预应力管桩施工工艺指引

一、适用范围

1、锤击预应力管桩适用范围

锤击预应力管桩适用于各种粘性土、粉土，当需要穿透较厚砂性土中间夹层或含砾卵石较多的硬夹层时，采用锤击管桩效果更佳，但因噪音大，在城市建设中应限制使用。

2、静压预应力管桩适用范围

静压预应力管桩适用于软土、填土、一般粘性土、粉土，尤其适用于居民稠密、危房附近及附近环境要求严格的地区沉桩，其持力层适用于硬塑或坚硬粘土层、中密或密实碎土层、砂土、全风化岩层、强风化层；但不宜用于地下有孤石、障碍物或厚度大于2m的中密以上砂夹层。

二、工艺流程

1、锤击预应力管桩工艺流程

2、静压预应力管桩工艺流程

三、施工工艺

1、锤击预应力管桩施工工艺

1.1放线定桩位

（1）根据设计图纸编制桩测量定位图，并保证轴线控制点不受打桩时振动和挤土的影响。

（2）根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10-20根桩位，在桩位中心点地面上打入一支φ6.5长30-40cm的钢筋，并用红油漆标示。

（3）桩机移位后，应进行第二次复核，保证桩位偏差小于10mm。

（4）桩施工前，应根据施工桩长在匹配的工程桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩入土深度及记录每米沉桩的锤击数。

1.2桩机就位

打桩机就位时，应对准桩位，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。

1.3起吊预制管桩

先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29L处），启动吊车吊桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置要准确；检查桩顶扣好桩帽或桩箍后，即可除去索具。

（管桩起吊）

（管桩就位，焊接桩尖并使桩尖垂直对准桩位中心）

1.4稳桩

桩尖插入桩位后，先用桩锤自重将桩插入地下30-50cm，再使桩垂直稳定。10m以内短桩可目测或用线坠双向校正；10m以上或打接桩必须用线坠或经纬仪双向校正，不得用目测。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩在打入前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以便在施工中观测、记录。

（用线坠控制管桩垂直度）

（两台正交经纬仪双向控制管桩垂直度）

1.5打桩

（1）打桩宜重锤低击，锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件来选用。

（2）打桩顺序一般按先深后浅、先长桩后短桩、先大径后小径、先施工大承台桩后施工小承台桩的原则，由于桩的密集程度不同，可自中间分两向对称前进，或自中间向四周进行；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。

（3）管桩表面应每米划线标记，以便做好打桩记录，打桩记录应包括入土深度、送桩深度、桩顶标高、最后贯入度、桩锤落距等施工参数。

（4）当遇到贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停打桩，并分析原因，采取相应措施。

（5）每根桩的总锤击数及最后1m沉桩锤击数可按下列规定进行控制：

（6）当桩端持力层为遇水易软化的风化岩（土）层时，打桩施工过程中应根据设计要求进行管桩内孔封底混凝土施工。封底混凝土施工应符合下列规定：

（锤击预应力管桩打桩）

1.6接桩

（l）在桩长不够的情况下，应进行接桩，接桩前用钢丝刷清除接头表面的污物和铁锈，上下节之间应焊牢。一般采用电焊接桩，焊接宜在桩四周对称地进行，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊；焊接层数不得少于2层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层（的）施焊，焊缝应连续、饱满；焊好后的桩接头应自然冷却后方可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8min；严禁采用水冷却或焊好即施打。

（2）接桩时，一般在距地面0.5-lm左右时进行;下节桩的桩头处宜设导向箍;接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm;接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲打；节点折曲矢高不得大于l‰桩长。

（3）雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施；冬季低温焊接时，应采取围蔽及保温加温措施。

（焊接接桩）

1.7送桩

（1）根据设计桩长接桩完成并正常施打后,应根据设计及试打桩时确定的各项指标来控制是否采取送桩，送桩深度不宜大于2.0m。当送桩深度超过2.0m且不大于6.0m时，打桩机应为三点支撑履带自行式或步履式柴油打桩机；桩帽和桩锤之间应用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳作“锤垫”，其厚度宜取-mm。

（2）送桩前应保证桩锤的导向脚不伸出导杆末端，管桩露出地面的高度宜控制在0.3-0.5m；当桩顶打至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后应及时送桩。

（3）送桩应采用专用的送桩器，送桩器宜做成圆筒形，并应有足够的强度、刚度和耐打性；送桩器长度应满足送桩深度的要求，弯曲度不得大于1/。

（4）送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直；送桩器下端面应开孔，使空心桩内腔与外界连通。

（5）送桩器应与桩匹配。套筒式送桩器下端的套筒深度宜取-mm，套管内径应比桩外径大20-30mm。

（6）送桩作业时，送桩器与桩头之间应设置1-2层麻袋或硬纸板等衬垫。内填弹性衬垫压实后的厚度不宜小于60mm。

（7）桩尖应按设计要求进入持力层，送桩的最后贯入度应参考相同条件下不送桩时的最后贯入度并修正；送桩完成后应及时将空孔回填或覆盖。

（送桩器送桩）

1.8终止锤击

桩终止锤击的控制应符合下列规定：当桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时，应以贯入度控制为主，桩端标高为辅；贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，并按每阵10击的贯入度不应大于设计规定的数值确认，必要时,施工控制贯入度应通过试验确定；符合设计要求后，填好施工记录。如发现桩位与要求相差较大时，应会同有关单位研究处理。

2、静压预应力管桩施工工艺

2.1放线定桩位

同“锤击预应力管桩”中“放线定桩位”。

2.2桩机就位

桩机就位时，应对准桩位，将静压桩机调至水平、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动。

（静压桩机进场就位）

2.3吊桩就位

（1）先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29L处），启动吊车吊桩，将预制桩吊至静压桩机夹具中，使桩尖垂直对准桩位中心，夹紧并放入土中，移动静压桩机调节桩垂直度，符合要求后将静压桩机调至水平并稳定。

（2）桩尖插入桩位时垂直度偏差不得超过0.5%。压桩前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以便在施工中观测、记录。

（静压桩机吊桩）

2.4压桩

（1）压桩：启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度符合相关设计规范要求，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。若不能稳定，必须再持荷，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。

（压桩）

（2）压桩应连续,宜将每根桩一次性连续压到底，且最后一节有效桩长不宜小于5m。

（3）建筑面积较大，桩数较多时，可将桩基分成数段，压桩在各段范围内分别进行。压桩顺序一般先深后浅，先长桩后短桩，先大径后小径，先施工大承台桩后施工小承台桩的原则，由于桩的密集程度不同，可自中间分两向对称前进，或自中间向四周进行。当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施压。对于场地地层中局部含砂、碎石、卵石时，宜先对该区域进行压桩。

（4）压桩过程中应测量桩身的垂直度。第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5％；当桩身垂直度偏差大于规范要求时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架等方法强行纠偏。

（5）出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，并分析原因，采用相应措施：

2.5接桩

同“锤击预应力管桩”中“接桩”。

（焊接接桩）

2.6送桩

（1）测量桩的垂直度并检查桩头质量，合格后方可送桩，压、送作业应连续进行。

（2）送桩应采用专制钢质送桩器，不得将工程桩用作送桩器。

（3）当场地上多数桩较短（L≤16m）或桩端持力层为易软化的风化岩时，送桩深度不宜超过1.0m。

（4）除上款规定外，送桩深度根据需要可超过2m，但不应大于6m。

（5）送桩时的最大压桩力不宜超过桩身抱压允许压桩力的1.1倍。

2.7终压条件

终压条件应符合下列规定：

（1）应根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准。

（2）终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。对于入土深度大于或等于8m的桩，复压次数可为2-3次；对于入土深度小于8m的桩，复压次数可为3-5次。

（3）稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间宜为5-10s。

当压桩力已达到终压条件时，应立即进行持荷、复压，填写施工记录，尤其记录最后三次稳定压力时的复压贯入度及桩顶标高。

2.8当一根桩施压完毕，露出地面的桩段必须在移机前截除。管桩应采用锯桩机截割，方桩宜用手工凿子截割，严禁利用压桩机行走的推力强行将桩扳断或用锥形物体压入管桩顶部内孔进行破碎桩头的做法。桩头截除后应采用水准仪等仪器测出其桩顶标高，待全部工程桩施压完毕，再复测一次。

四、质量控制要点

1、PC桩的混凝土强度等级不得低于C50，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80，预应力管桩强度应达到设计强度的%后才能开始打桩。

2、对照地质资料及按设计要求合理选择施工机具，锤击桩采用重锤低击的原则选用桩锤并控制打桩总锤击数，避免桩身混凝土产生疲劳破坏，桩身断裂，静压桩施工时压力不应超过桩身所能承受的强度。同一根桩的压桩过程应连续进行，压桩时操作员应时刻注意压力表上压力值，并在压桩前排出合理压桩顺序。

3、施工场地应平整，采用静压沉桩时，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍，否则应采取相应的地基处理措施，打桩前要认真检查施工设备，将导轨调直。

4、按施工方案合理安排打桩路线，避免压桩或挤桩。

5、管桩在运输及堆放过程中应正确叠放，管桩宜单层堆放，当场地不允许需叠层堆放时，应符合相关规范要求；叠层堆放桩时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木，垫木应分别位于距桩端0.2倍桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件；当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩；吊桩时应轻起轻吊，避免使用前桩身已经断裂。

（管桩堆放）

6、桩尖、桩身质量检查

7、桩位放线应采用不同方法二次复核。

8、打桩时要保证桩体的垂直度，避免桩身倾斜；保证桩锤、桩帽、桩身中心线重合，避免打桩因偏心受力导致桩顶破碎、桩身断裂。

9、桩间距小于3.5d时，宜采用跳打，应控制每天打桩根数，同一区域内不宜超过12根桩，避免桩体上浮，桩身倾斜。

10、打底桩时，应采用锤重或冷锤施工，将底桩徐徐打入，调直桩身垂直度，遇地下障碍物及时清理后再重新施工。

11、接桩时焊接要连续饱满，焊渣要清除，焊接自然冷却时间应不少于8min，地下水位较高的应适当延长冷却时间，避免焊缝遇水如淬火易脆裂。

12、根据管桩尺寸按要求制作桩帽及送桩器，避免因桩帽和送桩器尺寸不合要求使桩顶破碎及桩身断裂。

13、管桩的截桩应采用专业的切割机具进行截割，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

（截桩器截桩）

（截桩完成后）

14、要尽量避免打桩机、吊机及其它大型机械在已施打的工程桩上行走。

五、质量标准

预应力管桩桩的桩位偏差，必须符合表1的规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。

表1、预应力管桩桩位的允许偏差（mm)

表2、电焊接桩焊缝质量标准

表3、静力压桩质量检验标准

表4、锤击预应力管桩质量检验标准

注：①表1、2、3、4选自GB-2《建筑地基基础工程施工质量验收规范》其中个别数据依据JGJ94-8《建筑桩基技术规程》做了相应调整；②表中“基桩检测技术规范”参见JGJ-《建筑基桩检测技术规范》。

六、常见质量问题及处理

预应力管桩施工为即打即隐蔽的工程，出现问题无法在施工完成之后再进行整改，只能采取补桩等措施补救，因此，必须在施工过程中严格控制质量，每一步骤都要按照标准严格进行。

1、桩体倾斜

1.1产生原因

（1）施打前未按要求双向校核垂直度。

（2）遇有地下障碍物。

（3）场地不平整，桩机底盘不稳固水平。

1.2防治措施

（1）施打前，应按要求在桩机的正方和垂直的管桩侧面双向架设经纬仪或线坠，垂直度满足要求（小于0.5％L）后方可起锤，打入约1m左右再用仪器校核一次桩的中心位置和垂直度，确认无误后方可正常施打。

（2）地下障碍物如果较浅，可以先将桩拔出，清除障碍物后，将坑填实填平，重新放点打桩；如果障碍物较深，无法处理，可会同监理、设计院等单位商议解决办法，更改桩位。

（3）场地应平整坚实，一般不宜大于9°，符合桩机行走条件。桩机下方应垫好枕木，保持桩机底盘稳固水平。

2、焊缝不饱满，接桩处开裂

2.1产生原因：未按规定进行焊接作业，未分层焊接。

2.2防治措施

（1）接桩前，对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净，保证连接部件清洁。

（2）接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整，焊接层数不得少于2层，焊接时必须将内层焊渣清理干净后再焊外一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm。

3、贯入度剧变

3.1产生原因

（1）地质情况不明，地下存在有空洞、溶洞、夹层、古墓等。

（2）地下持力岩层起伏大。

（3）桩身破碎断裂。

3.2防治措施

（1）在施打过程中，出现贯入度突然变大的情况，应立即停止施工，可采取超前钻等方法，先探明桩位处的地质情况，将空洞、溶洞等先用中砂或粘土等填塞密实后再重新打桩，或改用其他形式的基础处理方法。

（2）在即将收锤时，遇到贯入度突然加大的情况，一般均因地下持力岩层起伏大导致桩身折断或桩身自身破碎造成的。这种情况下，采用从桩身内孔吊灯和吊重物检查桩身的完整看是由何种原因造成。

4、地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大

4.1产生原因

（1）桩基础密集，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩浮起。

（2）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

4.2防治措施

（1）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。

（2）采用开口型桩尖，让部分土体进入桩空腔内，减少土体挤密；同时采用“跳打法”施工，控制每天打桩根数，同一区域内不宜超过12根桩。

（3）采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。

（4）沉桩期间不得同时开挖基坑，沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定，一般应在两周左右。

5、桩身断裂

桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大。

5.1产生原因

（1）桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。

（2）桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。

（3）稳桩不垂直，打入地下一定深度后，再用移架方法校正，使桩身产生弯曲。

（4）两节以上桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。

（5）制作桩的混凝土强度不够，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。

5.2防治措施

（1）施工前应对桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钻探了解。对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。

（2）在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。

（3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用。

6、桩顶掉角、碎裂

6.1产生原因

（1）预制的混凝土配比不良，施工控制不严，振捣不密实或养护时间短，养护措施不足。

（2）桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直，桩顶保护层过厚。

（3）桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而掉角。

（4）沉桩时，桩顶衬垫已损坏，未及时更换。

（5）桩锤过大，跳动过高。

6.2防治措施

（1）桩制作时，要振捣密实，桩顶的加密箍筋要保证位置准确；桩成型后要严格加强养护。

（2）沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜使用，或经过修补等处理后才能使用。

（3）检查桩帽与桩的接触面处是否平整，如不平整应进行加垫等处理才能施工。

（4）沉桩时稳桩要垂直，桩顶要有衬垫，如衬垫失效或不符合要求时要更换。

（5）施工时应根据地质条件，桩断面尺寸及形状，合理选择桩锤。并采用“重锤低击”的方法，严格控制桩锤的跳动高度，禁止高起高落。

7、沉桩达不到要求

管桩是以最终贯入度和最终桩长作为施工最终控制，一般情况下，以最终贯入度控制为主，结合以最终桩长控制参数，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。

7.1产生原因

（1）勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起伏标高不明，至使设计考虑持力层或选择桩长有误。

（2）勘探工作是以点带面，对局部硬夹层、软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混凝土块等。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准。

（3）以新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度或容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。

7.2防治措施

（1）详细探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高。

（2）根据工程地质条件，合理地选择施工方法及压桩顺序。

8、先打桩后挖基坑施工中常见问题及处理方法

8.1在部分有地下室的工程中，由于基坑不大，开挖后无法进桩机施工管桩基础，只能采取先打桩后挖基坑的方法进行施工。

8.2施工时，坑内的桩尽可能采用长送桩器送至基坑底部，但因地质情况不明确，部分仍不可避免高出基坑底部。为此，在开挖前，应标明高出的部分桩的位置，开挖时采取环向开挖的方法，以保持高出的部分桩四周的土体开挖基本上在同一个平面位置。不得先在一侧开挖，使桩两侧的土体形成一个落差很大的土壁。这样容易使土的侧压力过大导致桩体倾斜，甚至断桩。

8.3在基坑上口和基坑壁的桩，由于不可避免的形成两侧土体高差过大，容易将桩挤偏挤断，必须采取措施进行预防。一方面，采取保险系数较大的基坑支护方法，降低基坑壁的水平位移；另一方面，可以在该部分管桩上口采用钢丝绳、钢筋等拉结，牵拉至后方不受基坑土方影响的位置上锚固，抵消部分土体侧压力。