静压预应力管桩施工技术及常见质量问题预防措施探讨

静压预应力管桩施工技术及常见质量问题预防措施探讨

摘要本文结合工程实例，介绍静压预应力管桩施工技术要点，同时总结出常见质量问题的预防措施。

关键词静压桩；施工技术；质量问题原因分析及预防措施

静力压桩施工工艺具有无振动、无噪声、无污染、施工工期短、工程造价相对较低和满足某些特殊施工条件等优点，已作为一种经济、可靠的基础处理技术被广泛应用于建筑、铁路、桥梁、港口码头等工程。但是在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身上浮等问题，给桩基工程带来不少麻烦，增加桩基处理费用等。本文结合工程实例，浅谈桩基静压施工方法与常见质量问题的控制措施，供参考。

1工程概况及场地土层地质条件

1.1工程概况

1）场地位置和地形地貌。合肥市某别墅工程总建筑面积为43742m2，共25栋单体和联排别墅组成，位于合肥市北二环路北侧，其第四纪地貌形态为四里河河漫滩地貌单元，现场地势低洼，为菜地和荒地。

2）地基（岩）土构成与岩性特征。①层素填土（Qml）层厚0.3~6.2m；②层粉质粘土夹粘土（Q4al+pl）层厚0.6~9.3m；③层粘土 （Q4al+pl）层厚0.7~9.3m；④层粉土夹砂（Q4al+pl）层厚1.4~8.1m；⑤1层强风化泥岩（K2）层厚2.6~9.9m；⑤2层中风化泥岩（K1） 。

2施工技术

2.1压桩顺序

对多于30根的群桩承台应考虑压桩时的挤土效应，应先施压，后压群桩周边较少桩的承台；不同深度的桩基，应先深后浅，先大后小；尽量避免因桩机多次行走扰动地面土层，使地面沉陷；以经济合理、运桩、喂桩方便为原则。

2.2机械选择

在选用预应力混凝土管桩时，其中要重要考虑的一点是沉桩时产生压力不应超过管桩桩身结构竖向承载力极限值。本工程桩端位于一般粘土层，桩架配重取1.5～2.0倍单桩竖向承载力特征值时即可满足沉桩要求；采用静压法沉桩，静压桩机采用抱压式。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时，桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定，同时考虑施工中有超深送桩，送桩一般宜按理论送桩长度加3m，本工程选用10m和12m送桩

杆。

2.3施工准备工作

1）场地要求：现场的坡度不得大于1/100，地耐力应不小于140kNPm2。当桩机上坡时，坡度应控制在10%，上坡时卸掉桩机配重。对桩位处的地面有混凝土地坪及旧有建筑物基础，应予凿除。桩机最小工作半径：桩位中心距周边建（构）筑物应大于1/2压桩机宽度+1.0m，且对建（构）筑物应有保护措施。

2）管桩进场验收及现场堆放：桩在运入施工现场时，检查出厂合格证、生产龄期，细心检查起吊、运输、堆放等过程有否损伤，并做好验收交接记录，对不符合验收标准的桩不予接收。

3）桩位测量定位：根据基准点进行放样，将轴线控制点引出6m～8m，做好测量控制网，桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识，桩位测量允许偏差值；单桩10mm，群桩20mm。

2.4工艺流程

桩位测量定位→桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压第1节桩→焊接接桩→压第n节桩→（送桩）→终压→（截桩）。

2.5压桩技术

1）放样定桩位。采用极坐标放样。桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持具的中心对正桩位中心。

2）吊桩定位，调整垂直度。先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，启动桩机副卷扬采用一点法吊装就位，使桩尖垂直对准桩位中心，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，启动压桩油缸，进入压桩状态。

3）压桩。压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键，定位和垂直度应严格控制，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%。压桩刚开始时速度不宜过快，不得超过3m/min。当桩尖插入桩位土体0.5米后，压紧预制桩，再次用经纬仪进一步校正桩的垂直度，观测桩身、桩架是否垂直，桩机平台是否水平，符合要求后启动压桩油缸，将桩徐徐压入。压桩过程中要密切注意观察桩身是否发生位移、偏斜，若桩在初压时发生位移、倾钭应及时纠正，桩位偏差和垂直度应符合GB50202—2002规范要求。必要时应将桩拔出，清理桩位下障碍后，再回填土重新压桩。如桩机压力偏小，压不到要求标高时，采取措施增加配重，确保压至标高。当桩压至设计标高后，应准确记录终止压桩时的压力表读数，并认真填写压桩原始记录。压桩过程中应控制沉桩速率，以减小土体孔隙水压力的增长速率，防止对周围土体及相邻桩发生严重挤压，造成地面隆起及相邻桩产生偏移。

4）接桩。当设计桩长大于15m时，通常都要接桩。在满足设计桩长的前提下，配桩时必须以焊接的接头数最少为原则。接桩就位时，下节桩头须设导向以保证上下节桩找正接直，如桩间隙较大，可用铁片填实焊牢，结合面的间隙不大于2mm。接桩时，为减小焊接变形，可沿接口四周先对焊6个点，以确保焊接质量和上下两节桩同心。普通电焊机焊接时，第一层必须用细电焊条打底，确保内层焊透，第二层用粗焊条焊接。每层焊接厚度应均匀，每层间的焊渣必须清除干净，方能再焊下一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度高出坡口1mm，焊缝不应有夹渣气孔等缺陷。无论普通电焊机还是CO2保护焊机焊接，其质量都应符合GB50250-2001钢结构工程施工质量验收规范的规定。及时清除焊渣，及时补焊。接桩后待焊缝冷却降温8min后再开压。

5）送桩。本工程送桩长度为4～8m左右，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。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。

6）终压。正式压桩前，本工程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。根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，终压值不小于设计值，复压沉降量不应大于10mm。

7）截桩。桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。锯桩器为自制分抱箍和电动切割机两个部分，抱箍为个半圆形抱箍通过螺栓连接，抱箍为两块钢板和横向短筋连接，钢板上均布钻孔，以固定切割机。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，操作时需更换几个方向。

3常见质量问题现象、原因分析与预防措施

3.1桩身断裂

1）现象：在压桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降并引起机台抖动，此时可能是桩身断裂。

2）原因：①桩材加工弯曲度超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲；②桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧；③插桩不垂直，在压入一定深度后，用移机方法来纠正，使桩身产生曲折；④多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲；⑤桩材混凝土强度不够，在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂而未被发现。

3）预防措施：①施工前应把桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探检查；②加强桩材外观检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上不宜使用；③在插桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，

桩压入一定深度发生严重倾斜时，不得采用移机方法来纠正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，端面间隙要加垫铁片塞牢；④桩的堆放和吊运应严格执行规范，若桩身裂缝超过验收标准严禁使用。