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摘要：宁波市某轨道交通工程某工程桩基设计采用根植桩，相较于传统钻孔灌注桩，根植桩具有施工工期短，泥浆排放量小，施工过程无挤土，对周边环境影响小等优点。在受力方面，通过桩与周边水泥土的咬合，提高桩身侧阻力，通过下端扩头，改善桩端阻力特性，大幅度提高桩的承载能力，能充分满足设计对承载力的要求。在施工中，影响根植桩质量的因素很多，为确保工程质量，需注重在施工中的质量控制要点。
关键词：轨道交通 根植桩 质量控制
1 工程概况
宁波市轨道交通大通桥站站后折返线是3号线一期工程的终点，线路沿规划中兴北路西侧大致呈南北方向敷设。大通桥站为二号线与三号线的换乘站，车站主体结构已全部施工完成。站后折返线地下土建工程主要包括明挖区间A、B基坑和盾构接收井。
基坑变形保护等级为二级，明挖段区间采用明挖顺作法施工，A、B基坑围护结构采用1.0m厚地下连续墙，围护结构与主体结构的结合形式为复合墙，基坑深约24.75~26.7m，地下连续墙嵌固深度26.25~25.3m。
图1.1 A、B基坑平面图
2 根植桩工艺
根植桩是一种新型的桩基施工工艺，与传统施工工法相比，其新颖之处在于采用钻孔后依靠桩身自重将预制桩埋入桩孔的施工方法，兼具了埋入式施工方法及工厂化生产预制桩二者之长，且采用了桩端、桩周注浆的方式，并对桩端进行扩底处理，兼具搅拌桩、扩底桩的优点，是一种集多种施工方法优点于一身的新工艺。采用该桩型时，由于采用预钻孔沉桩加桩底注浆的沉桩工艺，其施工方法对岩土层适应性好，挤土效应影响小，泥浆排放少，噪音也较小，总体对环境污染影响小。
施工工艺流程（图2）：① 钻机定位，钻头钻进→ ② 钻头钻进，对孔体进行修整及护壁→ ③④ 钻孔至持力层后，打开扩大翼进行扩孔→⑤ 注入桩端固化水泥浆并进行搅拌→⑥ 收拢扩大翼边提升钻杆，同时注入桩身固化水泥浆→⑦⑧将桩沉入，并控制好标高。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
图2.1 施工工艺流程
3 根植桩相对于钻孔灌注桩的优点
本工程A、B基坑桩基原设计为Φ1000钻孔灌注桩，但钻孔灌注桩一台机械两天才能施工一根桩，尤其是基坑周边有农田及养鱼的池塘，灌注桩排放的泥浆对其污染较大，并且在施工中易发生缩颈等桩身质量不稳定等情况。
而根植桩能很好的解决以上问题，根植桩具有施工速度快，一天能施工一根桩，能很好的解决工期紧张的问题；泥浆排放量少，对基坑周边的农田和池塘污染小；桩身质量好，单桩承载力高。
后将A、B基坑桩基改为根植桩，根植桩桩径为600mm，钻孔直径为750mm，有效桩长为38m，桩数为32根，桩端持力层为中砂层和联合层，要求进入持力层深度不小于1.2m。
4 施工质量控制措施
4.1 地基承载力保证措施
桩机进场前应检查验证场地地基承载力，对于不满足要求的区域铺设钢板。桩机、吊机履带板下必须铺路基板或路基箱，根据施工现场情况尽量避免在施工过的桩位上行走；当必须在回填桩孔上行走时，必须用塘渣重新回填桩孔，桩孔回填深度不得小于4m，并用挖机在拟行走路线上来回碾压，反复检查桩孔部分回填土的承载力。
4.2 施工顺序控制
各区域施工前由项目部按从四周向中间及离建筑物近的先施工的原则制定桩号施工顺序，，对工人进行技术交底，并要求各班组必须严格按照制定施工顺序施工。
4.3 注浆量、水灰比控制
扩底操作完成后注入桩端水泥浆，桩端水泥浆注入量为扩底部分体积的100%，注浆压力控制在0.8～1.3MPa，在注浆过程中，上下反复升降钻机直至桩端水泥浆全部注入扩底部位，桩端水泥浆强度不低于20MPa（试块强度）。桩端水泥浆水灰比为0.6，桩端水泥浆注入完成后注入桩周水泥浆，桩周水泥浆注入量：(钻孔体积－扩底部分体积)×30%；为确保桩周水泥浆的实际注入量，水泥浆泵送量应与搅拌下沉或提升速度相匹配，根据提升钻杆的速度确认单位时间的供浆量，每提升单位长度的钻杆确认水泥浆注入量，发现偏差及时进行修正；桩周水泥浆的水灰比为1。
4.1 单位体积桩端水泥浆原材料用量
4.3 植桩时间控制
在桩端水泥浆注入后2小时内必须开始进行植桩，为避免由于水泥浆的凝结造成植桩困难，可在水泥浆内适当加入缓凝剂，如柠檬酸钠、酒石酸钠。
4.4桩间焊接控制
桩与桩之间采用CO2气体保护焊焊接，焊接宜在桩周对称地进行，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊；焊接层数不得少于2层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层施焊，焊缝应连续饱满，直观无气孔、无焊瘤、无裂缝，焊缝质量应按照有关要求取10%数量进行焊缝探伤检查。焊好合格后自然冷却后方可继续沉桩，自然冷却时间不宜少于8min；待焊缝冷却完后，再在焊缝及裙板处采用环氧沥青涂刷进行防腐，涂层厚度不应小于300um，涂层应超出裙板外边缘不小于50mm。
4.5桩顶标高偏差控制
本工程中的工程桩送桩深度较大，送桩难度大。钻孔、修孔质量、植桩垂直度、水泥浆注入时间是桩顶标高偏差控制因素。钻孔、修孔过程应严格按照操作规程进行施工，保证成孔质量，植桩过程中，同时用2台经纬仪互成90°对桩进行检测，垂直度偏差不得超过0.5%。植桩过程中，如植桩不到设计标高，应将桩拔出，重新修孔，注浆，植桩。
5 施工过程中的注意要点
在施工过程中可能会发现以下情况，在发生这些问题时需按以下措施处理。
5.1 钻孔偏移
出现钻孔偏移主要原因：①地基发生不均匀凹陷；②单节钻杆弯曲；③桩机调平不及时。
处理措施：①挖机对凹陷区域土换填，凹陷严重时需铺设钢板；②加强钻杆弯曲检查频次；③施工过程中加强桩位标尺校准、桩机水平及垂直度过程监控。
5.2 接桩倾斜
出现接桩倾斜主要原因：①桩材端板倾斜；②下节预埋孔内桩材倾斜或不居中；③焊接质量差。
处理措施：①加强桩材进场检查工作，对不合格品杜绝投入使用；②确保下节桩材垂直下放并四周木楔固定；③加强电焊质量检查，焊缝饱满。
5.3 植桩不到位
出现植桩不到位主要原因：①孔位倾斜；②钻孔直径不达标；③接桩垂直度不够；④孔内泥块较大和缩孔；⑤水泥浆初凝时间超出。
处理措施：①加强钻孔过程桩机导杆垂直度控制和桩位校准频次；②定期对钻头直径和扩大翼检查，对不合格钻头及时维修；③加强桩材接桩垂直度控制；④控制好钻孔时钻进速度或增加修孔次数，通过载荷仪吨位判断孔内阻力大小，确保植桩工序畅通无阻；⑤加强注浆完成后连续植桩工序，确保注浆后2h内开始植桩。
6 结语
本工程30根根植桩施工从开工到结束施工时间共计14d，在工期内完成施工，并减少了对周围环境尤其是周边农田、池塘的影响。通过控制根植桩在施工中的施工技术和施工水平，保证根植桩质量能达到设计要求，满足轨道交通基坑工程的基桩承载力要求，后续结构监测沉降偏移数据能在正常范围内，工程结构施工安全和质量也能得到保障。
参考文献：
[1]李星.施工技术中桩基施工的质量控制浅谈[J].硅谷,2015,01:130-133.
[2]王书元.静钻根植桩施工技术的应用探讨[J].江西建材，2016,17:98-98.
论文作者:陈一峰
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/25
标签：水泥浆论文; 钻孔论文; 基坑论文; 工程论文; 钻杆论文; 桩基论文; 质量论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;