静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺施工监理控制要点

静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺施工监理控制要点

何泉

广东远顺建设监理有限公司 

摘要：针对静压管桩采用水冲式自引孔辅助沉桩工艺施工的特点，结合工程实例，阐述施工监理应重点关注的质量、安全控制要点。

关键词：管桩  水冲式自引孔  监理  要点

一、静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺施工原理

静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺对于施工条件与场地环境有较高要求，要确保施工附近无障碍物，并且土面平整具备较强的承载力。通常来说，管桩基础设计持力层为细砂、中砂层，采用静压沉桩施工，压到桩机的额定压力值时仍难以下压，容易出现桩机上浮晃动、桩身夹持器具打滑、管桩开裂甚至断桩的现象。在这种情况下，采用水冲式自引孔辅助沉桩工艺，能够有效地解决管桩下压至持力层的问题。

水冲式自引孔辅助沉桩工艺的施工原理是：采用高压水气管伸入管桩内腔至桩端，通过高压水流反复冲刷，使桩端下的砂土往上翻动经管桩内腔排出，从而促使桩端下的砂土松动，管桩顺利下压沉桩。静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺相较于传统的锤击沉桩方法而言，不仅具备能够有效降低、避免高强度噪音与振动干扰产生的优势，拓展了工程沉桩作业施工的场景范围，而且可以减少对管桩材料质量的破坏与污染，使桩端穿透深厚砂层，在抑制管桩材料损耗的同时，能够优化沉桩作业效率、缩短工期，有效保障沉桩施工的流畅性、完整度与安全性，为施工单位节约资金成本、创造更高的经济效益。

二、施工质量安全重点、难点分析

水冲式自引孔辅助沉桩施工工艺，除了要做好静压管桩工程施工的质量安全控制之外，还存在着下列重点、难点之处亟待优化处理与解决：

（一）桩尖材质、规格与焊接

在进行水冲式自引孔辅助沉桩施工时，首先，要注意将闭口桩尖变更为开口桩尖，为内冲内排工作提供可操作空间。其次，施工所用桩尖的材质、规格必须与前期规划设计的要求相一致，只有当预制桩的强度符合超出设计强度70%的条件要求方可起吊，只有与设计强度完全一致后才可以进行运输与压桩。最后，桩尖自身焊缝应饱满连续，焊缝的宽度、长度、厚度必须达到设计要求，要将焊接时产生的废渣及时清理干净，且其进行焊接作业时的自然冷却时长不应低于5分钟，尤其对于应用水冲法或会沉入地下水位较高土质层中的管桩更要延长其焊接冷却时长，确保其缝隙不会在持续水冲作业中遇水发生脆裂反应。同时，管桩连接缝隙要采用小于5mm的钢片进行填充，确保沉桩过程中偏心力不作用于管桩。通过对桩尖材质、规格与焊接的严密把控，可以有效提升桩材的质量与安全性能，使其在高强度、高速率工作中能够抵挡住水、气压力和沉桩阻力，不卡管、不漏水。

（二）场地排水

由于桩基是采用水冲引孔，施工期间用水量较大。为防止作业场地积水影响桩机行走与作业安全，一方面，要对现场设置给排水效能良好的排水沟、集水井、蓄水池，建立专项负责的排水小队，来进行有组织的集水、排水，形成水资源的高效循环利用，有效节约了工程用水量与费用，最后通过三级沉淀池后将现场积水排入市政管网，避免因积水阻碍施工的有序推进。另一方面，要强化对冲水、冲气管的接管任务管控。常规情况下，工程会以套管连接方式来连接气管，并加以生料带进行多圈缠绕达到加固效果；同时，以法兰盘连接方式来连接水管，在中部铺垫一些橡胶片，并锁紧螺栓来达到使连接处严密、不漏水的目的。通过管材加固管理，可以有效降低因连接不当、管材脆弱等问题给施工场地造成的漏水阻碍，也能达到优化作业环境与条件的效果。

（三）水冲时点控制

压桩施工时，常常是冲水与压桩同步推进，并根据沉桩阻力对水压与气压进行配合调节。因此，水冲时点的控制对于工程质量与安全控制十分重要。在具体施工过程中，当第一节已安放好高压水气管的管桩就位，管桩被压入土至露出地面0.5-1.0米时，需停止压桩，吊接第二节管桩，在管桩内接入第二节高压水气管，并在两节水气管之间采用法兰盘连接。水气管连接后，调整好上节桩的垂直度进行管桩间焊接，焊缝自然冷却8分钟后，即可进行水冲引孔静压沉桩作业，边引孔边静压。

根据地质勘探报告及桩机压力值，判断确定桩尖是否进入持力层。当桩尖进入持力层后，要及时停止冲水引孔，继续进行静压沉桩施工。当桩机压力值达到设计要求时，复压三遍至桩身稳定，方可终止压桩。

三、施工监理控制要点

针对水冲式自引孔辅助沉桩施工工艺在工程质量安全控制方面存在的重点、难点因素，施工过程中，监理人员应做好下列几方面的控制：

（一）事前应了解水冲式自引孔辅助沉桩施工工艺特点，熟悉工程地质勘探资料，认真审核施工专项技术方案，编制有针对性的施工监理实施细则。

（二）对施工单位现场主要管理人员做好监理交底，并督促管理负责人认真落实对班组工人的施工技术交底。

（三）现场旁站监理人员需认真履行旁站职责，仔细核查进场管桩、桩尖材料及施工设备是否与设计文件、施工专项技术方案要求一致，发现问题时要及时向上反映并与施工管理人员进行细致的沟通、核查与处理。

（四）由于水冲式自引孔辅助沉桩施工工艺采用的是开口桩尖，沉桩后难以复核沉桩桩身长度，现场旁站监理人员应准确详细记录每条管桩的配桩长度、沉桩入土深度、水冲引孔的作业时间与深度、终止沉桩时的压力值，并做好与相应桩位地质勘探资料的对照、比较与记录。

（五）压桩过程中，边静压沉桩边水冲引孔时，需注意观察桩入土深度、压力值变化等要素，以免因水冲引孔过度，导致压桩力下降，造成桩顶施工标高低于设计标高。

（六）水冲式自引孔辅助沉桩施工工艺现场用水量较大，监理人员应督促施工单位落实现场排水沟、井的设置与清理维护，采取有效防水、排水措施，确保施工设备的正常使用与用电安全。

四、工程实例

广东汕头某建筑工程项目，由一栋十六层和两栋二十五层住宅楼及配套建筑物组成，地下室二层，总建筑面积37788平方米，建筑高度77米。

该工程项目地处韩江三角洲冲积平原，根据工程地质勘察报告，该工程项目场地地质土层由上至下分为14个层次，分别为：⑴人工填土，⑵粉质黏土，⑶粉砂、细砂、中砂，⑷淤泥质土，⑸粉质黏土，⑹淤泥质土，⑺粉质黏土，⑻细砂、中砂，⑼淤泥质土，⑽粉质黏土，⑾细砂、中砂，⑿粉质黏土，⒀中砂，⒁粉质黏土。

该工程建筑主体采用框剪结构，基础采用预应力管桩基础，有效桩长41-50米，桩基以⑾细砂、中砂层作为持力层。

该工程基础设计共432根预应力管桩，试桩时采用静压桩机沉桩施工，管桩难以下沉至持力层。项目监理单位组织建设、设计、勘探及施工单位召开专题会议研讨，决定采用水冲式自引孔辅助沉桩工艺，顺利完成了该工程预应力管桩基础的施工，以恰当的技术应用有效解决了工程进行沉桩时面临的困境与难题。

五、结语

   静压管桩水冲式自引孔辅助沉桩工艺，能够有效地解决静压管桩施工时的顺利沉桩问题，现如今在工程现场施工中已得到了越来越广泛的应用。各工程施工单位与监理部门应针对该施工工艺的技术特点，对监理单位的现场监理人员组织相关理论学习与技能培训，使其清楚地了解该工艺的质量安全控制要点，并做好相应的管控工作，确保预应力管桩基础工程施工质量达到设计及规范要求，取得良好收益。

参考文献：

［1］水冲式自引孔静压管桩施工  作者：谢秋明  2008第5期 《探矿工程（岩土钻掘工程）》56~57

［2］《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DBJ61/T101-2015）

［3］《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）