锤击式PTC管桩施工工艺

锤击式PTC管桩施工工艺（通用3篇）

锤击式PTC管桩施工工艺 篇1

郑漯高速改扩建工程中PTC管桩施工工艺探讨

本文阐述了PTC管桩在郑漯高速改扩建工程中的应用,包括施工的.整个过程、旌工上艺、终桩标准等,对今后J二程中PTc管桩的施工有借鉴作用.

作 者：高渐斌 刘运霞 崔亦芳  作者单位：高渐斌,刘运霞(河南省第二公路工程有限公司,河南,郑州,450002)

崔亦芳(黄河勘测规划设计有限公司测绘院,河南,郑州,450002)

刊 名：中国科技博览 英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年，卷(期)：2009 “”(24) 分类号：U4 关键词：PTC管桩   施工  

锤击式PTC管桩施工工艺 篇2

预应力砼薄壁管桩 (PTC管桩) 处理深厚软土地基的原理是:在预应力管桩进入持力层后, 通过桩顶浇筑的桩帽及桩帽上所铺设的一定厚度的褥垫层 (以砂、碎石及双向土工格栅组成) 而形成复合地基, 使上部荷载均匀传递到下卧土层, 以提高基底密实度及地基承载力, 增强新旧路基整体稳定性, 有效地控制工后沉降。

一、施工工艺流程

预应力管桩加固软土地基施工工艺流程图 (见图1) 。

二、施工准备

1. 管桩起吊、运输、堆放。

根据施工桩长、运输条件和工程地质情况对管桩进行分节设计, 初步拟定桩节长度为6~12m。装卸时应轻起轻放, 严禁抛掷、碰撞、滚落, 吊运过程要保持平稳。在运输过程中, 支点必须满足两点法的位置 (支点距离桩端0.207L) 处, 并垫以楔形木, 防止滚动, 保证层与层间垫木与桩端的距离相等, 在运输车辆底层也应设置垫枕, 并保持同一平面。堆放时, 桩下垫木设置两道, 支撑点的位置就在两点吊的吊点位置处, 吊点距管桩端部0.2米处。

2. 技术准备。

通过试桩, 校验锤击桩设备的技术性能、工艺参数及其技术措施的适宜性, 试桩应最低不少于2根, 同时要在桩身上画出以米为单位的长度标记, 以用于静压或锤击桩时观察桩的入土深度。

三、管桩施工

1. 沉桩顺序应符合下列原则。

临近桥头15米范围的应先施工基底管桩, 再施工路基管桩。基底清表完成后, 填土碾压至地面标高时, 再进行基底管桩施工。施工顺序应由路基内侧向外侧进行, 离结构物距离由近向远进行, 施工顺序要根据桩长和桩顶设计标高, 宜先深后浅, 先长后短。另外, 应尽量避免桩机反复行走, 扰动地面土层。

2. 锤击式沉桩施工。

(1) 管桩就位。桩机进场安装调试后, 移至施工起点位置处就位, 并根据管桩设计高程在桩架上设置明显标记, 来观测沉桩深度。同时, 利用导杆垂直仪, 把导杆调至初步垂直状态后, 进行管桩起吊。管桩吊起后, 对准地面已划好的桩位, 缓慢落下使桩尖慢慢地插入土中30~50cm, 使其处于稳定状态后, 然后用两台经纬仪进行双向垂直校正, 直至桩身垂直度符合要求。在施工中还应注意, 开始时应起锤轻压或轻击数锤, 观测锤身及桩身等垂直度, 符合要求后, 即可转入正常施打。如发现倾斜, 应二次调整至垂直度满足要求为止。

(2) 沉桩。施工中要根据现场地质情况, 控制桩锤的打击能量, 若遇到虚土或软弱土层时, 应先关闭油门冷打, 若每击贯入度小于100mm时, 打开油门, 启动桩锤进行锤击。在沉桩过程中, 必须始终保持桩锤、送桩器帽、桩身中心三者在同一垂直线上, 不得偏心锤击, 施工过程要连续, 中途不得人为停锤, 桩端入土3m后不得校正垂直度, 若发现有偏差, 应起拔回填后重新插入。遇到其它异常情况, 如:贯入度突变、桩身倾斜或桩顶碎裂、桩身开裂等现象应立即停锤并通知监理部门。

(3) 接桩。当管桩需要接长时, 接头个数不宜超过3个且尽量避免桩头沉入土层中接桩。如果采用焊接接桩, 其入土部分段的桩头宜高出0.5m~1.0m, 加上定位板, 然后把第二节桩吊放在下段桩端板上, 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%。管桩对接前, 上下端板表面应用钢丝刷清理干净, 坡口处露出金属光泽。对接时, 三个电焊工可在成120°角的方向同时施焊。先在坡口圆周上对称点焊4~6点, 待上下桩固定后再拆除导向箍再分层施焊。每层焊接厚度应均匀, 焊接层数不得少于三层, 焊缝连接要饱满。对接后, 若上下桩接触面不密实, 还可用不超过5mm的钢片嵌填, 达到饱满为止, 并点焊牢固;如果采用的普通交流焊机是手工焊接时, 必须用电焊条打底, 确保根部焊透, 第二层方可用粗电焊条4mm~5mm施焊;如果采用自动及半自动保护焊机的, 应按相应规程分层连续完成。

(4) 成桩。当管桩达到设计深度时, 可用桩架上导向滑轮, 启动卷扬机, 将送桩器慢慢拔起。

(5) 桩顶标高确定。若原地面尚未施工时, 以原地面标高确定;若原地面开挖并填筑透水性材料后, 以填筑后透水性材料顶标高确定。

四、桩帽施工

待管桩施工到一定段落后, 并能够提供桩帽施工工作面时, 可开始进行桩帽施工工作。

1. 基坑开挖。

基坑深30cm, 平面尺寸为以管桩圆心为中心的正方形, 边长100cm, 因基坑较浅, 施工中直接采用土模。基坑用人工开挖, 基坑底要比桩顶低5cm, 要求做到坑底平整、坑壁竖直, 尺寸满足图纸和规范要求。

2. 钢筋加工安装。

钢筋在加工厂加工成型, 运至现场焊接或绑扎, 在安装过程中严格控制钢筋尺寸、位置的偏差, 并且随时检查校正。施工时严格根据图纸, 与桩顶端板、桩塞托板相连的钢筋必须可靠焊牢, 双面焊时焊缝长度应≥5d (d为钢筋直径) 。钢筋在存放和运输过程中, 应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置在仓棚内, 如必须露天堆置时, 应垫高并加遮盖。

3. 混凝土浇筑。

混凝土采用经监理工程师批准的配合比在拌和站集中拌制, 由混凝土运输车运往施工现场。浇筑混凝土前, 应先将基坑内所有杂物、土块清理干净, 然后在桩内壁均匀涂抹水泥净浆、基坑底用水润湿, 之后才可开始浇筑混凝土。浇筑混凝土时应先浇筑桩塞内混凝土, 因桩塞内混凝土厚45cm, 所以分两层浇筑;桩帽厚30cm, 一层浇筑完毕即可。最后采用插入式振动棒对每一振捣部位振捣, 必须达到混凝土密实为止。密实标志是混凝土停止下沉, 不再冒出气泡, 表面呈现平坦、泛浆状。振动过程中注意避免振动器碰撞钢筋、坑壁等。

五、褥垫层施工

1. 褥垫层施工工艺流程:铺设碎石—铺设中粗砂—铺设双向土工格栅—铺设中粗砂—铺设碎石—夯实。

2. 铺设褥垫层应在桩帽混凝土强度达到设计强度, 经检验符合设计要求后进行, 褥垫层厚度应符合设计要求, 采用的级配碎石, 粒径不得大于规范要求, 桩间土碾压采用小型打夯机或压路机。另外, 褥垫层的摊铺厚度应确保压实厚度不小于设计厚度。

3.土工格栅要采用16#小铁丝绑扎搭接, 横幅之间搭接宽度0.2m, 纵幅搭接宽度2.0m。

4. 铺土工格栅前先人工整平, 铺设时理顺、拉直、绷紧土工格栅, 不得有褶皱和破损。

六、沉桩施工常见质量通病及预控对策

1. 桩身断裂。

第一, 由于桩身弯曲过大、强度低, 不能承受锤击的作用力, 导致桩身断裂。所以, 桩的强度必须达到100%后, 方可植桩和沉打桩, 打桩区域地下障碍物必须清理干净, 以防导致桩尖位移不在桩的纵轴线上。第二, 植桩前未发现, 桩的堆放、运输、起吊过程中产生的断裂。因此, 植桩前必须严格检查桩身的外观质量, 防止将断裂桩就位使用。

2. 桩顶碎裂。

对于桩顶碎裂情况, 第一, 要根据地质条件, 第二, 检查桩断面尺寸及形式, 合理选择桩锤。检查桩顶平面是否垂直桩的轴线, 不符合规程规定的不得使用, 或经修改后才能使用。第三, 及时检查桩帽与桩的接触面处及替打木是否平整, 如不平整应进行处理后, 方可施打。第四, 在沉桩时稳桩要垂直, 桩顶应加草帘、胶皮等缓冲垫。

3. 桩顶位移。

第一, 可采用井点降水、砂井或盲沟等降水及排水措施。第二, 施工时, 应注意沉桩期间不得同时开挖基坑, 需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖。采用“植桩法” (先钻孔, 钻透硬夹层, 将桩插入孔内, 打至设计要求) 以减少土的挤密及孔隙水压力的上升。

4. 桩身倾斜。

避免桩身倾斜, 要从以下入手:打桩作业区的场地必须平整;桩机就位后, 底盘应水平稳固, 稳桩必须垂直;桩尖与桩身一定要保持在同一轴线上, 当桩尖在地下遇到硬物等时应及时处理后, 方可施打。

5. 接桩脱裂。

防止接桩脱裂, 一方面要使连接处表面应干净, 连接铁件要保持平整, 焊区质量必须符合技术要求和质量标准的规定;另一方面, 接桩应严格控制上下桩中心线在同一轴线上。

6. 沉桩达不到设计要求。

如果要使沉桩达到设计要求施工作业前必须详细熟悉现场的工程地质情况, 根据地质条件、桩断面及自重, 合理选择施工机械及施工方法。

七、施工过程质量控制措施

1. 检测垂直度。

通常用两台经纬仪, 夹角90度方向进行检测, 检测时须注意管桩桩尖导向必须垂直。地基表面有坚硬石块必须清除, 使桩身达到垂直度要求, 符合设计图纸和施工规范的要求。

2. 检测压桩过程。

压桩过程碰到硬土层, 不能用力过猛, 抬架时也要轻抬轻放。否则一是造成桩身开裂, 二是易发生桩架倾斜倒塌事故。

八、检验 (验收) 控制

锤击式PTC管桩施工工艺 篇3

核工业西南勘察设计研究院有限公司杭州分院 浙江杭州 310031

摘要：经过近几年的发展，锤击式预应力混凝土管桩得到广泛的运用。但在施工过程中也发现很多问题，本工程中在灰岩区施工中多有破碎，分析原因主要为岩溶发育、中风化面倾斜及锤击过大所致。

关键词：预应力混凝土管桩；灰岩；破坏

一、工程概况

杭州市转塘镇沈家弄村等九个村农转居多层公寓G-R21-19地块位于杭州市转塘镇320国道以南的双流村，主体建筑物由26栋10-11层住宅楼组成，地下一层。详勘报告中显示，场区隐伏基岩有两种，场地东北角为古生界（Pz）石灰岩，仅在5#楼4个钻孔（ZK21～ZK23、ZK25）揭示，其余地段均为志留纪上统唐家坞组（S3t）岩屑长石砂岩，岩质均较坚硬-坚硬。

据设计提供：基础形式为桩基加片筏基础。设计采用预应力管桩基础，锤击式，PHC-AB500（125mm）的预应力管桩，设计以9-2层强风化砂岩及10-3中风化灰岩作为基础持力层，桩端全断面进入持力层不少于0.5米，施工工艺采用柴油锤击式。

二、桩基施工过程遇到的问题

实际施工中在下覆基岩为砂岩地段桩基础施工均正常，当施工5#楼时候，发现桩长变化异常，均超送3～6米不等，桩长变化异常有可能是场地存在点带状岩溶影响所致，经各主体单位现场讨论后，对桩基异常区域进大致按一承台一孔进行施工勘探工作。

2.1 施工勘察揭示岩溶一览表：

从本次施工勘察7只钻孔揭示溶洞情况看，溶洞分布深度在地表下25-32m左右，溶洞竖向洞径在0.6-3.1m左右，以ZB3、ZB12两孔揭露的溶洞洞径分别达3.1m、2.7m较大，其他钻孔揭示的溶洞洞径在0.6-1.3m左右，相对较小；溶洞内均充填灰黄色、黄色的流塑状粉质粘土，工程性能极差。从溶洞顶部中风化灰岩厚度分布看，该7只钻孔中溶洞顶部岩体厚度较小，多在0.1～0.9m左右，且溶洞顶部及底部附近的岩体均有不同程度溶蚀现象，如岩体发黄，表面有溶蚀坑、溶槽、蜂窝状虫孔发育等。另外，在溶洞分布带两侧附近的钻孔勘探中揭示，有部分勘探孔全风化基岩呈软可塑状，说明一定程度上受岩溶发育带的影响，本次勘探有钻孔ZB18、ZB19、ZB21、ZB10、ZB24等孔埋深约在22-26m左右的全风化呈软可塑状。

2.2 中风化基岩面分布

受场地构造、地层、岩溶发育的影响，场地中风化基岩面起伏较大，场地现地面标高为6.5-7.0m左右，从目前场地地面起算，中风化基岩面埋深在22-32m左右。其中岩溶区中风化基岩面埋深较大，埋深在26-32m左右；岩溶区附近区域中风化基岩埋深次之，埋深多在25-29m；其余非岩溶区中风化基岩埋深相对较浅，在22-27m左右。从中风化岩体埋深看，中风化顶板起伏无明显的规律性，如建筑物左侧2号、3号、6号承台勘探孔揭示的中风化基岩埋深分别为24.2m、21.8m、26.4m，而承台间勘探点间距仅为4-5m左右，换算成坡度可达20-45°。

三、桩基础施工异常原因分析

本次勘探中在预应力管桩内施钻的钻孔有2只，分别是ZB9、ZB12孔，该两孔中均有管桩混凝土碎块揭示，另外在距35#桩西边50cm处的ZB8也揭示有混凝土管桩骨料，说明该处管桩桩身存在倾斜。上述钻孔揭示情况详见表3。

ZB823.5-24m为青灰色管桩混凝土碎块、碎屑。25.3-30.5m中风化灰岩无溶洞ZB1229.0-29.1m中风化、29.1-30.6m充填物为青灰色管桩碎屑。30.6-30.8m中风化灰岩岩块，30.8-31.8m充填物为青灰色管桩碎屑。有溶蚀现象；31.8-32.8m全风化砂岩，灰绿色，可塑状；32.8-38.0m中风化砂岩有溶洞

ZB9孔深18-22.5m均为管桩混凝土碎块及碎屑，见铁丝＼钢丝少量，其中上部18-18.40m为混凝土碎块。

从上表可知，35#桩及48#桩实际地面起算桩长应加上超送的3-6m，因此实际地面起算桩长为34m以上，而35#桩勘探揭示，该桩在20m左右已经碎裂，钻孔显示底部25.3m处已经为中风化基岩；48#桩所处地段有溶洞，钻孔显示在29-31.8m处桩身已经碎裂，底部为基岩。

从35#桩分析：①桩底处已经碎裂；②桩底部碎裂的桩体已往西侧挤出；原因可能是在地表下25m左右遇到坚硬的中风化灰岩，该区域上部地层以淤泥质土为主，侧向摩擦力很小，重锤夯击下，桩头撞击坚硬的中风化灰岩引起碎裂。

48#桩底部有溶洞，因溶洞顶部中风化厚度小，桩头揭穿溶洞顶板后进入溶洞内，后撞击溶洞底板基岩引起桩底碎裂。如果该处基岩面倾斜则将加剧底部桩身的倾斜。

对于4#楼14-16#桩桩长超过中风化基岩埋深的现象，则是该地段中风化岩体顶面倾斜过大造成桩身倾斜或桩头碎裂造成的。

综上分析，从地质条件上分析，由于该管桩施工区域存在带状岩溶溶洞、中风化基岩面起伏较大等情况，客观上对管桩施工及桩长的控制带来难度；同时该区域上部土层以淤泥质土为主，侧向抱握摩擦力小，而底部较软弱的强风化岩体往往厚度不一，在强风化厚度较小甚至缺失地段，桩头直接与中风化灰岩碰击，在此种情况下，重锤锤击时易引起桩端撞击岩石导致桩底碎裂、桩身倾斜等现象（如桩35#），不同于其他南侧区域，上部淤泥质土层厚度小，基岩上部工程性能相对较好的土层厚度较大，桩基施工时管桩桩身所受的侧向抱握摩擦力较大，而桩底附近中风化砂岩多不直接接触，且砂岩强度相对较小，因此在桩锤作用下，桩端实际所受应力较小，故桩头不易碎裂、桩身不易倾斜。

四、处理方案

工程相关各方桩基会议中我方提出如下施工方案：

（1）5#楼岩溶发育区域：因管桩质量得不到保证，桩头易碎裂、桩身易倾斜，对于溶洞顶板灰岩厚度较大的地段又难以贯穿溶洞，因此不宜采用，建议采用钻孔灌注桩基础。考虑岩溶发育对周边可能存在一定的不利影响及其不规律性，可适当扩大钻孔灌注桩的布设范圍。

（2）5#楼其他地段：现阶段管桩基本未实施，仍可采用预应力管桩方案，施工前相关人员应结合附近承台钻孔地层情况，进行管桩的配桩及相应的试成桩工作，同时作好成桩的贯入度随深度变化的记录，尤其是在接近持力层附近时的贯入度变化情况；对于该区域的管桩施工，须精心施工，作好每一颗管桩的施工工作及记录。若该区域管桩施工难度大、施工质量难以得到保证，必要时也可考虑采用钻孔灌注桩方案。

（3）4#楼14-16#桩：该区域中风化灰岩顶面倾斜角度大，前期施工的三颗桩可能存在倾斜及桩头爆裂现象，再小范围内移位进行管桩施工质量仍不易得到保证，建议采用钻孔灌注桩基础。

该建议得到采纳并实施。施工进展顺利，静载荷试验检验结果正常。该建筑目前已通过基础验收，情况良好。

五、结束语与小结

1、从本工程可看出，上覆土層较为松软，全～强风化层薄弱，很多地方甚至缺少本层，这种地质条件俗称”上软下硬、软硬突变”，在这样的地层打桩，管桩很快穿越上覆地层，锤击桩直接碰到新鲜的中风化基岩面，容易出现桩头打碎，桩身断裂现象。本工程还出现这样的假象，桩身破裂后，桩身混凝土随着上部锤击打桩而连续不断地遭受破坏，表面上看，桩身在进尺，实际上桩身均已破坏。

2、从本工程4#楼破坏情况看，基岩面倾斜较大的地层，也不宜采用锤击式预应力管桩。

3、从本工程也可看出在上部全～强风化层薄地段，尤其下面为坚硬的中风化地层，在这样的地质条件下，收锤标准与打桩破坏也有较大关系，本工程采用10T柴油锤，现场确定收锤标准为最后10击贯入度10mm。从现场打桩情况看，在其余地段持力层多为8-1卵砾石层、8-2粉质粘土夹碎石、9-2层强风化砂岩此标准是合适的，但是在灰岩区上部硬土层较薄，锤击能过大有可能导致桩破坏。

参考文献：

[1] 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

[2] 《工程地质手册》（第四版）

[3] 浙江省标准《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003

作者简介：

廖 强（1983-），男，四川宜宾人，核工业西南勘察设计研究院有限公司杭州分院，工学学士，工程师、主要从事岩土工程勘察、设计；