淺談工程監理與樁檢測對預應力管樁施工質量的控制

【摘要】本文論述了在高強預應力管樁（PHC）的廣泛應用中，以規范的監理制度、完善的檢測手段實現對管樁施工質量的控制十分必要，它使得樁基能夠符合要求，滿足工程的需要。

【關鍵詞】 質量控制；高強預應力；管樁；整體評價

1. 概述

在工程建設中，質量是工程建設的關鍵，任何一個環節，任何一個部位出現問題，都會給工程的整體質量帶來嚴重后果，直接影響工程的使用功能。萬丈高樓從地起，樁基是工程的最下部的分部，埋于地下，屬于隱蔽工程，在結構中要承受上部傳遞的荷載。其質量的好壞將直接影響到上部主體的使用，所以怎樣進行質量控制，使得樁基能符合工程質量的要求就顯得尤為重要。在這里結合某工程進行闡述監理和檢測工作對應用越來越廣泛的高強預應力管樁施工質量的控制及進行整體評價。

2. 工程概況

2.1本工程位于屬于沿海地質，層數6層框架結構，占地面積約6000m2，建筑面積約16000m2，總高度19.5m，基礎埋深-1.5m。據地質勘察表明，擬建場地地基土層主要由以下土層依次組成：

①素填土：：以粘性土為主回填，層厚1.34～4.5m；

②粘土：此層分布不甚均勻，層厚1.4～5.2m，層頂埋深1.3～4. 10m；

③淤泥：此層分布不甚均勻，層厚1.7～8.7m ，層頂埋深1.8～5.2m；

④粘質粘土：老沉積土，沖積物，層厚1.2～6.9m.層頂理深2.3～8 m；

⑤粗砂：稍密—中密，層厚為0.4～5.4m，層頂理深6.8～11.60m；

⑥殘積粘性土：花崗巖風化殘積物，此層分布較均勻，層厚1.2～9m，層頂埋深4.8～13.6m；

⑦全風化花崗石：巖石質量指標RQD （25為極差的，巖體基本質量等級為V級，此層與上部殘積粘性土層沒有明顯的界面，層厚4.1～9.1m，層頂理深12.4～19.10m；

⑧強風化花崗石：此層與上部全風化層沒有明顯的界面，層厚0.45～6.7m，層頂埋深18.0～25.80m。

2.2地下水簡況：在⑥殘積粘性土層以下尚發育有網狀裂隙水，上層水主要埋藏于③淤泥層之上粘性土層中，主要接受大氣降水和地表滲透補給，水量較小；承壓水埋藏于⑤粗砂層的孔隙中，水量較大，主要接受區域同含水層的側面滲透補給，網狀裂隙水主要接受同一含水層側向滲透補向，地下水位穩定埋深0.15～2.4m。

2.3根據地質條件及設計要求，基礎型式為樁基礎，采用靜壓高強預應力管樁（PHC ），持力層選用⑦全風化花崗石或⑧強風化花崗石，樁端全截面進入持力層大于3m。具體樁型為PHC400-95-A，樁總長22～28m，單樁豎向承載力特征值為950KN，單樁豎向極限承載力為1900KN，設計壓樁力為2450KN 。

3. 監理質量控制原則

監理在開展工作時應始終堅持質量第一，用戶至上的原則，要以主動控制為宗旨，抓住事先指導，事中檢查，事后驗收三個關鍵環節。

（1）首先，監理單位進駐現場后，要全面熟悉合同文件，技術規范、設計圖紙、質量標準，明確質量控制的重點、要點，明確質量監理的依據、程序。針對工程特點、結合業主的要求、承包人的資質、編制詳細的監理規劃，明確監控的目標、標準；確定監理人員的分工和崗位職責，并制定出相關的監理工作制度，擬定出相應的監理工作程序，做到工程質量的監理工作規范化、程序化。

（2）其次要認真審查承包人的工程質量保證體系是否完善，督促承包人落實到位。

（3）最后，要仔細審查承包人編制的施工組織設計和施工方寒，杜絕質量事故的隱患。

（4）監理人員對關鍵部位、環節要求進行全天候，全方位，全過程的旁站監理，發現問題及時解決，消除隱患。

4. 監理在管樁施工階段的質量控制內容

4.1做好技術交底工作，事先指導施工，加強質量意識

4.1.1進行施工方案的審查 對于施工單位提供的混凝土預制樁靜力壓樁施工方案后，應會同建設、勘察、設計、施工等單位進行審查。重點審查場內軸線基準點和水準點的引測方法與保護措施、樁位放樣方法、壓樁設備、壓櫥l匝序、每天壓樁數量、接樁方法與工藝、終樁控制方法能否滿足工程質量要求，審查施工方案是否有防止樁偏位、傾斜等質量措施，以及防止壓樁擠土效應對鄰近建（構）筑物，道路和地下管線等設施影響的措施是否合理，施工質量保證體系是否健全，審查施工單位技術負責人是否已對施工方案進行審定簽字。施工方案經會審通過后才能實施，并不得隨意改變，如需修改，必須經會審單位同意。

4.1.2做好機械設備選定及原材料進場的質量控制，根據設計要求的壓樁力及管樁的性能，機械設備選用500型號壓樁機，并要求其對主要儀表—壓力表進行檢定。對于原材料管樁，結合設計、業主的要求，及本地區的主要供貨商的生產情況，最終選定質量體系較為完好，生產機械設備較先進的堅實管樁公司生產的管樁。生產廠家確定后，監理對構件的加工，運輸和進場驗收各個環節實行有序的監控，派人到生產廠家對PHC樁的原材料進行檢查，要求嚴格按工藝操作，在管樁進場時必須提供產品合格書，并對構件的堆放，外觀質量及在運輸過程中有無損壞進行檢查，使得進場的管樁均能符合施工要求。

4.1.3對終樁條件（沉樁控制標準）的確定。在工程開工前，會同建設單位、勘察、設計、施工等部門進行工藝試樁，工藝試樁的目的是對沉樁控制標準的確定。管樁沉樁的施工方法有多種，本工程采用靜壓法沉樁。靜壓法施工沉樁控制標準應以到達的樁尖持力層、最終壓樁力為主要控制指標：

（1）樁尖（按樁全斷面）位于一般土層時，以控制樁的設計標高為主，壓樁力作參考，樁尖位于堅硬、硬塑的粉質粘性土、碎石土、中密以上砂土或風化巖等土層時，以壓樁力控制為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高作參考。本工程的持力層為⑦全風化花崗石或⑧強風化花崗石，所以以最終壓樁力控制為主，樁長控制作參考。

（2）采用靜壓施工法時，應充分研究地質條件，考慮沉樁的可能性后，應先行試樁滿足設計要求后確定，壓重配置應滿足壓樁力的要求，一般情況壓樁力由現場試樁確定。

（3）達到壓樁力的要求以后，必須持荷穩定，若不能穩定，必須再持荷，一直到持荷穩定為主，可采用兩種方法：A.持荷5分鐘；B.二次持荷，每次2分鐘，間隔5分鐘，穩定標準為壓力值不降低。

（4）施工過程應保持機械運轉正常，不宜因沉樁困難而在樁頂加震動器。 所以，本工程開工前經過兩根工藝試樁后，結合設計、監理、勘察部門的意見，最終確定具體控制的最終壓樁力為2560KN，此兩根樁樁長為22， 25in均能深人到持力層，符合地質勘察要求。

4.2動態監控、事中控制

4.2.1嚴格遵守監理規范要求，現場監理工程師在工作過程中要做到“五勤”：眼勤、手勤、腿勤、口勤、腦勤，在工程樁施工過程中監理人員要全天候、全方位、全過程的旁站監理，對每一根樁的施工過程全部都有記錄，嚴格按規定對樁位、垂直度、接樁、樁長最終壓樁力等各項指標進行監控，發現問題及時解決處理，消滅質量隱患。

4.2.2壓樁前的準備工作。

（1）首先要檢查復核樁位和軸線、標高準確性，同時對樁身的產品質量檢查，如樁身的規格、型號、生產日期、強度與合格證校對，樁身外觀的質量檢查可以采用澆水后逐根檢查，要求樁身不能有裂紋、樁身彎曲應小于1/1000 L；再檢查壓樁機械型號、配重、壓力表和施工人員的素質、工作環境、供電情況等事項，并根據地質情況和樁尖深度至樁頂標高確定樁長。

（2）檢查樁靴的選擇是否滿足地質要求，本工程利用樁端鋼板作樁靴，選擇合理的壓樁順序將有利于防止樁位的偏移，壓樁順序采用從中部向兩邊施工，因此在施工中，監理人員應審查施工單位每天的壓樁順序，督促施工單位按照審查的壓樁順序施工，必要時根據監測情況改變壓樁順序。

4.2.3壓樁過程的質量控制。根據地質資料控制壓樁進深速度不能過快，當遇到貫入度劇變、樁身突然發生傾斜、移動或有嚴重回彈，樁頂或樁身出現裂縫、破碎，樁涌水等情況時，應立即暫停沉樁，分析原因，采取相應措施處理后，方可繼續沉樁。如遇到舊基礎、條塊石或堅硬土層時，宜采用引孔解決，壓同一根（節）樁，應盡量縮短停頓時間，因為壓樁停止后，土體中孔隙水壓力隨時間的延續消散，樁周土隨之產生徑向固結，土的密度增大，導致側摩阻力恢復和增加，若中間停歇時間太長，樁側摩側力恢復到一定程度后，樁就難以繼續壓入。

4.2.4接樁的質量控制。由于本工程樁長為22～28m，同一根樁須2～3節樁進行連接，連接質量的好壞也直接影響到樁基的質量，接樁的方法有焊接法、硫磺膠泥連接法等。本工程采用焊接法連接，具體的接樁施工質量控制如下：

（1）端板及樁套表面應保持清潔，端板坡口上的浮銹應清除干凈，表面呈金屬光澤后方可焊接；

（2）焊接前，可先在下節樁樁頂加定位圈，依靠定位圈將上下節樁對直；并對樁垂直度進行校正；

（3）焊條宜采用E43，焊縫高度以將端板周圍的U型焊縫接口焊滿為宜；

（4）兩節樁焊接后，應清除焊渣檢查焊縫的飽滿程度；

（5）樁接頭焊接完后，焊縫應在自然條件下冷卻8分鐘以上方可繼續沉樁；

（6）焊接接樁應按隱蔽工程進行驗收。接樁隱蔽驗收。在接樁施工中，監理人員應檢查接樁方法、工藝是否按施工方案要求進行，接樁界面是否清理干. 凈，焊接時是否采用對角同時施焊，焊縫長度是否滿足設計要求，焊縫是否飽滿，焊接后焊縫應經過自然冷卻8分鐘后方能繼續壓樁等情況進行隱蔽驗收。

4.2.5終樁驗收。靜壓樁終樁時，監理人員應嚴格按照工藝試所確定的技術參數進行終樁控制，并做好記錄。當最終壓樁力達到設計要求時，應督促施工單位按規定進行復壓，復壓次數不少于3次。

4.2.6斷樁及樁位偏移的判斷及處理。樁位偏移：經過開挖，對樁位進行復測，盡管存在擠土側移現象，但絕大部分樁的平面位置偏差符合規范要求，只有幾根樁偏差較大，對承臺及配筋做了加大截面、加長配筋的處理。

4.2.6.1在施工中有幾根樁形成斷樁，形成斷樁的主要原因和預防措施：

（1）地質土層軟硬變化或有障礙物時，施工處理不當；

（2）單樁豎向極限承載力取值偏大；

（3）施工場地不平或爛泥積水多，造成壓樁時機身不平穩；

（4）人為施工操作不當；

（5）樁身質量缺陷；

（6）機械設備故障。

4.2.6.2針對以上情況要防止斷樁除了施工管理及對機械、樁身的質量控制外，還要做到：

（1）根據地質情況，選擇合適的樁靴、施工機械和方法；

（2）不論何種土層，首先應保證施工場地平整堅實，有排水措施，讓機臺行走或施壓過程機身平穩不晃動；

（3）控制壓實后樁頂標高距自然地面不少于50cm，否則要做相應保護處理；

（4）單樁豎向極限承載力宜小于樁身額定極限承載力的90%；

（ 5）壓樁過程要根據地質條件情況來控制壓樁速度，并注意觀測樁身垂直度；

（6）在用機械開挖土方時，機械不能碰傷樁身，當土方挖深超過去lm時，必須根據土質進行放坡，當挖深超過3.0m時，應分開挖和放坡卸載。

4.2.7本工程幾根樁斷樁的情況：根據施工記錄判斷應屬于（3）施工場地爛泥積水多，經決定對場地有積水爛泥處進行換土，并設置排水溝，使水盲泳及時排出場外。斷樁的處理：通過與設計部門協商決定進行補樁。

5. 樁基施工后的檢測

樁基施工質量除了在施工前及施工過程對其質量控制外，施工后進行的監督檢測、評定非常重要，它強調了以科學的合理的檢測方案及檢測數據為依據，客觀公正的對樁基整體質量進行評價。工程樁的檢測一般有靜力載荷試驗，高應變動力測試和低應變動力測試。目前靜力載荷試驗精度高，是一種比較實際直觀的試驗方法，它是用千斤頂或壓鐵等其它物體，直接將荷重作用在樁頂，通過觀測樁的沉降量來計算樁的承載力。靜載荷試驗的費用較大，試驗時間也較長。低應變動測方法較為采用的有彈性波反射法，機械阻抗法，球擊法等，它是通過樁頂受能量沖擊后通過加速度或速度力使感器，將信號輸入到放大器，再到儲存器以后進行顯示，根據波形分析和曲線等計算分析判斷樁的缺陷位置及類型，樁的高低應變動測法有快速、經濟、方便等優點，可迅速判斷樁身混凝土質量以及是否存在某種缺陷。低應變動力檢測，可以增加其檢測數量，較全面地評價樁身質量，避免在基礎質量評定中因檢測數量少而使評價帶有片面性。

5.1靜力載荷試驗。

（1）按行業標準《建筑樁基技術規范》要求，在同一條件下試樁數量不宜小于總樁數的1%，且不應小于3根，工程總樁數在50根以內時不應小于2根。

（2）低應變檢測應按行業標準《基樁低應變動力檢測規程》