預應力混凝土管樁知識分享

1、一. 樁基礎介紹 樁基礎是深基礎應用最多的一種 基礎形式，它由若干個沉入土中的 樁和連接樁頂?shù)某信_或承臺梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載 傳遞到深處承載力較強的土層上， 或將軟弱土層擠密實以提高地基土 的承載能力和密實度。 1.1 樁基礎構成樁基礎構成 1.2 樁的分類樁的分類 （1）樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁 端承樁是穿過軟弱土層而達 到堅硬土層或巖層上的樁，上 部結構荷載主要由巖層阻力承 受； 摩擦樁完全設置在軟弱土層 中，將軟弱土層擠密實，以提 高土的密實度和承載能力，上 部結構的荷載由樁尖阻力和樁 身側面與地基土之間的摩擦阻 力共同承受。 1.2 樁的分類樁的分類 （2）樁按

2、施工方法分為預制樁與灌注樁 1.3、預應力混凝土管樁 預應力混凝土管樁分為三類： a、預應力高強混凝土管樁（代號PHC） b、預應力混凝土管樁（代號PC） c、預應力混凝土薄壁管樁（代號PTC） 產品品種和代號 管樁按混凝土強度等級分為預應力混凝土管樁和預應力高強混凝土管 樁。預應力混凝土管樁代號為，預應力高強混凝土管樁的代號為 （強度規(guī)定為C80）。 產品規(guī)格、型號 按管樁按外徑分為：300mm、350mm、400mm、450mm、500mm 、550mm、600mm、 800mm 、1000mm。 按管樁混凝土有效預壓應力值分為型，型，型和型。型 、型、型和型管樁的混凝土有效預壓應力值分別

3、為 4.0N/mm2,6.0N/mm2,8.0N/mm2,10.0N/mm2。 預應力高強混凝土管樁預應力高強混凝土管樁 管樁鋼筋骨架管樁鋼筋骨架 管樁管樁 管箍與端板 管樁的編號和樁尖分類 a、管樁的編號 XXX-X XXX(XX)-L X 管樁的類型 管樁 管樁外經 樁 樁尖 代號 型號 （壁厚mm） 長 類型 例如：PHC管樁，AB型、外徑為600mm，壁厚為110mm,樁長 30m,開口型樁尖，編號應為：PHC-AB600（110）-30b; b、樁尖分類： 樁尖分為：b型開口型樁尖和a型十字型樁尖 十字型樁尖 開口型樁尖 十字型樁尖 預應力高強管樁的工藝 鋼筋骨架制作鋼筋骨架制作 模

4、具內填充混凝模具內填充混凝 土土填料填料 液壓張拉機張拉液壓張拉機張拉 離心成型離心成型蒸汽養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護脫模脫模 二、管樁的二、管樁的 施工施工 PHC管樁的施工 工藝流程圖 打 樁 接 樁 樁平面位移測量記錄 繼續(xù)錘擊 后續(xù)檢測以及承臺基礎施工 送樁施壓至設計標高 全站儀校正與跟蹤監(jiān)控 吊樁插樁 探 孔 經養(yǎng)護達100%設計強度運樁 至壓樁點并檢查樁體質量 樁機就位 樁機進場安 置 場地平整 測量定位 （1）樁位放樣 按設計要求繪制管樁平面布置圖，根據布樁圖進行準確放樣，用全站儀、鋼尺定 出每排樁位軸線和路基邊樁然后逐樁進行中心放樣，經復核確認后做好記號。在 各排樁位軸線的延長線上埋設控制樁

5、，考慮壓樁過程中的擠土效應，控制樁宜設 置在距最近樁20m外處，以便在壓樁過程中對軸線和樁位進行校對；為控制送樁 標高，應在壓樁區(qū)60m外設置13個水準控制點。同時測放施工區(qū)段內的地面標 高，技術人員根據地面標高計算區(qū)段的樁頂、樁底標高。 沉樁順序可按地形、地質、樁架移動難易等因素確定，一般從線路中心向兩側布 樁。根據設計標高宜先深后淺進行施打；根據樁的規(guī)格宜先大后小，先長后短進 行施打；根據樁位與即有構筑物距離宜先近后遠進行施打。 （2）樁機就位 對施工場地內的原地面土平整碾壓，確保承載力滿足靜壓機械施工及移動過程中 不至于出現(xiàn)沉陷，對局部軟土層可采用事先換填處理或采用整塊鋼板鋪墊作業(yè)。 樁

6、機進場后，檢查各部件及儀表是否靈敏有效，確保設備運轉安全、正常后，按 照打樁順序，移動調整樁機對位、調平、調直。 錘擊機械 靜壓機械 （3）管樁堆放、吊樁 管樁堆放場地必須平整、堅實，堆放層數(shù)不宜超過5層；堆放樁的支承墊木位置， 當兩點支承時，應設在距兩端0.21倍樁長處；當三點支承時，應設在距兩端0.15 倍樁長及中點處。每層墊木必須保持在同一平面上，各層間墊木應在同一垂直線 上。用鋼絲繩綁住樁身（管樁起吊示意圖參見下圖）單點起吊，小心移入樁機， 然后調平樁機，開動縱橫向油缸移動樁機調整對中，同時利用相互垂直的兩個方 向的經緯儀檢查垂直度（在距樁機約20m處，成90設置經緯儀各一臺），垂直

7、度偏差控制在0.5%以內，條件不具備也可采用兩個線錘進行垂直度控制。通過 樁機導架的旋轉、滑動進行調整，確保管樁位置和垂直度符合要求后壓樁。 0.7L 0.3L 二點支墊示意圖 管樁起吊示意圖 如超過偏差必須及時調整，須保證樁身不裂，必要時拔出重插，不得采用強拔的 方法快速糾偏而將樁身拉裂拉斷。 （4）插樁 管樁吊起后，緩緩將樁一端送 入樁帽中，待管樁放入樁機夾 樁箱內扶正就位后，根據需要 焊接開（閉）口型樁尖，然后 將樁插入土中0.3m-0.5m的深 度后，用兩臺經緯儀（在接近 90度的夾角方向）雙向控制樁 的垂直度，條件不具備也可采 用兩個線錘進行垂直度控制。 通過樁機導架的旋轉、滑動進

8、行調整，確保管樁位置和垂直 度符合要求。順序 (5)錘擊下沉: 沉樁前在每節(jié)單樁樁身上劃出以米為單位的長度標記，以便觀察樁的入土深 度及記錄對應貫入度。 錘擊沉樁應采用與樁和錘相適應的樁帽及適合樁帽大小的彈性襯墊。頂面和 底面應平整并與樁的中軸線相垂直。 錘擊沉樁開始時應用較低落距，并在縱橫兩方向觀察、控制樁位和樁的豎直 度或傾斜度，待樁入土一定深度并確認位置正確和方向無誤后，再按規(guī)定落 距進行錘擊。墜錘落距不宜大于2m，單打汽錘落距不宜大于1m，柴油錘應使 錘芯沖程正常。在樁的沉入過程中，應觀察樁錘、樁帽和樁身是否保持在同 一軸線上。錘擊沉樁應連續(xù)進行，不應中途停頓。 錘擊沉樁，在預計或有跡

9、象表明樁尖進入軟土層時，應改用較低落距錘擊。 沉樁過程中應防止偏移。遇下列情況應停止沉樁，經分析研究采取措施后， 方可再繼續(xù)施工。 （1）貫入度發(fā)生急劇變化； （2）樁身突然傾斜、移位或錘擊時有嚴重回彈； （3）樁頭破碎或樁身開裂； （4）附近地面有嚴重隆起現(xiàn)象； （5）打樁架發(fā)生偏斜或晃動。 沉樁的方法 管樁沉樁機械分為錘擊機械和靜壓機械兩種； 靜壓機械 錘擊機械 錘擊施工和靜壓施工的優(yōu)缺點： a、錘擊施工（以柴油錘為主）： 優(yōu)點：施工靈活、進退場容易，施工速度快，操作方便，地層穿透性好。 缺點：噪音、油煙造成環(huán)境污染，操作不當容易造成樁頭打爛和裂縫，施工質 量受施工人員的技術水平的影響較大

10、。 b、靜壓施工： 優(yōu)點： （1）施工時樁承載力具有可視性和可控性。 壓樁力和油壓是呈正比例關系，油壓表顯示的壓力值即代表壓樁時的壓樁力。從兩 個方面認識這個優(yōu)點： 1）每根樁都要滿足終壓條件后才能停止施壓，相當于每根樁進行了靜載試驗。 2）靜力壓樁應用于施工摩擦端承樁時，樁周圍的摩擦力會增加。 （2）成樁質量好； （3）壓樁速度快； （4）環(huán)保型施工方法：無噪音及環(huán)境污染，無震動。 缺點： （1）靜壓樁機是“龐然大物”，進退場不容易，費用高。 （2）自重大，對施工場地要求高，甲方對場地回填成本大。 （3）擠土作用明顯，容易陷機，影響施工進度。擠斷鄰近已施工樁。 （4）抱壓樁機夾具不圓，夾塊對

11、數(shù)少，使管樁受力不均，嚴重應力集中造成管樁夾 碎，夾裂。 （6） 送樁、接樁、截樁 當樁頂設計標高較自然地面低時必須進行送樁。送樁時選用的送樁器的外 形尺寸要與所壓樁的外形尺寸相匹配，并且要有足夠的強度和剛度，一般 為一圓形鋼柱體。送樁時，送樁器的軸線要與樁身相吻合。送樁器上根據 測定的局部地面標高，事先要標出送樁深度，通過水準儀跟蹤觀測，準確 地將送樁送至設計標高。同時送樁器上要標出最后1m的位置線，詳細記錄 最終壓力值。 當下一節(jié)管樁的樁頭在距地面0.51m高時，開始進行接樁作業(yè)，管樁接 樁時上下節(jié)樁段應保持對直，錯位偏差不宜大于2mm,上下樁節(jié)必須接直焊 牢，上下樁節(jié)的中心線偏差不得大于

12、5mm, 接頭焊接應先清理焊道，采用 手工焊接或二氧化碳保護焊，坡口周圍上對稱點焊4點6點，分層對稱施 焊，焊接層數(shù)宜分三層，內層焊渣必須清理干凈后方可施焊外一層，焊縫 應飽滿、連續(xù)，且根部必須焊透。接樁間歇時間，標準中均明確焊接接頭 應在自然冷卻后才繼續(xù)沉樁，冷卻時間不宜少于8min，焊接工藝尚應符合 建筑結構焊接規(guī)程JGJ81的有關規(guī)定執(zhí)行。 對接頭鋼箍護擴焊縫須涂刷防腐涂料；對接頭外露金屬部分，在打入土前 應再次涂刷防腐涂料。 如果樁頂高出地面一段距離或未能送到設計樁頂標高，而 壓樁力已達到規(guī)定值時則要截樁，以便壓樁機移位，截樁 要求必須用專門的截樁器截割，嚴禁用大錘橫向敲擊或強 行扳拉

13、截樁。 送樁完成后，移動調整機械進行下一根管樁施工 (7) 承載力檢驗: u 數(shù)量：檢測要求應按下列規(guī)定：在 同一條件下檢測樁數(shù)不得少于總樁數(shù) 的1，且不得少于3根。總樁數(shù)在50 根以內時不得少于2根。 u方法：工程樁完成并達到休止時間 后應進行承載力檢驗，承載力檢測優(yōu) 先考慮采用靜載荷試驗，也可采用高 應變動測法進行檢測。 靜載荷試驗高應變動測法 高應變檢測的基本原理就是往樁頂滯軸向施加一個沖擊力，使樁產生足夠的 貫入度，實測由此產生的樁身質點應力和加速度的響應，通過波動理論分析 ，判定單樁豎向抗 承載力及樁身完整性的檢測方法 (8)完整性檢驗低應變法檢驗 u 方法：管樁的樁身完整性檢測應采

14、用低 應變動測法，其檢測要求按有關規(guī)程執(zhí)行； u 數(shù)量：PTC樁抽檢數(shù)量不應少于總樁數(shù)的 30，且不得少于20根；PC、PHC樁抽檢數(shù) 量不應少于總樁數(shù)的20，且不得少10根； 低應變檢測低應變檢測 低應變檢測原理 低應變反射波法的主要功能是檢驗樁身結構的完整性，如樁身缺陷位置判斷、施工 樁長校對和混凝土強度等級定性估計等。 用手錘或力錘、力棒敲擊樁頂，由此產生的應力波沿樁身以波速C向下傳播， 應力波通過樁阻抗z(Z：AC)變化界面時(如縮徑、夾異物、混凝土離析或擴徑)，一 部分應力波產生反射向上傳播，另一部分應力波產生透射向下傳播至樁端，在樁端 處又產生反射。由安裝在樁頂?shù)募铀俣然蛩俣葌鞲衅?/p>

15、，接收反射波信號，并由測樁 儀進行信號放大等處理后，得到加速度時程曲線。從曲線形態(tài)特征可以判斷阻抗變 化位置或校核樁長，由平均波速大小估計混凝土的強度等級?；炷恋乃俣菴及樁 身缺陷的深度L可按下列公式計算： C=2L/T (1) L=1/2Cmtx (2) 式中：L-測點下樁長，m； T-速度波第一峰與樁底反射波峰間的時間差； tx-速度波第一峰與缺陷反射波峰間的時間差； Cm-樁身波速的平均值，m/s。1 (9)樁頭混凝土灌注: 將管樁頂1.0m范圍內的浮漿清除干凈，在樁頂往下1.0m 處設置一塊3mm厚圓形鋼板托盤，并固定牢靠，托盤至樁 頂之間澆注C30鋼筋混凝土并振搗密實。 管樁與沉臺

16、的連接 03SG409（04ZG207）預應力混凝土管樁 工程實際圖片 打(壓)樁工程常見質量問題有：單樁承載力低于 設計值，樁傾斜過大、斷樁、樁接頭斷離、樁位偏差 過大等五大類 三 管樁施工中常見的質量 問題及防治對策 原因: 樁沉人深度不足； 樁端未進入設計規(guī)定的持力層，但樁深已達設計值； 最終貫人度過大； 其他，諸如樁傾斜過大、斷裂等原因導致單樁承載力下降； 勘察報告所提供的地層剖面、地基承載力等有關數(shù)據與實際情 況不符。 預防措施: 探明工程地質情況，必要時應作補勘，正確選擇持力層或標高； 防止樁身斷裂，打樁時注意樁身變化情況。 單樁承載力低于設計要求 原因: 預制樁質量差，其中樁頂面

17、傾斜和樁尖位置不正或變形，最易造 成樁傾斜； 樁機安裝不正，樁架與地面不垂直； 樁錘、樁帽、樁身的中心線不重合，產生錘擊偏心； 樁端遇石子或堅硬的障礙物； 樁距過小，打樁順序不當而產生強烈的擠土效應； 基坑土方開挖不當。 預防措施: 場地平整；如場地不平，施工時應在打樁機行走路線加墊木等物 ，使打樁機底盤保持水平。 樁傾斜過大 原因: 除了樁傾斜過大可能產生樁斷裂外，其他原因還有三種： 樁堆放、起吊、運輸?shù)闹c或吊點位置不當； 沉樁過程中，樁身彎曲過大而斷裂。如樁制作質量造成的彎曲 ，或樁細長又遇到較硬土層時，錘擊產生的彎曲等； 錘擊次數(shù)過多。如有的設計要求的樁錘擊過重，設計貫入度過 小，以致

18、于施工時，錘擊過度而導致樁斷裂。 預防措施: 施工前，應清除地下障礙物。每節(jié)樁的細長比不宜過大，一般不超 過30；在初沉樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正。樁打入一定 深度發(fā)生嚴重傾斜時不宜采用移動樁架來糾正。接樁時，要保證上 下兩節(jié)樁在同一軸線上；樁在堆放、起吊、運輸過程中，應嚴格按 照有關規(guī)定或操作規(guī)程執(zhí)行；普通預制樁經蒸壓達到要求強度后， 宜在自然條件下再養(yǎng)一個半月，以提高樁的后期強度 出現(xiàn)斷樁 原因: 設計樁較長時，因施工工藝的需要，樁分段預制，分段沉人， 各段之間常用鋼制焊接連接件做樁接頭。這種樁接頭的斷離現(xiàn) 象也較常見。還有上、下節(jié)樁中心線不重合；樁接頭施工質量 差，如焊縫尺寸不足

19、等原因。 預防措施: 接樁前，保證連接部件清潔；接樁時，兩節(jié)樁應在同一軸線上 ，焊接預埋件應平整服貼。 樁接頭斷離 原因: 樁數(shù)較多，土層飽和密實、樁間距較小。在沉樁時土被擠到極限密 度而向上隆起，相鄰的樁一起被涌起。在軟土地施工時，由于沉樁 引起的空隙壓力把相鄰的樁推向一側或涌起；樁位放線不準；偏差 過大；施工中樁位標志丟失或擠壓偏離，施工人員隨意定位；樁位 標志與墻、柱軸線標志混淆搞錯等，造成樁位錯位較大；選擇的行 車路線不合理；土方開挖方法及順序不正確。 預防措施: 沉樁期間不得同時開挖基坑，需待沉樁完畢后相隔適當時間方可開 挖，一般宜兩周左右；基坑開挖注意有一定排水措施，留置邊坡。 基

20、坑邊不得堆放土方，基坑較深應分層開挖；認真按設計圖紙放好 樁位，設置明顯標志，并做好復查工作，選擇合理樁機行車路線。 樁位偏差過大 打樁過程中，發(fā)現(xiàn)質量問題，施工單位切忌自行 處理，必須報監(jiān)理、業(yè)主，然后會同設計、勘察等 相關部門分析、研究，作出正確處理方案。由設計 部門出具修改設計通知。一般處理方法有：補沉法 、補樁法、送補結合法、糾偏法、擴大承臺法、復 合地基法等 出現(xiàn)質量問題的常用處理方法 1 補沉法。預制樁入土深度不足時，或打入樁因土體隆起將樁上抬 時，均可采用此法。 2 補樁法?？刹捎孟率鰞煞N的任一種： 2.1. 樁基承臺前補樁。當樁距較小時，可采用先鉆孔，后植樁 ，再沉樁的方法。

21、2.1. 樁基承臺或地下室完成再補靜壓樁。此法的優(yōu)點是可以利 用承臺或地下室結構承受靜壓樁的施工反力，設施簡單，操作方便 ，不延長工期。 3 補送結合法。當打入樁采用分節(jié)連接，逐根沉人時，差的接樁可 能發(fā)生連接節(jié)點脫開的情況，此時可采用送補結合法。首先是對有 疑點的樁復打，使其下沉，把松開的接頭再頂緊，使之具有一定的 豎向承載力；其次，適當補些全長完整的樁，一方面補足整個基礎 豎向承載力的不足，另一方面補打的整樁可承受地震荷載。 4 糾偏法。樁身傾斜，但未斷裂，且樁長較短，或因基坑開挖造成 樁身傾斜，而未斷裂，可采用局部開挖后用千斤頂糾偏復位法處理 。 5 擴大承臺法 由于以下三種原因，原有的

22、樁基承臺平面尺寸滿足不了構造要求或基 礎承載力的要求，而需要擴大樁基承臺的面積。 5.1 樁位偏差大。原設計的承臺平面尺寸滿足不了規(guī)范規(guī)定的構造要 求，可用擴大承臺法處理。 5.2 考慮樁土共同作用。當單樁承載力達不到設計要求，需要擴大承 臺并考慮樁與天然地基共同分擔上部結構荷載。 5.3 樁基質量不均勻，防止獨立承臺出現(xiàn)不均勻沉降，或為提高抗震 能力，可采用把獨立的樁基承臺連成整塊，提高基礎整體性，或設抗震 地梁。 6 復合地基法 此法是利用樁土共同作用的原理，對地基作適當處理，提高地基承載 力，更有效的分擔樁基的荷載。常用方法有以下幾種。 6.1承臺下做換土地基。在樁基承臺施工前，挖除一定

23、深度的土，換成 砂石填層分層夯填，然后再在人工地基和樁基上施工承臺。 6.2樁間增設水泥土樁。當樁承載力達不到設計要求時，可采用在樁間 土中干噴水泥形成水泥土樁的方法，形成復合地基基礎。 7 修改樁型或沉樁參數(shù) 7.1 改變樁型。如預制方樁改為預應力管樁等。 7.2 改變樁入土深度。例如預制樁過程中遇到較厚的密實粉砂或粉土 層，出現(xiàn)樁下沉困難，甚至發(fā)生斷樁事故，此時可采用縮短樁長，增加 樁數(shù)量，取密實的粉砂層作為持力層。 7.3 改變樁位。如沉樁中遇到堅硬的、不大的地下障礙物，使樁產生 傾斜，甚至斷裂時，可采用改變樁位重新沉樁。 7.4 改變沉樁設備。當樁沉人深度達不到設計要求時，可采用大噸位

24、 樁架，采用重錘低擊法沉樁 8 其他方法 8.1 底板架空。底層地面改為架空樓板，以減填土自重，降低承臺的 荷載。 8.2 上部結構卸荷。有些重大樁基事故處理困難，耗資巨大，耗時過 多，只有采取削減上部建筑層數(shù)的方法，減小樁基荷載。也有采用輕質高 強的隔墻或其他材料代替原設計的厚重結構而減輕上部建筑的自重。 8.3 結構驗算。但出現(xiàn)樁身混凝土強度不足、單樁承載力偏低等事故 ，可通過結構驗算等方法尋找處理方案。如驗算結果仍符合規(guī)范的要求時 ，可與設計單位協(xié)商，不作專門處理。但此方法屬挖設計潛力，必須征得 設計部門的同意，萬不得巳時用之，且應慎之又慎。 8.4 綜合處理法。選用前述各種方法的幾種綜合應用，往往可取得比較 理想的效果。 8.5 采用外圍補樁，增加周邊嵌固，防止或減少樁位側移等。 總之，樁基施工質量關系到整個建筑物的工程質量，在樁基施工過程中， 遇到各種意外情況，應及時通過業(yè)主、監(jiān)理與設計部門聯(lián)系，按設計部門 的設計修改通知或會議紀要進行施工。 樁基礎施工中常用的規(guī)范 建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008） 預應力混