复杂环境下某厂房设备基础预制桩基施工的监理控制

陈 健

（上海飞机制造有限公司， 上海 200436）

1 工程概况

某厂房位于中国商业飞机制造有限公司浦东基地内，由厂房大厅和附楼组成，建筑面积 37 659 m2，建筑高度 32 m。厂房大厅结构形式为钢结构，附楼结构形式为钢筋混凝土框架结构，厂房大厅长 297 m、宽 96 m。

在施工前期厂房大厅设备基础的做法未定。在厂房大厅和附楼主体结构施工完成，并且厂房大厅地坪已完成了水泥土搅拌桩地基处理(搅拌桩长为 7 m 和 19 m 且呈梅花状交错布置，搅拌桩直径为 500 mm，相邻搅拌桩间隔为 900 mm)和300 mm 厚砂石褥垫层的施工后，才最终确定设备基础的做法。设备基础做法采用两种形式：PHC 管桩+承台和小型静压预制方桩+承台。其中，PHC 管桩设计桩长为 32 m，管径400 mm；小型静压预制方桩设计桩长为 32 m，方桩尺寸为300 mm×300 mm。

2 施工难点

本工程设备基础施工难点有：沉桩部位处于已经水泥土搅拌桩地基处理的厂房大厅地坪，预制桩沉桩施工难度大；厂房大厅及附楼主体结构已完成，桩基施工产生的挤压效应将对已施工的主体结构产生影响，施工时需要避免或将影响最小化；拟施工的设备基础边桩在大厅东西侧部位距原有承台净距仅为 1 m，距大厅东西侧的钢结构钢柱距离仅 2 m 左右，桩基施工时上方有钢网架下弦，下弦球标高为 22.000 m，施工空间相对有限；工期有限，在不影响主体结构的前提下，要尽快完工。

3 监理质量控制措施

根据施工的内容和难点，监理控制措施必须既要保证桩基施工质量，又要保证桩基施工对承台、地坪的影响最小。监理组最终确定了以下监理质量控制措施。

3.1 事前控制措施

3.1.1 施工方案审核

开工前，监理项目部要求总包单位上报专项施工方案。针对专项施工方案，监理项目组组织方案审核专题会议，邀请建设单位、设计单位、施工单位参加，对方案进行审查。审查的重点是：施工工艺是否有针对性；施工机械选型是否满足施工需要；质量保证措施是否切实可行。

因锤击法施工产生的振动会对主体结构及水泥土搅拌桩复合地基土体造成不利影响，综合桩基施工受厂房大厅钢结构网架高度的限制，方案审核专题会议确定采用的施工工艺为静压法。施工总体顺序为先进行最靠近主厂房承台及钢柱侧的桩基部位的设备基础施工，再由近及远对剩余桩基进行“Z”字形打法进行施工。

根据施工工艺，方案审核专题会议确定采用的施工机械为 ZYJ380 型特殊边桩机和 YZY400 型普通压桩机。ZYJ380型特殊边桩机用于最靠近主厂房承台及钢柱侧的桩基部位，剩余部位采用 YZY400 型普通压桩机。

根据现场实际施工状况，方案审核专题会议参会各方一致认为施工中将出现沉桩困难和厂房内部地面隆起，最终确定的质量保证措施为引孔施工和开挖防挤沟。引孔施工在预制桩基施工前有序进行。引孔机在静压桩施工前已经按照桩位把孔洞上部的土壤取出来，形成一个孔洞。静压桩在对应部位施工时对土壤的摩擦挤压力相应减小，从而减轻预制桩基施工时的挤土效应；还可解决因地坪经水泥土搅拌桩地基处理而沉桩困难的问题。预制桩为挤压桩，施工过程中对土壤影响大，厂房内部地面的隆起不可避免。在设备基础边桩与已完成厂房承台之间开挖防挤沟，并在沟内采用水钻桩机钻出双排应力释放孔，呈“W”形布置，内灌黄沙。对于设备基础边桩与已完成厂房承台之间净距＜2 m 的情况，直接设置单排应力释放孔。通过以上措施来减少桩基施工时对主体结构影响。

3.1.2 编制监理实施细则

监理项目组根据图纸、规范、规程、监理规划、经审批的专项施工方案等文件，编写有针对性的监理细则。具体内容有监理依据、监理工作质量控制流程、质量控制要点和目标值、监理工作方法与措施、监理验收表格等。细则经总监理工程师批准后实施，在监理项目组内部进行交底，并及时发给施工单位 1 份。

3.1.3 分包单位资质审查

监理项目组对分包单位资质的审查分为公司、人员和机械设备审查 3 个方面。具体内容为：审查分包单位资质证书是否通过年检，审查施工单位营业执照的范围，以及营业执照与资质证书是否相符，审查分包单位资质证书等级，确保分包单位资质证书等级不低于工程要求的等级；审查 3 类人员(企业负责人、项目经理、安全员)的安全证，审查项目经理的上岗证，审查施工管理人员(施工技术员、质检员、测量人员)和特种作业人员(电工、电焊工、机械操工作)的资格证和上岗证；审查施工机械的出厂合格证以及近期压力表标定文件。

3.1.4 原材料进场验收

对管桩单位、焊接材料单位、硫磺胶泥单位的资质进行审查。对每批进场的成品桩质量进行验收，重点检查产品出厂合格证和外形尺寸与外观质量等。要求接桩用焊条或半成品硫磺胶泥必须有产品合格证书，并送检测单位进行检测。

3.1.5 测量放线复核

监理项目组认真做好工程定位放线、高程测量复核工作，使之满足规划及设计要求；督促施工单位合理地布置平面控制点标桩和水准点标桩，对标桩采取有效的保护措施，保证标桩的设置不受施工和周围环境建筑物的影响，并要求施工单位做好轴线的控制点和水准基点的保护工作，要求在施工过程中经常进行复测。

3.2 事中控制措施

3.2.1 检查引孔和防挤沟施工质量

为确保预制桩基顺利施工，在预制桩基施工前必须进行引孔和防挤沟施工，并经监理组验收。其中，引孔孔洞直径控制目标值为 300 mm，引孔深度控制目标值为 12 m；设备基础边桩与已完成厂房承台之间防挤沟宽度控制目标值为 2 000 mm，深度控制目标值为 1 500 mm；沟内双排应力释放孔孔径控制目标值为 300 mm，排距控制目标值为 750 mm，间距控制目标值为 1 000 mm，深度控制目标值为 12 000 mm；单排应力释放孔间距控制目标值为为 800 mm。

3.2.2 对沉桩施工进行旁站

旁站监理人员在沉桩前检查桩身垂直度。在沉桩过程中检查桩身每米进尺的压力值、最后成桩的压力值以及沉桩途中的压力值变化情况。特别注意压力值的突变状况，定时查看已施打的桩有无异常，是否有侧移、回弹、冒桩或急剧下沉等情况。接桩焊接时，检查上下两节桩中心位置、偏差，节点弯曲失高以及点焊停歇时间。沉桩完成时通过水准仪检测控制桩的压入深度和桩顶标高。

3.2.3 设置监测点及报警值

设置监测点及报警值，将桩基施工对承台和地坪的影响控制在最小。监理项目组与施工单位共同在主厂房基础承台每个钢柱包角上设置 1 个监测点，共 76 个，对其进行沉降和水平位移监测。在主厂房地坪布设 12 个垂直位移观测点，每个观测点之间距离 50 m，监测施工时对场地内土体影响。在主厂房南侧大门导轨上布置 2 个垂直位移观测点，北侧大门导轨上布置 3 个垂直位移观测点(监测频率为 1 次/3 d)。设置的变形报警值如表 1 所示。

表1 建(构) 筑物变形报警值

3.2.4 控制沉桩数量

在桩基施工过程中，为了避免局部挤土效应过大，监理项目组合理控制沉桩的数量。控制沉桩数量的原则为：现场以每天的监测数据为基础，确定特殊边桩机初次每日压桩数量为 8 套，沉桩施工必须匀速进行；如连续 3 d 监测各项监测数据均未超过报警值，可在此基础上增压 1 套桩；如增加压桩数量后当日监测数据报警则压桩数量立即减少到原来数量，依此类推。确定普通压桩机初始压桩数量为 10 套，压桩数量增减原则与前者相同。根据监测数据，监理项目组将特殊边桩机每天压桩数量控制在 12 套以内，普通压桩机每天压桩数量控制在 16 套以内，并督促施工单位在作业时间内匀速进行沉桩。

3.2.5 监理指令

监理组根据现场巡视、旁站和验收的情况，及时发出监理指令。本工程监理签发的监理指令有监理工作联系单、监理工程师通知单。施工单位根据监理指令及时实施质量保证措施和整改措施。施工质量得到实质性的保证，未出现因严重质量问题而签发暂停令的情况。

3.3 事后控制措施

3.3.1 复测桩位偏差和桩顶标高偏差

桩基施工完成后，监理组及时进行了桩位偏差和桩顶标高偏差的复测。复测参照国家和上海市桩基验收的规定，桩位偏差复测比例为 100%，桩顶标高偏差复测的比例为20%。

3.3.2 桩基检测

桩基施工完成后，监理组通知建设单位组织桩基检测单位进场检测。本项目桩基检测采用低应变动力检测和静载试验两种检测方法。经检测，施工的桩身完整性和承载力均符合要求。

3.3.3 督促施工单位进行截桩和桩顶修补

参照设计标高，督促施工单位对沉桩后标高超出设计标高的桩进行截桩。截桩前，要求施工单位先用水准仪抄平，并在桩上进行弹线，然后使用风镐对桩进行截除；截至弹线标高以上 3 cm～4 cm，随后进行二次抄平，最后由人工利用铁锹、手锤和钻子对剩余部分进行截除。要求施工单位做到表面平整、边沿无破角，严禁出现桩头中间高、四周低的现象。对因沉桩施工或截桩引起的桩头破损，要求施工单位进行桩顶修补。如果是因沉桩施工造成的破损，要先将破损的部位进行截除。桩顶修补时，先将桩顶部位进行冲洗，后安装内外套箍；混凝土浇筑后安装端板，并进行养护。

3.3.4 桩基施工质量评定

桩基施工检验全部合格后，监理工程师对桩基分项工程进行评；之后，联合设计、勘察、业主、施工单位等对地基分部工程进行验收评定，及时整理资料归档。

3.3.5 对相关构筑物进行最终变形观测

对相关构筑物的变形观测，从沉桩施工开始一直持续到相关构筑物变形趋于稳定为止，以实际累计变形值与控制值进行对比。经监理项目组复核，承台基础钢柱包角的累计变形值为 13 mm，主厂房地面累计变形值为 10 mm，主厂房南、北大门导轨梁累计变形值为 10 mm，附楼地坪累计变形值为 8 mm；相关构筑物的变形值均在控制值以内。

4 结 语

在采用深层水泥搅拌桩地基处理过的厂房地坪中进行桩基施工属于特殊反施工工程，合理选用压桩设备、优化桩基施工顺序、有效实施相应技术措施及监测控制措施，是上述施工成功与否的关键点。实践证明：监理项目组实施事前、事中和事后控制措施，可以起到识别上述关键点、督促施工单位保质保量地执行上述关键点的作用；既成功地避免了桩基施工过程中挤土效应对现有主体结构的影响，确保了厂房主体结构及辅楼结构的安全，又保证了工程的施工质量与工期，为今后类似环境下的工程监理提供了一定程度上的参考和指导。

张猛.预应力混凝土管桩施工过程中的监理控制要点[J].天津科技,2010(6).