1、静压预应力混凝土管桩施工质量与安全控制措施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。本工程采用静压预应力高强度混凝土管桩PHC，其中5#楼根底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，桩进入层土深度不小于6.0m，试桩报告提供的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，以桩根本身的重量和配重作为反作用力，克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力，当管桩在竖向静压
2、力作用下沉入土中时，桩周土体发生急速而剧烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，桩身很容易下沉。静压管桩根底的施工质量虽然较沉管灌注桩、锤击桩等施工方法稳定，但由于其工序多、涉及面广，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，教训也是屡见不鲜的。影响桩基施工质量的因素有多方面，如：地质勘探资料的局限性、地质情况的不可预见性、桩身的高脆性、桩身材料预制或压桩施工管理不完善等。因此，静压管桩桩基工程的施工应全面考虑各种可能影响因素，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的控制。3静压高强预应力管桩施工技术及质量控制3.1静压管桩
3、施工工艺流程定桩位测量、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、终桩对送桩压力与标高进行双控移机地压耐力、压桩顺序截桩锯桩器截割记录、 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-16 t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，并对每根桩的桩身质量、沉桩和收桩过程进行旁
4、站检查。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，并且机身开始抖动，有少局部桩出现断桩。后来通过加大桩机配重，并在遇砾砂层时及时调整静力，采取忽停忽压的冲击施压法，使桩缓慢下沉穿透砾砂层。另外，有一局部场地层土起伏较大，当桩头遇岩层压力加大、使桩的侧向受力加大时，侧向受力会造成桩头突然折断。针对这种情况，施工人员采取相应措施，要求主机在桩头接近层土时放慢沉桩速度，当压力表值快速上升时及时调低压力，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静压高强预应力管桩施工质量控制措施3.3.1压桩前的质量控制1审核施工方案。主要看其
5、施工人员配备及持证上岗情况；选用的压桩机型是否符合场地地质情况、是否符合设计图纸中选用的管桩规格及单桩竖向极限承载力的要求；压桩顺序安排是否符合建筑桩基有关技术标准要求；质量、安全、控制措施是否到位等。2现场检查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的要求，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管桩进场时应检查其出厂合格证、检验报告和产品说明按不同规格、长度及施工顺序合理堆放在坚实平整的地上一般宜单层堆放，叠层堆放时不得超过4层，并采用可靠的防滚、
6、防滑措施。4检查电焊条、焊丝、桩尖等其他进场材料质量证明文件，并现场核对实物。5复核轴线、桩位、控制标高的准确性。桩位复测允许存在偏差值，单桩为10 mm，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的重要参数。3.3.2压桩过程中的质量控制1桩在起吊时应保持平稳，保护桩身质量，防止砸、撞、拖造成断裂，起吊时同时检查桩身有无裂纹，是否完好，对断裂桩进行报废处理，桩在现场翻运后堆放平整。2应严格按照施工方案及有关技
7、术标准的要求进行施工。施工顺序应考虑群桩的挤土效应，一般不同的桩基应先深后浅、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的桩，后施压周边的桩；当毗邻其他建筑物时，由毗邻建筑物向另一方向施压；如周围为基坑的支护时，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核对其桩心是否对准桩位中心，假设地面土体被桩机碾压变形导致桩位标识位移时，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角的侧面进行观察，调整好桩的垂直度，垂直度偏差不宜大于0.5%。在施压桩过程中决不允许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
8、响成桩的质量。5为防止由于桩管内水渗入至持力层使其风化岩岩体软化，发生管桩承载力下降、沉降加大的现象，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1.2 m1.5 m高的素混凝土。6管桩对接前应用钢刷将上下端板清刷干净，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4 6个点固定，撤除导向箍后再行施焊， 焊接层数不得少于二层，并且焊缝应饱满连续， 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沉桩过程中应根据地质资料和设计图纸要求进行控制。沉桩速度不能过快，一般控制在每分钟1.8m左右为宜；沉桩过程中，当桩尖遇到硬土
9、层或砂层而发生沉桩阻力突然增大时，可采取忽停忽压的冲击施压法，使桩缓慢下沉直至穿透硬土或砂层。当遇到持力层岩面起伏较大时，可采用调整静压力或反复施压法使桩尖逐渐进入岩层内，然后再加大静压力，这样就可以防止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在沉桩过程中如果压力值突然下降、沉降量突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的管桩，可通过吊线垂丈量桩长或吊低压照明灯直接观察来判断是否断桩。沉桩过程中如有断桩、桩身混凝土出现裂缝、地面隆起、邻桩上浮或压桩至设计桩长但仍未到达收桩的终压值要求，或终压值满足收桩要求但桩长不
10、能到达设计要求时，应与设计、地质等有关单位人员联系，分析原因采取相应措施处理前方可继续压桩。压桩时如遇地下障碍物，可根据其深度分别采用除障、引孔、避让等措施解决。10压桩过程中应采用水准仪定点、定入、定仪器，对已完成的桩点标高及时测量，待压桩全面完成后，再行复测，如两次测量差大于20mm，说明浮桩较严重，必须复压。11压桩时应合理配制桩长，尽量使同一承台桩接头位置相互错开，并防止接桩时桩尖处于砾砂层内。截断后的短桩被重新利用时其长度不宜小于3m，同时要认真检查其是否有裂缝，当需要送桩时，送桩深度不宜大于2 m。12沉桩过程中应认真观察压力表读数，做好原始数据纪录。应记录所压桩号、节数，每节配桩
11、长度，每节桩压力表的读数和稳压时贯人度、终压值等，以判断桩的质量和承载力，防止错压、漏压现象发生。13收桩是整个压桩过程的关键，应严格按照工艺试桩确定的收桩标准要求进行。一般情况下，桩长应到达设计图纸要求，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 1min2 min，其最后两次沉降量总和应小于设计要求或小于5mm。3.3.3基坑开挖阶段的质量控制基坑开挖时可根据桩的分布密度，利用不同型号的挖掘机与人工挖土相结合的方法进行。挖土过程中机械设备严禁靠近桩身；深基坑压桩完成2周以后才允许开挖，并应采取分层、均匀、对称方法开挖，及时去除桩间土；严禁将土
12、堆放在基坑边坡附近，以减少桩侧土的侧向位移，防止桩位移或折断。3.4桩基检测桩基检测采用低应变法来判断桩身完整性，用单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力。抽检数量应根据建筑物的重要性、地质条件、成桩质量可靠性和相关标准规定来确定。一般先取20%以上且不得少于10根有代表性的桩做低应变检测，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，应根据其检测结果，选择有代表性的、类桩做静载；静载试验的检测数量不应少于3根，且不宜少于总桩数的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、类合格桩的静载试验结果来统计工程桩承载力特征值；对于类有问题的桩应进行验
13、证后酌情处理；类不合格桩必须进行处理。本工程打桩结束后，从现场选取3根不同持力层及压桩力见表2的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。根据Q-S试验曲线分析，单桩的抗压极限承载力均到达1500kN，分析曲线见图1，同时，抽取13根不同压桩力的桩进行高应变动测，极限承载力均到达设计要求。4静压管桩施工安全控制措施建立健全的工程项目有关安全管理制度，对于所有进场施工人员进行上岗前的安全文明教育和安全技术交底，并核对特种作业人员上岗证，具体安全措施如下：1桩机安装完成后，应组织相关人员进行检查验收。主要检查各部件在空载时运转是否自如，有无异常响声，有无振动破坏现
14、象，配重铁块是否锁紧，并检查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与作业无关事情；起吊重物时需有专人指挥，且起重臂下严禁站人。3起重机其中范围不得超过起重性能规定的指标。起吊管桩时，索具应吊在管桩0.3LL为管桩长以上位置，但离桩端必须大于1m；起重机吊桩进入夹持机构后，在压桩开始之前，起吊钢丝绳必须放松，压桩时那么随沉桩速度不断放松，使吊钩始终处于不受力状态，最后通过司索工人工脱钩，这样既可以防止拉断钢丝绳或拉弯起重机吊臂，又可防止因强行摆臂脱钩或过长的管桩倾斜造成管桩折断，从而
15、发生断桩从高处倒下的意外事故。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；各种气瓶应作标识，气瓶距明火点10m以上，气瓶间距必须大于5m；气瓶必须加防震圈和防护帽，其使用和存放时严禁平放或倒放。5施工完毕的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉入。预应力高强度混凝土管桩以下简称PHC管桩实用于基岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件，它具有单桩承载力高、工程造价低、桩身质量稳定、施工质量易控制、施工周期短等优点，在各类工程根底中得到了广泛的应用，而静压PHC管桩施工无振动无噪音的特点特别适用于与其相邻建筑距离较近，或者邻近居民小区和学校等新建建筑施工。 1、工程概况腾飞新村扩建工程为两栋12层小高层住宅楼，框架剪力墙结构，总建筑面积19087m2.根底设计为管桩，桩型PHC-AB40095-9，9和PHC-AB40095-10，10两种，桩身砼强度C80；桩尖持力层为第10层、11层含砂姜粉质粘土。设计单桩竖向承载力特征值分别为800kN、900KN，单桩竖向承载力极限值分别为1600KN、1800KN.采用静力压桩法施工，共计PHC管桩537根。工程结束后选取4根桩做了静载试验，20m桩长静载试验极限承载力
