求一篇 先张法预应力混凝土管桩监理细则

先张法预应力混凝土管桩适用于工业与民用建筑的低承台桩基础。预应力管桩分为预应力高强混凝土管桩(代号PHC)、预应力混凝土管桩(代号PC)、预应力混凝土薄壁管桩(代号PTC)三种桩型。近几年无锡地区预应力管桩获得较快发展，大量建筑物的桩基工程采用了预应力混凝土管桩，尤其预应力高强混凝土管桩(代号PHC)和预应力混凝土管桩(代号PC)得到广泛地使用，社会经济效益显著。先张法预应力混凝土管桩与灌注桩、钢管桩、混凝土方桩等相比，呈现如下特点：
优点：
1、预应力混凝土管桩产品系列化、市场化，用户根据需要可方便迅捷采购。
2、采用离心技术工厂化生产的效率高，成形质量稳定，强度高。
3、采用先张法离心技术生产节约资源。
4、施工周期短、桩长调整较方便，噪声对环境影响小，对环境无污染、无剧烈振动。
缺点：
1、预应力混凝土管桩对运输和临时堆放要求高。
2、预应力混凝土管桩对地下水或土层腐蚀性介质的防腐要求高。
3、饱和粘性土场地压桩过程和基坑开挖对施工方案的技术措施要求高，质量控制难度较大。
4、预应力混凝土管桩需穿越较厚的粉土粉砂层或硬塑粘土层，沉桩困难，严重的会发生管桩压不下或压力过大桩身碎裂。
针对先张法预应力混凝土管桩在我市工业与民用建筑上大量使用的现状，而工程项目管理人员对其技术性能和质量要求了解存在较多盲点，严重者甚至发生预应力管桩在桩基施工过程中管理方疏于管理，而依赖於专业桩基施工单位自我管理和纠正，给工程质量带来较大的隐患。质监站对本地区预应力管桩在工程施工过程中设定了质量控制点，加大了质量监督的力度，通过对参建各方的质量行为和工程桩的实体质量的检查，消除了较多质量控制不到位出现的质量问题，综合起来主要存在以下两个方面问题。
一、质量行为方面
1、设计图纸未说明基础环境、地质条件对管桩侵蚀的影响，尤其管桩接头部位防腐措施实现的技术要求。
2、设计单节管桩长度应合理避开桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层接桩，地质勘察报告对场地地质土层厚度变化不可能十分准确描述清楚，若沉桩发生异常情况，尤其是管桩遇到压不下时，设计图纸应明确处理方法，若随意加大压桩力，致使桩身破坏。
3、设计图纸应综合工程地质情况、上部结构特点、荷载大小及性质、施工条件等因素，确定管桩型号后，同时应明确沉桩设备或建议使用压桩机械设备型号和压桩方式。一般由施工单位自行确定不利于管桩的质量控制。
4、预应力混凝土 管桩专业施工单位现场质量保证体系不够健全，过程质量控制缺专人上岗管理，施工组织设计或施工方案管桩质量预控措施针对工程特点不强、指导施工深度不足。如复杂地质条件下的专项施工技术措施，工程桩接头焊接质量，抗拨桩接头质量及探伤检测，接头防腐处理的方法。
5、监理单位现场监理人员未经专业培训，关于管桩接头焊接和防腐，抗拨桩的连接质量，以及预应力混凝土管桩施工技术了解不多，施工单位报批的管桩施工方案审批流于形式。专业监理工程师编制的监理实施细则就管桩施工质量的预控措施、质量控制点的设定和要求不够明确，以及指导监理人员对现场的微观监督工作针对性不强。
二、实体质量方面
1、预应力混凝土管桩进场质量验收，规范、标准明确管桩的几何尺寸、外观质量和提供质量文件的要求，但管桩混凝土强度必须达到设计强度后方可沉桩，现场检查混凝土强度依据质量文件查验，而施工、监理人员未制定管桩实体强度抽样查验的方法，实际沉桩时混凝土实体强度不确定将带来桩身开裂压碎的质量问题。
2、预应力混凝土管桩采用静压沉桩施工时，垂直度偏差值是一个重要的质量控制点，桩身垂直度偏差过大直接影响单桩承载力。沉桩前每个桩位都经过施工单位放线定位和复核，也经过监理工程师对桩位的复核。沉桩时，管桩垂直度控制采用顶压式设备施工可设置两台约成90°方向的经纬仪，测量导杆和桩的垂直度来实现调整和控制；采用抱压式沉桩设备通过自动安平仪能较好地控制管桩垂直度。但基础开挖后仍有一小部分管桩出现倾斜，或在工程桩验收时发现少量桩位偏差值超出允许偏差值的数倍，这反映出桩位定位和复核，以及垂直度控制环节均存在管理不到，造成管桩倾斜和偏位的质量问题。
3、预应力混凝土管桩接桩主要存在对接定位偏差和焊缝质量的问题。03SG409标准要求接桩时上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2mm。江苏省苏G03-2002标准图集规定接桩时，上下桩节必须接直焊牢，上下桩节的中心线偏差不得大于5mm。接桩偏差控制标准不统一，现场施工、监理人员对此又未重视并重点监控，错位偏差超偏得不到及时纠偏。接头焊接应先清理焊道，采用手工焊接或二氧化碳保护焊，《预应力混凝土管桩》03SG409规定在坡口周围上对称点焊4点~6点，分层对称施焊，焊接层数宜分三层，内层焊渣必须清理干净后方可施焊外一层，焊缝应饱满、连续，且根部必须焊透。省《先张法预应力混凝土管桩》苏G03-2002规定接头焊接时应采取措施，减少焊接变形；沿接口周围宜对称焊六点固定，分层施焊，每层间的焊渣必须清除干净方能再焊下一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须每层检查，焊缝质量应满足二级焊缝的要求。施工、监理人员对接桩焊缝未进行全过程检查，常常是对焊缝的表面质量检查，忽略了对每层焊缝质量的检查，尤其是根部焊透的检查。接桩焊接质量的检测检查，《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002第5.2.3条规定重要工程应对电焊接桩的接头做10%的探伤检查。03SG409在焊缝检测上未明确规定。省苏G03-2002规定电焊接桩焊缝质量应达到二级焊缝的要求，其接头的焊缝探伤比例不小于20%。目前管桩施工中均没有对接桩的焊缝质量做探伤检查，施工单位的技术方案和监理细则都未细化对焊缝质量控制措施和检查要求，实体焊缝质量存在不确定性。
4、接桩间歇时间，标准中均明确焊接接头应在自然冷却后才继续沉桩，冷却时间不宜少于8min，实际情况对时间的控制不严格，能快则快的做法时常发生，严重影响焊缝质量。
5、管桩接头的防腐处理实际施工中都没有具体实施，施工、监理人员存在重视沉桩工艺的连续性，接头防腐做和不做没有大的区别这种错误的认识，直接弱化了接头的防腐能力。苏G03-2002规定对接头钢箍护扩焊缝须涂刷防腐涂料；对接头外露金属部分，在打入土前应再次涂刷防腐涂料。
6、预应力混凝土管桩沉桩行走线路制定人员对施工方案制定和审批疏忽，没有根据桩基平面尺寸、密集程度、深度、桩机移动方便等因素决定沉桩顺序。一般在粉质粘土及粘土地区，应避免按一个方向进行沉桩，使土向一边挤压，造成入土深度不一，土体挤实密度不均，将导致不均匀沉降。
7、基坑开挖未根据场地地质条件制定施工方案，随意开挖不按分层均匀进行，也不严格控制桩周土体高差不大于1m，致使土体挤压引起桩身倾斜、严重的将引起桩身断裂。
8、管桩桩顶处理的质量问题有：①抗拨桩锚固钢筋采用直接在顶端板上焊接的形式，焊缝受荷不可靠。②桩顶标高偏差而低于承台基底或嵌入承台高度＜50mm，不按规定要求先进行处理。③截桩和不截桩顶与承台连接管芯混凝土浇筑前，监理人员不作隐蔽验收，浇筑的混凝土的强度也未留置试块进行强度评定。
9、工程桩单桩承载力静载检测得不到严格执行。设计单位和施工单位认为试桩的静荷载单桩承载力已确定，不需再作工程桩单桩静荷载检测。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50207-2002第5.1.5条规定工程桩进行承载力检验(此条为强制性条文)。施工单位错误认为标贯值能确定单桩承载力，现场监理人员把关也不严。
几点建议：
1、参建各方应加大对管理人员的业务培训，重视对施工组织设计或施工方案的编制、复核和审批环节的质量，使方案能切实指导施工，发挥质量预控的作用。
2、强化工程质量的验收制度，对进场的材料和设备严格检验，对施工过程关健工序质量应设定府上点检验，分项、分部工程完工后按质量标准严格验收 ，消除不合格工序质量流入下道工序。
3、对规范和标准提出的质量标准不统一之处，设计图纸应加以明确。如工程桩的单桩承载力的检测，试桩的检测报告是否可替代工程桩单承载力的检测；管桩接头焊缝的探伤检测的比例，尤其是抗拨桩接头焊缝质量的检测要求；管桩接头的防腐要求和沉桩工艺的匹配，以及采用何种技术解决管桩防腐等。

一、工程概况
该工程为高层商务宾馆楼，由主楼和裙房两部分组成，主楼为框架核心筒结构，裙房为框架结构，地下一层，地上18层；结构安全等级为二级；地基基础设计等级为乙级；建筑桩基安全等级为二级；抗震设防类别为丙类；抗震设防烈度为7度；结构抗震等级为二级；一类高层建筑；建筑耐久年限为一级耐久年限（100年以上）；建筑耐火等级为一类；屋面防水等级为2级，耐久年限为15年。
工程桩概况列表如下：
序号 部位 桩 型 桩有效长度（m） 桩数

(根) 桩顶标高（m） 单桩承载力(KN) 极限承载力(KN)
二、编制依据
（1）该工程项目的监理规划；
（2）设计图纸；
（3）先张法预应力管桩标准图集（苏G03-2002）；
（4）建筑桩基技术规范（JGJ94-1994）；
（5）地基与基础工程施工及验收规范（GB50202-2002）；
（6）建筑工程质量检验评定统一标准（B50300-2001）
（7）施工组织设计。
三、预应力混凝土管桩特点
先张法预应力混凝土管桩是工厂化生产的混凝土成品，它的成型工艺是混凝土置于定型的钢模板壳内。启动旋转机，开始以慢速旋转，混凝土沿模型内壁排开，初成管形，随着速度加快，离心力增大，混凝土在高速旋转离心力的作用下，逐渐密实，混凝土内的水份和部分水泥浆被排除，于是混凝土管桩形成。先张法预应力混凝土管桩作为一项新技术、新产品，近几年在我省得到大量推广使用，尤其在小高层的建筑中，由于其经济效益显著应用更为广泛。相比沉管灌注桩和大直径钻孔灌注桩具有施工质量易控制、施工速度快及造价相对较低的特点。
预应力砼管桩按砼强度等级分为三种类型：
P C 桩 — 预应力砼管桩，砼强度等级不得低于 C60；
PHC 桩 — 预应力高强混凝土管桩，砼等级不得低于C80；
PTC 桩 — 薄壁预应力管桩，砼强度等级不得低于 C60。
预应力混凝土管桩施工属挤土型桩，对周边 1.3H（H为桩长）范围内都会产生一定的影响。因而施工时应对邻近建筑物进行定期观察和检测，必要时应设置应力释放、孔防挤沟等措施，确保周边建筑物的安全。
四、监理工作的控制要点及方法措施
因管桩受力类型的不同，控制参数的侧重点有异，故监理组织人员在桩施工前应充分了解设计意图，严格掌握重要的技术参数，并认真作好书面记录。做到每根桩心中有底、书面有录、条理清楚。
（一）事前控制
1. 成品管桩检查
（1）进入现场拟用的管桩，必须附齐质量证明文件。内容有：产品出厂合格证、钢材、水泥质保资料（复印件）、砂子氯离子含量检测报告、混凝土试块抗压试验报告等。
（2）外观质量检查：桩长、桩径、壁厚、桩端板垂直度内外壁有无露筋、有无蜂窝、麻面、表面裂缝、桩套箍凹陷程度及桩身上的合格章是否齐全等等。若合同中规定管桩的品质等级，还应按等级进行区分验收，具体参见图集《苏G03-2002》。
2.桩位测量放样
由于管桩施工速度较快，可将一天拟压的桩进行一次报验，复核完毕，监理人员应在报验单上签认。复核时应认真、仔细查对图纸，及时发现图纸中或放样错误，如有不符应会同设计、建设单位解决问题，并附上书面变更资料。定位用的竹签长度不宜小于 40cm，宽度不宜大于 1cm，安插牢固，确保桩位准确。
3.桩机定位控制
桩机就位后应控制其平整度和垂直度，垂直度采用 2 台 J2 经纬仪90°正交控制，平整度可用水平尺检测。
4. 打桩顺序
为减轻对邻近已完桩基的破坏和桩入土后相互挤压，应选择正确的打桩顺序。打桩顺序该根据邻近建筑物的结构情况、地质情况、桩距大小、布桩系数、桩的规格及入土深度等综合考虑，同时又要兼顾施工方便。该工程周边环境条件比较有利，原则上应从基础的中间位置开始向四周推进，同时要加强位移观测，必要时对打桩速度进行限制或采取设置应力释放孔、应力释放沟等措施。
（二）事中控制
1. 桩身垂直度控制
在施工过程中，应经常检测桩身的垂直度，采用 2 台 J2 经纬仪90°正交控制，倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切的 15%（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间交角）。第一节桩入土时应边打边观测垂直度，随时进行调整。但一般在入土 4m 以上时，不再进行调整，以保护桩身。
2. 接桩质量控制
接桩焊接须二人对称操作，接桩至少分二次焊接完成，第一皮焊缝尤其重要，必须认真加以检查。第一皮焊接不宜过厚，保证焊剂充分进入坡口，连续饱满，禁止空焊，随焊随敲焊渣。上一皮焊渣清理完毕后进行下皮焊接。（根据经验，对于 PTC400 管桩，合格的焊缝，焊接时间不会少于 15min）接桩时发现接口缝过大，应报请监理工程师处理，严禁擅自嵌填钢筋后焊接。（可用合适铁板嵌填之后满焊）焊接后须进行冷却，冷却时间不得少于2min。有条件的应进行防腐处理。
3. 过程控制
设计要求桩端进入规定的持力层（详见第一章桩基概况）因而对持力层界面的判定就显得很必要。判定方法有二种：
（1）在地质勘探孔附近的桩位，可直接查阅地质剖面图，确定持力层界面的深度。
（2）离勘探孔较远的桩位，可以地质报告中剖面图的等高线作为参考，结合打桩时锤击数的变化而判定。
为合理、科学分析施工过程中可能出现问题的原因，要求每根桩最后一节入土时即开始打印记录，并将记录数据整理后附于桩基验收资料中永久保存。
当锤击数突减时，应注意分析地质勘察报告及打桩记录，是否打穿持力层，是否有夹层土，桩身是否已破坏，并在记录中予以反映，以备后期检测。
4. 标高控制
督促施工单位及时引测现场水准点，并加以保护。要求总包单位落实整理场地的标高控制网络，打桩单位则落实各单位工程的水准控制点。
（1）标高原则上应逐根复测；
（2）标高测量应从水准点返测，尽量减少隆土影响；
（3）必要时要求超送 5cm，以利后期施工。
5. 桩成品保护
拖桩距离不宜过长，吊桩时应有施工人员用缆绳拖拉，避免发生桩机碰撞。桩机后应铺设道木缓冲，禁止直接在桩堆上拖拉，应配置汽车吊用于短驳。
（三）事后控制
（1）成桩完毕后应将记录的数据填入“监理记录表”（见附表），值班监理员应签名，对各项技术的真实性负责。并与前日施工单位的原始记录对比，有否错或结论不一致情况，便于及时查明原因。
（2）验收资料：
1）成桩原始记录表（日期、桩号、规格、节数、总长度、异常情况等）；
2）成桩竣工图、工程变更联系单；
3）桩位测量、复合记录；
4）隐蔽工程验收记录（内容：规格、节数、总长度、焊接质量）；
5）焊条合格证；
6）桩基质量评定表；
7）试桩记录；
8）检测报告（静压、动测报告）；
9）桩基质量评估报告。
（3）桩的检测
根据设计图纸要求结合当地习惯做法，该工程桩检测采用堆载静载荷试验和反射波法（小应变）。通过静载荷试验检验设计假设同实际情况的接近程度，具体检测数量根据设计或规范而定。
静载试验时应注意的几个问题：
1） 利用平台堆载承受加载反力，堆载重心必须和桩的加载中心相一致，其堆载重量必须是试验反力的 1.1 倍以上。堆载平台的支承作用力必须在试验桩对土的作用的影响的范围以外（堆载平台的支承架与试桩之净距不应小于 1.5m，且大于 3d）。
2） 测力表的精度应高于1%，变形测量仪表其自读值为0.01mm，且均经有关单位率定，并在计量有效期内。
3） 沉桩至进行静载荷试验应有时间之隔，一般在黏性土中不应少于 14d，在砂性土中不应少于 7d，设计要求为10天。
其他如加载、卸载方式、测读时间、终止条件等皆按江苏省标准《建筑软弱地基基础设计规范》JGJ94-94执行。
（四）质量检验标准
项 序 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法
单位 数值
主控项目 1 桩体质量检验 桩体质量检验规范 按桩基检测技术
2 桩位偏差 见GB50202-2002表 5.1.3 用钢尺量
3 承载力 按桩基检测技术规范 按桩基检测技术规范
一般项目 1 成品桩质量 外观 无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶无孔隙 直观
桩径
管壁厚度
桩尖中心线
桩顶平整度
桩体弯曲 ㎜
㎜
㎜
㎜ ±5
±5
<2
10
<1/100L 用钢尺量
用钢尺量
用钢尺量
用水平尺量
用钢尺量，L为桩长
2 接桩：焊缝质量
电焊结束后停歇时间
上下节平面偏差
节点弯曲矢高 见附注 见附注
秒表测定
用钢尺量
用钢尺量，L为桩长
Min
㎜
>1.0
<10
<1/100L
3 停锤标准 设计要求录 现场实测或查沉桩记
4 桩顶标高 mm ±50 水准仪
附注：焊缝质量要求：
1.上下节端部错口≤3mm（外径≥700mm）,≤2mm（外径<700mm）；
2.焊缝咬边深度≤0.5mm；
3.焊缝外观检查无气孔、无焊瘤、无裂缝；
4.如设计有要求的需作焊缝探伤检验。
（五）桩基验收计划
根据《建筑工程施工质量验收统一标准》B50300-2001、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 的有关规定及台州市工程质量监督站的要求，该工程桩基础验收的划分为：子分部工程、分项工程、检验批。
检验批的划分：按单位工程，每台桩机每天的压桩数作为一个检验批。
《先张法预应力管桩检验批质量验收记录》中的“主控项目”待土方开挖后进行验收，“一般项目”中的成品桩质量、接桩项在压桩前进行抽样检查。“一般项目”检查时的桩与土方开挖后检查“主控项目”的桩需相对应。但由于验收时间跨度较长，因而“监理单位验收结论”栏中专业监理工程师签字分二次进行，第一次的时间为验收一般项目的时间，第二次的验收时间为桩基土方开挖后的验收时间。
（六）施工中常见事故原因及处理措施
1、断桩
原因：进入持力层过深，压力值超过桩的极限承载力；送桩过早，停歇时间过长；接头质量不符合要求。
预防措施：当反力表读数接近极限承载力，且压入困难时，应终止施压，汇同设计查明原因，采取其他措施。
送桩不宜过早，桩端距地面不宜超过 1m，接桩动作要快，尽量缩短停歇时间。
接头焊接质量、二节桩的中心线偏差、端板的平整度应严格控制认真检查，确保接头符合规程要求。
2、偏位
原因：测量误差或错误；土相互挤压而发生位移。
预防措施：桩位测量应有三级复核制，竹签标位牢固准确，现场长时间离人后应重新复核，防止人为移动标位。正确安排打桩流程，避免采用一边到的方向流程。送桩不易过深。必要时应减少每天的打桩数量。另外土方开挖要控制程序和掌握好挖土时间。
3、持力层判断错误
打桩时应经常对比地质勘察报告对各层土的描述，对反力表读数增加过快，但桩长离持力层有较大距离的情况应慎重分析。