监理对静压桩施工质量的控制措施应用研究

2021-07-04 23:45付军建

科学与财富 2021年10期

付军建

摘要：本文随着施工技术的快速发展，采用PHC预应力管桩地基加固越来越普遍，桩基工程的质量优劣将直接影响地基基础和上部结构的稳定性，监理在桩基施工时应重点监控，以临港某综合区工业厂房项目为例，重点叙述监理在不同阶段对静压桩施工质量的各项预控措施，分析总结各类质量问题，希望能为未来类似工程监理工作提供借鉴，也能成为施工的依据。

关键词：静压桩;工程施工监理;质量预控措施

引言

锤击桩在建筑工程中应用较为普遍，但却有噪声高，振动大等各方面缺点，而相比来说，静压桩则具有一定优势，因其噪音低，振动小、整洁无排污及施工效率高等优点被广泛运用于工程中。但桩基施工时因人员素质、工艺水平、地质环境、材料优劣和机械设备等因素，实施过程中如未严格监督管理，致使工程质量无法得到保证。因此对桩基工程施工中监理的工作提出了更高要求，他们必须要将各种影响因素充分考虑进去，预判监理过程中可能出现的问题，认真做好各项预控措施，笔者通过临港某综合区工业厂房项目实例，简述监理对桩基施工的各项监控措施，分析总结桩基施工中常被忽视的质量问题，预控各类质量通病的发生。

1 临港某综合区工业厂房项目概况及施工难点

1.1项目工程概况

本文主要以笔者最近监理的临港综合区工业厂房项目为例，建筑面积56228.18 m²，其中地上建筑面积47744.88m²，地下建筑面积8483.30 m²。本项目共有8栋建筑，其中5栋建筑上部为5层钢结构，下部为地下一层停车库，地下部分结构形式为钢筋混凝土结构，另3栋建筑为四层钢结构厂房。

本项目桩型采用PHC-400（95）AB预应力混凝土管桩，桩身混凝土强度等级C80，桩长均为32m，数量为1308根，单桩抗压承载力极限值为1860kN。

1.2 施工难点

本项目红线范围内场地较小，因此对桩基施工阶段提出了更高要求，平面布置需要与目前场地情况相吻合，交通组织难度相对较大。另周边市政管线数量和种类较多，主要包括通信、燃气，另外还需考虑雨污水和上水管路布置情况，除此之外还有电力管线等。如施工时组织不合理易引起土体起拱，造成管线破坏，导致经济纠纷和安全事故。

2 静压桩施工准备阶段的监理工作

2.1 监理审查桩基单位资质、人员资格证书、机具设备

静压桩施工前监理应审查桩基单位的资质，审查桩基单位历年工程业绩，施工组织管理能力和社会信誉，核查三类人员的证书，因桩基施工涉及的作业人员较多，监理应重点审查桩机司机、焊工、测量人员等作业人员的上岗操作证，核查作业人员的施工经验、技术水平是否满足要求;核查桩机设备检测合格证和测量仪器校定报告。

2.2 监理审查桩基施工方案

对于一个工程来说，施工方案的制定至关重要，这种技术文件直接用于指导施工进行，监理应重点予以审查。审查审批流程是否合规，质量、安全、进度等目标是否明确;按照设计规范对桩基材料进行审查，确保其达到应有的技术标准;进场材料的质量验收和吊运堆放是否满足要求;施工工艺审查，明确打桩施工顺序，同时要保证施工过程中不会对周边管线造成破坏，保护措施要适当，另外要对施工计划进行审查，确定符合总进度计划要求。

2.3 监理对进场预应力管桩的质量及质保资料检查

进场PHC预应力管桩原材料的好劣将直接影响桩基施工质量，监理应重点予以把关。进场的管桩首先监理应检查质保资料是否齐全，包括出厂合格证、成品桩各道工序和原材料资料、桩养护龄期和混凝土试块报告等;其次检查预应力管桩的规格尺寸、外观质量是否满足设计及规范的要求，对桩体外观较差、规格尺寸偏差较大或开裂断桩严禁使用，预应力管桩外观质量检查具体见表1。

2.4 监理审查监测方案及周边管线保护措施

施工方案由施工单位制定，在工程开始之前已完成，监理人员必须要仔细审阅，研究和了解桩基施工对周边管线的影响，依据岩土勘察报告，摸清周边管线的分布情况，要求施工单位施工至管线附近时，做好压桩挤土效应的处置措施，如管线出现报警及时采取应急保护措施。施工前监理应配合建设单位召集各管线单位召开管线交底专题会，并办理各管线绿卡，提醒施工单位做好周边管线监测和保护措施。

3 静压桩施工实施阶段的监理优化控制措施

3.1 监理审查桩位测量放线、桩位图和压桩时测量复核

监理应依据设计图纸对施工单位报验的桩位轴线位置、水准点标高、桩位布置尺寸和桩位图编号数量现场认真复核，同时也要关注桩位布置尺寸，如果桩基轴线出现偏差，应及时调整，应将其控制在不超过20mm处，对于单排桩轴线偏差的控制应更严格，不可超10mm。实施压桩时有些因素也需要考虑其中，在此过程中比如会挤土效应，将会对邻桩产生影响，应勤测勤复核，对轴线位置和标高超出设计及规范允许偏差范围的，及时要求施工单位予以调整，预应力管桩桩位允许偏差具体见表2。

3.2 监理审查预应力管桩试桩参数

预应力管桩工程桩正式施工前必须先进行试桩，对桩机设备压桩参数和工艺进行验证，在工程设计中对承载力有明确要求，确保它们能够与之相符合，根据地勘报告及本项目拟建建筑物的性质、场地地层分布情况考虑，经设计计算试桩持力层为7-1层，试桩确定最终的贯入深度，试桩数量均满足规范及设计要求，控制参数的设定不但需要建设及监理单位人员认定，同时设计院及施工单位等人员也参加共同签字确认。

3.3 监理对预应力管桩压桩质量控制要点

监理旁站实施细则由监理人员负责编制，整个过程需要根据规范进行，同时也要兼具本工程特点，明确压桩施工中需要进行质控的要点。在监理旁站监控实施过程中发现的质量问题，需要及时发现，向施工单位提出整改意见，要求其进行实行，最大程度保證工程质量。此次预应力管桩压桩施工监理工作要着重关注以下方面，有效的进行质控。

3.3.1 预应力管桩压桩顺序控制

压桩顺序的确定需要综合考虑各方面因素，场地地形不同会对其产生影响，在不同的地质条件下存在差异，还需要兼顾桩基设计情况，不同密度下也有所不同，另外还需要明确桩机移动是否方便，同时还应考虑挤土效应，因为有可能会对周边的管线或建筑物产生影响，甚至造成破坏，桩基施工前，施工单位将施工方案和编号的桩位图以书面形式申报，施工方案中应明确合理的压桩顺序，监理应严格审查压桩顺序，压桩顺序经监理审批同意后方可实施。考虑压装顺序时需要兼顾如下要求，必须以基础设计标高为中心，先深后浅更为适合;需要以桩的规格为中心，先大后小、先长后短更为适合;需要以桩的密度程度为中心，可以选择不同的方式，可两方对称或单方向进行，也可以由中间向四周展开。

3.3.2 预应力管桩压桩桩身垂直度控制

桩身就位时，监理应采用经纬仪或吊线锤复核桩身的垂直度，经监理复核桩身垂直符合要求后方可压入，压至50cm时，应再次校正。在沉桩时监理必须要密切关注，对桩身进行实时观察，确保其垂直度达到要求，保证桩身处于轴心受压状态，如发现有偏移时应及时调整，但不得采用移动桩机来调整桩身垂直度，以免造成桩身断裂，并应查明偏移原因后将桩拔出重新调整垂直度后再压桩，否则有可能会造成桩顶破碎，严重者甚至发生断桩事故。

3.3.3 预应力管桩接桩工艺控制

预应力管桩设计采用两节或多节桩，上下管桩进行接桩，接桩一般以电焊接法为主，二氧化碳气体保护焊最为多见，这种方法在工程中具有一定优势，焊缝自然冷却时间相对较短，一般需要三分钟左右，有利于整个工程时间的缩短。接桩的桩端钢板预埋件表面应清洁，前期准备必不可少，首先要将桩头除锈，调节上下节桩，确保其轴线一致，在此前提下才能够焊接，操作时需要两人同时进行，以减少变形，焊缝应连续、饱满。如果桩端处存在间隙，需要及时发现并填实，否则有可能造成节点变形不均匀，最终导致桩身倾斜，接桩焊接质量检验标准见表3。

接桩高度也有一定要求，距离地面1m左右更为适合。注意控制上下节桩的中心线，避免出现较大偏差，整体不可超过10mm，节点弯曲矢高的控制需要根据桩长确定，整体不可超过1%。压桩前要注意对焊缝进行观察，确保其自然冷却，否则不可继续施工。如果桩体外有铁件外露，需要行防腐处理，一般会涂刷防腐漆。

3.3.4 预应力管桩送桩标高及压桩终压力控制

静压桩沉桩控制需要进行多方面考虑，首先不同的设计标高对其要求不同，压动力和稳压下沉量也需要兼顾，因此要将他们有效的结合起来，参考当地地质条件和设计要求最终确定。如果在设计上对送桩有要求，那么就需要调整送桩工具的中心线，只有与桩身一致才可繼续，否则不能送桩。压桩施工记录必须由专职记录员负责，将施工情况详细备案。开始施工后每沉落1m都需要读取压力表上的读数，将其与标高记录下来，直到结束。

密切观察压桩力荷载，如果已达到设计两倍时需要特别关注，或者终端已达持力层，应随即进行稳压，稳压一次持续一分钟，必须有足够的次数保证，达到5次或以上;对最后三次的贯入度进行测定，都不可超过2mm，并逐次递减。

4 静压桩施工主要质量通病和监理预防措施

4.1 预应力管桩压桩桩顶标高达不到设计要求

（1）现象：当压桩时桩顶标高达不到设计要求

（2）原因分析：①地下有障碍物; ②群桩在持力层中越挤越密，使沉桩达不到设计标高。

（3）预防措施：①只有充分了解工程地质情况才能在一定程度上保证施工质量与安全，施工单位必须做好上述工作，监理人员负责督促实施，进行压桩前要对障碍物进行探测，明确后要完成清障才能施工;②不同的地址条件适合不同的压桩顺序，因此要对施工单位提出要求，促使其合理选择，群桩沉桩顺序宜采取由中间向外方向沉桩。

4.2 预应力管桩压桩时桩身倾斜

（1）现象：当压桩时桩身倾斜

（2）原因分析：①桩机桩架不垂直; ② 插桩时桩不垂直，桩帽、桩架及桩身不在同一直线上;③压桩中遇到地下硬层，桩身偏向一侧。

（3）预防措施：①压桩前监理必须督促施工单位检查桩架的垂直情况，待桩架确认垂直后方可开始压桩;②插桩时及接桩焊接前的上节桩监理均要用经纬仪复核检查垂直度;③要求施工单位压桩进入硬层时宜采取轻压，当进入硬层一定深度后方能采取加大压力。

4.3 预应力管桩桩顶掉角

（1）现象：在沉桩过程中，桩顶出现掉角

（2）原因分析：①管桩厂内制作时配合比偏低，没有严格把控施工质量，出现振捣不密实的情况，养护时间较短，养护措施不到位; ② 桩顶面不平，有高有低，桩顶平面没有垂直桩轴线，桩顶混凝土保护层偏大;③桩顶与桩帽接触处不平整，没有垂直沉桩，最终的桩顶面呈现出倾斜状态，导致局部集中应力较大，造成掉角情况;④沉桩时损坏的桩顶钢箍更换不及时。

（3）预防措施：①建议施工单位落实专人驻厂监督检查管桩制作质量，管桩制作时要振捣密实，桩顶加密区箍筋数量和位置设置准确，后期的养护管理至关重要，必须采取有效加强措施;②监理人员要对桩身仔细检查后才能进行沉桩，主要是确定是否存在凹凸不平，是否与轴线垂直等，对不符合要求的桩及时进行调换;③重点检查桩帽与桩的接触面，监理人员要负责观察是否存在不平整现象，如不平整督促施工单位进行处理后才能压桩;④压桩时桩要垂直，监理检查桩顶钢箍是否损坏，如损坏的及时要求予以更换。

4.4 预应力管桩接桩处松脱开裂

（1）现象：对接桩处进行观察，可见有松脱开裂。

（2）原因分析：①如果没有清理干净连接处又会导致上述现象发生，一般会留有杂质、浮锈和油污等; ② 焊缝未呈现连接状态，整体不饱满，甚至有杂物掺杂其中，如焊渣等;③上下节桩轴线不一致，未在同一直线上连接，出现曲折，沉桩时应力集中而遭破坏。

（3）预防措施：①首先要对连接处进行仔细检查，清理表面上的杂质与浮锈，将油污去除干净，方能施焊;②焊接过程中应督促施工单位及时清除焊渣，焊缝应连续饱满;③插桩时及接桩焊接前的上节桩监理均要用经纬仪复核检查垂直度;复核检查上下节桩端部错口不允许超出偏差范围。

4.5 预应力管桩施工对周边管线影响

（1）现象：挤土效应出现管线监测报警，造成管线损坏

（2）原因分析：①施工组织压桩顺序不合理; ② 对周边管线保护措施不到位;③监测频率偏低，当出现报警时未及时停止施工并采取补救措施。

（3）预防措施：①监理应严格监督施工单位的压桩顺序和压桩速率，减小挤土效应对周边管线的影响;②监理应督促施工单位做好周边管线的保护措施，如：开挖防挤沟、设置应力释放孔、设置砂井等;③监理检查监测数据，当出现临界报警时及时督促施工单位停止施工并采取措施予以加固。

5 结论与建议

综合上述，临港某综合区工业厂房项目桩基通过监理的预控措施，经检测单位检测静载承载力、小应变均满足设计和规范要求，基坑开挖后桩位偏差经监理复核均在偏差范围内。

在今后的监理工作中，需要将各种影响因素考虑进去，关注于每一个细节，这样才能使工作效率大幅度提升，这也是工程质量保障的前提。

参考文献：