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阅读 1512 次 论静压预应力管桩施工的质量安全控制

摘要:通过对静压预应力管桩施工过程的质量和安全计术问题进行讨论,从中探讨具体的质量安全控制措施,实现管桩施工保证质量、确保安全的目的。...

论静压预应力管桩施工的质量安全控制

(陕西省建筑构件工程公司,陕西 西安,710043

引言

静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构自重和桩架上的配重作为反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。近年来,钢筋砼管桩由于其具有施工工期短、场地整洁、造价低、施工噪音小、无振动影响等优点,得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出,故而静压法施工越来越普遍,由此而引发的许多关于静压管桩的质量安全问题也倍受人们的关注。

1、静压桩施工过程的质量管理

1.1压桩前的准备工作

1.1.1施工队资质审查

必须对施工队(压桩队伍)的资质材料进行审查与管理,了解施工队的技术力量及压桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;要求施工队每个技术人员,包括施工技术员、焊工、记录员、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。

1.1.2桩机的选择

必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩极限承载力要求,准确地选择压桩机。如果压桩机吨位过小,可能出现桩压不下的情况,因而无法达到设计承载力的要求;反之,如果压桩机吨位过大,易发生陷机情况。所以,应该会同各有关部门合理地选择桩机,尽量采用超载施工。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。

1.1.3施工放线与定桩位

在压桩施工区域附近设置控制桩与水准点,不少于2个,其位置以不受压桩影响为原则,轴线控制桩应设置在距外墙桩5m-10m处,以控制桩基轴线和标高。由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合“规划”要求,而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构,因此,这两个工序的重要性不容忽视。项目技术管理人员应该用监测装置对已定好的轴线位、桩点位进行复核,根据建筑物与结构桩位图进行逐位校核,发现不符合要求的及时纠正。

1.1.4桩尖、桩身质量检查

预制管桩应从具备资质的预制构件厂定购,部分进场并验收。首先必须对桩尖进行查验、测量,按照管桩有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求,对所有到场的桩尖进行测量,不满足设计和规范要求的,责令其更换;对所有到场的桩体按《先张法预应力管桩质量检验标准》进行仔细认真地查验,测量桩体的几何尺寸、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录。特别是桩体强度,由于静压法施工中的夹持力较大,强度不够很容易把桩体夹裂。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验,检查桩身是否粘皮麻面、外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否桩头端正、钢帽表面是否平整等情况,不符合规范要求的,不得使用。

1.2压桩施工过程的质量管理

1.2.1下桩(第一节入土的桩)的定点

虽然在放线与定桩位时已经核查过,但是经验不足或技术水平不高的施工人员往往在桩尖插入桩位时放时偏离原定的桩位,从而导致成桩的偏位。建议在每个桩位处用石灰或白灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈,压下桩时以此圆圈为准,控制桩不偏离该圆圈,使成桩的偏位尽可能减小。

1.2.2桩身垂直度的控制

由于静压桩桩机驾驶室内一般会悬挂一吊有重锤的绳线,由开机员以此线为准控制桩一个方向的垂直度,因而另一方的垂直度必须另外控制,方法就是在垂直与此绳线连接的地方(即另一正交方向)另设一吊重锤的绳线(视线要通透),以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩,而且在压桩过程中要不断检查桩身垂直度。

1.2.3接桩及焊缝控制

管桩施工中主要采用焊接接桩法。焊接接桩由2名焊工对角对称施焊,焊接中应防止节点由于温度应力产生焊接变形而引起桩身歪斜。焊缝应连续饱满,焊接时间尽量缩短,以防止土层固结现象。当采用法兰连接,上下节桩之间宜用石棉或纸衬垫,拧紧螺帽,经过压装机施压时再拧紧一次并焊死螺帽。

1.2.4压桩过程的施工记录

为了便于控制终止压桩,必须详细记录压桩过程的压力与桩入土深度,了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。

1.2.5终压(即终止压桩)标准及终压的控制

终压标准应该以质检部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下,除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外,还要控制终压值Q的大小。总结西安地区近几年静压桩的工程实践经验,终压值Q可以按以下原则来控制:

1)当桩端持力层为粘土、粉质粘土时,主要控制桩端达到的设计深度,终压值Q=(0.61.3Rk

2)当桩端持力层为标贯击数较低、中密以下的粉细砂时,以控制桩端入持力层深度为主,终压值作参考,Q=(1.62.0Rk

3)当桩端持力层为标贯击数较高,中密以上的中粗砂、砾砂时,以控制终压值为主,Q=(1.82.5Rk,长桩取低值,短桩取高值;击数低取低值,击数高取高值。

2 、成桩的质量检查

2.1桩身垂直度及桩身质量的检查

桩身垂直度可以用锤球吊线的办法来量测,对不符合规范要求的,应及时报送设计单位,由设计单位提出补强修改意见。对于桩身质量的检查,目前西安地区主要依据有关规范规定,按桩总数的一定比例采取小应变动测的检测方法,对桩身的完整性进行检测。

2.2桩顶标高及偏位情况的检查

基础开挖后,应对桩顶标高及桩的偏位情况进行测量,并把记录资料完整地整理一份报送设计单位,由设计单位提出方案,解决那些桩顶标高低于设计标高以及桩偏位超过规范要求的情况。而对于那些桩顶标高高于设计标高的情况,施工单位应用电锯法截去多余的桩段,而不应该用人工敲打的办法把多余的桩段敲掉,那样很容易把成桩敲伤。

2.3单桩竖向承载力的检测

目前主要采用静荷载试验的方法来检测成桩的单桩竖向承载力,由设计单位、质监部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关部门举行点桩会议,选取较具代表性的桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持荷载法,并要求工程有关技术管理人员进行现场监督,详细记录最终沉降量和残余沉降量等。特别要注意检测桩机在进场、退场及移动过程中不要碰撞到任何工程桩。

3、静压管桩施工过程的安全管理

必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度,在项目内部落实安全管理责任制,建立考核制度,实施奖罚措施,以及前面已提到的桩机施工单位资质及特种作业上岗证等必须齐全。除此之外,还必须注意以下几个事项:

1)起重机作业前,应对转动部位进行润滑,检查部件紧固程度,钢丝绳是否磨损。

2)起重臂下严禁站人,重物停在空中时驾驶员不得离开操作室。

3)起重范围不得超过起重性能规定的指标,起重机吊桩进入夹持机构,压桩开始之前,必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩,以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂。

4)接桩时焊接用的各种气瓶应作标识,气瓶要距离明火点10m以上,气瓶间距必须大于5m,气瓶必须加防震圈和防护帽,气瓶使用和存放时应严禁平放或倒放。

5)停止作业时,短履需运行到桩机中间位置,停落在平整地面上,其余油缸回程缩进。切断电源,操作人员方可离开桩机。

6)施工完毕的桩的桩头上面要加盖,以防行人或杂物等掉陷。

4、常见质量问题分析与处理

4.1桩倾斜

插桩初压即有较大幅度的桩端走位和倾斜。碰到此种情况,很可能在地面下不远处有障碍物。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净。

4.2桩尖达不到设计深度

静压桩施工时,若发生个别桩长达不到设计深度,其原因可能是:

1)桩尖碰到了局部的较厚夹层或其它硬层。

2)中断沉桩时间过长。由于设备故障或其它特殊原因,致使沉桩过程突然中断,若延续时间过长,沉桩阻力增加,使桩无法沉到设计深度。

3)接桩时桩尖停留在硬土层内,若时间拖长,很可能不能继续沉桩。发生桩沉不下去时,应冷静分析原因,找出对策才能继续施工,切不要盲目加大压桩力强行沉桩。

4.3基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜

挖土引起基坑的倾斜,直接起因是挖土方法不当,将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近,因而产生侧向压力;加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的超孔隙水压力乘机向开挖方向释放,加剧了淤泥向开挖方向流动,而桩对水平力的抵抗能力小,于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜,造成桩顶大量位移。发生这样的事故先要进行调查分析,弄清哪些桩报废,哪些桩还可以用,哪些桩应折减其承载力,然后根据实际情况进行补桩。为防止此类工程事故的发生,应严禁边压桩边开挖;开挖宜在基桩全部完成并至少隔15天后进行,挖土宜逐层均匀进行,桩周土体高差不宜超过1m;注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定;基坑顶部周边不得堆土或堆放其它重物等。

4.4桩身上浮

当工程桩较短或桩较密集时,较容易发生桩身上浮的情况,此时采取复压是一较有效的补救措施。所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。

5、结语

综上所述,在静压预应力管桩施工过程中只要严格落实现有各项技术规范、措施和有关经验,同时在施工过程中不断改进提高其技术应用水平,就可以很好地控制静压高强预应力管桩施工质量和施工安全。

参考文献

[1] JGJ106-2003、建筑基桩检测技术规范。

[2] JGJ79-2012、建筑地基处理技术规范。

(本文来源:陕西省土木建筑学会 文径网络:刘军 吕琳琳 编辑 刘真 文径 审核)

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