静压高强预应力管桩施工的质量监控要点.docx

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静压高强预应力管桩施工的质量监控要点

静压高强预应力管桩施工的质量监控要点

　　[摘要]高强预应力混凝土管桩在很多地区得到广泛应用和发展。

文章探讨静压高强预应力管桩施工过程中的质量监控问题，并提出解决办法。

　　[关键词]静压高强预应力管桩；施工；质量监控

　　[作者简介]温青珠，广西壮族自治区建设监理有限责任公司工程师，广西　南宁，530022

　　[中图分类号]TU757

　　[文献标识码]A

　　[文章编号]1007-7723（2007）08-0149-0003

　　一、预应力高强混凝土管桩的特点及使用

　　高强预应力混凝土管桩（代号PHC）以其施工低噪声、无污染、单位承载力高、造价低、对持力层起伏变化大的地质条件适应性强、管桩工业化生产等特点，备受业主和广大工程技术人员的青睐，并在沿海软土地区得到广泛应用。

为了保证其施工质量，在预应力管桩的施工前和施工过程中，应对其进行控制。

根据对预应力管桩施工监理工作的实践总结，特拟定预应力砼管桩基础监理要点，供监理工程师在工作中参考、使用。

　　二、静压高强预应力管桩施工质量控制

（一）压桩前的质量控制

　　1、场地要求

（1）施工场地的动力供应，应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供电电缆应完好，以确保其正常供电和安全用电。

（2）施工场地已经平整，其场地坡度应在10％以内，并具有与选用的桩机机型相适应的地耐力，以确保在管桩施工时地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限，影响预应力管桩的成桩质量。

　　（3）施工场地下的旧建筑物基础、旧建筑物的砼地坪，在预应力管桩施工前，予以彻底清除。

场地下不应有尚在使用的水、电、气管线。

　　（4）场地的边界与周边建（构）筑物的距离，应满足桩机最小工作半径的要求，且对建（构）筑物应有相应的保护措施。

　　（5）对施工场地的地貌，由施工单位复测，做好记录；监理人员应旁站监督，并对测量成果核查、确认。

　　2、桩机的选型及测量仪器

（1）监理工程师应要求施工方提交进场设备报审表，并对选用设备认真核查。

桩机的选型，一般按1.2～1.5倍管桩极限承载力取值。

桩机的压力表，应按要求检定，以确保夹桩及压力控制准确。

按设计如需送桩，应按送桩深度及桩机机型，合理选择送桩杆的长度，并应考虑施工中可能的超深送桩。

（2）建筑物控制点的测量，宜采用有红外线测距装置的全站仪施测，而桩位宜采用J2经纬仪及钢尺进行测量定位。

控制桩顶标高的仪器，用水准仪监测即可。

测量仪器应有相应的检定证明文件。

　　3、对施工单位组织机构及相关施工文件的审查

（1）审查施工单位质量保证体系是否建立健全，管理人员是否到岗。

（2）审查施工组织设计（施工技术方案）内容是否齐全，质量保证措施、工期保证措施和安全保证措施是否合理、可行，并对其进行审批。

　　（3）核查其施工设备、劳力、材料及半成品是否进场，是否满足连续施工的需要。

　　（4）审查开工条件是否具备，条件成熟时批准其开工。

　　4、对预应力管桩的质量监控

（1）检查管桩生产企业是否具有准予其生产预应力管桩的批准文件。

（2）检查管桩砼的强度、钢筋力学性能、管桩的出厂合格证及管桩结构性能检测报告。

　　（3）对预应力管桩在现场进行全数检查：

　　检查管桩的外观，有无蜂窝、露筋、裂缝；色感均匀、桩顶处无孔隙；对管桩尺寸进行检查：

桩径（±5mm）、管壁厚度（±5mm）、桩尖中心线（＜2mm）、顶面平整度（10mm）、桩体弯曲（＜1／1000L）；管桩强度等级必须达到设计强度的100％，并且要达到龄期；管桩堆放场地应坚实、平整，以防不均匀沉降造成损桩，并采取可靠的防滚、防滑措施；管桩现场堆放不得超过四层。

　　5、管桩桩位的测量定位

（1）管桩桩位的定位工作，宜采用J2经纬仪及钢尺进行，其桩位的放样误差，对单排桩≤10mm，群桩≤20mm。

（2）管桩桩位，应在施工图中对其逐一编号，做到不重号、不漏号。

　　（3）管桩桩位经测量定位后，应按设计图进行复核，监理对桩位的测量要进行旁站监督。

做到施工单位自检，总承包方复检，监理单位对测量定位成果进行检查（简称“两检一核”）无误后共同验收。

（二）压桩过程的质量控制

　　1、静力施压流程与关键工序质量监控要点

　　定桩位（测量、编号、复核）→压桩机到位（确定型号、标定技术参数）→吊桩、对中（控制吊点、垂直度）→对中→焊桩尖（查焊接）→压第→节桩（确保桩垂直度）→焊接接桩（查电焊工资质、焊条、焊序、焊接层数、质量、自然冷却时间等）→压第N节桩（进行全过程测量、调控）→送桩→终压（对送桩压力与标高进行双控）→移机（地压耐力、压桩顺序）→截桩（锯桩器截割）→记录、核查压桩及桩基检测相关资料。

　　2、压桩施力匹配技术

　　PHC静压桩的压桩施力技术是以桩架自重及桩顶配重作为反作用力，克服桩周土体的侧摩阻力和桩端阻力，将桩徐徐压入土中而实现的。

单桩极限承载力、终压力、终压控制标准即是与此有关的三个重要压桩力学参数。

　　单桩极限承载力，其值取决于桩身材料强度和地层的支承力；终压力，其值可从所施压的桩机上的油压表读数来表达或换算；而终压控制标准，则是由包括终压力、桩入土深度、桩端持力层、桩尖入持力层深度、复压次数与下沉量等诸方面综合确定的。

显然，单桩极限承载力、终压力、终压控制标准，是从不同角度考量桩基受力态势的三个既有关联、又有区别的力学指征。

它分析了桩基受多种力学因素的综合影响。

如：

长桩（一般指桩长≥20m）时，桩周土固结强度恢复后侧摩阻力较大，即使压桩时终压荷载不大，但总的承载力较高，有时桩的极限承载力甚至高于压桩的最大终压力；短桩（一般指桩长≤10m）时，桩周土固结提供的侧摩阻力有限，虽然终压荷载较大，但总的承载力也可能不高，甚至可低于压桩的最大终压力；又如，工程上所见的单桩承载力不足，常缘于场地地质的复杂性、多变性。

静压施工时，如果只注意控制桩长，忽视同一标高上不同部位土粒性状的可能不同，就有可能致使有的桩会因终压力较小而达不到设计要求；反之，如果只注意控制终压力，就有可能忽视了沉桩途中可能遇上硬夹层，而使部分桩的桩端落在硬夹层上。

因此，为避免发生桩基质量问题，施工中不能简单地依据入土桩长或者终压力值来确定单桩极限承载力，而必须实行桩长和压桩力的双控。

　　3、压桩

（1）应严格按照施工方案及有关技术规范的要求进行施工。

压桩顺序，应遵循减少挤土效应，避免管桩偏位的原则。

一般说来，应注意：

先深后浅，先大后小；同一单体建筑或群桩承台应先施压场地中央的桩，后施压周边的桩；毗邻其他建筑物时，由毗邻建筑物向另一方向施压；如周围为基坑的支护结构时，其支护结构应在主体桩施工完成后再行施工。

工程桩施工中，对有无挤压情况造成测放桩位偏移，应督促施工单位经常复核。

（2）压好第1节桩至关重要。

首先要调平机台，管桩压入前要准确定位、对中，在压桩过程中，宜用经纬仪和吊线锤在互相垂直的两个方向，监控桩的垂直度，其垂直度偏差不宜大于0.5％。

监理工程师应督促施工方测量人员对压桩进行全程监控测量，并随时对桩身进行调整、校正，以保证桩的垂直度。

　　（3）合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层。

每根桩的管桩接头数不宜超过4个；同一承台桩的接头位置应相互错开。

　　（4）在压桩过程中，应随时检查压桩压力、压人深度，当压力表读数突然上升或下降时，应停机对照地质资料进行分析，查明是否碰到障碍物或产生断桩等情况。

如设计中对压桩压力有要求时，其偏差应在±5％以内。

　　（5）遇到下列情况之一时，应暂停压桩，并及时与地质、设计、业主等有关方研究、处理：

　　压力值突然下降，沉降量突然增大；桩身混凝土剥落、破碎；桩身突然倾斜、跑位，桩周涌水；地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大；按设计图要求的桩长压桩，压桩力未达到设计值；单桩承载力已满足设计值，压桩长度未达到设计要求。

　　（6）桩压好后桩头高出地面的部分应及时截除，避免机械碰撞或将桩头用作拉锚点。

截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或扳拉截断。

　　（7）对需要送桩的管桩，送至设计标高后，其在地面遗留的送桩孔洞，应立即回填覆盖，以免桩机行走时引起地面沉陷。

　　（8）预应力管桩的垂直度偏差应不大于1％。

　　（9）应随机检查施工单位的压桩记录，并抽查其压桩记录的真实性。

　　4、接桩

（1）接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不应大于2mm。

（2）管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。

　　（3）为保证接桩的焊接质量，电焊条用E43，应具有出厂合格证。

电焊工应持证上岗，方可操作。

施焊时，宜先在坡口周边先行对称点焊4～6点，再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行。

　　（4）焊接层数不得小于3层，内层焊渣必须清理干净后方可在外层施焊。

焊缝应饱满连续，焊接部分不得有咬边、焊瘤、夹渣、气孔、裂缝、漏焊等外观缺陷，焊缝加强层宽度及高度均应大于2mm。

　　（5）应尽可能缩小接桩时间，焊好的桩接头应自然冷却后，方可继续压桩，自然冷却时间应＞8min。

焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。

　　5、终压

（1）正式压桩前，应按所选桩机型号对预应力管桩进行试压，以确定压桩的终压技术参数。

（2）其终压的技术参数一般采用双控，根据设计要求，采用以标高控制为主、送桩压力控制为辅或者相反。

应视设计要求和工程的具体情况确定。

　　（3）终压后的桩顶标高，应用水准仪认真控制，其偏差为±50mm。

　　6、注意事项

（1）加强预应力管桩的进场检查验收工作。

（2）压桩施工过程中，应对周围建筑物的变形进行监测，并做好原始记录。

　　（3）对群桩承台压桩时，应考虑挤土效应。

对长边的桩，宜由中部开始向两边压桩；对短边的桩，可由一边向另一边逐桩施压。

　　（4）如地质报告表明，地基土中孤石较多，对有孤石的桩位，采取补勘措施，探明其孤石的大小、位置。

对小孤石也可采取用送桩杆引孔的措施。

　　（5）土方开挖时，应加强对管桩的成品保护。

如用机械开挖土方，更应加强保护。

土方开挖.宜在压桩后，不少于15天进行，并应采取分层、均匀、对称方法开挖。

及时去除桩间土；严禁将土堆放在基坑边坡附近，以减少桩侧土的侧向位移，防止桩位移或折断。

　　（6）雨季施工预应力管桩，其场地内宜设置排水暗沟，并在场地外适当位置设集水井，随时排出地表水。

使场地内不积水、不软化、无泥浆。

操作人员应有相应的防雨用具。

各种用电设施，要检查其用电安全装置的可靠性、有效性，防止漏电或感应电荷可能危及操作人员的安全。

　　（7）预应力管桩施工结束后，成桩检测一般采用低应变法来判断桩身完整性，用单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力。

抽检数量应根据建筑物的重要性、地质条件和成桩可靠性来确定。

一般先取20％以上且不得少于lO根的有代表性的桩做低应变检测，对于三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根。

低应变检测完后，应根据其检测结果，选择有代表性的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类桩做静载；静载试验的检测数量不应少于3根，且不宜少于总桩数的1％，当工程总桩数在50根以内时不应少于2根；静载检测完成后，用Ⅰ类优质桩、Ⅱ类合格桩的静载试验结果来统计工程桩承载力特征值；而对Ⅲ类有问题的桩进行验证和处理；Ⅳ类不合格桩必须进行处理。

　　三、工程实例

　　某工程位于南宁市鲁班路，总建筑面积共42615m2，地下一层、地上三栋11～18层商住楼；结构形式为钢筋混凝土框剪结构，基坑开挖至地面以下－4.5m；场地平坦，地质情况自上而下为素填土、黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、圆砾层，基础设计采用静压高强预应力管桩，桩型为PHC6400（A型），桩长在5～12m范围内，桩尖进入圆砾层，单桩设计压力值：

1200KN，终压值：

中桩3000KN、边桩2400KN。

共布桩997根。

　　施工单位安排一台YZY600型静力压桩机，并配置两台二氧化碳全体电焊机进场施工。

施工管理人员和作业个人配置齐全并全部到位。

监理成立监督小组，对压桩过程进行全程跟踪，并对每根桩的桩身质量、沉桩和收桩过程进行旁站检查。

　　待压桩完成后，复测148根管桩桩顶标高，未发生浮桩现象；基坑开挖后，共抽取269根桩做低应变检测，其中Ⅰ类桩48根，Ⅱ类桩221；并抽取11根桩做静载检测，结果全部合格，满足设计要求。

　　四、结语

　　静压高强预应力管桩由于具有很多优点，已在很多地区得到广泛应用和发展。

在其应用过程中，只要我们一方面严格落实现有技术规范、措施和有关经验，另一方面在工程实践中不断改进提高其技术应用水平，就可以很好地控制静压高强预应力管桩的施工质量。