1引言

 

　　 静压高强预应力管桩由于具有施工环境整洁无排污、单桩承载力直观、质量稳定、施工效率高、工期短、噪音低、造价低和无震动等特点，越来越被设计院、业主和广大工程技术人员重视和采用，已在很多地区得到广泛应用。然而，资料和工程实践表明，由于挤密性桩桩易跑位、桩的垂直度、桩接头的焊接、入持力层的深度、终压值的复压、基坑开挖桩被挤斜挤断，由此引发了许多施工质量问题，本文结合静压高强预应力管桩的施工特点，针对这些问题进行了探讨。

 

　　 2工程实例

 

　　 南京江宁某住宅小区共建六栋18+1层（地下1层，地上18层）住宅，结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构。

 

　　 本工程采用静压预应力高强度混凝土管桩PHC500（125）AB-C80，桩顶标高以下10米左右为流塑淤泥质粉质粘土，桩端持力层为⑤层强风化层，桩进入⑤层土深度不小于1.0m，试桩报告提供的单桩承载力特征值为1500kN。

 

　　 施工单位安排1台ZYJ680型静力压桩机，并配置2台二氧化碳气体保护电焊机进场施工。施工管理人员和作业工人配制齐全并全部就位。业主和监理对压桩过程进行全程跟踪，并对每根桩的桩身质量、定位、对中、压桩、接桩、送桩、终压复压过程进行旁站检查。

 

　　 3预应力混凝土管桩常见质量问题分析

 

　　 预应力混凝土管桩在桩压入过程中，以桩机自身的重量和配重作为反作用力，克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力，当管桩在竖向压力作用下压入土中时，桩周土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，桩身很容易下沉。

 

　　 预应力混凝土管桩成桩质量稳定可靠，是在专业化工厂生产，采用离心成型、压蒸养护工艺，确保砼强度等级大于C60（高强砼PHC管桩砼强度等级达到C80以上），比普通砼预制桩承载力高2~4倍。在压桩过程中桩的阻力由静压桩机上的仪表反映出来，所以每根桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录（相当于每根桩都做了静载试验），由于静压桩过程中，桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录，所以桩的质量可靠。但在施工过程中稍有不慎或把关不严，就会造成质量事故或质量隐患，教训也是屡见不鲜的。影响桩基施工质量的因素有多方面，如：挤密性桩桩易跑位、桩的垂直度、桩接头的焊接、入持力层的深度、终压值的复压、基坑开挖桩被挤斜挤断等质量问题。因此，静压管桩桩基工程的施工应全面考虑各种可能影响因素，细致地做好各项事前控制工作，将隐患扼杀在摇篮中。

 

　　 4静压高强预应力管桩施工技术及质量控制

 

　　 4．1施工前准备工作：

 

　　 4.1.1压桩机运入现场安装就位后，应认真检查压桩设备各部分的质量和性能，并进行试运转，油压表是否按期检测；

 

　　 4.1.2检查管桩出厂合格证、检验报告和产品说明，其外观质量及产品等级，检查管桩的标记是否清晰。

 

　　 4.1.3根据施工图绘制整个工程的桩位编号图，并且根据施工组织设计施工方案，确定合理的施工流水线路。

 

　　 4.1.4由专职测量人员分批或全部测定标出场地上的桩位，其偏差不得大于20mm；

 

　　 4.1.5在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录该深度时的压力值。

 

　　4.1.6每台压桩机宜配备一台压桩自动记录仪。

 

　　4.2在正式压桩前，应进行试压桩，以利初步确定承载力的特征值：

 

　　工程桩施工前应进行不少于2根试压桩，桩的规格、长度及地质条件应具有代表性，桩应选在地质勘探技术孔附近。施压方法及施压条件应与工程桩一致，压桩经过24h采用与桩的极限承载力进行复压，如果桩身不下沉，即可按设计桩长和标高进行全面施工，否则应进行调整。试压桩宜按1%的工程桩数量进行静载荷试验；有条件时，静载荷试验宜加载至桩的极限承载力。

 

　　4.3压桩的顺序.

 

　　4.3.1根据桩的密集程度及桩基础与周围建(构)筑物的关系：若桩较密集且距周围建(构)筑物较远、施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集、场地狭长、两端距建(构)筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集且一侧靠近建(构)筑物时，宜从毗邻建(构)筑物的一侧开始由近及远地进行；

 

　　4.3.2根据场地的工程地质条件：若场地较大且部分区域的上覆土层中含砂(碎石、卵石)时，宜先在含砂(碎石、卵石)区域内施压；若持力层埋深或桩的入土深度差别较大时，宜先施压长桩后施压短桩。

 

　　 4.3.3根据桩的规格及分布情况：当场地内桩的规格不同时，宜先施压大桩后施压小桩；当场地内存在30根桩以上的大承台时，宜先施压大承台桩后施压小承台桩.

 

　　4.4抱压式液压压桩机施工作业

 

　　 4.4.1压桩机应配足重量，配重满足大于1.2～1.5倍单桩竖向极限承载力的要求，是否会产生陷机、走位等现象；边桩、角桩是否有足够压桩位置和是否会对邻近建筑物产生侧向挤压影响；施工现场架空和地下障碍物是否已经处理。

 

　　 4.4.2第一节管桩吊桩到位后必须要有专职测量员用经纬仪或全站仪核对其桩心是否对准桩位中心。压桩机机上起重机在进行吊桩，喂桩过程中，严禁行走和调整。

 

　　4.4.3喂桩时，管桩桩身两侧合缝位置应避开夹具的直接接触；

 

　　 4.4.4第一节管桩入土的垂直度对整根管桩影响很大，当第一节管桩插入地面1.0m左右时，应由互相垂直方向的经纬仪进行校测，将桩身垂直度偏差严格控制在≤0.25%且≤50mm以内。当第一节桩身垂直度超限时，必须拔出重插。

 

　　4.4.5压桩过程中应经常观测桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架等方法强行纠偏；

 

　　4.4.6压桩过程中应经常注意观察桩身混凝土的完整性，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立即停机，找出原因，采取改进措施；

 

　　 4.4.7每一根桩应一次连续压到底，接桩，送桩应连续进行，中间不得无故停歇，且尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩

 

　　4.5管桩接桩的焊接方法

 

　　4.5.1当管桩需要接桩时，宜避免桩端落在厚粘土层以及厚而密实的粉砂层中接桩。

 

　　 4.5.2管桩对接前应用钢刷将上下端板清刷干净，桩头处宜设导向箍或其它导向措施，上下桩段应保持顺直，措位偏差不宜大于1mm。节点弯曲点高不应大于桩长的1/1000.上下节桩两端面应紧密贴合，不得在接头处出现间歇，严谨在接头间歇中填塞铁片、铁丝、焊条头等杂物。接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲打。

 

　　 4.5.3焊接时，宜先在坡口圆偶周上对称点焊4~6个点固定，拆除导向箍后再行施焊，焊缝应饱满连续。当采用二氧化碳气体保护焊时，施焊易用两台焊机对焊，焊丝采用ER50-6型，其质量应符合《气体保护电弧焊用碳钢，低碳钢焊丝》GB/T8110的规定，二氧化碳气体应符合《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。

 

　　4.5.4焊好后应自然冷却≥5.0min（CO2气体保护焊）方可施压，严禁用水冷却和焊接后立即施压。

 

　　 4.6截桩和送桩：

 

　　 4.6.1当一根桩压完后，若有露出地面的桩段必须在移机前截去，管桩应用锯桩机截割，严禁利用压桩机行走推力强行将桩扳断的作业法。

 

　　 4.6.2当桩顶被压至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩头质量，合格后应立即送桩，压、送作业应连续进行；

 

　　 4.6.3江苏省压桩施工单位所采用的送桩器有套筒式和方形钢管加固定爪式，套筒式就多，送桩器的刚度、强度应与所送管桩型号相近。送桩器下端面应开孔，便于管桩内腔进水后外溢，否则易致使管桩产生竖向裂缝。不得借施压用的工程桩作送桩器；

 

　　 4.6.4当场地上多数桩较短(L≤15)或桩端持力层为风化软质岩可能需要复压时，送桩深度不宜超过1.5m；

 

　　 4.6.5除本条3款规定外，当桩的垂直度小于1%且桩的有效桩长大于15m时，静压桩送桩深度可根据需要送得比打入式桩深一些，但不宜超过8m；

 

　　 4.6.6送桩的最大压桩力一般不宜超过桩身允许抱压压桩力的1.1倍。

 

　　 4.6.7沉桩完毕，桩孔应及时可靠地覆盖，确保人身安全。

 

　　 4.7终压控制标

 

　　 4.7.1可根据下列条件和原则综合确定：

 

　　 4.7.1.1根据现场试压桩的试验结果；

 

　　 4.7.1.2参考条件相似工地的施工经验；

 

　　 4.7.1.3终压时连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定，一般不宜超过3次，对施压入土深度小于8m的桩，复压次数可增至3～5次。当条件许可时宜采用超载施压法，一般不宜采用满载连续复压法；

 

　　 4.7.1.4复压时每次稳压时间：压桩力小于3000kN时不宜超过10s；压桩力大于3000kN时不宜超过5s；

 

　　 4.7.1.5终压力值不宜大于桩身允许抱压压桩力的1.1倍。

 

　　 4.7.2当无类似工程施工经验时可参照下列标准确定：

 

　　 4.7.2.1对于摩擦桩，应按设计桩长进行控制。但需在试压桩时，先按设计桩长试压3～5根桩，24h后再用与桩的竖向极限承载力相等的压桩力进行复压，如果桩身不下沉，即可按设计桩长进行全面施工，否则，设计桩长应修正。

 

　　 4.7.2.2对于端承摩擦桩或摩擦端承桩，终压控制标准可按下列规定执行：

 

　　 4.7.2.2.1当桩入土深度L＞23m时，终压力值可取桩的竖向承载力特征值的2.0倍。但桩同土为粘性土且灵敏度较高时，终压力则取桩的竖向承载力特征值的1.70～1.90倍并复压1～2次；

 

　　 4.7.2.2.2当桩入土深度15m＜L≤23m时，终压力可取桩的竖向承载力特征值的2.0～2.4倍，当桩较短且土质差时取值接近2.4倍，桩较长且土质较好时取值接近2.0倍并复压2～3次；

 

　　 4.7.2.2.3当桩入土深度8m＜L≤15m时，终压力可取桩的竖向承载力特征值的2.2～3.0倍，当桩较长且土质较好时取值接近2.2倍，桩较短且土质一般时取值3.0倍左右并复压3次；

 

　　 4.7.2.2.4当桩的入土深度只有6m～8m时，终压力可取桩的竖向承载力特征值的2.8～3.2倍并复压3～5次；

 

　　 4.7.2.2.5当终压力值受到各种条件的限制而达不到本条有关规定时，宜按实际情况降低单桩竖向承载力特征值，不得任意增加复压次数。

 

　　 4.8静压桩工程的基坑开挖

 

　　 采取合理的基坑开挖方案，可以确保临近建筑物、道路及公用设施（上下水道、电缆、煤气管线）的安全，确保工程桩不被挤斜挤断。有些地区因没按照有关规定进行基坑开挖，造成了工程桩被挤斜或被挤断的事故发生，在淤泥质等软土质条件下基坑开挖的事故率更高。因此，结合当地经验，严格按要求制定正确的基坑开挖方案并经论证后实施是非常必要的。在软土地区采用机械开挖应合理布置开挖形式，并采用各种辅助措施保护工程管桩。一般饱和粘性土、粉土地区，超孔隙水压力的消散时间为15d，淤泥质土时间会更长一些，因此建议各地区结合当地经验确定合理的基坑开挖时间。应严格按照分层、均与、对称等原则进行基坑开挖，基坑顶部及影响范围内不得推土。

 

　　 该工程06栋的北侧原来是一个池塘，池塘深约4.0米，桩顶标高以下10米左右为流塑淤泥质粉质粘土，开挖时没有严格按施工方案执行，采用3台挖土机强行开挖，造成06栋北侧的3排整体倾斜偏位，最大偏位60cm。经过多次专家会诊，得出结论因土质差，没有完善的支护方案，土方野蛮开挖，加之高强预应力管桩抗剪能力较差，造成了这次严重的质量事故。最后采用补桩，费时又费力。

 

　　 5静压高强预应力管桩施工验收

 

　　 管桩质量检验应严格按要求执行，对管桩的壁厚、单节桩垂直度、接桩焊接质量、钢筋保护层厚度、混凝土是否离析分层等应重点检查，不符合要求的管桩不得进入施工现场。实际桩位偏差应由沉桩单位及相关单位共同现场测量，并应符合规定。电焊接桩焊缝质量检验应按规定执行。最后由相关单位在桩位竣工图上签字盖章后，交设计人员处理。

 

　　 管桩自进入现场开始，每道工序应进行检查验收，上道工序验收合格后方可进行下道工序验收。

 

　　 对管桩成品进场时的资料和验收内容、数量、方法都有相关要求。验收不合格的应立即退场。

 

　　 接桩焊接处所采用的焊条型号应与端板有良好的可焊性，且保证焊缝质量。没有上岗资格证的电焊工，严禁进行管桩的焊接连接。

 

　　 静载法测试的单桩极限承载力，是指由管桩桩身混凝土强度控制的极限承载力。根据工程地质条件计算或静载桩所得到的单桩极限承载力超过此值时，设计必须取按桩身混凝土强度控制的单桩极限承载力。

 

　　 本条件允许管桩桩位的放样有偏差，单偏差值很小时，一般能满足设计受力要求。有条件时因尽可能做到无偏差放样。

 

　　 状体质量和承载力检验应按《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑桩基技术规范》JGJ94的相关规定执行。静载、高应变和低应变的检测数量可按这两条的规定执行。

 

　　 6结束语

 

　　 综上所述，在静压高强预应力管桩施工过程中，应充分考虑各种影响因素，尽可能估计到可能发生的问题，在其应用过程中，只要严格落实现有各项技术规范、措施和有关经验，同时在施工过程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施工质量。

 

　　 参考文献：

 

　　 [1]翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析，.山西建筑

 

　　 [2]JGJ106-2003，建筑基桩检测技术规范

 

　　 [3]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），中国建筑工业出版社

 

　　 [4]预应力混凝土管桩基础技术规程（DGJ32/TJ109-2010），江苏科学技术出版社