预应力混凝土管桩施工技术及质量通病

预应力混凝土管桩施工技术及质量通病

1、基本介绍及适用范围

1、预应力混凝土管桩的分类包含了预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）三大类。桩尖可分为b型开口型桩尖和a型十字型桩尖。对于PHC管桩，AB型，外径为600mm，壁厚为110mm，桩长30m，开口型桩尖，其编号应为PHC-AB600(110)-30b。

2、预应力混凝土管桩作为预制混凝土桩的一种，具有单桩承载力高、单位承载力造价低、施工速度快、成桩质量可靠等特点。

3、管桩沉桩机械可分为锤击机械和静压机械两种。锤击施工（以柴油锤为主）其优点是施工灵活、进退场容易，施工速度快、操作方便、地层穿透性好。缺点是噪音、油烟造成环境污染，操作不当易造成桩头打烂和裂缝，施工质量受施工人员的技术水平的影响较大。静压施工优点有：施工时桩承载力具有可视性和可控性；成桩质量好；压桩速度快；无振动无噪音和环境污染。缺点有：进退场不容易，费用高。自重大，对施工场地要求高，甲方对场地回填成本大。挤土效应明显，容易陷机，影响施工进度。挤断邻近已施工桩。

4、一般情况下适用于软土、黏性土、粉土、砂土及全风化岩体等地层条件，在建筑、铁路、公路、桥梁、港口、码头等工程中得到了广泛的应用。

2、主要规范标准文件

《先张法预应力混凝土管桩》GB13476

《建筑地基基础设计规范》GB50007

《混凝土结构设计规范》GB50010

《岩土工程勘察规范》GB50021

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300

《建筑桩基技术规范》JGJ94

《建筑桩基检测技术规范》JGJ106

《建筑地基基础技术规范》DB42/242

《建筑地基基础检测技术规范》DB42/269

3、设备及参数

3.1 静压桩设备及参数

3.1.1 液压式压装机由桩架、液压夹箍、千斤顶及液压动力系统组成。压桩时通过夹箍将桩夹住，依靠液压千斤顶将桩压入土层。如图3-1所示。

图3-1 液压式桩机

1-操作室；2-机身；3-压桩缸；4-预制桩；5-升降装置；6-起重机；7-纵向移动机构；

8-横向移动、回转机构；9-配重；10-液压泵站

3.1.2 常见设备型号及参数见表3-1

YZY型系列液压静力压桩机主要技术参数 表3-1

表3-1为YZY型系列液压静力压桩机的规格和主要技术参数。这类桩基具有全方位，自行移动的功能。移位时行走机构采用提携船式步履，把船体作为轨道，通过纵横向油缸伸程与回程，实现压装机的纵横向行走和360°回转。从表3-1中可知最大静压力达8000kN，这样大的压力可穿透Ps=10~12MPa的夹砂层（厚度＜10m）。单桩设计承载力大于3500kN。施工过程中可通过液压表读书，将压桩阻力清晰地反映出来。

3.2 锤击桩设备及参数

3.2.1 柴油锤打桩机主体也是由汽缸和柱塞组成，其工作原理和单缸二冲程柴油机相似，利用喷入汽缸燃烧室内的雾化柴油受高压高温后燃爆所产生的强大压力驱动锤头工作。

图3-2 柴油锤打桩机

3.2.2 常见设备型号及参数见表3-2

柴油锤打桩机技术参数 表3-2

4、材料及参数

4.1 管桩按外径分为300mm、400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm等规格。管桩按有效预应力值大小分为A型、AB型、B型和C型，其对应混凝土有效预压应力值分别为4MPa、6MPa、8MPa、10MPa。有特殊要求的桩型应注明，如F为有防腐等级要求的管桩；Y为有入岩加强要求的管桩；B为有抗拔加强要求的管桩等。

4.2 管桩的结构型式应符合图4-1的规定。

图4-1 管桩的结构型式

t–壁厚 l–桩长 D–外径 l1—桩端加密区长度 l2–非加密区长度

4.3 每节管桩均应明确标记其品种、规格、型号、长度及执行产品标准，标记示例为有防腐要求二级F2、外径500mm、壁厚100mm、长度12m的AB型预应力高强混凝土管的标记为：PHC（F2）500 AB 100-12 GB13476。

4.4 预应力钢筋应沿其分布圆周均匀配置，最小配筋率不应低于0.4%，且不得少于六根。管桩两端2000mm范围内螺旋筋的螺距为45mm;其余部分螺旋筋的螺距为80mm。管桩预应力钢筋间距偏差不大于±5mm，螺距允许偏差均为±5mm。工程需要时，可增加端部锚固钢筋。

4.5 管桩中，除了300桩保护层厚度不应小于25mm，其余规格保护层厚度不应小于40mm，PHCF桩保护层厚度不应小于40mm。

5、常规工艺流程及质量控制要点

5.1 静压桩的常规工艺流程及质量控制要点

5.1.1 静压桩的常规工艺流程见图5-1。

图5-1 静压桩的常规工艺流程

5.1.2 质量控制要点

（一）压桩前的质量控制

1、场地要求

（1）施工场地的动力供应，应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供应电缆应完好，以确保其正常供电和安全用电。

（2）施工场地已经平整，其场地坡度应在10%以内，并具有选用的桩机机型相适应的地耐力，以确保在管桩施工时地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限，影响预应力管桩的成桩质量。

（3）施工场地下的旧建筑物基础、旧建筑的砼地坪，在预应力管桩施工前，予以彻底清除。场地下不应有尚在使用的水、电、气管线。

（4）场地的边界与周边建（构）筑物的距离，应满足桩机最小工作半径的要求，且对建（构）筑物应有相应的保护措施。

（5）对施工场地的地貌，由施工单位复测，做好记录，监理人员应旁站监督，并对测量成果核查、确认。

2、桩机的选型及测量仪器

（1）监理工程师应要求施工方提交进场设备 审表，并对选用设备认真核查。桩机的选型，一般按1.2～1.5倍管桩极限承载力取值。桩机的压力表，应按要求检定，以确保夹桩及压力控制准确。按设计如需送桩，应按送桩深度及桩机机型，合理选择送桩杆的长度，并应考虑施工中可能的超深送桩。

（2）建筑物控制点的测量，宜采用有红外线测距装置的全站仪施测，而桩位宜采用J2经纬仪及钢尺进行测量定位。控制桩顶标高的仪器，用水准仪监测即可。测量仪器应有相应的检定证明文件。

3、对预应力管桩的质量监控

（1）检查管桩生产企业是否具有准予其生产预应力管桩的批准文件。

（2）检查管桩砼的强度、钢筋力学性能、管桩的出厂合格证及管桩结构性能检测 告。

（3）对预应力管桩在现场进行全数检查：

检查管桩的外观，有无蜂窝、露筋、裂缝；色感均匀、桩顶处无孔隙；对管桩尺寸进行检查：桩径(±5mm)、管壁厚度(±5mm)、桩尖中心线(＜2mm)、顶面平整度(10mm)、桩体弯曲(＜1／1000L)；管桩强度等级必须达到设计强度的100％，并且要达到龄期；管桩堆放场地应坚实、平整，以防不均匀沉降造成损桩，并采取可靠的防滚、防滑措施；管桩现场堆放不得超过四层。

图5-2 预应力混凝土管桩

4、管桩桩位的测量定位

（1）管桩桩位的定位工作，宜采用J2经纬仪及钢尺进行，其桩位的放样误差，对单排桩≤10mm，群桩≤20mm。

（2）管桩桩位，应在施工图中对其逐一编号，做到不重号、不漏号。

（3）管桩桩位经测量定位后，应按设计图进行复核，监理对桩位的测量要进行旁站监督。做到施工单位自检，总承包方复检，监理单位对测量定位成果进行检查(简称“两检一核”)无误后共同验收。

图5-3 测量定位

（二）压桩过程的质量控制

1、测量定位

根据建设单位提供的工程控制点按设计图纸位置测设桩位，在桩位中心打一根钢筋，桩位允许偏差在10mm内，并绑上红色塑料带，使标志明显，每根桩施工前应