Ф1m 锤击管桩工艺试验总结
为了确定中铁四局集团有限公司连盐铁路工程指挥部盐河特大桥Ф1m 管桩施工选用锤重、机型、贯入度等施工工艺参数，为后期管桩施工提供指导。我项目部于2014年4月16日在盐河特大桥78#墩，78#-2桩进行试桩。在施工前项目部对施工队进行了全面的技术交底工作，把试验参数作了详细的解说，并在施工过程中严格按照工艺试验方案所采用的技术参数施工，保证了试桩结果的准确性。 一. 工程概况
我标段为新建连云港至盐城铁路站前工程LYZQ-Ⅲ标段，起讫里程为正线DK60+720～DK112+893.22，正线长47.062km 。包括连云港（不含）至盐河特大桥桥尾、包庄联络线、磷矿专用线改建的线下工程，以及相应范围内的通信电力线路迁改工程。
盐河特大桥68#～118#墩、516#～540#墩桩基础采用预应力管桩。 预应力管桩PHC-AB1000(130)-b，管桩外径1.0m ，内径0.74mm ，壁厚0.13mm ，采用C80钢筋混凝土。管桩总计668根，单根桩长37.5m ～49.5m ，累计桩长29010m 。焊接接头端板接头采用环氧树脂漆进行防腐处理。
根据《连盐桥参08-22》管桩顶部深入承台内15cm ，管桩顶部填芯3m ，设钢筋笼与承台连接，填芯采用C40微膨胀混凝土。试桩选在盐河特大桥78#-2桩，该处地质情况如下：
表1-1 78#墩地质情况表
二. 工艺性试桩 2.1试桩目的
⑴检验沉桩设备配置及锤击法沉桩工艺是否合理； ⑵根据沉桩数据复核地质资料；
⑶检验桩的入土深度能否达到设计要求地层； ⑷检验沉桩的锤击性能、衬垫及相关参数； ⑸确定停锤标准及最终贯入度的取值；
⑹按照设计要求（桩径、桩长、桩距）进行低应变试验检测等，根据试验结果复核、修正施工参数。待工艺性试桩经检验满足设计和质量要求后，在本标段的大面积推广施工。 三、施工设备、人员及材料
3.1 主要施工机械设备 ⑴全液压步履式打桩机
该机型底部设大小船，通过液压系统调整桩机姿态，保证桩架竖直。桩机行走通过大小船交替前进。
⑵导杆式柴油锤
选用江苏巨威生产的DD200型导杆式柴油锤，锤头总重38t ，冲击
体重20t 。
⑶全站仪、水准仪
为控制管桩垂直度，需配备两台全站仪（或经纬仪）从两个相互垂直的方向观测桩身垂直度。
根据桩底标高及后视水准点高程计算送桩深度，并在送桩器上标明，送桩接近设计标高时应通过水准仪仔细观察，到位后及时通知机长停锤。
施工机械设备一览表：
表3.1-1 机械设备配置表
3.2 人员配置
本次工艺试验以中铁四局集团有限公司连盐铁路工程指挥部指挥长杨翼为总指挥，四分部主要管理人员负责现场施工，作业班组设一名班长，2名机械操作手，4名协作人员，人员配置满足施工需要，人员配置合理，施工过程中进展顺利，现场实际投入人员如下表：
表3.2-1 试桩人员配置表
3.3 材料投入
本次工艺试验采用上海柘中管桩厂生产的PHC-AB1000(130)-b型管桩，配桩长度为0.5m 桩靴+14+11+11+13，生产日期为4月6日、4月7日，采用压蒸养护，出厂日期为4月10日。
四、施工方法
4.1施工工艺
表
4.1-1锤击管桩施工工艺流程图
管桩的存储、堆放：管桩装卸应轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，着地拖拉。管桩存放场地应平整坚实，管桩长度不大于15m 时，宜采用两点吊，起吊点见下图：
吊点
吊点
桩机就位：根据测量人员放样点位，用白灰洒出桩尖轮廓，桩机对位时保证桩位准确。由50吨履带吊或同等吨位汽车吊吊桩、喂桩。
吊桩、喂桩
管桩对位
通过全站仪（或经纬仪）瞄准管桩的一边，锁定水平角，上下拨动竖盘，观察管桩边线是否竖直。且需两台全站仪（经纬仪）从两个相互垂直方向同时观测管桩垂直度，发现偏差及时指挥机长进行调整。
垂直度观测
锤击沉桩：第一节桩应采用“落锤”沉桩，避免大力冲击，待桩身入土较多后可采用重锤轻击，正常沉桩。桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应设弹性衬垫，衬垫厚度均匀，锤击压实后厚度不宜小于120mm 。沉桩应确保桩锤、桩帽送桩器与桩身在同一轴线上，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%。后续桩节施工时垂直度偏差不得超过0.5%，当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩机的强行回扳手段纠偏。每根桩应一次性连续打压到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间的停歇时间。
锤击沉桩
接桩：第一节桩在地面以上剩余1m 左右开始接桩，下节桩的桩头处
宜设导向箍，以便于上节桩就位，上下节桩应顺直，错位偏差不大于2mm 。接桩采用焊接，采用二氧化碳气体保护焊，焊接时上下端板表面应清理干净，剖口处用铁刷子刷至露出金属光泽，并清除油污、铁锈。焊接时宜先在剖口周围对称点焊4点～6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层对称施焊。焊接层数宜分为3层，内层焊渣必须清理干净后方可焊接外面一层。焊缝应饱满连续、且根部必须焊透。
端板清理，上下节桩平面偏差≤
2mm
两侧对称施焊
焊接接头应自然冷缺8min 以上，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。另外接头处须涂刷环氧树脂防腐。
涂刷环氧树脂防腐
送桩：根据设计桩底标高和地面实测标高确定送桩深度，在送桩器上做出明显标示。接近送桩深度时应密切观测沉桩贯入度，达到设计深度后及时做出手势通知机长停锤。
收锤：停锤标准按符合设计标高控制为主，以贯入度控制为辅的原则。 记录：打桩过程中详细记录各种作业时间，每打入0.5-1m 的锤击数、各地层锤击数、桩位置的偏斜、最后10击和最后50cm 的平均贯入度和最后1m 的锤击数等。PHC 桩总锤击数不宜超过2500，最后1米沉桩锤击数不宜超过300。
五、材料和质量标准 5.1材料关键要求
管桩应由有资质的大厂制作，保证管桩质量。原材料进场后应对其外观质量、尺寸进行验收，应满足以下要求：
表5.1-1 管桩的尺寸及外观质量验收标准
管桩直径误差1mm ，满足规范要求
单根桩长误差5mm ，满足规范0.5%L要求
5.2质量关键要求
⑴打桩前必须对桩机进行调试，检查桩机行走系统和柴油锤运转情况。
⑵施工前采用吊锤或经纬仪校正导向架垂直度，确保管桩垂直度。
⑶接桩时焊接采用分层施焊，内层焊必须清理干净后方能施焊外一层，每层焊缝的接头应错开，焊缝厚度6mm ，焊缝须饱满，不得出现夹渣或气孔等缺陷。应由两名焊工对称施焊。所用焊丝必须满足要求。
⑷ 接桩时上下节段错位偏差不大于2mm ，桩节弯曲矢高不得大于桩长的0.1%，且不的大于20 mm 。焊缝质量等级不小于二级。焊缝需经自然冷却8min 以上，并刷环氧树脂防腐。
⑸ 送桩器及衬垫设置应符合下列规定：
①送桩器宜做成圆筒型，并应有足够的强度，刚度和耐打性，长度应满足送桩要求，器身弯曲度不得大于1/1000。
②送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴相垂直。送桩器下端应设置套筒，套筒深度为300～350mm ，内径比管桩外径大20～30mm 。
③送桩作业时，送桩器套筒内应设置硬纸板或废旧夹板等衬垫，衬垫经锤击压实后的厚度≥120mm 。
⑹试桩过程中派专人旁站，详细记录各项施工参数。施工过程中应严格观测管桩垂直度，接近设计桩底标高时应严格控制桩底标高。本次试桩采用20t 锤重时最终贯入度为18.2cm, 按照设计要求施工中以桩顶标高为主，以贯入度为辅。
六、质量检测方法及验收标准 6.1质量检测方法
管桩施工中桩位偏差通过旁边的桩位进行尺量检验；桩身垂直度通过全站仪观测；桩顶标高通过水准仪控制。接桩焊接质量目测，焊接冷却时间不小于８min 。环氧树脂涂刷是否均匀，是否涂刷完全
桩位偏差检验，偏差1.5cm ≤10cm 满足要求
6.2 质量验收标准
施工中应严格听从现场技术员的指挥，按程序报检。管桩施工质量控验收准见下表。
七、 成桩质量检测
4月16日试桩时建立单位、第三方检测单位到场指导；并对施工过程中每节桩分别做了低应变完整性检测，收集多次检测参数，作为试桩检测的参考依据；
过程中每个接头均进行了检测，完整性良好
成桩5天后，2014年4月21日由第三方检测单位武汉铁辰桩基检测对78#-2试桩进行检测。
4月21日对试桩进行检测，桩身完整性良好
八、施工中的问题及改进措施
⑴ 第一节管桩1～8m 无需响锤，仅靠锤头自重即可沉桩。 ⑵后续部分管桩桩长含0.5m 零数，市场上管桩均为整米数，建议桩长统一取为整数，方便管桩厂预制。
⑶上下节管桩对位时依靠电动葫芦及人工配合，工效较低；拟采用定型导向箍，从下伸至接头以上，将上节桩头定位准确，提高工效。
⑷试桩施工时管桩摆放位置距桩机较近，未配备履带吊车；后续施工中管桩摆放较远，需配备50T 履带吊。 九、 施工中还需注意的事项
⑴管桩存放场地需平整坚实，后续施工管桩堆放不得超过三层，两侧管桩底部应用木楔子塞实，避免管桩发生移动。
⑵管桩配桩时应考虑桩机起吊、施工能力，单节桩长不宜超过15米。 ⑶ 配桩时相邻两根管桩的接头应错开，不得将接头放在同一截面。
⑷加强对作业人员的安全质量技术交底与培训，提高进场作业人员的安全和质量意识。
⑸施工中注意安全防护，全部施工人员到现场后确保穿戴齐全安全防护用品。
⑹高处维修机械时必须配戴安全绳，安全带，并将安全带系在上方牢固处。
⑺应做好机械防倾覆措施，场地必须整平，承载力不足时应先进行换填，确保钻机行走稳固，６级及以上大风时需停止作业。
⑻及时清理场地内的施工和生活垃圾，保证场地清洁。定时对机械进行检查和维修，确保施工顺利进行。
⑼ 沉桩接近设计桩顶标高时，司镜员应与机长联络畅通，及时做出停锤手势。 十、试桩总结
通过本次试桩，确定了施工参数：
表10-1 试桩参数总结
⑴桩的打入深度能达到设计要求，本次试桩锤击共计1080次，小于《预应力混凝土管桩》（10G409）中PHC 管桩沉桩锤击数2500要求；其中
第一节桩平均贯入度28.57cm/锤，第二节桩平均贯入度9.62cm/锤，第三节桩平均贯入度3.86cm/锤，第四节桩平均贯入度1.17cm/锤。试桩耗时3.7小时。
选用ZJB200步履式打桩机，江苏巨威DD200导杆式柴油锤，可以满足施工中沉桩、桩身垂直度控制的需求；
⑵通过实测成桩前后78#-2与相邻桩位的位置关系，确定桩间距3m 时基本无挤土效应。
⑶经过低应变检测，本次试桩桩身完整，管桩焊接质量良好，满足质量要求。CO2 气体保护焊焊接接头效果良好，平均每次接头焊接时间为22分钟，平均冷却时间为9min 。
⑷根据地层控制锤的落距，前两节起锤高度宜为2米，最后两节起锤高度宜为3米；衬垫厚度为12cm 。 十一、附件
⑴施工原始记录
⑵管桩原材料外观质量验收表
⑶78#-2桩（Ф1m 管桩试桩）检测中间结果报告
附表一
1 6
附表二：管桩外观质量及尺寸检查表
Ф1m 锤击管桩工艺试验总结
为了确定中铁四局集团有限公司连盐铁路工程指挥部盐河特大桥Ф1m 管桩施工选用锤重、机型、贯入度等施工工艺参数，为后期管桩施工提供指导。我项目部于2014年4月16日在盐河特大桥78#墩，78#-2桩进行试桩。在施工前项目部对施工队进行了全面的技术交底工作，把试验参数作了详细的解说，并在施工过程中严格按照工艺试验方案所采用的技术参数施工，保证了试桩结果的准确性。 一. 工程概况
我标段为新建连云港至盐城铁路站前工程LYZQ-Ⅲ标段，起讫里程为正线DK60+720～DK112+893.22，正线长47.062km 。包括连云港（不含）至盐河特大桥桥尾、包庄联络线、磷矿专用线改建的线下工程，以及相应范围内的通信电力线路迁改工程。
盐河特大桥68#～118#墩、516#～540#墩桩基础采用预应力管桩。 预应力管桩PHC-AB1000(130)-b，管桩外径1.0m ，内径0.74mm ，壁厚0.13mm ，采用C80钢筋混凝土。管桩总计668根，单根桩长37.5m ～49.5m ，累计桩长29010m 。焊接接头端板接头采用环氧树脂漆进行防腐处理。
根据《连盐桥参08-22》管桩顶部深入承台内15cm ，管桩顶部填芯3m ，设钢筋笼与承台连接，填芯采用C40微膨胀混凝土。试桩选在盐河特大桥78#-2桩，该处地质情况如下：
表1-1 78#墩地质情况表
二. 工艺性试桩 2.1试桩目的
⑴检验沉桩设备配置及锤击法沉桩工艺是否合理； ⑵根据沉桩数据复核地质资料；
⑶检验桩的入土深度能否达到设计要求地层； ⑷检验沉桩的锤击性能、衬垫及相关参数； ⑸确定停锤标准及最终贯入度的取值；
⑹按照设计要求（桩径、桩长、桩距）进行低应变试验检测等，根据试验结果复核、修正施工参数。待工艺性试桩经检验满足设计和质量要求后，在本标段的大面积推广施工。 三、施工设备、人员及材料
3.1 主要施工机械设备 ⑴全液压步履式打桩机
该机型底部设大小船，通过液压系统调整桩机姿态，保证桩架竖直。桩机行走通过大小船交替前进。
⑵导杆式柴油锤
选用江苏巨威生产的DD200型导杆式柴油锤，锤头总重38t ，冲击
体重20t 。
⑶全站仪、水准仪
为控制管桩垂直度，需配备两台全站仪（或经纬仪）从两个相互垂直的方向观测桩身垂直度。
根据桩底标高及后视水准点高程计算送桩深度，并在送桩器上标明，送桩接近设计标高时应通过水准仪仔细观察，到位后及时通知机长停锤。
施工机械设备一览表：
表3.1-1 机械设备配置表
3.2 人员配置
本次工艺试验以中铁四局集团有限公司连盐铁路工程指挥部指挥长杨翼为总指挥，四分部主要管理人员负责现场施工，作业班组设一名班长，2名机械操作手，4名协作人员，人员配置满足施工需要，人员配置合理，施工过程中进展顺利，现场实际投入人员如下表：
表3.2-1 试桩人员配置表
3.3 材料投入
本次工艺试验采用上海柘中管桩厂生产的PHC-AB1000(130)-b型管桩，配桩长度为0.5m 桩靴+14+11+11+13，生产日期为4月6日、4月7日，采用压蒸养护，出厂日期为4月10日。
四、施工方法
4.1施工工艺
表
4.1-1锤击管桩施工工艺流程图
管桩的存储、堆放：管桩装卸应轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落，着地拖拉。管桩存放场地应平整坚实，管桩长度不大于15m 时，宜采用两点吊，起吊点见下图：
吊点
吊点
桩机就位：根据测量人员放样点位，用白灰洒出桩尖轮廓，桩机对位时保证桩位准确。由50吨履带吊或同等吨位汽车吊吊桩、喂桩。
吊桩、喂桩
管桩对位
通过全站仪（或经纬仪）瞄准管桩的一边，锁定水平角，上下拨动竖盘，观察管桩边线是否竖直。且需两台全站仪（经纬仪）从两个相互垂直方向同时观测管桩垂直度，发现偏差及时指挥机长进行调整。
垂直度观测
锤击沉桩：第一节桩应采用“落锤”沉桩，避免大力冲击，待桩身入土较多后可采用重锤轻击，正常沉桩。桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应设弹性衬垫，衬垫厚度均匀，锤击压实后厚度不宜小于120mm 。沉桩应确保桩锤、桩帽送桩器与桩身在同一轴线上，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%。后续桩节施工时垂直度偏差不得超过0.5%，当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩机的强行回扳手段纠偏。每根桩应一次性连续打压到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间的停歇时间。
锤击沉桩
接桩：第一节桩在地面以上剩余1m 左右开始接桩，下节桩的桩头处
宜设导向箍，以便于上节桩就位，上下节桩应顺直，错位偏差不大于2mm 。接桩采用焊接，采用二氧化碳气体保护焊，焊接时上下端板表面应清理干净，剖口处用铁刷子刷至露出金属光泽，并清除油污、铁锈。焊接时宜先在剖口周围对称点焊4点～6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层对称施焊。焊接层数宜分为3层，内层焊渣必须清理干净后方可焊接外面一层。焊缝应饱满连续、且根部必须焊透。
端板清理，上下节桩平面偏差≤
2mm
两侧对称施焊
焊接接头应自然冷缺8min 以上，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。另外接头处须涂刷环氧树脂防腐。
涂刷环氧树脂防腐
送桩：根据设计桩底标高和地面实测标高确定送桩深度，在送桩器上做出明显标示。接近送桩深度时应密切观测沉桩贯入度，达到设计深度后及时做出手势通知机长停锤。
收锤：停锤标准按符合设计标高控制为主，以贯入度控制为辅的原则。 记录：打桩过程中详细记录各种作业时间，每打入0.5-1m 的锤击数、各地层锤击数、桩位置的偏斜、最后10击和最后50cm 的平均贯入度和最后1m 的锤击数等。PHC 桩总锤击数不宜超过2500，最后1米沉桩锤击数不宜超过300。
五、材料和质量标准 5.1材料关键要求
管桩应由有资质的大厂制作，保证管桩质量。原材料进场后应对其外观质量、尺寸进行验收，应满足以下要求：
表5.1-1 管桩的尺寸及外观质量验收标准
管桩直径误差1mm ，满足规范要求
单根桩长误差5mm ，满足规范0.5%L要求
5.2质量关键要求
⑴打桩前必须对桩机进行调试，检查桩机行走系统和柴油锤运转情况。
⑵施工前采用吊锤或经纬仪校正导向架垂直度，确保管桩垂直度。
⑶接桩时焊接采用分层施焊，内层焊必须清理干净后方能施焊外一层，每层焊缝的接头应错开，焊缝厚度6mm ，焊缝须饱满，不得出现夹渣或气孔等缺陷。应由两名焊工对称施焊。所用焊丝必须满足要求。
⑷ 接桩时上下节段错位偏差不大于2mm ，桩节弯曲矢高不得大于桩长的0.1%，且不的大于20 mm 。焊缝质量等级不小于二级。焊缝需经自然冷却8min 以上，并刷环氧树脂防腐。
⑸ 送桩器及衬垫设置应符合下列规定：
①送桩器宜做成圆筒型，并应有足够的强度，刚度和耐打性，长度应满足送桩要求，器身弯曲度不得大于1/1000。
②送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴相垂直。送桩器下端应设置套筒，套筒深度为300～350mm ，内径比管桩外径大20～30mm 。
③送桩作业时，送桩器套筒内应设置硬纸板或废旧夹板等衬垫，衬垫经锤击压实后的厚度≥120mm 。
⑹试桩过程中派专人旁站，详细记录各项施工参数。施工过程中应严格观测管桩垂直度，接近设计桩底标高时应严格控制桩底标高。本次试桩采用20t 锤重时最终贯入度为18.2cm, 按照设计要求施工中以桩顶标高为主，以贯入度为辅。
六、质量检测方法及验收标准 6.1质量检测方法
管桩施工中桩位偏差通过旁边的桩位进行尺量检验；桩身垂直度通过全站仪观测；桩顶标高通过水准仪控制。接桩焊接质量目测，焊接冷却时间不小于８min 。环氧树脂涂刷是否均匀，是否涂刷完全
桩位偏差检验，偏差1.5cm ≤10cm 满足要求
6.2 质量验收标准
施工中应严格听从现场技术员的指挥，按程序报检。管桩施工质量控验收准见下表。
七、 成桩质量检测
4月16日试桩时建立单位、第三方检测单位到场指导；并对施工过程中每节桩分别做了低应变完整性检测，收集多次检测参数，作为试桩检测的参考依据；
过程中每个接头均进行了检测，完整性良好
成桩5天后，2014年4月21日由第三方检测单位武汉铁辰桩基检测对78#-2试桩进行检测。
4月21日对试桩进行检测，桩身完整性良好
八、施工中的问题及改进措施
⑴ 第一节管桩1～8m 无需响锤，仅靠锤头自重即可沉桩。 ⑵后续部分管桩桩长含0.5m 零数，市场上管桩均为整米数，建议桩长统一取为整数，方便管桩厂预制。
⑶上下节管桩对位时依靠电动葫芦及人工配合，工效较低；拟采用定型导向箍，从下伸至接头以上，将上节桩头定位准确，提高工效。
⑷试桩施工时管桩摆放位置距桩机较近，未配备履带吊车；后续施工中管桩摆放较远，需配备50T 履带吊。 九、 施工中还需注意的事项
⑴管桩存放场地需平整坚实，后续施工管桩堆放不得超过三层，两侧管桩底部应用木楔子塞实，避免管桩发生移动。
⑵管桩配桩时应考虑桩机起吊、施工能力，单节桩长不宜超过15米。 ⑶ 配桩时相邻两根管桩的接头应错开，不得将接头放在同一截面。
⑷加强对作业人员的安全质量技术交底与培训，提高进场作业人员的安全和质量意识。
⑸施工中注意安全防护，全部施工人员到现场后确保穿戴齐全安全防护用品。
⑹高处维修机械时必须配戴安全绳，安全带，并将安全带系在上方牢固处。
⑺应做好机械防倾覆措施，场地必须整平，承载力不足时应先进行换填，确保钻机行走稳固，６级及以上大风时需停止作业。
⑻及时清理场地内的施工和生活垃圾，保证场地清洁。定时对机械进行检查和维修，确保施工顺利进行。
⑼ 沉桩接近设计桩顶标高时，司镜员应与机长联络畅通，及时做出停锤手势。 十、试桩总结
通过本次试桩，确定了施工参数：
表10-1 试桩参数总结
⑴桩的打入深度能达到设计要求，本次试桩锤击共计1080次，小于《预应力混凝土管桩》（10G409）中PHC 管桩沉桩锤击数2500要求；其中
第一节桩平均贯入度28.57cm/锤，第二节桩平均贯入度9.62cm/锤，第三节桩平均贯入度3.86cm/锤，第四节桩平均贯入度1.17cm/锤。试桩耗时3.7小时。
选用ZJB200步履式打桩机，江苏巨威DD200导杆式柴油锤，可以满足施工中沉桩、桩身垂直度控制的需求；
⑵通过实测成桩前后78#-2与相邻桩位的位置关系，确定桩间距3m 时基本无挤土效应。
⑶经过低应变检测，本次试桩桩身完整，管桩焊接质量良好，满足质量要求。CO2 气体保护焊焊接接头效果良好，平均每次接头焊接时间为22分钟，平均冷却时间为9min 。
⑷根据地层控制锤的落距，前两节起锤高度宜为2米，最后两节起锤高度宜为3米；衬垫厚度为12cm 。 十一、附件
⑴施工原始记录
⑵管桩原材料外观质量验收表
⑶78#-2桩（Ф1m 管桩试桩）检测中间结果报告
附表一
1 6
附表二：管桩外观质量及尺寸检查表