方华
浙江工正工程管理有限公司 浙江 宁波 315000
摘要:高性能静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩(简称“静钻根植桩”)作为一种较为新型的桩基形式,近些年来得到了较大推广,特别是笔者工作的浙江宁波地区已在多个项目中予以应用。静钻根植桩因其综合不同桩基施工工艺的特点,具有较多的优点,但在工程实践中,笔者也发现了一些需要注意的控制要点和注意事项,希望能给其他同仁一些参考与建议。
关键词:竹节桩;静钻根植桩;桩基;新型
引言:
高性能静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩(简称“静钻根植桩”)集成钻孔灌注桩、深层搅拌桩、扩底桩、SMW、预制桩等技术的优点,采用预钻孔沉桩加桩底注浆的沉桩工艺。利用竹节桩桩端直径变径技术与复合配筋桩、PHC管桩等各种预制桩组合,可满足工程对抗压、抗拔、抗水平力的不同要求。通过桩端扩底,并注入抗压强度20MPa以上的桩端水泥浆,大幅度提高桩基端部承载力,控制总沉降及不均匀沉降。但在整个桩基施工过程中,因其特有的施工工艺、施工机械及施工特点,也对我们项目管理及监理过程中提出了上些新的要求。
一、施工工艺及控制要点
采用静钻根植工法施工,上节或中间节采用预应力砼管桩(PHC)或复合配筋先张预应力混凝土桩(PRHC),底节采用静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩(PHDC)。施工过程中需严格控制钻孔深度及垂直度,保证桩顶标高在规范规定范围内。施工顺序如下:
1、采用特种钻机专用钻杆进行预钻孔,钻出的土浆(渣)随时清运。钻至设计深度后,采用专用钻头对钻孔进行扩底,扩底后桩径约为原桩径的1.6倍,扩底高度约为扩底后桩径的1.5倍。
根据以往施工经验, 钻孔过程中,上部土层成孔较快,下部土层钻进明显减慢,施工中需根据仪表显示的电流变化随时调整钻孔速度及加水量。扩底至设计桩径、设计高度后,在孔内注入规定配比的水泥浆,扩大头部分形成水泥土。
2、配桩:在地面先用钻机钻出比桩径大200mm的洞,植入钢管,作为植入桩接桩的作业孔洞。尔后将下节桩吊入钢管洞中,固定牢固。根据设计要求的长度,再用吊车吊来中间节或上节桩轴线对直拼接。配桩方式复杂,每枚配好的桩都由不同规格的预制桩分段拼接而成,需严格按照设计要求的接桩顺序进行拼接。
3、接桩:专业焊工,采用二氧化碳气体保护焊焊法,将桩端板焊接,把两节或三节桩连成整根。焊接时沿桩周对称焊接、分层焊接,其中抗拔桩采用药芯焊丝,承压桩采用实芯焊丝。
4、植桩:吊机将整根桩吊起就位,边注浆边将整根桩植入预钻孔内,地表下部分用相应长度的钻杆完成送桩。底节竹节桩(PHDC)被水泥土包裹,完成植桩。待水泥土达到设计强度后,竹节桩(PHDC)在扩大头区段被嵌固,达到提高承载力的目的。
二、质量、安全问题管控重点:
静钻根植桩是一种综合性成桩工艺,根据其成桩特点及施工工艺,有一些质量、安全隐患应重点控制:
1、严格控制钻孔深度,每根桩钻孔后及时复核,确保钻孔深度符合设计要求。在以往植桩过程中会发生按设计钻孔后,植桩仍不到位的情况,如发生类似情况,要及时设计单位、勘察单位等参建各方讨论处理方案,必要时可采取加大钻孔深度的方案。综合多个项目的工程实际,多个项目都发生过类似情况,而发生此类情况的原因也较多,最主要的因素还是地质情况的复杂性,具体问题具体解决,应注意每根桩基成桩数据的收集,以利于综合评估和解决。
2、注浆水泥浆配比按设计要求实施。监理部可按标准测定水泥浆比重,随时抽查,并收集电脑小票予以核对。同时做好水泥原材料进场数量统计,注意总量控制。
3、预制管桩间的焊接质量是确保成桩质量的关键。正式施工前要求电焊工持证上岗,做好技术交底,根据工艺试验确定焊接流程,焊接过程监理全程旁站,并对每个焊接接头留好影像资料。焊接完成后,根据设计文件及主管部门要求进行第三方检测。
4、加强预制桩的进场检验,部分管桩在生产和运输过程中可能发生开裂、断桩等质量问题。对不符合设计要求的预制桩应严格做退场处理,并形成记录。
5、桩基施工后,现场可能会有部分高位桩需要截断,要求施工单位严格按规范进行机械切割,严禁野蛮作业,要求施工切割时通知监理单位现场见证。
6、桩基成孔及取土后,现场会有较多多余土方及泥浆,要求施工单位要及时外运或在场地内集中堆放,泥浆应及时固化、外运,否则会对施工场地及安全文明造成不利影响。
7、桩机操作平台离地较高,且经常需要夜间施工,存在较大安全隐患,要求施工单位对操作平台四周做好有效防护。
8、取土施工后,洞口将暴露一段时间,洞口较大且深,存在安全隐患,要求施工单位及时对洞口进行防护。
三、施工现场与前期准备中应注意的问题
除了在前述中提到的在静钻根植桩施工过程中的控制要点外,因其施工机械、施工工艺的特殊性,还应在施工现场场地准备及前期准备工作中提前考虑以下问题:
1、经改良后,现在的静钻根植桩机一般由成孔、植桩两台桩机分别完成,但其桩机自重仍然很大,植桩机自重在150~200T左右,成孔机自重也有一百多吨,对现场场地要求较高。特别是在软土地基施工时,桩机行走过程容易下陷,这也要求在前期场地平整及塘渣回填时要提前考虑,保证塘渣回填厚度及质量,以满足桩机行走及作业的要求。
2、用电负荷大。单台套静钻根植桩机需用电400KW左右,根据项目桩基数量,经常需要配备2台套以上,再加上现场钻孔灌注桩等其它用电设备,现场临时用电负荷将达到1000KW甚至以上。所以建设单位在前期现场临时用电专变审批、安装时必须要提前予以考虑。
3、施工进度受到一定制约。根据现有施工技术及本工程打桩深度测算,每台套每天能施工的静钻根植桩在5~8枚左右,且静钻根植桩机进场、安装、调试也需要较长时间,考虑现场施工条件,整个静钻根植桩施工周期需要三个月甚至更长,如不能对静钻根植桩施工工期合理控制,将对整个项目的总体工期产生不利影响。桩基施工前,监理单位要会同施工单位等根据现场桩基布置制定合理的打桩顺序,并在桩基施工过程中密切关注,加以对比,并适时调整。
4、目前根植桩生产厂家不多,生产能力有限,而单个项目的根植桩体量往往又较大,且根植桩运输、施工对龄期、强度又有较高要求。施工单位应提前与生产厂家对接,提前落实生产计划,提前备货,才能确保满足施工作业时对管材的要求。
结束语:
综上所述,与传统预制管桩、钻孔灌注桩相比,静钻根植桩是一种较为新型的桩基形式。其具有施工过程无挤土、噪声较小、产生泥浆少、现场加工工序少、单桩抗压承载力高以及减少上部PC构件体量等优点,但因其自身施工工艺特点,也有一些施工难点、控制重点、质量安全隐患及对现场的制约需要在项目管理中重点关注和解决。作为一个合格的项目管理人员,必须在施工前了解静钻根植桩的施工特点和控制要点,提前布置相关管控措施,才能将质量、安全隐患及时排除,才能保质保量按期完成静钻根植桩作业。
参考文献:
[1]浙江省建筑标准设计结构标准图集《静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩》2012浙G37.
[2]浙江省工程建设标准DB33/T 1134-2017《静钻根植桩基础技术规程》.
[3]张日红.静钻根植桩技术与工程应用简介.