超大型深基坑中劲性复合桩施工质量控制

第5期(总第265期） 域命
S 衫浃
2021 年 5 月
U R B A N RO A D S B R ID G ES & FL O O D C O N T R O L
管理施工
DOI : 10.16799/j .cnki .csdqyfh .2021.05.054
超大型深基坑中劲性复合粧施工质量控制
黄时锋
(上海城投水务工程项目管理有限公司，上海市201103)
摘要：以上海市白龙港污水处理厂为例，对超大超深基坑中实施劲性复合桩的施工过程质量控制进行分析，以水 泥土搅拌桩和异型桩的施工过程质量控制程序和要点为出发点，介绍了各质量控制要点的重要性，分析了周边环境和 检测等对桩基质量的影响，以保障劲性复合桩施工质量，合理判定桩基质量，为类似工程提供借鉴。

关键词：超大超深基坑;劲性复合桩；质量控制
中图分类号：TU 7 文献标志码：B
文章编号：1009-7716(2021 )05-0185-04
1工程概述
1.1工程概况
白龙港污水处理厂提标改造工程含50万m 3/d 一级A 全流程地下污水处理厂，地下二层层高6.9 m 、 上部操作间层高5.4 m 和进出通道。

工程基坑开挖 总面积15万m 2,基坑尺寸515 m x 289 m 。

基坑平 面形状总体呈矩形（见图1)。

工程地下污水处理设 施基坑挖深12.8 ~ 15.8 m ，基坑安全等级为一级，周 边环境保护等级为三级。

工程基础桩采用新工艺劲 性复合桩，共计24 721根，桩长18 ~ 28 m 不等，桩 间距 2.35 ~ 2.5 m 〇
1.2工程劲性复合桩设计概况
工程的工程桩采用M C 劲性复合桩，按设计桩 径要求，边注浆边搅拌成水泥土搅拌桩，在搅拌后 的水泥土初凝前植入预应力混凝土管桩，构成劲性 复合桩，即水泥土搅拌桩中同心植人螺锁式异型管 桩。

M 粧为<|)700水泥土搅拌桩，水泥掺入量15%; 水泥搅拌桩加固体的28 d 无侧限抗压强度g u 28& 0.8 M P a ;搅拌桩空搅部分水泥掺入量8%。

C 桩为
收稿曰期：2021-03-04作者简介：黄时锋（1978—)，男.博士，高级工程师，从事 水务项目建设管理工作。

T -P H C C 500—460(110)预应力混凝土异型桩，C 桩
接桩采用螺锁式连接接头，要求柔性桩施工完成后6 h 内插入刚性桩，同一标高的接桩数量不得超过总量的 50%。

1.3工程水文地质概况
根据工程地质勘察成果，勘察深度范围（最深60.0 m )内地基土为第四纪全新世Q 34 ~上更新世Q 23 的沉积层，主要由填土、粉性土、淤泥质土、黏性土组 成。

土层划分为6个主要层次，其中①、②、⑤、⑧层 分别根据各自的土层特性分为若干亚层和次亚层。

其 中，⑥、⑦层土缺失。

从桩基工程施工作业面(-8.1 m ) 涉及土层开始，深度范围从上至下依次为（见图2) ②3_,层灰色黏质粉土、②3夹层灰色淤泥质粉质黏 土、②3_2层灰色砂质粉土、③层灰色淤泥质粉质黏土、 ④层灰色淤泥质黏土、⑤，层黏土、⑤w 层灰色粉质 黏土夹粉土、⑤w 层灰色粉质黏土与黏质粉土互层、 ⑧
h
层灰色粉质黏土夹粉土。

劲性复合桩桩端持力
层主要分布于⑤3-1层灰色粉质黏土夹粉土、⑤3-2层 灰色粉质黏土与黏质粉土互层、⑧M 层灰色粉质黏
土夹粉土。

.185
.
黄时锋：超大型深基坑中劲性复合桩施工质量控制
2021年第5期
报验单附件资料进入下一分项工程(工序)腌1:
•规定要求的其他资料
图3劲性复合桩施工质置控制程序
186
签发分部工程®置检验认可书
填写开工申请报告
同时附上
不合格
审核幵工申请报告，签发幵工令
幵【:报吿附件资料 •经批准的施工组织设计
•分包单位的资®证件 •工程放样签证
•竹理人员名单及分工 •人员、设备进场情况 •有关材料试验报告
1.3.1地表水情况
上海地处江南水网地带，地表常分布有不规律 的水渠、塘、沟壑。

根据现场勘察结果，由于工程东侧 临近长江，主要的浅层土为粉性土，因此长江地表水 为地下水重要的补给源，且场地内地下水的水位受 长江潮水水位高低影响较大。

1.3.2潜水情况
潜水主要赋存于浅部填土、黏性土、粉性土中， 其补给来源为大气降水，附近有众多河流，故与地表 径流互补性较强，以蒸发排泄为主，地下水位随季 节、气候的变化较大。

勘察期间测得钻孔中地下水潜 水水位埋深在0.50 ~ 4.60 m ，相应标高在2.52 ~ 6.48 m 〇
1.3.3承压水情况
勘探揭露，拟建场地有第⑧2层承压水分布，层 顶埋深为53.3 ~59.5m 。

承压水水头埋深一般为3.0 ~ 12.0 m ,随季节呈周期性变化。

2劲性复合桩施工质量控制程序与要点
2.1劲性复合桩施工质量控制程序
劲性复合桩施工质量控制程序见图3。

劲性复合桩施工质量规范标准
劲性复合桩施丁.质量规范标准见表1。

表1劲性复合桩施工质置规范标准
序号
劲性复合桩
实测项目检査频率允许偏差1水灰比 3次/台班
3次/台班
0.8-123
搅拌桩
下沉
喷浆速度
提升
2次/幅
^0.8 m/min ^ 1.6 m/min 4桩位偏差± 10 m m 6垂直度^0.5%
7
桩底标髙（柔性桩）± 200 m m 8粧底标高（刚性桩）1次/幅
± 50 m m 9
环氧树脂涂抹量
^50g
10涂抹时间
^ 2 m in 11
刚性桩与柔性桩间隔时间
^6 h
2.3劲性复合粧施工质量控制要点 2.
3.1桩基施工前期准备监控
(1)
材料监控。

检查进场的水泥与掺和剂相关资
料，检查进场的预应力混凝土异型桩原材料复试报 告和相关资料,保障工程施工的材料质量。

(2)
定位放样监控。

核查基线和水准点设置应牢
固可靠，复核施工单位对围护结构平面轴线和标高 定位放样。

复核无误后方可进行下道工序施工。

(3)
开挖导沟监控。

施工前必须清除地上和地下
障碍物，并平整好场地，核查开挖平面位置的宽度、 深度和垂直度。

(4)
桩机就位监控。

核查粧机就位场地平整、坚
实机头是否已正确对中桩位轴线，龙门立柱垂直度 偏差不大于1/200。

2.3.2搅拌桩成孔与注浆过程中监控
核查水泥浆液级配、浆液拌注设备和有关计量
设备完好情况。

频繁核查桩机定位、机身垂直平稳，严 格控制桩机钻头的下沉和提升速度，下沉速度应控制 在0.8 m /m i n 范围内，提升速度应控制在1.6 m /m i n 范 围内，严格做到二次喷浆。

在提升粧机的旋转杆的同 时启动注浆泵开始喷浆，在桩底部位重复搅拌注浆，
记录搅拌桩机机头每米下沉和提升的时间、注浆量m 。

2.3.3异型桩沉桩过程质量监控
复核场地基准点、基准线和临时水准点，检查桩 机平整度，并对准桩位。

核查沉桩时，固定端大螺帽 朝上，张拉端小螺帽朝下。

吊装时，防止粧身碰撞粧 机。

吊装到位后，方可安装插杆。

沉桩时，桩身应垂 直，垂直度偏差不应超过0.5%,首节沉粧插入地面
时的垂直度偏差不应超过0.3%,设置两台经讳仪校
格告报告量告 合报验报质报 丨验试验程测 出试比试I 检
料
料合度项他 M w e 强分其
定可表
评认定 置检评 质质貴 程程质 工H
程 部部工 分分位 各
8-
单
2021年第5期黄时锋：超大型深基坑中劲性复合桩施工质量控制
准桩身垂直度。

禁止采用将上下节桩轴线形成夹角的方法调整上节粧的垂直度。

单节桩应一次性连续沉桩到位。

接桩、送桩应连续进行，中间停歇时间不应超过30 m i n，严禁采用螺锁式异型桩代替送桩器。

送桩前，应在桩顶放置与桩外径或边长相同、厚度不小于10 m m的垫板|21。

3劲性复合桩施工质量控制重点分析
3.1搅拌粧施工质量控制重点分析
搅拌桩是桩基工程和止水帷幕工程中常用的工程桩形式，其施工工艺也属于成熟工艺。

在搅拌桩施工前期，根据设计要求需要进行试桩。

通过同条件试桩，明确T程桩中采用的水泥参量和水灰比。

通过工艺试桩，明确桩机的下沉速度、提升速度、喷浆量等参数，以使工程桩施工过程更加顺利，保障工程桩质量。

在搅拌桩施工过程中，施工监理重点控制的质量在于施工过程中各种参数执行的监控，保障每一班组严格按照试桩的结论进行工程桩施工，同时制定质量管理标识，保留桩基施工过程记录。

在搅拌桩施工过程中，故障恢复等特殊情况质量控制是工程质量控制的重点。

例如因故停止注浆，应将钻头下沉至停浆点以下1m，待恢复供浆开泵时再喷浆提升，以保证水泥浆液的连贯和均匀。

如果搅拌桩作为止水帷幕桩，还需重点控制施工套打过程中两根桩施工间隔时间；为保障止水帷幕的止水效果，相邻两根桩的间隔时间应不超过12 h,保证套打部分能够有效衔接，达到止水效果。

3.2异型桩沉桩施工质量控制重点
劲性复合桩的组成为搅拌桩的柔性桩结合异型桩的刚性桩。

在异型桩沉桩施工过程中，首先要控制的是沉桩时间。

沉桩时间包含沉桩施工开始时间和沉桩施工过程时间。

沉粧施工开始时间为搅拌桩施工完成至异型粧开始沉桩的时间间隔。

为保证异型桩的有效沉桩，沉桩施工开始时间宜控制在柔性桩施工完成后6 h以内。

沉桩施工过程时间为单根桩完成沉粧所需时间，要求单节桩应一次性连续沉桩到位，接桩、送桩应连续进行，中间停歇时间不应超过30 m i n〇
机械链接方式的劲性复合桩施工中，接桩质量是另一质量控制重点。

机械连接的异型桩采用“上螺下顶”式，螺锁式连接器（见图4)。

需要进行接桩的异型桩施工，接桩质量的好坏将直接影响劲性复合桩的整体施工质量。

采用机械连接的异型桩接桩，首先，检查桩两端制作的尺寸偏差和连接卡扣件，确认其完好；清理完成桩端接头残物后，将插杆安装在上接粧张拉端的小螺帽上，在下节桩的固定端大螺帽里安装弹簧、垫片、卡片和中间螺帽（见图5)。

其次，在下节桩端面图抹足够的专用密封材料，操作时间控制在2 m i n以内，初凝时间不超过6 h,终凝时间不超过12 h;密封材料由环氧树脂、固化剂1: 0.2 比例组成。

最后，在专人指挥下，将插件与中间套的轴线移到同一条直线上，准确对准3个以上孔方可缓慢插人，严禁碰撞。

插接后，密封材料宜溢出接口，形成无缝隙接口。

如此完成异型粧的接桩、送桩过程(见图6)。

图6接桩密封胶使用方式
.187
•
祈5杉浃黄时锋：超大型深基坑中劲性复合桩施工质量控制2〇2丨年第5期
在机械连接方式的异型桩接桩、送桩过程中，存 在较多影响桩基质量的因素。

例如，由于异型桩端头螺孔偏差，会导致插杆安装后不在轴线上，接桩过程中无法与螺帽一一对应，造成个别插杆损坏，从而引起桩轴线偏差，影响粧基质量。

又如，在密封件的桩端涂抹过程中，密封胶涂抹过多，覆盖了整个断面，造成接桩过程无法看清螺孔位置，影响接粧效率。

同 时由于多次的尝试接桩，也会导致桩端插杆倾斜或损坏，从而影响桩基质量。

再如，插杆的连接不到位，造成端面上的插杆端部没有在一个平面上，在连接完成后造成上下桩端面未能形成无缝隙接口端面，从而影响桩基整体质量。

因此，在机械连接过程中，应严格控制接粧前的准备工作，确认桩端螺孔完好并清理干净，确保插件都有效连接且端部都在一个平面上，密封胶的涂抹均匀适当，保障整个接粧过程顺利、高效。

3.3基坑土体侧压力对劲性复合桩施工质量影响分析
在超大型深基坑施工过程中，由于整体施工工序的安排，难免存在多种工艺同时在基坑内施工的情况。

劲性复合桩的施工虽然已经完成了沉桩、接 桩、送桩的整体工艺流程，但是柔性桩的水泥土搅拌桩存在强度周期问题，同时接桩的密封胶不具备受力条件，而机械连接的方式终究存在机械间隙。

因 此，土体的侧压力作用在劲性复合桩上，容易对粧本身产生一定的影响。

其最为直接的表现是，在桩端处产生缝隙，两根桩的桩端出现脱离或倾斜的部分脱离，仅靠机械连接。

该现象将直接影响桩基工程检测结果，小应变检测出现断桩波形，造成检测不合格判定。

因此，在劲性复合桩施工过程中，要尽量避免对刚施工完成的桩基区域造成土体侧压力的变化。

例 如，施工便道的合理布置与实时的调整，避免重型设备运输、移动等引起周边区域产生侧压力变化。

再如，基坑开挖的工序布置，在超大型基坑中，在局部具备开挖条件的区域先行实施基坑开挖是正常工序，但局部的开挖会造成土体侧压力变化，也会对开挖区域的桩基工程造成影响。

因此，在工序安排中，应有效规避该情况，在开挖区域和桩基区域之间形成至少3倍开挖深度的隔离带，减少分区域开挖对桩基工程产生的影响|31。

3.4劲性符合桩的质量检测方法及影响分析
劲性复合桩的质量检测仍采用常规的桩基检测方法，采用小应变法检测桩身的完整性，采用锤击法或堆载法检测桩基的抗压强度，采用锚固液压顶升加载方式检测桩基的抗拔强度141。

其中，小应变的检测方法是通过锤击法监测其反射波的波形，判断桩身的完整性。

诸如上述，劲性复合粧施工过程中存在诸多的因素影响桩基的质量，由于其异型桩的机械链接方式本身就存在机械间隙，在外围因素的影响下容易产生端面脱离现象，但其仍由机械连接件保持着桩身的完整性，并保障其抗压和抗拔的强度，但 在小应变的波形中体现的将是其断桩的波形，造成一定程度的误判|51。

现场抽取小应变检测结论不同的三种桩（见图 7)，实施承载力检测和桩内清孔视屏比对（见图8)。

根据建筑地基与基桩检测技术规程（D G/T j08-218—2017)判定，A1#桩有桩底反射，无接桩位置反射，I 类桩；A2#有桩底反射，接桩处有反射，II类桩；A3# 桩无桩底反射，接桩处有明显反射，且有二次反射，HI类桩。

但根据堆载法实施的承载力检测表明，这三类桩承载力均满足设计要求。

通过现场比对判定，小 应变检测波形的变化，经过桩孔摄像比对，确实能够反映接桩处的相关问题；对无桩底反射，接桩处有明显反射的桩，视屏证实其粧端的脱离，但其机械连接仍然保持良好，经承载力检测均满足设计要求。

因 此，在劲性复合粧的桩身完整性检测过程中，小应变的检测结论应得到一定的佐证，避免造成误判。

图8劲性复合桩接桩部位孔内摄像图
188•(下转第196页
）
城本1祈5杉洪
何艳青，等：乌海至玛沁公路（宁夏境）青铜峡至中卫段
工程施工关键技术
2021年第5期
时在右幅拼装平台上拼装导梁和48 m 钢梁；
(4)左幅钢箱梁拼接后续46 m 钢梁，同时右幅 钢梁开始向前顶推49 m ,实现两幅交替顶推；
(5 )重复第三和第四步骤每次拼接长度在44~ 50 m 直至顶推到临时墩L 7后拆除导梁；
(6)
顶推至合龙处，到位后采用步履式千斤顶进
行落梁，直至步履式千斤顶无法继续降低为止；
(7)
将墩顶步履式千斤顶更换为小型竖向千斤顶， 并移除步履式千斤顶，然后安装永久支座；
(8) 钢梁整体落梁至成桥标高，墩顶落到永久支
座上；
(9)
利用跨中临时墩上的千斤顶调整钢梁竖向线
型，设置好竖向钢管支撑后移除千斤顶；
(10) 吊装主线桥7#墩处最后一个钢梁，以及14# 至15#墩55 m 跨钢梁，7#墩钢梁采用150 t 汽车吊 或者100 t 履带吊吊装，55 m 跨钢梁支架采用80 t 龙门吊吊装；
(11)
待桥面板安装完成后，卸载跨中临时支墩 上的钢管支架，拆除支架。

4结语
乌海至玛沁公路（宁夏境）青铜峡至中卫段A 7
标镇罗黄河特大桥为乌玛高速青铜峡至中卫段的控 制性工程，大桥建成后，将与中卫南站大桥线路形成
一个连接中卫市区、沙坡头机场、中卫南站的环线， 也将基本实现乌海至玛沁高速公路宁夏境内路段全
线贯通，
形成宁夏沿黄经济区、贺兰山东麓第二条南 北向快速运输大通道。

镇罗黄河特大桥为大跨度连续钢混组合梁，主
线桥采用了顶推施工。

施工该桥技术含量高、精度控
制要求严，主线桥顶推工艺是整个项目的关键点。

安 装过程中，顶推长度达600 m ,如何控制顶推过程中 桥梁的线型，如果对钢梁进行纠偏。

施工期间水上 交通组织难度大等，对施1：过程控制都提出了极高 要求。

乌海至玛沁公路（宁夏境）青铜峡至中卫段A 7
标镇罗黄河特大桥已在紧密锣鼓的施工过程中，全 部桥梁的建设工程计划在2021年6月份完成。

(上接第I 88页）
4结语
超大超深基坑桩基施工过程中，桩基施工质量
将直接影响工程建筑物实体质量，控制桩基工程质 量是非常必要的。

针对M C 劲性复合桩的应用，施工 过程中的水泥土搅拌桩施工质量和预应力混凝土管 桩沉桩质量控制一样重要。

常规的平整度、轴线、垂 直度控制，搅拌桩的试桩、下沉和提升速度、喷浆量 控制，异型桩的桩端清理、插杆连接、密封接桩、沉桩 时间控制等，均是保障劲性复合桩质量的控制要点。

实践证明，在超大超深基坑中，机械连接的劲性 复合桩质量会受到土体侧压力的影响，常规的小应 变测试桩身完整性虽能够说明粧端的表现，但对桩 等级的判定需要慎重比对。

机械连接的M C 劲性复
合粧桩端虽有脱离缝隙，但其机械连接仍然能够保 障桩身的完整性，保障其承载力指标的实现。

综合比 较相关参数，能够更清晰、有效判定劲性复合桩的质 量。

参考文献：
【1】吴存富，徐锦锋，颜传国，等.增强型预应力混凝土离心桩施工技术
[J ].浙江建筑,2010(10): 39-42.
[2] 郭延义.劲性复合桩施工工艺的应用[J ].建筑施工,20丨8,40( 7):丨089-
1091.
[3] 钱于军，许智伟,邓亚光，等.劲性复合桩的工程应用与试验分析[J ].
岩土工程学报，2013(z 2):998-1001.
[4] 虞佰先.水泥土劲性植桩的工作原理与承载力检测m .中外建筑，
2016(3)：98-99,
[5] 马盛.机械连接的预应力混凝土竹节桩施工技术及其抗拔力研究与
分析[J ].建筑施工，2016( 8): 1008-1009.
.196 •
should be strengthened. The equivalent stress of steel cofferdam increases greatly with the increase of hydrostatic pressure. The displacem ent of steel sheet pile is proportional to water level. The displacem ent of steel sheet pile in the initial stage of water level rise is sim ilar to that when the water level does not rise.
When the water level rises to the highest level, the steel sheet pile will bear increasing water pressure.
Keywords：deep water, undercurrent, steel cofferdam, construction, technology, finite element
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Keywords：sup er-larg e deep foundation pit, reinforced composite pile, quality control
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Keywords：long and narrow type, deep foundation pit, half-cover excavation, construction technology
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Keywords：m anufacturing technology, matching m anufacture, overall layout, L-shaped fragmental transportation, bridge jacking, m anufacturing process
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Keywords：urban expressway, unclosed traffic, jacking technology, support replacem ent。