静压预应力混凝土管桩施工质量控制

车海燕

厦门海翼地产有限公司（361004）

静压预应力混凝土管桩施工质量控制

车海燕

厦门海翼地产有限公司（361004）

主要针对预应力混凝土管桩静力压桩施工中容易出现的一些质量问题进行了分析,并提出质量控制措施与常见问题的处理与对策。

静压桩；施工；质量控制

1 工程概况

海翼0592（X2010P04地块）项目位于厦门市翔安区马巷镇巷西路与324国道之间，总建筑面积108 807m2。该工程桩基础采用静压式高强预应力管桩基础，为端承摩擦桩，桩基共有1 421根桩，其中抗压桩1 188根，抗拔桩233根，桩身混凝土标号为C80，桩嵌入承台尺寸为100。以全风化花岗片麻岩或土状强风化花岗岩层作桩端持力层，桩端进入持力层厚度＞1.5m，桩长约25m。

工程地质情况，土层情况自上而下：杂填土，土层厚度0.2～2.1m；素填土，主要由黏性土经人工堆积方式回填而成，局部夹有少量碎石，稍湿，稍密，厚度0.8～3.2m；黏土，主要由粉、颗粒组成，含石英砾砂3.0%～13%,含石英中粗砂9.9%～21.08%，厚度0．6～6m；残积砂质黏性土，母岩为花岗岩，湿，硬塑，厚度6.4～24.1m；全风化花岗片麻岩，岩芯手捏即散，呈土状，风化剧烈，属极软岩，平均厚度0.7～5.9m；土状强风化花岗岩，主要矿物成分为石英、长石、长石部分风化成黏性矿物，该层浸水易崩解、软化，厚度0.4～10.9m。碎裂状强风化花岗岩，主要矿物成分为石英、长石，岩芯呈碎块状，锤击即散，土层厚度0.3～4.4m；中风化花岗岩，主要矿物成分为石英、长石和黑云母，岩芯以短柱状、长柱状为主，局部为碎块状，土层厚度为1.7～8.6m（揭露厚度）。

2 静压桩施工

2.1 对静压桩施工的要求

1）静力压桩与锤击相比具有无噪声、无震动、无污染、安全等优点，但在饱和软黏土地区压桩与打桩一样，都可能产生超静孔隙水压力。压桩期间，应由建设单位委托有资质的监测单位对已有建筑物和管线进行跟踪动态监测。2）要做好施工现场的排水工作，以保证在沉桩过程中场地无积水，施工用水、用电已接入到施工现场规定之处。3）检查打桩机械设备、起重机具、压力表等。4）压桩机安装必须按设备说明书和有关规定程序进行。5）启动门架支撑油缸，使门架微倾15度，以便插预制桩。6）当桩尖插入桩位后，微微启动压桩机油缸，待桩入土至50 cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平，然后再启动压桩机油缸，把桩徐徐压下，施工速度一般控制在2m／min以内即可。7）当压桩力达到2．5倍设计荷载或桩端已达到持力层时,应随时进行稳压。8）压桩施工时,应派专人或开启自动记录设备，做好沉桩施工记录。9）沉桩施工前，应先试桩。试桩数量不少于两根，以确定贯入度及桩长，校验压桩设备和沉桩施工工艺及技术措施是否符合实际要求。

2.2 静压桩施工工艺流程

静压桩施工顺序及工艺流程：测量放线→桩机就位→起吊预制桩→稳桩→压桩→接桩→送桩→检查验收→转移桩机。

2.3 静压桩施工准备

1）施工前，场地要达到“三通一平”要求，使施工桩机设备能顺利进入施工现场。2）熟悉施工图纸，参加设计图会审，做好施工放线工作，编好桩位号和压桩行走路线。3）做好现场清理地下空间障碍物工作，如旧建筑物的基础防空洞、地下管线等。4）边桩与周围建筑物的安全距离应大于4m，压桩区域内的场地边桩轴线外5m用压路机压实。5）为做好静压桩施工控制，必须备足必要的测量仪器。

2.4 静压桩的验收、起吊、搬动、堆放

1）预制静压桩大多由专业厂生产供应，进场后应与监理单位共同按“预制钢筋混凝土方桩(04G361)”、设计图纸及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202-2002)对静压桩进行验收，并要生产厂家提供合格证、检测报告等有关资料。2）预制桩应达到设计强度的70%方可起吊，强度达到100%方可运输。桩在起吊和搬运时，必须做到平衡，不得损坏。水平吊运可采用一点起吊或二点起吊。二点起吊，吊点距桩端0．207 L(L为桩长)。一点起吊,吊点距桩端0．29 L(L为预制桩长，在10m以内)。3）预制钢筋混凝土方桩的外观质量应符合下列规定：表面平整、密实，掉角深度不超过10mm，局部蜂窝和掉角的缺损面积不得超过全部桩表面积的0．5%，并不得过分集中；混凝土的收缩裂缝深度不得大于20mm，宽度不得大于0．15mm,横向裂缝长度不得超过边长的1／2；桩顶与桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝或掉角。4）预制静压桩的堆放。预制静压桩的堆放场地要求平整坚实，不得产生不均匀沉陷。堆放层数不得超过4层,不同规格的桩应分别堆放在不同地方。堆放必须二点垫高、垫平、垫实。垫点为0.21 L，要求垫点对齐。

3 施工中质量事故分析

3.1 桩身上抬

由于静压桩是挤土桩,在场地桩数量较多、桩距较密的情况下，时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬，特别对于短桩，易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时，开始沉降较大，曲线较陡，但当桩尖达到持力层，承载力又有明显增加，沉降曲线又趋于平缓，这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外,对桩而言可能会把接头拉断，桩尖脱空,同时大大增加对四周桩的水平挤压力，导致桩倾斜偏位。

3.2 引孔压桩的问题

为了防止桩的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺，即先钻比管桩直径略小的钻孔，深度是桩长的(2／3～1)L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜太长，否则孔内积水。孔内积水一是会软化桩端土,待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。

3.3 桩端封口不实

当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、无错位,保证焊缝饱满，无气孔。施焊对称进行，焊接完成后自然冷却10min左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂。

3.4 桩顶(底)开裂

由于目前压桩机越来越大,最重可达8 000 kN,对于较硬土质,管桩有可能仍然压不到设计标高。在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋,桩顶混凝士抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。

4 质量控制措施

1）静压桩沉桩时，压桩的压力要根据现场的地质条件，通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性，选择好压桩机械设备。2）根据地质条件、单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素，压桩机应按定额总重量配制压重，压机的重量(不含静压桩机大履和小履重量)不宜小于单桩极限承载力的1．2倍。3）油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定,并有鉴定合格证。4）静压桩沉桩控制应按设计标高、压桩力、稳压下沉量、地质条件和设计要求综合确定。5）桩端进入坚硬、硬塑黏性土，中密以上粉土、砂土土层时,静压桩的压桩力为主要控制指标，桩端标高在征得设计单位同意后,可作为辅助控制指标。6）静压桩桩端进入持力层，达到综合确定的压桩力要求,但未达到设计标高时,宜保持稳压1～2min,稳压下沉量可根据地区经验确定。7）静压桩施工过程中，不得任意调整和校正桩的垂直度，避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中，除机械故障外，不得停止沉桩施工。8）压桩过程中，应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。9）压桩施工结束后，应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量。静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。

5 结语

施工后对1 421根管桩进行了17根抗压桩和6根抗拔桩的静载试验，均符合设计要求。对472根桩进行动测法检验，检验结果是：有454根符合I类桩，18根为II类桩。桩基工程质量合格。施工中，应合理堆放管桩，减少二次搬运；合理安排桩机的行走路线，提高桩机的功效。压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖，以免桩机行走或土方开挖时土石落入管芯内，造成以后清理困难。

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