作为螺杆桩成套技术、螺纹桩成桩设备及工法的专利发明单位及技术规范(标准)的重要编制单位,海南卓典高科技开发有限公司也发表几点意见。
螺杆桩、及其成桩设备、成桩工法这三项技术有着鲜明的技术特征,搞不清楚很容易与长螺旋灌注桩、成桩设备、成桩工法搞混淆,掉进陷阱里,给工程质量带来长期隐患。目前高铁出现的用长螺旋灌注桩成桩设备、成桩工法施工螺杆桩、螺纹桩的现象相当普遍,已经引起社会的普遍注意。
首先,要讲清楚螺杆桩是一个是什么性质的桩,它与长螺旋灌注桩有什么区别。
螺杆桩是一种桩身部分带有螺牙的挤土类型,桩靠钻具在下钻中挤压土体成螺纹孔、园柱状孔,施工中不取土,泵送混凝土成桩。
成桩设备特征:螺杆桩对设备提出了很高的要求,要求设备具有旋转动力和加压动力双动力共同工作,用自动控制技术去控制对钻具的加压力和旋转力的同步,钻具每旋转一圈,钻进一个螺距,规程上规范上称之为同步技术;用自动控制技术去控制加压力和旋转力的非同步,钻具每旋转数圈,钻进一个螺距,规程上上称之为非同步技术。
检验一台机器具不具备实施螺杆桩、螺纹桩成桩技术,首先就要看它的桩机上具不具备以下三点:
其一,桩机设备必须具备有加压力及旋转力双动力,加压力必须达到40吨到80吨。标准的加压力设备是采用链条加压,因为链条的延展性小,抗拉力强,可以保持加压力及旋转力同步工作的精度,不会出现乱螺重组的现象;其次是钢丝绳加压,如何减小钢丝绳延展性带来的误差,对自动控制技术有很高的要求。同时一旦有40-80吨加压力,就不会出现某些工地出现钻不下去的现象,也不会出现“滑丝”丧失、乱螺纹的现象。
第二,自动控制装置,他是控制双动力同步与非同步的以及质量监控的核心技术,它是实施挤土形成桩身螺纹段、直杆段的关键设备。另外,自动控制装置带有电脑及显示功能,能自动记录加压力、旋转力、桩长,远程传输数据。
第三,齿状螺纹的钻具,它是保证桩身混凝土密实度的关键设备之一。它可以使在浇筑混凝土时,混凝土中残余空气通过齿状螺纹排出地面,增加混凝土的密实度及强度。
简单必要总结:
1.钻机必须有不小于40吨以上的加压装置。
2. 钻机必须有满足以上要求的自动控制装置,自动控制装置是不是能够实现加压力和旋转动力的同步,这一点通过必须现场进行检验。
3. 桩机带有齿状螺纹的钻具叶片前端厚度不得小于三公分,叶片根部不得小于5公分。
4. 其中,螺杆桩成孔中不得取土施工。
5. 自动上传成孔成桩压力、旋转力、深度等信息。
比较典型的螺杆桩机如下:
6.长螺旋灌注桩是一种取土桩,他的成桩过程:全程带有阿基米德螺旋线的叶片的钻具自由下钻,钻具没有加压力,只有单一的旋转动力,钻具旋转过程中,土体顺着阿基米德螺旋叶片取出地面,土体一旦取出,侧限丧失,产生松驰效应,土体对桩的承载力发挥度变小,土体承载力受到削弱,另外,由于没有加压力,碰到强度高的土层就会出现转不动、不进尺的现象。山东高铁中建八局是否用了该设备施工,如果这样,打不下去就可以理解了。由于该技术设备便宜,施工速度快,施工成本低,任然有相当的市场应用范围。但是,据我所知,高铁施工螺杆桩普遍用长螺旋灌注桩冒充螺杆桩施工,往往出现取土施工及钻不进的现象,以及取土成桩,会有工程后期沉降隐患。
而螺杆桩是一种挤土桩,孔体经挤密后是土体对桩的承载力发挥度大,另外挤压成型的土体与桩身处于螺纹的受力状态,出现了螺丝的比钉子好的效应。所以,螺杆桩承载力往往比长螺旋灌注桩高2倍以上,变形也小。
由于高铁路基大量采用的螺杆桩复合地基,桩与桩间土共同受力,不取土成孔成桩,桩间土的土体密实度得到提高,更重要的是它对复合地基产生的挤土正效应。使路基的整体受力得到加强,非常适合在承载力要求高、后期沉降变形要求小、环保要求高的范围使用。
长螺旋灌注桩是一种取土桩,采用单一动力旋转下钻土体,经过取土成孔,桩与桩之间的土体密实度受到削弱,使路基的整体密实度受到衰减,形成的复合地基的桩土共同协调受力受到衰减。
更重要的是,桩在满足承载力的首要条件下,控制基础沉降是非常重要的要求,基础沉降主要包括三个方面:桩的压缩量、桩间土的压缩量、桩端以下土的压缩量。尤其是桩端以下土层的沉降压缩变形影响会最大,所以,仅仅是满足承载力是不够的,桩长必须要到保证,桩越长基础沉降变形就越小,基础的最终沉降到稳定,往往要达30年之久。山东高铁施工长度达不到设计要求,仅管施工的桩承载力有可能够了,但基础的最终沉降要求是以设计桩长作为保证最终沉降达到稳定必要条件,或者这样说,基础的最终沉降与桩长有关,这一点,网上许多发言人没有注意到这样一个关键问题。
螺杆桩技术被国家定为国家一级工法,它的核心技术超越了现有的国家技术标准,达到世界先进水平,这种桩被世界上被称为最好的桩。
目前,带有全螺纹桩身的桩,国际、国内叫螺纹桩、根据相关规范,归纳为取土类型桩,代有螺纹及直杆的桩是中国人发明的,叫半螺絲桩,是挤土桩。以上技术国家规范、九省一市规程、推荐标准分别在制定时先后有不同的取名:螺纹桩、螺杆桩,旋转挤压桩。关键是看技术特征,只要有以上特征的桩就掉进专利权里了,致于叫什么名就无关紧要了。就象某人改了十次名字,但只要DNA对上,就是此人。设计什么桩,选配套的专用设备是施工质量保证的基本必要条件。
十多年来,我们国家在高铁地基处理上大量应用了螺杆桩,为国家高铁节约了大量的资金,同时也暴露出一些问题。由于高铁采用了招标投标,中标段基本上都是央业,由他们对外进行分包,专业分包公司恶性竞争,用不具有施工螺纹桩、螺杆桩的长螺旋桩机设备冒充螺纹桩、螺杆桩机在高铁上施工、加上恶性压价选队伍,十多年来,分包价越来越低,低到有些施工单位为了获取微利,铤而走险,采用长螺旋桩机在高铁上施工比比皆是,给工程质量后期带来长期的隐患。
我们建议,国家对分包应制定政策,不能让总包单位在分包压价太“自由”了,高铁上出现的这些事并非偶然,如不及时刹车,后患无穷。总包的职责是在承担组织、管理,他们获取利润应该是管理的利润,而专业队伍获取的利润应该是专业施工的利润,这之间在政策上应该有所区别,用制度去约束巧取豪夺,做到公平合理、各尽其责,按劳分配。同时,选配套的专用设备是施工质量保证的基本必要条件。