PHC桩基施工方案.docx
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PHC桩基施工方案
一、工程概况-----------------------------------------------02
二、施工依据-----------------------------------------------02
三、施工工艺原则-------------------------------------------02
四、施工工艺操作要点---------------------------------------03
4.1、PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程：
-------------------03
4.2、施工操作要点--------------------------------------03
五、机械设备-----------------------------------------------05
5.1、成桩设备------------------------------------------05
5.2、其他配合机具设备---------------------------------07
六、劳动力组织--------------------------------------------07
七、质量标准及控制----------------------------------------07
7.1、质量标准-----------------------------------------07
7.2、质量控制要点-------------------------------------08
7.3、场地土承载力要求---------------------------------09
7.4、桩位、垂直度及标高控制---------------------------10
7.5、桩尖及接桩焊接质量控制---------------------------10
7.6、沉桩到位率控制-----------------------------------11
7.7、终压值的确定-------------------------------------11
7.8、降低挤土效应危害的措施---------------------------11
八、成桩检测----------------------------------------------12
九、安全措施----------------------------------------------12
一、工程概况
XXX工程桩基工程由两部分组成，分别为单层工业厂房承台桩基础及两层辅助用房桩基础组成。
采用预制PHC预应力混凝土离心管桩（桩尖均采用封底十字刀刃钢桩尖），贯入类型采用静压方式。
管桩桩径400mm，壁厚95mm，均为AB型桩，总根数为x根。
XX工程±0.000相当于黄海高程4.50m，承台桩顶设计标高为：
-1.750m，有效桩长约为23m。
预应力管桩单桩竖向承载力特征值为800KN。
桩基础以全风化岩为持力层，要求静力压桩的终压值不小于1600KN，桩端进入持力层不小于1米。
本工程地质构造由上至下依次为：
人工填土，沉积层，残积层，全、强、中等、微风化花岗岩层。
二、施工依据
2.1、中铁工程设计院有限公司设计的“XX工程施工图纸”。
2.2、中铁工程设计院有限公司提供的“XX工程地质勘察报告”。
2.3、《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-2009
2.4、《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98
2.5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
2.6、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
2.7、《预应力混凝土管桩》国集号03SG409
三、施工工艺原理
3.1、工程施工前先打试桩，并进行规范要求的试验确定单桩竖向承载力特征值及施工参数。
3.2、PHC管桩静压法沉桩工艺原理：
首先进行桩基定位测量，机器安装就位后，利用30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。
四、施工工艺及操作要点
4.1、PHC管桩静压法沉桩施工工艺流程：
图1-1施工工艺流程图
4.2、施工操作要点：
4.2.1、测量定位放线：
4.2.1.1、认真复核设计图纸及甲方交桩点位，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。
4.2.1.2、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。
4.2.1.3、桩位放出后，在中心采用30cm长Ф10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。
4.2.1.4、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。
4.2.2、桩机就位
4.2.2.1、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。
4.2.2.2、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。
4.2.3、管桩的验收、堆放、吊运及插桩。
4.2.3.1、管桩的进场验收。
管桩进场后，应按照《先张法预应力砼管桩》（GB13476-2009）的国家标准或江门市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。
4.2.3.2、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。
4.2.3.3、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，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。
4.2.4、压桩
4.2.4.1、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。
4.2.4.2、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。
4.2.4.3、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状身、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。
4.2.4.4、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。
4.2.5、接桩
4.2.5.1、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周围点焊4-6点，然后再次进行垂直度的调整，若端头板间隙过大，应加塞铁片。
为减少焊接变形引起节点弯曲，焊接时由两名工人对称施焊，焊接层数不少于两层且焊缝应均匀饱满（焊缝与坡口平）。
4.2.5.2、焊接完成后，自然冷却5min以上，然后刷涂一层沥青防腐漆后，继续压桩。
如果有多节管桩，重复以上工序即可。
4.2.6、送桩或截桩
4.2.6.1、当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。
送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配，并且要有足够的强度和刚度，一般为一圆形钢管柱体。
送桩时，送桩器的轴线要与桩身相吻合。
送桩器上根据测定的局部地面标高，事先要标出送桩深度，通过伺候在现场的水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。
同时送桩器上要标出最后1m的位置线，详细记录最终压力值。
4.2.6.2、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。
4.2.6.3、送桩完成后，移动调整机械进行下一根管桩施工。
4.2.7、管桩与承台连接。
4.2.7.1、承台开挖可采用普通挖土机即可，但在开挖过程中注意不得碰损桩头，在挖至桩头标高附近时，停止开挖。
桩间土采用人工配合进行挖除。
管桩施工完毕后当天承载力没有完全达到设计强度，根据不同的土质情况，需要7天以上的嵌固期，所以承台开挖要与试验检测结合起来进行安排，保证施工连续。
4.2.7.2、承台是将上部结构的力传递给管桩基础的受力构件，所以管桩要与承台之间实现有效的锚固连接。
管桩嵌入承台底50mm。
在施工完基础素混凝土垫层后，如管桩内有积水应排出，并用吊筋下放3mm厚的圆形钢板托板，伸入管桩内1500mm，抗拔桩为1800mm，待承台浇注混凝土时一同灌入同标号混凝土增强桩头受力截面。
同时在桩端头板上焊接伸入承台的锚固钢筋，伸入承台内，然后进行承台钢筋的绑扎作业。
需要注意，针对截桩与不截桩有着不同的构造做法。
4.2.7.3、关于管桩与承台连接构造做法，可参照《预应力砼管桩》（03SG409）图集进行施工。
五、机械设备
5.1、成桩设备
采用静压桩机进行沉桩施工，将根据设计荷载以及地区的土质情况、施工经验进行选择合适的桩机类型，也可根据打桩前的试桩得到的相关地层、压桩力等参数进行选择。
下表6-2-1为静压桩机压桩力选择参照表。
表1-1静压桩机选型参照表
最大压桩力（KN）
1600-1800
2400-2800
3000-3600
4000-4600
5000-6000
适
用
管
桩
最小桩径mm
300
300
400
400
500
最大桩径mm
400
500
500
550
600
单桩极限承载力
1000-2000
1700-3000
2100-3800
2800-4600
3500-5500
桩端持
力层
中密～密实的砂土层,硬塑坚硬的粘性土层,残积土层
密实的砂土层,坚硬的粘性土层,全风化岩
密实的砂土层,坚硬的粘性土层,全风化岩
密实的砂土层,坚硬的粘性土层,全风化岩,强风化岩
密实的砂土层,坚硬的粘性土层,全风化岩,强风化岩
根据设计要求，将选用第2种单桩承载力1700～3000kn的静压桩机。
有些静压桩机没有配备吊桩设备，根据需要配备喂桩的吊装设备，如汽车吊等。
并配合长度合适的送桩器。
5.2、其他配合机具设备
5.2.1、装卸倒运管桩可采用普通汽车吊，考虑行走方便选用30T。
5.2.2、接桩及焊接桩尖采用普通直流电焊机，截桩采用专用的锯桩器。
5.2.3、测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪，控制桩身垂直度的经纬仪，控制桩顶标高的水准仪，以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。
表1-2主要施工机械设备配备
序号
名称
型号
单位
数量
性能
1
压桩机
YZY300t
台
2
良好
2
电焊机
C02气保焊
台
2
良好
3
经纬仪
J2
台
2
良好
4
水准仪
S3
台
1
良好
5
汽车吊
30吨
台
1
良好
六、劳动力组织
6.1、为保证工期进度，将有效地进行劳力组织配备，如工期紧张可增加相关劳动力。
表1-3人员配备
序号
工种
单位
数量
备注
1
管理人员
人
6
负责全面协调
2
桩机操作工
人
8
2台设备两班作业
3
电焊工
人
8
直流焊机
4
起重工
人
4
吊车指挥
5
司索工
人
8
挂钩
6
机修工
人
4
设备维修
7
普工
人
10
辅助工作
合计
人
48
七、质量标准及控制
7.1、质量标准
PHC静压管桩施工质量验收标准，执行设计要求和国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-1999）及桩基施工的相关技术规程的规定。
表1-4管桩质量检验标准
项目
序
号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
桩体质量检验
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
2
桩位偏差
见规范相关标准
用钢尺量
3
承载力
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
一般项目
1
成
品
桩
质
量
外观
无蜂窝、露筋、裂纹、色感均匀、桩顶处无空隙
直观
桩径
mm
±5
用钢尺量
管壁厚度
mm
±5
用钢尺量
桩尖中心线
mm
＜2
用钢尺量
顶面平整度
mm
10
水平尺量
桩体弯曲
＜1/1000L
用钢尺量，L为桩长
2
接
桩
焊缝质量
见规范相关标准
见规范相关标准
电焊结束后停歇时间
min
＞1.0
秒表测定
上下节平面偏差
mm
＜10
用钢尺量
节点弯曲矢高
＜1/1000L
用钢尺量，L为两
节桩长
3
电焊条质量
设计要求
查产品合格证书
4
压桩压力（设计有要求时）
％
±5
查压力表读数
5
桩顶标高
mm
±50
水准仪测量
7.2、质量控制要点
7.2.1、进场材料质量验收与控制
7.2.1.1、施工前应对成品管桩做外观尺寸及外观质量验收，并查看合格证明文件及相关外加剂的含量证明，必要时索要管桩的抗弯、抗裂性能检验报告；接桩用焊条等应有产品合格证书并送样复检，压桩用压力表也应进行检查。
7.2.1.2、对于堆放在施工场地内的成品管桩，要加强成品保护，严禁机械碰撞，合理安排管桩堆放场地及进场次序，减少二次倒运，并在二次倒运的过程中平稳、轻放，减少对桩身的振动损伤。
表1-5静压桩外观质量的验收标准
项目
质量要求
粘皮和麻面
局部粘皮和麻面累计面积不大于桩身总表面积的5%，其深度不大于10mm，允许做有效的修补
桩身合缝漏浆
合缝漏浆深度小于主筋保护层厚度，每处漏浆有大于300mm，累计长度不大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度有大于100mm，允许做有效的修补
局部磕损
磕损深度不大于10mm，每处面积不大于50cm2，允许做有效的修补
内外表面漏筋
不允许
表面裂缝
不允许出现环向或纵向裂缝，但龟裂、水纹及浮浆不在此限
端面平整度
管桩端面混凝土及主筋墩头不得高出端头板平面
断筋、脱头
不允许，但当预应力主筋采用钢丝且断丝数量不大于钢丝总数的3%时深度不大于10mm，除外
桩套箍（钢群板）凹陷
凹陷深度不大于10mm，每处面积不大于25cm2，
内表面混凝土脱落
不允许
桩接头及桩套箍（钢群板）与混凝土结合处
漏浆
漏浆深度小于主筋保护层厚度，漏浆深度不大于周长的1/4，允许做有效的修补
空洞和蜂窝
不允许
其它
离心成型后废浆液应倒清
1-6静压桩的尺寸验收标准
项目
允许偏差值（mm）
质量根据计量度方法
长度
+0.7%L
-0.5%L
采用钢卷尺
端部倾斜
≤5%d
将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边紧靠端面，测量其最大间隙
外径
≤600
+5-4
+7-4
用卡尺或钢尺在同一断面测定相互垂直的两直径，测量其最大间隙
＞600
壁厚
正偏差不限-5
用钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚，取其平均值
保护层厚度
+10-5
用钢尺，在管桩断面处测量
桩身弯曲度
L/1000
将拉线紧靠端头板，测其间隙处距离
端头板
平整度
2
用钢卷尺或钢直尺
7.3、场地土承载力要求
场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重重量较大，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，影响施工质量及施工安全，必须对施工场地进行局部回填平整或铺垫整块钢板，采取必要的措施提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。
7.4、桩位、垂直度及标高控制
7.4.1、在打桩前应调查场地土土质情况，尤其是地表土层是否有大量的废弃混凝土块等杂填土质、是否有地下废弃混凝土结构、构筑物及地下管线等障碍。
需将地下障碍物清除干净，并分层回填夯实后再进行管桩施工。
障碍物的存在、地表土质松软均易导致桩位偏移。
7.4.2、桩身垂直度应重点控制第一棵桩身的垂直，从十字交叉的两个方向进行观测，及时发现偏差后，拔出管桩回填后重新施工，不得强行回扳校正，以免将桩扳裂以致断桩。
桩身的不垂直沉入，偏心受力容易将桩体压碎裂而降低桩体的承载力。
7.4.3、标高控制，通过正确引测到施工现场附近的水准控制点进行观测。
将水准仪安放在离开桩机5m左右以外的位置，测定此时水准线下需要的送桩长度，并标记在送桩器上，送桩时，设专人进行观测，当送桩器上的刻度将与水准仪的水准线重合时，放慢压桩速度直至两线重合，并结合设计要求的稳定终压值停止压桩。
7.5、桩尖及接桩焊接质量控制
7.5.1、桩尖焊接时不能只点焊了事，需进行一周满焊。
在设计需要桩尖的地层，如桩尖焊接不牢而发生脱落，会影响管桩穿透土层的能力。
7.5.2、接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节。
焊接前需清理干净端头板上的铁锈、泥污等，对称、分层焊接，减少焊接变形而引起的节点弯曲，并保证焊缝均匀饱满。
焊接结束后，确保足够的冷却停歇时间，一般不应小于5min，然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。
对于重点工程国家规范规定，还需对电焊接头作10％的焊缝探伤检查，目前对接头探伤没有很好的操作标准，超声波探伤因端头板较薄而难以实现，一般采用磁粉对焊缝表面进行外观检查。
表1-7电焊接桩焊缝检验标准
项
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
1
上下节端部错口
（外径≥700mm）
（外径＜700mm）
mm
mm
≤2
≤3
用钢尺量
2
焊缝咬边深度
mm
≤0.5
焊缝检查仪
3
焊缝加强层高度
mm
2
焊缝检查仪
4
焊缝加强层宽度
mm
2
焊缝检查仪
5
焊缝电焊质量外观
无气孔、无焊瘤、无裂缝
直观
6
焊缝探伤检验
满足设计要求
按设计要求
7.6、沉桩到位率控制
7.6.1、管桩没有沉入到设计位置，需要截桩，既浪费材料，增加额外的桩头处理费用，而且会导致桩身承载力降低。
设计及施工过程中，采取合理的技术措施，在满足承载力的要求下尽可能的将管桩沉入到设计标高位置。
7.6.2、选择合适型号的压桩机械。
根据正式工程桩施工前的试验桩资料、地质土层分布情况、桩端持力层土质情况选择合适的压桩力既选择合适型号的压桩机械,避免压力较小导致管桩压不到设计标高。
7.6.3、降低挤土效应带来的不良影响。
由于桩体间距过小、压桩顺序不合理，地下水孔隙压力大均容易导致基础土阻力增大，管桩压不到设计位置。
7.6.4、缩短送桩时间。
压桩作业在进入硬土层时，压桩时应控制施工停歇时间，避免由于停歇时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。
7.7、终压值的确定
7.7.1、静压法沉桩方式要注意最终压力值的控制。
对于停止压桩的控制一般有两个指标，一个是设计桩顶标高，一个是最终压力值。
两个指标可双控也可实现某一值即可停止压桩。
7.7.2、设计标高根据实际测量，即可控制。
最终压力值一定程度上反应地基承载力，设计通过对地基土层的承载力分析，进行桩长及直径的设计，并根据沉桩方式、桩端持力土层的影响系数以及试桩提供的实测压力值及承载力值，进行综合分析确定。
当桩顶标高难以达到设计要求，一般在达到设计压力值并恒压稳定后，即可停止压（送）桩。
7.8、降低挤土效应危害的措施
7.8.1、管桩在压入土中后，会将桩身周围的土体向旁侧挤压，而占据原来地基土的空间，尤其在桩位较密集或者靠近既有结构的位置，容易因原土体被扰动而产生土体隆起，导致管桩上浮，同时挤土效应产生的水平压力容易导致桩身产生水平方向的挠曲变形，影响桩体承载力。
如果附近有建筑物或地下管网，容易遭到破坏。
7.8.2、预制桩挤土效应是无法完全消除的，只能通过一定的措施降低挤土效应带来的危害。
设计方案可采取合适的桩间距、开口型桩尖降低挤土效应。
施工中合理安排施工顺序，先施工中间后施工四周位置的管桩、先施工靠近建筑物一侧的管桩后施工远离建筑物的管桩、先施工长桩后施工短桩，或采用间隔跳打法；为了减少挤土效应可采用预钻孔再压桩，根据需要控制钻土的深度及直径，一般为管桩长度及深度的2/3；为减少挤土效应，采用二次送桩的方式减缓挤土效应，既一个承台的管桩统一打到地表高度，然后再一起集中送桩。
也可事先在建筑物周边设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，设置隔离板桩或地下连续墙、开挖地面排土沟等消除挤土效应给周围建筑物造成影响。
八、成桩检测
8.1、压桩结束后，需要对桩基进行检测，桩基检测依据设计要求采用《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）及《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）进行。
检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖向抗压极限承载力检测。
8.2、桩身质量检测，主要通过现场低引变反射波法进行，目的是对桩身缺陷进行判定，对桩身质量进行分级。
根据规范分为四个等级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类桩。
其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩；Ⅱ类桩为合格桩；Ⅲ类桩为明显质量缺陷桩，需要与相关单位研究，确定处理方案或继续使用，按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩；Ⅳ类为不合格桩。
小应变动力检测数量，按规范要求抽
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