预应力静压管桩施工质量监控.doc

_浅谈预应力静压管桩施工质量监控（建筑工程系）摘 要随着人类对环保意识的不断增强，建筑工程地基基础的建设至关重要目前静压预应力管桩的应用越来越广泛,在静压预应力管桩施工过程中会遇到种种情况而涉及桩基工程质量控制.笔者根据长期执行建设工程质量监理工作实践,就预应力管桩工程施工监理过程的质量控制,做初浅探讨.静压预应力管桩具有能承受较大的负荷、质量稳定、造价低等优点，近年来在国内很多地区得到广泛应用，但是在实际应用过程中，施工质量和安全问题频频出现。压预应力管桩是在预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来的，利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉人地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。传统的锤击法入桩常常排放出污染环境的油烟和噪音，严重影响周遍居民的居住环境；而静压高强预应力管桩由于具有单桩承载力较大，质量稳定，低噪音和无震动等特点，已得到广泛的应用并具有广阔的应用前景。 本文从实际工作经验出发，介绍了静压预应力管桩施工过程的控制，以确保管桩施工质量和安全。 SummaryAs humanity to the environmental protection to enhance awareness of architectural engineering foundation, the construction of current static prestressed pipe pile is vital, used more widely in static prestressed pipe pile construction process will encounter of various circumstances involved in pile foundation engineering quality control. According to the long-term executive construction quality supervision work practice, then prestressed pipe pile construction supervision process quality control, do a preliminary discussion. Static prestressed pipe pile has can bear larger load, stable quality, in recent years, cable-stayed-suspension in China is widely applied in many areas, but in practice, the construction quality and safety problems appear.Pressure prestressed pipe pile is prestressed technique and high performance concrete in developed on the basis of static or hammer, using the methods of hollow cylinder body shape, reach underground sank one component design control elevation or capacity, regard building foundation. The traditional hammering method into piles of environmental pollution often emits smoke and noise, the serious influence of neighboring residents living environment;And because of the high strength prestressed pipe pile static single pile bearing capacity is bigger, stable quality, low noise and no vibration characteristics, has been widely applied and has a broad prospect of application. This paper, starting from the actual work experience introduced the construction process of static prestressed pipe pile of controls to ensure that pile construction quality and safety.关键词 静压；预应力管桩；工艺流程；质量控制；安全KeywordsStatic pressure; Prestressed pipe pile; Process; Quality control; safety 引 言预应力混凝土管桩根据其工艺特点可分为预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）和预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。预应力砼管桩基础，由于管桩基础是在地下施工，隐蔽性和技术性都很强，因此必须严格地监理其施工过程，才能有效保证工程质量和安全，尤其是施工前和施工过程中的控制。在预应力硷管桩压入过程中,以桩机本身和配重的重量作用于管桩上，克服压桩过程中的桩侧摩擦力和桩端阻力，使桩身沉入土中，并达到设计要求的一种沉桩方法。其相对于锤击法虽成本较高，但施工具有低噪声、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。现根据自身在预应力管桩施工监理工作中的实践总结，谈谈预应力砼管桩基础的监理要点。1、施工前的质量控制 1.1场地的选择（1）在施工前加强地质勘察工作,摸清地质情况,应按桩型设计要求提供有关准确的土力学指标, 并对持力层的埋深、层面走向、场地存在的孤石等障碍物加以勘探清楚,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。 （2）施工场地地面要求平整, 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。施工场地下的旧建筑物基础在施工前应彻底的清除，对地下障碍物可分别采取除障、引孔、避让等措施解决。场地的边界与周边建筑物的距离应满足桩机最小工作半径的要求, 且对建筑物应有相应的保护措施。 1.2桩机的选择在施工前应提交进场设备报审表, 并对选用设备认真核查，检查压桩机型、配重是否符合设计和场地要求。桩机的选型一般按1.21.5 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。 1.3对施工单位及相关施工文件的审查 正式施工前应组织设计、地质、建设、监理、施工、质检等单位在现场共同进行试桩,验证是否满足设计要求,确定持力层深度、桩长,以便进一步优化设计，同时确定沉管深度、终压值及其沉降量等收桩标准的施工参数。其次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，以及施工技术方案是否齐全, 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。此外再核查其施工设备、劳力、材料及半成品是否进场, 是否满足连续施工的需要，开工条件是否具备, 条件成熟时批准其开工。 1.4对预应力管桩的质量监控 检查管桩砼的强度、钢筋力学性能及管桩结构性能检测报告；检查管桩的外观, 有无蜂窝、露筋、裂缝； 检查管桩合格的尺寸，一般桩径( +5mm、4 mm)、管壁厚度（正偏差不限、0）、桩尖中心线（<2mm）、顶面平整度（10mm）、桩体弯曲（<1/1000L）、管桩强度必须达到设计强度的100%, 并且要达到龄期。 1.5管桩桩位的测量 在施工图中对管桩桩位进行逐一编号,且在桩位测量定位后, 要按设计图进行复核, 单排桩桩位的放样误差10mm,群桩20mm。 监理对桩位的测量要进行旁站监督，监理单位对测量定位成果进行检查无误后共同验收。 2、施工过程的质量控制 2.1静力施压流程 定桩位 压桩机到位 吊桩、对中( 控制吊点、垂直度) 对中焊桩尖 压第一节桩 焊接接桩 压第N 节桩 送桩终压 移机 截桩记录、核查压桩及桩基检测相关资料。 2.2施工各环节的质量控制 2.2.1压桩：桩在压入的初始阶段是否垂直, 是保证整根桩垂直的关键 。在压桩时严格监控桩位偏移情况，可减少打桩时因偏心或局部受力而使桩身桩头发生破损的机会，桩在压人1m左右后应停止压桩, 再次校正桩在竖直两个方向的垂直度后继续施压。此外还应注意要采用合理的压桩顺序，一般情况下不同的桩基应先深后浅、先大后小、先长后短;同一单体建筑物或群桩承台应先施压场地中央的桩,后施压周边的桩;毗邻其它建筑物时,由毗邻建筑物向另一方向施压。沉桩速度不能过快，当桩尖遇到硬土层或砂层而发生沉桩阻力突然增大时,可采用忽停忽压的冲击施压法。 2.2.2接桩：当下节桩的桩头距地面1一1.2m时, 即可进行焊接接桩, 管桩对接前应用钢刷将上下端的钢板清刷干净,用导向箍引导就位, 使上下节管桩顺直后再开始焊接,焊接层数不得少于二层,焊缝应饱满连续,焊好后应自然冷却10分钟以上方可施压,严禁用水冷却和焊接后立即施压。焊接时应保证上下节桩处于同一中心线上, 上下节桩间如有间隙, 应用铁片全部垫实。接桩时间应尽量缩短, 如接桩耗时较长, 桩周摩阻得到恢复, 有可能使进一步压桩发生困难。 2.2.3终压：终压标准应综合考虑桩型、桩长、桩周土特性、桩端土特性及单位桩竖向极限承载力标准值等因素。当桩长21m时, 终压力按设计极限承载力取值 当桩长21m且14m时, 终压力按设计极限承载力的1.11.4倍取值 当桩长14m时, 终压力按设计极限承载力的1.41.6倍取值。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，但同时也还应视设计要求和工程的具体情况确定。此外终压后的桩顶标高, 应用水准仪认真控制, 其偏差为±50mm。 2.2.4偏位补桩、在沉桩过程中发现桩位误差过大，超过规定且偏差将使桩的受力产生不良影响时，应及时进行补桩，补桩位置和规格应由该基础的设计单位确定，补桩的规格应根据受力情况采用相同规格或直径稍小的桩、当发现偏差时桩机已离开现场，或再进入现场确有困难，若桩位误差过大对受力产生不良影响时，宜采用锚杆静压桩法补桩。、如桩位除偏心外，还伴随产生桩身倾、，断裂等现象，应通过质检部门检测，并提供检测报告，说明桩的偏位大小和方向，倾斜度和断裂位置等情况，由当地质量管理部门组织有关专家及设计、施工、监理等部门共同研究处理方法。、若桩位偏位较小且偏位对桩不会产生水平力和拉拔力时，可考虑采取高压旋喷桩进行补桩。、补桩后应对相应的桩台、地梁进行相应加固处理。2.2.5特殊情况的处理： 雨季施工时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。 预应力管桩管壁薄、混凝土标号高，施工中不注意容易产生断裂，在施工前应对桩身质量进行全面检查，测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行；其次在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。 在沉桩过程中，相邻的桩可能会产生横向位移和桩身上浮的现象，因此在施工前应对桩位下的障碍物进行清理，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用；其次在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正。 静压管桩施工时，桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制，如发现个别桩长达不到设计深度时，应详细查明工程地质情况，正确选择持力层或标高，合理选择施工方法及压桩顺序，冷静分析原因，找出对策才能继续施工。 南浔·香墅湾工程采用静压沉桩，根据工程具体特点设置质量控制点如下表：序号控制点控制内容检测工具、方法1管桩成品原材料合格证；混凝土试验强度；钢筋试验报告外观质量、尺寸卷尺；目测；靠尺2桩定位控制在1cm内；沉桩前复检样桩；压一排桩复一排桩钢卷尺；经纬仪3沉桩垂直度控制在0.5%内成90°方向各设1台经纬仪4对接中心线偏差2mm靠尺5焊接缝焊缝饱满（满足二级焊缝清渣程度）；焊缝接头应错位焊后停歇时间8分钟旁站；目测6桩顶标高符合设计图纸要求,-1.55米水准仪7成桩压力读数旁站记录3、施工结束后的质量检测 为检查工程桩的桩身完整性和承载力，采用低应变动力检测法进行质量普查，采用静载试验法进行单桩的承载力试验。试验前根据地质报告对现场进行分区，每个区内选样进行试验，每个区进行单独评估，最后进行整体评价。3.1  低应变动力检测：应用低应变动力检测技术检测桩身的完整性。因为双节桩全部采用焊接，而不是采用硫磺胶泥连接，所以本工程中对桩身完整性的检测只采用低应变动力检测，并没有进行高应变动力检测。抽测结果显示，整个工程桩的完整性很好，工程中没有出现接桩处出现断桩现象。检测典型测试曲线如图4所示，表明桩身结构完整。3.2  静载实验：利用静力压桩机作为反力装置进行桩的静载试验，加载方式为慢速维持荷载法，第一级荷载为每级加载增量的两倍，每级加载增量为100KN。通过由静载试验得出的Q-s曲线可判断出桩的极限承载力，从而判断出能否满足设计要求。本工程中通过静载试验，单桩承载力均能满足设计要求。4、管桩在设计及施工中注意事项4.1管桩设计中应注意的事项4.1.1 桩顶设计标高应低于施工现场地面标高不小于250mm。管桩施工时采用的液压桩机自重及配重都相当大。如THI550型步履式液压静力压桩机自重达2200KN，配重最高可达1800KN，总重最高可达4000KN。桩机直接在场地上移动，现场地面下陷十分明显。若桩顶设计标高与场地地面持平或略低于场地地面，施工中因场地土下陷，将造成桩头外露，桩机移动将受影响，甚至破坏桩头，造成施工麻烦。4.1.2 管桩造价较高，设计时须根据上部荷载大小、荷载形式、工程地质条件、工期要求等综合考虑，多方案比较后方可采用。同一工程中桩宜采用同型号、同规格，或型号规格差别较大。若桩的规格、型号过多，易造成施工困难，甚至造成施工错误。4.1.3 确定单桩承载力时应综合考虑地质情况和桩身强度。管桩为开口桩，根据现场压桩观察分析，在入土过程中，会较快在桩尖处形成一土楔。使其入土时的挤土情况与闭口桩无异。因此在确定单桩承载力时按闭口桩考虑。4.2管桩施工中应注意的事项4.2.1压桩机应根据土质情况和桩长选用适当型号及配重。桩机型号和配重选用适当可避免地表不均匀沉降以及由于地表不均匀沉降引起的斜桩，同时也降低露桩和短桩的几率。在香墅湾桩基础工程中就选用了YZY360、450、550系列和THI450、550系列桩机，效果很好。4.2.2适当控制沉桩速度，沉桩速度一般控制在1.5m/min左右为宜，使各层土体能正确反映其抗剪能力。当地基表层中存在障碍物时，要避免压偏。4.2.3采用焊接接桩时，须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满，焊接时可设23名焊工同时施焊。焊毕在套箍上涂刷防腐剂，冷却23min继续沉桩。4.2.4管桩起吊前应确定管桩桩身无损坏；施工中桩头、桩身和送桩中心线应重合。 4.2.5压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度。一个行程完毕后，松开抱桩器，开动油泵使之上移，再抱住固定，开始下一行程，循环作业。在每个行程开始时，要注意桩身的垂直度。4.2.6施工中现场不宜过多存桩，减少倒运次数。管桩采用混凝土强度大、塑性差，倒运次数增多，桩身受损甚至折断几率增大；现场尽量避免管桩多层叠放。4.2.7当工程较大，管桩用量特别大时，建设单位、施工总包单位会同监理单位应经常对供货厂家进行考察，准确掌握其生产能力及生产控制状况，保证管桩质量。5、安全生产与文明施工要求5.1现场临时用电5.1.1 认真贯彻和执行建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）和施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）5.1.2坚持以下三项原则：aTN-S接零保护系统原则；b“三级配电两级保护”原则；c .“一机，一闸，一漏，一箱”原则。5.2 作好外电防护与接地接零保护。5.3 配电系统的设置必须符合规范要求。5.4接桩焊机就防雨和通风良好，交流弧焊机变压器的一侧电源线长度应不大于5米，进线必须设置防护罩。5.5使用焊接机械必须按规定穿戴防护用品。5.6焊接机械的二次线宜采用YHS型橡皮护套铜芯多股软电缆，电缆的长度就不大于30米。5.7施工前项目部应向桩机施工班组做好安全施工技术交底，班组长应向班组成员做好安全施工交底。5.8 机械操作工和电焊工应持证上岗，且应与上报安全开工生产条件报审中人员相符。5.9现场应悬挂安全警示牌，夜间设好安全警示灯。5.10按规范要求现场悬挂安全操作规程，并就规程和实际性操作的工人作出详细的讲解和演示。5.11现场电器线路不得有破损，架设开关箱应符合安全要求，并按要求作好防护。结束语静压预应力管桩具有很多优点且已在很多地区得到了广泛应用和发展，只要我们在应用的过程中,严格落实现有技术规范、措施和有关经验,且不断改进提高其技术应用水平, 就可以很好地控制静压预应力管桩的施工质量。此外静压预应力管桩施工的质量控制也是一个系统工程，因此必须通过对生产、设计、施工和检测验收等各环节加强质量管理，才能有效克服整个施工过程出现的质量缺陷而得到逐步完善。 参考文献1 翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析J.山西建筑，2006 2王文振;   J.3 张明义. 静力压入桩的研究与应用M. 北京:中国建材工业出版社, 2004. 4 陈凡, 徐天平. 基桩质量检测技术M. 北京:中国建筑工业出版社,2003. 6陈晓华. 预应力管桩质量通病及防治M. 北京: 中国建筑工业出版社. 7 国家标准, 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002),北京:中国建筑工业出版社, 2002. 8 建筑桩基检测技术规范(JGJ106-2003), 中国建筑工业出版社, 2003.16_