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摘要：在建筑工程施工中，预应力管桩锤击沉桩的施工质量直接影响到工程的整体施工质量和安全，其施工监理工作具有十分重要的作用。本文结合工程实例，分析了预应力管桩锤击沉桩的施工监理，并对其施工监理要点进行了介绍。
关键词：预应力管桩；锤击法；施工监理
0 引言
随着我国社会经济的快速发展，我国建筑行业取得了迅猛的发展，建筑工程的施工也日益增加。在建筑工程施工中，预应力管桩以其承载能力高、强度大、适用范围广、质量有保障等优点，得到了较为广泛的应用，而锤击法沉桩具有成本低、适应性强等优点，是预应力管桩的一种常用施工方法。基于此，本文对预应力管桩锤击沉桩施工监理进行了介绍。
1 工程简介
1.1 项目概况
某工程项目安置房附属工程由幼儿园、农贸市场、综合楼(商业)、综合办公楼、门卫室(2栋)构成。所属单体桩基为先张法预应力管桩，混凝土强度等级C80，采用锤击法施工。桩基相关技术参数详见表1。
2 施工流程
2.1 桩位放样
根据建设单位移交的原始水准点和坐标点，施工单位自行或者委托具备相应资质的测绘单位对建筑物角点进行测设，从而绘制建筑物平面坐标控制网。根据设计图纸使用电子全站仪对各桩位进行放样。
2.2 桩机就位
桩机作为施工机械，相关合格、检测证明上报监理机构。在组装完毕，施工单位组织自检，对机械工况、步履系统、液压系统、机电线路、卷扬系统、动力系统以及安全性能进行全面排查。
2.3 吊桩、对准
桩机就位后自行配置的卷扬机或者起重机将成品管桩吊运至桩位点，安装开口型桩尖，保证桩身竖直，调整桩机，确保桩位点、桩身、桩帽、落锤点共线。
2.4 沉桩
在以上准备工作就绪后，启动柴油机，锤击沉桩。
2.5 接桩
在第一节桩顶离原始地面50cm～100cm时，即采用端板焊接方式接桩。
2.6 沉桩、送桩
待焊缝自然冷却后，继续沉桩。在根据设计要求配桩后，采用送桩杆继续沉桩，此时严格控制贯入度，同时以桩位为直角坐标点，在水平面上构建直角坐标轴，在此轴上架设水准仪，确保各水准仪至桩位线段呈直角，观测达到设计标高。
锤击桩施工流程可参见图1。
(a)测量放样、桩机和桩就位对中调直；(b)锤击下沉；
(c)电焊接桩；(d)再锤击、再接桩，再锤击；(e)收锤，测贯入度
1-打桩机；2-打桩锤；3-桩；4-接桩
图1 锤击桩施工流程
3 监理控制要点
3.1 内业资料控制
在该工程开展前，监理机构召开内部会议，统一锤击桩质量控制要点，分管监理工程师负责相关资料的编制整理工作。监理工程师提前研读设计图纸关于工程桩基设计参数的描述，对关键参数进行熟记。在此基础上审查施工单位上报的桩基专项施工方案，重点检查方案审核程序合法性、内容编制针对性、技术参数准确性、实际操作可行性、安全措施全面性是否符合要求。针对不合格项督促施工方整改，完善后再次上报。
监理工程师根据合同约定、设计图纸以及审核通过的施工方案编制《锤击桩施工监理实施细则》，重点突出监理质量控制手段及工作流程。经总监审批后报送建设单位。
监理机构应参加对预应力管桩生产企业的考察，检查其资质证书、税务登记证明、营业执照、管理人员执业证明、行业信誉等，要求相关资料以书面形式上报。同时对构配件生产车间进行检查，查阅管桩混凝土、砂石骨料复试报告。
在桩机进场后，督促施工单位上报机械合格证、检测证明以及特殊工种操作人员上岗证。成品桩进场后进行验收，查阅产品合格证、出厂检测报告、接桩用焊丝焊剂合格证等原始凭证。
工程桩施工时督促施工单位上报试桩记录、桩基施工记录，同时监理员进行旁站如实填写旁站监理记录，专业监理工程师科学计量。
桩基施工完毕，监理机构收集相关质量控制资料，包括桩基静载检测、低应变检测、桩位偏差、桩芯钢筋笼检验批、混凝土检验批、材料复试报告等。最后根据施工单位上报的桩基质量自评报告编写桩基质量评估报告。
综述，在内业资料方面，监理机构在锤击桩施工过程中收集、编制的资料如表3所列。
3.2 外业质量控制
①构配件进场验收:成品管桩在进场时，施工方通知监理机构检查验收，验收重点为检查该批管桩出厂合格证及检测证明是否真实，构配件规格、品牌是否符合设计要求，外观质量是否存在缺陷。质量保证资料一旦失真，监理工程师应拒绝签认；构配件品牌变更应提请建设、设计单位认可。外观质量应重点关注管桩外表是否存在裂纹，桩端套箍、钢板与混凝土界面是否移位，桩芯内壁是否存在孔洞及过多毛刺。除目测外，监理工程师还可以使用卷尺实测管桩直径及壁厚。
②桩位放样检查:在施工单位进行建筑物平面坐标控制网测设时，监理机构应检查原始数据真实性及测量误差的控制。在桩位放样时，监理工程师应检查测量仪器(电子全站仪)合格证及年检记录确保精度。根据GB50202—2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中5.1.1条文规定:桩位的放样允许偏差:群桩≤20mm；单排桩≤10mm。监理工程师重点对建筑物边角桩丈量实测，对中间桩基可酌情抽查。毕竟桩基施工全过程初期偏差就是放样误差，一旦放样误差未得到控制，那么后期成桩误差将继续扩大。
③管桩吊运、垂直度控制:预应力管桩吊运过程关键在于安全施工，监理员在旁站时应检查起重机械的工况、卷扬系统的灵活、司索信号的规范、钢丝绳的可靠。不少施工单位为节省费用，利用桩机配套卷扬机起吊管桩，由于司索吊点设置不合理，导致管桩被拖拽至桩位，该现象务必杜绝。由于预应力管桩材质属性体现为竖向抗压，而非抗剪切甚至抗拉，横向拖拽使得地面摩擦阻力作用于桩身及桩端钢板形成剪切力及拉力，从而影响管桩物理性能。
在对准桩位前，监理员务必检查桩尖焊接情况。多数施工单位出于成本考虑疏于安装桩尖。针对不同地质及设计参数，桩尖分为十字型、锥型以及开口型三类，其作用为引导管桩沉入土内，使桩端更容易进入持力层(由于桩尖水平截面积远小于无桩尖的端板，相同锤击力其压强更大，贯穿土层更容易)。施工单位多采用二氧化碳气体保护焊安装桩尖。监理检查桩尖焊接位置及焊缝质量，避免出现桩尖偏位、焊缝不饱满、咬边、漏焊、焊瘤焊渣未清除等现象。
在沉桩前检查桩身垂直度，务必确保桩位点、桩尖、桩帽、锤击点共线，可采用电子经纬仪复核。
④沉桩、接桩验收:沉桩过程确保施工安全，同时密切观察是否造成附近土体扰动或者周边桩上浮，一旦发生此类现象应停止施工，上报设计、勘察单位，提请处理方案。根据设计要求务必间隔跳打，确保工程质量。需接桩时第一节桩顶在离地表0.5m～1m时即可停锤接桩。根据10G409《预应力混凝土管桩》规定，接桩方式分为端板焊接及机械接头连接两种，本项目采用端板焊接，监理针对焊接质量的控制可依据上文所述桩尖安装焊接的要点。此外焊接完毕需要焊缝自然冷却≥10min。
监理工程师与现场桩基施工人员交流时达成共识，在沉桩前务必根据地质勘查报告计算出持力层深度，据此配桩；每个多桩承台在施工前，其第一根桩按照设计桩长区间上限配置，之后同一承台剩余桩根据第一根桩沉入情况进行配置；考虑到同一承台持力层起伏较小，同一承台下桩长应保持一致；相同长度的桩长各组配桩应不同(即设计桩长为17m的两根桩，应采用12+5及10+7配置)；接桩时保证底部桩长大于上部桩。由于相邻桩基底部持力层起伏很小，为防止土体扰动产生的横向剪切力的影响，接桩部位不得处于同一水平面，这与结构施工相邻钢筋焊接头不共面类似。另由于随着深度越大，土体对桩基的侧摩擦阻力、压力也增加，为防止底部桩偏离垂线，故底部桩较上部桩更长，以保持桩基整体沉入稳定性。
⑤贯入度、标高控制:根据设计要求，判定桩基质量及停锤标准依据贯入度控制为主、标高控制为辅。确保最后三阵(30击)的每一阵（10击）的贯入度≤20mm。笔者认为贯入度控制为判定桩基是否进入持力层，标高控制为了判定入岩深度。在配桩完全沉入地面后，施工单位便安装送桩杆，继续锤击，确保桩顶达到设计标高。本项目桩基施工单位柴油锤采用10.3T，远大于设计锤击力，可视为“大锤击小钉”，笔者认为此举是把“双刃剑”，积极方面是施工单位选择超设计的桩锤不仅可以减少柴油能源损耗，而且可以降低噪音污染，确保质量的同时也响应建设资源节约型与环境友好型的要求。消极方面是不少桩顶被击碎。
⑥土方开挖、截桩控制:在工程桩施工完毕便进行土方开挖作业，此时对桩基影响的是机械挖土过程对桩基的刮碰以及土体扰动。对此督促施工单位安排专人指挥调度，合理安排土方开挖方向，操作人员驾驶挖掘机不得碾压桩顶、更不得使挖斗触碰桩身。土方开挖过程不得集中堆土，日均开挖工作量完成后对基坑临边进行放坡，避免工程桩充当基坑临边支护桩。
截桩前务必弹线、在每根桩上划设计标高线，并在建筑物不同方位安放水准仪进行复核。截桩采用专用切割机械，不得使用大锤横向敲击。
⑦桩芯施工验收:桩基与承台的连接应根据10G409《预应力混凝土管桩》的要求执行，监理工程师应实测吊模深度是否≥3d(d为管桩桩径)，且≥1.5m。同时严格控制钢筋笼隐蔽工程质量，确保主筋规格、锚固长度、箍筋间距、桩顶主筋倾斜度、桩顶混凝土面锚入承台长度等技术参数指标符合设计及规范要求。
⑧桩位偏差检查:在桩芯施工完毕后，督促施工单位测设轴线，监理工程师根据轴线对各桩位进行复核，根据GB50202—2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中5.1.3条文规定，桩位偏差符合表4要求。
表4 预制桩(钢桩)桩位的允许偏差mm
监理工程师重点检查建筑物边角桩以及受力较大部位桩基偏位情况，一旦超过规范要求，将书面材料提请设计单位出具处理方案，设计单位经复核对偏位桩基的处理多数为扩大承台或者补桩措施，监理机构监督施工单位是否严格按照设计意见处理偏位桩基。
4 桩基检测
根据设计要求，本项目预应力管桩检测分为单桩竖向承载力检测和桩身完整性检测，即静载荷试验及低应变动力测试法。
①静载试验测桩数量为单体同类桩总桩数的1%，且不少于3根。
②低应变检测测桩数量按JGJ106—2003《建筑基桩检测技术规范》要求，柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不少于1根，总数不少于总桩数20%，且不少于10根。监理工程师根据建筑物桩位布置选择边角桩及承受上部荷载较大桩基作为检测桩。
在桩基检测初步报告显示单桩竖向承载力满足设计要求，桩身完整性为I、II类桩，桩位偏差在规范允许范围内，相关质量控制资料完整后，由
总监理工程师组织桩基子分部验收。如果桩基检测显示不合格，监理机构向建设单位汇报并提供原始数据材料，由建设方联系设计单位出具处理方案。
5 桩基计量
根据本项目工程量清单，所属单体桩基为暂定长度计量，例如综合办公楼管桩计价为单桩长度暂定为26m，单价为5000元；而综合楼(商业)单桩长度暂定为20m，单价为4000元。各单体桩基每米单价不同，为了确保施工质量以及工程款批复提供原始数据，监理工程师根据监理员旁站填写的旁站记录，制作桩基计量电子台账。旁站监理记录内容涉及桩基计量的参数包括设计桩顶标高、实际桩顶标高以及配桩长度，监理员务必如实记录。监理工程师将上述参数录入电脑Excel表格，设置计算公式——计量桩长=配桩长度-(实际桩顶标高-设计桩顶标高)，得出结果，相关原始记录抄送业主及审计单位。
有关桩基子分部工程款计算可根据各单体总桩长与各单体桩基每米单价之积求得。例如综合办公楼桩基工程款=已完成桩基累计计量桩长×综合办公楼单桩单价/综合办公楼单桩暂定长度。
6 结语
综上所述，预应力管桩锤击沉桩施工监理工作的有效开展是保障桩基础施工质量，确保建筑结构安全的重要手段。因此，在建筑工程预应力管桩锤击沉桩施工中，相关监理工作人员要对预应力管桩锤击沉桩施工监理要点进行严格的控制，做好桩基检测和计量工作，从而确保桩基工程的整体质量，提高工程施工的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]预应力混凝土管桩施工监理中应注意的几个问题[J].黄耀琦.中国招标.2012(30).
[2]关于高层建筑PHC管桩施工监理探讨[J].李卜卡.科技创新与应用.2014(18).
论文作者:陈冰敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/8
标签：桩基论文; 预应力论文; 管桩论文; 施工单位论文; 标高论文; 监理工程师论文; 击沉论文; 《基层建设》2017年3期论文;