预应力管桩施工综述（锤击法、静压法

1、一、预应力管桩简介预应力混凝土管桩(以下简称“预应力管桩或管桩”)可分为后张预应力管桩和先张法预应力管桩。 先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。管桩分类：(1)按外型(壁厚)可分为：先张法预应力混凝土管桩(PHC.PC)、 先张法预应力混凝土薄壁管桩(PTC)。(2)按混凝土强度等级可分为：预应力混凝土管桩(PC）、 预应力高强混凝土管桩(PHC)。(3)按抗弯性能或混凝土有效预压应力可分为：A、AB、B、C型。PC桩和PTC桩蒸汽养护一般不经蒸压蒸汽养护，也要经过28天才能施打。而PHC桩脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压蒸养缓期时间后就出的蒸压釜后，混凝土强度等级达C80可以直接运到工地施工。管桩按外径分为300毫米、400毫米、500毫米、600毫米、800毫米、1000毫米等规格，实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主。目前用量最大以400毫米、500毫米外径为主，大直径管桩主要以600、800、1000的规格，管桩全是工厂化生产，常用节长8-12米，可根

2、据设计或业主使用的要求，生产4-7米的短节桩和12米以上长桩。管桩按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型、B型和C型桩4种。使用数多为A型，A型桩的有效预应力约为4.0N/mm2,AB型为6.0N/mm2,B型约为8.0N/mm2,C型为10.0N/mm2,打桩时桩身混凝土可有效地抵抗仃桩拉应力，所以，对于一般建设工程,选用我国规定的A或AB型的管桩就可以。每节管桩都有出厂标记，表示在管桩表面距端头1.0米左右的地方。标记示例：生产厂家、产牌、生产日期、外径、壁厚、长度型号预应力高强混凝土管桩的标记为：比例简写PHC-A600-110。管桩的接头，过去个别厂的产品采用法兰盘螺栓联结，现在几乎全部采用端头板电焊联结法。端头板是管桩顶端的一块圆环形铁板，厚度一般为18-22毫米，端板外缘沿圆周留有坡口，管桩对接后坡口变成U型，烧焊时将管桩周边型坡口填满即可。预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖(靴)。管桩桩尖(靴)形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。十字型和圆锥型也称闭口型。上海地区采用开口型桩尖(靴)比较多，福建、广东及港澳地区，采用十字型桩尖(靴)较多，开口型

3、桩尖(靴)沉入土层中后桩身下部约有1/3桩长的内腔被土体塞住，沉桩时发生的挤土作用比封口型桩尖(靴)要小一些。但封口型桩尖沉入土层中，桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然，因此，可用目测法检查成桩的桩身质量，并用直接量测法复测沉桩长度。桩尖规格不符合设计要求，也会造成工程质量事故，所以国家标准预应力混凝土管桩C03SG409对常用桩尖规格做出了规定。管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000-6000KN，可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。目前我们房屋的工业与民用建筑的桩基础，常用的一般为先张法工艺制作的预应力高强混凝土管桩(即PHC桩)和预应力混凝土管桩(即PC桩)这两类桩适用于非抗震和抗震烈度6度和7度

4、的地区。PHC桩和PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯能分为A型、AB型、B型和C型桩4种。PHC桩一般桩径有300毫米、400毫米、500毫米、600毫米、800毫米、1000毫米，PC桩一般桩径有300毫米、400毫米、500毫米、550毫米、600毫米是薄壁管桩。目前福建地区用于管桩水泥宜42.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，常用PHC管桩型号A、AB型两种施工现场较多。当管桩用于摩擦型桩时桩长径比不宜大于100;用于端承型桩的长径比不宜大于80。大家主要关心的A桩和AB桩的区别，简单说就是钢筋用量不一样。例如：外径300mm桩，壁厚70mm单节桩长11米以内要求A桩钢筋67.1而AB桩为69.0,可见AB桩的配筋量比较大; 同样情况下B桩为89.1,C桩810.7，可见钢筋设计不一样，显然用量越大，结构越安全。实际设计必须参照地质资料和上部荷载确定桩的类型和设计桩长。 工 程 应 用：工业与民用建筑、多层至高层建筑、铁路、公路桥梁、港口码头等。不宜应用或应慎用预应力管桩的工程地质条件： 桩端持力层以上的覆盖层中含有较多且难于清除又严重影响打桩施工的孤石或其它障碍物； 桩

5、端持力层以上的覆盖层中含有不适宜作桩端持力层且管桩又难于贯穿的坚硬夹层； 作为桩端持力层的全风化花岗岩岩层或强风化花岗岩上表层中存在岩脉和较多的未风化球状体； 石灰岩等岩溶地区； 覆土层为淤泥等松软土层，其下直接为中风化、或微风化、或中风化岩面上只有较薄（0.8m）的强风化岩层； 管桩难于贯入的岩面埋藏较浅且倾斜较大。 桩基础宜用于桩端持力层：强风化岩层，全风化岩层，坚硬粘性土层，密实砂土、粉土层等。管桩吊运、现场堆放、施工取桩应符合下列防裂规定： 在装卸、堆放、拖取桩等过程，禁止桩受到任何横向撞击； 堆放场地应平整坚实，排水条件良好； 管桩应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放； 当场地及供桩条件许可时，宜单层着地放置，严禁架空； 抗弯级别为A的桩宜堆放一层，AB以上的桩不宜超过两层，管径为600mm的桩也宜放一层； 叠层堆放管桩时，宜在垂直管桩长度方向的地面上设置2道垫木，支点应分别位于距桩端0.21倍桩长处，两支点中间范围内不得有接近支点高度的硬物存在； 当叠堆2层时，对桩的拖地端应用废轮胎等弹性材料加以保护； 叠层堆放的管桩超过2层时，应用吊机取桩，严禁拖拉取桩； 滚管式打桩

6、机拖拉取桩时，应用铁钩钩住被拖拉管桩的后端，并把钢丝绳穿过挂在该拖拉管桩前端的导向钩而拖行，不得只捆绑被拖拉管桩的前端进行拖行； 锤击打桩应符合下列规定： 桩帽套筒底面与桩头之间应设置弹性衬垫（桩垫）。桩垫可采用纸板、胶合板等材料制作，厚度应均匀。桩垫经锤击后压实后的厚度应为120150mm，且宜在打桩期间经常检查、校正，及时更换或补充； 直接套在桩头上的桩帽的底面焊渣应磨平； 桩帽上部受锤击部位应设置“锤垫”，锤垫应用坚纹硬木或盘绕叠层的钢丝绳制作，其厚度应为150200mm，打桩前应进行检查、校正，及时更换； 第一节管桩就位插入地面后应认真检查桩位及桩身垂直度偏差，超标时宜拔出填沙后重插； 管桩施打过程中，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，宜重锤低击，并随时检查桩的垂直度，当桩身垂直度偏差超过0.8%时，应找出原因设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回板的方法纠正； 正常情况下，最后贯入度不宜小于20mm/10击； 桩的长径比应小于100； 送桩时，送桩器端部和桩头之间应设置衬垫，且送桩器应设防滑套筒； 任一根桩接头数量不宜超过4个二、锤击预应力管桩施工一

7、、概述目前我们各地施打预应力管桩，以柴油锤为主。预应力管桩比普通的预制方桩强度高，耐打性好，穿透力强，承载能力大，所以有它一套特独的施工方法。1锤击法施工的特点：11 采用柴油锤锤击法施工管桩，由于设备重量轻，对施工场地的土质的地耐力（承载力）的要求低，通过性能相对较好，特别适应在软土地区施工；12 柴油锤整机重量轻，运输方便容易。进出场费用低；13 柴油锤施打管桩无边桩，在基坑中施工可减少土方开挖工作量，节约投资；14 柴油锤施打管桩由于采用的是冲击载荷，管桩能穿透较厚的粗砂、圆砾和强风化岩层，对入土深度或持力层有要求的工程施工有更大的保证；15 柴油锤施打管桩由于有冲击载荷，管桩的桩头容易打碎，管桩损耗较大；16 由于柴油锤施工时噪音大，液压锤已在我国逐步开始生产和应用，但我国生产的液压锤数量较少，价格也较贵，目前还不能代替柴油锤。2锤击法施工管桩的施工工序如下：测量定位底桩就位、对中和调直锤击沉桩接桩在锤击（再接桩）打至持力层收锤。见图，分述如下：21 测量定位由专职测量人员将施工图上的桩位通过轴线控制点逐个施放在打桩现场时，便在桩位中心点地面打入一只6长约30cm的钢筋。使其露

8、出地面58cm，再在其上扎一小片红布条，这就是俗称的“样桩”。由于预应力管桩的桩尖（靴）用十字型或开口型较多，靠一个点位来对中，误差较大，为此，在使用十字型桩尖（靴）时。宜在当天计划打装的几个桩位上，用白灰在“样桩”附近的地面上画上一个圆心与“样桩”重合、直径与管桩桩径相等的圆圈，以方便插桩对中。22 底桩就位、对中、调直打入地下的第一节管桩俗称“底桩”。底桩端部一般设有桩尖（靴）。底桩就位前，应在桩身划出以米未单位的长度标记，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。管桩节长较短，重量相对于方桩来说较轻，一般用单点吊将管桩吊直，先将管桩头部插入桩锤下面的桩帽套内，再用人工扶住管桩下端将管桩桩尖（靴）在白灰圈内就位。底桩就位后对中和调直这道工序对成桩质量起关键作用。如果底桩不对中，成桩后的桩位偏差会超过规范要求，“调直”，一是要使桩身垂直（斜桩要求达到设计倾斜角度）；二要使桩身、桩帽和桩锤的中心线重合。如果，桩身未调直就开锤，不仅桩的垂直度会超过规范要求，而且会发生偏心锤击，易将庄头（顶）打裂击碎，因此，一般管桩的施工规范均要求底桩起吊就位插入地面时桩身

9、的垂直度偏差不得大于0.5%，否则，要想法调直后才能开锤必要时，宜拔出重插，直至满足要求。测量管桩桩身包括打桩架导杆的垂直度，可用两台经纬仪在离打桩15m以外成正交方向进行观察，也可在正交方向上设置两根吊砣垂线进行观察校正。每台打桩机尚应配备一把长条水准尺，可随时测量桩身的垂直度。23 打击沉桩这里首先要强调的是打底桩时需倍加小心，因为一般情况下表层土或表层涂下面的一层土比较松软，有时柴油锤冲击体自由落下去，可以一下子把整节桩压没在软土中，整个柴油锤也哗地一声落到地面甚至嵌入表土中，威胁人身安全，影响施工质量。因此，在软土层上打第一节桩时，需采取一些必要的技术安全措施。其次要强调的是在锤击沉桩的全过程中，桩锤、桩帽和桩身中心线应重合，力戒打偏。24 接桩过去我国有个别厂家的产品采用法兰盘螺栓联接，现在全部用端头板四周一圈坡口进行电焊联接。当底桩桩头（顶）露出地面0.51.0m时可暂停锤击，进行管桩接长工序：首先用钢丝刷将两个桩头上的泥土铁锈刷清，露出金属光泽，再在底桩桩头上扣上一格特制的接桩夹具（或称驳桩导向箍），将待接的上桩吊入夹具内就位，调直后先用电焊枪在接缝剖口圆周上均匀对称点焊46点，待上下节桩固定后拆除夹具（导向箍）再正式施焊，施焊宜由两个焊工对称进行，焊接层数不得少于两层焊缝应饱满连续。550管桩，每个接头需耗用46国产E43或日产LB-52型焊条1.61.8kg，一个焊工需2530min才能焊完，两个焊工约15min就可完成。待焊缝自然冷却810min，便可继续锤击沉桩。25 收锤当桩尖（靴）被打入设计持力层一定深度时，施工

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