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身份证号码45242819691210121X 广西 南宁 530022
【摘 要】在建筑工程设计及施工过程中，常常会遇到桩基础的节能减排技术，特别是在国家提倡节能减排技术后，由钻孔灌注桩护壁泥浆排放等作为代表的桩基技能减排技术，在工程技术领域得到了较为广泛的应用。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
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。而回收式钢结构支护技术及大面积单层地下室无支撑技术等从建筑结构及建筑材料的优化入手，为桩基础节能减排技术带入了创新的意识。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、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。全風化带（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。
三、施工管理过程中的节能减排措施
1、加强预算管理，减少办公用品消耗。一是要抓好对管理费用支出的预算控制，要在科学测算的基础上，制定公司各部门和下属各基层单位的管理费用预算分解指标，以文件形式明确管理费用预算指标的具体考核措施，做到超罚节奖。
2、要求公司和各单位机关部门从自身做起，带头厉行节约，在推动建设节约型施工企业中发挥表率作用，要制定并实施能耗、水耗以及纸张等资源节约措施，降低费用支出，同时将资源节约责任和实际效果纳入部门经济责任制考核。
3、加强对建设节约型工作的领导和协调。包括：切实加强组织领导。建立公司建设节约型施工企业领导小组，由总经理任组长，各分管领导任副组长，负责建设节约型施工企业工作的总体推进和协调，下设工作小组，负责具体工作。各单位相应成立工作小组。组织开展创建节约型工地劳动竞赛。结合劳动竞赛，开展创建节约型工地活动，及时总结和推广节约型施工企业建设中的经验和典型，表彰先进，努力营造建设节约型施工企业的良好氛围，共同将建设节约型施工企业活动推向高潮。
3、抓好节约型施工典型工程。从抓好样板入手，将工程作为建设节约型施工企业的示范工地，以点带面，全面提高公司项目管理水平，特别是项目成本控制能力。
4、建立定期推进机制。公司建设节约型施工企业领导小组每季度一次，公司和各单位工作小组每月一次，组织建设节约型施工企业活动的检查、评比工作，及时总结推广先进经验，发现问题研究改进。 5、为确保建设节约型施工企业，采取“七大举措”落实节约型施工企业的建设：①办公用临时建筑采用彩钢板，采取标准格局，可周转使用，施工道路全部利用永久道路路基（预留面层）；②是主体建筑地下通道基坑围护，采用可回收的拉森钢板桩与钢支撑支护结构；③基础结构模板采用小钢模，工艺隧道模板采用可多次周转使用的半框模板体系；④对于主体混凝土结构钢筋接头，主要采用电渣压力焊接头以及机械接头；⑤框架填充墙采用砼轻质砌块，各类砌筑砂浆、面层抹灰以及饰面材料助灰等普通砂浆拌合物采用商品砂浆，填充墙拉墙筋采取植筋方式；⑥结合主体建筑环形结构形式，采取分区、分块、分段组织施工，充分考虑水平向的流水作业，各类施工材料、施工机械分阶段投入，以实现各类周转设备料最大限度的周转使用，特别是增加模板的翻转次数，节约模板投入量；⑦大力推广高分子防水卷材，施工中积极采用计算机信息化、CAD辅助设计系统等“四新”技术。
6、在施工过程中也积极开展建筑施工方案优化活动，以资源能源节约和循环利用为目标，该工程主要措施如下：生活区采用节能型灯具照明，机电安装采用新型电光源施工照明燈，较普通照明灯节电80%；规定夏令时间熄灯制度，早5：00～晚6：30不许开灯，节约电能，不安装空调，统一安装风扇，不准私拉乱接。办公室等房间采用节能型荧光灯，采用电子镇流器，配节能型荧光灯，其他场所根据性质不同，采用不同类型的节能型光源，提高使用功率，降低损耗；基础阶段，在施工过程中与总体设计相结合，以土方自产自销的方式进行土方平衡，现场内驳堆土，就近堆放，节约油料。土方开挖，采用节油型机械；柱竖向钢筋接头采用电渣压力焊连接方式，以瞬间电流焊，代替10d搭接长度的电弧焊，节约电能、节省绑扎搭接长度的钢筋接头；机电安装采用节电型机械设备，如逆变式电焊机和能耗低、效率高的手持电动工具，可以节电20%～30%；吊顶电气配管采用紧定套接式镀锌钢管，消防、空调管道采用沟槽式连接，吊顶明管及桥架采用新型支架，取消了电焊连接，节约了电能，有效控制了光污染；为保护和节约不可再生土地资源。基础墙体材料选用小型实心砼块，不使用粘土砖，主体墙体材料选用加气砼砌块，未使用粘土砖，；在节约施工用水和工地生活用水方面，充分发挥水资源的循环使用，工地生活用水和部分生产用水分开，养护、保洁全部采用打井抽水，设置蓄水池，使用后通过工地排水系统，经二级沉淀，排放至河道，达到水资源的循环利用，在建筑节能设计和材料选用上采取多项措施，采用可调节高度、拆卸定型化的工具式照明灯架；为减轻作业人员劳动强度，把人工肩挑气瓶改为遮阳的氧气、乙炔气瓶推车；现场茶水棚、吸烟室采用装配式；配备工具式脚手架、标准化配电箱等。
四、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] 倪兴福；戈壁滩桥梁桩基旋挖干钻成孔节能减排技术应用[J]；四川建材；2012（1）
[2] 李群；万益春；湖城大桥桩基缺陷分析与加固处治措施[J]；江西建材；2011年02期
[3] 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
[4] 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
[5] 茅卫东；工程项目施工过程质量控制的研究[D]；南京理工大学；2003年
[6] 张杨；施工企业项目管理研究[D]；西南交通大学；2003年
【摘 要】在建筑工程设计及施工过程中，常常会遇到桩基础的节能减排技术，特别是在国家提倡节能减排技术后，由钻孔灌注桩护壁泥浆排放等作为代表的桩基技能减排技术，在工程技术领域得到了较为广泛的应用。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
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。而回收式钢结构支护技术及大面积单层地下室无支撑技术等从建筑结构及建筑材料的优化入手，为桩基础节能减排技术带入了创新的意识。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、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。全風化带（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。
三、施工管理过程中的节能减排措施
1、加强预算管理，减少办公用品消耗。一是要抓好对管理费用支出的预算控制，要在科学测算的基础上，制定公司各部门和下属各基层单位的管理费用预算分解指标，以文件形式明确管理费用预算指标的具体考核措施，做到超罚节奖。
2、要求公司和各单位机关部门从自身做起，带头厉行节约，在推动建设节约型施工企业中发挥表率作用，要制定并实施能耗、水耗以及纸张等资源节约措施，降低费用支出，同时将资源节约责任和实际效果纳入部门经济责任制考核。
3、加强对建设节约型工作的领导和协调。包括：切实加强组织领导。建立公司建设节约型施工企业领导小组，由总经理任组长，各分管领导任副组长，负责建设节约型施工企业工作的总体推进和协调，下设工作小组，负责具体工作。各单位相应成立工作小组。组织开展创建节约型工地劳动竞赛。结合劳动竞赛，开展创建节约型工地活动，及时总结和推广节约型施工企业建设中的经验和典型，表彰先进，努力营造建设节约型施工企业的良好氛围，共同将建设节约型施工企业活动推向高潮。
3、抓好节约型施工典型工程。从抓好样板入手，将工程作为建设节约型施工企业的示范工地，以点带面，全面提高公司项目管理水平，特别是项目成本控制能力。
4、建立定期推进机制。公司建设节约型施工企业领导小组每季度一次，公司和各单位工作小组每月一次，组织建设节约型施工企业活动的检查、评比工作，及时总结推广先进经验，发现问题研究改进。 5、为确保建设节约型施工企业，采取“七大举措”落实节约型施工企业的建设：①办公用临时建筑采用彩钢板，采取标准格局，可周转使用，施工道路全部利用永久道路路基（预留面层）；②是主体建筑地下通道基坑围护，采用可回收的拉森钢板桩与钢支撑支护结构；③基础结构模板采用小钢模，工艺隧道模板采用可多次周转使用的半框模板体系；④对于主体混凝土结构钢筋接头，主要采用电渣压力焊接头以及机械接头；⑤框架填充墙采用砼轻质砌块，各类砌筑砂浆、面层抹灰以及饰面材料助灰等普通砂浆拌合物采用商品砂浆，填充墙拉墙筋采取植筋方式；⑥结合主体建筑环形结构形式，采取分区、分块、分段组织施工，充分考虑水平向的流水作业，各类施工材料、施工机械分阶段投入，以实现各类周转设备料最大限度的周转使用，特别是增加模板的翻转次数，节约模板投入量；⑦大力推广高分子防水卷材，施工中积极采用计算机信息化、CAD辅助设计系统等“四新”技术。
6、在施工过程中也积极开展建筑施工方案优化活动，以资源能源节约和循环利用为目标，该工程主要措施如下：生活区采用节能型灯具照明，机电安装采用新型电光源施工照明燈，较普通照明灯节电80%；规定夏令时间熄灯制度，早5：00～晚6：30不许开灯，节约电能，不安装空调，统一安装风扇，不准私拉乱接。办公室等房间采用节能型荧光灯，采用电子镇流器，配节能型荧光灯，其他场所根据性质不同，采用不同类型的节能型光源，提高使用功率，降低损耗；基础阶段，在施工过程中与总体设计相结合，以土方自产自销的方式进行土方平衡，现场内驳堆土，就近堆放，节约油料。土方开挖，采用节油型机械；柱竖向钢筋接头采用电渣压力焊连接方式，以瞬间电流焊，代替10d搭接长度的电弧焊，节约电能、节省绑扎搭接长度的钢筋接头；机电安装采用节电型机械设备，如逆变式电焊机和能耗低、效率高的手持电动工具，可以节电20%～30%；吊顶电气配管采用紧定套接式镀锌钢管，消防、空调管道采用沟槽式连接，吊顶明管及桥架采用新型支架，取消了电焊连接，节约了电能，有效控制了光污染；为保护和节约不可再生土地资源。基础墙体材料选用小型实心砼块，不使用粘土砖，主体墙体材料选用加气砼砌块，未使用粘土砖，；在节约施工用水和工地生活用水方面，充分发挥水资源的循环使用，工地生活用水和部分生产用水分开，养护、保洁全部采用打井抽水，设置蓄水池，使用后通过工地排水系统，经二级沉淀，排放至河道，达到水资源的循环利用，在建筑节能设计和材料选用上采取多项措施，采用可调节高度、拆卸定型化的工具式照明灯架；为减轻作业人员劳动强度，把人工肩挑气瓶改为遮阳的氧气、乙炔气瓶推车；现场茶水棚、吸烟室采用装配式；配备工具式脚手架、标准化配电箱等。
四、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] 倪兴福；戈壁滩桥梁桩基旋挖干钻成孔节能减排技术应用[J]；四川建材；2012（1）
[2] 李群；万益春；湖城大桥桩基缺陷分析与加固处治措施[J]；江西建材；2011年02期
[3] 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
[4] 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
[5] 茅卫东；工程项目施工过程质量控制的研究[D]；南京理工大学；2003年
[6] 张杨；施工企业项目管理研究[D]；西南交通大学；2003年