软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法

摘要

本发明公开了一种软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，按照施工顺序包括测量定位、长螺旋钻机引孔施工、导杆式柴油锤打桩机施工等三个步骤。本发明的施工方法有效解决了施工场地地表承载力小、施工机械、材料加工、运输不便、天气变化影响大等问题，由于不需要以现浇混凝土的方式制作桩基，因此无须等待一个月左右的时间才能使混凝土桩基达到设计要求的强度；桩段之间采用气体保护焊，提高了焊缝位置处的抗剪能力。总之，本发明的施工方法达到了缩短工期、节省资金、保证工程质量的目的，尤其适用于承载力较差的软土地层及抗震烈度小于7度的预应力管桩施工，当然本明的施工方法也可广泛用于其它地层工民建筑的施工。

权利要求

1.软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，其特征在于：按照施工顺序包括测量定位、长螺旋钻机引孔施工、导杆式柴油锤打桩机施工等三个步骤；

测量定位步骤是在GPS定位基础上再使用全站仪测定具体桩位控制点，并在控制点浇筑混凝土保护；最后，随工程进度同步使用经纬仪和50m钢尺对各个桩位进行定位；在打桩施工区域附近设置控制桩与水准点不少于2个，控制桩与水准点的位置距离打桩操作地点至少40m；每一方向的作业段设置4～5个轴线控制桩，轴线控制桩设置在距桩位5～10m处，以控制桩基轴线和标高；

长螺旋钻机引孔施工步骤包括三个子步骤，第一子步骤是钻机行走至桩位，调整桩架o

上的指针对准“0”刻度以使钻头对准桩位；第二子步骤是从钻机的正对面和正侧面成90角架好经纬仪或线坠，再根据经纬仪或线坠从两垂直方向调整钻机钻杆垂直度，垂直度偏差≤0.5%，并始终保持桩架稳定平整；钻杆与护筒间隙≤20毫米；第三子步骤是采用间隙式钻进法，即钻进－空钻－钻进交替进行，钻机钻至设计要求的深度后空钻一分钟再提钻以保证成孔规则完整；

导杆式柴油锤打桩机施工步骤包括五个子步骤，第一子步骤是根据测量的标记使打桩机就位并进行桩位复测；第二子步骤是吊装落位，通过桩机起重设备采用单点吊装的方法缓慢将桩段起吊至桩位处，吊点距桩段上下端距离之比为0.297：0.703，起吊过程中使用拉绳辅助控制桩段状态，保证桩段垂直就位；第三子步骤是在桩机附近两侧设置钢支架吊线锤，通过桩段两个垂直方向的边缘双向控制桩段垂直度，发生倾斜时调整桩机以保证桩段的垂直度；第四子步骤是接桩，焊接前将上、下桩段连接处吻合在一起并找正接直，同时校正上桩段的垂直度，如上下桩之间的接合面的间隙>2毫米，则用金属材料填实焊牢，保证上下桩之间的接合面的间隙≤2毫米；焊接前还需要保证桩段端板露出金属原色，如桩段端板发生锈蚀或被灰尘覆盖，则用工具将桩段端板刷至或打磨至露出金属原色；焊接是在上下桩连接处采用二氧化碳气体保护焊连接，焊接时对称施焊，电焊厚度高出坡口1mm，分3层施焊完毕后，应检查焊接质量，当发现有虚焊、漏焊或夹渣等缺限时，必须进行补焊，直至消除缺陷为止；焊接完毕待焊缝降温8分钟后对接头钢箍扩焊缝进行防锈处理，打桩前对上、下桩段接头外漏金属部分再次涂刷防锈涂料；第五子步骤是打桩，打桩时采用重锤低击方法，桩锤下落距离≤150厘米，根据吊线锤的变异情况，当桩的垂直度超限时，停机并校正桩的垂直度；上述打桩过程中对贯入度和设计要求桩顶标高进行控制，确保桩端进入持力层的深度达到设计的要求；如桩端进入持力层的深度未达到设计要求，则增加锤击数，极限贯入度值为最后十击小于3厘米，使桩端进入持力层的深度达到设计要求的数值；

本步骤的施工中应避免桩身发生倾斜、位移或严重回弹现象；当桩端部出现轻微裂纹现象时，应马上停工，用环氧树脂黏结修补；桩身开裂、破碎时必须将坏桩拔除，重新施工。

2.根据权利要求1所述的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，其特征在于：导杆式柴油锤打桩机施工步骤后进行吊入钢筋笼和浇筑混凝土步骤；

吊入钢筋笼和浇筑混凝土步骤包括三个子步骤，

第一子步骤是在吊入钢筋笼前先测量管桩内涌土的高度，涌土超过设计要求的高度时，使用洛阳铲挖除；涌土低于设计要求的高度时，人工回填至要求高度；第二子步骤是在管桩内吊入钢筋笼，绑扎桩帽的钢筋、预埋螺栓，制作桩帽，然后从桩帽向下浇筑商品混凝土，第三子步骤是当混凝土凝固后，拆除模板。

3.根据权利要求1或2所述的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，其特征在于：导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果打桩深度超过设计深度，贯入度未达到要求，则在现场施工中，选址加大钻机引孔深度，最深达21米；选址时根据地质勘查报告避免加大钻机引孔深度的位置存在以下情况：（1）地下水位或地下流沙淤积层高于引孔深度，（2）引孔深度范围内的地层中存在软硬层交接层，（3）引孔位置处的地层中存在孤石或其它障碍物；在桩身完好条件下，利用3～4m短桩段加长焊接桩段长度以满足贯入度要求，但同一条工程桩焊接接头不多于2个；如果桩身已破损，则将坏桩排除并重新施工。

4.根据权利要求1或2所述的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，其特征在于：导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果贯入度达到要求，打桩深度未达到设计深度，则停止打桩；如果出现桩头、桩身轻微开裂现象，则先把破坏的混凝土凿掉，然后在桩头加一道新套箍，与新的端板焊接，内壁开裂处及混凝土与端板之间用环氧砼黏结；如果破碎严重，该桩已报废，则把这桩周围土挖掉，然后把上节桩截掉，再重新焊接上节桩，然后再行施打。

说明书

软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种软质土层桩基施工方法。

背景技术

[0002] 现有的软质土层桩基施工方法包括如下施工工序：

[0003] 1.长螺旋钻机引孔施工；

[0004] 2.孔内吊入钢筋笼的施工；

[0005] 3.浇筑混凝土的施工。

[0006] 这种施工方法虽然可靠，但施工效率较低，尤其是在浇筑混凝土后需要等一个月左右的时间才能使混凝土桩基达到设计要求的强度。

[0007] 近年来，随着电力工业的迅速发展，粉煤灰排放量急剧增加。燃煤热电厂所排放的粉煤灰总量逐年增加累积就形成了该工程现场的粉煤灰地层。粉煤灰地层呈灰色、灰白色，堆积密度0.531～1.261g/cm3，与其它软土地层相比，它密度较小且本身略有或没有水硬胶凝性能，表面失水干燥时易板结变硬，含水率变大则呈糊状，下雨时粉煤灰饱水且易流动，稍振动极易液化，所以该施工现场存在地质松软，承载力较小，施工机械与材料运输、加工不便，耗费工期，施工进度受天气影响较大等问题，采用传统的施工方法施工效率低，无法满足建设单位尽量缩短工期以便早日投入生产的需要。

[0008] 现有的预应力砼管桩施工时多采用静压桩，这种施工方法具有噪音低、震动小、无大气污染等优点，但这种施工方法对施工现场的地质要求较为严格，要求场地表层土压强≥120kpa。当施工地为软质土层时，容易发生陷机现象；同时静压桩机体积、重量较大，在野外施工中，没有正规硬化的道路无法运输；因而，采用静压桩的预应力砼管桩施工方法不适用于软质土层。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法，施工周期短，效率较高。

[0010] 为实现上述目的，本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法按照施工顺序包括测量定位、长螺旋钻机引孔施工、导杆式柴油锤打桩机施工等三个步骤；测量定位步骤是在GPS定位基础上再使用全站仪测定具体桩位控制点，并在控制点浇筑混凝土保护；最后，随工程进度同步使用经纬仪和50m钢尺对各个桩位进行定位；在打桩施工区域附近设置控制桩与水准点不少于2个，控制桩与水准点的位置距离打桩操作地点至少40m；每一方向的作业段设置4～5个轴线控制桩轴线控制桩设置在距桩位5～10m处，以控制桩基轴线和标高；长螺旋钻机引孔施工步骤包括三个子步骤，第一子步骤是钻机行走至桩位，调整桩架上的指针对准“0”刻度以使钻头对准桩位；第二子步骤是从钻机的正对面和正侧o面成90 角架好经纬仪或线坠，再根据经纬仪或线坠从两垂直方向调整钻机钻杆垂直度，垂直度偏差≤0.5%，并始终保持桩架稳定平整；钻杆与护筒间隙≤20毫米；第三子步骤是采用间隙式钻进法，即钻进－空钻－钻进交替进行，钻机钻至设计要求的深度后空钻一分钟再提钻以保证成孔规则完整；

[0011] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤包括五个子步骤，第一子步骤是根据测量的标记使打桩机就位并进行桩位复测；第二子步骤是吊装落位，通过桩机起重设备采用单点吊装的方法缓慢将桩段起吊至桩位处，吊点距桩段上下端距离之比为0.297：0.703，起吊过程中使用拉绳辅助控制桩段状态，保证桩段垂直就位；第三子步骤是在桩机附近两侧设置钢支架吊线锤，通过桩段两个垂直方向的边缘双向控制桩段垂直度，发生倾斜时调整桩机以保证桩段的垂直度；第四子步骤是接桩，焊接前将上、下桩段连接处吻合在一起并找正接直，同时校正上桩段的垂直度，如上下桩之间的接合面的间隙>2毫米，则用金属材料填实焊牢，保证上下桩之间的接合面的间隙≤2毫米；焊接前还需要保证桩段端板露出金属原色，如桩段端板发生锈蚀或被灰尘覆盖，则用工具将桩段端板刷至或打磨至露出金属原色；焊接是在上下桩连接处采用二氧化碳气体保护焊连接，焊接时对称施焊，电焊厚度高出坡口1mm，分3层施焊完毕后，应检查焊接质量，当发现有虚焊、漏焊或夹渣等缺限时，必须进行补焊，直至消除缺陷为止；焊接完毕待焊缝降温8分钟后对接头钢箍扩焊缝进行防锈处理，打桩前对上、下桩段接头外漏金属部分再次涂刷防锈涂料；第五子步骤是打桩，打桩时采用重锤低击方法，桩锤下落距离≤150厘米，根据吊线锤的变异情况，当桩的垂直度超限时，停机并校正桩的垂直度；上述打桩过程中对贯入度和设计要求桩顶标高进行控制，确保桩端进入持力层的深度达到设计的要求；如桩端进入持力层的深度未达到设计要求，则增加锤击数，极限贯入度值为最后十击小于3厘米，使桩端进入持力层的深度达到设计要求的数值；本步骤的施工中应避免桩身发生倾斜、位移或严重回弹现象；当桩端部出现轻微裂纹现象时，应马上停工，用环氧树脂黏结修补；桩身开裂、破碎时必须将坏桩拔除，重新施工。

[0012] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤后进行吊入钢筋笼和浇筑混凝土步骤；吊入钢筋笼和浇筑混凝土步骤包括三个子步骤，第一子步骤是在吊入钢筋笼前先测量管桩内涌土的高度，涌土超过设计要求的高度时，使用洛阳铲挖除；涌土低于设计要求的高度时，可人工回填至要求高度；第二子步骤是在管桩内吊入钢筋笼，绑扎桩帽的钢筋、预埋螺栓，制作桩帽，然后从桩帽向下浇筑商品混凝土，第三子步骤是当混凝土凝固后，拆除模板。

[0013] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果打桩深度超过设计深度，贯入度未达到要求，则在现场施工中，选址加大钻机引孔深度，最深达21米；选址时根据地质勘查报告避免加大钻机引孔深度的位置存在以下情况：（1）地下水位或地下流沙淤积层高于引孔深度，（2）引孔深度范围内的地层中存在软硬层交接层，（3）引孔位置处的地层中存在孤石或其它障碍物；在桩身完好条件下，利用3～4m短桩段加长焊接桩段长度以满足贯入度要求，但同一条工程桩焊接接头不多于2个；如果桩身已破损，则将坏桩排除并重新施工。

[0014] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果贯入度达到要求，打桩深度未达到设计深度，则停止打桩；如果出现桩头、桩身轻微开裂现象，则先把破坏的混凝土凿掉，然后在桩头加一道新套箍，与新的端板焊接，内壁开裂处及混凝土与端板之间用环氧砼黏结；如果破碎严重，该桩已报废，则把这桩周围土挖掉，然后把上节桩截掉，再重新焊接上节桩，然后再行施打。

[0015] 本发明具有如下的优点：

[0016] 1.本发明的施工方法有效解决了施工场地地表承载力小、施工机械、材料加工、运输不便、天气变化影响大等问题，由于不需要以现浇混凝土的方式制作桩基，因此无须等待一个月左右的时间才能使混凝土桩基达到设计要求的强度；桩段之间采用气体保护焊，提高了焊缝位置处的抗剪能力。总之，本发明的施工方法达到了缩短工期、节省资金、保证工○程质量的目的，尤其适用于承载力较差的软土地层及抗震烈度小于7 的预应力管桩施工，当然本明的施工方法也可广泛用于其它地层工民建筑的施工。

[0017] 2.在管桩内吊入钢筋笼和浇筑混凝土，管桩填芯后由于填芯混凝土参与工作，焊缝位置处和整个桩身的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均比非填芯管桩要大，极大提高了桩基整体抗剪能力，即便施工地表为粉煤灰层，若干年后去掉粉煤灰层后，管桩基础作为钢桁架支柱仍能承受设计荷载。在地震多发区的软土地层中，土体极易因地震作用液化，而消○除地基液化沉陷的有效措施就是采用桩基，因此本施工方法可用于抗震烈度高于7 的地区。当然，本施工方法可更大范围的用于工民建筑。

[0018] 3.利用短桩段加长焊接桩段长度的方法能够较方便地弥补贯入度未达到要求的缺陷。

[0019] 4.事后采用截桩等弥补手段，便于消除打桩深度未达到设计深度的缺陷。

附图说明

[0020] 图1是打桩入土的原理示意图；

[0021] 图2是接桩示意图；

[0022] 图3是挖除粉煤灰层后桩基作为立柱的受力示意图；

[0023] 图4是土压力计算原理示意图。

具体实施方式

[0024] 本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法按照施工顺序包括测量定位、长螺旋钻机引孔施工、导杆式柴油锤打桩机施工、吊入钢筋笼和浇筑混凝土等四个步骤，在具体施工中遵守具体工程设计的要求。

[0025] 测量定位步骤是在GPS定位基础上再使用全站仪测定具体桩位控制点，（桩位控制点重点位于作业路线拐角位置）并在控制点浇筑混凝土保护；最后，随工程进度同步使用经纬仪和50m钢尺对各个桩位进行定位，以防桩位点受破坏；在打桩施工区域附近设置控制桩与水准点不少于2个，控制桩与水准点的位置以不受打桩影响为原则距离打桩操作地点至少40m；每一方向的作业段设置4～5个轴线控制桩，以便后续施工单位进行复核；每一方向作业段的轴线控制桩可以多设，不可少于4个，轴线控制桩设置在距桩位5～10m处，以控制桩基轴线和标高。

[0026] 长螺旋钻机引孔施工步骤（实施例前先进行试钻，即选1～2点作为试钻孔，观察土层特征，了解钻进难易程度）包括三个子步骤，第一子步骤是钻机行走至桩位，调整桩架o上的指针对准“0”刻度以使钻头对准桩位。第二子步骤是从钻机的正对面和正侧面成90角架好经纬仪或线坠，再根据经纬仪或线坠从两垂直方向调整钻机钻杆垂直度，垂直度偏差≤0.5%，并始终保持桩架稳定平整（实施例：不得晃动）。钻杆与护筒间隙≤20毫米（实施例：以保障钻杆旋转过程中不会产生过大挠度）。第三子步骤是采用间隙式钻进法，即钻进－空钻－钻进交替进行，钻机钻至设计要求的深度后空钻一分钟再提钻以保证成孔规则完整。长螺旋钻机引孔保证留存有3～5条成型孔，不得多钻，防止流砂瘀积，同时因为粉煤灰地层结构松散，在阴雨天气暂停施工，防止因抗剪力减弱导致塌孔。本步骤的施工中应保证钻机引孔的垂直度和深度。

[0027] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤包括五个子步骤，第一子步骤是根据测量的标记使打桩机就位并进行桩位复测。第二子步骤是吊装落位，通过桩机起重设备采用单点吊装的方法缓慢将桩段起吊至桩位处，吊点距桩段上下端距离之比为0.297：0.703，起吊过程中使用拉绳辅助控制桩段状态，保证桩段垂直就位，起吊过程中桩段不得发生碰撞和随意自由落位。第三子步骤是在桩机附近两侧设置钢支架吊线锤，通过桩段两个垂直方向的边缘双向控制桩段垂直度，发生倾斜时调整桩机以保证桩段的垂直度。施工中严禁边打桩边调整桩机，或者下桩入土深度≥1.0m后调整桩机。第四子步骤是接桩，焊接前将上、下桩段连接处吻合在一起并找正接直，同时校正上桩段的垂直度，如上下桩之间的接合面的间隙>2毫米，则用金属材料填实焊牢，保证上下桩之间的接合面的间隙≤2毫米。焊接前还需要保证桩段端板露出金属原色，如桩段端板发生锈蚀或被灰尘覆盖，则用工具（最好是用电动钢丝刷）将桩段端板刷至或打磨至露出金属原色。焊接是在上下桩连接处采用二氧化碳气体保护焊连接，焊接时对称施焊，电焊厚度高出坡口1mm，分3层施焊完毕后，应检查焊接质量，当发现有虚焊、漏焊或夹渣等缺限时，必须进行补焊，直至消除缺陷为止。焊接完毕待焊缝降温8分钟后对接头钢箍扩焊缝进行防锈处理，打桩前对上、下桩段接头外漏金属部分再次涂刷防锈涂料。第五子步骤是打桩，打桩时采用重锤低击方法，实施桩锤可采用JWDD103型重型柴油打桩锤，也可根据工程实际情况选用其它型号的打桩锤，桩锤下落距离≤150厘米。施工中可派专人观测吊线锤的变异情况，严格控制桩的倾斜度。根据吊线锤的变异情况，当桩的垂直度超限时，停机并校正桩的垂直度。上述打桩过程中对贯入度（贯入度，即在单位击数和相对固定锤高的情况下，管桩的入土深度。平均贯入度就是最后三阵锤每阵十锤分别量得的贯入度的平均值。平均贯入度并不是每击的贯入度，而是每阵十锤的入土深度。设计一般要求的是平均贯入度不大于25～30mm）和设计要求的桩顶标高进行控制，确保桩端进入持力层的深度达到设计的要求。如桩端进入持力层的深度未达到设计要求，则在允许的范围内适当增加锤击数，极限贯入度值为最后十击小于3厘米，使桩端进入持力层的深度达到设计要求的数值。本步骤的施工中应避免桩身发生倾斜、位移或严重回弹现象。当桩端部出现轻微裂纹现象时，应马上停工，用环氧树脂黏结修补。桩身开裂、破碎时必须将坏桩拔除，重新施工。

[0028] 在导杆式柴油锤打桩机施工步骤前，应对管桩外观质量进行详细检查，检查标准如下表所示：

[0029]

[0030] 吊入钢筋笼和浇筑混凝土步骤包括三个子步骤，

[0031] 第一子步骤是在吊入钢筋笼前先测量管桩内涌土的高度，涌土超过设计要求的高度时，使用洛阳铲挖除。涌土低于设计要求的高度时，可人工回填至要求高度。第二子步骤是在管桩内吊入钢筋笼，绑扎桩帽的钢筋、预埋螺栓，制作桩帽，然后从桩帽向下浇筑混凝土（最好采用C30商品混凝土，也可选用其它型号的混凝土），第三子步骤是当混凝土凝固后，拆除模板。

[0032] 导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果打桩深度超过设计深度，贯入度未达到要求，则在现场施工中，选址加大钻机引孔深度，最深达21米；选址时根据地质勘查报告避免加大钻机引孔深度的位置存在以下情况：（1）地下水位或地下流沙淤积层高于引孔深度，（2）引孔深度范围内的地层中存在软硬层交接层，（3）引孔位置处的地层中存在孤石或其它障碍物。采用上述措施可以避免土层软硬层交接处或遇到孤石和其他障碍物时下部桩体损坏，同时避免因地下水层流沙淤积过多影响打桩施工。在桩身完好条件下，利用3～4m短桩段加长焊接桩段长度以满足贯入度要求，但同一条工程桩焊接接头不多于2个；如果桩身已破损，则将坏桩排除并重新施工。

[0033] 在导杆式柴油锤打桩机施工步骤中，如果贯入度达到要求，打桩深度未达到设计深度，则停止打桩。如果出现桩头、桩身轻微开裂现象，则先把破坏的混凝土凿掉，然后在桩头加一道新套箍，与新的端板焊接，内壁开裂处及混凝土与端板之间用环氧砼黏结。如果破碎严重，该桩已报废，则把这桩周围土挖掉，然后把上节桩截掉，再重新焊接上节桩，然后再行施打。上述施工动作一定要快，否则土体恢复的时间越长，桩越难打，坏桩的几率越大。

[0034] 本发明的施工方法采用的是高强预应力砼（混凝土）管桩，这种管桩与其它常用桩型的性能比较如下表所示：

[0035]

[0036] 本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法的质量控制执行《先张法预应力管桩质量验收规范》GB50202-2002及04ZG207相关管桩选用、焊接连接及截桩桩顶与承台连接等相关规范，使质量方面均符合国家质量规范和地方强制性条文的要求。具体的质量保证措施有：

[0037] 1.各工序设专人负责，严格按公司管理制度监督，对各工序施工的全过程尤其是关键工序进行跟踪检查，不合格的工序必须整改后才能进入下道工序，严格禁止不合格产品出现，对各工序的责任人实行严格奖惩制度，确保质量目标的落实，争创过程精品。

[0038] 2. 质量管理措施以项目经理为首、各专业组、专业工长所组成的质量监督体系。有关质量保证措施如下：

[0039] （1） 深化《施工组织设计》，严格按设计要求及现行的有关施工规范执行，通过认真分析过程特点，有针对性地提出具体方案和防范措施。

[0040] （2） 严格按质量标准和进度计划订货采购，搞好桩段的运输工作。对焊机材料及辅助材料进行严格控制。

[0041] （3） 搞好设备的检修及保养工作，始终使之处于良好的技术状态。

[0042] （4） 加强现场工程质量的检查监控，强化“三检”工作的及时性和准确性，使工序质量指标控制在设计和规范的允许偏差范围内，对进场的各项材料对其品种、规格、型号、质量、数量物理性能进行检查和试验，如外观物理性能均应满足规范要求，并有出厂合格证方能投入使用。

[0043] 本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法配套有完善的安全措施。

[0044] 1. 安全管理目标：完善安全措施，提高安全意识，杜绝死亡和受伤事故。

[0045] 2.安全生产管理体系：成立以项目经理为首的安全生产管理小组，该项目设专职安全员一名，各施工班组长兼职安全工作，建立一套完整有效的安全管理体系。

[0046] 3. 安全技术组织措施有：

[0047] 3.1 根据安全目标要求和现场实际情况，各级管理人员需亲自逐级进行安全交底，落实安全责任制，项目部每周组织全体施工人员召开一次安全会议，检查安全防护措施是否落实。对上一周存在的问题进行总结，对本周安全重点和注意事项作出交底，使全体施工人员在思想意识上时刻绷紧安全着根弦。

[0048] 3.2 施工现场在醒目的位置设置安全警示牌，对现场安全隐患与整改情况做好记录，并做好安全隐患消项纪录。

[0049] 3.3 对大型设备进场实行严格的控制，未经验收不得投入使用，施工过程中一旦出现危及职工生命财产安全的险情，必须立即停工，即刻报请公司，及时采取排险措施。

[0050] 3.4 加强管理人员的安全考核，增强安全知识的学习，避免违章指挥作业，特殊工种如电工、焊工必须持证上岗，严禁酒后作业。

[0051] 3.5 现场施工用电禁止使用破损和绝缘性能差的电缆，严禁电线随走，电器设备必须接零保护，并配有漏电保护装置，传动装置应有防护网罩。电路维修由专人负责，严禁夜间单独修理电器设备。

[0052] 3.6 加强防火、消防安全，对火源、易燃、易爆物品指定专人管理。焊工作业时必须清除周边的易燃物品，有关消防工具、器材安放到位，设专人保管和定期检查。

[0053] 3.7 上岗人员一律配备安全帽，桩段起吊运输时严禁臂下站人，吊装时听从指挥人员的信号，如信号不明或可能引起事故时暂停操作。

[0054] 3.8 严格履行安全交接班制，明确责任人的奖惩制度。

[0055] 3.9 施工现场临时用电工程必须采用TN-S系统，设置专用的保护零线，临时配电线路必须按规范架设整齐，施工机具、车辆及人员与内、外电线路保持安全距离和采用可靠的防护措施。

[0056] 3.10 施工机械和电气设备不得带病运行和超负荷作业，发生不正常情况必须停机检查，不得在运行中修理。

[0057] 3.11 打桩作业时，非工作人员要离开桩机10m以外，作业人员也不得靠近桩锤升降位置。

[0058] 3.12 吊桩时，先吊离地面20～50cm，检查制动器的可靠性和绑扎牢固性，确认可靠后，才能继续起吊。

[0059] 3.13 桩身的附着物要清除干净，起吊后任何人均不准在吊臂下或吊臂前方通过，更不准在桩下通过。

[0060] 3.14 桩机在吊桩和落桩中保持稳定，桩不可中途长时间悬吊、停滞。

[0061] 3.15 停止作业时，先使桩锤运行至桩机中下部位置，然后使各机构油缸活塞杆全部回程，避免活塞外露发生锈蚀，最后断开电源。

[0062] 本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法还配套设有环保措施，包括文明施工目标和文明施工管理措施。

[0063] 文明施工目标是严格执行《建筑工程施工管理办法》，划分职责，严格按施工平面图进行管理，设专人管理施工现场。做到现场整洁有序、施工顺畅，达到文明施工现场标准。

[0064] 文明施工管理措施有如下4条：

[0065] 1. 为了使文明施工落到实处，必须努力提高综合管理水平和全体施工人员的素质，成立以项目经理为首的现场文明施工管理小组，根据现场施工特点制定施工管理办法，划分责任区，制度奖惩措施，使文明现场的目标得到落实。

[0066] 2.对现场生活区和作业区进行严格的划分，按照现场平面的规定，科学合理的安排堆放的物、配件，使人、财、物在空间上处于最佳结合。

[0067] 3.动员全体员工经常对现场的设备、道路、物品进行维护清扫，始终保护好环境卫生。工地做到干净整洁、无垃圾、无污物，使施工现场保持秩序井然的良好状态。

[0068] 4.通过文明施工活动的开展，使大家养成遵纪守法和文明施工的习惯，为企业树立良好的精神风貌。

[0069] 申请人以实验的方式实际检测了本发明的软质土层高强预应力砼管桩引孔锤击施工方法。

[0070] 实验中重点问题的解决方案有：

[0071] 一.参照图1所示的打桩入土示意图，图中管桩1打入地层，其中杂填土层2系局部分布，层底埋深1.3-1.5米；素填土层3系大部分场地分布，若干年后挖除，主要成分为粉煤灰，层底埋深0.3-11.7米；中砂层4分布于部分地段，层底埋深2.7-16.2米； 粉质粘土层5分布于所有场地，层底埋深2.7-16.2米；粗砂层6分布于所有场地，该层含地下水位层，为管桩持力层，层底埋深14.5-21.3米；管桩焊接处7为上、下桩段连接部位。当相邻桩位距离较近时，由于土应力过于集中重叠，土体固结过快，出现桩身进入土体较困难，最后桩顶标高高于设计要求标高现象，该问题主要出现在桩位间距2m的位置处，当达到贯入度要求后，再继续强打会使桩身损坏，所以在施工完毕后采用人工截桩方法使之达到设计要求。截割桩头采用电动锯桩器，严禁采用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。 [0072] 二. 管桩接缝受力分析及加强方案，该实验采用的管桩材料型号为PHC-B600（130），为较大直径端承桩管桩材料，现场焊接单桩最大长度21m，最大长径比为35，符合苏G03-2002相关规范要求。在水平剪力作用下焊缝位置要承受较大的弯矩作用，普通焊接桩抗弯能力有限，延性性能也较差，不能满足设计要求，而经过桩身连接处加固处理的试桩则能满足设计要求，其具体方案为：

[0073] 桩段之间采用气体保护焊，但为了加强接桩处抗剪强度，特采用吊入钢筋笼(10m)并浇筑商品混凝土方法，同时也为后续钢桁架工程做衔接条件。吊入钢筋笼前需对管桩内涌土高度进行测量，超过设计要求高度时使用“洛阳铲”挖除，高度不够时人工回填至要求高度。参见图2接桩示意图，图中管桩1内吊入钢筋笼11，设计要求的涌土高度为涌土层12的顶部距焊接接桩处2至3米。焊接接桩处7以上的上部桩段长6至7米。钢筋笼采用螺旋钢筋，钢筋笼全长10米。

[0074] 实验中，管桩填芯后由于填芯混凝土参与工作，其焊缝位置和整个桩身的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均比非填芯管桩要大。实验并没有专门针对抗震功能进行设计，但通过该项加强措施，桩基仍能承受一定的地震破坏力作用。根据公式

[0075] 计算单桩桩基可承受地震烈度90的水平剪力值。

[0076] 式中：

[0077] V0 ----- 单桩上部结构的底部水平地震剪力；

[0078] V ------单桩桩基承担的地震剪力（KN）,当小于0.3V0时取0.3V0，大于0.9 V0取0.9 V0；

[0079] H ------ 结构地上部分的高度（m），去掉粉煤灰层后桩基与上部钢桁架总高12m；

[0080] df ----- 单桩基础埋深（m），该工程为13m。

[0081] 其中V0 =amax×0.85GE = 15.04KN [0082] amax -------- 水平地震影响系数最大值，该计算取90地震烈度值0.32；

[0083] 0.85 --- 重力荷载等效系数；

[0084] GE ------ 单桩结构上部重力荷载值，包括上部钢桁架荷载20.31KN及焊缝上部桩身自重35KN。

[0085] 由上述公式可得单桩桩基可承受地震烈度90的水平剪力值V =5.5KN[0086] 在试桩检验过程中经加固后的桩基承受极限水平承载力不低于50KN,所以该实0
验桩基能承受不低于烈度9 的地震水平破坏。超出该实验范围，在地震多发区的软土地层中，土体极易因地震作用液化，而消除地基液化沉陷的有效措施就是采用桩基，参考该工程的管桩施工加强方案可更大范围的用于工民建筑。

[0087] 三.为达到在若干年后去掉粉煤灰层，管桩基础作为钢桁架支柱仍能承受竖向700KN,水平25KN的承载力要求，必须就现场施工的有效桩长和入土深度进行抗倾覆力验算，具体计算如下：在去掉粉煤灰层后，管桩入土土层依次为中砂层、粉质粘土层、粗砂层。
土层提供的土压力为非均质压力，根据地质勘察报告，各土层物理性质如下表所示:

[0088]

[0089] 当桩身受水平剪力影响发生绕地表接触点的刚体转动时，求持力层粗砂层提供被动土压力值。

[0090] 其中Kp=tan2(450+ψ/2)=3.69式中Kp为朗肯被动土压力系数。

[0091] 在粉质粘土层中，将第一层中砂层按重度换算成与第二层土相同得当量土层：/
H1=H1r1/r2=5.45×19/20=5.18m

[0092] 则在粉质粘土层中：

[0093] H2/= H1/+ H2=11.08m

[0094] 同理，在第三层的粗砂层中，桩端进入持力层H3=2m当量土层：

[0095] H3/= H2/ r2/r3+2=13.08m [0096] 粗砂层属于无粘性土，该土层提供被动土压力为：

[0097] Ep=(1/2)rH2Kp=（20×13.082×3.69）÷2=6313KN/m

[0098] 如图4所示（图中箭头所示方向为管桩1所承受的水平剪力的方向），倾覆点16位于管桩1与地表相接处。地表以下依次分别是中砂层4、粉质粘土层5和粗砂层6。图4中三角形区域为换算均质土压力区22，中砂层4的平均厚度17为H1，粉质粘土层5的平均厚度18为H2，粗砂层6的平均厚度19为H3。粗砂层提供的被动土压力Ep的土压力作用点21位于距桩底端H3/3处。管桩设计水平剪力25KN，取极限值50KN，管管桩1上部接有4米的钢桁架15，取管桩外露长度8m，则倾覆力矩为：

[0099] M=50×12=600KN.m

[0100] 抗倾覆力矩：

[0101] M/=6313×2×12.33=1.56×105KN.m

[0102] 图3是挖除粉煤灰层后桩基作为立柱的受力示意图，图中箭头所示方向为管桩1所承受的水平剪力的方向，该水平剪力的极限值为50KN； 管桩1上部连接有钢桁架15。图3中粉煤灰层已挖除，管桩1的桩基焊接处暴露在地表之上，地表以下依次分别是中砂层4、粉质粘土层5和粗砂层6。由以上计算可见抗倾覆力矩远远大于倾覆力矩，同时有上部钢桁架总体连接固定，整体稳定性进一步提高，可以满足在若干年后去掉粉煤灰层，管桩基础作为钢桁架支柱仍能承受竖向700KN,水平25KN的承载力要求，而且整体结构有足够的稳定性。