静压管桩施工质量控制措施探讨

宫殿堂

1 静压管桩概述

预应力高强度混凝土管桩(简称PHC管桩)，目前在施工中主要采取静压沉桩的方法。液压静压桩就是通过液压静压桩机，利用其本身的重量(包括配重)作为反作用力，克服压桩过程中，桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力，将桩徐徐压入土中。液压静压桩开始于20世纪80年代后期，它具有无噪声、无振动、速度快、成本低等优点。近十年来广泛地应用于高层建筑的桩基施工中，并取得了良好的技术经济效果。

在静压桩的施工中，常常出现爆桩、压不到设计标高、桩顶位移、断桩等质量通病。静压桩施工质量如何控制，笔者根据本市某房地产开发项目中广泛使用的PHC管桩工程实践经验，总结一些PHC管桩施工质量控制的办法。此项目为高层群体住宅工程，地基处理皆采用PHC-AB500(125)型预应力管桩，设计为摩擦端承桩，受力以摩擦为主，桩长29 m，采用静力压桩施工工艺。

2 静压管桩施工前期管理措施

2.1 静压桩质量预控措施

1)施工单位健全施工质量管理保证体系，相关人员持证上岗。贯彻执行质量责任制，责任到人。2)强化监理监督力度，实行施工过程旁站制，贯彻执行工程质量检验制度，包括原材料设备进场检验、施工过程的检验、相关隐蔽过程检验、施工结束后的抽样检测等。3)认真研读勘察单位出具的地质勘察报告(前期要重视地勘的施工管理，确保地勘报告真实详细，并具备代表性)，为静压桩施工时配桩情况、桩尖加设情况提供参考。

2.2 过程质量控制要点

1)管桩质量:对管桩供货单位生产能力及质量保证体系进行严格审查，合格后方可供货。管桩进场后首先检查产品质保书、合格证、检测报告等保证资料是否符合要求，并对管桩进行外观质量检查、尺寸偏差和裂缝检验，检查管桩有否明显的纵向、环向裂缝，端部平面倾斜、外径壁厚、桩身弯曲等是否符合规范要求。不合格产品不得用于工程。2)检查桩机压力传感设备是否完好，是否在检定合格有效期内，桩机配重与设计承载力是否相适应等，确保桩机工作状态正常。3)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)桩尖配制:根据试桩情况，针对地下砂层较厚、标贯击数较大的区域加设桩尖，以确保沉桩的有效长度。本项目采用自制闭口形桩尖(见图1，图2)，基本能满足穿透标贯数在25以上，厚度在10 m以上的砂层。5)管桩焊接:管桩焊接质量很重要，对接时清理干净接驳面和坡口，如桩节间隙较大，可用铁片填实焊牢，结合面间隙不得大于2 mm。接桩时，上下节桩应保持顺直，错位偏差不宜大于2 mm。施焊时，先对称点焊4点～6点，再由两个焊工对称施焊，焊接层数不得少于三层，内层必须清理干净后方能施焊外层，电焊厚度应高出坡口1 mm，焊缝应饱满、连续，无气孔、焊瘤、裂缝。焊完后必须保证一定冷却时间，不少于8 min为宜。6)垂直度控制:通常用两个垂吊线锤、夹角90°方向进行监测，使桩身达到垂直度要求。须注意第一节桩桩身垂直度必须控制在0.5%之内。7)压桩过程:控制压桩速度，一般宜控制在1 m/min左右，压桩过程碰到硬土层，压桩速度过快，管桩抗弯能力不强往往容易折断。8)验收控制:过程中对管桩表观及管桩焊接质量进行严格检查，桩基完成后依据国家行业标准《建筑桩基检测技术规范》规定对管桩质量评定。

3 静压桩常见问题

3.1 爆桩

3.1.1 管桩桩身质量不合格

管桩表面的质量问题有管桩自身有脱皮、裂缝、蜂窝麻面、桩端不平、桩套箍凹陷、接口漏浆等问题;管桩内部质量问题有桩身混凝土强度不够，内部成片蜂窝，钢棒、螺旋筋、端头板的质量不符合要求等情况。预防措施:加强进场控制。如对现场管桩质量有怀疑的，必要时可抽取两节桩，委托有资质的检测单位进行抗弯性能及配筋和钢筋保护层厚度等检测。

3.1.2 桩身垂直度偏差

桩身下压的过程中，桩身出现较大弯曲，在集中荷载作用下，桩身不能承受抗弯度，最终导致桩身断裂，或是抱箍处破碎不能下沉。造成垂直度偏差过大的因素有:1)操作不认真，第一节桩身倾斜，随着桩身加长，倾斜严重。2)地下障碍物影响。压桩过程中，桩端一侧遇到孤石，导致桩身逐渐偏移。3)场地湿陷，桩机倾斜不能调平。4)接桩偏差，接桩时桩身桩帽不在同一直线上。

预防措施:1)严格控制桩身垂直度，第一节桩身垂直度控制在0.5%之内。2)如障碍物在浅层，用送桩器或挖掘机把地下障碍物清除。3)如场地较软，铺设碎石渣，强化地基承载力，并随着施工进程及时铺填，避免桩机陷机或不均匀沉降。4)尽量减少接桩，一根桩接头不超过三个。接桩时上下段桩的中心偏差不宜超过2 mm，如桩头对接不严密应用垫片垫平再进行焊接。

3.1.3 沉桩速度过快

静压桩在沉桩过程中应控制沉桩速度，不能过快，特别是在如下地层:地下有孤石或障碍物的;有坚硬砂石层的;从松软到坚硬土层的等，如在此部分区域沉桩速度过快很容易爆桩。预防措施:在沉桩的过程中要密切注意压力表的变化，在桩端进入砂石层时必须慢压，沉桩速度控制在1 m/min。尽量避免在砂层中接桩，防止由于停歇时间过长摩阻力增大而影响沉桩。

3.1.4 沉桩路线不合理产生的挤土效应影响

静压桩属于挤土型桩，在沉桩过程中，相当于桩身体积的土向四周排挤，主要表现为径向位移，桩尖和桩周圈的土受到不排水剪切，形成不均匀等压面。预防措施:制定合理的沉桩路线，根据桩的入土深度，宜先长后短、先高后低，若桩较密集，且距建筑较远，宜从中间向四面进行;若桩较密集且离建筑物较近时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行;使用分土型桩尖时，应使土向远离桩位的方向挤压。成桩后，应及时用袋装砂对送桩孔进行回填。

3.2 沉桩不能到设计标高

原因分析:勘探点不够或勘探资料粗略，致使设计考虑持力层或选择桩底标高出现偏差;遇到地下砂层较厚或特别坚硬的土层，难以贯穿;桩机及配重太小，使沉桩压力达不到有效要求。垂直度控制出现偏差，不能下压。预防措施:深入了解地质情况，必要时应作补勘，明确地下地质条件;加设桩尖(先作试桩)，以便穿透砂层或坚硬土层;采用引孔的方法，穿透砂层或硬土层后再进行沉桩;合理配置桩机，保证桩机施工能力;严格控制桩身垂直度。

3.3 桩顶偏移

原因分析:桩数较多，土层饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向外扩展，相邻的桩一起被挤偏或涌起。桩身上浮现象;桩位放线不准，偏差过大;选择的行车路线不合理。预防措施:在压桩过程中，严格控制压桩的速率，在应力影响区域内，一台桩机每天成桩控制在10根～20根范围内;选择合理的行车路线，对范围内压桩顺序进行综合平面安排，合理安排打桩线路，尽量减小挤土效应对相邻桩的影响。加强桩位复核工作，如地质较松软，应逐根进行放设。

3.4 接桩处开裂

主要原因:采用焊接连接时，连接处表面未清理干净，桩端不平整;焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满，焊肉中夹有焊渣等杂物;焊接好后停顿时间较短，焊缝遇地下水出现脆裂;两节桩不在同一条直线上，接桩处产生曲折，压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。预防措施:加强焊接监管措施。接桩前，保证连接部件清洁;接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接必须保证质量，焊后冷却8 min左右。验收合格后方可下压。百年大计，质量第一。静压桩的沉桩机理比较复杂，施工中会出现各种意外情况，有待通过实践进行更深入地研究，不断总结经验，改进和完善施工工艺。通过严格的管理措施，严把工程质量关，接受各方质量监督，推动静压桩施工质量稳步提高。

[1]王学军，王玉茜.浅谈预应力管桩存在的问题及解决方案[J］.山西建筑，2010，36(18):78-79.