静压预应力管桩施工及质量控制.doc

1 编制依据
1.1 现行相关规范、规程
1、《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DB42/489-2008)
2、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
3、《预应力混凝土管桩》（10G409）
4、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
1.2 施工图纸及有关文件 业主提供的桩基施工图
2 工程概况
2.1 管桩施工概况
本工程±0.000m相当于绝对标高22.200m。管桩大部分桩顶标高为-11.050，局部标高有调整为：-8.450/-11.250/-11.650/-12.500/-12.700，具体详见桩基平面布置图。
本工程桩基设计等级为乙级，基础型式为静压预应力高强混凝土管桩，管桩采用PHC 500 AB 125型，桩身混凝土强度等级为C80，桩尖采用十字型闭口桩尖。管桩施工从现有自然地面开始，根据设计图纸，管桩桩端持力层为（3—4）细砂层，桩端进入持力层深度不小于2.0m，工程桩有效桩长为23~26m。
根据设计图纸，本工程管桩共1330根，其中854根为抗压桩，476根为抗压兼抗拔桩。桩端接桩采用二氧化碳气体保护焊焊接，所有桩填芯混凝土强度等级为C35。
小知识：
管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC，薄壁管桩代号为PTC。PC桩的混凝土强度不得低于C50，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。又按混凝土的有效预应力值或者抗弯性能分为A、AB、B和C型，它们的有效预压应力分别为4.0MPa、6.0MPa、8.0MPa和10.0MPa。500代表的是管桩的外径，125代表的是壁厚，15代表的是管桩长度。管桩PHC-AB500(125)-15 也就是外径500mm、壁厚125mm，长度为15米的AB型高强预应力混凝土管桩。
PS：通常PHC-AB500的管桩都是壁厚100的，单节长度通常在7～15米。预应力混凝土空心桩桩尖型式宜根据地层性质选择闭口型或敞口型；闭口型分为平底十字型和锥型。管桩PHC-AB500(125)-15a 也就是外径500mm、壁厚125mm，长度为15米的AB型高强预应力混凝土管桩, 桩尖采用十字型闭口桩尖。
管桩数据具体详见下表：

2.2 工程地质概况
根据地质勘查报告，本工程场地岩土层自上而下主要由四个单元层组成：第（1）单元层为素填土（Qml）；第（2）单元层为第四系全新统冲积（Q4al）一般黏性土；第（3）单元层为第四系全新统冲积（Q4al）砂土；下伏（4）层为白垩—下第三系砂砾岩、砂岩。根据各岩土（砂）层力学性质上的差异，可将场地地基岩土进一步细划为若干亚层。（见附表）
3 施工准备
3.1 技术准备
1、熟悉施工图纸，了解设计意图，进行图纸会审明确具体做法，确保图纸与文件有效性。2、编制施工方案，组织施工管理人员学习本分项工程施工要点和质量控制重点，进行三级技术、质量、安全交底。3、对管桩进行桩位编号，并且进行桩基施工分区。
3.2 现场准备
1、对现场的测量控制网、各轴线控制桩、标高桩进行复核，按照桩位图，将各桩位置直接放在地面上，确保施工放线的准确无误。2、组织人员对现场的临时水与临时电进行验收，确保能够正常使用。3、对现场场地进行规划，确定材料堆放场地、车辆行走路线等。4、对原有建筑老基础范围场地进行检查，确保无障碍。
3.3 劳动力准备
1、根据施工进度计划，编制劳动力需用计划和进场时间。2、对施工人员进行入场教育和安全培训，核查特殊工种作业人员的上岗证。签订安全生产责任书。 3、对现场操作工人逐一进行岗前培训和技术交底、考核，合格后方可进行施工。
3.4 机械准备
根据本工程管桩工程量及施工时间安排，拟采用3台桩机进行施工。
3.5 材料准备
1、管桩进场后，应对所有管桩的规格、型号、尺寸、外观质量、尺寸偏差、管桩堆放及桩身破损情况进行全面检查，不符合要求的桩禁止使用。
2、提供各种原材料及厂家资料报业主、监理核查备案。
3、根据物资进场计划，提前一星期提出材料计划表，签订供货合同，供货合同包括技术要求。
4 施工部署
4.1 施工区域划分
根据现场场地条件，结合地下室及地上结构形式，拟将本工程施工范围划分为三个区域。区域划分根据如下原则：
1、结构施工缝及后浇带；
2、现场平面布置；
3、施工工程量大小；
4、后期土方及结构施工；
具体施工区域划分详见下图所示：

插图 1 施工分区图
4.2 施工安排
根据本工程施工进度计划及工程量大小，桩基施工拟采用三台静压桩机施工。根据目前与业主及设计单位沟通情况，若管桩图纸可以全部到位，则每台桩机施工一个区域，三个区域同时施工；若设计仅能先出一区部分图纸，则考虑组织两台桩机，优先进行一区部分桩施工，待其余部分桩基图纸出图后，再进行剩余部分桩施工。桩基分区施工顺序详见下图所示：
桩基施工编号详见附件一：
插图 2 桩基分区施工顺序图
4.3 施工进度计划
根据本工程施工总进度计划，桩基工程施工计划1个月内完成施工。根据目前与业主及设计单位沟通，初步计划于2012年8月15日开始桩基施工，9月15日全部施工完成。

5 施工工艺及方法
5.1 施工工艺流程
静压桩施工机理：桩机提供足够自重反力，通过液压传力机构施加压力于桩身，使桩垂直沉入土层，桩端进入理想持力层，桩身获得较大承载能力。静压桩施工具有无震动、无噪音、无污染、施工速度快、工效高、成本低等优点。
本工程采用抱压式静压管桩，焊接接桩，其施工工艺如下：

插图 3 施工流程图

5.2 材料进场
1、预应力管桩确定供应厂家前要对构件厂进行考察，重点是考察其质保系统是否健全可靠。由于本工程为静压施工，对桩身强度等要求较高，我们将选择武汉市管桩生产质量最优的厂家供应管桩。
2、预制管桩进入现场前必须提供出厂合格证。
3、预制管桩进场时要对桩的外观、尺寸进行检查，不合格的不准卸车，已经卸车的要退返构件厂。
4、压桩前对桩段进行复检，发现因堆放、起吊造成断裂的桩段应停止使用。
5、桩的外观质量和桩身尺寸应符合相应技术规程的有关规定，另外还应重点对桩身在运输过程中是否产生裂缝及碰伤进行检查，坚持不合格的桩段坚决不用的原则。
6、桩段堆放必须方便施工，且应做到地基牢固，堆放平整，支点合理整齐。
7、材料自检验收合格后及时申请监理工程师验收确认。
5.3 测量放线
在管桩身施工前，由项目测量员分批对现场管桩桩位进行测量放线，其偏差不得大于20mm，同时测量场地地面标高。
施工时，应在桩身或桩架上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标记长度，并记录每米沉桩的油压值。
5.4 沉桩施工
本工程管桩采用静压法施工，桩机选用抱压式，桩机的型号、最大压桩力必须满足桩身力学参数和设计要求，桩机总重量不小于最大压桩力的1.2倍（不含静压桩机大履和小履的重量）。
根据设计要求，静压施工的标准应以采用设计桩长和压桩力双控制，以压桩力控制为主，参考桩长。桩施工中如遇异常情况，请通知设计人员及有关部门即时商量解决。
5.4.1 桩机就位及桩位复核
根据桩基施工顺序，确定桩机位置。本工程部分桩基位置为混凝土地面，在桩机就位前，对桩位处混凝土进行破除，留出桩孔位置。待桩机就位后，对桩位进行复核，待确定无误后方可进行施工。
5.4.2 沉桩施工要点
1、桩机行走路线根据桩位编号图，按照基坑短边方向，采用S形行走路线进行桩基施工。行走线路的宽度原则按照一个承台尺寸大小，确保同一线上承台内桩基能够完全施工。
2、对于部分承台内桩位较密集时（本工程按照5根及以上考虑），桩基施工时按照由中间向四周的顺序对称进行。
3、本工程桩顶标高多为-11.05，有部分区域内桩顶标高有调整（具体详见桩位平面布置图）。施工该部分区域桩基时，需特别注意，避免出现桩顶标高错误的情况。
4、对于桩顶标高不同区域的桩，施工时按照先深后浅的原则进行。
5、沉桩时，管桩的倾斜率应严格控制，第一节管桩起吊就位插入地面时的倾斜率不得大于0.5%；如果超差应及时调整，调整时必须确保桩身不裂，必要时应拔桩重新就位。当桩尖进入硬土层后，严禁采用移动桩机等强行回扳的方法纠偏。
6、沉桩时宜将每根桩一次性连续施工到底，尽量减少中间停歇时间，避免在接近设计标高时接桩。
7、静压沉桩时施工速度不宜大于2m/min。
8、施工时应由专职记录员及时准确地填写管桩沉桩记录，并经当班监理人员（或建设单位代表）验证签名后方可作为有效施工记录。
9、当桩顶沉至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。
10、送桩深度不宜超过8m，送桩超深时，应采取有效的技术措施。
5.4.3 桩段连接
根据设计要求，本工程桩段连接采用二氧化碳气体保护焊进行焊接接桩。
1、管桩接桩时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5m~1.0m。
2、接桩时上下节桩段应保持顺直，上、下节桩应接直焊牢，错位偏差不宜大于2mm。
3、管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。
4、焊接时宜先在坡口周围对称电焊4~6点，待上下节桩固定后再分层焊接，施焊宜由两个焊工堆成进行。
5、焊接层数不得少于两层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层；焊缝应饱满连续。
6、焊好的桩接头应自然冷却后方可继续施工，自然冷却时间不应少于1min；不得用水冷却或焊完后立即施工。
5.5 施工后检测
根据设计要求，本工程工程桩应进行单桩竖向抗压和抗拔静载荷试验，均不做破坏试验承载力检测。检测数量为：单桩竖向抗压静载试验3根，抗拔静载试验3根。因本工程工期紧张，桩基静载试验拟采用在桩基施工完成后，在自然地面利用桩机进行静载试验。
1、施工完成后的工程桩采用低应变法进行桩身完整性检测，检测数量不少于总桩数的30%，且每个承台抽检桩数不得少于1根，两桩及两桩以下承台桩全数检测，抗拔桩及倾斜度大于1%的桩全数检测。
2、工程桩应进行桩位的验收检测，桩位偏差应符合下表规定。
插表 1 桩位验收检测

3、开挖基坑中应对工程桩的外露桩头或在桩孔内进行桩身垂直度检测，抽检数量不应少于总桩数的5％。在基坑开挖中如发现土体位移或机械运行影响桩身垂直度时，应加大检测数量。低应变检测为II类桩的必须检测垂直度。
4、抗拔桩应对工程桩的接头焊缝进行质量检测(超声波探伤)数量为6根(每根桩一个接头)。考虑到管桩施工工艺，焊缝检测应在沉桩施工过程中进行。
5、对闭口桩尖的钢板厚度，桩尖尺寸，焊缝质量等进行检测，检测数量每栋建筑物不应少于总桩数的1%，且不应少于2个桩尖。
6、工程桩的桩顶标高偏差不应超过+20mm、-50mm。
其他未尽事宜详见《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB42/489-2008）
6 质量标准及质量控制措施
6.1 质量标准
插表 2 管桩质量验收标准
项
序
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
桩体质量检查
按基础检测技术规范
按基础检测技术规范
2
桩位偏差
详见5.5桩位允许偏差表
用钢尺量
3
承载力
按基础检测技术规范
按基础检测技术规范
一般项目
1
成桩质量
外形
表面平整，外观均匀，掉角深度＜10mm，蜂窝面积小于总面积0.5%
直观
外观尺寸
横截面边长在±5mm之内，桩顶对角线差＜10mm，桩尖中心线＜10mm，桩身弯曲矢高＜1/1000l，桩身平整度＜2mm
用钢尺量，l为桩长
强度
满足设计要求
查产品合格证书或钻芯试压
一般项目
2
电焊接桩
焊缝质量
详见电焊接桩质量检验规范
详见电焊接桩质量检验规范
电焊结束后停歇时间
Min
＞1.0
秒表测定
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
接桩时上下节平面偏差
mm
＜10
用钢尺量
6
接桩时节点弯曲矢高
mm
＜1/1000l
用钢尺量，l为两节桩长
7
桩顶标高
mm
±50
水准仪

管桩的外观质量

项 目
项 目 合 格 品 质 量 要 求
粘皮和麻面
局部粘皮和麻面累计面积不大于桩总外表面积的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不大于5mm，且应修补
桩身合缝漏浆
漏浆深度不大于5mm，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于管桩长度的10%，或对称漏浆的搭接长度不大于100mm，且应修补
局部磕损
磕损深度不大于5mm，每处面积不大于50cm2，且应修补
内外表面露筋
不允许
表面裂缝
不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和内壁浮浆层中的收缩裂纹不在此限
桩端面平整度
管桩端面混凝土和预应力钢筋镦头不得高出端板平面
断筋，脱头
不允许
桩套箍凹陷
凹陷深度不大于5mm，面积不大于500mm2
内表面混凝土塌落
不允许
接头和桩套箍与桩身结合面
漏浆
漏浆深度不大于5mm，漏浆长度不大于周长的1/6，且应修补
空洞和蜂窝
不允许

管桩的尺寸允许偏差

项 目
合格品允许偏差
l
±0.5%l
端部倾斜
≤0.5%D
D(mm)
≤600
+5 ，-2
t
+20，0
保护层厚度(mm)
+5，0
桩身弯曲度
≤l/1000
桩端板(mm)
外侧平面度
0.5
外 径
0，-1
内 径
0，-2
厚 度
正偏差不限，0
注：表内尺寸以设计图纸为基准。
6.2 质量管理体系
根据本工程的特点和以往的施工经验，项目拟组建静压预应力管桩施工质量管理小组，负责监督检查工程施工过程中的质量控制措施，以确保工程质量达到优良工程。
本项目静压预应力管桩施工质量管理体系如下：

插图 4 施工质量保证体系
6.3 质量控制措施
6.3.1 管桩材料质量控制
1、在各种材料进场时，要求供应商随货提供产品的合格证或生产厂家资质证书；同时对管桩、桩尖和焊条等材料还必须提供产品检验报告，对不合格的产品坚决退货，不得在施工现场出现。
2、为保证材料质量，要求材料管理部门严格按照公司有关文件、规定及相关质量管理体系进行操作及管理。对采购的原材料（构件）等，均应建立完善的验收及检验制度，杜绝不合格材料进入施工现场，更不允许不合格材料用于施工。
3、建立有监理见证抽样检验制度。所有材料的检验和试验必须有监理见证，严把材料质量关。
6.3.2 桩位测量质量控制
1、桩位偏差控制是静压预制管桩的难点和重点之一，而且由于本工程现场地表场地土质较差，故控制好桩位偏差更是重中之重。根据现场情况，施工前应预先在施工范围外5-10米处作好纵横轴线控制网，每施工一个桩位前用钢尺从纵横轴线复核桩位有无变动，发现桩位移动或错误及时在压桩前纠正。为保障该工作保质保量完成而又不影响施工进度，我们将安排两个专职测量人员负责复核检查桩位。
2、放线定位实行初测、复测两次定位制度。施工时由测量员放出各纵横轴线网，由技术负责人复核，具体放线由施工员事先用极坐标法放出压桩桩位，在桩机就位压桩前由质检员用轴线法复核，其误差应≤20㎜，未经复核的桩位不允许压桩。
3、轴线及高程控制点，必须固定在永久建筑物的墙上。若无永久建筑物利用的，须用砼浇捣成300*300*400深的方墩，并在方墩上制作钢筋控制点。
4、轴线交验复核必须绘制成果图，并经监理人员或业主代表审核签证。
6.3.3 桩身垂直度质量控制
垂直度控制是静压管桩施工的控制重点之一，施工人员必须按下列方法进行控制：
1、施工时，首先应保证机身平台基本水平。
2、施工过程中随时从互相垂直的两个方向用吊垂检查、调整桩身垂直度。
3、桩入土1m前应从互相垂直的两个方向调正垂直度，桩入土两米后严禁平移机身强行纠偏。
4、接桩时，应保证上、下节桩桩身顺直，施焊前用吊垂从互相垂直的两个方向检查垂直度，如上节桩身有偏斜，应调整桩机校正，桩端接头如有间隙，则以薄钢片填满间隙，然后施焊。
6.3.4 接桩质量控制
1、接桩所用材料如二氧化碳气体保护焊丝需合格方可使用。
2、桩段端头板面应清刷干净，达到无水、无杂质和无油污。
3、接桩前应先调整上桩段桩身方向，测准桩身垂直度。如桩身偏斜，应校直后以薄钢片填满桩端间隙，以保证桩身偏斜＜0.5%。
4、接桩应保持上下节桩中心线顺直，接桩前两桩头错位不超过2mm。
5、接桩应在接点离地面500mm高时进行，确保其垂直和上下节桩接触面水平且不错位后，然后上节桩和下节桩对焊成型，焊接采用二氧化碳气体保护焊，用两名焊工同时对称进行施焊，焊缝必须连续、饱满、不得夹渣、不得含有气泡，焊完后及时敲掉药渣，并且请值班监理工程师检查验收确认。
6、焊接质量是静压管桩桩施工关键工序之一，焊接质量的好坏会直接影响桩身完整性。而影响焊接质量的因素主要是焊工的专业水平和责任心，所以我们的每一个焊接工人必须为专业焊工，不仅要有上岗操作证，而且要对焊接工艺操作熟练。每名焊工施工前必须通过试焊，试焊质量通过考核方可参与施工。