论文部分内容阅读
中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 陕西西安 710054
摘要：对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值进行了技术和经济综合分析与比较，为确保质量，结合工程特点，通过现场试验验证，给出合理可行的虚桩高度取值，配合现场提倡绿色施工，积极践行绿色设计，可为类似工程提供技术参考。
关键词：干作业；灌注桩；超灌；浮浆
1 概 述
陕西杨凌某电厂为2x350MW超临界空冷供热燃煤机组，采用干作业成孔钢筋混凝土灌注桩，设计虚桩高度700mm。由于工期紧，遵循精心设计，精心施工原则，设计单位配合施工单位对灌注桩虚桩高度进行了优化，对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值进行了技术和经济综合比较分析，结合试验，找出了合理可行的虚桩高度取值。
2 规范取值参考
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第六章灌注桩施工部分对桩基施工提出了较为明确的要求，并对泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩最后一次灌注量超灌高度，即虚桩高度做了对应的规定：
泥浆护壁成孔灌注桩，规范6.3.30条规定：灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求：第5款 应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
长螺旋钻孔压灌桩，规范6.4.11条规定：压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2。桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3～0.5m。
对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度规范未做对应的规定，但从上述规范规定我们可以发现，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级是虚桩高度设置的基本要求。现阶段，设计单位在进行混凝土灌注桩施工图设计中，为确保桩头部分混凝土质量，要求桩头部分混凝土浇筑高度应高出设计桩顶标高不低于1倍的桩径，等桩身混凝土强度达到设计要求的强度等级后，再将高出设计桩顶标高部分的混凝土凿除，露出新鲜混凝土面后再进行基础施工。
3 虚桩高度取值分析
3.1 技术分析
从目前混凝土灌注桩的类型分，灌注桩混凝土施工作业分为水下泥浆护壁和干成孔法。对于水下混凝土浇筑，因为机械在进行成孔过程中，机械对地下水进行了扰动，使得地下水和土层扰动变成了泥浆，混凝土施工为保证桩身混凝土强度，这就要求混凝土施工必须采用导管或串筒，导管或串筒必须具有一定的密封性，以免在混凝土浇筑过程中，使本已经搅拌好的混凝土进水或受到泥浆污染，造成混凝土离析，降低混凝土的强度等级，严重的甚至造成断桩，对施工质量造成隐患。水下浇筑混凝土，是靠混凝土通过导管或串筒，通过挤压法，将孔内水或泥浆排出，因上部混凝土始终和水（或泥浆）混合在一起，顶面混凝土必然受到水（或泥浆）的污染，强度受到影响，所以，为确保桩头部分混凝土质量，对水下浇筑的混凝土，要求混凝土浇筑到设计标高以后，应继续超灌一定的高度，该部分混凝土最后要凿除清理后才能进行基础施工，《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第6.3.30条给出了明确规定。
在干成孔灌注桩作业中，混凝土未受到任何外部介质的污染，桩头部分的混凝土不存在浮浆或浮浆较少，因此，不需要超灌或超灌量很小。虚桩高度设置应以试桩参数确定的高度为宜，施工中要严格控制浇灌振捣质量，按既定的桩基施工参数及工艺严格执行，现场复核条件为凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
3.2 经济环境分析
从绿色施工，大力提倡节约反对浪费的角度，我们仅以现阶段有相当一部分采用的直径800mm的桩基为例计算。桩头部分超灌高度为1倍的桩径，本工程虚桩高度设置为700mm，那么，每根桩超灌高度的混凝土量为0.35m3，不同地方，混凝土价格有所不同，目前市场均价在300元/m3左右，那么，每根桩就无形之中浪费了105元，再加上这0.35立方混凝土在桩身达到设计强度后，还要进行人工凿除，目前市场上，人工凿除直径800mm，高700mm的钢筋混凝土桩头的市场价大约在120元以上，再加上清理外运的费用，每根桩浪费不低于20元，粗略计算，每根桩超灌部分混凝土直接的经济损失就达245元，对一个建筑工程，少则百十根桩，多则成千上万根桩，其经济损失也就清楚了。这些桩头凿除以后，存在建筑垃圾，建筑垃圾按要求還得人工清理和外运，对环境造成的影响，我们无从估量。
3.3 工期分析
从施工周期来说，对超灌部分混凝土还得进行人工凿除，因上部有部分钢筋锚固到基础承台里，桩顶标高以上还预留的一定长度的锚固钢筋，因此，该部分为钢筋混凝土，按一个劳动力每天凿除2到3个桩头计算工期，一个单位工程，少则几十上百根桩，多则几千甚至上万根桩，需要多少人力，多长时间也就不言而喻了。而且现在的基建工程，一旦项目落地，业主已经非常着急，整个施工工期相当紧张，对于桩基的早日移交业主也非常关心。
4 质量保证措施
当然，桩基的工程质量最终还是得落实到施工质量保证措施上。为确保工程质量，干成孔灌注桩在进行混凝土浇筑时，应进行人工振捣，十几米、几十米深的桩，桩底部分的混凝土在浇筑过程中，应上下来回活动导管，以起到插捣的作用，用于消除混凝土搅拌过程中水泥由于水化热产生的气泡，以达到密实的目的，桩头部分的混凝土应采用振捣棒进行人工振捣。由于人工振捣，桩头部分的混凝土上部会出现少量浮浆，因此，混凝土浇筑到设计桩顶标高以后，也应进行适量的超灌，超灌的高度以达到剔除浮浆后在设计桩顶标高能见到新鲜的混凝土面为宜，条件为凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级，具体超灌的高度经现场大量试验确定。在陕西杨凌某电厂2x350MW机组主厂房区域混凝土钻孔灌注桩施工过程中，配合绿色施工，我们进行了专门的试验，按超灌100mm高度控制，桩头部分进行人工振捣后，把表面的浮浆只需用磨光机稍加打磨，露出新鲜混凝土面，用回弹仪对桩头部分混凝土进行回弹试验，结果表明，桩头部分混凝土质量完全满足设计要求，保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。这充分说明，干成孔灌注桩桩头部分在保证混凝土自身强度的基础上，进行超灌作业100mm即能达到设计要求。
5 结语
工程设计，尤其对于提倡绿色施工的当代建筑，我们应该综合考虑技术条件、施工质量、工程造价、现场工期等多个方面，积极践行绿色施工，绿色设计理念及方针。绿色施工不能仅停留在口头，需要我们设计人员、施工人员采用理论分析与工程实践结合的原则，开阔思路，大胆创新。文章中所论述的干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值，既确保质量，节约投资，降低施工难度，又保证了工程如期圆满完成。该工程已交付使用，用户反映良好，取得了很好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] JGJ94-2008，《建筑桩基技术规范》[s].北京.中国建筑工业出版社，2008.
作者简介：
孙宏斌（1980-），男，陕西咸阳人，工程师，主要从事火电厂土建结构设计工作。
摘要：对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值进行了技术和经济综合分析与比较，为确保质量，结合工程特点，通过现场试验验证，给出合理可行的虚桩高度取值，配合现场提倡绿色施工，积极践行绿色设计，可为类似工程提供技术参考。
关键词：干作业；灌注桩；超灌；浮浆
1 概 述
陕西杨凌某电厂为2x350MW超临界空冷供热燃煤机组，采用干作业成孔钢筋混凝土灌注桩，设计虚桩高度700mm。由于工期紧，遵循精心设计，精心施工原则，设计单位配合施工单位对灌注桩虚桩高度进行了优化，对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值进行了技术和经济综合比较分析，结合试验，找出了合理可行的虚桩高度取值。
2 规范取值参考
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第六章灌注桩施工部分对桩基施工提出了较为明确的要求，并对泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩最后一次灌注量超灌高度，即虚桩高度做了对应的规定：
泥浆护壁成孔灌注桩，规范6.3.30条规定：灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求：第5款 应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
长螺旋钻孔压灌桩，规范6.4.11条规定：压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2。桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3～0.5m。
对干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度规范未做对应的规定，但从上述规范规定我们可以发现，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级是虚桩高度设置的基本要求。现阶段，设计单位在进行混凝土灌注桩施工图设计中，为确保桩头部分混凝土质量，要求桩头部分混凝土浇筑高度应高出设计桩顶标高不低于1倍的桩径，等桩身混凝土强度达到设计要求的强度等级后，再将高出设计桩顶标高部分的混凝土凿除，露出新鲜混凝土面后再进行基础施工。
3 虚桩高度取值分析
3.1 技术分析
从目前混凝土灌注桩的类型分，灌注桩混凝土施工作业分为水下泥浆护壁和干成孔法。对于水下混凝土浇筑，因为机械在进行成孔过程中，机械对地下水进行了扰动，使得地下水和土层扰动变成了泥浆，混凝土施工为保证桩身混凝土强度，这就要求混凝土施工必须采用导管或串筒，导管或串筒必须具有一定的密封性，以免在混凝土浇筑过程中，使本已经搅拌好的混凝土进水或受到泥浆污染，造成混凝土离析，降低混凝土的强度等级，严重的甚至造成断桩，对施工质量造成隐患。水下浇筑混凝土，是靠混凝土通过导管或串筒，通过挤压法，将孔内水或泥浆排出，因上部混凝土始终和水（或泥浆）混合在一起，顶面混凝土必然受到水（或泥浆）的污染，强度受到影响，所以，为确保桩头部分混凝土质量，对水下浇筑的混凝土，要求混凝土浇筑到设计标高以后，应继续超灌一定的高度，该部分混凝土最后要凿除清理后才能进行基础施工，《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第6.3.30条给出了明确规定。
在干成孔灌注桩作业中，混凝土未受到任何外部介质的污染，桩头部分的混凝土不存在浮浆或浮浆较少，因此，不需要超灌或超灌量很小。虚桩高度设置应以试桩参数确定的高度为宜，施工中要严格控制浇灌振捣质量，按既定的桩基施工参数及工艺严格执行，现场复核条件为凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
3.2 经济环境分析
从绿色施工，大力提倡节约反对浪费的角度，我们仅以现阶段有相当一部分采用的直径800mm的桩基为例计算。桩头部分超灌高度为1倍的桩径，本工程虚桩高度设置为700mm，那么，每根桩超灌高度的混凝土量为0.35m3，不同地方，混凝土价格有所不同，目前市场均价在300元/m3左右，那么，每根桩就无形之中浪费了105元，再加上这0.35立方混凝土在桩身达到设计强度后，还要进行人工凿除，目前市场上，人工凿除直径800mm，高700mm的钢筋混凝土桩头的市场价大约在120元以上，再加上清理外运的费用，每根桩浪费不低于20元，粗略计算，每根桩超灌部分混凝土直接的经济损失就达245元，对一个建筑工程，少则百十根桩，多则成千上万根桩，其经济损失也就清楚了。这些桩头凿除以后，存在建筑垃圾，建筑垃圾按要求還得人工清理和外运，对环境造成的影响，我们无从估量。
3.3 工期分析
从施工周期来说，对超灌部分混凝土还得进行人工凿除，因上部有部分钢筋锚固到基础承台里，桩顶标高以上还预留的一定长度的锚固钢筋，因此，该部分为钢筋混凝土，按一个劳动力每天凿除2到3个桩头计算工期，一个单位工程，少则几十上百根桩，多则几千甚至上万根桩，需要多少人力，多长时间也就不言而喻了。而且现在的基建工程，一旦项目落地，业主已经非常着急，整个施工工期相当紧张，对于桩基的早日移交业主也非常关心。
4 质量保证措施
当然，桩基的工程质量最终还是得落实到施工质量保证措施上。为确保工程质量，干成孔灌注桩在进行混凝土浇筑时，应进行人工振捣，十几米、几十米深的桩，桩底部分的混凝土在浇筑过程中，应上下来回活动导管，以起到插捣的作用，用于消除混凝土搅拌过程中水泥由于水化热产生的气泡，以达到密实的目的，桩头部分的混凝土应采用振捣棒进行人工振捣。由于人工振捣，桩头部分的混凝土上部会出现少量浮浆，因此，混凝土浇筑到设计桩顶标高以后，也应进行适量的超灌，超灌的高度以达到剔除浮浆后在设计桩顶标高能见到新鲜的混凝土面为宜，条件为凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级，具体超灌的高度经现场大量试验确定。在陕西杨凌某电厂2x350MW机组主厂房区域混凝土钻孔灌注桩施工过程中，配合绿色施工，我们进行了专门的试验，按超灌100mm高度控制，桩头部分进行人工振捣后，把表面的浮浆只需用磨光机稍加打磨，露出新鲜混凝土面，用回弹仪对桩头部分混凝土进行回弹试验，结果表明，桩头部分混凝土质量完全满足设计要求，保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。这充分说明，干成孔灌注桩桩头部分在保证混凝土自身强度的基础上，进行超灌作业100mm即能达到设计要求。
5 结语
工程设计，尤其对于提倡绿色施工的当代建筑，我们应该综合考虑技术条件、施工质量、工程造价、现场工期等多个方面，积极践行绿色施工，绿色设计理念及方针。绿色施工不能仅停留在口头，需要我们设计人员、施工人员采用理论分析与工程实践结合的原则，开阔思路，大胆创新。文章中所论述的干作业成孔钢筋混凝土灌注桩虚桩高度取值，既确保质量，节约投资，降低施工难度，又保证了工程如期圆满完成。该工程已交付使用，用户反映良好，取得了很好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] JGJ94-2008，《建筑桩基技术规范》[s].北京.中国建筑工业出版社，2008.
作者简介：
孙宏斌（1980-），男，陕西咸阳人，工程师，主要从事火电厂土建结构设计工作。