铁路路基地基处理预应力（预制）管桩施工作业指导书

高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 I 目目 录录 1.编制目的编制目的1 2.编制依据编制依据1 3.适用范围适用范围1 4.工艺原理工艺原理1 5.工艺流程工艺流程2 6.施工准备施工准备2 7.操作要点操作要点5 8.质量标准及控制质量标准及控制.8 9.施工注意事项施工注意事项 12 10.常见的质量问题及防治对策常见的质量问题及防治对策13 11.保障措施保障措施17 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 1 预应力混凝土管桩施工作业指导书预应力混凝土管桩施工作业指导书 1.1.编制目的编制目的 明确钢筋混凝土预应力管桩的施工工艺流程、操作要点和相应的工艺 标准，指导、规范预应力管桩的施工。 2.2.编制依据编制依据 高速铁路路基工程施工技术指南 （铁建设×××号） ； 高速铁路路基工程施工质量验收标准 （编号×××） ； 铁路混凝土工程施工技术指南 （铁建设×××号） ； 铁路混凝土工程施工质量验收标准 （编号×××） ； 新建××客专施工图××××路基设计图（第×标段） ； 新建××客专施工图附图二路基设计大样图集 。 3.3.适用范围适用范围 适用于沙土、粉土、粉质黏土、粘土等一般地质情况下桩板结构或桩 网结构填筑型路基；地基处理采用预应力混凝土管桩进行地基加固处理的 路基；区间路基或车站路基。 4.4.工艺原理工艺原理 4.14.1 锤击式沉桩工艺原理锤击式沉桩工艺原理 由打桩架和筒式柴油锤组成该工艺主要施工设备，打桩架实际是一台 打桩专用的起重和导向设备，桩锤用来产生沉桩所需的能量。锤的冲击体 在圆筒形的气缸内，根据二冲程柴油发动机的原理，以轻质柴油为燃料， 利用冲击部分的冲击力和燃烧压力为驱动力，引起锤头跳动夯击桩顶，使 桩体逐渐沉入土层中。 4.24.2 静压法沉桩工艺原理静压法沉桩工艺原理 钢筋预应力混凝土管桩静压法沉桩工艺原理，在桩机就位后，利用压 桩机自带的起吊设施吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进 行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时，静压桩机机身通过油缸支持安装 在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时， 借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 2 桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过 焊接将上下两节管桩连接实现接长，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的 一种成桩工艺。与锤击法管桩施工工艺相比具有低噪音、低污染的环保特 性，对土层及周边建（构）筑物影响小、桩身质量破坏小的特点。 5.5.工艺流程工艺流程 管桩工艺流程图见图 5-1。 6.6.施工准备施工准备 6.16.1 管桩的验收管桩的验收 管桩进场后，应对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩 端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收，并 审查产品合格证明文件，把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求 收锤或终止压桩 桩机就位 吊、插桩 立管、校直 锤击或静压沉桩 接桩 送桩 桩位放样 完成 试桩 开始 图图 5-15-1 管桩施工工艺流程图管桩施工工艺流程图 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 3 等级将不符合要求的管桩清退出场。 6.26.2 管桩的堆放和调运管桩的堆放和调运 现场管桩堆放场地应平整，采用软垫（木垫）按二点法做相应支垫， 且支撑点大致在同一水平面上。当管桩在场地内堆放时，不宜超过 4 层； 当在桩位附近准备施工时宜单层放置，且必须设支垫。管桩堆放要按照不 同型号、规格分类堆放，以免调运施工过程中发生差错。 管桩在现场堆放后，需要二次倒运时，易采用吊机及平板车配合操作。 管桩堆放示意图见图 6-1。 单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时可采用单点法。管桩起吊 运输过程中应免平稳轻放，以免受振动、冲撞。 管桩吊装示意图见图 6-2。 6.36.3 施工准备施工准备 （1）清表、平整场地：施工前先用推土机清除地表种植土、腐质土， L L 0.25L 图图 6-26-2 管桩吊装示意图管桩吊装示意图 L L 0.21L0.21L 图图 6-16-1 管桩的堆放示意图管桩的堆放示意图 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 4 然后平整场地，使现场满足“三通一平”的施工要求。作业场地作好排水 设施，确保施工场地不积水。 （2）测量放样：技术员根据设计图纸用全站仪精确放出管桩处理范 围边线，中间桩位拉钢尺定位，用木桩上钉铁钉标识。自检合格后及时向 监理工程师报验。 （3）在打桩现场或附近需设置控制点，数量不少于 2 个；控制点的 设置地点应在受打桩作业影响的范围之外。对施工现场的控制点应经常检 查，避免发生误差，根据控制桩对轴线进行放线，然后再定出桩位。控制 点间距不得小于 50m。 （4）规划施工顺序：从线路中心往两侧布桩，采用跳桩打入的数序， 坡脚处应有一排桩。施工场坪尽量平整，尤其是横断面方向应做成约 4%的 横向排水坡，纵断面方向难以平整时，应尽量挖成不陡于 1：5 的台阶， 台阶高 0.6m 左右。场地平整后，应铺设 30-50cm 厚的工作垫层，清土和 截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。 （5）根据施工图绘制整个的桩位编号图。 （6）认真检查打桩设备各部份的性能，以保证正常运作。 （7）在桩帽和桩锤之间圆圈进行标识，以便于吊桩就位。 （8）在桩身上划出以米为单位的长度标识，并按从下至上的顺序标 明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。 （9）施工前，要在施工范围内拉线或彩钢板围护，并设警示标志， 设专人防护，阻止非施工人员进入。 6.46.4 桩机就位桩机就位 在对施工场地内的表层土质试压后，确保承载力满足机械施工及移动 过程中不至于出现沉陷，对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢 板铺垫作业。 桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全、 正常后，按照打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。 6.56.5 试桩试桩 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 5 施工前必须打试验桩，其数量不少于 2 根。确定贯入度并校验打桩设 备、施工工艺以及技术措施是否适宜。 7.7.操作要点操作要点 7.17.1 吊桩、插桩吊桩、插桩 （1）锤击桩：先将桩锤提至超过管桩长度 1m 左右范围内，桩机配备 动力将管桩吊起，在桩帽、桩顶垫上硬纸板做衬垫，即可将桩锤缓慢落到 桩顶上面，再将管桩下端的桩尖准确对准桩位，在桩的自重和锤重的作用 下，桩向土中沉入一定深度而达到稳定的位置。锤击沉桩应采用与桩和锤 相适应的桩帽及适合桩帽大小的弹性衬垫。顶面和底面应平整并与桩的中 轴线相垂直。 （2）静压沉桩：管桩吊起后，缓缓将桩一端送入桩帽中，待管桩放 入桩机夹桩箱内扶正就位后，根据需要焊接开（闭）口型桩尖，然后将桩 插入土中 0.5m-1.0m 的深度后，用两台经纬仪（在接近 90 度的夹角方向） 双向控制桩的垂直度，条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通 过桩机导架的旋转、滑动进行调整，确保管桩位置和垂直度符合要求。 7.27.2 立管校直立管校直 在桩机正面和侧面各设一个垂球架，控制检查桩机和桩管的垂直度偏 差不大于桩长的 0.5%，静压桩利用液压系统调整桩管至符合施工要求；锤 击桩利用桩机撑杆马达和左右移架调整桩管至符合施工要求，在第一节桩 沉管 2m 范围内，应采用空档或低档锤击桩管，以便于边施工边调整垂直 度。 7.37.3 沉桩沉桩 7.3.17.3.1 锤击沉桩锤击沉桩 （1）沉桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观 察桩的入土深度及记录对应贯入度。 （2）锤击沉桩应采用与桩和锤相适应的桩帽及适合桩帽大小的弹性 衬垫。顶面和底面应平整并与桩的中轴线相垂直。 （3）锤击沉桩开始时应用较低落距，并在纵横两方向观察、控制桩 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 6 位和桩的竖直度或倾斜度，待桩入土一定深度并确认位置正确和方向无误 后，再按规定落距进行锤击。锤击沉桩施工宜采用重锤低击，坠锤落距不 宜大于 2m，单打汽锤落距不宜大于 1m，柴油锤应使锤芯冲程正常。在桩 的沉入过程中，应观察桩锤、桩帽和桩身是否保持在同一轴线上。锤击沉 桩应连续进行，不应中途停顿。 （4）锤击沉桩，在预计或有迹象表明桩尖进入软土层时，应改用较 低落距锤击。 （5）沉桩过程中应防止偏移。遇下列情况应停止沉桩，经分析研究 采取措施后，方可再继续施工。 贯入度发生急剧变化； 桩身突然倾斜、移位或锤击时有严重回弹； 桩头破碎或桩身开裂； 附近地面有严重隆起现象； 打桩架发生偏斜或晃动。 7.3.17.3.1 静压沉桩静压沉桩 启动压桩油缸，利用油缸伸程，把桩压入土层中，伸长完后，夹持油 缸回程松夹，压桩油缸回程，如此反复动作，实现连续压桩操作，直至把 桩压入。每一次下压，桩入土深度约为 1.52.0m，当一节桩压到其桩顶 离地面 80100cm 时，可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高。压桩 过程设专人监控，记录。 7.47.4 接桩接桩 （1）预应力管桩接桩采用钢端板焊接法焊接，焊接处的强度不应低 于出厂强度。上下节之间的间隙应用铁片垫密焊牢。焊接时，应采取对称 焊接，以减少变形，焊缝应连续、饱满。 （2）接桩一般在距离地面 1m 左右进行。上下节桩的中心线应在一条 轴线上，节点弯曲矢量不得大于 20mm。 （3）预应力混凝土管桩接桩时，同截面桩的接头数量不超过总数量 的 1/4，接头位置应错开 1 米。接桩速度要快，尽量缩短接桩时间，减小 高铁路基预应力管桩施工作业指导书 ××××公司××铁路客运专线工程指挥部 7 因停桩“休息”时间过长，而造成桩身阻力增大，增加施打难度。 （4）焊接层数不得少于二层，焊缝应饱满连续，焊好后的桩接头自 然冷却 8min 后方可继续锤击。 7.57.5 送桩送桩 （1）锤击送桩作业时，送桩器与管桩应相匹配，送桩器与管桩桩头 之间应设硬纸板作衬垫，桩锤、桩帽、送桩器、桩身中心线重合。 （2）锤击送桩的最后贯入度参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入 度予以修正。 （3）静压桩如果桩顶已接近设计标高，而桩压力尚未达到规定值， 可以送桩。如果桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值时则要截 桩，以便压桩机移位。 （4）静压桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作送桩器。施压预 制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上 1.5m 左右时，应再吊一节桩 放在被压桩的顶面，不要将接头连接起来。 7.67.6 收锤或终止压桩收锤或终止压桩 （1）锤击桩收锤 桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考。 桩端达到坚硬，硬塑的粘性土、中密以上粘土、砂土、碎石类土， 风化岩时，以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。 贯入度已达到，但桩底标高未达到时，应继续锤击 3 阵，按每阵 10 击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认，必要时施工控制贯入度应通 过试验与有关单位会商确定。 （2）静压桩终止压桩控制条件 对纯摩擦桩，终压时以设计桩长为控制条件。 对长度大于 21m 的端承摩擦桩，应以设计桩长控制为主，终压力值 作对照。 对一些设计承载力较高的桩基，终压力值宜尽量接近桩