2.3.2　混凝土预制桩与钢桩施工

1.混凝土预制桩的制作

1）混凝土预制桩可在施工现场预制，预制场地必须平整、坚实。

2）制桩模板宜采用钢模板，模板应具有足够刚度，并应平整，尺寸应准确。

3）钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊和电弧焊，当钢筋直径不小于20mm时，宜采用机械接头连接。主筋接头配置在同一截面内的数量，应符合下列规定：

①当采用对焊或电弧焊时，对于受拉钢筋，不得超过50%。

②相邻两根主筋接头截面的距离应大于35dg（dg为主筋直径），并不应小于500mm。

③必须符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18—2012和《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107—2010的规定。

4）预制桩钢筋骨架的允许偏差应符合表2-7的规定。

5）确定桩的单节长度时应符合下列规定：

①满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力。

②避免在桩尖接近或处于硬持力层中时接桩。

6）浇注混凝土预制桩时，宜从桩顶开始灌筑，并应防止另一端的砂浆积聚过多。

7）锤击预制桩的骨料粒径宜为5～40mm。

8）锤击预制桩，应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。

9）重叠法制作预制桩时，应符合下列规定：

①桩与邻桩及底模之间的接触面不得粘连。

②上层桩或邻桩的浇筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以上时，方可进行。

③桩的重叠层数不应超过4层。

10）混凝土预制桩的表面应平整、密实，制作允许偏差应符合表2-8的规定。

11）《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008未作规定的预应力混凝土桩的其他要求及离心混凝土强度等级评定方法，应符合国家现行标准《先张法预应力混凝土管桩》GB 13476—2009和《预应力混凝土空心方桩》JG 197—2006的规定。

2.混凝土预制桩的起吊、运输和堆放

1）混凝土实心桩的吊运应符合下列规定：

①混凝土设计强度达到70%及以上方可起吊，达到100%方可运输。

②桩起吊时应采取相应措施，保证安全平稳，保护桩身质量。

③水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体。

2）预应力混凝土空心桩的吊运应符合下列规定：

①出厂前应作出厂检查，其规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容。

②在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞。

③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。

④运至施工现场时应进行检查验收，严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的桩。

3）预应力混凝土空心桩的堆放应符合下列规定：

①堆放场地应平整坚实，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。

②应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放。

③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。

④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1/5桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧。

⑤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。

4）取桩应符合下列规定：

①当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩。

②三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。

3.混凝土预制桩的接桩

1）桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接（螺纹式、啮合式）。

2）接桩材料应符合下列规定：

①焊接接桩：钢板宜采用低碳钢，焊条宜采用E43；并应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81—2002要求。

②法兰接桩：钢板和螺栓宜采用低碳钢。

3）采用焊接接桩除应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81—2002的有关规定外，尚应符合下列规定：

①下节桩段的桩头宜高出地面0.5m。

②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。

③桩对接前，上下端钣表面应采用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。

④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。

⑤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。

⑥雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施。

⑦焊接接头的质量检查宜采用探伤检测，同一工程探伤抽样检验不得少于3个接头。

4）采用机械快速螺纹接桩的操作与质量应符合下列规定：

①接桩前应检查桩两端制作的尺寸偏差及连接件，无受损后方可起吊施工，其下节桩端宜高出地面0.8m。

②接桩时，卸下上下节桩两端的保护装置后，应清理接头残物，涂上润滑脂。

③应采用专用接头锥度对中，对准上下节桩进行旋紧连接。

④可采用专用链条式扳手进行旋紧（臂长1m，卡紧后人工旋紧再用铁锤敲击板臂，）锁紧后两端板尚应有1～2mm的间隙。

5）采用机械啮合接头接桩的操作与质量应符合下列规定：

①将上下接头钣清理干净，用扳手将已涂抹沥青涂料的连接销逐根旋入上节桩Ⅰ型端头板的螺栓孔内，并用钢模板调整好连接销的方位。

②剔除下节桩Ⅱ型端头板连接槽内泡沫塑料保护块，在连接槽内注入沥青涂料，并在端头板面周边抹上宽度20mm、厚度3mm的沥青涂料；当地基土、地下水含中等以上腐蚀介质时，桩端板板面应满涂沥青涂料。

③将上节桩吊起，使连接销与Ⅱ型端头板上各连接口对准，随即将连接销插入连接槽内。

④加压使上下节桩的桩头板接触，完成接桩。

4.锤击沉桩

1）沉桩前必须处理空中和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并应满足打桩所需的地面承载力。

2）桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定，也可按表2-9选用。

3）桩打入时应符合下列规定：

①桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5～10mm。

②锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫。

③桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上。

④桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。

4）打桩顺序要求应符合下列规定：

①对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打。

②当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。

③根据基础的设计标高，宜先深后浅。

④根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。

5）打入桩（预制混凝土方桩、预应力混凝土空心桩、钢桩）的桩位偏差，应符合表2-10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）。

6）桩终止锤击的控制应符合下列规定：

①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。

②桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、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。

③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。

7）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。

8）当采用射水法沉桩时，应符合下列规定：

①射水法沉桩宜用于砂土和碎石土。

②沉桩至最后1～2m时，应停止射水，并采用锤击至规定标高，终锤控制标准可按6）有关规定执行。

9）施打大面积密集桩群时，应采取下列辅助措施：

①对预钻孔沉桩，预钻孔孔径可比桩径（或方桩对角线）小50～100mm，深度可根据桩距和土的密实度、渗透性确定，宜为桩长的1/3～1/2；施工时应随钻随打；桩架宜具备钻孔锤击双重性能。

②对饱和黏性土地基，应设置袋装砂井或塑料排水板；袋装砂井直径宜为70～80mm，间距宜为1.0～1.5m，深度宜为10～12m；塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同。

③应设置隔离板桩或地下连续墙。

④可开挖地面防震沟，并可与其他措施结合使用，防震沟沟宽可取0.5～0.8m，深度按土质情况决定。

⑤应控制打桩速率和日打桩量，24小时内休止时间不应少于8h。

⑥沉桩结束后，宜普遍实施一次复打。

⑦应对不少于总桩数10%的桩顶上涌和水平位移进行监测。

⑧沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。

10）预应力混凝土管桩的总锤击数及最后1.0m沉桩锤击数应根据桩身强度和当地工程经验确定。

11）锤击沉桩送桩应符合下列规定：

①送桩深度不宜大于2.0m。

②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。

④送桩后遗留的桩孔应立即回填或覆盖。

⑤当送桩深度超过2.0m且不大于6.0m时，打桩机应使用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。

12）送桩器及衬垫设置应符合下列规定：

①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1/1000。

②送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直。

③送桩器下端面应开孔，使空心桩内腔与外界连通。

④送桩器应与桩匹配：套筒式送桩器下端的套筒深度宜取250～350mm，套管内径应比桩外径大20～30mm；插销式送桩器下端的插销长度宜取200～300mm，杆销外径应比（管）桩内径小20～30mm，对于腔内存有余浆的管桩，不宜采用插销式送桩器。

⑤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。

13）施工现场应配备桩身垂直度观测仪器（长条水准尺或经纬仪）和观测人员，随时量测桩身的垂直度。

5.静压沉桩

1）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，且场地应平整。

2）静力压桩宜选择液压式和绳索式压桩工艺；宜根据单节桩的长度选用顶压式液压压桩机和抱压式液压压桩机。

3）选择压桩机的参数应包括下列内容：

①压桩机型号、桩机质量（不含配承）、最大压桩力等。

②压桩机的外型尺寸及拖运尺寸。

③压桩机的最小边桩距及最大压桩力。

④长、短船型履靴的接地压强。

⑤夹持机构的型式。

⑥液压油缸的数量、直径，率定后的压力表读数与压桩力的对应关系。

⑦吊桩机构的性能及吊桩能力。

4）压桩机的每件配重必须用量具核实，并将其质量标记在该件配重的外露表面；液压式压桩机的最大压桩力应取压桩机的机架重量和配重之和乘以0.9。

5）当边桩空位不能满足中置式压桩机施压条件时，宜利用压边桩机构或选用前置式液压压桩机进行压桩，但此时应估计最大压桩能力减少造成的影响。

6）当设计要求或施工需要采用引孔法压桩时，应配备螺旋钻孔机，或在压桩机上配备专用的螺旋钻。当桩端需进入较坚硬的岩层时，应配备可入岩的钻孔桩机或冲孔桩机。

7）最大压桩力不宜小于设计的单桩竖向极限承载力标准值，必要时可由现场试验确定。

8）静力压桩施工的质量控制应符合下列规定：

①第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5%。

②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抱压力不应大于桩身允许侧向压力的1.1倍。

④对于大面积桩群，应控制日压桩量。

9）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。

10）压桩顺序宜根据场地工程地质条件确定，并应符合下列规定：

①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。

②当持力层埋深或桩的入土深度差别较大时，宜先施压长桩后施压短桩。

11）压桩过程中应测量桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%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。

12）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：

①压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符。

②桩难以穿越硬夹层。

③实际桩长与设计桩长相差较大。

④出现异常响声；压桩机械工作状态出现异常。

⑤桩身出现纵向裂缝和桩头混凝土出现剥落等异常现象。

⑥夹持机构打滑。

⑦压桩机下陷。

13）静压送桩的质量控制应符合下列规定：

①测量桩的垂直度并检查桩头质量，合格后方可送桩，压桩、送桩作业应连续进行。

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当场地上多数桩的有效桩长小于或等于15m或桩端持力层为风化软质岩，需要复压时，送桩深度不宜超过1.5m。

④除满足③规定外，当桩的垂直度偏差小于1%，且桩的有效桩长大于15m时，静压桩送桩深度不宜超过8m。

⑤送桩的最大压桩力不宜超过桩身允许抱压压桩力的1.1倍。

14）引孔压桩法质量控制应符合下列规定：

①引孔宜采用螺旋钻干作业法；引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%。

②引孔作业和压桩作业应连续进行，间隔时间不宜大于12h；在软土地基中不宜大于3h。

③引孔中有积水时，宜采用开口型桩尖。

15）当桩较密集，或地基为饱和淤泥、淤泥质土及黏性土时，应设置塑料排水板、袋装砂井消减超孔压或采取引孔等措施，并可按4.中9）执行。在压桩施工过程中应对总桩数10%的桩设置上涌和水平偏位观测点，定时检测桩的上浮量及桩顶水平偏位值，若上涌和偏位值较大，应采取复压等措施。

16）对预制混凝土方桩、预应力混凝土空心桩、钢桩等压入桩的桩位偏差，应符合表2-10的规定。

6.钢桩（钢管桩、H型桩及其他异型钢桩）施工

（1）钢桩的制作。

1）制作钢桩的材料应符合设计要求，并应有出厂合格证和试验报告。

2）现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨措施。

3）钢桩制作的允许偏差应符合表2-11的规定，钢桩的分段长度应满足1.中5）的规定，且不宜大于15m。

4）用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩，应按设计要求作防腐处理。

（2）钢桩的焊接。

1）钢桩的焊接应符合下列规定：

①必须清除桩端部的浮锈、油污等脏物，保持干燥；下节桩顶经锤击后变形的部分应割除。

②上下节桩焊接时应校正垂直度，对口的间隙宜为2～3mm。

③焊丝（自动焊）或焊条应烘干。

④焊接应对称进行。

⑤应采用多层焊，钢管桩各层焊缝的接头应错开，焊渣应清除。

⑥当气温低于0℃或雨雪天及无可靠措施确保焊接质量时，不得焊接。

⑦每个接头焊接完毕，应冷却1min后方可锤击。

⑧焊接质量应符合国家现行标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001的规定，每个接头除应按表2-12规定进行外观检查外，还应按接头总数的5%进行超声或2%进行X射线拍片检查，对于同一工程，探伤抽样检验不得少于3个接头。

2）H型钢桩或其他异型薄壁钢桩，接头处应加连接板，可按等强度设置。

（3）钢桩的运输和堆放　钢桩的运输与堆放应符合下列规定：

1）堆放场地应平整、坚实、排水通畅。

2）桩的两端应有适当保护措施，钢管桩应设保护圈。

3）搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲。

4）钢桩应按规格、材质分别堆放，堆放层数：φ900mm的钢桩，不宜大于3层；φ600mm的钢桩，不宜大于4层；φ400mm的钢桩，不宜大于5层；H型钢桩不宜大于6层。支点设置应合理，钢桩的两侧应采用木楔塞住。

（4）钢桩的沉桩。

1）当钢桩采用锤击沉桩时，可按4.有关条文实施；当采用静压沉桩时，可按5.有关条文实施。

2）对敞口钢管桩，当锤击沉桩有困难时，可在管内取土助沉。

3）锤击H型钢桩时，锤重不宜大于4.5t级（柴油锤），且在锤击过程中桩架前应有横向约束装置。

4）当持力层较硬时，H型钢桩不宜送桩。

5）当地表层遇有大块石、混凝土块等回填物时，应在插入H型钢桩前进行触探，并应清除桩位上的障碍物。