浅谈静压管桩的施工质量控制

胡国华 傅凤金

摘要:静压管桩具有的单桩承载力高、施工方便、低噪音、穿透力强、造价便宜等特点,近几年来得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面(如施工噪音大)的缺点日益突出,故而静压法施工越来越普遍。由此而引发的许多关于静压管桩的质量问题也倍受人们的关注,本文就静压管桩施工质量控制作分析与探讨。

关键词:静压管桩;质量控制;挤土效应;承载力

1 静压管桩的优缺点

静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重通过压桩机的液压系统将预制管桩压入土中的一种成桩工艺。

1.1 主要优点

强度高造价低,单桩承载力高,应用范围广。管桩的混凝土强度等级不低于C60,在工厂中批量生产且规格齐全,同一建筑物基础中,可选用不同直径的管桩,容易解决布桩问题,可充分发挥每根桩的承载能力;低噪声、无振动、污染小,施工方便且速度快,可以24小时连续施工,单桩可接成任意长度,不受施工机械能力和施工条件局限,缩短建设工期,创造时间效益,从而降低工程造价,其单位承载力价格仅为钢桩的1/3～ 2/3,并节省钢材}同时场地整洁、施工文明程度高;由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好,送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动,穿透力强,故送桩深度大,基础开挖后的截去最少;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。

1.2 主要缺点

仍然具有挤土效应,对周围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;施工场地的承载能力要求较高,在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工容易发生压桩机沉陷;过大的压桩力(夹持力)易将管桩桩身夹破夹碎,或使管桩出现纵向裂缝;不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。

2 静压管桩施工过程的质量控制

2.1 压桩前的准备工作

施工队伍的选择。静压管桩施工必须由专业的施工队伍来施工,压桩前必须对施工队伍的资质进行审查,了解施工队的技术力量及压桩水平的审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划的可行性,要求施工队每个技术人员,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。桩机的选择。必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求,充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以气象等条件准确地选择压桩机.如果压桩机吨位过小,可能出现压桩困难;反之,易发生陷机情况且压桩机的利用效率低,从而造成浪费。一般情况下,桩机的压桩力应为单桩竖向极限承载力标准值的1.2～1.5倍。

施工放线与定桩位。放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合 规划要求,而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构,因此,这两个工序的重要性不容忽视。项目技术管理人员应该对已定好的轴线及桩位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,发现不符合要求的及时纠正。

桩尖、桩身的选用及质量检查。首先必须设计要求并考虑硬土层厚度、地面是否大面积堆载、桩是否需要沉入碎石、卵石或基岩为强风化带等具体情况选用管桩。桩尖有十字型、圆锥型和开口型三种, 十字型桩尖加工容易,价格便宜。破岩能力强,但穿越砂层时,开口型和圆锥型比十字型好,开口型一般用在入土深度为35米以上且桩径≥500的管桩工程中。对所有到场的管桩进行仔细认真地查验,测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录,同时应对桩身外观质量进行仔细地查验。检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、内表面混凝土是否坍落等情况,不符合管桩规范要求的,严禁使用。

2.2 压桩施工过程的质量控制

静压桩沉桩时,压桩的压力要根据现场的地质条件,通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性,选择好压桩机械设备;根据地质条件,单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素,压桩机应按定额总重量配制压重,压机的重量(不含静压桩机大履和小履重量)不宜小于单桩极限承载力的1.2倍;油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定,并有鉴定合格证;静压桩沉桩控制应按设计标高,压桩力和稳压下沉量相结合的原则,并根据地质条件和设计要求综合确定;桩端进入坚硬、硬塑粘性土,中密以上粉土、砂土土层时,静压桩的压桩力为主要控制指标,桩端标高在征得设计单位同意后,可作为辅助控制指标;静压桩桩端进入持力层,达到综合确定的压桩力要求,但未达到设计标高时,宜保持稳压1～2分钟,稳压下沉量可根据地区经验确定;静压桩施工过程中,不得任意调整和校正桩的垂直度,避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中,除机械故障处,不得停止沉桩施工;压桩过程中,应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度;压桩施工结束后,应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量;沉桩质量控制沉桩前,应清除周边和地下障碍物,平整场地,桩机移动范围内场地的地基承载力应满足桩机运行和机架垂直度的要求。沉桩顺序一般采用先深后浅,自中间向两边对称前进,或自中间向四周进行。桩插入土中定位时的垂直度偏差不得超过0.5%。送桩结束后,应及时用碎石或黄砂回填密实。终压(即终止压桩)标准及终压的控制:终压标准应该以质监部门.设计单位.施工单位、建设单位、勘察单位有监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下,除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外,还要控制终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk存在着某种比例关系,这有待于日后的工程实践与理论研究。这种比例关系与工程地质构造情况关系较大,同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽视。终压值得Q可以按以下原则来控制:当桩端持力层为粘土、粉质粘土时,主要控制桩端达到的设计深度,终压值RQ:(0.6-1.3)RK;当桩端持力层为标贯击数较高,中密以上的中粗砂、砾砂时,以控制终压值得为主,Q= (1.8-2.5)RK,长桩取高值,击数低取低值,击数高取高值。

2.3 桩头接桩的质量控制

由于桩与上部结构的连接主要通过桩的承台,因此桩头嵌入承台长度不宜太短,有关管桩技术规范规定不宜小于10cm。从日本桩基的典型震害实例调查中可知,有不少是由于桩嵌入承台长度不足,抗拔不够,因此在地震设防区有必要把桩嵌入承台的长度加长,且桩头的插筋长度也应加长及增加配筋量,桩头填芯砼的强度等级应满足规范要求和设计要求,这一环节的重要性显而易见,工程有关技术管理人员应该加强这一环节的质量控制。

3 成桩的质量检查

3.1 桩身垂直度及桩身质量检查

桩身的垂直度可以用垂球吊线的办法来量测,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,桩身质量的检查可以直观检查,即将低压电灯泡沉入桩内腔检查,正常情况下,内腔应该是不进土和水的。

3.2 桩顶标高及偏位情况的检查

基础开挖后,应对桩顶标高及桩的偏位情况进行测量,并把记录资料完整地整理一份报送设计单位,由于设计单位提出方案,解决那些桩顶标高以及桩偏位超过规范要求的情况,而对于那些桩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。

3.3 单桩竖向承载力的检测

目前主要采用静荷载试验的方法来检测成桩的单桩竖向承载力,由设计单位、质监部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关部门举行点桩会议,选取较具代表性的桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持荷载法,并要求工程有关技术管理人员进行现场监督,详细记录最终沉降量和残余沉降量等。特别要注意检测桩机在进场、退场及移动过程中不要碰撞到任何工程桩。

4 结束语

虽然目前静压管桩施工实践经验尚不够丰富,但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,静压管桩施工技术和应用水平将会不断地得到提高,静压管桩的应用范围将进一步扩大。