预制管桩施工方艺

① 预应力管桩的施工工艺

目前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度的地区。PHC桩和PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯性能分为A型/AB型/B型/C型四种。

PHC桩一般桩径有300mm/400mm/500mm/550mm/600mm/800mm/1000mm;PC桩一般桩径有300mm/400/500mm/550mm/600mm. 管桩水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。当管桩用于摩擦型桩时桩长径比不宜大于100；用于端承型桩桩的长径比不宜大于80。

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一、预应力结构：

在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。

对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形。这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。

在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。

二、沉桩方法：

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，静力压桩机又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。

② 预应力混凝土管桩施工有几种方法

预应力混凝土管桩施工主要有锤击沉桩法及静力压桩法最为普遍。
锤击沉桩法施版工程序：确定权桩位及沉桩顺序——桩机就位——吊桩喂桩——校正——锤击沉桩——接桩——再锤击沉桩——送桩——收锤——切割桩头。
静力压桩法施工程序：测量定位——桩机就位——吊桩、插桩——桩身对中调直——静压沉桩——接桩——再静压沉桩——送桩——终止压桩——检查验收——转移桩机。

③ 常见的预制桩施工方法

常见的预制桩施工方法：静压法和锤击法。
预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢桩两大类。
预制桩的沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法等。
锤击法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定持力层。这是最常用的一种沉桩方法。
打桩设备主要有桩锤、桩架和动力装置三部分。
对桩施加冲击力，将桩打入土中。主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤、液压锤。
①落锤：
一般由生铁铸成，利用卷扬机提升，以脱钩装置或松开卷扬机刹车使其坠落到桩头上，逐渐将桩打入土中。落锤重量为5~20KN，构造简单，使用方便，故障少。适用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。但打桩速度较慢，效率低。提高落锤的落距，可以增加冲击能，但落距太高又会击坏桩头，故落距一般以1~2m为宜。
②单动汽锤：
单动汽锤的冲击部分为汽缸，活塞是固定于桩顶上的，动力为蒸气。其工作过程和原理是：将锤固定于桩顶上，用软管连接锅炉阀门，引蒸气入汽缸活塞上部空间，因蒸气压力推动而升起汽缸，当升到顶端位置时，停止供汽并排出汽体，汽锤则借自重下落到桩顶上击桩。如此反复循环进行，逐渐把桩打入土中。单动汽锤的锤重30~150KN，具有落距小，冲击力大的优点，其打桩速度较自由落锤快，适用于打各种桩。
③双动汽锤：
双动汽锤
双动汽锤
双动汽锤的冲击部分为活塞，动力是蒸汽。汽缸是固定在桩顶上不动的，而汽锤是在汽缸内，由蒸汽推动而上下运动。其工作过程和原理是：先将桩锤固定在桩顶上，然后将蒸汽由汽锤的汽缸调节阀进入活塞下部，由蒸汽的推动而升起活塞，当升到最上部时，调节阀在压差的作用下自动改变位置，蒸汽即改变方向而进入活塞上部，下部汽体则同时排出。如此反复循环进行而逐渐把桩打入土中。
④柴油锤：
柴油锤是以柴油为燃料，利用柴油点燃爆炸时膨胀产生的压力，将锤抬起，然后自由落下冲击桩顶，同时汽缸中空气压缩，温度骤增，喷嘴喷油，柴油在汽缸内自行燃烧爆发，使汽缸上抛，落下时又击桩进入下一循环。如此反复循环进行，把桩打入土中。根据冲击部分的不同，柴油锤可分为导杆式、活塞式和管式三大类。导杆式柴油锤的冲击部分是沿导杆上下运动的汽缸，筒式柴油锤的冲击部分则是往复运动的活塞。
桩架
支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。常用的桩架形式有以下三种：
①滚筒式桩架：
行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。适用于预制桩和灌注桩施工。
②多功能桩架：
多功能桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做360°旋转，导架可以伸缩和前后倾斜，底座下装有铁轮，底盘在轨道上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。
③履带式桩架：
以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。移动方便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑桩施工。

④ 预制桩施工中管桩的施工方法

管桩应按“大锤打大桩、小锤打小桩、重锤轻击”的原则选择机具及进行施工，施工过程中常会出现以下两种情况：
（1） 锤型选择合理，但由于施工方一来担心桩承载力达不到设计要求，二来结算时按管桩施工总长计算，故导致施工方将贯入度控制得很小，造成对管桩施打过度而造成损坏。
（2） 锤型选择不合理，采用小锤施打大直径桩或高承载力桩，当管桩进入土层一定深度后，小锤已无法再将管桩打进，而施工人员若经验不足就会认为已达到收锤标准而停止施打，使桩承载力达不到设计要求。
只有在开工前制定详细全面的试桩计划，通过试桩选取合适的机具和施打参数，制定合理的施工方案，施工中严格控制，才能保证管桩施工质量，同时试桩中采用PDA进行监控对机具和施打参数的合理选取具有良好的指导作用。
合格的选材
选用的管桩应具有合格证、检验报告等技术资料，进场时应严格检查其外形尺寸和外观质量等，对有裂缝、崩角等较大缺陷的管桩应严禁使用，进场后的堆放和施工时取桩都应注意方法以免损伤管桩。
桩顶标高的监控
当桩密度较大，桩周土压缩性较低，强风化埋深较浅且起伏较大时，先期施工的管桩容易被挤拔，致使桩承载力大为下降，甚至无法满足设计要求，在挤土效应较明显的场地，应进行桩顶标高的控制，发现异常应及时处理。
衬垫和机具垂直度
无弹性衬垫或厚度不足，机具倾斜，桩锤、桩帽与管桩重心不在同一直线上，造成打桩时桩身横向抖动，是管桩施工中的常见现象，容易引起桩基质量问题，施工时应尽量避免。管桩施工时桩帽和桩头之间应设置弹性衬垫，且压缩后的厚度不宜小于120mm，应经常检查机具的垂直度，桩锤、桩帽和管桩重心应在同一直线上，同时应密切注意贯入度的变化，对质量有怀疑的桩做好记录作为检测备选桩。
桩接头及桩头的焊接
焊接前端头板未清理干净、焊缝不饱满、冷却方式不对、冷却时间不足，会造成桩接头及桩头焊接不牢，直接影响桩身质量及桩的耐久性。焊接前上下端头板应用铁刷子清刷干净，坡口应刷至露出金属光泽，焊接时宜由2—3名焊工对称进行，焊接层数在2层以上，焊缝应饱满，自然冷却后再施打，冷却时间不少于8—10min，严禁水冷或焊好即打。
配桩及送桩
因钻探孔之间有一定距离，故地堪报告反映的持力层位置往往精度受到限制。对桩长估计不准确容易导致以下情况：
（1）当桩尖进入持力层后需进行接桩，因桩周土具有歇后恢复性能，故接桩后再打时贯入度已达到收锤标准，但此时管桩实际并未进入理想持力层；
（2）原估计管桩再往下送1—2m即可收锤，结果用送桩器送完桩后却达不到收锤标准，但桩已无法再打。上述两种情况都会造成桩承载力降低，为避免此类问题产生，施工中应用低应变检查每根桩的桩长，与地堪报告进行对比，找出持力层起伏分布规律，及时调整配桩长度。
土方开挖对管桩的影响
管桩施工完毕且检测合格后就进入土方开挖环节，某些施工单位未制定可靠的开挖方案，钩机上去就开始挖土，工地常可看到管桩上留有钩机划痕的情形。其实土方开挖是相当重要的施工环节，稍不注意就会导致严重后果，场地内若存在较厚淤泥层，则开挖不当易引起淤泥流动，对管桩产生侧向推力，造成桩倾斜甚至断裂等事故。