DK1435+150～DK1451+523.48
预应力管桩
施 工 手 册
编 制： 复 核： 总 工:
中铁大桥局武广客运专线项目经理部第二项目队戴屋场综合工区
二00六年十一月
一、工程概况
1、预应力管桩简介
本工程预应力管桩直径为φ0.3m、φ0.4m，对应的壁厚为70mm、80mm，型号为PHC-A300-70、PHC-A400-80；混凝土强度等级C80。桩间距2～2.5m。管桩各桩顶设正方形C30钢筋砼桩帽，边长为1.2、1.4m，厚0.35m。管桩桩顶设0.6m厚的碎石垫层，垫层中铺设1～2层土工格栅或一层高强度土工格室。双向土工格栅设计强度≮110KN/m、延伸率≰10%、幅宽≮5m。
2、工程量
表1戴屋场综合工区预应力管桩工程量
序号 1 2 3 工点号 140 142 150 合计 管桩型号 PHC-A300-70 PHC-A300-70 PHC-A300-70 预应力管桩工程量 根 207 193 163 563 延米 4732 2580 1700 9012 所属分工区 三分工区 三分工区 一分工区 二、施工工艺
每一工点预应力管桩正式施工前，应进行数量不少于2根的试验桩施工。主要目的是检验施工工艺及参数是否适宜，如不合适，及时更正，以指导正式施工。同时检验打桩设备技术性能是否满足施工要求。
1.施工准备 1.1.场地准备
测量放样处理地基范围，在原地面用挖掘机或推土机等机械进行场地平整，清除地表种植土、垃圾土，用平地机平整。施工场地尽量平整，尤其是横断面方向应做成4%的横向排水坡，纵断面难以平整时，应尽量挖成不陡于1：5的台阶，台阶高0.6m。场地平整后，应铺设30～50cm厚的工作垫层。
1.2.技术准备
施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织技术人员进行图纸复
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核，组织施工人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件，做好预应力管桩施工的技术准备工作。并且对技术人员进行技术交底，交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用等。
技术人员根据施工设计图纸的加固范围CAD中布臵桩位，确保坡脚线外有一排桩。
1.3.预应力管桩采购、运输、起吊、质量检查
1.3.1.预应力管桩由有资质的专业生产厂家预制，汽车运输至施工现场。桩起吊和运输时的吊、支点位臵应符合规范要求，并避免碰撞受损。桩使用前，检查桩身弯曲矢高、桩端面相对于桩轴线的垂直度、桩身有无破损等，不合格的坚决弃用。
1.3.2.按设计要求检验预制桩的质量。桩头损坏部分应截去，桩顶不平时应修切或修垫（钢筋混凝土桩）平整。
1.4.测量准备
进行桩位放样，以插竹片桩、洒石灰标识，同时测量原地面标高，以便确定送桩深度。
1.5.机械选择
采用D60型三点支撑履带自行式柴油打桩机（柴油锤重6.0t）打桩。以便桩位和垂直度控制。施工期间加强打桩设备的维修保养，以保证打桩作业时机况良好。
1.6.工艺参数选择
试桩时的工艺参数选择如下： 柴油锤落距：2.0m
收锤标准：打穿软土层3m、最后贯入度≯60mm/10击。 2.沉桩方法及工艺流程
预应力管桩施工可根据地质条件、桩型和桩体承载能力等采用锤击桩法或振动法，本工程采用前者。施工工艺见图1。
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拟定方案、报工程师审批平整场地、道路加固测设桩位、地面标高测量桩机进场、拼装、就位试桩、修正工艺和参数报工程师审批喂桩、吊桩插桩循环施工锤击沉桩接头质量检查接桩锤击下沉至达到要求的贯入度和沉入度报监理工程师验收移机本路段完成桩基承载力抽测截桩、浇筑托板砼报工程师认可经纬仪观测、校正预制桩采购、进场桩身检查沉桩记录
图1 锤击沉桩施工工艺框图
5.桩位布臵
预应力管桩一般从线路中心往两侧布桩，桩间距2～2.5m，保证坡脚外有一排桩。管桩采用正方形布臵。其平面示意图见《武广客运专线乌韶段施工图路基设计图集》第117页。
6.试验桩
正式施工前，应进行数量不少于2根的试验桩施工。 7.沉桩施工程序 7.1.插桩
吊机起吊喂桩，由桩机提升，桩尖插入桩位。将桩锤压住桩顶，
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检查桩锤、桩垫、桩中心是否与轴线一致、桩身竖直与否。合格后，放钢丝绳，使桩均匀缓慢插入土中，并再次检查锤、垫、桩轴线是否一致、桩的方向有无变动，随时修正。经检查无误后即可进行锤击。
7.2.锤打
安装完桩帽和垫层后，即可开始沉桩。开始时采用重锤轻击，并于纵横两个方向监测竖直度，当入土一定深度、垂直度满足要求后，再按要求的落距锤击。每桩一次连续打完。注意不要偏心锤打。当锤击下节桩至桩顶高出地面1～1.2m时接桩，接桩时力求迅速，尽量缩短停锤时间，避免停锤过久而土壤恢复、使桩难以下沉。
7.3.接桩
7.3.1.本工程采用焊接法接桩。
7.3.2.接桩时，采用导向箍将上节桩引导就位。检查上下两节纵轴线一致后，先对称点焊数点固定，然后拆除焊接导向箍，最后满焊不少于2层连接，待焊接缝自然冷却（约8min）后即继续沉桩。
7.3.3. 焊接法接桩应满足以下要求： ⑴ 焊接处的强度不得低于出厂的强度。
⑵ 焊接接桩时，应先将四角点焊固定，然后对称接焊，并确保焊缝质量和尺寸。
⑶ 焊接的材质（钢板、焊条）均应符合设计要求，焊接件应做好防腐处理；采用焊接接桩，其预埋件表面清洁，上下节之间的间隙应用铁片垫实焊牢。焊接时应采取措施，减少焊区焊缝变形。焊逢应连续焊满。
⑷ 接桩时，一般距离地面1m左右时进行，上下接桩中心线偏差不大于10mm。接桩处进入土前，应对外露铁件再次补刷防腐涂料。
⑸ 相邻管桩配桩节时，应使接头尽量错开布臵。 7.4.送桩
设计桩顶位于原地面以下时，沉桩至平地面后，采用钢制送桩器
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将预制桩打入设计标高。如果沉桩至设计桩底标高确实有困难，以收锤标准来控制，并报设计和监理单位见证施工。
7.5.桩帽施工
桩帽采用C30钢筋混凝土现浇，顶宽对应桩径30、40cm分别为120cm、140cm ，桩帽高35cm，与桩帽相联的桩面应平整并且水平，伸入桩帽中不少于5cm。预应力管桩桩帽、桩头设计图见《武广客运专线乌韶段施工图路基设计图集》118～120页。
7.6.观测桩施工
预应力管桩施工地段，必须加强地表变形监测，一般在线路中心、路基两侧坡脚、以及坡脚外6-10m 各设一排观测桩，纵向间距一般不大于50m，过渡段范围及非均质地区应加密观测剖面。施工期间每天进行地表变形监测，实测地表变形量，测量精度不大于1mm，并做好详细记录，以备路基沉降分析用。 四、安全、质量保证措施
1、安全保证措施
1.1.在官桩锤击过程中，施工人员应与柴油锤保持至少3.0m的安全距离，防止在穿过较软土层时，整节桩沉入地下、桩锤落地发生伤人事故。
1.2.机械司机应严格遵守操作规程，每班检查机械状况，做好保养填写机械运转记录，严防机械事故的发生。
1.3.严格遵守施工现场临时用电安全技术规范，坚持做到“一机一闸一漏一箱”、“三级配电两级保护”的安全要求，防止用电安全事故的发生。
2、质量保证措施
2.1.施工前应按照设计要求和《铁路桥涵施工规范》（TB10203）附录A进行试桩（不少于2根），确定各项施工工艺参数和检验桩的承载力，取得完整的试桩资料并报监理单位确认后，方可进行施工。
2.2.预应力管桩施工前必须对桩的质量进行验收，其质量和规格
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必须符合设计要求，且应符合《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-1999）的相关规定和要求。
2.3.混凝土桩（管桩）的堆放、起吊和运输必须符合下列规定： 2.3.1.桩应根据种类和使用顺序堆放：堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过四层；堆放桩的支承垫木位臵，当两点支承时，应设在距两端0.21倍桩长处；当三点支承时，应设在距两端0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上。各层间垫木应在同一垂直线上。
2.3.2.起吊时桩的吊点位臵和混凝土强度应符合设计要求。应平稳提升，使各吊点同时受力。一个吊点吊桩时，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处，在起吊中，应用钢丝绳捆绑并控制桩的下端。
2.3.3.桩在起吊、搬运和堆码时，应防止冲撞和发生附加弯矩。 2.4.桩帽和垫层
桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。桩帽宜做成圆筒形，套筒深度宜为35～40cm，内径应比管桩外径大2～3cm。
垫层有“桩垫”和“锤垫”之分，“锤垫”设在桩帽的上部，保护柴油锤和桩头；一般采用坚纹硬木或盘圈层叠的钢丝绳制作，厚度取15～20cm。“桩垫”设在桩帽下部的套筒里面，与桩顶接触，它可以延长锤击作用时间，降低锤击力，保护桩头；一般采用麻袋、硬纸板、水泥纸袋、胶合板等材料，要求厚度均匀，软硬合适、锤击后压实厚度不应小于12cm。
2.5.防止偏心打桩
打桩过程中，如果出现偏心打桩，则桩头受偏心锤击而使应力增大，容易打坏桩头，另外也影响最后的成桩质量。因此，打桩时应保证桩锤、桩帽和桩身中心线重合，如有偏差应随时纠正，特别是第一节桩，对成桩质量影响最大，宜用长条水准尺或其他测量观测仪器校正，其垂直偏差不得大于0.5%。不符合要求时，宜拔出重插。实打
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中，桩锤、桩帽、桩身中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。
2.6.保证接桩质量
本工程接桩中均采用手工电弧焊，电焊条选择时应满足焊透坡口根部的要求，坡口根部焊接宜选用φ3.2mm的焊条，其余部分可选用φ4.0～φ5.0mm焊条。焊接时电流应合适，施焊应有两名电焊工同时对称、分层、均匀、连续进行，焊缝饱满，在大风或低温条件下施工时，应采取必要的防风保温措施。焊接后应对焊接质量进行细致的检查，不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣等表面缺陷。焊后应采用自然冷却，时间不宜小于8min，严禁用水冷却，防止冷淬，以免降低接头部位的强度而造成断桩。
2.7.在较厚的黏土，粉质粘土层中施打管桩，不宜采用大流水打桩施工法，应将每一根桩一次性连续打到底，尽量减少中间休歇时间。
2.8.打桩过程中应防止偏移。遇下列情况应停止打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：
⑴ 贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常； ⑵ 桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹； ⑶ 桩头破碎或桩身开裂； ⑷ 附近地面有严重隆起现象； ⑸ 打桩架发生偏斜或晃动。
2.9.当土质与设计不符，致使桩的入土深度相差很大时，应提交设计单位采取措施。
2.10.管桩施工完毕后，桩顶高差控制在15cm 以内，各工点单桩载荷试验不少于3根，大应变动力检测数量不少于总桩数的0.5%，小应变动力检测不少于总桩数的5%。
2.11.如实、及时、准确地做好管桩施工记录。
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六、质量验收标准
1.主控项目
1.1.桩的质量应符合设计要求和相关标准的规定。 检验数量：施工单位、监理单位全部检验。 检验方法：检查合格证或检验报告等质量证明文件。 1.2.桩的混凝土表面质量应符合下列规定：
⑴ 桩的棱角破损深度应在10mm以内，其总长度不大于40cm； ⑵ 预应力混凝土桩不得有裂缝（表面收缩裂缝除外）； ⑶ 普通混凝土桩表面裂缝深度不应大于7mm，裂缝宽度不应大于0.15mm；横向裂缝长度：管桩不应大于直径或对角线1/3；纵向裂缝长度：，管桩不应大于直径或对角线的1.5倍；
检验数量：施工单位、监理单位全部检验。 检验方法：观察、尺量或用刻度放大镜检查。 1.3.打入桩的数量、布桩形式应符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检验。 检验方法：观察、现场清点。
1.4.接桩应符合设计要求，连接应牢固，防锈处理符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检验。 检验方法：观察。
1.5.桩的入土深度和最终贯入度应符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检验。
检验方法：施工单位观察、测量并填写沉桩记录；监理单位对最终沉桩进行旁站并检查沉桩记录。
1.6.桩顶高程和桩头处理应符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位全部检验。 检验方法：测量、观察。
1.7.打入桩地基处理后，按设计要求检验桩的承载力应满足设计
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要求。
检验数量：施工单位、监理单位按设计要求数量检验；勘察设计单位现场确认。
检验方法：施工单位进行静载试验，监理单位见证试验。 2.一般项目
2.1.桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表1的规定。
表2 桩位、倾斜度的允许偏差、检验数量及检验方法
序号 项 目 群 桩 1 桩位 排架桩 2 3 允许偏差 施工单位 检验数量 检验方法 中间桩 d/2且不大于250mm 外缘桩 顺桥方向 横桥方向 d/4 100mm 150mm 1% 15%tan θ 按桩总数的5%抽样检验，且每检验批不少于10根 测量或尺量 直桩垂直度 斜桩倾斜度 吊线和尺量 注：1.d为桩径或短边，单位为mm；2.θ为斜桩轴线与竖直线间的夹角。
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