，严禁层与层间垫木与桩端的距离不等而造成错位，车底层应设置垫枕。
（7）安全吊桩
a、打桩前必须确认起重机的吊钩已脱离吊桩工具，吊桩冒确保捆线牢固。
人员尽量远离起吊桩节；
b、一定要在规定的吊臂举升角内起吊额定的重量，以免起吊超负荷；
c、挺杆在竖直位置时，不准离挺杆4m以外吊桩，严禁在侧面斜拉吊桩；d、吊桩时必须先夹紧轨钳，正面吊桩，桩与导杆中心距离不得大于4m。
桩的吊点应在桩的全长三分之一处，防止倾翻；
e、桩架前倾不得超过5度，后仰不得超过18度；起吊桩锤、重物时，下面严禁任何人站立停留或通行；
f、打桩和拉吊桩不准同时操作，并且要与相应的运输车密切配合，将桩运至桩架正前方4m以内；
g、桩锤防止锤体吊离桩顶时发生倒桩事故，启动打桩前应拉开机械锁，使吊锤齿缩回重钩伸出后方可；
h、吊桩与运桩发生干扰时，应停止运桩。
i、吊装运输及起吊喂桩时，需要专人指挥及监护，隔离操作，严禁人员通行。
（8）送桩完毕后，遗留下的孔洞上面要加盖或回填，以防人员掉陷。
（9）接桩时绝对不允许随便扳动手柄，以免桩落下伤人；
（10）工地各部分按规定悬挂安全标志，吊桩时服从统一指挥；
（11）试桩施工前要对打桩地段得地下管线，地上及高空电线等设施进行探明，确定无影响后在进行试桩施工。
13．文明施工管理
为保证良好的企业形象，进一步提高文明施工管理水平，搞好现场文明施工管理，保证各项工作的顺利进行，达到文明施工目标，制定如下文明施工措施：
（1）设立文明施工管理常设机构，做到领导重视，逐级落实。
设立文明施工投诉电话，及时处理有关投诉。
（2）施工场地按施工总平面图设置各项临时设施和材料堆场、停置机械场地等。
现场材料的堆放，要按照施工组织设计指定的区域范围分类堆放。
材料转运堆放要有专人管理，场内废料和余泥及时清运，保持场内整洁。
施工现场应符合环境卫生、市容、安全、保卫等各项要求，做到整齐、清洁、安全、美观。
（3）做好文明施工宣传工作，在现场张贴文明施工的具体要求和措施，增强施工人员的文明施工意识。
（4）现场施工人员一律要戴好安全帽，遵守现场的各项规章制度，非施工人员一律不准擅自进入施工现场。
（5）施工现场必须道路畅通，场地平整，无大面积的积水，场内要设置连续的排水系统，合理组织排水。
（6）做好现场的治安、保卫工作，现场设置各种安全设施和配置劳动保护用品。
在施工范围和生活区内不得有不文明行为，搞好宿舍卫生，在宿舍区不可大声喧哗，严禁"七害"及违法行为。
（7）施工范围设置施工标志，告请车辆小心慢行和告请公众注意安全，施工范围的坑、沟、挖掘路面等危险部位设置护拦，加盖防护设施，并设置警示标志，夜间加强照明和设置警示灯，同时施工时在所占路段应设交通导向标志，保证施工现场道路畅顺。
（8）施工现场设置保证施工安全的夜间照明和保证行人、车辆交通安全的路灯照明，夜间施工要尽量减少噪音，对噪音较大的施工作业工艺尽量安排在日间进行，尽可能地减少噪音对附近单位、居民的影响。
时间：
2021.01.01
创作：
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