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预应力管桩静压法施工与质量管理摘要 本文主要介绍预应力高强砼管桩在粘性土中施工工艺与施工方法，质量管理要求，需要引起注意的问题和事项。关键词 预应力高强度砼管桩；phc管桩静压法施工； 质量管理abstract: this paper describes the construction of prestressed high strength concrete pile in cohesive soils technology and construction methods, quality management requirements, it require attention for the problems and issues.key words:prestressed high strength concrete pile; of phc pile hip construction; quality management中图分类号：tu2文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）1 前言预应力高强砼管桩（phc）是采用预应力工艺、经离心成型、常压高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒细长砼预制件，主要由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成，由于采手了高强砼和蒸汽养护等一系列先进技术，预应力高强砼管桩具有耐打、耐压，设计选用灵活方便，穿透能力强，单桩竖向承载力高，抗震性能好，耐久性好，造价便宜，成桩质量可靠，施工速度快，施工现场文明简洁，无噪音，在城市施工不扰民，检测时间短等一系列特点，深受建设单位、施工单位、设计人员和监理人员的普遍欢迎，在10-40层楼房基础工程中，原来采用人工挖孔桩和钻孔灌注桩，有不少已被预应管桩所取代。预应管桩经过十几年的工程推广应用，目前已广泛用于房屋建筑、桥梁、码头等的基础工程，特别是工程工期紧的项目，具有独特的优点。但是在使用过程中，特别在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜、场地松软的回填土、杂填土等场地等问题，给桩基施工带来不少麻烦，增加桩基处理费用等。本文通过某工程（phc）管桩的施工，探讨管桩静压施工方法与质量控制要点，以及需要引起注意的问题。2 工程概况：南京市江宁区某工程，建筑面积为21000m2,为三栋2-3层的电子厂房，桩基采用phc管桩，共有545根桩静压法施工。桩型为phc-400（90）abc60，d型桩尖，桩长约12m，即单节桩，以强风化泥质粉砂岩或中风化泥质粉砂岩为桩端持力层，要求桩进入持力层1m，单桩竖向承载力特征值分别为900 kn，沉桩时以压力值控制为主控，压桩力约为2倍单桩竖向承载力特征值2倍即1800kn。3 场地土层地质条件根据工程地质勘察报告所描述的情况，本场地地貌形态单一，属于丘陵地貌单元，局部有坳沟，大部分地希较平坦，回填土较厚，达2m左右，主要土层可分为5层，各主要土层自上而下分布如下：素填土，厚度0.45.7m，平均1.95m，层顶标高为14.64-22.07m；粉质粘土-1，厚度 0.68.0m，平均4.45m，层顶标高为13.61-19.60m；淤泥质粉质粘土，厚度1.1011.6m，平均5.67m，层顶标高为10.04-20.67m；残积土，厚度0.44.4m，平均1.63m，层顶标高为3.25-17.37m；强风化泥质粉砂岩-1，层顶标高为2.85-15.07m，平均8.72m，起伏较大，局部未揭穿；中风化泥质粉砂岩，层顶标高1.76-12.93，平均5.68m，该层未揭穿，根据以上土层分析可知，本工程地层分布较为复杂，部分岩面标高程斜线，桩基可采用于采用预制管桩、人工挖孔桩钻孔灌注桩施工，桩基穿透粉质粘土不太困难，桩端进入持力层1m，也可以办到。4各种桩型的经济技术比较根据工程经验，人工挖孔桩可靠性高，成本底，但本工程由于存在淤泥质粉质粘土，安全风险较高，不宜采用；工期要30-45天左右；桩完成需养护28天后才能进行开挖和检测；采用钻孔灌注桩，技术成熟，可靠性没有人工挖桩和预应力管桩好，且造价比上述两种桩均高；工期需30-50天左右；桩完成后需要养护28天后才能进行开挖和检测；采用预应力管桩，管桩可以工厂生产，技术成熟悉，且管桩已于过成的砼管桩（pc桩），发展成预应力高强砼管桩（phc管桩），成桩可靠性高，工期25-30天内可完成；一般14天左右即可检测和开挖；不存在砼养护时间；施工速度快，整体比较，进度可提前30天预应管桩可采用锤击沉桩和静力压桩，锤击沉桩一般使用柴油锤，锤击沉桩由于容易桩头暴裂、产生噪音、存在振动受到限制；静力沉桩只要场地具条件，上述问题均可克服；通过现场试桩，桩长控制在11-14m左右，压桩力控制在 200 kn，以压力值为主控，从理论上讲均可满足设计要求，这样由于不存在接桩，省去焊接工序，加快了施工速度，简化了施工。5场地要求与处理phc管桩在沿海和长三角广泛采用，但需要特别重视场地条件，因压桩机重达300-600t，对场地一般要求达到100kn/m2，否则极易发生质量事故（如桩倾斜、挤断、桩偏位等），在南京河西地区和苏州多个工地曾出现上述问题，补救浪费大量的时间和财力；但这点往往易被建设单位和施工单位忽视。6 管桩的施工6.1 主要施工机械设备目前市场上所用的桩机有抱压式和顶压式两种，以抱压式为主，抱压式桩机最大吨位可达800t，通常在600t，根据上述工程特点，实际上只要配重300t即可，这样可减小场地处理的费用。6.2对于静压桩机的机械性能要求：桩机总重量加配重要求达到设计要求，压机机总配重达到300t，具有质量技术部门出具的监督检验合格证和出厂合格证；桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移；夹具应有足够的刚度和硬度，夹片内的园弧与桩径应严格匹配，夹具在工作时，夹片内侧与桩周应完整贴合，呈面接触状态，且应保证对称向心施力，严防点接触和不均匀受力；压桩机行走要灵活，通常有步履式和履带式。最好采用步履式，目前采用液压步履式，以电动液压油泵为动力，明显提高工效，压桩机的底盘要能承受机械自重和配重的基本要求，底盘的面积要有足够大，满足地基承载力的要求。根据以上的要求，结合实际工程情况，我们选用了yzy-600型静压桩机，考虑设计只要要求荷载较小，采用减小部分配重，只配足300t足以满足工程需要。静压桩机施工基本原理：机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车上，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，管桩在沉入土层过程中，桩尖把土挤向周围，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。6.3沉桩前准备工作打桩前协同建设单位认真做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，排水应畅通。认真做好轴线或控制点的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。开工前认真细致地向所有参与施工人员进行技术交底，安全交底和分析相应地质条件下应采取的措施。开工前对进场的机械设备应作全面系统的检查工作，做好各部位的保养和润滑。6.4管桩的主要施工工艺与方法放样定桩位：采用全站仪测量放样，随压随放。压桩机就位时，应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态，启动门架支持油缸，使门架作微倾15o，以便吊管桩。吊桩定位，调整垂直度：先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，启动吊车吊桩，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29l处），使桩尖垂直对准桩位中心，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，启动压桩油缸，进入压桩状态。压桩：启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2m/min，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。若不能稳定，必须再持荷，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。7施工质量控制措施完善的管理措施是质量控制技术落实的基本保证，是要有一整套质量技术保证措施。7.1严格按照设计图纸，工程合同文件，有关现行施工规范和质量标准要求制定各分项工程的实施措施。7.2高强砼预应力管桩质量控制：运到现场的管桩应按规定要求进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。7.3桩在运输过程中起吊、堆放必须保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。7.4桩位放样：要求设置相对固定的控制点，由专人进行测量放样。7.5桩机就位：桩机就位后必须用经纬仪在桩机两个方向相互垂直的地方，观测桩机，桩的中心线，设计的桩位是否在同一垂直线上，其偏差不应超过施工规范要求的允许偏差。7.6压桩：工程桩正式施工前应进行试压桩，以确定压桩标准，一般情况下应以桩长和压桩力双控进行施工；如桩顶标高在地面以下，需要送桩，送桩器下端应设置桩垫，要求厚度均匀，并与桩全面接触，送桩轴线必须与桩轴线一致。7.7截桩：露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩，即必须截桩，截桩要求用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。8质量检查与验收质量检查依据：建筑地基基础工程施工质量验规范（gb50202-2002）、建筑桩基技术规范（jgj94-2008）、gb134761999和江苏省建筑安装工程施工技术操作规程（dgj32/j28-2006）和设计图纸要求8.1压桩前的技术检查：压桩机的压力表的校定证书、控制测量成果和桩位测量结果；8.2外观检查：管桩随车提供合格证和砼检测报告，检查管桩本身是否有裂缝，外形尺寸；8.3压桩过程检查：压力表压力值、桩垂直度、压入深度、桩顶标高；8.4 桩承载力的检验打桩结束以后，按桩基规范要求随机抽检1%且不少于3根桩进行单桩静载荷试验，以确定单桩竖向承载力极限值。本工程a、b、c、d楼共抽检5根工程桩，检测结果如下表，结果符合设计图纸要求和施工规范规定。8.5 桩身质量检测桩身质量采用小应变动力检测方法，共抽检545根管桩，其中南京宁桥工程技术有限公司检测545根，南京市建筑安装工程质量检测中心检测89根，检测结果表明，全部为一类桩，桩身质量满足设计要求。静载检测各桩的检测结果8.6 桩偏位检测开挖后对桩位逐一进行量测，绝大部分桩位偏差在20-85mm，个别桩位偏差超过设计允许，已报设计单位，设计单位已出图结结构进行了加固，其它均符合设计和施工验收规范要求。8.7 沉降观测建筑物的沉降观测随建筑物施工进度分别进行跟踪监测，一年之后竣工验收前观测,根据南京南大岩土工程技术有限公司的观测成果，最大沉降量2.3mm，最大沉降差为1.5mm，在规范规定范围之内，沉降速度小于0.005mm/d,，满足高层和一级建筑沉降观测稳定标准（低于0.01mm/d），符合建筑变形测量规范（jgj8-2007）和南京地区建筑地基基础设计规范（dgj32/j12-2005）要求。9 结语高强砼预应力管桩（phc）经过二十多年应用，其生产工艺成熟、技术先进，同时由于目前压（打）桩装备技术进步明显，效率高，工期效益显著，成本比较优势明显，特别适合在软土和部分粘性土中使用，工期可大量宿短，单桩竖向承载力高等优点，值得在适用的范围大力推广应用。参考文献1 建筑桩基技术规范，jgj94-2008中国建筑工业出版社2 建筑地基基础设计规范，gb5007-2002中国建筑工业出版社3 建筑桩基检测技术规范，jgj106-2003 中国建筑工业出版社4 建筑地基基础工程施工质量验收规范，gb50202-2002 中国建筑工业出版社5建筑变形测量规范，jgj8-2007中国建筑工业出版社6江苏省建筑安装工程施工操作规程（dgj32/j28-2006）中国建筑工业出版社7桩基工程（第三版） 中国地质大学出版社作者简介：冯勇（1979.1- ），男，工程师，国家注册一级建造师和注册造价工程师。毕业于东南大学建筑工程专业。注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。