高強預應力混凝土管樁（PHC）靜壓施工接樁過程的監理質量控制與分析

喻向明

（上海同濟工程項目管理咨詢有限公司， 上海 200433）

0 引言

管樁（PHC）作為一項新技術、新產品，近幾年在全國得到了廣泛地推廣和大量使用，尤其在軟土地基及高層的建筑中。與沉管灌注樁、鉆孔灌注樁相比較，其具有施工周期短、施工質質量可控制等特點。

同樣值得關注的是，該產品采用離心技術工廠化生產工藝，具有質量強度好、成樁效率高等特點、既節約資源、又有利于環保。而在施工過程中，樁長調整較為方便，噪聲小、無劇烈振動、對周邊環境影響較輕。不足之處：管樁（PHC）對地下水質條件及土壤介質的防腐性要求比較高；在壓樁過程質量控制難度較大，如管樁（PHC）需穿越較厚的粉土粉砂層或硬塑粘土層，發生管樁（PHC）壓不下去的情況也比較普遍，還可能因樁機施壓過大造成樁身及接頭部位斷裂。

因此，為確保沉樁的質量，工程監理人員應掌握管樁（PHC）的特點，嚴格按照設計圖紙要求和相關規范技術標準，對沉樁施工過程的主要環節系統地、有針對性地進行質量控制。

1 項目概況

1.1 工程概況

本項目為上海市嘉定區外岡鎮1702 號地塊生產基地新建項目，建筑面積116667 m2，其中建筑安裝工程造價約30000 萬元。

具體結構層次為：1#管理控制系統車間，框架4 層；2#綜合車間，框架5 層；3#綜合車間，框架5 層耐火等級為二級，抗震設防烈度為七度，屋面防水等級二級，生產的火災危險性類別為丙類，結構形式為框架結構；4#綜合服務中心，鋼結構1 層；地下室均為1 層。

1.2 工程地質、水文條件

本工程樁基礎，持力層為：⑦1-2 層粉砂層，抗拔樁持力層⑥3-1 層粉質粘土。地淺層地下水對混凝土有腐蝕性，干濕交替時地下水對混凝土結構的鋼筋有弱腐蝕性。承壓水層在負10.3 米左右，地基無液化及其他不良地質情況。

1.3 樁型及樁功能等技術參數

?本工程基礎采用PHC-400 預應力混凝土高強管樁,壁厚95,混凝土強度等級C80。編號為PHC-400（AB、B、C）；95-（29、30、31、32、33、34、35），單樁分3 節，共計3543 根。

?樁頂標高為-4.700m,樁頂錨入承臺100mm。單樁承載力極限標準值為1250KN,樁端必須進入⑦1-2 層粉砂層大于3D。

?沉樁方式：靜壓沉樁。

2 管樁（PHC）靜壓施工工藝流程

2.1 施工工藝流程

2.2 機械選型

根據本工程地質條件，管樁（PHC）的類型及停壓標準值即ф400 樁在不超過2300KN（經設計確認），故選用ZYC400SY 全液壓靜力壓樁機3 臺同時施工。

3 管樁（PHC）靜壓施工接樁過程的質量控制

施工前，項目部根據設計圖紙要求，相關技術標準、驗收規范，以及總包制定的施工方案，有針對性地編制了“沉樁施工質量控制監理細則”。專業監理人員在充分了解設技術參數、設計意圖基礎之上，根據以往的沉樁施工監理控制經驗，并對施工圖紙，按照施工單位擬定的施工方案，把三臺樁機分別編號，對應劃分以樁機為三個檢驗批。很顯然，單樁是由3 節樁連接而成的，而連接的方法是電焊焊接。因此，把接樁過程作為監理人員質量控制的重點。

1）管樁（PHC）對接焊接前，上下樁端頭表面上的泥土、油污、鐵銹等要預先清理干凈，坡口處應處理至露出金屬光澤。

2）接樁時，需要注意上下節樁對接后，節樁中心線偏差不應大于5mm，水平錯位偏差不應大于2mm。

3）為保障接樁焊接的質量，要求電焊工必須經過專業培訓，持證上崗。需要注意在施焊時，一定先在沿坡口周邊對稱點焊4-6 點，之后分層施焊，具體可以兩個焊工同時對稱進行施焊。

4）接樁焊接至少分二次焊接完成，第一次打底焊縫非常重要，仔細檢查。焊接時焊肉不宜過厚，確保焊劑充分填入坡口，務必禁止虛焊，焊肉應連續飽滿。

5）焊縫應連續飽滿，內層焊渣一定要清理干凈，避免影響焊接質量，需要補焊的應及時處理后方可進行外層施焊。同時注意焊接部位不得有咬邊、氣孔、裂縫、漏焊等種種質量缺陷。

6）樁端頭對接時，如發現樁端面縫隙過大，施工人員應向現場管理、監理人員報告。不得擅自嵌填鋼筋、鋼板等后進行焊接。焊接后須經自然冷卻，冷卻時間不得少于8min。

7）應盡可能縮小接樁時間，避免因停止靜壓樁時間過長導致受樁周土重固結阻力而影響沉樁施工。接樁焊接完成后，經監理檢查驗收合格，待焊縫經自然降溫1min 后方可進行沉樁。焊縫嚴禁用水冷卻降溫，焊好后立即沉樁。并認真作好書面記錄，做到每根樁心中有數、條理清楚。

8）委托第三方檢測單位抽樣，對樁接頭焊接處進行檢測有否開裂、斷裂、樁頭破損。因而對整體沉樁施工質量做一評估。

4 管樁（PHC）接樁焊接監理過程中常見問題及分析處理

4.1 接樁焊接監理過程中常見問題的分析

在沉樁施工的第28 天，委托監測單位（上海遠淙工程技術有限公司）到施工現場以樁機為單位，分別抽查3 套試樁的靜載、接頭情況。靜載數據分析，抽查的9 套樁全部合格。但卻發現有1 套試樁至少有一節樁頭焊接處存在不同程度地松脫開裂；基礎土方開挖后，以同樣的方式分別抽查了9 套工程樁，發現其中有2 套工程樁每套樁至少有一節接頭焊接處存在不同程度地松脫開裂。

對此，總包單位咨詢了設計單位，設計單位給出定論，是接樁這個環節的“樁接頭焊接”問題。之后，項目監理部相關監理人員總結、分析了在接樁焊接過程中可能出現質量問題的關鍵環節。

對常規監理接樁焊接過程控制來說，從基本工序、施工人員操作、質量保證手段、監理確認、到符合規范要求驗收；不合格整改、到整改符合規范要求后驗收。但就接樁焊接過程的每一個細節來說，要做到監理人員全程旁站跟蹤控制是有一定難度的。加之，施工人員的操作水平；成樁本身樁端頭不平；靜壓機的操作失誤；客觀環境的影響等都會導致接樁焊接出現焊接質量不合格的質量問題。

1）未按要求接樁。接樁時上下節樁端面錯位偏差大于2mm，上下兩樁端頭樁端面縫隙過大，沒能焊牢，對接后上下節樁的中心線偏差大于5mm。

2）現場施工、監理人員對接樁垂直、錯位偏差控制不到位，從而造成樁垂直偏差、錯位偏差得不到及時糾偏的問題。

3）接樁焊接前樁端頭端面焊縫未及時清理就開始施焊，因此造成焊縫焊肉不飽滿、不連續，甚至出現焊接變形。

4）規范要求沿樁端面接縫周圍對稱焊4-6 點固定，分層施焊，每層間的焊渣務必要清除干凈，焊縫坡口必須連續滿焊，電焊厚度宜高出坡口1mm，每層焊縫必須嚴格檢查。但施工人員為省事圖快偷工減料，未對稱固定焊點、甚至焊縫只焊一遍、焊縫坡口處未滿焊等，使得焊縫質量達不到規范要求，導致接樁處焊接開裂。

5）施工、包括監理人員在對接樁焊縫進行過程檢查時，往往忽略了對每層焊縫質量的檢查，尤其是第一層焊縫是否焊透的檢查。常常是只對焊縫的表面進行質量檢查，而深部焊縫焊接不牢靠，最終導致樁端頭脫焊。

6）管樁（PHC）接頭的防腐處理相當關鍵。而實際施工中，施工、監理人員只重視沉樁工藝工程的連續性，忽略了對接樁端頭的防腐處理，也間接影響了接樁焊接的質量。

7）接樁焊接接頭應在自然冷卻至少1min 后才能進行沉樁施工，且冷卻時間不少于8min。而實際情況是對冷卻時間控制不嚴，能快則快、越快越好，只要能多打樁就行，嚴重影響了接樁焊縫的焊接質量。

而在實際管樁施工中，由于設計圖紙未做詳細說明；工程是否是“重要工程”界定不明確；大多數施工單位打插邊球，均沒有對接樁的焊縫質量做探傷檢查做要求，施工方案未細化對焊縫質量控制措施和檢查要求，導致實體焊縫質量存在不確定性。

4.2 提高接樁焊接質量的合理建議

通過本項目沉樁施工過程中出現的接樁焊接質量不符合要求的問題，結合以往施工的經驗，同時查閱了大量的相關接樁過程質量通病及處理方法的資料，總結下來基本上就是圍繞國標、圖集規范針對樁頭的清潔處理、樁頭對接的水平及垂直度控制、施焊步驟及間歇時間、冷卻時間的掌控這幾個方面來分析，主要還是針對接樁的焊接環節提出相應處理措施。

4.2.1 樁端頭卡槽接口焊接

傳統的接樁焊接是立面水平縫的焊接，雖然樁端面碰頭處有一定的坡口，但要保證焊接質量，首先要求電焊操作人員具有相當的焊接操作水平和敬業精神。試想，要能改立面水平縫焊接為水平垂直縫焊接，不僅改變了以往接樁焊接的難度，更重要地是提高了焊縫焊接的質量。

示意圖：1 上下兩樁樁端面接頭前，2 上樁端面進入下樁卡槽端面的連接

A 樁端頭制作：卡槽與樁端頭一體模具鑄造或焊接而成。卡槽深度不超過15mm,壁厚不小于10mm。

B 影響因素：只是在樁的一處端頭（端帽）上加以改變，不影響成樁工序、過程等；也不改變沉樁施工方法。

C 不利因素：樁頭部位有卡槽的吊裝、堆放不當，會造成卡槽凹凸，對接樁插入時有一定低影響。

4.2.2 樁端頭承插接口連接

目前接樁已有采用的機械試連接方式的，但由于連接件類似管抱箍，尤其是連接件緊固環節制作要求比較高，而實際安裝操作過程中，緊固效果不可靠，最為不利的是緊固件套在裝接頭外面，加之沉樁過程中，土體的豎向摩擦力及硬物碰撞等因素影響，易導致緊固件受損脫落，因此這種接樁方式很少使用。

A 既然是管樁，就應具有管的特性。沉樁過程是垂直向下，而且要求上下樁節的中心線偏差不大于5mm，這對承插試接頭連接控制極為有利。

B 樁端頭制作：承插口端頭（端帽）及插頭端頭（端帽）卡帽做法可請設計人員設計。

C 影響因素：只是在樁端頭（端帽）上加以改變，不影響原成樁工序、過程等；也不改變沉樁施工方法。

D 可能造成的不利因素：樁端頭的改進會增加一定的成本；樁頭接頭不緊在沉樁施壓過程中發生斷裂。

總之，要想改進接樁質量，先要有想法，其次是敢于嘗試，通過反復實踐不斷摸索來實現的目的。

5 結論

提高監理人員的技術能力、綜合判斷能力、科學管理水平，是控制管樁（PHC）沉樁施工質量的關鍵，而通過在施工過程質量控制中，能夠及時發現問題、并提出解決問題的合理建議，才能確保管樁（PHC）沉樁施工的質量；才能更好地發揮工程監理在施工質量控制方面的作用，也同時為業主贏得了經濟效益。