预应力混凝土管桩锤击法施工探讨

刘金龙

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津 300308）

1 工程概况

新建成兰铁路引入成都枢纽相关工程站后工程，工程内容有57栋建筑物，面积共计65773m2；货运站台及场区道路36.2万m2；其它配套给排水、消防、龙门吊走行轨基础及绿化工程等。龙门吊走行轨每侧走行轨长度748m，基础采用预应力混凝土管桩，采用10G409《预应力混凝土管桩》编号PHC-600AB130-15a桩，桩径600mm，管桩混凝土强度等级C80，为单节桩，桩长约15m，间距2.4m，单桩承载力为1500kN，管桩数量626根，采用2台DF80型柴油锤打桩机进场施工。本文以龙门吊走行轨基础预应力管桩施工为例，简要阐述预应力混凝土管桩的施工方案及质量控制措施。

2 施工工艺及操作要点

2.1 施工方案

预应力混凝土管桩采用DF80型柴油锤打桩机锤击法施工，打桩过程中确保桩锤、桩帽或送桩器与桩身在同一轴线上，管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%。锤击过程中经常观测桩身的垂直度，桩身垂直度偏差不得超过0.5%，出现桩身倾斜、位移等异常情况，停止打桩，查明原因进行处理。施工时每根桩一次性连续打到底。

2.2 工艺流程

施工准备→桩机就位→管桩进场→管桩起吊及检查→打桩→送桩→设计标高→检查验收。

2.3 施工操作要点

2.3.1 施工准备

（1）在打桩施工区域附近设置控制桩与水准点不少于2个，其位置以不受打桩影响为原则。按桩位布置图测放桩位，并在桩位中心用40cm长φ8钢筋作好标记，并在其上面缠绕红色胶带。为防止错打和漏打，对于将要施工的桩位用白石粉按桩径大小划一个圆圈以保证打桩时容易辨认。为防止桩机就位时桩机自重挤压土体及成桩处土体的挤压移位使已测放桩位移位，在桩机就位后正式打桩前进行复核。

（2）本工程采用的是预应力混凝土管桩，桩型为PHC600AB130-15a，十字形钢桩尖，管桩均为厂家预制完成的成品桩，通过汽车运输至现场。

（3）现场堆放场地要求平整密实，管桩重量500kg/m外径60cm，采用30cm×30cm枕木两点支垫，管桩最高堆放层数不超过4层。

（4）施工员和质检员应严格检查桩身的外观尺寸和外观质量，防止断桩、裂缝的桩用于施工，桩身文字标识不清楚，检查不合格的管桩严禁使用，并进行退场处理，每批管桩必须有与其数量相对应的产品合格证。

2.3.2 管桩起吊及检查

桩机就位后吊机进行管桩起吊，单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时可采用单点法。起吊桩时，混凝土强度和吊点位置应满足设计要求。起吊桩时，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3.6m桩长处。桩在起吊、搬运和堆码时，应防止冲撞和发生附加弯距。

管桩吊起后，缓缓将桩一端送入桩帽中，待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后，然后将桩插入土中0.3～0.5m的深度后，用2台经纬仪（在接近90°的夹角方向）双向控制桩的垂直度。通过桩机导架的前后左右移动进行调整，确保管桩位置和垂直度符合要求。首节桩桩尖的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内。

2.3.3 锤击法打桩

打桩顺序要求应符合下列规定：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。

锤击法管桩施工时，遵照重锤低打原则，首根桩开始打桩应起锤轻压或轻击数锤，桩尖入土0.5m左右时，复核桩垂直度及坐标位置，符合要求后采用较大落距进行施打，施打时每根桩连续一次性打到底。

打桩过程中，要经常注意桩身有无位移和倾斜现象，如发现问题应及时纠正，桩至接近设计要求时，即可对入土标高进行观测，至达到设计要求为止，然后移桩机至新桩位。若桩须深入土时，应进行送桩。当桩顶打至接近地面需要送桩时，测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后及时送桩。送桩器为圆筒形，使用时将送桩器放于桩顶头上，使与桩在同一垂线上，锤击送桩，将桩慢慢打入土中直至设计标高。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。

2.3.4 质量检查

打入桩预应力混凝土空心桩的桩位偏差，应符合表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 打入桩预应力混凝土空心桩的桩位允许偏差

基桩检测严格按照JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》及JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》的规定执行。现场采用高应变法确定单桩竖向抗压承载力，抽检数量不应少于总桩数的5%，且不得少于5根，桩身完整性检测采用低应变法100%检测。

3 预应力混凝土管桩施工质量控制

3.1 预应力混凝土管桩进场验收、堆放

检查管桩出厂合格证明，其规格、批号、制作日期符合所属的验收批号内容。检查管桩表面平整，密实、无蜂窝、露筋裂缝，桩顶无孔隙，预应力钢筋无断筋、脱头，合缝及包箍处不得漏浆。

在吊运过程中轻吊轻放，避免剧烈碰撞；单节桩可采用专用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊。

堆放场地平整坚实，最下层与地面接触的垫木应有足够的宽度和高度。堆放时桩应稳固，不得滚动；按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放；当场地条件许可时，宜单层堆放；当叠层堆放时，外径为500～600mm的桩不宜超过4层，外径为300～400mm的桩不宜超过5层。

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；三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。

3.2 桩机及其配件检查

施工采用2台DF80型柴油锤打桩机，配备80#筒式柴油锤，冲击体质量8t，常用冲程2.0～3.4m。桩帽的套筒为圆筒形，筒体深度为430mm，桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5～10mm。锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫；在沉桩过程中经常检查，及时补充或更换。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150～200mm。桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。

3.3 打桩长度控制及检查

在管桩外表面用红色油漆作出长度和桩位标记，在桩身上画出以1m为单位的长度标记，打桩过程中，观测并纪录桩的打入深度及倾斜度。

3.4 施工过程控制

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。

3.5 沉桩标高控制

选择合适型号的打桩机械，避免锤体质量过小导致管桩打不到设计标高。打桩在进入持力层时，严格控制施工停歇时间，避免土的摩阻力增大影响桩机施工，造成打桩困难。

3.6 送桩控制

送桩深度不宜大于2.0m；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；送桩后遗留的桩孔应立即回填或覆盖；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150～200mm。

3.7 打桩结束后质量控制

打桩结束后，地面以下桩头及时覆盖，高于地面桩头设置警示标志。对每根桩进行检查并纪录桩的打入深度、桩顶标高及实际位置误差。

3.8 成桩检测

打桩结束后，高应变检测采用凯司法及拟合法，低应变采用反射波法。高应变检测由业主、监理、试验检测人员随机检测32根桩，单桩竖向抗压极限承载力为3055～3188kN，其单桩竖向承载力特征值满足设计要求（单桩竖向承载力特征值为1500kN）；低应变626根桩全部检测合格满足设计要求。

4 结束语

预应力混凝土管桩强度等级高，管桩施工比旋挖钻孔灌注桩施工进度快成桩质量好，在新建成兰铁路引入成都枢纽相关工程站后工程龙门吊走行轨基础预应力管桩施工的施工中，按照上述技术要点及控制措施对预应力管桩施工进行了严格的控制，取得了良好的效果。本文提出的施工技术和质量控制方法可供类似工程施工参考。

［1］GB13476-2009. 先张法预应力钢筋混凝土管桩［S］.

［2］10G409. 预应力混凝土管桩图集［S］.

［3］JGJ94-2008. 建筑桩基技术规范［S］.

［4］ GB 50202-2002. 建筑地基基础工程施工质量验收规范［S］.

［5］JGJ106-2014. 建筑基桩检测技术规范［S］.