浅析桩基础节能减排创新技术应用

摘要：本文结合工程实例，对节能减排优化创新技术进行阐述，比较桩底后注浆技术、预承力灌注桩、扩底与嵌岩干取土灌注桩、刚柔组合桩复合地基等技术的优劣，为广大桩基础设计及施工人员提供参考。

关键词：桩基础；节能减排，创新技术应用；

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

一、目前桩基础创新技术应用分类及代表

目前桩基础创新技术主要分为几大类，首先是以深基坑支护技术的优化为主的支撑减排技术；其次是赶作业灌注技术；此外还有回收支护技术等。其中宁波软土介绍研发的“钢管护壁干取土灌注桩”工业与装备，通过桩基优化与提高桩承载力值的措施使桩数减少，节省资源达到节能的目的。目前的深基坑技术以桩排与支撑体系为主，支护桩全为圆形截面的桩，研发的矩形截面的支护桩受力钢筋可减少40%，基坑支护费用可降低25%。此外还有干作业矩形灌注桩的工艺与装备，有沉管式矩形灌注桩、工字形灌注桩、钢管护壁干取矩形灌注桩、提土同步压灌矩形灌注桩、高频振动沉管旋挖干取土咬合灌注桩等通过对灌注桩的工艺及技术装备的研发，达到节能减排的目的。此外，特别是针对桥梁基础技术，结合节能减排，也有施工技术的突破，如桩底后注浆技术、预承力灌注桩、扩底与嵌岩干取土灌注桩、刚柔组合桩复合地基等。

二、桩基础施工节能减排技术

按施工方法的不同，桩基础施工技术可分为非挤土桩非挤土桩、部分部分挤土桩挤土桩和和挤土桩挤土桩三大类型，三大类型再细分桩的施工方法超过300种。而在进行桩基础施工中，合理运用不同的桩基础选型，可以达到节能减排的效果。根据节能减排原则，桩基础选型要遵循以下原则条件：①因荷载制宜；②因土层制宜；③因机械制宜；④因环境制宜；⑤因造价制宜；⑥因工期制宜等等。

但是由于我国幅员辽阔，不同区域内的工程地质环境和水文地质条件较为复杂。而且东部沿海与中西部内地的经济发展情况差异较大，最终导致实际采用的桩基础技术各不相同。总体而言，存在以下特点：从直径来说，大直径桩与普通直径桩均有所采用；从制作工艺来说，预制桩与灌注桩均有应用；从存在形式上来说，非挤土桩、部分挤土桩与挤土桩都有所采用。而在非挤土灌注桩中钻孔、部分挤土桩与挤土桩也同时存在，在非挤土灌注桩中钻孔、冲抓成孔与人工挖孔法并存。在挤土桩中，还分为锤击法、冲抓成孔与人工挖孔法等方式。在部分挤土灌注桩施工中，压浆工振动法与静压法均有应用，在部分挤土灌注桩的压浆工艺法中，前注浆桩与后注浆桩工艺共存。由此可见，根据不同的地质环境，采用的各类桩型跨越了不同的施工工艺及手段，部分是比较先进而且覆盖范围较大的，而部分则是应用范围比较小但是却非常原始的。因此，任何一种桩型都不是万能的，桩型都有其适用范围，关键在于找到切入点，扬长避短；再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，就会出现质量问题。

三、桥桩基施工的机械选择与节能减排

1、钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，现代桩基钻孔设备主要有旋挖钻机和冲击钻机两种。旋挖钻机具有成孔速度快、环境污染小、施工现场干净、操作灵活方便等特点，已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备之一，适用于素填土层、亚黏土层、亚砂土层、亚黏土夹粉细砂层，强风化泥质粉砂岩层，岩层要求均匀。 冲击钻设备构造简单，适用范围广，操作方便，适用各种地层，成孔效率一般，但能耗较高。

2、桩基施工技术应用

例如某工程桩基管段内地表上覆第四系全新统人工填土粉质黏土及碎石土、冲洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡残积粉质黏土； 下伏岩基为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩，下沙溪庙组泥岩夹砂岩，新田沟组泥岩夹砂岩，中下统自流井组泥岩夹砂页岩及灰岩，下统珍珠冲组泥岩夹砂岩。全风化带（W4）厚2～10m，强风化带（W3）厚5～20m。本区上覆第四系全新统坡残积、冲洪积（Q4al-pl）。地层岩性如下： 软土：暗紫红、褐灰色，软塑～流塑状，土质较纯，黏性较强。分布于测区丘包上，厚2～4m，属Ⅱ级普通土。 粉质黏土：褐黄色，硬塑，含少量砂、泥岩质碎石角砾，顶部含植物根系。分布于测区丘包上，厚0～2m，属Ⅱ级普通土。 泥岩夹砂岩：泥岩为紫红色，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性：砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中厚～厚层状，质稍硬。全风化带厚0～2m，属Ⅲ级软石；强风化带厚2～10m，属Ⅳ级软石；以下为弱风化带，属Ⅳ级软石。根据上述地质资料，地质岩层均匀，具备旋挖钻机施工的地质条件。设置桩基1172根，总装长：24071.76m，平均桩长：20.54m。

3、桩基础施工技术要点

①钻机安装就位：钻机就位前，须将场地垫平填实，钻机按指定位置就位，调整钻杆的角度。钻机安装就位后，要精心调平，使得底座和端座平稳，在钻进运行中定期用仪器或挂吊锤检查和校正，确保钻机不产生位移和沉陷。②旋挖钻孔：全液压旋挖钻机整机自动化程度很高，其水平、垂直度和钻孔中心由指示灯控制，操作室配置钻进深度指示仪。本工程采用干钻成孔，减少循浆时间及泥浆池布置。③钻斗升降速度：旋挖成孔靠钻斗挖装岩土直接提升卸到地表，控制钻斗升降速度，是成孔控制的关键，需要根据不同桩径控制钻斗升降速度，且桩径愈大愈应加强控制。④旋挖作业其他要点：尽可能根据土层正确选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻，影响进尺。

四、施工管理过程中的节能减排措施

1、加强工程建设过程中的费用控制和概预算管理，减少硬性设施及用品的消耗量，做到节能减排。对于项目管理费用的指出，要在科学测算的基础上，对各部门及管理施工队伍进行严格管控，费用指标进行分解实施，而且以文件的形式进行季度额度控制，超出罚款节俭奖励。

2、推行节俭节约措施，严格控制能源消耗，如电力、用水及办公用品等，从本源着手降低施工管理能耗。

3、采用劳动竞赛以及节约奖励的模式，加强对节能减排工作的领导和协调，及时总结和推广项目管理过程中的节能减排经验和典型，营造良好的节能减排工作氛围。

4、做好样板工程建设，树立节能减排标杆项目，以点带面，全面提高工程项目管理水平以及项目管理人员对于项目成本的控制能力，达到优化管理意识，减少排放及能耗的目的。

5、逐条落实节能减排的举措，例如临时建筑采用周转使用的材料或者可回收材料；施工支模等采用半框架模版体系；采用电渣压力焊接头以及机械接头钢筋接头；大力提高计算机辅助管理作业水平及信息自动化管理水平，确保材料及施工器械进退场有序，减少冗余消耗，达到施工过程节能减排的目的。

五、结束语

在桩基施工时需根据地质情况，合理选用施工方法和施工机械，既能节约能源，减少了施工费用，又能提高施工效率，保证工程的按期完成。当经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐时，采用节能减排措施减少污染，是我们应该承担的社会责任。

参考文献:

1.张杨.施工企业项目管理研究[D].西南交通大学，2003年.

2．张继文.微型钢管桩在桥台桩基下沉处理中的应用[J].北方交通，2011年08期.

3． 覃正标.土木工程施工项目管理关键问题的研究[D].西南交通大学，2002年.

个人简介：陈新（1984.04-），男，广西平南人，助理工程师，学士学位，从事施工管理工作。