静压管桩基工程的技术要点和监理对策

'静压管桩桩基工程的技术要点和监理对策一、本项目桩基的特点预应力管桩施工工艺有锤击和静压两种，桩端有封口型及开口，考虑到本工程周围邻近建筑物较多（园区管委会新大楼、置业广场、市场大厦等等），道路管线已完成，故应选用低嗓音、无震动、无泥浆污染、施工速度快的静压施工工艺，采用高强砼开口型预应力管桩，以尽量减少场地内的挤土效应。但预应力管桩相对于其他桩型挤土效应较大，因此桩身密集应加强对邻近建筑物的观测，必要时应采取一些有效措施，以减少对邻近建筑物影响。另外，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重将达500吨以上，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，施工质量、施工安全，必须对施工场地进行场地局部回填平整，采取必要的措施提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。本工程场地局部土质较差，应进行局部换填粘土并在其上加铺道渣，以符合施工要求。二、静压管桩的质量控制1、成桩工艺流程：测量放线桩机就位复核桩位吊校插桩桩机水平、桩身对中调直静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩桩质量检验切割桩头管桩封堵（1）打桩前的准备：桩机应根据土质情况和设计承载力配足重量；认真检查桩机各部件的性能，以保证正常作业，消除安全隐患；检查管桩外观质量，注意在运输过程中有无损伤，管桩标记是否清晰，质保资料是否齐全。（2）测量放线：测定和标出场地上的桩位，其偏差不得大于20mm；若桩较密集、距离较远或土质条件较差时，不宜一次全部测放完毕，在施工前需在进行校核，必要时校核一根施工一根。（3）桩机就位（桩机水平、桩身对中调直）：利用桩机液压系统调节机身水平并基本就位后进行吊桩、插桩，插桩在一般情况下入土30—50cm为宜，然后调校桩的垂直在规范允许范围以内才能沉桩；第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.5%，宜用长条水准尺或经纬仪进行校正，必要时需拔出重插。（4）静压沉桩：沉桩过程中应观察桩的进尺情况和垂直度。适当限制压桩速度，沉桩速度一般控制在1m /min左右为宜，使各土体能正确反映其抗剪能力；当地基表层中存在大块石头等障碍物时，要避免压偏；当桩尖进入硬土层后，严禁移动桩架等强行回扳的的方法纠偏；在较厚的粘土、粉质粘土层中应将每一根桩一次连续打到底，尽量减少中间休歇时间，若停歇时间过长，桩周土固结，极易造成沉桩困难。（1）接桩：管桩接桩时，宜在桩头高出地面0.5——1m处进行；接桩时，上下节桩段保持顺直，错位不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。采用焊接法进行接桩时，必须将法兰套箍接驳面和坡口清理干净，除去锈迹、污逅，保持清洁，先对称点焊4——6点，再分层均匀地法兰套箍对焊，焊缝饱满接续，焊渣应及时清理干净，表面加强焊缝高度宜为1～2mm；电焊施工时应注意电流强度应与使用的焊机和焊丝相匹配；为减少焊接变形，应减少接桩时间，可设2人同时对称施焊，焊接完成后应自然冷却，严禁用水冷却，待焊缝冷却后再进行压桩，在雨、雪天应采用可靠的防护措施。焊接后应进行外观检查，焊缝不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等表面缺陷，并对焊缝进行超声抽检。（2）送桩：由于桩顶标高低于现有地面标高，需要采用送桩杆进行送桩施工。由于“送桩杆”和桩端面平整度问题，会使“送桩杆”与桩端面存在间隙或差异，使桩顶局部受到过大的应力，导致桩顶破碎，甚至造成桩的局部弯曲。因此，“送桩杆”与桩顶的接触面间，应加衬垫，送桩杆与桩顶接触面要保持密贴，防止桩顶压碎；桩帽、桩身及送桩杆的中心线应重合，“送桩杆”的直径应与桩径一致，需严格控制“送桩杆”的垂直度；送桩杆应用油漆标注尺寸进深，以便控制送桩深度及桩顶标高。“送桩杆”拔出后，要及时回填桩孔洞。（3）终止压桩：通过桩机上的仪器读数进行换算可直接反应当时压桩过程的穿透阻力，本工程建议终止压桩原则，为标高控制为主，压力值控制为辅的双控制原则：在桩顶标高与设计标高相符，同时压力值达到设计要求时，终止压桩；当压力值远远超过设计要求，而桩顶标高高出设计标高时，可终止压桩，以后采用截桩处理；当压力值未能达到设计要求，但桩顶标高已达到设计标高，继续送桩（1m范围内），直至压力值达到设计要求，施工结束后及时与设计单位联系，出具处理方案。决定终止压桩条件，应在施工前在设计交底中由设计、监理等共同商定。施工过程中应如实、及时、准确的做好管桩施工记录，以更好的反映沉桩过程。（4）截桩处理：管桩一般不宜截桩，若需截桩时，应采用专用工具锯断，断口平齐；或者先用专用机械开凿，再进行人工凿除，应先将不需截除的桩身端部用钢箍抱紧，凿除过程中严禁野蛮横向敲凿或强行扳拉截桩，以免桩身受损伤。钢筋可用气割法切断。（5）桩端封堵：由于本工程采用开口型静压管桩，独立承台，为了保证桩身与承台的连接，要求除桩身伸入承台10cm—20cm 外，在桩端的管桩内填充一定深度的高标号混凝土，按设计要求制作钢筋笼，端头焊接与管桩内径相同的3mm钢板，保证管桩内混凝土的高度，同时保证规定长度的钢筋伸入承台内。具体做法可参照设计或江苏省预制应力管桩施工的有关图集。1、打桩顺序编制原则（主要考虑应力扩散、挤压对桩位的影响及施工质量、对相邻建筑物的影响）（1）根据桩的密集程度以及周围建筑物的关系：若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行。（2）桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打。（3）根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低。（4）在制定桩基施工顺序与流程时，严禁形成“封闭”桩。（5）有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构。这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散。造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩时土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果。（6）桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在“上软下硬，软硬突变”的地层界面，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生切断破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。2、工程桩施工前试桩及工程桩完成后桩基工程试桩静压桩施工前应进行试桩，设计单位应根据试桩资料及时调整桩长。本工程如要加快桩基静载荷试验进度，可使用承包商的静压桩机作为反力平衡装置进行配合，但必须使用检测单位自身的千斤顶。桩身要求露出地面20—30cm，以便静压载反压装置的安装；桩头要处理平整或施压前铺细砂，否则加压后因应力集中，桩头极易压碎；桩成型后需要有一段时间的嵌固期，待桩身与土体的结合基本趋于稳定后，桩的承载力有一定的提高，嵌固期根据不同的土体而不同（7-21天），粘土最好能达到21天。三、预应力管桩施工中常见的质量问题及防治对策1、挤土效应和振动影响原因分析： 沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，使四周土体产生了附加孔隙水压力，产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。影响桩机施工质量以及土方开挖时对桩身的破坏。防治方法：（1）控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔（引孔）沉桩方法，孔径约比桩径小100MM，深度宜为桩长的1/3－1/2，施工时应随钻随打。（2）控制沉桩速率，并制定有效的沉桩流水路线，控制日成桩量。（3）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分附加空隙水压力。（4）开挖地面防震沟，消除震动，沟宽0.5－0.8M。（5）沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其他桩型。（6）控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接。2．斜桩原因分析：（1）静压桩机机械维修不及时，如液压系统漏油导致桩机支撑下滑；（2）静压桩机自重加配重总重量大，桩机施工场地如承载力来足，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移；（3）施工中桩身不垂直，桩冒、桩身不在同一直线上；（4）接桩时桩身、桩帽不在同一直线上；（5）施工顺序不当，导致应力扩散不均匀；尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，使先施工的一边已有孔洞，再施工一面时桩身极易滑动。（6）沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；（7）采用预钻孔法时，钻孔垂直偏差较大，沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移；（8）桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应；（9）基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土压力，使桩身弯曲变形。防治方法：（1）静压桩桩机施工前注意维修，以避免影响施工质量；（2）场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。（3）施工过程中控制好桩的垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。（4）尽量减少接桩，预制管桩接头不宜超过3个，接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于5mm ，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。（5）制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填。（6）当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断桩，应采取其他措施。（7）采用预钻孔法时，严格控制钻孔垂直度。（8）合理布置桩位，桩与桩的中心距宜大于4倍桩径，控制沉桩速度。（9）桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工，基坑开挖应分层均匀进行，必须加强围护措施，防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩，以确保桩基工程的桩身结构的完整性。3、桩身破坏：原因分析：（1）施工过程中斜桩现象导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂；（2）桩机施工压力值超高；（3）桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖。（4）桩身材料质量；防治方法：（1）选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生；（2）控制好桩机施工终止条件。（1）桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿桩施工。（2）施工过程中应加强对桩体原材料的检查验收；施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况，确定处理方法。5、桩身抬高原因分析：施工过程中由于挤土效应可能引起局部桩身抬高，尤其是端承桩或端承摩擦桩会由此引起基础不均匀沉降。防治方法：（1）桩基完成后设置沉降观测杆，如发现有桩上浮现象，宜对桩身进行复压1—2次，甚至多次，即所谓“跑机”。同时，桩基完成以后应在嵌固期后才能进行土方施工，嵌固期根据土质有不同要求，一般7～21天。（2）桩基施工完成后宜进行必要的静载检测，以检验是否达到设计要求。七、场地平整的技术要点与监理对策1、场地平整前，应对场地进行排水与现场查勘场地情况，并作好记录。 2、填方施工之前，应根据工程特点，静压管桩施工，大型静压桩机行走的地基承载要求，对探知的浅层地下障碍物进行清理，并表层软土或淤泥进行清理。3、如清淤深度超过设计基础深度即基坑开挖深度（本项目一般不会出现此现象）填土方料应符合设计要求。如无设计要求时，应满足下列要求：l回填土料不得影响桩基施工。碎石类土、建筑垃圾和爆破石渣，只能用作表层的填料；宜采用砂性土或粘土作为回填土。易腐烂的杂物，如木材，木屑，稻草等不能作为填方材料；1、对于回填的土方的压实度宜控制在85%左右。压实度太高且填土较厚则挤土效应明显，压实度过低则容易陷桩机。2、场地应基本平整，不积水。'