预应力管桩施工总结(2017.3.7)

中交第一航务工程局有限公司

典型施工总结

工程名称：南浔申苏浙皖至练杭高速公路连接线工程（K5+885.8-K18+360段）典型施工项目预应力管桩

典型施工范围K14+254.4-K14+354.4

典型施工时间2017年3月1日

编制审核

编制单位中交一航局湖州项目部

编制日期

目录

1试验段概况 (1)

1.1试验段施工及验收依据 (1)

1.2试验段施工时间及路段范围 (1)

1.3试验段目的 (2)

2人员、机械、材料配备 (2)

2.1试验段人员配臵 (2)

2.2试验段机械配臵 (3)

3施工准备 (3)

3.1工作面清理 (3)

3.2测量定位 (3)

3.3桩机就位 (3)

4施工过程简述及工艺确定 (4)

4.1吊装就位 (4)

4.2沉桩 (4)

4.3接桩 (4)

4.4压上节桩 (5)

5施工质量控制 (6)

6质量检查情况 (6)

6.1预应力管桩桩检测标准 (6)

6.2预应力管桩检测结果 (7)

7试验段目标检查及结论 (8)

8试桩过程中存在问题及控制措施 (8)

8.1断桩、斜桩 (8)

8.2桩身上抬 (9)

8.3桩顶（底）开裂 (9)

中交第一航务工程局有限公司 -1-

南浔申苏浙皖至练杭高速公路连接线工程（K5+885.5-K18+360段）

预应力管桩典型施工总结

南浔申苏浙皖至练杭高速公路连接线工程（K5+885.5-K18+360段）预应力管桩试验段于2017年3月1日进行施工，施工段落为K14+254.4至K14+354.4段。施工单位为中交第一航务工程局有限公司，监理单位为湖州市公路水运工程监理咨询公司。典型施工过程中，我部安排专人对各项施工控制指标进行全程跟踪检测，收集整理了相关的数据成果，通过对比分析，各项检测、试验数据满足设计、施工技术规范要求。为进一步推广试验段的施工控制成果，为后续大面积施工提供详细的施工准则，现将试验段的施工工艺、人员机械配臵、控制要点、各项参数及现场存在的问题等总结如下。

1试验段概况

1.1试验段施工及验收依据

《招标文件》、设计图纸、《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F801-2004）。

1.2试验段施工时间及路段范围

1.2.1工艺试验时间

本段清表工作已经完成，具备较好的工艺试验条件，于2016年12月26日进行试桩作业。

1.2.2工艺试验地点

工艺试验工点选择在K14+254.4至K14+354.4段，试桩数量为10根，设计单根桩长30m，桩间距2.4m。本段主要为水稻田，主要地质情况为：1.88m至-0.12m为粉质粘土，-0.12m至-1.52m为淤泥质粉质粘土，-1.52m 至-10.82m粉质粘土。本段地质情况具有很强的代表性。本次试桩具体的桩位布臵图见图1.2-1。

图1.2-1 试桩段桩位布臵图

1.3试验段目的

1.3.1技术参数确定

本次预应力管桩工艺试验主要用于取得满足设计要求的各种技术参数：竖直度、压桩油压、压桩速度等。

1.3.2确定标准施工方法

检验设备的选型，掌握静压时的阻力情况，确定能保证静压管桩能满足28天单桩承载力检测的施工工艺。

2人员、机械、材料配备

2.1试验段人员配臵

试验段施工全程安排专人对各项控制指标进行跟踪记录，具体人员配备及职责见表2.1-1。

2.2试验段机械配臵

本次水泥搅拌桩工艺试验人员配臵详见表2.2-1。

3施工准备

3.1工作面清理

在设计的处理范围内进行清表整平。用人工配合机械清除杂草，清除物运到指定地点废弃，同时清理杂草时应保证设计范围内的杂草全部清理到位、不留死角。用推土机准备施工路段的场地进行整平，无明显沟坎，基本平整，使场地具备保证全断面静压沉桩施工的工作条件。清表厚度控制在20cm左右。同时，两侧挖纵向排水沟或利用原道路排水沟，做好雨水疏导工作。场地清理整平后，先铺设一层厚度35cm的宕渣，再进行管桩的打设。

由于本工程的预应力管桩设臵范围多为桥头段，所以，需要提前画好桩位图，注意避开灌注桩。布设时要求管桩位臵至少让开灌注桩1m，桩位图布臵完成后，提前报监理审批。

3.2测量定位

根据路基设计表（段落平均高度）,采用复核后的导线点、水准点，每20m整桩号处为一个断面，定出每一个断面位臵处的左右路基坡脚桩，按照布桩图进行桩位测放，放样完成后找监理验收。

3.3桩机就位

静力压机就位至压桩点，调试好压桩机，使压桩机的夹持钳口中心（可挂中心线锤陀）与地面上的定位样桩基本对准，将桩机调平，进行再次调整校核无误，将桩机的长步履（长船）落地受力平稳。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。

4施工过程简述及工艺确定

通过试验段的施工，我们确定了预应力管桩的施工方法和施工工艺：

4.1吊装就位

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（位臵距桩头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臵标尺，以便在施工中观测、记录。预应力管桩桩身不得损坏，桩帽、桩身和送桩的中心线应重合，压同一根桩应缩短停息时间。

4.2沉桩

4.2.1垂直度控制

调校桩的垂直度是沉桩的质量关键，须高度重视。插桩一般情况下入土30-50cm为宜，然后进行调校。桩机操作人员在施工班长的组织、指挥下，掌握好双方角度尺两个方向上都归零点。使桩纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中，施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质有障碍物、桩杆偏斜时，应分一二个行程逐渐调直。

4.2.2压桩速度控制

打设时，启动压桩油缸，把桩徐徐压下。压桩过程中，需观察油压表。根据试验段观测显示，管桩压至地面下10m时，油压范围2-2.5MPa；压至地面下20m时，油压范围在2.5-3.5MPa；压至地面下30m时，油压范围在3.5-5MPa。

沉桩速度控制在0.8m/min，压桩过程中，油压增长应平滑缓和，若油压值突然增大，可能为在地下由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层，桩机油压迅速升高。此时尤其应注意控制沉桩速度，避免桩身受到瞬间冲击力，引起桩顶开裂。

4.3接桩

上下节桩拼接成桩时，采用上螺下顶接桩卡扣连接，接头卡扣连接强

度应不小于桩身强度。

上螺下顶接桩卡扣的安装顺序如下：

（1）事先检查桩两端制作的尺寸偏差及连接卡扣件，无受损后方可起吊施工；

（2）卸下上下桩两端的保护装臵后，应用钢丝刷清理干净上下节桩端面，直至完全露出砼表面；同时严禁螺帽孔里掉进杂物，如掉进应拆卸中间螺帽、卡片、弹簧，螺帽孔清理干净，再安装好并检测安装尺寸后方可施工。

（3）将插杆安装在上节桩张拉端的连接套上，在下节桩的固定端大螺帽里安装弹簧、垫片、卡片及中间螺帽。中间螺帽端面与插杆平台距端面高度应满足下表4.6-1要求。

（4）在下节桩端面安放足够的密封材料（由环氧树脂、磨细砂、芳香胺按1:2:0.6比例组成的混合材料。气温变化大时应做相应试验后作调正，初凝期不宜大于2h，终凝期不宜大于24h）。

（5）在专人指挥下，采用安装在桩机上的卷扬机牵引上节桩就位使上节桩的插杆与下节桩的中间螺帽孔对位，上节桩缓缓插入，严禁插杆与桩端面或中间螺帽缘壁碰撞。

接桩时，桩露出地面高度宜控制在0.8m-1.2m。安装插杆时，安装工具严禁碰触插杆末端半球面，安装多余的连接件部件（插杆、卡片、弹簧、垫片、中间螺帽）应收拾并妥善保管。

4.4压上节桩

压上节桩，并重复以上步骤。

5施工质量控制

（1）沉桩时必须固定端大螺帽朝上，张拉端小螺帽朝下，不得混淆。

（2）预应力管桩的混凝土必须达到设计强度及龄期（常压养护为28d，蒸压养护为1d）后方可沉桩。

（3）预应力管桩起吊垂直度在80度以内时严禁单点拖桩。

（4）第一节预应力管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5%，与第二节以上的预应力管桩、桩锤、桩帽或送桩器应与桩身在同一中心线上。

（5）禁止采用将上下节桩轴线形成夹角的方法调整上节桩的垂直度。

（6）沉桩过程中应经常观测桩身的垂直度，若桩身垂直度偏差超过0.5%时，应找出原因并设法纠正；严禁用移动桩架等强行回板的方法纠偏。

（7）每一节桩应一次性连续打（压）到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。

（8）沉桩过程中，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续施工。

（9）如需截桩，应采用有效措施以确保截桩后预应力管桩的质量。截桩宜采用锯桩器，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

6质量检查情况

6.1预应力管桩桩检测标准

预应力管桩的施工质量检验项目如表6.1-1所示。

预应力管桩单桩承载力检验标准如表6.1-2所示。

6.2预应力管桩检测结果

6.2.1桩距

共检测5处，合格5处，管桩桩距符合设计要求。

6.2.2竖直度

共检测10处，合格10处，桩身竖直度符合设计要求。

6.2.3桩径

共检测10处，合格10处，管桩桩径符合设计要求。

6.2.4桩长

共检测10处，合格10处，管桩桩长符合设计要求。

6.2.5桩身完整性

低应变测试，共检测30处，合格30处，合格率100.0%，桩身完整性检测结果见检测报告。

6.2.6静荷载试验

静荷载试验，共检测3处，合格3处，合格率100.0%，28天单桩承载力试验结果检测报告。

7试验段目标检查及结论

根据试验及检测结果分析，本段预应力管桩施工工艺及各项参数满足设计要求，为后续大面积的预应力管桩施工提供切实可靠的数据和依据。

8试桩过程中存在问题及控制措施

8.1断桩、斜桩

产生这种原因有三种情况：

（1）由管桩的自身质量问题导致的，预应力管桩它是高强度砼预制

桩，所以它的桩身砼强度必须要达到100％方可以进入施工现场进行施压，否则它会由于静压桩机的强大抱压力夹断，根据压桩的原理，压桩时抱力一定要大于压桩力的；还有设计桩型时，设计人员一定要根据地质情况和桩身的极限承载力合理选择管桩的壁厚。

（2）由于地质原因引起的断桩、斜桩，在压桩施工中如果表层土的承载力比较低，且地下水位叉高，表层土下又是较厚的流砂层或者淤泥层，压桩时桩机行就容易把施工完的桩全部挤断，因为由于水位高，压桩机在行走时多少重复碾压，使表层土形成了弹簧土，这样桩机的自身压力就会把处与流砂层段的管桩挤断、挤斜；所以施工静压管桩对施工场地的要求是很重要的。

（3）由于施工的垂直度控制不好造成断桩，这个问题较为可控，在施工工程中严格把控好桩身垂直度便能减少由垂直度超出允许偏差时造成的断桩。

8.2桩身上抬

由于静压桩是挤土桩，在场地桩数量较多，桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外，对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空，同时大大增加对四周桩的水平挤压力，导致桩倾斜偏位。

在处理上施工前合理安排压桩顺序，横向以路基中心线向两侧方向推进；纵向以结构物部位向路堤的方向推进；拼宽段路基的管桩尽量从靠近开挖台阶处开始打设。

8.3桩顶（底）开裂

由于目前压桩机越来越大，最重可达12000KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下，管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。

另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层，桩机油压迅速升高，桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂，如果硬持力层面不平整，桩靴卡不进土引起桩头折断破碎，桩机油压又下降，再压时压力不稳定吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑)，事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住，适当折减承载力设计值。