预应力管桩复合地基施工工法

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1、预应力管桩复合地基施工工法熊耀邦 黄永建核工业西南建设集团有限公司 6100211 前言预应力管桩具有桩身质量稳定可靠、强度高、耐施打、穿透土层能力强、 施工快捷方便、工程造价相对较低等优点。近些年来在建筑、桥梁基础及软基 处理中得到越来越广泛的应用。我公司在二广高速公路怀集至三水段路基软基处理施工中采用的就是预应 力管桩。本工法是在该工程的预应力管桩软基处理施工中经总结提炼而形成的。2 工法特点2.1质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和 设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。2.2 应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，桩长选用范围 大，

2、容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。2.3施工速度快，工期短。预应力混凝土管桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期12月。2.4利于现场文明施工。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场 狭窄的工程特别有利。3 适应范围本工法适用于公路路基持力层深度为715m的软土地基的处理。4 工艺原理采用预应力混凝土管桩作为增强体与桩间土及桩顶的褥垫层共同构成了刚 性桩复合地基。复合地基通过置换作用由预应力混凝土管桩将承受的荷载向较深 的土层传递并相应减少桩间土承担的荷载,使复合地基的承载力提高、变形减小； 在群桩复合地基中,通过桩对土的约束作用阻

3、止土体的侧向变形,从而减少垂直 变形,使复合地基抵抗垂直变形的能力加强；通过挤土作用使桩间土孔隙比减少、 密实度增加, 加速场地土的固结，从而提高桩间土的强度。5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程（图 1）图 1 预应力管桩复合地基施工工艺流程框图5.2 操作要点5.2.1 施工准备 路基两侧排水沟位置挖设临时土水沟，排除地表积水。清除路基范围内杂草，上铺45cm岩碴垫层作桩基施工场地。根据具体施工区段进行配桩，提交进桩计 划。5.2.2 管桩基础承载力检测及打试桩1 管桩基础承载力检测桩位放样完成后，经核算桩的地基承载力应6.37MPa,采用静力触探仪检测 桩基承载力,以确定桩的长度。

4、每个桩基的承载力检测时，请监理工程师进行复 检并做好定位纪录和桩基承载力检测纪录。2 打试桩 首先估算桩入土深度，根据估算的桩长确定合理的配桩，再根据桩的直径和长度确定最终贯入度。试桩位置的选择满足以下几点：1）尽量靠近结构桩基附近；2）地质情况具有代表性；3）方便做静载试验，有场地堆放加载重物，吊车作业方便。 试桩试打前应做好以下准备工作：1）场地坚实平整、不积水；2）补充静力触探孔，孔位选择在与各桩中心等距处，1000m2补充一个触探 孔。3）熟悉地质资料、桩基设计资料、设备的技术资料、试桩资料。 单桩承载力试验及收锤标准：1）选择三根桩作PDF静载试验，作对比试验，建立关系式后均采用PD

5、A试 验检测。2）试打一根桩，并根据单桩承载力的要求，通过PDA检测手段确定相应的 贯入度作为收锤标准。5.2.3 桩位放样沉桩前由导线点施测出桩位轴线，定出桩位中心，以钢筋或小竹片桩标志。在每一纵、横排桩位中心延线上设置控制桩，以方木桩标志，木桩加固保护。 测量放样经自复后，请监理工程师进行复核检查，并作好定位记录和技术复核 记录。5.2.4 桩机就位 桩机使用前应对桩架的机械性能做全面的检验，各项性能均良好后方可使用。桩架就位后应检查一下桩架的平稳性及垂直度，若不稳定，需抄垫平稳，并 使桩架垂直。就位前应由控制桩复核桩位中心。5.2.5 吊桩喂桩管桩沉桩时，一个吊点吊桩，吊点应设在距桩上端

6、 0.3 倍桩长处（图 2）； 两个吊点吊桩时，吊点应设在距上端0.25 倍及0.5 倍桩长处（图3），吊运时应 防止冲撞和发生附加弯矩。图2单点吊吊立图图图图3双点吊吊立图管桩吊运时，两点捆绑，捆绑点双桩端吊0立1倍倍桩长（图4）；四点捆绑, 捆绑点距桩端部0.1及0.23倍桩长，对称分布（图5）U 2U7L0.586L0丿.2U7Lp0.207L ”0.586Lr0.207LL-1L45。45。45o45。I_03L_03L_+0.J0.1L0.23L0.34L0.23L0.1LL 管桩应根据种类先后堆放；堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过三 层；堆放桩的支撑垫木位置：当两点支撑时，

7、应设在距两端0.21 倍桩长处；当 三点支撑时，应设在距两端 0.15倍桩长及中点处。5.2.6 桩身检查用目测法观察桩身有无裂缝，用角尺检查桩端与桩身是否垂直及直径、壁厚、 法兰盘是否满足要求，用弦线拉直观看桩身是否顺直，用回弹仪检查桩身混凝土 强度是否合格，并要填好交接记录。5.2.7 静力压桩将管桩吊起，喂入桩机内，然后对准桩位，将桩插入土中约1.0m至1.5m, 校正桩身垂直度后，开始沉桩。如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩 位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工，如桩入土较 深而碰到地下障碍物，造成桩位偏移或垂直度偏差，桩已无法拔出的情况下，及 时通知有关

8、单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行。沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩， 以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏。待第一节桩入土一定深度 且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m左右时停止沉桩。5.2.8 接桩1 准备工作：按打桩计划与桩长组合进桩，打桩之前，逐根检查管桩外观质 量情况。对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响 接桩密贴和焊接质量，在排定接桩次序后，要从桩脚起逐节向上，沿桩身作好标 志，以便在打桩中观测进土深度。2 立桩就位：吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加 上定位板，然

9、后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、 下桩段接直，上、下桩段的中心线偏差不大于5mm，节点弯曲矢高不得大于桩段 的 0.1%。接头处如有空隙，采用楔形铁片全部填实焊牢，拼接处坡口槽电焊分 两次对称焊接，焊缝连续饱满（满足二级焊缝），电焊条采用J506型，焊后清除 焊渣，检查焊缝饱满程度，自检合格后，再请监理工程师复检，经监理工程师同 意方可继续沉桩，待桩沉入到距地面 1.0m 左右时，停止沉桩，吊上第三节桩， 采用同样工艺将上下段桩焊接完毕后，继续沉桩。采用水准仪测量控制桩顶标高，打入桩采用最后贯入度及最后lm锤击数估 算桩的承载力。5.2.9 沉桩施工记录 沉桩时详细

10、、准确地填写沉桩记录。打入桩施工：记录每米的锤击数，距设计标高23m时则以50cm为单位记录锤击数、最后连续锤击3阵每阵10击的贯 入度及桩顶标高，本施工段最后的收锤标准暂定为3050mm/10击，最后lm的锤 击数不宜超过 250 击。5.2.10 桩帽混凝土浇筑 管桩检验符合设计要求后，绑扎钢筋、安装模板，经自检和监理工程师检查符合要求后，浇筑C25桩帽混凝土。5.2.11 桩间碎石（砂）、土工格栅及砂垫层施工1 桩间砂（碎石）填筑：桩帽混凝土达到设计规定强度后，填桩间砂（碎石）， 并高出桩帽510cm，利于土工格栅铺筑。其填筑的施工工艺按照路基填筑工艺 进行，要求砂（碎石）的规格、级配合

11、格，分层铺筑、分层碾压密实，压实度达 到设计要求。2 铺设土工格栅：在桩间砂（碎石）施工完成且验收合格后，按设计要求铺 筑土工格栅。铺设要平整，无皱折，尽量张紧。用插钉及土石压重固定，铺设的 格栅主要受力方向最好是通长无接头，幅与幅之间的连接可以人工绑扎搭接，土 工格栅受力方向搭接长度不小于30cm,非受力方向不小于10cm。大面积铺设后， 要整体调整其平直度，路基外边留3050cm待填上层后折回。3砂（碎石）垫层施工：土工格栅铺好，经自检及监理检验认可，铺筑砂（碎 石）垫层。砂（碎石）垫层必须及时铺筑，使土工格栅的裸露时间不超时48h。铺 筑时，先在两端摊铺填料，将格栅固定，再向中部推进。碾

12、压的顺序是先两侧后 中间。碾压时，压轮不能直接与筋材接触，未压实的加筋体一般不允许车辆在上 面行驶，以免筋材错位。分层压实度为2030cm，压实度必须达到设计要求。 最后进行路基外边填土封边压实。5.3劳动力组织劳动力组织见表1。劳动力组织表表 1序号工种人数备注1组长1施工管理2施工技术员1负责预应力官桩施工技术、质里3测量员1负责桩位放样、施工监测4机械工8机械操作5钢筋工6钢筋制作和安装6模板工8加工、装拆模板7砼工6砼浇筑8申工1维护和安装工地用电9机械修理工2机械设备维护、修理10普工6预制场、施工现场辅助工作11安全员环保卫生1专职安全员、环保卫生合计416 材料与设备6.1 主要

13、材料（表 2）主要材料表 表2序号名称规格技术指标1预应力管桩PC 400mm单桩承载力800KN2褥垫层碎石粒径不大于3cm3土工格栅抗击拉大于80KN/m；延伸率不大于13%6.2 主要机具设备（表3）主要机具设备表3序号项目型号数量单位1打桩机HB502台2挖掘机1m31台3压路机18t1台4推土机160kw1台5运输翻斗车6t2台6平板振动器5kw1台7振动捧D703台8抽水机5kw1台9千瓦发电机50kw1台10电焊机BX3-3152台11钢筋弯切机5KW1台12砼运输车6 m32台13汽车起重机16t1台14砼搅拌站1000 型/750 型1座7 质量控制7.1 建立现场质量管理和

14、检测网络，强化质量管理，检查和监督工作。7.1.1 项目部和作业队设专职质检、测量试验人员，负责本工程的质量管理、 检查，验收及取样、测试、计量、测量等工作。7.1.2 写好施工日记，详细记载当天有关施工质量、机具、材料及安全等情况，及时、认真、准确的做好施工原始记录。7.1.3 加强管桩的质量与验收，外型尺寸的允许偏差和检验方法见表 4预应力管桩尺寸允许偏差表 4序号项目允许偏差检验方法备注1直径5mm尺寸检杳（不少于5处）每20根 （节）检 查不少 于1根2壁厚 5mm3抽芯圆空平面位置对桩中轴线的位移5 mm4桩尖对桩纵轴线的位移10mm5桩身矢高与桩长比l%0拉线尺量检查6法兰盘对桩纵轴线垂直度4mm角尺和拉线尺量检杳7.2 打入桩质量控制7.2.1 在桩帽侧壁用笔标示尺寸，以厘米为单位，以便记录打桩贯入度。7.2.2 当采用送桩时，测试的贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的贯入度 予以修正。7.2.3 根据设计及试桩确定的停锤控制标准如桩端持力层、最后三阵贯入度 和最后 1m 沉桩锤击数为主要指标来确定可否成桩，满足要求后，做好记