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1、静压预应力混凝土管桩施工质量和安全控制方法探讨摘要：本文结合静压高强预应力混凝土管桩施工特点，针对其施工质量和施工安全技术问题进行了具体探讨，并介绍了施工实践过程中怎样采取部分具体方法来控制施工质量和施工安全，对静压高强预应力混凝土管桩桩基检测分析进行了具体叙述总结。关键词：静压预应力混凝土管桩；质量控制；安全控制；桩基检测1引言静压高强预应力薄壁管桩因为含有施工环境整齐无排污、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取，已在很多地域得到广泛应用。然而，资料和工程实践表明，因为高强预应力薄壁管桩高脆性和桩基地质不
2、确定性，由此也引发了很多施工质量和安全技术问题，本文结合静压高强预应力管桩施工特点，针对这些问题进行了探讨。2工程实例湖南芷江某住宅小区工程总建筑面积38200m2，为57层多层住宅，结构形式为钢筋混凝土框架结构。本工程采取静压预应力高强度混凝土管桩（PHC），其中5#楼基础PHC管桩共347根。（ZH-1.3）桩型号：PHC-400(95)-AB-CB-C80-L（桩长），配十字型桩尖，具体力学参数见表1。桩端持力层为层粉质粘土层，桩进入层土深度大于6.0m，试桩汇报提供单桩承载力特征值为1000kN。2预应力混凝土薄壁管桩常见质量问题分析预应力混凝土薄壁管桩在桩压入过程中，以桩基础身重量和
3、配重作为反作用力，克服压桩过程中桩侧摩阻力和桩端阻力，当管桩在竖向静压力作用下沉入土中时，桩周土体发生急速而猛烈挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土抗剪强度大大降低，桩身很轻易下沉。静压管桩基础施工质量即使较沉管灌注桩、锤击桩等施工方法稳定，但因为其工序多、包含面广，在全过程中，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。影响桩基施工质量原因有多方面，如：地质勘探资料不足、地质情况不可预见性、桩身高脆性、桩身材料预制或压桩施工管理不完善等。所以，静压管桩桩基工程施工应全方面考虑多种可能影响原因，细致地做好各项事前控制工作，将隐患扼杀在摇篮中，同时也有利于工程进度和造价控制。3
4、静压高强预应力管桩施工技术及质量控制3.1静压管桩施工工艺步骤定桩位（测量、编号、复合）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）焊桩尖（查焊接）压第一节桩（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、终桩（对送桩压力和标高进行双控）移机（地压耐力、压桩次序）截桩（锯桩器截割）统计、核查压桩及桩基检测相关资料。3.2静压高强预应力管桩施工施工单位安排1台YZ-160型静力压桩机和QY-16t吊车各1台，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
5、理成立5人监督小组，对压桩过程进行全程跟踪，并对每根桩桩身质量、沉桩和收桩过程进行旁站检验。沉桩过程中，粉质粘土层中有一层1m左右厚含砾中粗砂，当桩头进入后，力表读数便快速上升，而且机身开始抖动，有少部分桩出现断桩。以后经过加大桩机配重，并在遇砾砂层时立即调整静力，采取忽停忽压冲击施压法，使桩缓慢下沉穿透砾砂层。另外，有一部分场地层土起伏较大，当桩头遇岩层压力加大、使桩侧向受力加大时，侧向受力会造成桩头忽然折断。针对这种情况，施工人员采取对应方法，要求主机在桩头靠近层土时放慢沉桩速度，当压力表值快速上升时立即调低压力，用较小压力反复压平桩头土层，待桩头进入层土后，再加压力值至终压值。3.3静压
6、高强预应力管桩施工质量控制方法3.3.1压桩前质量控制1）审核施工方案。关键看其施工人员配置及持证上岗情况；选择压桩机型是否符合场地地质情况、是否符合设计图纸中选择管桩规格及单桩竖向极限承载力要求；压桩次序安排是否符合建筑桩基相关技术规范要求；质量、安全、控制方法是否到位等。2）现场检验压桩机是否安装调试好，油压表是否按期检测，配重是否满足大于1.21.5倍单桩竖向极限承载力要求，是否会产生沉机、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。3）管桩进场时应检验其出厂合格证、检验汇报和产品说明按不一样规格、长度及施工次序合理
7、堆放在坚实平整地上（通常宜单层堆放，叠层堆放时不得超出4层），并采取可靠防滚、防滑方法。4）检验电焊条、焊丝、桩尖等其它进场材料质量证实文件，并现场查对实物。5）复核轴线、桩位、控制标高正确性。桩位复测许可存在偏差值，单桩为10mm，全桩为20mm。桩位可用打人短钢筋、系上红色胶带和洒一圈白石灰水来做醒目标志。6）正式压桩前应组织设计、地质、建设、监理、质监和施工等单位在现场共同进行工艺性试压桩，以确定持力层强度、桩长、终压值、复压次数和复压时沉降量等收桩标准关键参数。3.3.2压桩过程中质量控制1）桩在起吊时应保持平稳，保护桩身质量，避免砸、撞、拖造成断裂，起吊时同时检验桩身有没有裂纹，是否
8、完好，对断裂桩进行报废处理，桩在现场翻运后堆放平整。2）应严格根据施工方案及相关技术规范要求进行施工。施工次序应考虑群桩挤土效应，通常不一样桩基应先深后浅、先大后小、先长后短；同一单体建筑或全桩承台应先施压场地中央桩，后施压周围桩；当毗邻其它建筑物时，由毗邻建筑物向另一方向施压；如周围为基坑支护时，其支护结构应在主体桩施工完成后再行施工。3）第一节桩吊桩到位后应查对其桩心是否对准桩位中心，若地面土体被桩机碾压变形造成桩位标识位移时，应重新拉轴线确定桩位。4）当管桩插入地面1m左右或接桩时施工人员应利用桩机驾驶室现地面垂成90°角侧面进行观察，调整好桩垂直度，垂直度偏差不宜大于0.5%
9、。在施压桩过程中决不许可用桩机拖桩来调整桩位和垂直度，以免造成桩倾斜、折断，从而影响成桩质量。5）为预防因为桩管内水渗透至持力层使其风化岩岩体软化，发生管桩承载力下降、沉降加大现象，焊接桩尖时焊缝应饱满连续，并在第一次接桩前向下节管桩内灌人1.2m1.5m高素混凝土。6）管桩对接前应用钢刷将上下端板清刷洁净，用导向箍引导上节管桩就位，使上下节顺直后才开始施焊。焊接时，宜先在坡口圆偶周上对称点焊46个点固定，拆除导向箍后再行施焊，焊接层数不得少于二层，而且焊缝应饱满连续，焊好后应自然冷却8min以上方可施压，严禁用水冷却和焊接后立即施压。7）沉桩过程中应依据地质资料和设计图纸要求进行控制。沉桩速
10、度不能过快，通常控制在每分钟1.8m左右为宜；沉桩过程中，当桩尖碰到硬土层或砂层而发生沉桩阻力忽然增大时，可采取忽停忽压冲击施压法，使桩缓慢下沉直至穿透硬土或砂层。当碰到持力层岩面起伏较大时，可采取调整静压力或反复施压法使桩尖逐步进入岩层内，然后再加大静压力，这么就能够避免桩头侧向受力较大而发生断桩现象。沉桩过程中除接桩停留外宜连续施压，接桩停留时间也不宜大于30min。8）在沉桩过程中假如压力值忽然下降、沉降量忽然增大或桩身污染倾斜、跑位，可能是断桩。对于配置封口型桩尖管桩，可经过吊线垂丈量桩长或吊低压照明灯直接观察来判定是否断桩。沉桩过程中如有断桩、桩身混凝土出现裂缝、地面隆起、邻桩上浮或
11、压桩至设计桩长但仍未达成收桩终压值要求，或终压值满足收桩要求但桩长不能达成设计要求时，应和设计、地质等相关单位人员联络，分析原因采取对应方法处理后方可继续压桩。压桩时如遇地下障碍物，可依据其深度分别采取除障、引孔、避让等方法处理。10）压桩过程中应采取水准仪定点、定入、定仪器，对已完成桩点标高立即测量，待压桩全方面完成后，再行复测，如两次测量差大于20mm，表明浮桩较严重，必需复压。11）压桩时应合理配制桩长，尽可能使同一承台桩接头位置相互错开，并避免接桩时桩尖处于砾砂层内。截断后短桩被重新利用时其长度不宜小于3m，同时要认真检验其是否有裂缝，当需要送桩时，送桩深度不宜大于2m。12）沉桩过程
12、中应认真观察压力表读数，做好原始数据纪录。应统计所压桩号、节数，每节配桩长度，每节桩压力表读数和稳压时贯人度、终压值等，以判定桩质量和承载力，预防错压、漏压现象发生。13）收桩是整个压桩过程关键，应严格根据工艺试桩确定收桩标准要求进行。通常情况下，桩长应达成设计图纸要求，终压值略高于2倍单桩承载力特征值，然后利用2倍单桩承载力特征值进行35次复压，每次持荷时间1min2min，其最终两次沉降量总和应小于设计要求或小于5mm。3.3.3基坑开挖阶段质量控制基坑开挖时可依据桩分布密度，利用不一样型号挖掘机和人工挖土相结合方法进行。挖土过程中机械设备严禁靠近桩身；深基坑压桩完成2周以后才许可开挖，并
13、应采取分层、均匀、对称方法开挖，立即去除桩间土；严禁将土堆放在基坑边坡周围，以降低桩侧土侧向位移，预防桩位移或折断。3.4桩基检测桩基检测采取低应变法来判定桩身完整性，用单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力。抽检数量应依据建筑物关键性、地质条件、成桩质量可靠性和相关规范要求来确定。通常先取20%以上且不得少于10根有代表性桩做低应变检测，对于3桩或3桩以下承台抽检桩数不得少于1根。低应变检测完后，应依据其检测结果，选择有代表性、类桩做静载；静载试验检测数量不应少于3根，且不宜少于总桩数1%，当工程总桩数在50根以内时不应少于2根；静载检测完后，用类优质桩、类合格桩静载试验结果来统计工
14、程桩承载力特征值；对于类有问题桩应进行验证后酌情处理；类不合格桩必需进行处理。本工程打桩结束后，从现场选择3根不一样持力层及压桩力（见表2）工程桩进行抗压静载试验，最大检测荷载取二倍单桩承载力特征值，约1500kN。依据Q-S试验曲线分析，单桩抗压极限承载力均达成1500kN，分析曲线见图1，同时，抽取13根不一样压桩力桩进行高应变动测，极限承载力均达成设计要求。4静压管桩施工安全控制方法建立健全工程项目相关安全管理制度，对于全部进场施工人员进行上岗前安全文明教育和安全技术交底，并查对特种作业人员上岗证，具体安全方法以下：1）桩机安装完成后，应组织相关人员进行检验验收。关键检验各部件在空载时运
15、转是否自如，有没有异常响声，有没有振动破坏现象，配重铁块是否锁紧，并检验用电没备是否安装了漏电保护开关，电缆是否有乱搭、乱接及拖地现象等。2）压桩作业时，非工作人员须离桩机20m以外：施工人员应配齐各就各位,不得随意串岗或进行和作业无关事情；起吊重物时需有专员指挥，且起重臂下严禁站人。3）起重机其中范围不得超出起重性能要求指标。起吊管桩时，索具应吊在管桩0.3L（L为管桩长）以上位置，但离桩端必需大于1m；起重机吊桩进入夹持机构后，在压桩开始之前，起吊钢丝绳必需放松，压桩时则随沉桩速度不停放松，使吊钩一直处于不受力状态，最终经过司索工人工脱钩，这么既能够避免拉断钢丝绳或拉弯起重机吊臂，又可避免
16、因强行摆臂脱钩或过长管桩倾斜造成管桩折断，从而发生断桩从高处倒下意外事故。4）接桩焊接用焊机操作时应加装防护罩，并没有专用有效地线；多种气瓶应作标识，气瓶距明火点10m以上，气瓶间距必需大于5m；气瓶必需加防震圈和防护帽，其使用和存放时严禁平放或倒放。施工完成桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉入。5结束语总而言之，在静压高强预应力管桩施工过程中，应充足考虑多种影响原因，尽可能估量到可能发生问题，在其应用过程中，只要严格落实现有各项技术规范、方法和相关经验，同时在施工过程中不停改善提升其技术应用水平，就能够很好地控制静压高强预应力管桩施工质量和施工安全。参考文件：1翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析J.山西建筑，32（16）：68-69.2JGJ106-,建筑基桩检测技术规范S.3建筑地基处理技术规范（JGJ79-）S；北京，中国建筑工业出版社，.4现有建筑地基基础加固技术规范（JGJ123-），北京，中国建筑工业出版社，.