先张法预应力管桩静压施工质量控制

　　【摘要】本文结合工程实际施工，对预应力管桩静压施工进行了论述，说明了管桩静压施工中质量控制要点，并结合测桩试验，对先张法预应力管桩静压施工质量提出控制方式、方法。
　　【关键词】管桩 地质 胶结块 引孔 沉桩 土方开挖
　　先张法预应力管桩技术从国外引进后，在国内投入使用只有几年时间，在云南省广泛用于工程中也是近两年的事情，由于各地工程地质状况的差异，管桩静力压桩法的施工难易程度也有较大差异，不确定性因素较大，这对桩基工程的质量、进度、投资方面有着较大的影响，同时对监理工作提出了较高的要求。 
　　监理任务就是通过过程控制、目标控制，消除施工过程中的质量通病，监督施工单位的施工工艺，控制沉桩质量，使桩基础工程施工符合设计要求和施工质量验收规范的规定。
　　一、仔细阅读工程地质勘察报告
　　充分分析地质勘察报告，了解本场地地质状况，明确对沉桩影响较大的地层，以及确定土体对桩身摩擦力最大的地层、会产生负摩擦的地层和沉桩破坏土体后各地层土体重新固结的快慢、难易程度，了解土壤及地下水中对桩身是否有腐蚀性物质，认真分析从而判断是否对桩身进行防腐处理，协助施工单位寻找最合理的施工工艺，提供详细的压桩工艺、施工状况，依据试桩情况做好工程桩施工组织设计。
　　静压桩施工时，切忌蛮干，也不能凭经验主义，不能把其他场地的施工情况完全套用在本场地，应根据其他场地的地质状况及成桩情况，再充分分析研究本场地地质状况后，再确定沉桩方案。
　　地层中，圆砾层、含胶结块土层对静压沉桩影响较大，甚至较大的圆砾和较大、较厚的钙质胶结块会造成无法沉桩，而且胶结块位置离散性较大，不同位置深度不同，因而较难确定。所以，要充分分析地勘报告，特别注重报告中所标释地标贯数值和动力触探数值，从而了解地层中胶结块的位置、深度，以便成桩。
　　为保证沉桩质量，满足摩擦桩沉桩深度，确保设计要求桩身摩擦长度，在沉桩困难时可以采取引孔措施，沉桩过程中也可以采取小冲击方式施工。
　　沉桩引孔目前常用方式有三种：&考试大&第一种是取土引孔，第二种是麻花钻搅土，第三种是注水搅土。这三种引孔方式对土体破坏都较大，因而应尽可能减小土体破坏，保证沉桩后土体在近期内的较好恢复，对桩身承载力近期大幅度提高有意，所以，引孔时引孔直径不宜大于管桩直径，引孔深度在胶结块较大较密集或圆砾层砾石颗粒体积较大时造成无法沉桩可以引孔至破坏胶结块，但不能引孔深度超过桩尖标高。
　　引孔对土体长时间重新固结影响不大，但对土体短期固结恢复影响较大，因而引孔的方式方法对土体承载力的恢复起着较大作用，特别是在试桩期间，较好的引孔方式可以为设计提供较准确的数据，同时可以为建设单位节约投资成本提高经济效益。
　　沉桩引孔措施是在无法沉桩时采取的应急措施，因为引孔对土体破坏较严重，土体重新固结恢复较难，特别在大面积群桩施工时，引孔造成的土体破坏更为突出，有时因为大面积搅土特别是注水搅土，会造成地层结构的永久改变，而且使整个场地表面积水，而使施工困难。所以，引孔措施在无必要时是不宜采用的，或是在分析地勘报告前提下，针对个别会造成无法沉桩位置采用局部引孔，否则最好不采取引孔措施。
　　通过对工程地质报告的认真分析，可以协助施工单位针对不同地质状况采用不同类型桩靴。桩靴类型有以下几种：第一种是开口平底桩靴。其打入土层中较易保持好进桩直线性，容易穿过厚砂层，构造简单（可利用端头板作桩靴），挤土效应较小；第二种是封底十字刃桩靴。此类型桩靴较易保持桩直线性，穿进硬层性能较好，适用于打穿坚硬地层，如卵石层以至强风化岩层；第三种是闭口钝圆锥形桩靴。这类桩靴适用于一般砂地层。因而，经过分析，根据实际情况，采用不同形式桩靴，再针对各种技术条件选择相应型号的静力压桩机进行压桩施工，尽量避免采用引孔措施，完成既定的施工目标。
　　二、预应力管桩静压施工的事前控制
　　1、认真查看桩位平面布置图、桩基结构施工图，领会设计意图及要求，掌握设计要领，了解工程施工的控制点。
　　2、审查施工单位的施工组织设计或施工方案。（1）施工机具、仪器仪表标定、施工方式、沉桩顺序。（2）确保沉桩质量的技术措施。（3）操作人员的操作证、上岗证。（4）材料进场后的成品、半成品保护及堆放。（5）人员配备情况、施工进度计划。（6）材料、机具、人员的布置安排情况。（7）质量保证及安全施工措施。
　　3、组织图纸会审，明确沉桩质量标准，明确桩顶标高。
　　4、检查预应力管桩的制作质量。（1）明确制作标准、图集。（2）查看管桩出厂合格证、出厂测试报告。（3）检查钢筋笼制作主筋品种、规格、数量、位置是否符合要求。（4）检查预应力筋品种、规格、数量、位置是否符合要求。（5）检查主筋接头位置、钢筋、预应力筋以及钢筋焊接接头的物理力学性能和化学分析报告。（6）检查桩身保护层厚度。（7）检查桩身钢箍的位置、间距是否符合要求。（8）检查桩身中轴线的垂直程度以及端板的倾角是否满足要求。（9）桩身的砼强度、浇筑密实度是否符合要求。（10）桩身砼浇筑后的养护情况及拆模时间。（11）对桩身进行外观质量检查是否达到“国标”或“行标”要求。
　　三、预应力管桩静压施工的事中控制
　　1、检查测量放线、桩位、标高以及测量控制点。
　　2、查看管桩进场堆放情况，督促施工单位加强自检，不合格桩限期清理退场。
　　3、沉桩过程中，检查桩身垂直度、接桩数目控制、桩身有无断裂等。
　　4、检查接桩焊接质量，上下两节桩中心位置、偏差，节点弯曲失高以及点焊停歇时间。
　　5、沉桩过程中，检查桩身每米进尺的压力值、最后成桩的压力值以及沉桩途中的压力值变化情况，要特别注意压力值的突变状况。
　　6、沉桩过程中还要定时查看已施打的桩有无异常，是否侧移、回弹、冒桩或急剧下沉等情况。
　　7、经常复测桩的中心位置偏移偏差。
　　8、通过水准仪控制桩的压入深度和桩顶标高。
　　9、复核施工单位沉桩记录。
　　10、沉桩过程中检查桩身是否有破坏情况。如出现桩身外表皮破损，要及时进行修补。由于桩身表皮受损而不及时进行修补，桩压入土体后，桩身预应力筋因砼保护层的缺失，而被地下水腐蚀，使局部预应力筋预应力减弱甚至丧失，造成局部区域应力不平衡，从而改变了桩身色承力状况，在水平力作用下桩身容易被破坏。因而，对桩身表皮破损处的修补是不能被忽视的。
　　11、送桩时，严格送桩垂直度，送桩深度并检校送桩器。
　　四、预应力管桩静压施工的事后监理
　　1、认真监控施工单位土方开挖工作。现阶段压桩施工方式多是先打埋头桩，后进行土方开挖，基坑支护和土方开挖不当，土体滑移或基坑隆起，将导致工程桩挤偏、挤断、上浮。挖土引起基桩的倾斜，直接起因是挖土方法不当，挖土一般采用挖掘机，有时操作人员贪快图便，老在一处挖，将基坑挖得太深，而且将挖出来的土堆放在基坑边坡附近不运走，因而产生侧向压力，加上淤泥本身流动性大、土体中未消散的超孔隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了土体向开挖方向流动，而桩基抵抗水平力能力小，于是随土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移，位移过大的桩下部被折断。所以，土方开挖时，应严格按照规范十六字原则“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”。&考试大&严禁边打桩边开挖基坑；开挖宜在打桩全部完成并至少相隔15天后进行；宜分层均匀进行取土且土体高差不宜大于1m；应制订合理的开挖施工方案和程序，注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定；基坑顶部周边不得堆土或其他重物。在机械开挖时，要在桩顶50cm以上留设人工清挖土层，不能机械开挖至桩顶，防止土方超挖、扰动持力层，避免机械臂碰触桩顶，造成桩身损坏。由于土方开挖不当造成桩身倾斜、断裂、上浮及桩身因挖机臂碰触造成桩身出现裂纹，在沿海城市、云南施工中都曾经发生过，因而，合理的土方开挖施工方案，对工程基础施工质量是一个好的保障措施，可以避免资源浪费。
　　2、检查管桩中心桩洞涌水、涌土情况。如个别桩涌水、涌土情况严重，有可能此桩桩身出现裂缝或断裂，在以后小应变测试时作为必检桩进行检测；如果涌水、涌土情况较普遍，有可能是场地状况如此，可在小应变测试时，重点检测此部分桩。
　　3、管桩竣工验收时，督促施工单位提供竣工资料。（1）开工报告、施工组织设计、图纸会审纪要、设计变更及材料代换通知单等。（2）桩位测量放线图，桩位复核签证单。（3）管桩出厂资料。（4）沉桩记录、试桩记录。（5）桩位偏移图和桩顶标高图。（6）桩位竣工平面图。（7）冒桩、桩顶下沉的处理方案。（8）成桩质量检查报告。（9）桩的静载荷试验和动荷载检测报告。（10）隐蔽工程验收记录和分项工程质量验收评定表、检验批质量验收评定表。 　　　　
　　4、成桩质量检测、承载力检测合格后，及资料齐全后，办理桩基工程整体验收工作。
　　五、预应力管桩静压施工的堆载测试
　　昆明xx工程在试桩期间，为充分分析土层对基桩的摩擦力，对沉桩施工作了不同直径、深度的注水搅土引孔和不引孔沉桩。
　　试桩型号：PC，桩径：400mm，壁厚：80mm，桩长：19m，施打为埋头桩，桩顶标高：1890.55m。
　　试桩在进行堆载测试之前，均做了小应变测试，&考试大&桩身质量判定为Ⅰ类桩。
　　结果分析：深搅引孔对土体破坏较大，对沉桩也有一定影响，从成桩终压力来看，引孔情况不同，压力值均有差异；土体在重新恢复固结时，不同地层重新固结时间不同，相应对桩周摩擦力恢复程度也不一致；地质状况相似的桩，桩周土体受引孔情况不同恢复固结也有差异。
　　六、小结
　　在管桩静压施工过程中，施工方案、施工工艺的优劣对桩基工程质量起着关键性的作用，认真分析地质状况，采取较好的引孔措施，在胶结块不至造成无法沉桩的情况下尽可能不采用引孔措施，这样可以有助于土体的重新固结恢复。
　　先张法预应力管桩静压施工受到施工过程中各个环节影响，施工阶段的质量控制工作要求各方人员积极配合，认真研究、分析，在整个施工过程做好事前控制、事中控制和事后控制，针对特殊环节、特殊工序采取相应的施工措施，确保施工质量，以达到预期目的。