刍议静压管桩施工质量的预控要点及其施工技术的应用
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前言
静压法施工：是一种通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的沉桩工艺。具有液压操作，自动化程度高，桩位定点精确，提高桩基施工质量，施工时噪音小、无污染、施工速度快特点，同时在压桩过程中可以预估单桩承载力等特点。随着预制高强度预应力管桩技术的不断提高和静力压桩机的不断改进，静压桩将会越来越广泛的适用于城区建筑。本文通过工程实例，简单分析了静压管桩施工质量控制要点及其施工技术的应用。
一、工程简介
某工程地上15层，地下1层，建筑高度51.35m，建筑面积为16572m2，建筑结构类型:一类高层建筑，现浇框剪、框架结构。桩基工程安全等级为一级，采用静压PHCΦ500mm预应力C80管桩，管壁厚125mm，单桩设计承载力:抗压2000KN，抗拨1000KN。桩端持力层为④基岩的全风化岩层，桩长为18～25m。桩顶设计标高为-6.5m，局部达-7.5m，工程桩总数213根。
该工程地质情况:①人工填土层平均价格厚4.2m;②冲积土层平均厚10.96m;③残积土层均厚6.1m;④基岩均厚22.9m，顶面埋深17.1-27.95m。
二、静压桩施工技术
(一)施工准备
1、场地要求：现场的地耐力不小于140KN/m2，坡度不宜大于1/100。当桩机上坡时，坡度应控制在10%左右，上坡时卸掉桩机配置。桩机最小工作半径:桩位中心距周边建筑物应大于1/2压桩机宽度+1.0m。
2、桩位测量定位根据基准点进行放样，将轴线控制点引出6～8m，做好测量控制网。桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识。
(二)压桩技术
1、管桩就位：指挥员指令用桩机吊车吊起就近的管桩，放入夹持箱内，夹桩的压力不大于5Mpa，并应逐次加压。管桩对中方法:将钢筋制成的Φ500mm的模具放置在地面，模具的中心对桩位中心，而管桩周边与模具的周边对齐。
2、压桩：A、压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键，压入时，先应根据机上水平仪调平机台，同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤，监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不宜大于0.5%，压桩速度不得大于2M/min。
B、应合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层管桩接头数不宜超过3个。
C、由于全风化岩面起伏变化大，管桩终压后会造成桩长不一，露出地面的管桩应及时截桩，截至地面以下300～500mm，以免桩机行走时损坏管桩。
D、现场测量员对压桩过程进行全程测点测量。
E、遇下列情况之一时应暂停压桩，并及时与设计、监理等有关人员研究处理:①压力值突然下降， 沉降量突然增大;②桩身混凝土剥落、破碎;③桩身突然倾斜、跑位，桩周涌水;④地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大;⑤按设计图上要求的桩长压桩，压桩力未达到设计值;⑥单桩承载力已满足设计值，压桩长度不能达到设计要求。
F、桩压好后桩头高出地面的部分及时截除，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点，送桩遗留的孔洞宜用小木板进行覆盖。
3、接桩：本工程的桩接头采用CO2体保护焊， CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体介质， 依靠焊比和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接，以CO2气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定性，从而获得高质量的焊缝。
A、需接桩时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8～1.0m，便于接桩焊接操作，上下节桩段错位偏差不应大于2mm。
B、管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。
C、管桩接桩一般为“U”形坡口，可采用JM-56型的Φ2焊丝。焊接时宜先在坡口周围上对称点焊4～6点，再分层施焊，施焊宜由2个焊工对称进行。
D、焊接层数不得小于3层，内层焊渣必须清理干净后方能焊外层，焊缝应饱满连续。每道焊接接头必须超前引弧以免产生缺陷，根部必须焊透。焊接部分不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等有害缺陷。表面加强焊缝堆高宜≤1mm，焊接后应进行外观检查，发现有缺陷应返工修整，桩端处间隙采用厚薄适当、加工成楔形的铁片填实焊牢。
E、尽可能缩小接桩时间，焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩，自然冷却时间不宜少于 8min，严禁用水冷却或焊好后立即施压。焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。
4、送桩：本工程送桩长度为0.5～4.5m， 当桩顶压至接近地面需要送桩时， 应测量出桩垂直度并检查桩顶质量、合格后立即送桩。送桩器的中心与管桩中心线应吻合一致。
5、终压：正式压桩前，分别对不同的桩型进行试压桩，确定压桩的终压技术参数为:以压桩力为主要控制指标， 有效桩长为参考参数。当有效桩长小于20m时的终压值取18Mpa，当有效长小于15m时，取终压值19Mpa，满压不再贯入后复压3次，间隔5min，每次持荷10s，总沉降量不超过 10mm。
6、截桩：桩头截除采用锯桩器截断，禁用大锤敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于2cm。电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上，通过手柄，进行割桩工作，割桩时需加水，操作时需要换几个方向。
三、施工质量控制要点
(一)加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查。管桩的吊运应轻吊轻放、避免剧烈碰撞，进场的管桩应分类堆放整齐，垫木宜用耐压的枕木，不得用有棱角的金属构件替代。管桩堆放超过2层时，应用吊机取桩、严禁拖桩。当堆放管桩不超过2层时，可拖拉取桩，但拖地端应用废轮胎等弹性材料保护。
(二)压桩施工过程中， 应对周围建筑物和围墙进行变形监测，并做好记录。
(三)对群桩承台压桩时，应考虑挤土效应。静压桩的桩位复核一般在土方开挖后进行， 土方开挖施工中应注意桩的成品保护，考虑土体反弹，土方开挖宜在压桩后的2周后进行，应采取分层均匀开挖，每次开挖的深度应视土质情况确定，粘土质土一般控制开挖深度为1.5～2.5m， 淤泥质土的开挖深度一般控制在0.5～1.5m，土方开挖时采取了由四周分层均匀开挖，桩间较密的土方采用小型反铲开挖，则土层中的挤土应力被均匀地释放。
(四)地质报告表明本工程的孤石较多，对有孤石桩位采取补勘措施，探明孤石的大小、位置，因本工程孤石埋藏较浅，对小孤石可采取用送桩器进行排挤引孔，体积大的先用挖土机清除。
(五)根据地质报告和实际情况确定配桩计划，并考虑同一承台的桩接头位置应错开。
(六)第1节桩入土垂直度偏差应控制在0.5%内，桩身垂直度度偏差小于1%。
(七)终压值由设计根据现场试桩情况及工程地质勘探报告等确定，一般磨擦桩以桩长为控制条件:①大于20m的端承磨擦桩以桩长为主，终压对照;②对于15～20m长的桩，密实砂土持力层时，应以终压力达2.0～2.5倍的设计荷载为终压控制条件， 稳压不少于3次;③对于长度小15m桩，粘土持力层时，应以终压力为终压控制条件;宜连续多次复压。
(八)管桩与承台间的连接是靠管桩伸入承台及顶部现浇的桩芯混凝土，因此，管桩入承台高度及锚筋长度必须确保。
四、结束语
在213根管桩施工完成后，根据结构设计和规范要求，选取3根抗压桩作竖向静载试验，最大试验荷载1.65倍承载力设计值，检测结论极限承载力≥3300KN，均符合设计要求，取52根桩进行基桩反射波法检验， 检验结果47根符合I类桩，5根为II类桩。在静压管桩施工过程中，应充分考虑各种影响因素，尽可能估计到可能发生的问题，严格落实现有各项技术规范、措施和有关经验，同时不断改进提高其技术应用水平，就可以很好地控制静压管桩施工质量。
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