2023年静压预应力混凝土管桩施工质量与安全控制措施探讨97890.doc

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5～7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⑤层粉质粘土层，桩进入⑤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⑤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⑤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⑤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1.2～1.5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、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 m～1.5 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3～5次复压，每次持荷时间 1min～2 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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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Ⅰ类优质桩、Ⅱ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Ⅲ类有问题的桩应进行验证后酌情处理；Ⅳ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0.3L〔L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-AB400〔95〕-9，9和PHC-AB400〔95〕-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