建筑管桩基础如何试桩分享试桩全过程施工方法.docx

建筑管桩基础如何试桩分享试桩全过程施工方法
一、案例工程概况
案例工程共采用三种基础，即桩基础、混合基础（桩基础相结合开挖基础）和天然浅基础。所有桩基础及混合基础都拟采用预应力管桩直径为少400、^500预制管桩，预制管桩型号分别为PHC-400A95、PHC-500A100型预应力管桩。±0.000m标高相当于绝对标高105mT07m之间，试桩桩顶标高详见各栋号图纸，桩长详见各栋号于图纸及地质报告，桩端进入持力层大于等于桩长及贯入度控制。相邻桩的桩底标高差不超过应逾相邻桩长的1/10及相邻中心距，预估单桩竖向推估承载力特征值分别不大于570KN、820KN，同一复台下分开的管桩接头应相互错开。单桩承载力最终根据现场静载试验确定，工程试验桩承载力满足设计要求后方可工程桩。
二、试桩目的
试桩完成后，通过桩的静载试验，确定路基工程各项设计、施工等参数，选择桩基持力层、推定沉桩的可能性，选择静压值，并确定打桩施工时停压技术规范等。
三、试桩试验选定、试桩顺序及进度
案例工程共有18#需要打桩，根据建设方提供的相关图纸及国家相关规范，范例工程的试桩数量为54根。试桩时应采取措施保证桩身精确性侧向稳定性要求。试桩位置按建设方提供的坐标点试桩，标高详见各栋号用图纸。
根据实际情况，土方部分暂未到位及部分图纸不全等，应建设方要求，先试18#、15#、14#、13#、12#，然后由南向北试桩，安排两台设备在建设方规定的时间内完成试桩（适当可增加设备）。
案例紧急状况工程原地面以下地质情况如下:
（1）素填土：层厚0.60-14.5米，黄褐色、灰褐色、松散、稍湿。以粘性土为主，含少量块石、植物根系等，为新近人工填土。系机械推填而成。
（2）残积粉质黏土：层厚1.2-27米，黄褐色、灰黑色、可塑，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽，该层为灰岩风化残积层。地基承载力特征值fak=200Kp；
（3）强风化泥灰岩：层厚0.6-19.9米，灰褐色、灰黑色、强风化状态。岩体破碎，岩质较软。风化裂痕发育，岩芯呈块状。泥质结构，层状构造。岩体基本概念质量登记为V级。干钻不易钻进。地基承载强力特征值fak=400Kpa；
（4）中风化泥灰岩：层厚5-10米，青灰色、灰黑色，中风化状态。岩体残断岩质较硬，岩心呈柱状、短柱状。钙泥质结构，层状构造，基本质量等级为III级。地基承载力特征值fak=2000KN。
四、施工工艺及方法
4.1、施工工艺选择
通过对提供方便该工程设计图纸和所提供的地壳运动资料的分析、工程设计图纸的认真领会，以及对现有设备性能的综合评价考评，案例工程采用静压施工工艺，施工工艺如下：
测量放线一桩机就位一复核桩位一挂吊桩钢丝绳一起吊桩一桩尖入土稳桩双向校正一初步加压一检查该桩身垂直度一正式压桩一观测校正桩身垂直度一压至桩顶至地面1米时，再吊入桩就位一焊接接桩f继续压桩f作压力值记录f成桩f移机下一根桩
压桩的工艺程序下列图：
（a）准备压第一段桩；（b）接第二段桩；（c）接第三段桩；
（d）整根桩压平至地面；（e）采用送接压桩完毕1-第一段桩；2-第
二段桩；3-第三段桩；4-送桩；5-桩接头处；6-地面线；7-压桩架操
作平台线
4.2、主要项目投资的施工方法
4.2.1测量放线、桩定位
1. 铺设测量控制系统
根据建设单位提供更多的控制、技术水平点建立测量控制网，并在施工现场打桩影响范围外设置座标和高程控制点，并经规划、设计、监理等相关单位正下方复核无误确认后方可投入使用。
(1) 首选通过对案例工程总平面图和设计图纸的学习，了解工程总体布局、工程特点和设计意图。并了解工程所在地区的红线位置及坐标、周围环境、现场地形等情况。
(2) 熟悉和了解了解斜坡建筑物的布局、定位依据、定位条件及建筑群建筑物的次要轴线等。
(3) 将招标单位直接提供的水准点高程、坐标需要进行复测无误后，及时办理签证移交手续。
(4) 掌控在熟悉和掌握全部桩基设计图纸的基础上，对总图上所标注的定位坐标、尺寸用计算闭合导线基本原理核算是否准确。
(5) 根据总图上所提供的坐标，计算出测量时所需的距离、层面并通过坐标反算，换算成极坐标后进行平面支配网的测设。
(6) 测设时先校核施工现场上已测设的坐标点，然后根据已测量出的坐标点测设出平面布置图上的坐标点，并使各个坐标点分布在施工场地内。
(7) 每次用坐标系直角坐标测设后要进行校核。
(8) 主要包括坐标控制点测设后，建立整个二维施工场地的平面控制网。
(9) 测设出建筑物轴线与主要控制点，为桩基放样做好准备。
(10) 平面控制网测设时保证测设精度，控制重新配置网测设后进行闭合平差。并对主要坐标控制点作必要的保护。
2. 测放桩位
根据控制点设定建筑物轴线及角桩，按桩位四栋测放桩位，并在桩位中心用钢筋或竹签作好标记，桩位测放后应经建工监理单位复核后方能施工。为防止就位时桩机自重挤压土体使已测放桩位移位，在桩机就位后并于压桩前应复核复核正确，桩定位偏差压制在20mm以内。
4.2.2预制桩的验收
(1) 预制桩出厂到工地，应按批量抹掉预制桩出厂合格证。
(2) 职员质检人员应会同现场监理共同检查、验收预应力管桩，验收合格后，方准使用。如验收中发现不合格，应做好标记并及时退
4.2.3桩起吊、就位
钢梁现场驳运采用二吊点法、喂桩之时采用一吊点，吊点设置在0.29L (L为桩长)处(如下图所示)，起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角(并尽量减少吊臂促出长度)，缓慢地将桩拖至桩机就后先开始垂直起钩，平稳运行地把桩喂至桩机夹持器中。
图一二点吊图表
图二一点吊示意图
对于由桩机自备卷扬机吊桩操作同理。桩的起吊、转运过程中.操作人员操作者均应按起重安全操作规程进行。
4.2.4竖桩与插桩
根据已设定的控制点用直角坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放首节桩，首节桩桩尖的中心点与系遇位的偏差控制在20mm以内。
4.2.5垂直度控制
当桩尖进入土层500mm后，用经纬仪调整桩机桩架处于垂直位置，然后再转换首节桩的垂直度（经纬仪一般架设在距桩机15m以外），使桩架与桩身保持平行，其精度误差相等桩长的1% （首节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5%），即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。如果超差，必须及时调整，但需保证系遇身不裂，应该必要之前拔出重插应尽可能拔出桩身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再进行施工，不允许采取强扳的方法或进行快速纠偏，而将桩身拉裂、折断。
图三打桩送桩垂直度闭路电视示意图
4.2.6打桩、接桩、送桩
1. 打桩（锤击施工）
用桩架的导滑夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两导几架注中，垂直对准桩中心，摇摇晃晃放下插入土中，待桩位置及垂直度调适后即可将锤连同桩帽压在桩上，同时亦须在桩的侧面或架上设置标尺。并做好记录，始可击桩，如桩头不平时，用麻袋或厚纸板垫平，亦可先要环氧砂浆补抹平整。开始打桩应起锤轻压或轻击数锤，观察桩身，桩架，桩锤等垂直一致后，即可转入正常施打，开始打桩时，落距应较小，入地一定深度待桩稳定后才，再按需求的落距进行施打。
沉桩应用适合桩头尺寸的桩帽和弹性衬垫，以缓和打桩时的冲击和使打桩应力，延长撞击的持续时间以利桩的贯入。桩帽用铸钢或钢板制成，锤垫多用硬木或白棕绳圈盘面成，桩栓多用松木或系遇纸垫或酚醛层压塑料，合成橡胶等。桩帽与桩接触的表面须平整，与桩身应在同一直线上，以免浇筑时产生偏斜。桩锤本身带帽者，只须在桩顶护以绳垫或木块。若桩须深入土时，应用送桩。送桩用坚硬的木料
或钢铁制成，长度和直径视需要而定，使用时，将送桩放于桩顶头上，或使与桩在同一垂线上，锤击送桩，将桩慢慢打入土中。沉桩过程中，要经常注意桩身有无形变和倾斜现象，如发现问题应及时纠正，桩将沉至要求深度或到达硬土层时，落锤高度一般不宜大于1m，以免打烂桩头，沉桩过程中作好沉桩施工记录，至接近设计要求时，即可对贯入并或入土标高进行观测，至达到设计督促为止，然后安远桩机至新桩位。
2. 接桩
① 、案例工程接桩采用焊接法。
② 、桩段就位必须和相连接的桩节保持在同一轴线上，连接后桩身继续保持垂直。
③ 、管桩接桩：
a）管桩管桩拼接成整桩装配端板焊接连接，焊接前前后桩头预埋铁件必须清除污锈，露出金属光泽。如桩节之间间隙过大，可垫铁片填实焊牢，接合面之间的前段不大于2mm。焊接时，应将四角点焊固定，然后齐次可逆同时焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计满足其要求。手工焊接时第一层必须用①3.2mm电焊条打底，确保根部焊透，第二层方可用粗焊条（①4mm或①5mm），采用E4303或E4316焊条。
员拼接处坡槽的电焊部分应分三层以上对称进行环缝焊接，并采取措施大大减少焊接变形，正确掌握焊接电流和速度，每层焊接厚度应颗粒，三层间的焊渣必须敲清后方可再焊次一层，坡槽的机械加工必须满焊，电焊厚度宜高出坡 1mm，焊缝必须每层检查，焊缝不宜有夹渣、气孔等缺陷，满足《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-07） 二级焊缝的要求
c）接桩应尽量缩短时间，以避免遏止停打时间过长导致桩周土重固结而影响沉桩。
④ 、焊缝完成后，应会同监理检查验收，待焊缝降温1min后再行打桩，有偿用水冷却或焊好后立即沉桩。
3. 送桩
送桩时则必须采取送桩器，可采用插销式送桩器。送桩杆送桩时，应根据设计要求计算好送桩深度，并在送桩杆上上所做好醒目标记。当送桩至相距设计标高1m左右时，测量人员指挥桩机操作工减小速度，并跟踪观测送桩情况，直到送桩至设计标高时，发出信号重启送桩。送桩原核细胞过程中如有异常情况时，交通部门应即时向设计和建设部门述说，以便及时采取措施。送桩随后留下的孔洞及时用道碴回填夯实。桩顶标高允许偏差为±50mm。桩顶位移偏差控制在允许范围以内。送桩留下的孔洞要采用植龙类、筑胶板覆盖，避免物品人员翻倒，并及时回填，避免陷机。
4.2.7施工记录
记录人员必须及时、认真做好原始资料记录、整理工作，桩位编号，随打随填，以免发生差错，每换班打桩前后，都要核对桩位、桩数以防错打和稀打。
4.2.8常见质量问题现像、原因在于分析与防治措施
1. 桩身断裂
』现象：在压桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，施压油缸摇动的油压显示突然下降并引起机台抖动，此时假如是桩身断裂。
b.原因：
① 、桩材加工弯曲度超过规定，桩尖偏离桩的纵中轴较大，沉入过程中桩身发生拉伸倾斜或弯曲。
② 、桩入土后，遇到大块较厚的障碍物，把桩尖挤向一侧。
③ 、插桩不垂直，在压入一定深度后，用移机方法来纠正，使桩身产生曲折。
④ 、多节桩施工时，相对接的端部桩开不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。
⑤ 、桩材混凝土灵敏度不够，在堆放、起重修船过程中产生裂纹或断裂而未被发现。
c.预防措施：
① 、施工前应把回填桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探检查。
② 、加强桩材外观检查，发现桩梓蝠弯曲超过规定（L/1000且W20mm ）或桩无须尖不在桩纵轴线上不宜使用。
③ 、在插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，不得采用移机方法来纠正。接桩时要上下两节桩在同一轴线上，端面间隙要扬博尔州铁片塞牢。
④ 、桩的堆放和吊运应严格执行进行规范，若桩身验收裂缝超过验收标准不得使用。
2. 桩顶损坏
&.现象：在沉桩过程中，桩顶出现损坏。
① 、桩材混凝土配比不良，施工控制不严，养护措施不力。
② 、桩顶端面不平，造成桩顶端面与桩轴线不垂直。
③ 、桩顶与免费送桩杆梨皮的接触面不平，送桩时造成桩顶端面局部应力集中而损坏。
① 、桩制作时，离心要均匀，桩顶加密箍筋位置要准确，并按规范养护。
② 、沉桩前应检查桩顶有无凹凸现象，其人字形是否垂直于轴线，桩尖是否偏斜，若废酸不符合规范其要求不得使用，后处理或经过补救处理后才能使用。
③ 、检查送桩杆与桩的接触面是否平整，如不平整应进行处理才能使用。
3. 桩位偏移
』现象：在压桩过程中，相邻的桩产生侧向位移或桩身上浮。
① 、桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。
② 、多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一接中心线上，焊接后产生弯曲。
③ 、桩规模较多且桩距较小，压桩时土被挤压到极限密实度后而向上隆起，相邻的桩被浮起。
④ 、在较软土地基施压较密集的群桩时，由于压桩引起的超孔隙水压力较大把相邻的桩推向一侧或浮起。
① 、压桩前应先将桩齐基的障碍物清理干净，加强桩材外观检验，若发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上不得添加。
② 、在压桩过程中，如发现缆线桩不垂直应及时纠正，上用接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，施焊应严格按照规范。
③ 、采用井点降水、砂井或盲沟等降水方案或排水办法。
④ 、压桩期间无须开挖基坑，要等桩全部压完，停置两周后才能开挖。
4. 沉桩达不到设计标高
』现象：沉桩压力已达到或超过设计值，但桩尖未到达设计的标
高位置。
① 、工程地质水文境况未能勘探清楚，尤其是持力层的标高短促不明，致使设计考虑的持力层或选择的桩尖标高有误；
② 、极大值有坚硬夹层或砂夹层；
③ 、施工进度中遇到地下障碍物，如大石头、旧埋设物等；
④ 、群桩挤土效应导致桩入土阻力可能引发增加；
⑤ 、桩机压力过小。
① 、工程地质情况应详细勘探，做到工程地质情况与勘察报告相符；
② 、最合适合理选择持力层或桩尖标高；
③ 、遇有硬夹层或砂夹层时，可引入先钻后压法（预钻孔）穿透硬夹层，以利沉桩。
④ 、取土先用回转钻孔机需要进行预钻孔取土、调整施工顺序（先施工沉桩困难的缆线）、在工程场地布置应力释放孔和沟槽、减
缓沉桩速度等，以减少挤土效应对工程场地的影响，释放土压力；
4.2.9成品保护
对施工完成的管桩阴暗面采用素土采用回填。土方开挖时，预留土方保护层，采用人工配合，清除桩间土方。禁止机械变形桩头造成桩身破裂。
五、成桩质量检测
试桩完成后，待土体恢复固结后才，按设计采取要求需进行静载荷试验，以确定桩身承载力，同时可对地质情况进行一定的判定。土体固结时间规章有具体要求，一般砂土为10-15天，黏土及淤泥土为15—20天，加荷要求一般为2倍的单桩承载力特征值，操作方法可采用堆载，获得桩身沉降量值，描绘Q—S曲线进行分析，获得桩身极限承载力标准值。
六、质量标准