关于管桩的相关知识.docx

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关于管桩的相关知识

关于管桩的相关知识

一、简介

1、分类及标记

a、根据桩身砼有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型；

b、按砼强度等级分为预应力砼管桩（代号PC）与预应力高强砼管桩（代号PHC）

c、管桩外径分为300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm等规格；

d、

标记：

***-----***-----*-----***-----*

管桩长度（m）

管桩壁厚（mm）

管桩型号

管桩外径（mm）

管桩代号

例：

PHC-500-A-100-12表示外径500mm、壁厚100mm、长度12m的预应力高强砼管桩。

二、施工要求

1、桩身砼必须达到设计强度及龄期（常压养护为28天，压蒸养护为1天）后方可沉桩。

2、管桩沉桩机械分为锤基机械和静压机械两种。

锤击法沉桩机械分为柴油锤、液压锤，不宜采用手动自由落锤打桩机；静压法沉桩机械宜采用液压式机械，按施工方法分为顶压式和抱压式两种。

3、每根桩应一次性连续打（压）到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。

4、上、下接桩拼接成整桩时，宜采用端板焊接链接或机械接头连接。

5、接桩时，其入土部分管桩的桩头宜高出地面0.5m-1m。

6、焊接接头应在自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。

7、截桩宜采用锯桩器，严谨采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

8、严禁边打桩边开挖基坑，饱和性粘土、粉土地区的基坑开挖宜在打桩全部完成15天后进行。

三、建筑管桩桩基设计等级

设计等级

建筑类型

桩基重要性系数γ。

甲级

（1）、重要的工业与民用建筑物；

（2）、30层以上或高度超过100m的高层建筑；

（3）、体形复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连成一体建筑物；

（4）20层以上框架－核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑；

（5）场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑；

（6）对相邻既有工程影响较大的建筑；

（7）单桩竖向承载力特征值大于3000KN的桩基。

1.1

乙级

除甲级、丙级以外的工业与民用建筑

1.0

丙级

场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的工业与民用建筑。

1.0

注：

1、对于同一承台桩数不多于2根的桩基，宜按提高一级考虑，当为甲级桩基且同一承台内桩数不多于2根的桩基，宜取γ。

=1.2。

桩基的安全等级，不得低于该建筑物的安全等级。

四、管桩施工--静压预应力管桩

1、工艺流程

3、施工工艺

⑴放线定桩位

1）根据设计图纸编制桩测量定位图，并保证轴线控制点不受打桩时振动和挤土的影响。

2）根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10-20根桩位，在桩位中心点地面上打入一支φ6.5长30-40cm的钢筋，并用红油漆标示。

3）桩机移位后，应进行第二次复核，保证桩位偏差小于10m。

4）桩施工前，应根据施工桩长在匹配的工程桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩入土深度及记录每米沉桩的锤击数。

⑵桩机就位

桩机就位时，应对准桩位，将静压桩机调至水平、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动。

（静压桩基进场就位）

⑶吊桩就位

先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29L处），启动吊车吊桩，将预制桩吊至静压桩机夹具中，使桩尖垂直对准桩位中心，夹紧并放入土中，移动静压桩机调节桩垂直度，符合要求后将静压桩机调至水平并稳定。

桩尖插入桩位时垂直度偏差不得超过0.5%。

压桩前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以便在施工中观测、记录。

（静压桩基吊桩）

⑷压桩

1）压桩：

启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2m/min，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。

若不能稳定，必须再持荷，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。

（压桩）

2）压桩应连续,宜将每根桩一次性连续压到底，且最后一节有效桩长不宜小于5m。

3）建筑面积较大，桩数较多时，可将桩基分成数段，压桩在各段范围内分别进行。

压桩顺序一般先深后浅，先长桩后短桩，先大径后小径，先施工大承台桩后施工小承台桩的原则，由于桩的密集程度不同，可自中间分两向对称前进，或自中间向四周进行。

当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施压。

对于场地地层中局部含砂、碎石、卵石时，宜先对该区域进行压桩。

4）压桩过程中应测量桩身的垂直度。

第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5％；当桩身垂直度偏差大于1％的时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架等方法强行纠偏。

5）出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，并分析原因，采用相应措施：

①压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符。

②桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层。

③实际桩长与设计桩长相差较大。

④出现异常响声;压桩机械工作状态出现异常。

⑤桩身出现纵向裂缝和桩头混凝土出现剥落等异常现象。

⑥夹持机构打滑。

⑦压桩机下陷。

⑸接桩

同“锤击预应力管桩”中“接桩”。

（焊接接桩）

⑹送桩

1）测量桩的垂直度并检查桩头质量，合格后方可送桩，压、送作业应连续进行。

2）送桩应采用专制钢质送桩器，不得将工程桩用作送桩器。

3）当场地上多数桩的有效桩长L小于或等于15m或桩端持力层为风化软质岩，可能需要复压时，送桩深度不宜超过1.5m。

4）除满足本条上述3款规定外，当桩的垂直度偏差小于1%，且桩的有效桩长大于15m时，静压桩送桩深度不宜超过8m。

5）送桩的最大压桩力不宜超过桩身允许抱压压桩力的1.1倍。

⑺终压条件

终压条件应符合下列规定：

1）应根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准。

2）终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。

对于入土深度大于或等于8m的桩，复压次数可为2～3次；对于入土深度小于8m的桩，复压次数可为3～5次。

3）稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间宜为5～10s。

当压桩力已达到终压条件时，应立即进行持荷、复压，填写施工记，尤其记录最后三次稳定压力时的复压贯入度及桩顶标高。

1.3质量控制要点

1、PC桩的混凝土强度等级不得低于C50，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80，预应力管桩强度应达到设计强度的100%后才能开始打桩。

2、对照地质资料及按设计要求合理选择施工机具，锤击桩采用重锤低击的原则选用桩锤并控制打桩总锤击数，避免桩身混凝土产生疲劳破坏，桩身断裂，静压桩施工时压力不应超过桩身所能承受的强度。

同一根桩的压桩过程应连续进行，压桩时操作员应时刻注意压力表上压力值，并在压桩前排出合理压桩顺序。

3、施工场地应平整，采用静压沉桩时，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍，否则应采取相应的地基处理措施，打桩前要认真检查施工设备，将导轨调直。

4、按施工方案合理安排打桩路线，避免压桩或挤桩。

5、管桩在运输及堆放过程中应正确叠放，管桩宜单层堆放，当场地不允许时，当叠层堆放时，外径为500～600㎜的桩不宜超过4层，外径为300～400㎜的桩不宜超过5层；叠层堆放桩时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端0.2倍桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件；当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩；吊桩时应轻起轻吊，避免使用前桩身已经断裂。

（管桩堆放）

6、桩尖、桩身质量检查

首先必须对桩尖进行查验、测量，按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求，对所有到场的桩尖进行测量，对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。

特别是管壁厚度，由于静压法施工中的夹持力较大，壁厚不够很容易把桩夹碎。

同时应对桩身外观质量进行仔细地查验，检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况。

7、桩位放线应采用不同方法二次复核。

8、打桩时要保证桩体的垂直度，避免桩身倾斜；保证桩锤、桩帽、桩身中心线重合，避免打桩因偏心受力导致桩顶破碎、桩身断裂。

9、桩间距小于3.5d时，宜采用跳打，应控制每天打桩根数，同一区域内不宜超过12根桩，避免桩体上浮，桩身倾斜。

10、打底桩时，应采用锤重或冷锤施工，将底桩徐徐打入，调直桩身垂直度，遇地下障碍物及时清理后再重新施工。

11、接桩时焊接要连续饱满，焊渣要清除，焊接自然冷却时间应不少于8min，地下水位较高的应适当延长冷却时间，避免焊缝遇水如淬火易脆裂，对接后间隙要用不超过5mm钢片嵌填，保证打桩时桩顶不偏心受力，避免接头脱落。

12、根据管桩尺寸按要求制作桩帽及送桩器，避免因桩帽和送桩器尺寸不合要求使桩顶破碎及桩身断裂。

13、管桩的截桩应采用专业的切割机具进行截割，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

（截桩器截桩）

（截桩完成后）

14、要尽量避免打桩机、吊机及其它大型机械在已施打的工程桩上行走。

1.4质量标准

预应力管桩桩的桩位偏差，必须符合表1的规定。

斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。

表1、预应力管桩桩位的允许偏差（mm）

序号

项目

允许偏差

1

盖有基础梁的桩：

（1）垂直基础梁的中心线

（2）沿基础梁的中心线

100+0.01H

150+0.01H

2

桩数为1-3根桩基中的桩

100

3

桩数为4-16根桩基中的桩

1/2桩径或边长

4

桩数大于16根桩基中的桩：

（1）最外边的桩

（2）中间桩

1/3桩径或边长

1/2桩径或边长

注：

H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。

表2、电焊接桩焊缝质量标准：

项目

序号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

一般项目

1

（1）上下节端部错口

外径≥700mm

≤3mm

用钢尺量

外径<700mm

≤2mm

用钢尺量

（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

2mm

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

表3、静力压桩质量检验标准 

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

按基桩检测技术规范

按基桩检测技术规范

2

桩位偏差

见表1

用钢尺量

3

承载力

按基桩检测技术规范

按基桩检测技术规范

一

般

项

目

1

成品桩质量

外观 、外形尺寸

表面平整，颜色均匀，掉角深度<10mm,蜂窝面积小于总面积0.5％ 

直观

强度

满足设计要求

查产品合格证书或钻芯试压

2

硫磺胶泥质量

（半成品）

设计要求

查产品合格证书或抽样送检

3

接桩

电焊接桩：

焊缝质量 

电焊结束后停歇时间 

见表2

见表2

min

>8.0

秒表测定

硫磺胶泥接桩：

胶泥浇注时间

浇注后停歇时间

min

min

<2

>7

秒表测定

秒表测定

4

电焊条质量

设计要求

查产品合格证书

5

压桩压力

（设计有要求时）

%

±5

查压力表读数

6

接桩时上下节平面偏差

mm

<2

用钢尺量

7

接桩时节点弯曲矢高

mm

<1/1000L

用钢尺量，L为两节桩长

8

桩顶标高

mm

±50

水准仪

表4、锤击预应力管桩质量检验标准

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

按基桩检测技术规范

按基桩检测技术规范

2

桩位偏差

见表1

用钢尺量

3

承载力

按基桩检测技术规范

按基桩检测技术规范

一

般

项

目

1

成

品

桩

质

量

外观

无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无孔隙

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

用水平尺量

桩体弯曲

<1/1000L

用钢尺量，L为桩长

2

电

焊

接

桩

焊缝质量

见表2

见表2

电焊结束后停歇时间

min

>8.0

秒表测定

上下节平面偏差

mm

<2

用钢尺量

节点弯曲矢高

<1/1000L

用钢尺量，L为桩长

3

停锤标准

设计要求

现场实测或查沉桩记录

4

桩顶标高

mm

±50

水准仪

注：

①表1、2、3、4选自GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》其中个别数据依据JGJ94-2008《建筑桩基技术规程》做了相应调整；②表中“基桩检测技术规范”参见JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》。

1.5常见质量问题及处理

预应力管桩施工为即打即隐蔽的工程，出现问题无法在施工完成之后再进行整改，只能采取补桩等措施补救，因此，必须在施工过程中严格控制质量，每一步骤都要按照标准严格进行。

1、桩体倾斜

⑴产生原因

1）施打前未按要求双向校核垂直度。

2）遇有地下障碍物。

3）场地不平整，桩机底盘不稳固水平。

⑵防治措施

1）施打前，应按要求在桩机的正方和垂直的管桩侧面双向架设经纬仪或线坠，垂直度满足要求（小于0.5％L）后方可起锤，打入约1m左右再用仪器校核一次桩的中心位置和垂直度，确认无误后方可正常施打。

2）地下障碍物如果较浅，可以先将桩拔出，清除障碍物后，将坑填实填平，重新放点打桩；如果障碍物较深，无法处理，可会同监理、设计院等单位商议解决办法，更改桩位。

3）场地应平整坚实，一般不宜大于9°，符合桩机行走条件。

桩机下方应垫好枕木，保持桩机底盘稳固水平。

2、焊缝不饱满，接桩处开裂

⑴产生原因：

未按规定进行焊接作业，未分层焊接。

⑵防治措施

1）接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净，保证连接部件清洁。

2）接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整，焊接层数不得少于2层，焊接时必须将内层焊渣清理干净后再焊外一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm。

3、贯入度剧变

⑴产生原因

1）地质情况不明，地下存在有空洞、溶洞、夹层、古墓等。

2）地下持力岩层起伏大。

3）桩身破碎断裂。

⑵防治措施

1）在施打过程中，出现贯入度突然变大的情况，应立即停止施工，可采取超前钻等方法，先探明桩位处的地质情况，将空洞、溶洞等先用中砂或粘土等填塞密实后再重新打桩，或改用其他形式的基础处理方法。

2）在即将收锤时，遇到贯入度突然加大的情况，一般均因地下持力岩层起伏大导致桩身折断或桩身自身破碎造成的。

这种情况下，采用从桩身内孔吊灯和吊重物检查桩身的完整看是由何种原因造成。

①如是因地质起伏大造成的，则需采用特殊桩尖，采用嵌岩力强的桩尖进行施工。

②如是桩身自身破碎造成的，则需对进场的管桩质量进行检查，采购质量合格的管桩；管桩桩身强度必须达到100％时方可使用；同时，在施打过程中，要控制好总锤击数，PC桩总锤击数不宜超过2000，最后1m锤击数不宜超过250；PHC桩总锤击数不宜超过2500，最后1m锤击数不宜超过300。

4、地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大

⑴产生原因

1）桩基础密集，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩浮起。

2）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

⑵防治措施

1）采用“植桩法”（先钻孔，钻透硬夹层，将桩插入孔内，打至设计要求）以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。

2）采用开口型桩尖，让部分土体进入桩空腔内，减少土体挤密；同时采用“跳打法”施工，控制每天打桩根数，同一区域内不宜超过12根桩。

3）采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。

4）沉桩期间不得同时开挖基坑，沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定，一般应在两周左右。

5、桩身断裂

桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大。

⑴产生原因

1）桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。

2）桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。

3）稳桩不垂直，打入地下一定深度后，再用移架方法校正，使桩身产生弯曲。

4）两节以上桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。

5）制作桩的砼强度不够，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。

⑵防治措施

1）施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钻探了解。

对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。

2）在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。

接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。

3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。

6、桩顶掉角、碎裂

⑴产生原因

1）预制的混凝土配比不良，施工控制不严，振捣不密实或养护时间短，养护措施不足。

2）桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直，桩顶保护层过厚。

3）桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而掉角。

4）沉桩时，桩顶衬垫已损坏，未及时更换。

5）桩锤过大，跳动过高。

⑵防治措施

1）桩制作时，要振捣密实，桩顶的加密箍筋要保证位置准确；桩成型后要严格加强养护。

2）沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜使用，或经过修补等处理后才能使用。

3）检查桩帽与桩的接触面处是否平整，如不平整应进行加垫等处理才能施工。

4）沉桩时稳桩要垂直，桩顶要有衬垫，如衬垫失效或不符合要求时要更换。

5）施工时应根据地质条件，桩断面尺寸及形状，合理选择桩锤。

并采用“重锤低击”的方法，严格控制桩锤的跳动高度，禁止高起高落。

7、沉桩达不到要求

管桩是以最终贯入度和最终桩长作为施工最终控制，一般情况下，以最终贯入度控制为主，结合以最终桩长控制参数，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。

⑴产生原因

1）勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起伏标高不明，至使设计考虑持力层或选择桩长有误。

2）勘探工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混凝土块等。

压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准。

3）以新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。

⑵防治措施

1）详细探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高。

2）根据工程地质条件，合理地选择施工方法及压桩顺序。

8、先打桩后挖基坑施工中常见问题及处理方法

在部分有地下室的工程中，由于基坑不大，开挖后无法进桩机施工管桩基础，只能采取先打桩后挖基坑的方法进行施工。

施工时，坑内的桩尽可能采用长送桩器送至基坑底部，但因地质情况不明确，部分仍不可避免高出基坑底部。

为此，在开挖前，应标明高出的部分桩的位置，开挖时采取环向开挖的方法，以保持高出的部分桩四周的土体开挖基本上在同一个平面位置。

不得先在一侧开挖，使桩两侧的土体形成一个落差很大的土壁。

这样容易使土的侧压力过大导致桩体倾斜，甚至断桩。

在基坑上口和基坑壁的桩，由于不可避免的形成两侧土体高差过大，容易将桩挤偏挤断，必须采取措施进行预防。

一方面，采取保险系数较大的基坑支护方法，降低基坑壁的水平位移；另一方面，可以在该部分管桩上口采用钢丝绳、钢筋等拉结，牵拉至后方不受基坑土方影响的位置上锚固，抵消部分土体侧压力。