管桩施工质量保证措施与控制要点

鉴于锤击沉桩法穿透土层能力强、机械较轻便的特点，结合广东地区管桩施工经验，本次试验采用锤击法施工管桩。为了确保管桩的沉桩质量，尤其是垂直度、管节焊接和收锤控制方面的施工质量，在沉桩过程中，对各个沉桩工序进行严格控制，本章主要是对沉桩质量的保证措施与控制要点进行总结，以便更好地指导大规模管桩施工。

管桩抽芯

管桩抽芯试件切割

管桩抽芯试件打磨

管桩抽芯试件箍筋离试件端面距离

管桩抽芯试件抗压强度测试

管桩抽芯试件抗压测试后破坏裂纹

本次试验的沉桩施工工艺流程：施工准备→测量准备→桩机就位→复核桩位→吊桩插桩→桩身对中调直→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→送桩→终止压桩→桩质量检测，见图4-1。所采用的管桩为φ500mm 壁厚125mm、φ600mm 壁厚130mm 的PHC 管桩，管桩质量经检测均符合相关规范要求。

1 管桩堆放与吊运的质量控制

1.1 管桩吊运

（1）采用平板拖车运输，大型管桩厂一般都配备专用运输车辆，管桩在运输过程中的质量损伤问题很少见。施工现场应采用吊机将管桩卸下。

（2）试验用桩长度均小于15m，采用专用钓钩钩住管桩两端内壁可直接进行水平起吊。

（3）因单节管桩重量很大，在吊运过程中应人工配合作业，轻吊轻放，避免激烈碰撞。

1.2 管桩现场堆放

（1）堆放场地经过清淤换填，表层为30cm厚的含砾石粉，排水条件良好，管桩无泡水、粘泥现象。

（2）管桩按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放，减少管桩的二次搬运。当按2 层叠放时，应杜绝先取下层管桩的做法。

（3）因试验场地面积较小，现场管桩堆放按2 层叠放。从实际取桩过程来看，15m 长φ600mm 管桩因重量大，采用桩机取桩存在较高的损坏管桩的风险，在大规模施工时，重量大的单节桩应尽量按单层堆放。

2 施工质量控制

2.1 桩机及其配件检查

（1）本次试验采用三点支撑滚筒式锤击桩机，配备62#筒式柴油锤，冲击体质量6.2t，最大冲程2m。

（2）桩帽的套筒为圆筒形，筒体深度为380mm，内径比管桩外径稍大。两种直径管桩采用两个相适应的桩帽。

（3）桩帽套筒底面与桩头之间的桩垫采用硬纸板，锤击压实后的厚度为120mm，在沉桩过程中经常检查，及时补充或更换。

（4）桩帽与打桩锤之间的锤垫采用盘绕叠层的钢丝绳制作，厚度为150mm。

2.2 取桩质量控制

取桩时用铁钩钩住管桩的后端，并把钢丝绳捆绑管桩的前端进行拖行，拖拉取桩时，时刻注意保持打桩机的稳定。同时要注意保护下节管桩露出地面部分的桩头，避免上节管桩吊起摆直时端头激烈碰撞造成桩身破裂。在实际操作时，由于桩身质量大，采用桩机取桩时桩机晃动较大，同时容易出现管桩之间磕碰现象，建议大规模施工时，两台桩机配备一台吊车配合沉桩施工。

图:取桩

2.3 沉桩垂直度控制

第一节管桩起吊就位后，用两个吊线锤在互为90°方向上进行桩身垂直度观测，摆正后采用不点火（空锤）的方式施打，待管桩穿透换填土层后，再次在两个方向上观测桩身垂直度，发现偏差及时进行调整。在桩底穿透换填土层下覆软土层前，均采用不点火（空锤）的方式施打，桩底进入硬土层后，再次观测桩身垂直度，发现较小偏差时可微移桩机调整垂直度，垂直度偏差较大时，拔出管桩并回填中粗砂后重打。

在实际沉桩垂直度控制操作时，桩身垂直度控制不到位，导致4#水平桩在沉桩深度达到32.5m 时发生断桩，后经测量，该桩垂直度偏差值为3.3o。断桩前，沉桩贯入度突增，并且桩架晃动强烈，桩头截断后，从管桩内腔可观察到断桩发生在第2 节管桩。

经分析，导致断桩的因素主要有以下几点：

（1）采用吊锤线法观测桩身垂直度精度不足，并且易受操作人员经验丰富程度影响；

（2）在管桩穿透软土层前，施工人员没有严格按照不点火（空锤）的方式施打，软土层中沉桩速度过快，导致桩身倾斜，并且没有及时发现桩身倾斜的现象；

（3）桩帽套筒底面与桩头之间的纸板或桩帽与打桩锤之间的锤垫厚度不均，没有及时更换。

针对本次试验出现断桩的现象，建议在大规模施工管桩时，采用经纬仪或全站仪来控制桩身垂直度，在管桩进入硬土层前应反复观测桩身垂直度，及时发现倾斜状况并纠偏；同时应严格按照软土层中采用不点火（空锤）施打的沉桩方法。另外，不仅要经常检查桩帽套筒底面与桩头之间的垫层和桩帽与打桩锤之间的锤垫的厚度，其厚度的均匀性也要加以检查。

2.4 焊接质量控制

本次试验管桩焊接采用CO2 气体保护电弧焊，焊接时应严格做好以下质量控制措施：

（1）焊接时，管桩对接前上下端板表面用铁刷子清刷干净，坡口处刷至露出金属光泽。

（2）端头板上的泥砂用抹布擦除干净，使上下管节端面能紧密粘合。

（3）上下管节端板错位偏差不应大于2mm。

（4）施焊时，要注意天气状况，做好防风措施。风速大于等于2m/s、相对湿度大于90%和下雨天气不得施焊。

（5）施焊时，先在坡口周边先行对称点焊4~6 点，再分层施焊，施焊宜由两个电焊工对称进行。

（6）焊接层数为2 层。焊缝应饱满连续，焊接部分不得有咬边、焊瘤、夹渣、气孔、裂缝、漏焊等外观缺陷，焊缝加强层宽度及高度均应不小于2mm。

（7）焊接时间不宜过短也不宜过长，两个焊工对焊时，正常情况下Φ500管桩约为20min，Φ600 管桩约为25min。

（8）焊好的桩接头应自然冷却后，方可继续压桩，自然冷却时间不应小于3min。

CO2 气体保护焊

在焊接施工过程中，现场操作人员多有贪图方便、不顾质量的行为，例如坡口不除锈、端板不擦洗干净、焊缝不饱满、不采取防风措施等现象时有出现。因此，建议在管桩焊接施工过程中，旁站监理一定要到位，发现不符合操作规程的违规作业行为及时制止，这样管桩焊接的质量才有可能得到有效控制。另外，焊工的电焊技术水平制约着焊接质量，对于焊工持证上岗的规定一定要严格执行。

2.5 收锤标准控制

试桩最后贯入度控制值参考广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》（DBJT15-22-2008），按最后贯入度连续量测3 次，当每一阵（10 击）贯入度逐阵递减并最后一阵小于40mm 即可收锤。具体每根试验管桩收锤控制情况见表4-2。

据表4-2 可知：

（1）采用D62＃桩锤时，按最后1m 锤击数不超过250 击，总锤击数不超过2500 击来控制沉桩击数，可有效保证桩身不被打坏；

（2）根据竖向静载试验结果表明管桩竖向承载力均较高的情况来看，本次试验的收锤控制

效果较好。

据本次试桩工程经验，在具体操作收锤控制时，有以下一些经验可供借鉴。

（1）打桩结束前即刻测定贯入度，不得间隔较长时间后再量测。

（2）在观察到沉桩贯入度接近收锤标准时，在桩身上粘贴固定一段约1m长的钢尺，在距离桩机20m 外用水准仪来观测每一阵锤击的贯入度。

（3）柴油锤油门设在2 档位置，跳锤高度在2m 左右，每一阵均从第1 击开始数，数到第10 击时停止供油，等柴油锤完全停止振动后再观测。

（4）每一阵贯入度观测均应中止锤击，待测读数据后再继续下一阵的贯入度观测，不得在锤击过程中测读数据。

（5）如最后1m 的锤击数小于180 击，可适当减小收锤标准，以提高单桩承载力。

（6）现场测绘收锤回弹曲线操作难度很大，且精度不高，建议取消此工艺要求。

（7）本次试桩的桩机没有配备沉桩自动记录仪，所有锤击数均为专人记录所得，这样工作量比较大，而且在大规模施工时准确度也很难保证，但经了解，沉桩自动记录仪在使用过程中容易损坏，目前市场上绝大部分桩机都没有配备该仪器，因此，鉴于每米锤击数和收锤贯入度对成桩质量分析有重要作用，建议在大规模施工时，选用配有沉桩自动记录仪的桩机进行工艺性试桩，并且要求一定比例的进场桩机必须配备记录仪。

2.6 截桩质量控制

本次试验截桩采用锯桩器截割，配合钩机或吊车卸除桩头。截桩操作时应注意以下事项：

（1）截桩前在截桩位置的绕桩身作一道水平标识线，以确保截桩断面的平整度。

（2）将锯桩器的钢抱箍沿水平线安装固定后，套上装有钢锯的钢环箍即可开始截桩。截桩时应按管桩壁厚与主筋分布直径来控制锯入深度，围绕桩身逐步锯断桩身主筋。

（3）短桩头（小于1.5m）可用钩机斗轻掰取下桩头，长桩头应用吊车卸除桩头。

（4）卸除桩头时应注意卸下的桩头碰撞相邻管桩，同时还要注意做好安全保护措施，尤其是卸除长桩头时。

截桩作业

3 本章小结

通过试桩沉桩的施工工艺质量控制，管桩施工质量较好。在大规模施工管桩时，如能严格按照规范、规程施工，重点加强沉桩垂直度、焊接与收锤标准的质量控制，管桩的施工质量可得到充分保证。

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