摘 要：本文主要探讨预应力管桩施工质量控制。
关键词：施工 质量
一、前言
近几年来，预应力管桩由于其具有施工工期短、质量可靠、单桩承载力高、施工文明现场整洁及造价较低等优点，在福建省沿海地区得到了迅猛发展及推广应用，同时由于静压桩施工工艺在环保等方面的优点日益突出，由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，检测方便的特性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、安全技术问题也倍受人们的关注。笔者认为,在工程地质情况相类似的多、中高层民用建筑中采用静压法施工,工程质量可靠,并可获得较好的经济效益。
二、静压管桩的优缺点
静压法施工是通过静力压桩机的自重和桩架上的配重作反力将预应力管桩压入土中的一种成桩工艺。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工有哪些优缺点。
1．主要优点
（1）低噪声、无振动、无污染，可以24小时连续施工作业，缩短建设工期，创造时间效益，从而降低工程造价；
（2）施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，预应力管桩坚向承压力高，桩头一般都完好无损，复压较为容易，施工速度快。
2．主要缺点
（1）施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机；
（2）过大的压桩力（夹持力）易将管桩桩身夹破夹碎，或使管桩出现纵向裂缝；
（3）不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工。
三、质量控制―事前控制
1．施工队伍资质审查
由于预应力管桩是近几年来发展起来总体具备相应资质队伍较少，所以第一要做的工作必须认真对施工队（压桩队伍）的资质材料、质量管理体系进行审查与管理，了解施工队的技术力量及压桩水平及其相应的施工业绩以便审核该施工队伍是否具备相应的实力；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；同时要求施工单位相应的特种人员包括施工技术员、焊工、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证。
2．桩机的选型
必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求，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，桩机的压桩力应是单桩竖向极限承载力标准值的2倍。
3．施工放线与定桩位
由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合红线图及规划要求，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对已定好的轴线位进行复核，同时应提请监理单位应进一步复核工作，根据建筑物与结构桩位图逐一校核，发现不符合要求的及时纠正。
4．桩尖、桩身质量检查
首先必须对桩尖进行查验，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查验，不满足设计和管桩规范要求的责令其更换；对所有到场的管桩堆放必须垫木块分别位于距桩端0.2倍桩长处，堆放不超过5层，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度、端头钢板厚度有关尺寸及外观检查同时检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况，不符合管桩规范要求的，责令厂家退回。
5．在施工前应请相关设计单位、业主单位、相关的质量监督单位、施工单位、监理单位、地质勘察单位对第一根桩进行试桩工作以便确定施工过程中的控制要点。
四、质量控制―事中控制
1.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技术人员往往在放底桩时偏离原放样的桩位，从而导致成桩的偏位。建议在每个桩位处用钢筋头作为桩心的圆心，压底桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，使成桩的偏位尽可能减小。
2.桩身垂直度的控制
桩身的垂直度一般可以通过两个不同方向进行控制，第一由静压管桩桩机驾驶室内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，而另一方向的垂直度必须另外控制，方法就是在垂直于桩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）且最好有一定的防护以免受风力影响锤线垂直度，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经常检查桩身垂直度，以免出现偏压受力不均而造成废桩。垂直度不得大于0.5%。
3. 合理配桩。
配桩合理将影响工程质量和施工成本，必须控制好配桩环节。一是根据地质报告进行分析不同的地质情况，二是根据已压入桩的深度进行配桩，过长则会造成浪费，过短则会造成下一步接桩的困难。参考过去的施工经验，这样可以尽可能避免因为预估长度与实际需要长度的误差而造成的材料损坏。
4． 接桩及焊缝控制
接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm（宜设置接桩导向箍）。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡口露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时最好两个焊工同时进行，先在坡口圆周上对称点焊4-6点，焊接层数不少于2层，每层焊渣必须清理干净，保证焊缝连续饱满，发现质量缺陷时要重新施焊，自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压），防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏，再进行下一道工序。同时还要根据工程的所处地理环境特点如果有存在腐蚀较强的情况下还应对焊缝处进行防腐处理确保焊缝的长久性。
5．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。在施工过程中一定要注意观察压力表的变化情况如遇到突然升高或骤降时则要及时对照地质勘察资料及设计图纸，以便发现桩是否存在异常情况。
6. 终压和稳压。
每根桩的终压值都应进行监控，当压力表读数骤然升降时就要分析是否遇到障碍物或是断桩。当桩达到2倍设计荷载时或桩端到达持力层时，要进行复压，通常进行3次，最后一次使用稳压完成同时要求沉降小于3mm。笔者认为这种与工程地质构造情况关系较大，同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽视，总结福建省沿海近几年静压管桩的工程实践经验，一般均以桩长及最后复压的终压力为主要控制。
五、质量控制―事后控制
一、成桩的质量检查
1．桩身垂直度及桩身质量的检查
桩身的垂直度可以用垂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。对于配置封口桩尖的工程桩，桩身质量的检查可以直观检查，即将低压电灯泡沉人桩内腔检查，正常情况下，内腔应该是不进土和水的。若桩内侧面完整干燥，说明桩身基本完好、焊接质量完好、桩尖无损坏，这种情况下可不采取其他方法另行检查；反之，应该采取其他方法另行检查。目前福建省沿海主要依据地方及国标有关规范规定，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．桩身检测、偏位情况及桩顶标高的检查
当压桩施工完成后，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、质量监督部门、施工单位、建设单位及监理单位等有关参建单位举行选桩会议，选取具有代表性的不利桩进行静荷载试验。静荷载检测时一般用慢速维持加级荷载法，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，因为静载材料相对较重有可能对工程桩造成破坏。
将进行截桩和基坑开挖工作。截桩必须采用专业截桩机进行，不得采用铁锤进行侧向打击更不得采用偏心压碎桩头的做法。基坑开挖应合理制定基坑开挖方案，基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深容易使桩的一侧承受很大的侧压力特别是在那些地质有淤泥的土层会产生很大的侧压力使桩身弯曲变形，更有可能造成整体桩移位。桩基施工后应在停歇期大约一周之后再进行基坑开挖施工。基坑开挖应按施工组织中要求分层均匀进行，必须加强周边围护措施，以确保桩基工程的桩身结构的完整性。
六、常见问题及处理方法
1．桩倾斜主要原因及防治方法：
（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过大，桩机基础如不平整特别是有出现地面承载力较差的情况更容易出现偏位现象，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，桩帽、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；
防治方法：（1）静压桩桩机施工前注意机械设备的维修，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或改用钢板进行铺设使机械正常移位，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，影响施工质量及施工安全，必须对施工场地进行局部回填平整，使其达到静压桩施工要求。（3）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，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2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。（5）施合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于3倍桩径。（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。
2．桩尖达不到设计深度
静压管桩施工时，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他硬壳层。
（2）中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因，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，造成周边的土质固结很可能不能继续沉桩。
发生管桩沉不下去时，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，这样很容易出现断桩现象。
3. 桩身破坏
原因分析：（1）施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂。（2）桩机施工压力值过高。（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，对纯摩擦桩，终止条件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于25m的端承摩擦桩，宜以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对长14―25m静压桩，应以终压力达满载值为控制条件，开挖后采用截桩处理；当压力值未能达到设计要求，但桩顶标高已达到设计标高，宜继续送桩（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。
4. 接桩处开裂
原因分析：采用焊接连接时，连接处表面未清理干净，桩端不平整；焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物；焊接好停顿时间较短，焊缝遇地下水出现脆裂；两节桩不在同一条直线上，接桩处产生曲折，压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
防治方法：接桩前，保证连接部件清洁；接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴。
七、结束语
虽然目前静压管桩工程实践经验尚不够丰富，但随着静压管桩技术的广泛应用和发展，以及人们对静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信静压管桩技术应用水平将会不断地得到提高，能为静压桩施工的问题提供更多的宝贵经验。
参考文献：
1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
2、《先张法预应力砼管桩》GB13476-1999
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
4、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-91
5、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
6、《预应力混凝土管桩基础技术规程》 DBJ/T 15-22-98