静压预应力砼管桩施工质量控制

赵建中

(安徽送变电工程公司，安徽 合肥 230022)

静压预应力砼管桩制作工厂化，质量稳定。单桩承载力高，型号规格多，设计选择余地大，现场施工快且无噪声、无振动，静压法将逐渐取代锤击法特别是城市软土地质基础项目建设中得到广泛的应用。静压管桩施工技术得到了快速发展和提高，但还是经常出现一些施工质量问题和工程事故，如某高层住宅楼因地表堆土高低差侧压力导致桩基础整体折断，对静压管桩的应用产生了一定的负面影响。在输变电建筑地基处理过程中，静压预应力管桩施工及检测已有广泛应用。

1 施工质量控制

1.1 静压沉桩机理

静压沉桩是依靠压桩机械设备的自重和压重对预制桩施加垂直压力，将桩压入或挤入土中。压桩结束后，桩周土体内孔隙水压力逐渐消散，土体产生径向固结，桩侧摩阻力增大，土体强度得到恢复。压桩一般分节压人，逐段接长，同一根桩各工序应连续施工，防止中途停歇过久而压不下去，影响桩的极限承载能力。

1.2 静压预应力砼管桩施工前的准备工作

1.2.1 工程施工图纸准备

根据工程勘察报告和桩基础施工图纸，结合现场情况及相关标准规范，施工前组织图纸自审，参加图纸会审，形成会审纪要;涉及变更的，应要求设计单位及时变更，使工程施工依据准确、合理。

1.2.2 施工技术资料准备

(1)工程地质勘察资料:施工单位应结合施工图纸要求，认真熟悉勘察报告，了解地下水的分布，掌握工程地质特征，为正确施工桩基础做好准备。

(2)施工场地与环境条件的资料:特别在城市中心地带或人口密集地区，交通设施、高压线路、地下管线和构筑物的分布往往很复杂，如果施工前情况不明，施工就可能破坏地下水管、刮碰高压线路、损坏市政道路等，造成经济损失和安全事故。

1.2.3 现场准备

为保证桩机施工需要的工作面，需对场地进行三通一平工作、桩机移动及场内运输道路的修建平整、场地排水沟准备、清理高空和地下障碍物等，做好桩位坐标的测控体系。

1.2.4 管桩质量验收

砼预应力管桩到场后，检查管桩的检测报告、规格型号(包括外径、壁厚、桩表面质量、桩身长度、桩身弯曲度等)严格对到场砼预应力管桩按施工图纸及规范进行验收并做好记录，正确堆放砼预应力管桩，防止管桩变形。

2 静压管桩施工常见质量问题分析与处理

2.1 沉桩达不到设计要求

管桩施工的最终贯入度和最终标高作为施工过程工艺的最终质量控制。一般情况下，常以一种控制标准为主，以另一种控制标准为参考。

原因分析:一是地质勘察资料与实际工程地质存在偏差，发生配桩长度不准确，使沉桩达不到成桩设计要求的相关控制值，如桩顶标高、终压力、贯入度等。二是由于设备故障等原因使沉桩过程突然中断时间过长，桩周阻力增大，难以沉桩到设计要求的持力层。

防治措施:应探明工程地质情况，必要时应作补充地质勘察，合理选择持力层和成桩的相关控制值。根据有关要求合理选择沉桩设备，在沉桩过程中发生异常情况时，应冷静分析原因，找出对策，不能盲目加大压桩力强行沉桩，以防止桩身断裂。

2.2 邻桩上浮或桩头位移

在沉桩过程中，相邻的桩可能因挤土效应而产生桩身上浮或横向位移现象。

原因分析:一是静压管桩属于挤土桩，在沉桩过程中存在挤土效应会使地面隆起，特别当土层是饱和性软土、桩距较密、桩数较多时，土被挤到极限密实度而向上隆起，后施工的桩便会对先前施工或相邻的桩产生向上拉力，使其桩身上浮或被推向一侧。二是施工中桩位被挤压偏离或标志丢失，造成桩位错位较大。三是选择的沉桩顺序或行车路线不合理。

防治措施:当施工中发现桩身上浮时，最有效的方法是采用取土引孔压桩法，即用螺旋钻机在设计桩位取土引孔后随即压入管桩，在压缩性较差的土体中施工，引孔的孔径应比桩径小50～100mm，引孔深度一般应控制在桩长的30%内，并做到随引孔随压桩，以免地下水渗入孔内引起塌孔或地下水泡软桩端土层使桩端土承载力降低。

2.3 接桩处开裂

上下两节桩在接桩处出现开裂现象。

原因分析:一是上下两节桩不在同一条直线上，使压桩过程中接桩处焊缝局部产生过大集中应力而开裂。二是采用焊接连接时，连接处端板表面未清理干净，桩端不平整。三是未严格进行分层施焊、焊缝不连续、不饱满及焊缝中夹有焊渣等杂物，焊接结束后停歇时间较短或焊缝遇地下水出现脆裂。

防治措施:在管桩接桩前应先复核上下两节桩的桩心错位是否在允许偏差值之内，一般宜设置接桩临时导向箍，使上下两节桩保持顺直。焊接前应检查焊条和焊接设备适用完好，并利用钢刷将两节桩的端板表面清刷干净。

2.4 桩身断裂

在沉桩过程中，桩身突然发生较大倾斜而断裂。

原因分析:一是地面突然发生较大的不均匀沉降，桩机和桩身严重倾斜，使桩身受到不能承受的弯矩而折断;二是桩身混凝土存在质量问题，使桩身局部强度不够，沉桩过程中混凝土发生破碎;三是桩的运输、堆放、起吊方法不当，也会产生裂纹或断裂。

防治措施:沉桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时，要保证上下两节桩的顺直，且压桩的下沉速度不宜太快。同时要对进场的管桩进行严格的质量检查，桩在运输、堆放、起吊过程中应严格按照设计说明中的要求和操作规程执行。当施工中出现桩身断裂，应会同设计人员共同研究处理办法，根据断裂部位可采取加固措施，不能加固的应采取补桩的方法。

2.5 桩身倾斜

桩身垂直度超过允许偏差值。

原因分析:一是场地不平、有较大坡度，桩机本身倾斜，首节桩初压至桩身基本稳定时才能及时校正垂直度，稳桩时桩不垂直。首节桩垂直度偏差不得超过桩长的0.5%。送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上，则桩在压入过程中就会逐渐产生较大倾斜。二是接桩引起桩身倾斜。预制管桩接头不宜超过3个，接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。三是基坑土方开挖不当，桩身侧向受力不平衡引起大面积群桩倾斜，特别是表层软土土层厚度大，每次开挖的厚度超过规定，桩身倾斜的可能性更大。

防治措施:场地应平整，对于发现局部平整度差、土质松软时，应在桩机行走路线上加设垫木或其它材料，使桩机底座保持水平。对基坑土方开挖不当引起倾斜的桩，应组织有关单位进行调查分析，采取桩基联合承台的加固措施或补桩的方法。施工中应严禁边沉桩边开挖，土方开挖应采取分层分段均匀对称进行。对于软土土层，桩周土体高差不得大于1.0m，并注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定。严格控制接桩的垂直度质量，强化接桩工艺质量验收，做好隐蔽质量记录。

2.6 挤土效应

原因分析:在城市密集区进行静压管桩施工时，沉桩过程中的挤土效应容易对周围建(构)筑物、地下管线等造成影响和破坏，其影响范围约为桩长的1.2～1.5倍。

防治措施:在可能被破坏的建(构)筑物一侧设置防挤沟，一般采用深1.5～2.0m、上宽2.0m、下宽1.0m的梯形沟，其作用是减少压桩时引起表层土体的水平位移，降低土体内超静孔隙水压力，使挤压压力迅速消散，防止建(构)筑物隆起、地下管线位移或受土挤压而破坏等。

3 成桩质量检查

(1)采取直观的方法对桩身质量检查。将低压电灯泡沉入桩内腔，若桩内腔完整干燥说明桩身质量基本完好无损坏;

(2)低应变检测试验，检测桩身完整性。在管桩顶部安装一个响应传感器并用手锤施加一锤击力，由基桩检测系统采集信号、进行处理，进而得到桩完整性检测结果;

(3)静载承载力试验。成桩后选择具代表性的桩(一般先取20%以上且不得少于10根)，采用静荷载试验的方法，确定成桩的单桩竖向承载力。现场检测人员配合做好最终沉降量和残余沉降量的记录工作;然后选择3根以上且多余总桩数的1%管桩做静载，做好试验记录。

4 结束语

复杂地层中的管桩施工难度较大，但若在施工前做好充分准备，对各种可能出现的问题采取相应对策，加强施工过程控制和成桩质量检测，就能及时规避静压预应力砼管桩施工中出现的质量问题。

［1］张东林.静压预应力混凝土管桩的施工质量控制［J］.广东建材，2007(6).

［2］郭杰.论静压管桩施工的质量安全控制［J］8.广东建材，2007(5).