桩基础是一种能适应各种地质条件、各类建(构)筑物荷载要求的基础形式。具有承载力大、稳定性好、变形小等工程特性。桩基有分为现浇和预制两大类。其中预制混凝土桩种类繁多,今年逐步广泛应用的预制静压桩是一种具备多种有点的桩基础形式。本文以济宁市红星8号社区工程项目为例,简述预制混凝土静压圆管桩的施工质量控制。

济宁市红星8号社区商业项目
在预制桩中,静压桩与锤击桩相比具有无噪音、无震动、无污染、施工安全等优点,但机械设备异常笨重。因设计桩承载力不同,压桩设备工作状态自重可达数百吨,靠液压装置缓慢行走,对场地承载力和平整度要求严格,压桩前要充分做好现场三通一平工作,确保现场无积水,保证机械支承平衡状态良好,满足沉桩精度要求。
工程背景及施工条件:本工程选用图集PHC-A400(95)-9aC80管桩,以地质报告显示的第六层中砂作为桩端持力层,持力层埋深平均18.5米,桩端入持力层长度不小于0.8米,桩长9米,总数720棵。施工选用YZY-800型静压桩机作为主要施工机械,设备由拖车分组运至现场后进行组装,根据桩基承载力设计要求,桩机加配重总计320吨。拟建工程现场场地自然地坪绝对高程38米,地下水位29.7米,设计桩基顶标高29.5米。为减少送桩深度,利于施工控制,及降低工程造价,先期将现场基槽开挖至30.8米,桩顶上方预留1.3米原土层(其中地下水位以上1米厚土层),以供桩机支撑、行驶,避免地基土在装机重压下液化沉陷。
施工准备:施工前充分熟悉图纸,参加图纸会审。建设、施工单位做好工程定位,标高控制点交接,做好施工放线工作。编好桩位号和压桩行走路线程序等各项准备工作。做好现场地下空间障碍物清理工作,如旧建筑物的基础、防空洞、地下管线等。本工程由于已由自然地坪下挖7米,施工面土层已基本无地下障碍物。为减少桩机拆装,缩短施工周期,本工程不使用边桩器,边桩与基槽周边工作面宽度不小于4.5米,四个大角处分别增挖10米加宽工作面,已实现角桩施工。压桩区域内的场地边桩轴线外4.5米范围用压路机压实。
材料质量控制:预制管桩由山东建华鑫国管桩公司专业生产供应,进场后与建设、监理单位共同按《预制钢筋混凝土管桩(04G361)》和设计图纸及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)对管桩进行验收,并要求生产厂家提供预制管桩合格证、检测报告等有关质量保证资料。
预制钢筋混凝土管桩的外观质量应符合下列规定:表面平整、密实,局部蜂窝和掉角的缺损面积不得超过全部桩表面积的0.5%,并不得过分集中;混凝土收缩裂缝深度不得大于20毫米,宽度不得大于0.15毫米,横向裂缝长度不得超过直径的二分之一。
桩在起吊和搬运时,做到平衡,不得损坏。卸车时采用二点起吊,吊点距桩端0.2L(L为桩长);吊入桩位时采用一点起吊,吊点距桩端0.3L。预制静压桩的堆放场地要求平整坚实,不得产生不均匀沉陷,堆放层数不得超过4层。
压桩:静压桩施工顺序及工艺流程:测量放线、桩机就为、起吊预制桩、稳桩、压桩、送桩、检查验收、转移桩机。
沉桩顺序采用自中间向两边对称前进,避免单方向施工造成挤桩。桩插入土中定位时的垂直度偏差不得超过0.5%。静压桩压入过程中不得任意调整和校正桩的垂直度,以避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿过硬土层或进入持力层的过程中,除机械故障外,不得停止沉桩施工,如因操作必须,停歇时间要短,中途停歇时间不得超过2小时,严禁中途停压造成沉桩困难。压桩过程中应由专职人员分工负责检查压桩力、桩的垂直度、压入深度。
压桩前检查打桩机械设备、起重机具、压力表等。压桩机安装必须按设备说明书和有关规定程序进行。当桩端插入桩位后,微微启动压桩机油缸,待桩入土50厘米时,再次校正桩的垂直度和平台的水平,然后再启动压桩机油缸,把桩徐徐压下,施工速度一般控制在2米每分钟以内。本工程单桩承载力特征值为110吨,当压桩力已超过两倍设计荷载或桩端已达到持力层时,随时进行稳压。压桩施工时,派专人做好沉桩施工记录。沉桩前先做3根试桩,以确定贯入度及桩长,并校验压桩设备和沉桩施工工艺及技术措施是否符合实际要求。通过试桩确定所设计9米桩长符合技术要求,压桩设备工况良好,各类压力计量,垂直、标高控制手段符合设计要求。
静压桩沉桩时,压桩的压力控制在220至280吨之间,遇持力层变化较大时,最大压力不超过300吨,以防止桩机浮动造成断桩及安全事故。
根据地质条件,单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素,配置压重,YZY-800型静压桩机自重170吨,另加配150吨铸铁配重块。桩机油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定,并有鉴定合格证。静压桩沉桩控制按设计标高、压桩力和稳压下沉量相结合的原则,并根据地质条件和设计要求综合确定。桩端进入坚硬、硬塑粘性土、中密以上粉土、沙土层时,静压桩的压桩力为主要控制指标,标高作为辅助控制指标。静压桩桩端进入持力层1至2分钟,稳压下沉量根据地区经验,控制在3至5厘米。设计标高以上部分桩头在施工后统一截除。低于设计标高的,开挖桩间土后进行接桩。
压桩施工结束后,用小型挖掘机小心开挖桩间土,仅靠桩头的20厘米范围内,用人工清除,保证桩身不受破坏。
接桩:由于持力层埋深变化,部分管桩按压桩力指标控制,实际完成的桩顶标高不同程度低于基础筏板底标高,需接桩长度0.2至0.8米不等。参考桩机施工专业单位建议,采用截桩剩余的桩头倒扣焊接的办法接桩。将需接桩的桩头挖出,挖深超过桩顶20厘米,四周工作面宽80厘米,清理干净桩顶泥土。根据接桩需要,将截掉的桩头切割至适宜长度,桩头法兰板向下,倒扣在需接长的桩顶上,将两片法兰板沿周边焊接,事先把两法兰焊接边缘打45°坡口,保证焊缝高度不低于6毫米。接桩后,将工作坑回填夯实至基底标高。

济宁市红星8号社区住宅项目
截桩:由于管桩混凝土强度为C80,配筋为高强度钢棒,普通人工截桩难度较大,因此采用专用截桩器截除。截桩时,将截桩器就位在桩顶,调整好标高和水平度,卡紧,沿桩外围切割一周,确保切断钢筋。移除截桩器,用锤敲击桩头,将桩从切割处震断。截除的桩头,长度适宜的用于接桩,多余的破碎回收桩头法兰。
填芯及锚入筏板:根据设计图纸要求,桩顶端1.2米深度范围内桩孔用混凝土灌实,并插入锚固钢筋。图纸提供的方法为在锚固钢筋底端加焊一圆形钢板作托板。实际施工中考虑托板与管桩内壁间难免有缝隙,会发生漏浆,影响混凝土密实度,切钢托板与钢筋连接,暴露在桩管内潮湿空气中,存在腐蚀隐患。经讨论改用填砂的方法,用砂填入管桩孔,至距锚固筋底端5厘米高度,并捣实,其上再插筋浇入混凝土,振捣密实。
桩顶插筋锚固入基础筏板,主要控制项目为桩顶与筏板底交界处施工缝的防水处理,先在已填好芯的桩顶涂抹20毫米水泥基防水涂料,然后在锚固钢筋根部用绑丝绑扎一圈膨胀止水橡胶条,确保不受地下水渗透腐蚀。
测试:根据设计要求,桩基施工后需进行单桩承载力静载测试及桩身完整性小应变测试。经建设、施工方协商,充分利用设备资源,采用未卸载的压桩机作为静载测试压重,既省去搬运堆载物的繁重工作,降低开支,又方便操作保证了测试精确度。经单桩竖向静载实验和小应变实验检查工程质量,其承载力及桩身完整性均符合设计要求。
综上所述,通过本工程实例的施工管理,除常规按照规范标准及设计要求应控制好的各个环节外,本工程有以下三点做法值得总结:一是根据场地情况及设计图纸,先期开挖部分基槽,使压桩机在一定深度的基槽底作业,此举虽增加了机械设备及管桩向基槽内运输的工作,但大幅减少了送桩深度,降低费用,更利于沉桩控制。二是利用压桩机作压重进行静载测试,充分利用资源,提高工作效率。三是以桩孔填砂代替钢托板,在不增加造价的基础上,消除了质量隐患。
|