管桩预引孔静压法施工与质量控制

王帅

【摘 要】中冶天工红星美凯龙孝义城市综合体SOHO商业裙房（A）桩基采用预应力高强砼管桩预引孔静压法施工工艺，施工工期短，同时与传统锤击法相比噪音低、环境污染小，操作安全系数高等优点，值得推广应用。本文主要介绍预应力高强砼管桩预引孔静压法施工，保证预应力管桩施工质量，满足规范与设计的承载力及有效桩长的双控要求。

【关键词】管桩 预引孔静压法施工 质量控制

前言

近几年来，预应力高强砼管桩（PHC）由于其质量可靠、单桩承载力高及造价较低等优点，高层建筑地基处理中得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出，而静压法有低噪声、无污染，可以24小时连续施工，缩短建设工期，从而降低工程造价；施工速度很快，同时施工安全、文明程度高等优点。因此静压施工法越来越普遍，而北方地区由于土质原因，往往需要采用预引孔的方式使得管桩能够达到承载力及有效桩长的双控标准。现通过工程（PHC）管桩的施工实例，浅谈管桩预引孔静压施工方法与质量控制要点，供参考。

工程实例：

1、工程概况：

红星美凯龙孝义城市综合体SOHO商业裙房（A）框筒结构，建筑高度106.4m，地下一层，地上28层，总建筑面积98468.45㎡，位于孝义市崇文大街和大众路交叉口西北角，本工程桩基采用PHC 500 AB 100-14预制管桩，设计桩顶标高748.2、747.7，打桩时由中间向四边采用隔排跳打，间隔时间不少于5天，并采用长螺旋钻机引孔的方式，引孔孔径400mm，深18米。预应力混凝土管桩设计有效桩长为28米，工程总桩数1066根。

2、场地地质条件：

根据工程地质勘察报告所揭示的情况，本场地主要土层可分为10层，各主要土层自上而下分布如下：粉质粘土（1），厚度1.50～2.20m；粘土（2），厚度 2.80～3.60m；粘土（3），厚度5.30～6.9m；粉质粘土（4），厚度 5.50～6.80m；粉质粘土（5），厚度 5.00m；粉质粘土（6），厚度 3.00～3.70m；粉质粘土（7），厚度 5.10m；粉质粘土（8），厚度4.1 0m；粉质粘土（9），厚度 6.30m；粉质粘土（10），厚度 2.10～3.00m；

根据地勘报告及以上土层分析，采用预引孔静压法施工，桩基必须达到第七层持力层。通过现场试桩，桩长控制在28m左右，压桩力控制在 2650 KN，能满足设计双控的要求。

3、管桩预引孔静压法的施工：

3.1 主要施工机械设备

DBZYJ800液压式压桩机、KL600C长螺旋钻孔机、NBC-500CO2气体保护焊机、SB-10 CO2/MAG送丝机、DG938轮式装载机、宾得R-322EXM全站仪、DSZ3-1水准仪、TDJ6博飞经纬仪；

3.2管桩的主要施工工艺与方法

施工放线、定桩位→长螺旋引孔→装载机清运引孔土方→桩机就位→吊桩→桩身垂直度调整→压桩→接桩→再压桩→打至设计要求→桩机就位开始第二根桩施工（直到全部施工完毕）。

①施工放线、定桩位：用经发包方、监理检查过的纵横轴线控制桩，依照布点图放出桩点具体位置，然后采用铁钉打入地下100mm定位。用以保证机械碾压后桩点不會错位，桩位放完后经业主、监理双方复核无误后办理交验手续，方可施工。

②长螺旋预引孔：引孔顺序为先中间核心筒部分、后四周，采用隔排跳引，且必须随引随打，预引孔放置时间不能超过12小时，以防地下水流失造成塌孔影响PHC桩压不到设计标高。

③装载机清运引孔土方：引孔土方采用轮式装载机，清理至不影响桩机及长螺旋工作场地，再集中运至场外弃土场。

④桩机就位、吊桩：据施工需要将所需规格的桩运至压桩位置20米范围内，按桩位布局情况合理放置，尽可能不要出现长距离拖桩，以免拖桩时造成对桩的损坏和降低工效，做到施工时能一次性成功起吊。吊桩时应于桩上部三分之一处捆牢，起吊时严格按有关吊装安全操作规程操作，周围不得站人，起重机应将桩缓慢转到桩机夹具口位置，并缓缓将桩插入夹具口内，确认夹具夹好桩身后，方可脱钩并准备下一根桩的吊桩、插桩工作。

⑤桩身垂直度调整：静压预制桩每节长度为14m，先将桩压入土中1m左右后停止，用两台经纬仪从20m范围外，90度方向观察桩身垂直度，保证垂直度在0.5%以内。桩的垂直度要进行反复多次调整，尤其是第一节桩要严格保证其垂直度，确保桩垂直导向作用，桩入土3m后严禁用桩机调整其垂直度。底桩垂直度控制在0.5%以内。调整无误后方可进行压桩作业。

⑥压桩：适当控制压桩速度，一般宜控制在1m/min左右。对于入土深度大于等于8m的桩复压次数宜为2～3次，入土深度小于8m的桩，复压次数宜为3～5次。稳压压桩力不得小于终压力，稳压时间宜为5～10s。

⑦接桩：首节管桩预留高出地面1m桩头。接桩前用钢丝刷清理桩头端板直至露出金属光泽，接桩时上下节桩段应保持顺直，中心线偏差不宜大于2mm。采用CO2气体保护焊焊接，由两名焊工沿桩周围对称焊接。焊接时先在坡口圆周上对称点焊4～6点再分层焊接，焊接层数宜为3层，内层焊渣必须清理干净，方可焊接外层。焊缝应饱满、连续，且根部必须焊透。焊接接头应自然冷却不小于8分钟，并涂刷柏油方可沉桩。

4、质量控制及验收：

4.1过程质量控制

①对桩质量进行外观、尺寸偏差检查。桩是否有明显的纵向裂缝、端部平面是否倾斜、桩身弯曲是否符合规范要求。

②压桩机传感设备是否完好，桩机配重与设计承载力是否相适应。

③现场桩堆放整齐，布局合理。打桩顺序应根据邻近建筑物情况、地质条件、桩距大小、桩的密集程度、桩的规格及入土深度综合考虑，兼顾施工方便。

④焊接桩时，要由两人对称施焊，电流要适中，焊丝要有出厂合格证，施焊时焊缝必须密实，不得有施工缺陷。

⑤垂直度用吊锤、夹角90度方向进行监测。注意第一节桩桩尖导向必须垂直；地基表面有坚硬石块必须清除，使桩身达到垂直度要求。

⑥压桩过程碰到硬土层，不能用力过猛，防止桩折断，抬架时也要轻抬轻放。否则一是造成桩身开裂；二是易发生桩架倾斜倒塌事故。

⑦施工过程中出现异常情况时，应停止施工，由监理或建设单位组织勘察、设计、施工等有关单位共同分析情况、解决问题、消除质量隐患，并应形成文件资料。

4.2 关键工序的质量控制

①长螺旋引孔

1.引孔应按先核心筒密集（桩距1.5m）地区，后四周松散（桩距2.0m）地区的顺序，采用隔排跳打。合理安排长螺旋及静压机的行走路线及管桩的堆放位置。

2.引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%。

3.引孔作业和压桩作业应连续进行，间隔时间不宜大于12h，以免塌孔造成桩身送不到指定标高。

②静压沉桩

1.施工过程中，对桩基轴线应经常作系统检查和校正，检查其位置是否符合设计要求，保证定位准确。

2.接桩施工中，保持上、下节桩的轴线一致，偏差不超过2mm。

3.沉桩时，当阻力突然增大，甚至超过压桩机最大静压能力而使桩机上抬时，可以最大静压力作用在桩上，采取忽停忽压的冲击施压法，可使桩缓慢下沉至穿透硬夹层。

4.施工中检查桩的贯入情况、桩的压力、桩顶完整情况、焊接接桩质量、桩体垂直度不大于0.5℅，电焊后停歇时间不小于8分钟。重要工程应对电焊接桩的接头做10%的探伤检查。

③施工中检查引孔的垂直度、严格控制引孔的深度和数量。

④深厚粉质粘土地基条件下群桩、浮桩效应明显，为减轻群桩挤密和浮桩效应，采用先中心后四周、隔排挑打的方式进行压桩施工。为减轻浮桩效应，控制成桩的标高比设计标高低50mm。

4.3检验（验收）控制

施工结束后，应对桩顶标高、桩位、桩径、桩体质量、地基承载力的质量做检查。检查方法可按国家现行行业标准《建筑工程桩基检测技术规范》（JGJ-106-2003）的規定执行。本工程桩身质量检验采用低应变动测法，抽查数量为总桩数的30%（指定检测的缺陷桩不应计入随机监测的比例内）。静载试验应按实际桩数量的1%且不少于3根，并加载至2650KN。

5、小结：

预应力高强砼管桩质量可靠，单桩竖向承载力高等优点，值得大力推广应用。在北方地区施工，由于地质粉质黏土层较厚，管桩预引孔静压法具有施工速度快、低噪声、无污染，同时安全、文明施工程度高等优点，施工时应优先考虑采用。

严密的施工组织与施工工艺，严格的施工质量控制与监测是质量保证的前提，桩基静载荷试验，桩身动测检验，桩位偏差的测量，是桩基工程质量是否满足规范与设计要求的衡量指标。本文提出的施工工艺与施工质量控制方法，可供参考。

虽然目前管桩预引孔静压技术在北方地区实践经验尚不够丰富，但随着预引孔静压管桩技术在北方地区的广泛应用和发展，以及人们对管桩预引孔静压技术的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信管桩预引孔静压技术应用水平将会不断地得到提高。

参考文献

[1] 《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011

[2] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2012

[3] 《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003

[4] 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2012

[5] 《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-2009

[6] 《预应力混凝土管桩》10G409

[7] 《预应力混凝土管桩建筑桩基技术规范》DBJ04/T273-2012