论述预应力管桩监理控制要点

论述预应力管桩监理控制要点

黄健 王振威 谭鑫

（友谊国际工程咨询股份有限公司，湖南 长沙 410001）

摘  要：预应力管桩在一定的预应力作用下，钢筋预应力分布均衡，可以充分利用混凝土的强度，提高桩身承载力。预应力管桩具有耐久性好、施工速度快、环境污染小等优点。本文从特殊地质环境下预制桩的施工方法、预制管桩常见质量问题的防治、预制管桩施工的重难点、预制管桩的质量控制措施、预应力管桩的试验保证措施等多方面论述了预应力管桩的监理控制要点。

关键词：预应力管桩 监理 控制

0 引言

某智慧城项目位于长沙市高新区黄桥大道与枫林路交汇处，拟建员工宿舍区包括10栋宿舍楼，地基基础设计等级为甲级，除支护桩采用旋挖桩外，其余桩基工程采用预应力高强混凝土管桩(PHC-500AB-125)，桩端持力层为强风化板岩4(1)层，施工时以贯入度为主、标高为辅，根据地勘提供的数据及当地经验值单桩竖向抗压承载力特征值取为2100kN，抗拔承载力为300kN。预制管桩质量通病防治、特殊地质环境预制桩施工方法、桩端底部填灌混凝土、控制泥土滑落桩芯是本文研究的重点。

1 特殊地质环境预制桩施工方法

结合地勘报告及现场实际情况，基坑东北角表层地质为地勘报告中④、④1层（强风化板岩）强风化板岩，直接沉桩无法施工，为保障工程质量及施工进度有序推进，该区域采用植桩施工工艺，植桩桩数约280根。

1）根据设计桩图，逐根编号，根据桩号对应位置，按尺寸要求放出桩位，并设置定位桩牌，供打桩机就位，确定桩位。

2）施工过程中使用的预制管桩必须具有100%的桩身强度。可以设置为14天以上的龄期。

3）回转挖掘机钻孔：钻孔采用Φ600钻头，钻孔应垂直，不得倾斜。孔位偏差不应超过50mm，孔底沉渣≤50mm。钻孔后应立即测量钻孔深度，该区域的钻孔深度应达到设计要求。

4）下导管：导管选用Φ200，下至孔底，导管内壁应光滑，接头应平直。

5）灌注砂浆：灌注M15砂浆，高度为有效桩长的1/3。砂浆的初凝时间控制在6小时或更长时间，坍落度为180mm。

6）桩位校正及桩头焊接：桩身垂直度应控制在桩长的0.5%。桩头焊接后，应有足够的冷却时间，通常为5-8分钟，冷却后再涂防锈漆。

7）沉桩至设计标高：将桩沉至设计标高后，回缩锤，确保达到设计贯入要求。

2 预制管桩质量通病防治及措施

预制管桩在施工过程中，容易出现管桩急剧下沉、桩不易沉入或达不到设计标高、桩身跳动及桩锤回弹、桩顶击碎及桩身折断、桩头打坏、桩身扭转或位移、桩身倾斜或位移、桩身破裂、桩涌起等质量通病，都要进行原因分析和制定防治措施，才能确保桩基完整性和承载力符合设计要求。

表1：预制管桩质量常见问题的预防和措施

3 预制管桩施工中存在的重难点问题

3.1 预制管桩施工泥土堵塞桩芯的问题

3.1.1 问题描述

在预制管桩施工完成以后，因为桩机移位、管桩材料进场等原因，难以避免管桩周边的泥土掉落到桩芯，桩芯被泥土堵塞，导致桩端底部无法有效填灌C30

微膨胀细石混凝土。使用桩芯钻机，机械清孔不彻底，需要二次人工清孔。而且，如果遇到石头等杂物，很容易损坏设备，导致维护成本高。采用洛阳铲进行人工清孔，人工成本高，清孔效率低。

3.1.2 解决方法

该项目针对钻芯堵塞问题采取了两种防治泥土掉落的办法，一种是采用麻袋填塞砂石对洞口进行覆盖，另一种的根据预制桩管径大小发明了一种新型的预制桩孔防土盖板。

第一种方法的实际效果：用粗麻布袋填充砂石原料，制备简单，操作方便。但是，当大量堆土进行清理时，容易造成粗麻布袋从桩芯上滑落、粗麻布袋损坏、砂石从桩芯脱落，这给一些管桩芯的清理带来了新的问题。

第二种方法的实际效果：根据桩径设计了一种新型的预制桩孔防土盖板。盖板由硬塑材料制成，在工厂根据管桩法兰盘的构造在固定模具中进行加工。它可以重复使用。管桩施工完成后，及时将盖板覆盖在桩芯上方，并用螺栓与管桩法兰盘上预留的螺栓孔连接，有效解决了泥块从桩芯脱落，影响桩端细石混凝土有效填筑的问题。

3.2 预制管桩上浮的问题

3.2.1 问题描述

预应力管桩锤击标准一般由桩端进入持力层的深度和贯入度来控制。贯入度是最后三阵（每阵10击），每阵的贯入度为20mm。一般情况下，当达到持力层的深度和贯入度时，现场会判断预制管桩是否满足要求。然而，当管桩静置一段时间后，发现其中一些管桩会上浮，这往往会导致管桩的承载力不符合设计要求。

3.2.2 解决办法

通过分析管桩浮起的原因，发现其中一部分是由于桩位排列密集，在其他管桩施工过程中，由于挤压作用，导致相邻管桩浮起；一部分是由于地质上遇到流沙或相对较软的土层，导致管桩因地质原因而上浮；现场控制最重要的原因是桩施工完成后，桩端底部未及时填充微膨胀细石混凝土，导致地表水流入桩芯，导致桩底地质承载力发生变化，导致桩上浮。由于这些原因，管桩施工完成后，应及时在管桩底部浇筑膨胀细石混凝土；对浮量大的重新打桩，进行静载试验，对不符合要求的复打或重新打桩；如有必要，可能需要引孔处理。

4 预制管桩质量控制措施

1）预制管桩施工前，必须制定专门的施工方案，确定管桩的施工范围和位置。桩位的偏差不应超过20mm。

2）桩身垂直度控制不超过0.5%，采用顶压设备进行垂直度施工。可设置两台经纬仪测量导杆和桩的垂直度，实现双控；如果使用抱压式沉桩设备，将通过自动水准仪进行自动控制[1]。

3）试桩的规格、长度、位置由甲方、监理、设计、地勘等单位共同确定。必要时，请质量监督站和权威专家共同确定。确保正确的贯入度控制和工艺文件，每次贯入度不超过2米。

4）桩连接的技术要求应控制如下：

当打入的桩顶标高低于设计顶标高时，应连接桩。管桩的连接应采用焊接。管桩的焊接连接除应符合规范的有关规定外，还应符合下列规定：

（1）当需要延长管桩时，埋设段的桩头应高出地面0.5-1.0m。

（2）应在桩下部的头部安装导向箍，以便于定位桩上部。连接桩时，桩的上下截面应保持平直，位移偏差不应超过2mm。

（3）在连接管桩之前，应使用铁刷清洁上下板的表面，并将凹槽刷至露出金属光泽。

（4） 焊接时，建议先在坡口圆周上对称点焊4-6点。上、下桩及接头固定后，拆除导向环箍，分层焊接。焊接应由两名焊工对称进行。

（5）焊接层数不应少于两层，在焊接外层之前，必须将内层焊接清理干净；焊缝应完整且连续。

（6） 焊桩接头在进一步锤击前应自然冷却，自然冷却时间不应少于8分钟；严禁立即用水进行冷却或焊接。

（7）应严格控制收锤的关键点如下

当桩尖打入设计持力层一定深度时，需要考虑终止锤击。在停止锤击之前，通常需要获得桩身最后10次贯入和最后1m锤击次数等各种沉桩信息。如果满足预定的停止控制条件，则锤可以停止。收桩后需要多次复压，以消除桩端土体回弹对桩极限承载力的削弱，每次复压的持续时间不小于1分钟，确保桩的承载力满足设计要求。如果过早停止打桩，桩的承载力可能达不到设计要求；如果收锤太晚，可能会损坏桩身和桩头[2]。

（8）截桩桩顶必须平直，严禁随意凿坏桩身。

（9）打桩过程中常见质量问题的控制，详见表1：预制管桩质量常见问题的预防和措施。

5 预应力管桩实验保证措施

5.1低应变法

试验前，应仔细清理桩头的浮浆和破碎部分，直到露出新的混凝土界面。低应变法激振源选择：锤击桩顶激发的脉冲窄而尖锐，激发频率相对较高，有利于检测短桩和发现浅层缺陷；尼龙锤、橡胶锤或木锤激发的脉冲宽而低，激发频率相对较低，有利于发现深层缺陷并在长桩底部反射。因此，在测试过程中，应根据不同的用途选择不同的材料和锤击锤的重量。

5.2静载荷试验

1）为防止施工现场停电，应配备手动油泵或发电机，以确保正常测试。

2）如果发生漏油，应首先检查系统。轻微应经常修理，严重的应更换配件，以确保检测数据的准确性。

3）如果试验装置倾斜，应合理地重新分配负载，在严重情况下，应卸载、重新安装或提升。

4）当静载试验中桩身突然下沉过大时，应首先检查加载设备和沉降试验系统是否有异常。这一决定是由于桩身承载力不足，应在原始记录中详细说明。

5）在静载荷试验中，如中途因故停止试验，恢复试验时，应先将载荷加载到前一水平，待稳定后再继续试验。同时，原始记录应详细说明测试中断的原因、开始和结束时间以及处理过程。

6）预应力管桩的静载试验应在成桩后每隔一定时间进行，休息时间应符合相关规范；如果预应力管桩的桩头法兰盘已被切断，则应在静载前将桩头打磨平整并用夹具夹紧，以防止在加载过程中因应力过大而压碎桩头。

7）当试验加载过程中未达到最大试验载荷，且试验满足终止加载条件时，应立即通知相关单位共同处理。

6结语

   能否在预应力管桩施工中达到质量控制的效果，需要从施工方案、测量放线、工程试桩、施工工艺、管桩吊装、桩位复核、接桩、复打、收锤、截桩、封底混凝土浇筑等多方面加强质量要点的控制，才能达到预期的效果，还因为总结施工中的经验，并对存在的问题进行分析，才能保证桩基承载力和贯入度达到设计要求。

参考文献：

[1]郭忠峰. (2017). 预应力管桩的应用及施工技术控制. 山东工业技术, 000(012), 115-115.

[2]陈新楚,陈坚发.静压预应力管桩的应用及常见问题处理[J].山西建筑, 2008, 34(30):2.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2008.30.085.