5.5 钢筋混凝土预制桩

5.5.3  预制桩除应满足强度要求外，还应满足28d龄期的要求。根据实践经验，凡满足强度与龄期要求的预制桩大都能顺利打入土中，很少打裂，而仅满足强度要求不满足龄期要求的预制桩打裂或打断的比例较大。为使沉桩顺利进行，应做到强度与龄期双控。空心方桩的混凝土强度达到100％后出厂，施工中能显著避免爆桩，减少桩的破损率。对预制桩的起吊强度作出规定，是为了防止起吊时引起桩身开裂，特别是预制方桩和PC管桩。对于预制方桩应达到设计强度70％后方可起吊；根据经验，PC桩常压蒸养脱模后，一般经过14d的淋水养护也可使用；经压蒸养护的PHC桩，从高压釜冷却出来后就可吊运和使用。

5.5.5  本规范表5.5.5中各项应严格控制。按以往经验，若制作时质量控制不严，造成主筋距桩顶面过近，甚至与桩顶齐平，在锤击时桩身容易产生纵向裂缝，被迫停锤；若网片位置不准，往往会造成桩顶被击碎事故。

5.5.6  这是关于预制桩吊运的条文。常规长度的单节管桩均可用专制的吊钩钩住管桩两端孔内壁进行水平起吊。这种两端钩吊法方便快捷，但如果超过了单节限值的管桩，就不能用两端钩吊法起吊，应采用静压方桩所用的双吊点法起吊，吊点位置应设在离桩端头0.2倍桩长处。

5.5.7  这是关于施工现场预应力空心桩堆放的条文。施工现场堆放条件没有预制桩厂内堆场的条件好，工地现场高低不平，不宜叠层堆放，一般较好的做法是：按工程进度分批运入，既避免二次搬运，又便于单层着地放置。若非要叠层堆放时，场地应平整坚实，且垫木只能设置2道，不得设置3道或多道。两支点间不能有突出地面的石块等硬物存在，以防支座垫木下沉时硬物将预制桩顶折。

5.5.8  这是关于预制桩施工现场取桩的规定。拖拉取桩会引起桩架倾覆和桩身质量破坏，所以规定严禁采用拖拉取桩方法取桩。本条作为强制性条文，应严格执行。

5.5.9  预制桩接桩有焊接、法兰连接和机械快速连接三种方式。本规范对不同连接方式的技术要点和质量控制环节作出相应规定，以避免以往工程实践中常见的由于接桩质量问题导致沉桩过程锤击拉应力和土体上涌引起接头被拉断的事故。桩尖停在硬层内接桩，若采用电焊连接，由于耗时较长，桩周摩阻得到恢复，会增加进一步锤击的难度，对于静力压桩，其继续沉桩难度更大，甚至压不下去。若采用机械快速接头，则可避免这种情况。

5.5.10  本条是对焊接接桩法作出的规定。第5款是关于电焊结束后冷却时间的规定，主要是考虑到高温的焊缝遇地下水，如同淬火一样，焊缝容易变脆。因此，要求锤击桩冷却的时间大于静压桩。但二氧化碳气体保护焊所用焊条的直径细，散热快，且二氧化碳具有较强的冷却作用，所以确定其自然冷却时间为不应少于3min。焊接要求应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的有关规定。

5.5.12  本条指出的机械啮合接头只适用于300、400、500和600的A型和AB型管桩，尚不适用于B型和C型管桩。因为管桩接头的极限弯矩应大于桩身的极限弯矩，而B型和C型桩的桩身极限弯矩较大，为满足要求，接头处的连接盒数量就要多几个，现场无法埋下。另外需要提醒的是，采用机械啮合接头的管桩接头，是利用上节桩的自重将连接销完全插入下节桩的连接槽内。在软弱土层太厚的场地接桩施工时，下节桩还没有进入较坚硬土层，桩入土部分的侧摩阻力较小，当上节桩对中下压时，由于下节桩没有足够的支承力，不仅连接销无法顺利地插入连接槽内，而且可能把下节桩顺势压入软土层中，因此，在一般情况下，当需要接桩时下节桩桩头露出地面的高度要比焊接接桩时露出地面的桩头高度略高一些。当地面下有厚度10m以上的流塑淤泥土层时，第一节桩(底桩)露出地面的桩段外周地面处宜设置“防滑箍”，所谓“防滑箍”就是用两个半圆形的钢箍合起来夹住管桩外周，以增加底桩的支承力。当地表下软土层厚度小于10m，且第一节桩(底桩)长度足以使其下端进入坚硬土层时，可不设防滑箍。

5.5.13  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，沉桩宜选用液压打桩锤，不宜采用自由落锤，也可按表6选用。

表6  选择打桩锤参考表

5.5.14  本条对桩帽结构构造和垫层设置提出了具体的要求。桩帽和垫层关系着打桩的质量，桩帽要经得起重锤击打，桩帽下部套桩头用的套筒应做成圆筒形，不应做成方筒形。圆筒深度太浅，套入的管桩容易“掀帽、脱帽”；圆筒太深，一旦桩身或桩帽略有倾斜，简体下沿口的钢板就会磕伤桩头上的混凝土。套筒内壁与管桩外壁的间隙过小，桩身一有倾斜就容易挤坏桩身；间隙过大，容易出现偏心锤击。桩帽垫层有“桩垫”和“锤垫”之分，锤垫设在桩帽的上部，是保护柴油锤的。桩垫设在桩帽的下部，放在圆筒体的里面。软厚适宜的桩垫可以延长锤击作用的时间，降低锤击应力的峰值，起到保护桩头的作用，也可提高管桩的贯入效率。桩垫可采用纸板、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，锤垫应用坚纹硬木或盘绕叠层的钢丝绳制作。

5.5.15  本条是专为送桩器而设的条文，比较详细具体。强调使用端部带套筒的送桩器，要求设置一定厚度的衬垫，以避免因长时间停顿导致桩周土体固结造成最后施打或收锤的管桩容易被打碎、打烂。衬垫可以选用麻袋或硬纸板等材料。

5.5.16  插桩应控制其垂直度，才能确保沉桩的垂直度，重要工程插桩均应采用两台经纬仪从两个方向控制垂直度。检查桩锤、桩帽和桩身的中心线是否在同一条直线上的方法是观察打桩锤在锤击桩顶的一瞬间桩帽不应出现大的摆动，纠正的方法一般是采用移动桩架或在桩帽内加垫半圆垫层调整桩锤的方向。

    沉桩顺序是沉桩施工方案的一项重要内容。不注意合理安排沉桩顺序造成事故的事例很多，如桩位偏移、桩体上涌、地面隆起过多、临近建(构)筑物损坏等。由于实际情况比较复杂，施工单位在编制施工组织设计时，应灵活运用打桩顺序的原则。施工流水安排是否合理，不仅影响打桩速度，也影响打桩的质量。当遇到桩身突然产生倾斜、位移或桩顶、桩身出现裂缝、破碎，地面明显隆起，邻桩上浮或位移、贯入度突变，桩身有严重回弹等情况时，应暂停打桩，查明原因并处理。

    锤击沉桩施工时可在柴油锤上加消音装置或采用低噪声液压锤，对打桩设备设置减振装置，在打桩区域和保护设施之间设置隔振沟、槽等。

5.5.17  当工程地质复杂或钢筋混凝土预制桩需穿越密实砂层时，宜事先进行试沉桩或沉桩可行性分析，合理选择沉桩设备和施工工艺。压桩机的型号和配重的选用除根据条文中的条件选择外，还可以根据表7选用。

表7  压桩机基本参数表

    注：压桩机的接地压强、行走速度、压桩速度、压桩行程、工作吊机性能、主机外型尺寸及拖运尺寸等具体参数各厂不同，可参阅各厂的压桩机说明书。

    静力压桩机有多种形式：较旧式的有绳索式压桩机，通过卷扬机加钢丝绳滑轮组来加压；液压式压桩机可根据其对静压桩加力部位的不同分为顶压式液压压桩机和抱压式液压压桩机，顶压式压桩机将压力作用在静压桩的桩顶上，抱压式压桩机先用抱夹装置将静压桩夹住，然后再施加压力于夹持机构将桩压入地基土层中。国内使用顶压式液压压桩机的数量很少，绝大部分是抱压式液压压桩机。此外，在一些建筑物的加固或纠偏工程中，往往采用锚杆反力装置或利用结构本身作反力再用千斤顶将小型预制桩压入土层内，这也是一种压桩施工方法。各种压桩机施压预制桩基础的基本原理是相同的，都是用静压力将预制桩压入地基土层中。本规范的有关施工条文是根据全液压抱压式压桩机的性能和施工工艺进行编制的。当使用绳索式、顶压式等其他形式的压桩机时，在施工工艺方面应注意各自的特性。 

    抱压式液压压桩机的最大施压力不宜大于桩身抱压允许压桩力。顶压式压桩机的最大施压力或抱压式压桩机送桩时的施压力可比桩身抱压允许压桩力大10％。

    抱压式液压压桩机桩身抱压允许压桩力可按下式估算：

    式中：P_jmax——静压桩桩身允许抱压压桩力(kN)；

              f_c——静压桩混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)；

              A——静压桩截面面积(m²)；

              σ_pc——静压管桩混凝土有效预压应力值(MPa)，可按现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》GB 13476的有关计算方法或经验公式进行计算。

    压桩机的压桩力是靠压桩机的自重和配重作为反力达到的。因此，压桩机上的每件配重的重量应是真实的，因此事先需要核实，并在该件配重的外露表面上进行标记，使施工人员和监理人员便于清点计算。本条表明液压压桩机的最大压桩力就是机重加配重总量的90％。其中10％的重量就是两只短船型履靴的重量，这两只履靴在任何情况下都不允许离开地面，否则起不到作反力装置的作用。

5.5.18  抱压式液压压桩机压桩，当桩身垂直度偏差大于1/100时，应找出原因并设法纠正，不应用移动机架等方法强行纠偏。当遇到桩身突然倾斜或移位、桩顶或桩身出现裂缝或破碎、地面明显隆起、邻桩上浮或移位、压力表读数异常、桩难以穿越硬夹层、桩长与设计明显不符、机械出现异响或工作状态异常、夹持装置打滑、压桩机下陷等情况时，应暂停压桩，查明原因并处理。

5.5.19  本条是确定压桩路线的基本原则，是静压桩施工的经验总结，是基于下列几个问题得出的结论：①考虑到静压桩是挤土桩，压桩顺序应注意尽量减少挤土效应的影响；②考虑到压桩穿越砂层较困难，所以压桩顺序应先施压难穿越的土层再施压容易穿越的土层；③考虑到压桩机行走会对已压桩产生危害，因此，要求压桩路线应简短，不宜交叉和重叠。根据这些原则，再综合考虑，最后确定较好的压桩路线，最终目的就是要保证静压桩基础的工程质量。

5.5.21  本条是对静压桩送桩器所作的规定。静压桩送桩器与锤击桩送桩器是不相同的。锤击桩送桩器要求在送桩器底部设有套筒，使用时在套筒内需放置垫层；而静压桩送桩器底部不设套筒，只要求送桩器横截面外廓形状与静压桩横截面外廓形状相一致，且端面平整，并与送桩器中心轴线相垂直。以往有些压桩工地用工程用桩作为送桩器，用过之后仍将此节桩当作工程桩使用，而这节桩桩身往往已有破损。所以，本条规定施工现场应配备专用送桩器，不得采用工程用桩作送桩器。有的施工单位到管桩厂定制一节预压应力值较高的管桩作为送桩器，只要不将此节桩用作工程桩，也是允许的。

5.5.24  本条所规定的终止沉桩停锤的控制原则适用于一般情况，实践中也存在某些特例。如软土中的密集桩群，由于大量桩沉入土中产生挤土效应，给后续桩的沉桩带来困难，如坚持按设计标高控制很难实现。按贯入度控制的桩，有时也会出现满足不了设计要求的情况。对于重要建筑，强调贯入度和桩端标高均达到设计要求，即实行双控是必要的。因此确定停锤标准是较复杂的，宜借鉴经验与通过静载试验综合确定停锤标准。

5.5.25  本条是针对静压桩终压标准的确定原则和方法。终压标准有些类似于打桩的收锤标准，主要控制指标是终压力值、复压次数和稳压时间。稳压时间一般规定为5s～10s，所以实际上只有终压力值和复压次数这两项。确定终压标准最好的方法就是现场试压桩，也可参考类似工地的经验做法。复压次数不宜大于3次。靠增加复压次数来提高静压桩的承载力是得不偿失的一种做法，复压次数太多，承载力并没有太多的增长，反而容易引起桩身和压桩机的破损。当然，对施压入土深度小于8m的短桩，本规范允许复压次数增至3次～5次。