论静压管桩施工质量安全控制
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摘要：随着人类对环保意识的不断增强，加上锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出，静压管桩因其具有能承受较大的负荷、质量稳定、造价低等优点，在国内各地区得到广泛应用。故而静压法将逐渐取代锤击法将成为必然趋势，但是许多关于静压管桩的质量安全技术问题也倍受人们的关注。本文首先介绍管桩中静压法施工的优缺点。随后讲述静压管桩施工过程的质量管理。再次详细阐述成桩的质量检查。最后简要叙述常见质量问题分析及处理。
中图分类号：TU71文献标识码： A
一、管桩中静压法施工优缺点
静压预应力管桩是在预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来的，利用静压的方法将空心圆筒体状的构件沉人地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。静压高强预应力管桩由于具有单桩承载力较大，质量稳定，低噪音和无震动等特点，已得到广泛的应用并具有广阔的应用前景。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工有哪些优缺点。
（一）优点
1. 施工现场噪音小、对环境污染小、振动小对周围建筑物影响相对较小，24小时连续施工，施工速度快可大大缩短短工期，创造时间效益，从而降低工程造价，同时施工场地整洁、文明程度高；
2. 管桩工厂化生产、质量易于控制和检查
（二）缺点
1.具有一定挤土效应，会部分影响周围建筑环境及地下管线，要求相邻建筑到边桩中心的间距较大；
2. 在淤泥土、新填土及积水浸泡过的场地施工易陷机，故要求施工场地的地耐力较高，；
3. 压桩力过大时桩身易被夹破夹碎，或出现纵向裂缝；
4.不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。
二、静压管桩施工过程的质量管理
（一）施工前准备工作
1. 审查施工单位的资质
审查施工单位的资质等级，了解施工施工企业的技术力量及技术标准；审查施工单位的现场质量管理制度和质量责任制度是否健全；同时还要审查施工人员主要专业工种操作上岗证书，包括施工技术员、焊工、记录员、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。
2. 桩机的选择
根据工程地质勘察资料和设计的单桩承载力要求合理选择压桩机。一般情况下，桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。
3. 施工放线与定桩位
由于放线与桩位是否准确直接影响这个建筑物的位置和结构，因此，这两个工序的重要性不容忽视。根据提供的测量控制点，将基线要放在不受施工影响的地方，然后根据设计图纸，指定定位线，最终由项目技术负责人员进行复核，发现不符合要求的及时纠正，检查无误方可进行压桩施工。
4. 管桩质量检查和验收
进入施工现场的管桩应有符合设计要求的产品合格证、产品说明书和相应的质量检验报告，对设计有桩头的管桩、管桩的尺寸允许偏差值、管桩的外观质量等应组织检查和验收，不符合要求的应更换。
（二）压桩施工过程的质量管理
1. 底桩的定点应在测量放线与定桩位的基础上，在每根桩的圆心处插入上端固定有红布条的短钢筋进行标识，短钢筋上端与地面平，控制桩不偏离该圆心，使成桩的偏位尽可能减小。
2. 桩身垂直度的控制通常用两台经纬仪，在相互成90°的两个方向进行过程监测。当第一节桩就位插入地面时，应利用经纬仪配合静压桩机将桩两个方向的垂直度偏差校正到不大于0.5%的桩长，然后正式沉桩。当桩身垂直度偏差超过1%时，应找出原因设法纠正；当桩尖穿过软土土层后，严禁采用移动桩架的方法进行纠偏。
3. 接桩及焊缝控制接桩前，应检查两节桩桩心有无较大错位，确保两节桩的顺直，因此最好设置桩导向箍；由于采用焊接接桩，因此焊接前要将对接两节桩的驳面和坡口清刷干净，直到有金属光泽露出；焊接时在坡口圆周对称焊接4～6点，最好是两个焊工同时对称施焊，焊接好一层后，必须将焊渣清除干净后再施焊外面一层，确保焊接层数不少于2层；由于焊缝遇水容易变脆而导致压坏，因此焊接结束后应自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压），然后继续压桩；当管桩较密集且桩接头有较大裂缝时，压桩引起的土体上涌，有可能将桩接头拉断，造成断桩。
4. 沉桩记录及成桩：沉桩过程中的记录包括管桩就位记录、垂直度、入土深度、每节桩长度、截桩长度或最终的桩顶标高及相应的压力值、贯入度等。在正式沉桩之前，应在有代表性的部位试沉桩，确定成桩的桩长、终压力、持荷时间、贯入度等参数，而后即可成桩。当需要用送桩器成桩时，应对准桩中心点，并保持垂直进行施压达到成桩参数为止；当未采用送桩器成桩时，高于地面的桩身应截除后，才能移机至下一根桩位。
三、成桩后的质量检查
桩基完成后，要根据相关标准和设计要求对管桩质量进行检测评定。采用基桩检测系统进行低应变检测试验，来检测桩身完整性；对桩身质量检查一般采取直观的方法，即将低压电灯泡沉入桩内腔，如果发现桩内腔完整干燥说明桩身质量基本完好无损坏；成桩后要选择具代表性的桩（一般先取20%以上且不得少于10根），然后采用静荷载试验的方法，来确定成桩的单桩竖向承载力，要求有关技术管理人员到现场监督，配合做好最终沉降量和残余沉降量的记录工作；然后选择有代表性的类桩做静载，最好是选择3根以上且多余总桩数的1% 。
四、常见质量问题原因分析与处理措施
（一）桩身倾斜
桩倾斜即桩身垂直度超过允许偏差值。碰到此种情况，有两种可能：一是场地不平、有较大坡度，桩机本身倾斜，首节桩初压至桩身基本稳定时才能及时校正垂直度，稳桩时桩不垂直，送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上，则桩在压入过程中就会逐渐产生较大倾斜；二是基坑土方开挖不当，桩身侧向受力不平衡引起大面积群桩倾斜，特别是表层软土土层厚度大，每次开挖的厚度超过规定，桩身倾斜的可能性更大。处理的措施主要是在压桩施工前将场地平整，对于发现局部平整度差、土质松软时，应在桩机行走路线上加设垫木或其它材料，使桩机底座保持水平。对基坑土方开挖不当引起倾斜的桩，应组织有关单位进行调查分析，采取桩基联合承台的加固措施或补桩的方法。施工中应严禁边沉桩边开挖，土方开挖应采取分层分段均匀对称进行。对于软土土层，桩周土体高差不得大于1.0m，并注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定。
（二）沉桩达不到设计要求
静压管桩施工时，若发生个别桩长达不到设计深度，其原因可能是：勘探点不够或勘探资料粗略，勘探工作以点带面。致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身砼强度；桩机及配重太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高；桩身打断致使桩不能继续打入。预防措施：探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高；防止桩身断裂，打桩时注意桩身变化情况。
（三）基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜
挖土引起基桩的倾斜，直接起因是挖土方法不当，将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近，因而产生侧向压力；加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的超孑L隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向流动，而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移。发生这样的事故先要进行调查分析，弄清哪些桩报废，哪些桩还可以用，哪些桩应折减其承载力，然后根据实际情况进行补桩。为防止此类工程事故的发生，应严禁边压桩边开挖；开挖宜在基桩全部完成并至少隔15天后进行，挖土宜逐层均匀进行，桩周土体高差不宜超过1m；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堆放其他重物等。
（四）桩身断裂
在沉桩过程中，桩身突然发生较大倾斜而断裂。原因分析：一是地面突然发生较大的不均匀沉降，桩机和桩身严重倾斜，使桩身受到不能承受的弯矩而折断；二是桩身混凝土存在质量问题，使桩身局部强度不够，沉桩过程中混凝土发生破碎；三是桩的运输、堆放、起吊方法不当，也会产生裂纹或断裂。防治措施：在初沉桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时，要保证上下两节桩的顺直，且压桩的下沉速度不宜太快。同时要对进场的管桩进行严格的质量检查，桩在运输、堆放、起吊过程中应严格按照设计说明中的要求和操作规程执行。当施工中出现桩身断裂，应会同设计人员共同研究处理办法，根据断裂部位可采取加固措施，不能加固的应采取补桩的方法。
（五）静压管桩施工过程的安全管理注意事项
1. 起重机启动前要进行系统性检查，检查部件是否有松落，钢丝绳是否有断裂和磨损，并且要确保转动部位的；起重机启动后，严禁在起重机附近站人，以防止物品脱落。
2.起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。
3.起重机起重范围应控制在起重性能规定的指标内，起吊管桩时索具应吊在管桩1/3长以上位置，并要保持与桩端大于1m的距离；在压桩开始之前起吊钢丝绳必须放松，压桩过程中吊钩始终处于不受力状态，最后由司索工人工脱钩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂，避免管桩折断而引起断桩从高处倒下的意外事故的发生。
4.接桩时焊接应加装防护罩，并设有专用有效地线和各种气瓶应作标识，气瓶要距离明火点10m以上，气瓶间距必须大于5m，气瓶必须加防震圈和防护帽，气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。
5.桩机安装完成后，短履需运行到桩机中间位置，停落在乎整地面上，其余油缸回程缩进。组织相关人员进行检查验收，检查部件运转时有无震动异常，用电设备是否按规定安装了漏电保护开关，电缆是否有乱搭乱接和拖地等现象。切断电源，操作人员方可离开桩机。
6.施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。
五结论
静压预应力管桩的沉桩过程非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样，最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后，还要增加静载试验或大应变检测，以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖，桩头已凿去位置难确定，压桩机撤出现场，复压或补桩有一定困难，这就要采取其它一些措施处理不合格桩，如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台、加大地梁等。相信随着工程实践的不断丰富，能为静压预应力管桩规程的制定提供更多的素材。随着静压管桩技术的广泛应用和发展，以及人们对静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信静压管桩技术应用水平将会不断地得到提高。
参考文献
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