超高强预应力混凝土管桩施工的质量监理

　　超高强预应力混凝土管桩由于其具有施工工期短、单桩承载力高、造价较低无噪音等优点，在福州地区迅速得到了推广应用。

    义帮洲旧屋改造工程主楼地上18层，地下1层，建筑面积约10000m2。采用框架剪力墙结构。建筑物总荷载约180000kN，最大单柱荷载约6500kN，基础采用承台基础，桩采用超高强预应力混凝土管桩，规格为φ500*23、400*44，桩长35m，共打设67根桩，设计单桩承载力2500KN、3600kN。

    1超高强预应力混凝土管桩施工过程的质量监理

    1.1压桩前的准备工作

    1.1.1施工队资质审查

    必须对压桩队伍的资质材料进行审查，了解施工队的技术力量及压桩水平；审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划，评价其可行性：要求施工队每个技术人员，包括施工技术员、焊工、记录员、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。

    1.1.2桩锤的选择

    选择桩锤时，要充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。

    1.1.3桩架、桩机的选择

    桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。该工程桩架选用D-308S型履带行走式桩架，其最大特点是移动灵活，使用方便，运行机构为履带，对路面要求比较低。应根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求，准确地选择压桩机，如果压桩机吨位过小，可能出现桩压不下的情况，因而无法达到设计承载力要求；反之，如果压桩机吨位过大，易发生陷机情况。

    1.1.4施工放线与桩位测设

    由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合"规划"要求，而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构，因此，根据施工组织设计和打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，根据桩基施工图进行桩位测设。

    1.1.5桩尖、桩身质量检查

    首先必须对桩尖进行查验、量测，按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求，对所有到场的桩尖进行量测，不满足设计和管桩规范要求的，责令其更换。对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，量测管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。特别是管壁厚度，由于静压法施工中的夹持力较大，壁厚不够很容易把桩夹碎。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验，检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况，即检查混凝土桩有无严重质量问题。不符合管桩规范要求的，责令厂家退回。

    1.2压桩施工过程的质量监理

    1.2.1.底桩的定点

    虽然在放线与定桩位时已经核查过，但是经验不足或技术水平不高的施工技术人员往往在放底桩时偏离原定的桩位，从而导致成桩的偏位。因此就位时应正确安放，第一节管桩插入地下时，要尽量保持方向正确，开始要轻轻打下，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拨出重打。建议在每个桩位处用石灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈，压底桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，使成桩的偏位尽可能减小。

    1.2.2桩身垂直度的控制

    校核桩的垂直度可采用垂直角，即用两个方向(互成90°)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。

    1.2.3锤打

    (1)“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，采用了较重的桩锤(桩锤重8t)和较低的速度施打。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯。

    (2)打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫，桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。

    (3)选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。基础形状规则的打桩施工顺序应先里后外，由中心逐渐往外侧对称施工，该工程基础形状规则，施工时遵循“对称施工”的原则，确保了基础内挤压应力的平衡。打桩施工时，先打主楼桩———深桩，后打裙楼桩———浅桩；先打跨中桩，后打边区桩；先打近桩，后打远桩；先打毗邻建筑物的桩，后打远离建筑物的桩。通过采取以上措施，有效地降低了桩基的侧向位移。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。

    1.2.4接桩及焊缝控制

    接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm(宜设置接桩导向箍)。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡U露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时最好两个焊工同时进行，先在坡口圆周上对称点焊4-6点，焊接层数不少于2层，每层焊渣必须清理干净，保证焊缝连续饱满，自然冷却约8一10分钟(严禁用水冷却或焊完即压)，防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。

    1.2.5送桩

    为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。

    1.2.6打桩记录和周围建筑物观察

    为了便于控制终止压桩，必须详细记录压桩过程的压力与桩人土深度，了解桩尖人持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5-1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯人度和最后1m的锤击数等。打桩过程中应详细观察周围建筑物沉降或上升情况，在建筑物上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。现义帮洲主楼竣工已2年多，附近居民房使用正常，对结构无不良影响。

    1.2.7终压标准及终压的控制

    终压标准应该以质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下，除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外，还要控制终压值Q的大小。总结义帮洲工程静压管桩的实践经验，终压值Q可以按以下原则来控制：

    (1)当桩端持力层为标贯击数较低、中密以下的粉细砂时，以控制桩端人持力层深度为主，终压值作参考，Q=(1.6-2.0)Rk。

    (2)当桩端持力层为标贯击数较高，中密以上的中粗砂、砾砂时，以控制终压值为主，Q=(1.8-2.5)Rk，长桩取低值，短桩取高值；击数低取低值，击数高取高值。

    1.3桩头填芯的质量控制

    由于桩与上部结构的连接主要通过桩的承台，因此桩头嵌入承台的长度不宜太短，有关管桩技术规范规定不宜小于lOcm。因此在地震设防区有必要把桩嵌入承台的长度加长，且桩头的插筋长度也应加长及增加配筋量，桩头填芯砼的强度等级应满足规范要求和设计要求。该工程桩芯采用C40细石砼，这一环节的重要性显而易见，工程有关技术管理人员应该加强这一环节的质量控制。

    2.成桩的质量检查

    2.1桩身垂直度及桩身质量的检查

    桩身的垂直度可以用垂球吊线的办法来量测，对不符合规范要求的，应及时报送设计单位，由设计单位提出补强修改意见。目前福州地区主要依据有关规范规定，按桩总数的一定比例采取小应变动测的检测方法，对桩身的完整性进行检测。

    2.2桩顶标高及偏位情况的检查

    基础开挖后，应对桩顶标高及桩的偏位情况进行测量，并把记录资料完整地整理一份报送设计单位，由设计单位提出方案，解决那些桩顶标高低于设计标高以及桩偏位超过规范要求的情况。而对于那些桩顶标高高于设计标高的情况，施工单位应用电锯法截去多余的桩段，而不应该用人工敲打的办法把多余的桩段敲掉，那样很容易把成桩敲伤。

    2.3单桩竖向承载力的检测

    目前主要采用静荷载试验的方法来检测成桩的单桩竖向承载力，由设计单位、质监部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关部门举行点桩会议，选取较具代表性的桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持荷载法，并要求工程有关技术管理人员进行现场监督，详细记录最终沉降量和残余沉降量等。特别要注意检测桩机在进场、退场及移动过程中不要碰撞到任何工程桩。

    3常见质量问题分析与处理

    3.1桩倾斜

    插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况，很可能在地面下不远处有障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净。

    3.2.桩尖达不到设计深度

    静压管桩施工时，若发生个别桩长达不到设计深度，其原因可能是：

    (1)桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层。

    (2)中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，若延续时间过长，沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度。

    (3)接桩时，桩尖停留在硬土层内，若时间拖长，很可能不能继续沉桩。发生管桩沉不下去时，应冷静分析原因，找出对策才能继续施工，切不要盲目加大压桩力强行沉桩。

    3.3基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜

    挖土引起基桩的倾斜，直接起因是挖土方法不当，将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近，因而产生侧向压力；加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的水压力乘机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向流动，而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移。该工程发生过此现象，发生这样的事故先要进行调查分析，弄清哪些桩报废，哪些桩还可以用，哪些桩应折减其承载力，然后根据实际情况进行补桩。为防止此类工程事故的发生，应严禁边压桩边开挖；开挖宜在基桩全部完成并至少隔15天后进行，挖土宜逐层均匀进行，桩周土体高差不宜超过1m；注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定；基坑顶部周边不得堆土或堆放其他重物等。

    3.4桩身上浮

    当工程桩较短或桩较密集时较容易发生桩身上浮的情况，此时采取复压是一较有效的补救措施。所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。

    4结束语

    由于PHC桩强度高，钢筋采用预应力螺旋筋，抗裂性好，单桩承载力高、桩身耐锤击性好、穿透力强、成桩质量可靠，不易损坏，补救措施方便快捷，还可做到现场清洁，文明施工，造价便宜等特点在义帮洲旧屋改造工程基础施工中均得到很好的体现。因此，随着PHC桩技术的广泛应用和发展，以及人们对PHC桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信PHC桩技术应用水平将会不断地得到提高。