锤击桩施工质量的管理及控制
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摘要：桩基施工质量对建筑物安全使用至关重要，所以管理控制好桩基础施工质量是重要环节之一，下面本文作者结合自身多年的工作经验，针对锤击桩在施工中经常发生质量问题的几个控制要点进行详细解说，同时分别对其提出了控制措施。
0 工程概况
本工程位于深圳市龙岗区平湖街道办福安大道与平新北路交汇口东南角，华南国际工业原料城内。该场地原始地貌为低丘台地，地貌以低谷台地、坡地为主，局部为冲沟，地层分布自上而下分布有：人工填土层）(Qml)、第四系冲洪积层(Qal+pl) 坡积层(Qdl)残积土层(Qel)及其下伏中侏罗统砂质泥岩（J2tn）之各风化层等五类地层。根据现场条件，本工程选用管材采用高强预应力混凝土管桩，混凝土强度为C80，桩型PHC-AB500-125并采用锤击沉桩方式进行施工，总桩数2181根，承台跨度在7~13m，单桩承台~六桩承台。预应力管桩的具体参数具体见表1。
但在进行锤击桩施工的过程中，因地质条件的复杂、持力层起伏大、施工技术及方案选用不当，常出现施工质量问题，这应该引起施工人员的注意。下面根据本文作者多年的预应力管桩基础工程施工的成功经验来详细解说锤击桩施工过程中的质量管理及控制措施。
1事前准备工作
⑴组织业主、监理单位进场勘察测量，要读懂施工图纸，掌握场地地质勘察报告，了解施工组织设计人员的设计意图。
⑵制定施工方案。阐明施工工艺和主要分项的施工方法，劳动力组织和进度控制安排，编制质量、安全、进度的保证措施。大量收集以往锤击桩施工的成功资料，切实结合本工程的实际情况，编制合理的、可行的施工方案以正确指导施工。
⑶技术交底。在锤击桩施工前，技术负责人应及时对施工人员进行详细的技术交底，阐明设计者的意图，其操作规程和施工方法要达到相关质量标准。对于隐蔽部位、关键部位及施工中的难点要重点进行施工组织设计交底、施工图纸交底、设计变更和分项工程技术交底、安全措施交底等。采用“双层三级”制进行技术交底，即：分公司技术负责人向项目部全部管理人员总体技术交底，项目技术负责人向质检员、各班组长进行技术交底，班组长接受交底后要组织班组工人学习交底，认真贯彻执行。
⑷编制施工图预算。掌握施工图和有关技术资料，按施工要求分类计算工作量，作好劳动力、材料、机械等需用量分析，提供节约工料降低工程成本措施，满足施工管理需要。
2施工过程的质量管理及控制要点
2.1要平整打桩施工场地
为了保证桩架平稳、沉桩垂直，必须对场地进行平整，并且要保证场地具有一定的地基耐压力。因打桩机的重量较大，要求施工场地要具有打桩所需要的地面承载力，同时要具有良好的排水条件。
因此，要及时对施工现场和周围环境情况进行调查，对施工现场地下、地上障碍物进行调查与处理，对施工现场进行场地平整，平整的做法：先平整场地原来的地面，用辗路机辗压二至三遍，然后铺筑20~50厘米厚度的碎石或建渣铺垫，同时要完善排污、排水管沟系统；如果遇到地面土层非常软弱，且含水率高的大密度群桩基础，还要注意在施工场地中间开设一些盲沟，打设砂井和井点降水，才能使工程顺利完成；平整完成后应对控制桩位进行复测核实，建立场内控制桩网络。
2.2根据工程情况选择打桩锤
锤重是锤击沉桩施工质量控制的一个关键因素，根据实际经验，按锤重与桩重的比例来进一步选锤：一般土质情况下，柴油锤冲击体重量与成桩桩重之比可取0.5，若软土较厚，可取0.4。如估计Φ500mm壁厚100的管桩入土深度肯达32m，则桩重约为WP=3.33KN/m×32m=106KN,则锤重应≥0.5WP=0.5×106=53KN故应采用D60或D62型柴油锤。小锤打大桩或大锤打小桩，都容易破坏桩体。经过长期的实践检验证明，“重锤低击”是一种非常有效的打桩方法，这种施工方法可以降低打桩应力，提高预应力管桩的贯入度。
本工程选用额定功率75KW的滚筒式柴油锤打桩机，根据广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-2008要求，选用D62柴油锤进行打桩施工。柴油锤的打击力是由打桩机的活塞下落冲击爆发压力作用产生的，锤弹跳得高度与土质有很大的关系，一般情况下土质越硬，弹跳得越高，但调节打桩锤的落距有一定的难度。与蒸汽锤相比较，当用重锤以高速度打桩时，损坏桩体的比例高出许多倍，因此选择合适的打桩锤及确定合理的冲程就显得尤为重要。桩锤的选择要考虑很多因素，包括桩的尺寸、形状、贯入度及气象、土质等条件，并充分掌握各种打桩锤的特性。本工程选取D62柴油锤冲击体质量为6.0-6.2t，常用冲程为1.9-3.6m，适用管桩规格为φ400-φ500，单桩竖向承载力设计值适用范围为1800-3300 kn，桩尖可进入土层为强风化层，满足本工程选用的预应力管桩的要求。在打桩施工过程中只要将柴油锤的冲程控制在这个范围内将能取得很好的效果。同时根据桩疲劳试验结果表明，打桩应力愈大，需打锤击数愈少，反之则多。虽然如此，也要注意如果锤击数过多，就会破坏混凝土。
1.2.3合理选择桩帽和垫材，把好质量关
打桩用的桩帽和桩帽内的弹性垫材（如：木板、麻袋、废纸板），要均匀铺垫于桩帽间或桩帽内，且注意经锤击压实后的厚度不宜低于120毫米，这样能降低百分之五十左右的打桩应力，是均匀分布打桩应力的技术措施，这样可使桩帽应具有足够的强度、刚度和耐打性。在打桩期间要根据桩帽、垫材的损耗情况，经常更换补充，如果木板、麻袋、废纸板发硬烧焦，桩帽形状严重变形，就要及时采取措施处理。
桩帽尺寸要适合，桩帽与桩之间的间隙过大会使桩帽歪斜，打桩偏心；如果卡得太紧，又会引起扭矩进而使桩扭裂缝。桩帽或送桩帽宜做成圆筒型，其筒体的深度尽量控制在350～400毫米，内径与管桩外径之间相差20～30毫米为宜。桩锤、桩帽和桩身应处于同一垂直直线上；桩插入时要保证其垂直度的偏差低于0.5％。
1.2.4打桩施工过程中的质量控制
(1)沉桩施工开始时应先提起锤轻压并轻轻击打数下，观察桩身、桩架、桩锤等是否垂直，然后才可进入正常打桩。第一节管桩插入地面时的垂直度偏差要小于0.5%，并要用水准尺之类的测量仪器测量校正，如果垂直度偏差超过0.5%，则建议拔出重新插入。
(2) 施打管桩过程中，桩锤、桩帽和桩体要处于同一中心线。当桩体倾斜率大于0.5%时，要设法找出原因并纠正；当桩尖已进入硬土层后，禁止来回移动或者用强行回扳的方法纠
正。
(3)在较厚的粘土、粉质土层中施打管桩，要坚持一次性连续打桩，尽量避免中间休歇，如果不达到设计深度时严禁接桩操作。
(4)桩数较多的群桩基础宜从中间向外按顺序施打，承台边缘的桩应等承台内其他桩施打完毕并重新测定桩位后再接着插桩施打。
1.2.5电焊接桩应注意的问题
如遇多节桩施工时要注意接桩质量，此阶段比较容易出质量问题。因为在这一阶段不仅要打好桩，而且要接好桩头。要保证接桩质量，除要加强桩制作质量的控制外，还要求操作人员具有厚实的技术功底和很强责任心。本工程采用电焊接桩的方式进行接桩施工，电焊接桩需要注意的技术要点：
(1)电焊操作人员要经过严格考核后方能上岗操作，要做到持证上岗；
(2)如遇需要接桩时，要求入土部分桩段的桩头要高出地面0.5～1.0米；
(3)两段桩体在焊接前，上下端板表面必须清除铁锈、油污和砂浆等，用铁刷子将坡口处刷至露出金属光泽；
(4) 要垫平接头面间隙，角钢要贴紧桩头，焊缝应饱满连续。具体做法：先在桩头板面圆周上对称点焊4～6个点，待桩节固定后再分层施焊，施焊时最好是两个焊工同时对衬进行；
(5) 焊接好的桩接头要等自然冷却时间大于8分钟后方可进行锤击，注意不要用水冷却以及焊好即锤打；
(6)要保证焊条干燥。
1.3及时记录施工数据与处理
本工程实行动态监理，及时掌握锤击桩施工质量情况。在施工现场由专职记录员及时将每一条桩的制桩时间、提锤高度、管桩的尺寸、锤击数、砼坍落度、贯入度、砼浇筑时间及拔管速度等数据输入电脑进行比较分析，并绘制出锤击沉桩施工工序图（见图2），将有关数据直接标在桩基平面图并挂在施工现场，便于其他人员核对和检查。同时，每根桩的尺寸和贯入度等技术指标须经过监理人员或建设单位代表的检查验收合格后，才能进行砼浇灌施工。
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