干货---桩基础试桩工程案例！
发布者：君小豪
一、工程概况
本项目基础为(PHC）B型静压预应力高强混凝土管桩（有抗拔桩和非抗拔桩两种），桩身直径为φ500，壁厚为125mm，桩身混凝土强度等级为C80，抗渗等级≥P10，钢筋的混凝土保护层厚度≥40mm。桩端持力层为强风化层，由承台底计起桩长约21～35m,桩端进入持力层深度≥1米，单桩竖向抗压承载力特征值为1800kN，抗拔桩的单桩抗拔承载力特征值为300kN。
二、试桩目的及试桩位置选择
（一）试桩目的
1、本次试桩的主要目的是验证压桩设备的适用性和摸索PHC管桩静压法施工的压桩速度、压力、桩长控制等工艺参数，并进行桩身质量检测，了解桩体完整性，桩长及承载力，并确定沉桩施工时停止送桩的最终压力等。
2、确定管桩施工时的机械组合、人员配置及作业组织，保证施工质量的控制措施等。
（二）试桩位置选择
1、试桩数量
根据设计施工图、地勘报告及《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2014)要求，本工程拟选取工程总桩数1%用于试桩，选取桩均不是工程桩。
2、试桩时间
拟定试桩时间为2018年2月5日～2018年2月8日。开始试验的时间:预制桩在砂土中入土7天后；粘性土不得少于15天；对于饱和软粘土不得少于 25 天。本工程地质为：耕土、淤泥质土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩；试验时间为压桩后25天。由于目前试桩不会发生挤土效应，这与大规模施工、群桩发生挤土效应的正式施工条件有所不同，因此静载试验得到的极限承载力会比实际工程中的工程桩要高一些，故本次静载试验暂按单桩承载力特征值大于等于2100KN考虑。试验计划暂定于2018年3月5日进行，具体以实际开始时间为准。
3、试桩位置
根据设计施工图、地勘报告及《建筑基桩技术规范》（JGJ 106-2014）要求，试桩条数为总桩数的1%，且选取桩不是工程桩，试桩分2次进行，前期因业主要求，场地基本平整后进行第一次试桩，选取点为：1#试桩位为：X=1912.136；Y=56615.262，2#试桩位为：X=1890.389；Y=56615.789，3#试桩位为：X=1898.838；Y=56629.468，选取理由为该段区域属于高层建筑，且该位置桩机能利用现有道路进场试桩。第二次试桩为场地已达到可施工阶段，能正式进行施工，试桩点选取位置，由业主或设计根据地勘报告及相关要求随机抽取，且试桩桩中心离工程桩中心之间的间距按不小于3倍桩直径原则来定点。试桩位置需分散点，9栋高层的ZK43、ZK44淤泥土层有17米厚，比较有代表性，建议此处设置一两个试桩点。
4、试桩准备
1）场地平整：清除地表土，原地面进行换填处理，并进行碾压，使其满足大型机械进场施工条件。
2）HJYZ600静压式压桩机进场安装，并进行调试，满足施工正常运转的条件。
3）按照设计规格与具有相应加工能力的厂家签定合同，进行外购管桩，预应力管桩的规格、质量必须符合设计要求，并有出厂合格证，现场按要求进行验收。在桩身上以米为单位画出标记，以便压桩时观察桩的入土深度。
4、管桩连接使用的焊条型号、性能必须符合设计要求和相关技术标准的规定。钢质送桩器与管桩规格相匹配，符合使用要求。
三、材料准备及机械设备
（一）材料准备
1、PHC管桩
根据试桩要求，试桩条数为总桩数的1%桩数作为试桩，第一次试桩因业主要求及前期场地受限，试桩条数为三根，管桩长度按入强风化5米计算，长度分别为：1#试桩位（X=1912.136；Y=56615.262）=26.5+5=31.5米；2#试桩位（X=1890.389；Y=56615.789）=32.1+5=37.1米，3#试桩位（X=1898.838；Y=56629.468）=33.5+5=38.5米。第二次试桩，因已达到施工条件，试桩长度根据现场选取的桩位结合现场勘察报告配桩，桩长应适当预留长点以便后期静载试验不用开挖土方。试桩为(PHC)静压预应力高强混凝土管桩，桩身直径为φ500，壁厚为125mm，桩身混凝土强度等级为C80，抗渗等级≥P10，钢筋的混凝土保护层厚度不小于40mm。本工程所有管桩均为B型管桩。
2、材料
焊条、液压油等其他材料
（二）机械设备
1、成桩设备
采用液压静力桩机型号：HJYZ600，静压桩机进行压桩，机械采用液压式机械，施工方法采用静压式。桩尖采用平底十字型桩尖，并配长度合适的送桩器。
2、其他配合机具设备
接桩及焊接桩尖采用二氧化碳气保护焊即可，截桩采用专用的锯桩器。测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪，控制桩顶标高的水准仪，以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。
四、施工工艺原理
管桩施工采用液压入桩(静压法)的施工方法。施工前，平整场地，并按照设计布置桩位进行测量定位。管桩采用静压预应力高强混凝土管桩，管桩由专业生产厂家提供。桩机就位后，利用吊车（压桩机自带的起吊设施）吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行试压。试压时，静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现连接，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工工艺。
五、施工方法
（一）施工前准备工作
1、 技术交底工作
收集工程地质资料，领会设计图纸意图，结合现场周边状况，确定试桩部位。组织管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件，由技术负责人参与技术交底，并牵头组织试桩方案技术交底工作。
2、 测量工作
根据规划局提供的控制点，施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，并做成管桩等径模具，白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和业主复核检查，轴线偏差不小于1cm，桩位偏差小于2cm，确认后方可开始施工。
3、场地平整
清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，有些地方标高不够需要填素土至桩顶30cm以上，并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍。
4、 预应力管桩的成品检查
检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（砼强度），再进行外观检查，同时做好检查记录。经监理验收，并签字认可。对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。不合格的桩及时清退出场。PHC混凝土管桩进场后与监理、供应商三方一起对进入施工现场的PHC桩进行检查验收，并办理验收手续，做好检查记录及标识工作。PHC桩主要检查桩的外观尺寸及管桩的产品证明书。在施工过程中对管桩强度有疑义时，要及时与业主和监理进行沟通。PHC桩的外观尺寸允许误差根据《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）的规定进行验收.
5、 管桩堆放和装卸方法
1）堆桩场地应平整、坚实，防止产生不均匀沉降，桩堆存时，必须要有可靠的防滚、防滑措施。
2）采用吊车装卸，汽车运输，由于每节管桩长≤15m采用两端勾吊吊运（如图A所示）。
3）桩堆放底层应在距两端0.20L吊点位置放好垫枕（如图B所示），垫枕支撑点应在同一平面上，堆放层数不得超过三层，不同规格的桩必须分开堆放。
4）装卸时应轻起轻放，严禁抛掷，碰撞、滚落，吊运过程应保持平稳，避免剧烈振动，防止桩身裂损。
5）桩在起吊时应使每个吊点同时升起，每个吊点受力均匀。
6、设备准备情况的检查
压桩机安装就位，按需要的总重量配置压重，并调平桩机平台。打桩前认真检查打桩机设备及起重工具。
（二）探桩
根据测量定位点，利用同直径的钢管用静力压桩机压穿越表层土。如果场地土层状况良好，为了提高工效，可以不用探桩，直接压桩即可。
（三）吊桩插桩
根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号，最后一节有效桩长不宜小于5m。利用桩机自身起重机按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。
（四）压桩
利用桩机的重量由液压系统持桩将管桩垂直压入土中，并随时用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度，并观察压桩的压力与深度。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加，沉桩速度一般控制在1m/分钟。在整个压桩过程中，要使压杆、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。沉桩时详细、准确地填写沉桩记录。压入桩记录沉桩过程中，以米为单位记录出各自的土压力及最终土压力。
（五）接桩与焊接
1、接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行；施焊第一层时，适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接保证焊接质量。
2、每节桩焊接时，采用小电流焊接，最大限度的避免因焊接温度过高而影响砼结合部的强度。
3、每节桩对接检查合格后，先进行定位点焊，点焊时所采用的焊接材料与正式施焊时相同，点焊如有缺陷及时铲除。
4、焊接前，将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊接时，焊接件表面保持清洁。
5、焊接完成后，由项目部质量员检查合格后，请监理检查。检查合格后，保证冷却5分钟后施打。
6、每节桩对中，不偏斜，（二台经纬仪控制）按图施工，误差在两节桩之间出现间隙，采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采取防风措施，减少焊接变形，焊缝连续饱满，并确保规定的焊缝长度。
（六）桩终压控制
应根据设计图纸和要求，桩终压压力值应达到4200KN,终压次数为3次。每次稳压时间应为3s-5s，待试桩完后，根据现场实际情况在做调整。桩长应达到设计要求时，稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩时间控制在5～8S之间。如达不到要求，必须调整静压配载重量，直至满足设计要求为止，并且必须通知设计、监理、业主到现场，根据试桩情况，商定工程桩控制方法及标准，确定施工参数。
（七）送桩
为将管桩压到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长11m。操作时先吊起送桩器，送桩器的下端面紧挨上管桩上端面，中心线对齐，保证垂直度满足要求后再加压，直到送桩至设计标高。
（八）压桩垂直度控制
调校桩的垂直度是保证沉桩质量的关键，必须高度重视。插桩在一般情况下入土50～80cm停止压桩，然后进行垂直度调校。桩的垂直度安排专人采用用两台经纬仪进行监控（也可以使用线锤吊线观察），经纬仪应设置在不受打桩影响处（约距桩点20米），且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。桩的垂直度必须不大于0.5％，满足要求方可继续沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩身偏移时，应分一两个行程逐渐调校，不可一次性强行扳正。
六、质量检查
1、桩身垂直度允许偏差不大于1%。
2、管桩施工完成后，桩顶标高允许偏差为±50mm。
3、施工过程中桩身质量检查可采用直观法检查。
4、桩身入土25天后进行单根桩荷载试验，单桩承载力应满足设计要求。
七、质量控制
（一）质量控制措施
1、静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数k，然后再利用系数和终止压力（σs），求出单桩竖向承载力的标准值（σk），即σk＝k*σs。
如判断的终止压力值不能满足设计要求，立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。压桩控制好终止条件。压桩到设计桩长时，压力表的压力达到单桩承载力2.0倍时，即可停止压桩，否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理。
2、压桩连续进行，接桩面应保持干净；上下校中心线应对齐，偏差不大于2mm；节点矢高不得大于1％桩长。
3、垂直度控制，调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。插桩在入土50cm时，进行调校。桩机驾驶人员在领工员的组织、指挥下，掌握好双方角度尺两个方向上都归零点，使桩机纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中领工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，分一二个行程逐渐调直。
4、遇到下列情况之一应暂停压桩，并及时与设计、监理等有关人员研究处理：
1）压桩力突变；
2）沉桩入土深度与设计要求差异较大；
3）桩身砼出现裂缝或破碎；
4）桩身突然倾斜跑位；
5）地面明显隆起、邻桩上浮或位移过大；
6）压桩不到位。
（二）试验方法
1、试验流程
加载分级-----沉降观测-----终止加载-----卸载与卸载沉降观测-----计算分析和结果评价。
2、实验操作和过程控制
1）试验采取慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载。
2）反力系统：加载反力装置根据现场条件选用堆载法，设备采用压重平台反力装置；加荷与稳定采用QY-500型液压千斤顶。
3）量测系统：采用大量程位移传感器径向对称量测桩顶的沉降量，采用精密荷载传感器进行荷载测量。
4）荷载分级：每级荷载量为预估单桩极限承载力的1∕10，第一级荷载为预估单桩极限承载力的1∕5。
5）沉降观测：每加一级荷载后，按5、15、30、45、60min，以后为30min的时间间隔测读桩顶沉降量，当一小时内沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次，即认为达到相对稳定，可加下一级荷载。
6）终止加载：受检桩加载至设计承载力特征值的2.0倍并沉降达到相对稳定后终止加载。
7）卸载与卸载沉降观测：卸载级数为加载级数的一半，每级卸载时维持15min，等量进行，间隔15min，读记回弹量。
3、实验资料整理
1）汇总静载荷实验结果（包括各级加载后的沉降量）和桩顶荷载与桩顶沉降量关系曲线及单桩承载力特征值的判定。
2）单桩竖向抗压静载荷试验分析，结论是否满足设计要求。
