预应力管桩施工质量控制的实例分析

　　摘要：基础是建筑物根本，其施工质量直接关系着建筑物的安全。作为基础之一的预应力管桩基础，如何保证其施工质量?本文结合实例分析了预应力混凝土管桩的施工质量控制及现场管理。

　　关键词：预应力管桩;施工技术;质量控制

　　1 、工程简介

　　某风电场位于沿海滩涂地区，共安装33台单机容量1.5MW 的风力发电机组，总装机容量49.5MW。

　　风力发电机组基础采用现浇钢筋混凝土圆形基础，基础下设高强预应力管桩(PHC～AB600桩)。基础直径为17m，厚1.O～2.0m，埋深2.4m。每个基础下共布置3O根PHC—AB600桩，分三圈布置，外圈16根，中圈8根，内圈6根。PHC—AB600桩外径0.6m。外圈采用长桩，桩长约42～56m，中圈采用短桩，桩长约10m，内圈采用三长、三短桩间隔布置。

　　风电场址区位于某市滨海地区，属东海潮问地带滩涂地貌单元。整个风电场地面高程一般为0.3～2.2m，地形北东低，南西高。场区东北部地形为沿海滩涂，地形平坦，地面高程0.3～1.5m，为潮水浸没区，上部土层为淤泥，厚度约1～3m，易陷入;场区西南部分布鱼塘，田埂纵横交错，植被较发育，地面高程一般为1.9～2.2m，潮水不能到达该区。

　　2、管桩施工质量控制

　　本工程具有施工工序多、难度大、工期紧、强度高、气候炎热、施工干扰大等特点。风机高强预应力管桩基础施工是本工程施工重点工艺，具有工程量大、工期紧、质量要求高等特点。项目部通过优化施工方案，并着力于组织管理、管桩进场质量控制、管桩施工质量控制三方面，对工程质量进行有效控制。

　　2.1 组织管理

　　根据本工程的施工任务和特点，项目部建立了以项目经理为工程质量第一责任人及总质检工程师为工程质量负责人，并与相关的各职能部门负责人组成工程质量管理领导小组，组长由项目经理担任。对工程质量实施统一领导，对保证施工质量的重大问题进行决策。项目质检部门对管桩施工进行全过程监控。对作业队班组进行质量教育和质量效果挂钩，实行奖优罚劣，使作业队班组的质量意识大大提高。对施工人员均进行了管桩施工工艺培训，在施工过程中，点点灌输，使施工人员都能深刻地认识到施工质量的重要性及返工后给工程带来的严重后果。

　　2.2 进场管桩质量控制

　　本工程所有管桩均从具有二级以上资质的预制混凝土构件厂采购，进场管桩均经质检部门和现场监理工程师进行外观检查，对于不合格品均全数退场。管桩外观及尺寸质量控制参数分别见表1和表2。

　　2.3 管桩施工质量控制

　　2 3.1 桩锤与桩架选择

　　(1)桩锤选择：由于桩基数量较多，选用D80—23型筒式柴油桩锤施工，其特点是柴油在喷射时不雾化，只有被活塞冲击才雾化，其结构合理，有较大的冲击能力，工作效率高。其技术参数见表3。

　　(2)桩架选择：选用KLBST一18C液压步履式柴油锤桩架，该桩架具有就位快、不需要辅助机械起升桩架等特点。

　　2.3.2 施工程序

　　管桩施工程序为：测量定位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验。

　　2.3.3 沉桩顺序

　　沉桩顺序是否合理，直接影响沉桩进度和施工质量，根据本工程管桩的布置形式，施工顺序依次为内圈、中圈、外圈，圈内分序。

　　2.3.4 沉桩

　　(1)沉桩。

　　沉桩方式采用重锤低击法施工，所得的动量较大，而桩锤对桩头的冲击小，因而回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都可以用来克服桩身与土的摩擦力和桩尖阻力，因此桩能较快地打入土中。此外由于重锤低击的落距小，因而可提高冲击频率，桩锤的频率高，对于较密实的土层能较容易地穿过，桩锤落距根据现场成桩试验确定。

　　(2)接桩。

　　管桩接头采用端板焊接，端板的宽度不小于管桩的壁厚，接头的端面与桩身的轴线垂直。桩段顶端距地面lm左右时进行接桩，接头处如有空隙，采用楔形铁片全部填实，采用坡口槽电焊对称分层进行，保证焊缝连续饱满，上下段桩的中心线偏差不大于5mm，接点弯曲矢量不大于桩段的0.1%，焊后清除焊渣。

　　管桩每节管节长度按设计要求进行生产，桩长为10m时，采用1个管节进行制作和运输，当桩长为42～58m时，按每15m桩长接桩一次。管桩接头处刷一层环氧树脂防腐。

　　(3)记录。

　　沉桩过程中认真真实地做好沉桩记录，对桩号、沉桩开始时间、沉桩结束时间、中途间歇时间、前一半桩长的锤击数、后一半桩长每一米的锤击数、最后一米的锤击数和贯人度等，进行详实记录。

　　(4)沉桩允许偏差。

　　预应力混凝土管桩沉桩允许偏差为：

　　1)水平位移偏差：<100mm。

　　2)水平度偏差：+20mm～-50mm。

　　3)垂直度偏差：

　　2 3.5 施工过程质量控制

　　(1)管桩施工设备的安装就位：通过测量对桩孔定位后，对设备安装场地进行平整加固，保证设备安装平整稳固，确保施工中不发生倾斜、移动，并对桩位进行复核。

　　(2)沉桩过程中质量控制：沉桩过程中经常对桩身、桩帽、送桩的桩锤进行观测校核，如发现不在同一中心线上，立即停锤进行调整，满足要求后方可继续施工。为防止管桩打歪、打斜，架设两台经纬仪正交观测校正，在距桩机15.O～25.0m处成9O0方向设置，测定导杆和桩身的垂直度，保证桩身垂直度偏差不超过0.5%。按照要求，桩身进入土层后，每7击校正一次垂直度，保证桩身的垂直度，以保证有效控制管桩的垂直度。为防止管桩打碎、打裂，首先对出厂的管桩进行各项质量检测，合格后使用，打桩的过程中，桩头和桩帽之间的锤垫可用竖向硬木，厚度为150～200mm。桩帽与桩顶之间须嵌入富有弹性韧性的桩垫，如足够厚度的纸垫、木夹板及橡胶制品等，以减少桩头的破损，桩垫锤击后的厚度宜为12O～150mm。当衬垫被打硬或烧焦时，应及时更换。如出现破碎或裂缝，及时通知监理工程师研究处理。

　　2.3.6 特殊情况处理

　　(1)由于挤密原因引起沉桩困难或地面隆起时：立即停锤，退出管桩，采用QG80钻机进行预钻孔，其钻孔孔径小于550mm，孔深不超过桩长的1/3。

　　(2)由于超孔隙水压力影响沉桩困难时：采取在桩基基础外围设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分地下超静孔隙水压力，减少挤土现象。

　　(3)截桩：由于桩头打碎或桩身出现裂缝等情况确需截桩时，征得现场监理工程师和设计人员同意后，采用混凝土切割器截桩。

　　3 、结束语

　　本电场累计完成风力发电机组基础高强预应力管桩1022根，管桩优良率94.1%，合格率100%。项目部开展的“提高风电机组基础高强预应力混凝土管桩施工工艺质量”QC小组获得了中国电力建设优秀QC小组二等奖。

　　随着国家对新能源开发的投入加大，一些大型风电场及海上风电项目将相继上马，类似工程中将运用到高强预应力管桩等新技术、新工艺、新材料，这些都有待我们在施工中不断探索、创新，来提高工程施工质量水平。