静压管桩施工质量控制措施探讨

王 磊，王作策

（1.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006；2.辽宁省送变电工程公司，辽宁 沈阳 110021）

静压管桩施工质量控制措施探讨

王 磊1，王作策2

（1.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006；2.辽宁省送变电工程公司，辽宁 沈阳 110021）

结合静压预应力混凝土管桩的施工特点，对静压管桩施工过程质量控制流程进行了系统总结，并对施工实践过程中具体的施工质量控制措施进行了详细阐述总结。

静压预应力混凝土管桩；质量控制；控制措施

随着土地资源日趋紧缺，变电站选址受到诸多条件限制，地理环境复杂的变电站工程越来越多。静压预应力混凝土管桩近年来在辽宁电网多个变电站工程建设中广泛应用，预应力混凝土管桩（PHC管桩）静压法（以下简称：静压管桩）是通过电力液压压桩机，利用其本身的重量（包括配重）作为反作用力，克服压桩过程中土摩阻力和桩端土的阻力将桩压入土中的一种施工方法。国网辽宁省电力有限公司建设部组织相关人员对静压管桩施工过程质量控制措施进行了系统总结，以期提高辽宁公司静压管桩施工过程质量管理水平，促进坚强电网建设。

1 静压管桩适用范围

静压管桩常用桩径为400～500 mm，适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉（砂）性土、非自重湿陷性黄土质，不受地下水位高低的影响。不适用于贯穿厚度大于2 m的中密以上的沙土夹层。

2 试桩阶段质量控制

试桩是为了大范围的沉桩作业提供第一手的首次施工参数资料，包括有效桩长、入岩深度、沉渣、贯入度、桩焊接、承载力。试桩阶段质量控制要点如下：①试桩数量的确定，试桩数量应由设计确定，有单桩竖向承载力特征值检测要求时，应满足同一条件下不少于3根，且不少于总桩数的1%，总桩数量小于50根时，不少于2根；②休止期的控制，管桩休止期应满足砂土7天、粉土10天、非饱和粘土15天、饱合粘土25天的要求；③试桩施工记录检查要点，试桩记录能够准确反映出桩深、桩顶标高、组合桩长等内容［1］。

3 静压管桩施工质量控制流程

静压管桩施工质量控制流程见图1。

4 静压管桩施工过程质量控制

4.1 施工准备

a.分包商选择。管桩施工前完成分包合同及安全协议的签订，要求分包范围准确，合同内容规范。桩基分包单位应为国网公司合格分包商，应具有地基与基础工程专业承包三级及以上资质，《营业执照》、《组织机构代码证》、《安全生产许可证》齐全有效，施工业绩良好，技术力量较强。分包单位管理人员及特殊工种报审资料齐全，证件清晰有效，其中特殊工种应包括焊工和起重工。分包单位计量器具报审资料齐全、有效，应包括水准仪、经纬仪。

图1 静压管桩施工质量控制流程图

b.管桩生产厂家选择。重点检查管桩生产厂家资质材料包括《营业执照》、《组织机构代码证》《产品型式检验报告》是否齐全有效。确保生产设备精良、生产工艺先进，所用原材料检验合格。

c.管桩进场验收。主要检查供货方提供的桩材出厂合格证，确保每批产品的合格证及送货单，确保齐全，并与现场实际相符。检查管桩的外观质量和几何尺寸，重点检查桩的长度、直径、桩端板质量、桩身有无裂纹、桩端板与混凝土间有无空隙、有无漏筋、蜂窝等（见图2）。必要时可用仪器检测。

图2 管桩进场验收

d.管桩堆放要求。合理设置管桩堆放场地，尽量设置在机械起吊范围内，管桩堆放必须按二点法支垫，支撑点大致在同一平面上，堆放高度一般不超过4层。不同型号和规格的管桩要分类堆放，避免调运过程中发生差错。

e.施工场地作业条件。静压管桩机自重加配重较大，为了保证施工过程中机械的调平、行走，要求施工场地平整坚实，有利于控制沉桩过程中桩机的不均匀沉降，避免桩身的偏斜［2］。

f.施工机具进场前须进行检查、调试，确认完好。施工作业人员必须接受岗前培训，特种作业人员要持证上岗。检查桩机的油压系统的工作性能是否可靠，并按规定将各类仪表的计量认证的资料报监理审核。

g.施工方案审查要点。重点审查施工机具、仪器仪表标定、施工方式、沉桩顺序。根据工程地质条件、桩的类型及停压标准值，选用合理的液压静力压桩机，确保沉桩质量的技术措施，材料进场的验收及堆放，人员配备情况，施工进度计划，材料、机具、人员的布置安排情况，施工的质量保证及安全保证措施等，是否引用国网公司典型施工方法相关内容。施工方案各级审核意见需齐全，并落实到方案中。

h.桩基施工前，建设单位应组织设计、监理及施工单位进行技术交底，特别是现场与设计条件不符时，应交代清楚终压力值与桩顶标高的＂双控＂条件。

i.根据设计桩长确定现场配桩方案，根据设计及试桩深度合理配桩，根据《预应力混凝土管桩基础技术规范》J11131—2008，DB21－71565—2007的要求，保证同一承台下各桩同一截面上接头数量不超过50%。桩基施工过程中每日根据施工进度计划、配桩方案向管桩厂家提供进货需求计划，施工过程中质检员随时检查桩基配桩情况。

4.2 测量定位的质量控制

根据桩基平面布置图，按照已划分的区域分别进行定位放线。放线时每一个桩位中心用300 mm长，D8 mm钢筋插入土中，钢筋端头做好标识，并制作与管桩等径的模具，在地面以桩位为中心沿模具用白灰撒放标记，以便插桩对中，保持桩位正确。桩机的行走、管桩运输卸车和吊桩就位等过程，容易对已放桩位造成破坏，定位完成后，管桩施工前做好成品保护，专人看护，设置警戒线，并且压桩前对每个桩位进行重新复核，确保施工无误，复核之后向监理报验，监理进行桩位复测。

4.3 压桩过程的质量控制

在压桩初始阶段，压桩速度应根据地勘报告记录的地质情况进行选择，一般以2.0～3.0 m／min速度为宜。宜将每根桩一次性连续压到底，且最后一节有效桩长不宜小于5 m。报压力不应大于桩身允许侧向压力的1.1倍。压桩过程重点进行桩身垂直度、桩顶标高、静压值的记录［3］。

4.3.1 桩身垂直度控制

严格控制沉桩过程中桩身垂直度，重点放在第1节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.3%，沉桩过程中桩身垂直度偏差不得超过桩长的0.5%。现场沉桩时采用正交的2台经纬仪进行桩身垂直度控制。

4.3.2 桩顶标高控制

对摩擦桩来说桩基的有效桩长和单桩承载力已经由设计确定，施工中只需根据设计要求配好桩长，用水平仪控制顶面标高即可，桩顶一次性到达构筑物基底的设计标高，原则上不存在截桩现象。采用水准仪严格控制静压桩机送桩器的送入深度，在第2节桩沉桩入土前暂停，在送桩器上划出送桩就位标记，用水平仪监控到达标记位置后立即停止送桩。施工过程中，测量人员及静力压桩机操作人员密切配合，使设计桩顶标高直接到位。桩顶标高允许偏差控制在±50 mm以内。

对于端承桩来说一般以桩长和最后复压终压值为主要控制手段，因此桩基施工的配桩方案必须参照地址勘测报告持力层的位置深度选定，另一方面也可以节省投资，构筑物开槽后对超出标高部分桩头做截桩处理。

4.3.3 沉桩静压值测量记录

对于摩擦桩来说主要以摩擦承载为主，桩端承载为辅，因此桩基施工主要控制送桩顶面标高和最后1 m的静压值记录。同时在施工过程中注意观察压力表的变化情况，如遇到突然升高或骤降时，及时对照地质勘察资料及设计图纸，以便发现是否存在异常情况。质量控制方面主要以桩长控制和顶面标高控制为主，以静压值做对照［4］。

对于端承桩应详细记录压桩过程的压力与桩入土深度是否满足设计要求，对每根桩的终压值进行监控，当达到2倍设计荷载时或桩端达到持力层时复压至少3次，最后还需稳压完成，沉降量控制在3 mm以内。因此对于端承桩来说一般以桩长和最后复压终压值为主要控制手段，对大于25 m桩以设计桩长控制为主，终压值做对照；对14～15 m的桩，以终压值为主要控制条件。

4.4 焊接接桩质量控制

首节管桩压至桩顶距地面0.5～1.0 m时停止压桩，开始接桩作业。

a.接桩前为保证上下2节桩身保持对直，错位偏差不得大于2 mm，端板接触严丝合缝。采用经纬仪重点控制第1节桩的垂直度，上节桩对中满足要求后，采用电动钢丝刷将桩端板打磨除锈，露出金属光泽。焊接时由2名焊工对称施焊，先在坡口周围对称点焊4～6点，再进行分层连续对称施焊，焊接层不少于2层。第1次焊接结束后除去焊渣，再进行第2层焊接，保证焊缝饱满连续，焊缝高出坡口1 mm，消除夹渣、气泡及咬肉现象。

b.焊缝施工结束后，根据规范要求一般需不少于8 min冷却时间，才能进行防腐施工，由于桩端板过热为了保证防腐作业的质量实际冷却时间至少需12 min左右。对桩端板及焊缝涂刷聚氨酯防腐漆3遍干燥后，再继续进行压桩施工。

焊接过程必须连续流畅，整个过程不得超过40 min，以免管桩与土的摩擦阻力增大，导致沉桩困难。

c.电焊接头必须做不少于10%的焊缝探伤检查，为了满足超声波无损检测的要求，还需事先将焊缝打磨出一定的平面，露出金属光泽，并冷却至常温后方可进行无损检测（见图3）。

图3 焊缝无损检测

4.5 终止沉桩

达到设计标高或终压值达到设计标准后终止沉桩。成桩后进行桩基复测，构筑物开挖后进行桩顶上浮的监控测量等。

4.5.1 终止压桩需符合规定

a.根据现场试压桩试验结果确定终压力标准。

b.终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。对于入土深度≥8 m的桩，复压次数可为2～3次；对于入土深度＜8 m的桩，复压次数可为3～5次。

c.稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间宜为5～10 s。

4.5.2 成桩后桩基复测

桩基施工完成后，分区域对成桩进行轴线、桩顶标高的复测，做好桩基的验评、隐蔽记录，并报监理进行二次桩基复测。经2次复测以确保全站没有出现漏桩，错桩现象。

4.5.3 桩顶标高的监控测量

检查桩基是否存在上浮现象，管桩的静压施工属挤土桩，静压过程属于挤土效应，可能引起地面隆起和桩身上浮。桩身上浮会降低桩身摩阻，影响工程质量。为避免以上问题的发生，要合理安排打桩顺序，按照整个工程布桩的疏密度，按照先密后疏，先中间后四周，先长桩后短桩的顺序进行施工。施工过程中要严格监控桩周地面是否出现局部轻微隆起，确保不出现桩基上浮现象［5］。

5 成桩检测

桩基施工完成后，按规定要求完成相关检测工作。具体控制措施如下。

a.管桩检测单位及检测人员资质必须满足要求，并提前报审。

b.管桩检测单位编制检测方案，明确检测方法、位置、数量以及休止期限要求等内容，检测方案应向监理报审。

c.管桩检测数量确定。静载试验同一条件下不少于3根，且不少于总桩数的1%，总桩数量小于50根时，不少于2根；高应变（承载力）检测数量同一条件下为总桩数的5%，且不宜少于5根；低应变（桩身完整性）检测1柱1桩应全检，群桩应不少于总桩数的20%，且不少于10根［6］。低压变和高压变现场监测如图4、图5所示。

d.桩基检测时应达到休止期的要求：休止期应满足砂土7天、粉土10天、非饱和粘土15天、饱合粘土25天。

图4 低应变检测

图5 高应变检测

e.管桩静载试验压力应为2倍承载力特征值，沉降量不大于40 mm。

f.按其计划书检查检验批、隐蔽记录、大小应变、断桩等相关资料。

6 结束语

静压管桩的质量控制应该因地制宜，有重点地采取质量控制措施，基础数据来自于设计单位的地支勘测报告和桩基试验资料。由于各个工程地质条件的差异决定了桩基承载方式不同分为摩擦桩和端承桩，进而决定了桩基质量控制过程中桩基配桩方案的不同，施工过程主要控制参数的不同。同时对于独立基础的单桩承台来说，桩基承载力是决定工程耐久性的决定性因素，因此对于单桩承台的桩基应该提前策划，作为重点质量控制部位。从而在桩基施工所需的场地、机械、技术准备阶段至测量、压桩、检测等施工过程进行有条不紊的全面质量控制。

［1］匡红杰，魏从九.建材行业标准《水泥制品工艺技术规程第6部分：先张法预应力混凝土管桩》编制简介［J］.混凝土与水泥制品，2014，51（7）：72－75.

［2］甘凤林，黄金花，徐 健，等.考虑桩土相互作用的大跨越基础桩距优化研究［J］.东北电力技术，2009，30（3）：16－20.

［3］易志豪.上海地区先张法预应力混凝土管桩适用性判别实例分析［J］.城市轨道交通研究，2006，9（9）：57－59.

［4］姚兴博，陈 光.钻孔灌注桩基础水下混凝土施工常见问题及处理［J］.东北电力技术，2009，30（11）：34－34，40.

［5］桂业琨.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）实施要点［J］.建筑技术，2002，33（8）：612－614.

［6］刘福臣，薛清敬，王 文，等.关于对《建筑基桩检测技术规范》JGJl06第4.4.3条的修改建议［J］.中国勘察设计，2011，27（10）：69－70.

Discussion on Quality Control Measures of Static Prestressed Concrete Pipe Pile

WANG Lei1，WANG Zuo⁃ce2

（1.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Liaoning Electric Power Transmission and Transformation Engineering Company，Shenyang，Liaoning 110021，China）

According to the characteristics of static prestressed concrete pipe pile，the quality control process are summarized systemat⁃ically，and the quality control measures are summarized in detail.

Static prestressed concrete pipe pile；Quality control；Control measures

TU753.3

A

1004－7913（2015）09－0059－04

王 磊（1977—），男，学士，高级工程师，主要从事输变电工程建设管理工作。

2015－06－30）