1、PHC 管桩静压法施工质量控制中图分类号:TV523 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012) 一、前言 近年来,高强预应力管桩(PHC)由于其具有施工周期短、单桩承载力高及造价适宜等优点,在山东省多个地区已得到了大量推广应用。同时,锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出,使得静压法施工越来越普遍,本文就静压法的质量控制问题进行阐述。二、PHC 管桩静压法特点 静压法中液压式分为抱压式和顶压式,目前我省主要以抱压式为主,抱压式是利用桩机的自重及配重提供压桩反力,通过多点液压夹桩装置将桩体夹住,再通过主机油缸的纵向液压力将桩压入地基土中,压桩时可从油压表的压力换算出压桩力,估计单桩
2、承载力。 1、优点 (1) 单桩承载力高,抗震性能好,造价适宜。施工速度快,大大缩短建设周期,时间效益显著。低噪声、无振动、无污染,可昼夜连续施工,同时场地整洁、施工文明程度高; (2) 可送桩较深,基础开挖后的截去量少,桩头产生的废弃物较少。施工中由于压桩引起的应力较小,且桩身在施工过程中不会出现拉应力,桩头一般都完好无损,复压较为容易。 2、缺点 (1) 静压法适用于较均质的软土及粘性土地基,在密实砂土及其它坚硬地层中由于压桩阻力过大而不易穿透,不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工; (2) 为防止陷机及桩机行走困难,对施工场地的地耐力要求较高; (3) 压桩力(夹持力)过大易将管桩桩身夹
3、破夹碎,或使管桩出现纵向裂缝; (4) 具有挤土效应,对周边建筑环境及地下管线有一定的影响,要求边桩中心到相邻建筑物的间距较大。 三、施工质量控制 1、静压桩机的选择 根据岩土工程勘察资料及设计单桩承载力要求合理地选择桩机,压桩机吨位过小,可能出现桩压不下去的情况,而压桩机吨位过大,对施工现场地基土承载力的要求将要提高。所以,在满足场地施工条件及设计要求的基础上,尽量采用超载施工,一般情况下地基承载力不应低于桩机接地压力的 1.2 倍,压桩的终压值宜取大于或等于单桩竖向极限承载力标准值的 1.25 倍。 2、建筑物定位放线与桩位施测 根据规划部门要求准确定位建筑物的轴线位置,轴线校核无误后准确
4、施放桩位,保证放线偏差在允许范围之内。建设单位或专业监理工程师应对施工单位已放好的轴线及桩位核对无误后,签署验收资料允许下道工序进行。 3、桩尖、桩身质量检查 对进场管桩桩尖、桩身质量检查是非常重要的工作。首先按照管桩有关规范对于桩尖的构造和设计图纸要求,对所到场的桩尖进行测量、查验,对进场的管桩桩身进行严格的查验,实测管桩的外径、壁厚、桩身长度、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录,特别是管壁厚度,由于静压法施工中的夹持力较大,壁厚不够容易把桩夹碎,同时还应对桩身外观质量进行仔细的查验,检查桩身是否有麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面混凝土是否坍落等情况,
5、对不符合管桩规程要求的,严禁使用。 4、底节桩定位 为避免操作人员的失误造成桩位偏移,对每根桩入土时的定位要严格控制,值班技术人员应一桩一验,可采用桩位打孔灌灰与同桩直径地面画圈等方法控制桩施工偏差。 5、桩垂直度控制 桩垂直度控制通常采用桩机驾驶室内挂一根带重锤的绳线,由开机员控制桩在正视方向的垂直度,另一 900 方向的垂直度再设一悬挂重锤线(视线要通视) ,以这两条绳线来控制桩的垂直度,桩在两个方向上都已经垂直的情况下方允许压桩,压桩过程中要经常检查。 6、接桩及焊缝质量问题 通常采用焊接法接桩,接桩前应将端板及桩套箍端板坡口处表面的锈蚀清除干净,表面呈金属光泽后方可焊接,接桩一般在距离
6、地面 1m 左右进行,上、下两块端板轴向错位量应小于 2mm,坡口根部间隙应小于4mm,焊条选用 E4303 型,焊接层数不少于 2 层,焊缝应饱满,确保焊缝高度。上下节桩如有间隙应用楔形铁片全部垫实焊牢。接桩处焊缝应自然冷却 15 分钟以上方可沉桩。焊条性能必须符合设计要求和有关标准的规定,并应有出厂合格证证明。焊接时应在两侧对称均匀地同时施焊,焊第二层时应将浮渣彻底清除,焊缝应符合设计要求,焊缝质量由监理等相关单位进行隐蔽工程的签证。 7、终压标准及终压值的控制 终压标准应严格按设计单位提供的参数控制。除保证桩长及桩尖进入持力层深度满足设计要求外,还要控制终压值的大小,虽然终压值与单桩竖向
7、承载力标准值是两个不同的概念,但两者之间存在着一定关系,两者间的关系与工程地质情况、桩的长度以及所选的持力层有关。 8、桩头填芯的质量 管桩的填芯混凝土,其作用主要是改善桩顶的受力状态,方便桩与承台的连接。由于桩与上部结构的连接主要通过桩的承台,桩头嵌入承台的长度宜为 10cm ,桩头填芯混凝土的强度等级不应低于 C30,同时填芯钢筋伸入承台长度不宜小于 40d 。 四、成桩质量检查与验收 1、桩身垂直度及桩身质量的检查 桩身的垂直度可以用垂线法量测,对不符合规范要求的,应及时报送设计单位,由设计单位提出补强修改意见。对于配置封口桩尖的工程桩,桩身质量的检查可以直观检查。若桩内腔完整干燥,说明
8、桩身基本完好、焊接质量完好、桩尖无损坏,这种情况下可不采取其他方法另行检查,反之,应该采取其他方法另行检查。 2、桩顶标高及偏位偏差情况的检查 基础开挖后,应对桩顶标高及桩的偏位偏差情况进行测量,汇总实测数据完整地整理一份报送设计单位,由设计单位提出方案,解决那些桩顶标高低于设计标高以及桩偏位超过规范要求的情况。而对于那些桩顶标高高于设计标高的情况,施工单位应用电锯法截去多余的桩段,而不应该用人工敲打的办法把多余的桩段敲掉,那样很容易把成桩敲伤。3、管桩的质量检测 对于 PHC 管桩的检测一般采用低应变动测、高应变动测、静载荷试验等方法。由于管桩特有的内腔,近年来摄像技术被应用到管桩完整性检测
9、上单桩竖向承载力的检测。 五、常见质量问题分析与处理 1、桩端达不到设计深度,其原因: (1)地下岩土层中孤石和障碍物较多或有坚硬岩土层,此种情况下甚至发生同一承台内,有的桩可压至持力层,有的桩压不下去。 (2)中断压桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因,致使沉桩过程突然中断,延续时间过长,沉桩阻力增加,使桩无法沉到设计深度。(3)接桩时,桩尖停留在硬土层中时间过长,造成无法继续沉桩。 (4)发生管桩沉不到设计深度,应分析原因,找出解决方法才能继续施工,不要盲目加大压桩力强行沉桩,以免造成桩身倾斜或断桩。 2、桩倾斜 第一节桩初压即有较大幅度的桩端偏位或倾斜。遇有此种情况可能在地面下不深处遇
10、有障碍物,如旧建筑物的基础未清理干净、或回填层位中夹有大块石等,因此压桩前应将地面下旧建筑物基础、块石等清理干净。 3、在沿海地区软土层较厚,当桩身侧阻力较小,当桩端持力层为中密及以上的中粗砂、砾砂层时,常出现终压时压力值较高,而静载荷试验承载力不符合设计要求,此种情况下可通过复压(即对已经压好的桩休止一段时间后再进行复压施工的一种措施)提高承载力。 七、结语 目前静压管桩虽得到了大量的推广使用,但工程实践经验尚不够丰富,计算理论也不够完善,相信通过勘察、设计、施工等有关专业技术人员对静压管桩的理论不断的研究和工程实践经验的不断积累,静压管桩的应用水平将会不断的提高,计算理论也会更加趋于成熟。