静钻根植桩在施工现场的应用

静钻根植桩在施工现场的应用

徐小苏

上海市合流工程监理有限公司 上海市   200120

摘 要：本文以大芦线航道整治二期工程大团惠南段川南奉公路桥为实例，从静钻根植桩施工技术的特点出发，对施工过程中出现的问题加以分析，并得出了具体的处理对策，使静钻根植桩优势得到最大程度的发挥，从而使工程的质量、进度、安全文明施工方面得到有效保障。

关键词：静钻根植桩；施工现场；质量控制

1工程概况

大芦线航道整治二期工程（大团惠南段）川南奉公路桥建设在上海市浦东新区惠南镇，项目建设起、终点均接现状川南奉公路，里程桩号K0+535.025～K1+487.407，全长952.382m。其中桥梁部分由1跨过河100m全钢结构系杆拱主桥和南北两侧各236m引桥组成，共632m。引桥桩基础采用Φ650mm静钻根植桩，设计桩长为40m，共有348根桩。配桩形式为PHDC 650-500(100)AB-600/500-15 C80+PRHC 600(110)Ⅰ-12、13 C80或PHDC 650-500(100)AB-600/500-15 C80+PRHC 600(110)Ⅰ-11、14 C80，本标段静钻根植桩总延米13920m。

2静钻根植桩技术特点

（1）静钻根植桩为预制桩在工厂集中加工，有效的提高了现场施工的进度且混凝土强度可达C80，预制桩工厂化生产能更好的保证桩身的稳定性。

（2）成桩过程中通过机械的管理装置实现自动监控，施工质量有保证。

（3）静钻根植桩通过自重植入，桩身受不到损坏，它的耐久性能比较好。

（4）相对钻孔灌注桩静钻根植桩中不挤土，对周边环境影响小。

（5）通过桩端扩底、注浆，根植桩承载力性能优良（通过试验比较，根植桩比同条件的钻孔桩承载力强）。

（6）泥浆量较少，绿色环保，有效的提高现场的文明施工。

（7）施工进度对比：现场桩长为40m，所以现场每台桩日施工量在3套左右（实际施工速度为150m/24小时）。

（8）经济效益对比：每米的单价和钻孔灌注桩相近。

3静钻根植桩主要施工过程

静钻根植桩是集灌注桩和预制桩两者的优点的新的桩基施工方法。它的主要施工过程为：首先是和灌注桩一样放样、定位、钻孔，钻到设计标高后进行修孔及扩孔，然后分别对桩端和桩周进行注浆，最后通过自身重量下沉到位。根植桩比灌注桩少很多泥浆且在施工过程中基本不挤土，所以对周边结构物影响不大且有效提高现场的文明施工。在结构承载力方面，通过注浆工艺使水泥浆和预制桩有效结合，大大的提升了侧阻力，而通过桩端扩孔，可也能够改善桩端阻力，从而提高了根植桩的承载能力。

静钻根植桩施工的具体过程如下：

① 放样、定位、钻孔→ ② 钻到设计标高后进行修孔和护壁，防止塌孔→ ③④ 在钻至桩底设计标高后，对桩端进行扩底→⑤ 桩端扩孔完成后进行注浆→⑥ 桩端注浆完成后，把扩孔器收齐来和提升钻杆，同时对桩周进行注浆→⑦⑧通过自重进行植桩。详见下图：

4施工过程中质量控制

4.1施工准备阶段质量控制

施工前，按设计要求和相关规范对进场的成品桩、焊接用的焊丝、设备进行检查：

（1）对进场的成品桩外观质量等进行检查，包括长度、直径、壁厚等；

（2）对静钻根植桩的产品合格证、养护龄期进行审核并做好进场验收记录；

（3）检查焊丝产品合格证、规格、品种；

（4）对注浆用的水泥进行试验检测及进场验收；

（5）对钻机设备的扩大情况进行检查确认；

（6）对桩机垂直度监控仪器进行校准。

4.2施工阶段质量控制

（1）钻孔、修孔操作

1)首先根据放好的桩位置调整钻头，保证位置的正确性，检查钻杆的垂直度，垂直度根据设计要求控制在0.5%以内。

2)钻孔至桩底标高后，要进行修孔，可通过来回提升钻杆完成。

3)钻孔至桩底标高后依据地质状况、升降数次，确保孔体的成型质量。

（2）扩底操作

通过扩孔器进行扩底，对扩底情况进行检测并做好书面记录。可以通过桩机自带的管理装置实时监测。川南奉公路桥根植桩直径为650mm，钻孔直径为750mm，扩底高度和直径根据设计要求确定，高度不小于3倍所以取值为2.25米，扩底直径为1.5倍所以取值为1.125米。

（3）水泥浆控制

1）水泥浆的制作

按图纸要求的水灰比制作，通过全自动搅拌机自动计算出所需的材料重量后并进行搅拌，搅拌完成后放进事先准备好的水泥浆桶里，水泥浆在水泥桶里要不停的搅拌防止离析，然后通过钻杆进行注浆。对拌制好的水泥浆水灰比进行检查，对不符合要求的水泥浆严禁使用，通过流量计确保注浆量满足要求。

2）桩端水泥浆注入

桩端扩孔完成后进入桩端注浆施工，桩端注浆量必须将扩底部分全部填满，压力必须满足要求，设计压力在0.8~1.3MPa，现场我们实际施工压力控制在1MPa。为保证注浆能够注满扩底部位，采取来回提升钻杆使水泥浆注满扩底部位，桩端水泥浆水灰比按要求控制为0.6。

3）桩周水泥浆注入

桩端注浆完成后立即进行桩周注浆施工，桩周注浆量根据计算得出:(整个孔道体积-扩孔体积-预制桩体积)×30%，注浆量要满足要求，可以通过流量计来确定注浆量，施工中钻杆提升速度要和泵送量相匹配，若出现误差要及时进行调整，确保注浆量满足要求，桩周水泥浆水灰比按要求控制为1.0。

4）水泥浆使用时间要求

水泥浆不得超过两小时，超过的应该舍弃，不得使用。在施工过程中如果遇到故障或突发事件不能连续注浆,在恢复的时候需要提起钻头或下降钻头约半米左右进行搅拌施工，如果长时间停止注浆施工，必须将管道内的水泥浆排出，及时用清水对管道进行清洗，以防止水泥浆凝固造成管道堵管。水泥浆如果堵管的话可用高压水枪进行冲洗。

（4）植桩工艺

1）在桩端水泥浆注入后2小时内必须开始植桩，要保证4小时之内植桩完成。

2）植桩过程中，对桩的坐标进行观测，观测偏差超过30mm时，要对桩坐标进行修正。植桩过程中通过两台全站仪对垂直度进行观测，保证垂直度小于0.5%。

3）桩与桩间通过CO2气体保护焊焊接，现场焊接的电焊工不得无证作业。

4）送桩过程中，利用桩的自重进行植桩，并实时测量桩顶标高，确保标高无误。

5）焊接完成后要对焊接外观进行验收，焊缝要饱满，不得有裂纹，焊缝焊接完成后，要对焊缝进行检测，以第三方检测单位焊缝探伤检测为准，焊缝检测合格后方可进行下步沉桩工作。焊接好的桩不得直接沉桩或用水使其降温，正确的做法是让它自然降温，时间最少不得少于8分钟。

（5）泥土固化处理

为防止泥浆污染场地，根据现场场地条件，在施工桩基的承台附近选块空地，用土围成一个可以临时储浆的泥浆池，将施工过程中产生的泥浆挖至泥浆池中，利用水泥或石灰对泥浆进行固化处理，固化完成后及时清运，大大的提高了现场的文明施工。根植桩本身产生的泥浆就比钻孔灌注桩少，所以施工中关于泥浆的外运，泥浆的处理等相对简单一点。

5施工中存在的质量问题

5.1植桩不到位（塌孔）

在施工中有植桩不到位情况，主要原因分析是土质问题，解决措施为首先对于不到位的桩采用重新洗孔，重新注浆，后续的桩施工采用的水泥浆加入膨润土，确保护壁的成功。加入膨润土后，植桩不到位情况基本没有再次发生。

5.2焊接质量控制不到位

在施工中有焊缝检测不合格现象，主要原因分析是对焊缝质量把控不严，焊缝检测做不到全覆盖，大风、雨天焊接质量受到影响，我们现场采取的措施为在钻孔的时候先将两节桩焊接完成，现场桩长为40米，共计3节桩，提前焊接完成两节，施工的时候只需要焊接一个接头，大大缩短了施工时间，具体做法是在不影响桩基施工的区域埋设钢管，将一节桩调入钢管内，在吊一节和钢管内的桩进行焊接，焊接完成后对焊缝进行检测，检测合格后直接用吊机将焊接完成的两节桩植入钻好的桩孔内，再继续焊接下一节桩基，以缩短检测的时间间隔，在焊接部位设置挡风罩，以确保施焊处风速不超过2级，在小雨天施焊时，在焊接部位设置防雨篷，以确保施焊处焊接的防雨和防触电。当雨水沿桩壁方向向下流时，则禁止开展焊接作业。现场施工中严格对焊缝质量进行把关，确保施工中焊缝的质量。

5.3桩顶标高控制有偏差

在施工中有标高不到位的情况，原因分析为下桩过程中测量放样不够准确，

钻孔过程中底标高控制不到位。采取的措施为钻孔过程中确保过度的钻孔深度，控制在10cm之内，下桩过程中严格按照标高控制，确保深入承台的标高按照设计图纸的要求，避免接桩（接钢管）和截桩现象。

6结束语

通过在项目的顺利施工，静钻根植桩可以在桥梁上进行应用，并且可以在施工质量、施工进度和安全文明施工等方面满足桥梁的相关要求。本文通过对施工各环节的技术管理进行分析，旨在为今后静钻根植桩施工提供参考。

参考文献：

［1］ZC静钻根植桩应用技术规程DBJ/CT179-2013

［2］ZC静钻根植桩先张法预应力混凝土竹节桩2013沪G/T-505

［3］ZC静钻根植桩应用技术标准2019（上海）T31/QBJ012-2019

［4］杭明升郭淑霞静钻根植桩在桥梁工程中的应用研究 [J] .2012（07）:231-233