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【摘 要】本文结合广东沿海某路基软基处理方案的工程实例，探讨了钉形水泥土双向搅拌桩（钉形桩）的施工工艺及相应的预算补充定额的编制。
【关键词】软基处理；钉形水泥土双向搅拌桩（钉形桩）；施工工艺；补充定额
Nail-shaped cement-soil mixing pile foundation Budget Supplementary bidirectional Quota
Huang Shi-gao1，Li Chao-zhong2，Bao Hai-sheng2
（1.Guangdong Provincial Road and Bridge Planning Center Guangzhou Guangdong 510635；
2.Nanjing Road Ding Technology Co.， Ltd. Mixing Pile special Nanjing Jiangsu 210012）
【Abstract】In this paper， a coastal Guangdong roadbed soft ground engineering examples， discusses the two-way nail-shaped cement-soil mixing pile （nail-shaped pile） the construction technology and the corresponding budget supplement Quota.
【Key words】Soft ground；Nail-shaped cement-soil mixing pile-way （nail-shaped pile）；Construction technology；Supplementary defined
1. 概述
随着新技术新工艺的迅猛发展，钉形水泥土双向搅拌桩（以下简称钉形桩）在软基处理中的应用越来越广泛，但是国内目前除湖北等个别省份编制了相应的预算补充定额外，包括广东在内的大多地区还没有钉形桩方面的相关定额。实际工程中，通常采用现行部颁高压旋喷桩定额替换或与其他地区定额类比，但误差较大，难以准确反映工程实际造价。这样就造成了钉形桩大量应用，却没有一个较全面的标准计价的局面，限制了该项新技术的大面推广。笔者结合广东沿海某路基软基处理方案的工程实例，就钉形桩施工预算的补充定额的编制做一尝试，希望能对该技术的大规模推广起到一点作用。
2. 设计原理
钉形桩是在常规水泥土搅拌桩基础上发展而成的一种新工艺和结构形式，采用同心双轴钻杆，内钻杆设置正向旋转叶片并设置喷浆口，外钻杆安装反向旋转叶片，通过外杆叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，实现了正反向同时旋转，形成桩身上部截面扩大的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。钉形桩吸收了常规水泥土搅拌桩的优点，充分利用复合地基应力传递规律，使新桩型（钉形）与全新的施工方法（双向搅拌）有机结合；确保桩体和桩间土协调变形，调整桩和土的分担作用，特别是桩身强度提高后，减少了桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中，降低了变形沉降，达到更佳的复合地基效果。（见图1）。
图1
3. 施工工艺研究
3.1 钉形桩设计。
在广东沿海某路基钉形桩软基处理方案中，扩大头桩径80厘米，下部桩径50厘米，扩大头长3米，梅花桩布桩，设计桩距为1.5米，桩长20米，单桩体积经换算为4.48立方米；采用42.5普通硅酸盐水泥，掺入比为15%，桩头施工采用四搅三喷、下部采用两搅一喷工艺。
3.2 施工工艺。
（1）扩大头下钻：搅拌机搬到指定桩位就位并对中，计时开始。启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度。
（2）下部桩体下钻与提升：改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌桩叶片收缩到下部桩体直径；喷浆切土下沉：两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度，在桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到扩大头底面标高。
（3）扩大头提钻：改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头直径；提升搅拌：提升钻杆，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50厘米。
（4）扩大头再次下钻和提升：使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50厘米，完成单桩施工。
4. 工料机消耗
4.1 人工消耗。
工人在工作班内消耗的工作时间，按其消耗的性质，可分为两大类：必需消耗的时间和损失时间。前者包括有效工作时间（基本工作时间，辅助工作时间、准备与结束时间）、休息和不可避免中断时间；后者包括多余和偶然工作、停工、违背劳动纪律所引起的损失时间。
4.2 材料消耗。
定额中规定的材料消耗量指标，以不同的物理计量单位或自然计量单位为单位表示，包括净用量和损耗量。用量不多、价值不大的材料，在定额中不列出数量，合并为“其他材料费”项目，以金额表示，或以占主要材料的一定百分比表示。
4.3 机械消耗。
机器工作时间和人工时间一样，也分为必须消耗时间和损失时间两大类。定额中规定的机械消耗量指标，以台班为单位，包括基本台班数和机械幅度差。 钉形桩施工中的主要施工机械及主要技术参数如表1：
4.4 机械台班费用。
钉形桩施工用到DM-3型深层双向水泥土搅拌桩机购置价格33.8万元，专利技术使用费约8万元，残值率取4%，贷款利率按8%复利计算，使用寿命10年，耐用台班3000台班；大修费用约18000元，每年一次；一次安拆费6000元，辅助设施一次使用费用3000元。以下计算该机械的台班费用，其他常规机械如搅拌机、输送泵套用有关部颁定额执行。
（1）固定资产折旧费=[机械购置价格×（1-残值率）+贷款利息]/耐用台班
=[338000（1-4%）+338000（（1+8%）10-1）]/3000=238.73元/台班
（2）专利技术摊销费=专利技术使用费/耐用台班=80000/3000=26.67元/台班
（3）台班大修费=[一次大修理费×（大修周期-1）]/耐用台班=18000×9/3000=54.00元/台班
5. 补充定额编制
按照公路工程施工定额的编制原则，根据上述施工工艺和观测消耗量编制水泥土搅拌桩机械净消耗时间（表2）、水泥土搅拌桩机械损失时间（表3）、施工的工料机消耗量（表4）、人工、材料和机械台班数量计算表（表5）、基价计算表（表6）、钉形双向水泥土搅拌桩施工补充定额（表7）；人工及材料单价以本工程当地当时为准。
6. 结语
钉形桩设计与施工成套技术由东南大学于2004年研发并成功申请国家专利至今（专利号：ZL2004100658633、ZL2004100658629），经江苏、浙江、湖北及广东等地区大量的实体工程证明其合理性和先进性。
上述定额编制过程中的大量基础数据也在多项工程中得到检验，定额数量适用于目前的施工工艺与水平，配以适时的工料机价格，即为相对合理的市场价。鉴于我国公路部门目前还没有专门的钉形桩定额，使公路建设各有关部门在进行经济核算或施工安排时遇到一些困难，通过笔者对以上实体工程补充定额的编制，能为公路同行应用或者编制补充定额起到借鉴作用。
参考文献
[1] 中华人民共和国交通部.《公路工程预算定额》.北京.人民交通出版社.2007.
[2] 中华人民共和国交通部.《公路工程施工机械台班定额》.北京.人民交通出版社.2007.
[3] 中华人民共和国交通部.《公路基本建设工程概算、预算编制办法》.北京.人民交通出版社.2007.
[4] 张晓波 公路工程施工定额的编制和应用.北京.人民交通出版社.2001.7.
[5] 江苏省建设厅 《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》（苏JG/T024-2007）.
[6] 武汉市建设工程造价管理站《钉形水泥土双向搅拌桩》补充消耗量定额（武建价字[2008]43号）.
[专利项目]双向搅拌钉形桩专利技术由东南大学于2006、2007年取得，专利号ZL2004 100658633、ZL2004 100658629，2009年该专利权所有人变更为南京路鼎搅拌特种技术有限公司。
[文章编号]1006-7619（2013）06-08-475
[作者简介] 黄仕高（1974.11-），男，汉族，籍贯：广州市人，籍贯重庆，学历：工学硕士，职称：高级工程师、经济师和造价工程师，主要研究方向为公路设计、咨询和经济分析等。
李潮忠（1977.4-），男，汉族，工作单位：南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司，副总经理。
鲍海盛（1983.1-），男，汉族，工作单位：南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司华南分公司，经理。
【关键词】软基处理；钉形水泥土双向搅拌桩（钉形桩）；施工工艺；补充定额
Nail-shaped cement-soil mixing pile foundation Budget Supplementary bidirectional Quota
Huang Shi-gao1，Li Chao-zhong2，Bao Hai-sheng2
（1.Guangdong Provincial Road and Bridge Planning Center Guangzhou Guangdong 510635；
2.Nanjing Road Ding Technology Co.， Ltd. Mixing Pile special Nanjing Jiangsu 210012）
【Abstract】In this paper， a coastal Guangdong roadbed soft ground engineering examples， discusses the two-way nail-shaped cement-soil mixing pile （nail-shaped pile） the construction technology and the corresponding budget supplement Quota.
【Key words】Soft ground；Nail-shaped cement-soil mixing pile-way （nail-shaped pile）；Construction technology；Supplementary defined
1. 概述
随着新技术新工艺的迅猛发展，钉形水泥土双向搅拌桩（以下简称钉形桩）在软基处理中的应用越来越广泛，但是国内目前除湖北等个别省份编制了相应的预算补充定额外，包括广东在内的大多地区还没有钉形桩方面的相关定额。实际工程中，通常采用现行部颁高压旋喷桩定额替换或与其他地区定额类比，但误差较大，难以准确反映工程实际造价。这样就造成了钉形桩大量应用，却没有一个较全面的标准计价的局面，限制了该项新技术的大面推广。笔者结合广东沿海某路基软基处理方案的工程实例，就钉形桩施工预算的补充定额的编制做一尝试，希望能对该技术的大规模推广起到一点作用。
2. 设计原理
钉形桩是在常规水泥土搅拌桩基础上发展而成的一种新工艺和结构形式，采用同心双轴钻杆，内钻杆设置正向旋转叶片并设置喷浆口，外钻杆安装反向旋转叶片，通过外杆叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，实现了正反向同时旋转，形成桩身上部截面扩大的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。钉形桩吸收了常规水泥土搅拌桩的优点，充分利用复合地基应力传递规律，使新桩型（钉形）与全新的施工方法（双向搅拌）有机结合；确保桩体和桩间土协调变形，调整桩和土的分担作用，特别是桩身强度提高后，减少了桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中，降低了变形沉降，达到更佳的复合地基效果。（见图1）。
图1
3. 施工工艺研究
3.1 钉形桩设计。
在广东沿海某路基钉形桩软基处理方案中，扩大头桩径80厘米，下部桩径50厘米，扩大头长3米，梅花桩布桩，设计桩距为1.5米，桩长20米，单桩体积经换算为4.48立方米；采用42.5普通硅酸盐水泥，掺入比为15%，桩头施工采用四搅三喷、下部采用两搅一喷工艺。
3.2 施工工艺。
（1）扩大头下钻：搅拌机搬到指定桩位就位并对中，计时开始。启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度。
（2）下部桩体下钻与提升：改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌桩叶片收缩到下部桩体直径；喷浆切土下沉：两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度，在桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到扩大头底面标高。
（3）扩大头提钻：改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头直径；提升搅拌：提升钻杆，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50厘米。
（4）扩大头再次下钻和提升：使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50厘米，完成单桩施工。
4. 工料机消耗
4.1 人工消耗。
工人在工作班内消耗的工作时间，按其消耗的性质，可分为两大类：必需消耗的时间和损失时间。前者包括有效工作时间（基本工作时间，辅助工作时间、准备与结束时间）、休息和不可避免中断时间；后者包括多余和偶然工作、停工、违背劳动纪律所引起的损失时间。
4.2 材料消耗。
定额中规定的材料消耗量指标，以不同的物理计量单位或自然计量单位为单位表示，包括净用量和损耗量。用量不多、价值不大的材料，在定额中不列出数量，合并为“其他材料费”项目，以金额表示，或以占主要材料的一定百分比表示。
4.3 机械消耗。
机器工作时间和人工时间一样，也分为必须消耗时间和损失时间两大类。定额中规定的机械消耗量指标，以台班为单位，包括基本台班数和机械幅度差。 钉形桩施工中的主要施工机械及主要技术参数如表1：
4.4 机械台班费用。
钉形桩施工用到DM-3型深层双向水泥土搅拌桩机购置价格33.8万元，专利技术使用费约8万元，残值率取4%，贷款利率按8%复利计算，使用寿命10年，耐用台班3000台班；大修费用约18000元，每年一次；一次安拆费6000元，辅助设施一次使用费用3000元。以下计算该机械的台班费用，其他常规机械如搅拌机、输送泵套用有关部颁定额执行。
（1）固定资产折旧费=[机械购置价格×（1-残值率）+贷款利息]/耐用台班
=[338000（1-4%）+338000（（1+8%）10-1）]/3000=238.73元/台班
（2）专利技术摊销费=专利技术使用费/耐用台班=80000/3000=26.67元/台班
（3）台班大修费=[一次大修理费×（大修周期-1）]/耐用台班=18000×9/3000=54.00元/台班
5. 补充定额编制
按照公路工程施工定额的编制原则，根据上述施工工艺和观测消耗量编制水泥土搅拌桩机械净消耗时间（表2）、水泥土搅拌桩机械损失时间（表3）、施工的工料机消耗量（表4）、人工、材料和机械台班数量计算表（表5）、基价计算表（表6）、钉形双向水泥土搅拌桩施工补充定额（表7）；人工及材料单价以本工程当地当时为准。
6. 结语
钉形桩设计与施工成套技术由东南大学于2004年研发并成功申请国家专利至今（专利号：ZL2004100658633、ZL2004100658629），经江苏、浙江、湖北及广东等地区大量的实体工程证明其合理性和先进性。
上述定额编制过程中的大量基础数据也在多项工程中得到检验，定额数量适用于目前的施工工艺与水平，配以适时的工料机价格，即为相对合理的市场价。鉴于我国公路部门目前还没有专门的钉形桩定额，使公路建设各有关部门在进行经济核算或施工安排时遇到一些困难，通过笔者对以上实体工程补充定额的编制，能为公路同行应用或者编制补充定额起到借鉴作用。
参考文献
[1] 中华人民共和国交通部.《公路工程预算定额》.北京.人民交通出版社.2007.
[2] 中华人民共和国交通部.《公路工程施工机械台班定额》.北京.人民交通出版社.2007.
[3] 中华人民共和国交通部.《公路基本建设工程概算、预算编制办法》.北京.人民交通出版社.2007.
[4] 张晓波 公路工程施工定额的编制和应用.北京.人民交通出版社.2001.7.
[5] 江苏省建设厅 《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》（苏JG/T024-2007）.
[6] 武汉市建设工程造价管理站《钉形水泥土双向搅拌桩》补充消耗量定额（武建价字[2008]43号）.
[专利项目]双向搅拌钉形桩专利技术由东南大学于2006、2007年取得，专利号ZL2004 100658633、ZL2004 100658629，2009年该专利权所有人变更为南京路鼎搅拌特种技术有限公司。
[文章编号]1006-7619（2013）06-08-475
[作者简介] 黄仕高（1974.11-），男，汉族，籍贯：广州市人，籍贯重庆，学历：工学硕士，职称：高级工程师、经济师和造价工程师，主要研究方向为公路设计、咨询和经济分析等。
李潮忠（1977.4-），男，汉族，工作单位：南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司，副总经理。
鲍海盛（1983.1-），男，汉族，工作单位：南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司华南分公司，经理。