浅析高压旋喷桩地质钻机引孔补充定额测定

侯乐

摘要：在市政工程预算定额中未考虑不良地质所带来的的施工降效，造成施工成本与预算额产生差别，需要进行补充定额测定。为此，本文结合市政工程现场情况，以中电建路桥郑州107辅道快速化工程中隧道施工为例，针对遇到粉土和粉砂层不良地质施工，提出施工措施，并采取现场实测法来测定消耗的工料机数据，为定额站确定最终的定额子目奠定基础。

Abstract： The construction efficiency reduction caused by bad geology is not considered in the budget of municipal engineering budget， which causes the difference between construction cost and budget amount， and supplementary quota measurement is needed. To this end， this paper combines the situation of the municipal engineering site， taking the tunnel construction in the Zhengzhou 107 auxiliary road rapidization project of Powerchina Roadbridge as an example， proposes construction measures for the encountering bad geological construction of silt and silt layer， and adopts the field measurement method to determine the consumption of the material data， to lay the foundation for the final station to determine the final quota.

关键词：旋喷桩;引孔;定额

Key words： jet grouting pile;pilot hole;quota

中图分类号：U455                                        文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）20-0137-04

1  项目基本情况

新建郑州107辅道快速化工程，该隧道位于河南省郑州市金水东路以南107辅道上，隧道下穿商鼎路高架、莲湖路下立交后向西偏回107辅道后在商都路以北接地，基坑最大开挖深度为15.2m;隧道段双向八车道，设计速度80km/h;地面双向八车道，设计速度50km/h，隧道敞开段150m，暗埋段1276.6m。

1.1 地形地貌、地质情况

施工场地位于郑州市郑东新区，工程沿线主要为城市道路、绿化带、河道及施工区，勘察期间桩号ZK12+260～ZK12+550里程段为堆放弃土土堆，地形起伏较大，本标段自然地面高程约82.7～89.5m。

场地所处的地貌单元为黄河冲积泛滥平原。地表地质状况为杂填土、粘性土层、粉土、砂类土层等。根据野外钻探揭示，揭露该段隧道基坑涉及的土层如下：①（杂填土）、①-1（素填土）、②（粉土夹粉砂）、③（粉土夹粉质粘土）、④（粉土夹粉质粘土）、④-1（粉质粘土夹粉土）、④-2（粉土夹粉砂）、⑤（粉土）、⑥（细砂）。

工程勘察期间场地内未发现，其中包括很多的情况，比如地面沉降，滑坡，塌陷等情况，但是其中也没有出现一些对于地基的稳定性产生影响的因素，其中包括沟滨、古河道、防空洞等对工程不利的埋藏物。但是场地沿107辅道两侧分布有电力、电信、给水雨污水等地下管线。沿线跨越七里河、商鼎路高架、莲湖路下立交、地铁一号线等重要通道。

这个场地中的土壤表现出的特点是季节性冻土的特点，对于收集到的各种地质资料进行分析可以发现，其中冻土的深度不会大于六十厘米，通常情况下其深度的范围大小在二十厘米到三十厘米之间。所以不需要对于其中的各种基础设施产生的影响不需要进行参考。

1.2 水文地质条件

其中的地下水一共包含有两个类型，一个是潜水，还有一个是微承压水，这些分类是通过三个方面来进行分析的，一个是地下水埋藏，一个是其中水文地质资料，还有一个是分布特征。其中第（2）～（5）层粉土、粉质粘土层为第一大含水层，属于潜水透水层，第（6）、（7）层粉细砂层为第二大含水层，属微承压水透水层。

1.3 气候条件

首先需要了解郑州的气候情况，其表现为大陆性季风气候。这种气候的特点表现先为，冷气团和暖气团交替次数很多，这个气候表现出的季节性很明确。其中冬季就表现为干冷，夏季表现为炎热，秋季表现为凉爽，春季表现为干燥少雨，每一个季节都有自己的特点。

这个城市一年中的降水量可以达到629.6mm，但是降水量是会发生变化的，在年内表现出的特点是汛期集中，但是在每一个季节中具体的降水量差距较大，最大值和最小值之间差距很大。一年中的汛期一般的是在六月份到九月份之间。在这个时间段内降水量是最大的，其降水量占据全年降水量的百分之六十以上。

2  粉土、粉砂土层对地基工程的影响

根据郑州107辅道快速化工程施工图纸，需要在隧道主体周围布设钻孔灌注桩，并且在钻孔灌注桩之间布设？准600mm的高压旋喷桩，本工程高压旋喷桩施工采用双重管旋喷，在钻孔灌注桩施工完成后进行。例如：1号桩施工完成后进行3号桩施工，在进行5号桩施工，并在混凝土成型48h后進行邻桩成孔施工，如图1。

但是在实际施工期间，粉土和粉砂层的地质情况造成钻孔灌注桩扩孔严重，而设计的钻孔灌注桩间距为20cm，高压旋喷桩中心线与钻孔灌注桩中心线距离为25cm，间距相对小，且高压旋喷桩需要与钻孔灌注桩咬合达到防水效果。钻孔灌注桩扩孔多浇筑的混凝土形成“蘑菇头”造成了高压旋喷钻机无法钻进成孔，高压旋喷桩施工停滞。

经调差研究后，项目部建议在高压旋喷桩施工前采用地质钻机进行引孔（？准150mm），确保旋喷注浆施工顺利进行，引孔过程中，需根据桩机的平衡、电流数值突变确定土质的情况及深度，为喷射注浆的压力调整、注浆量的确定提供参考数据，然后用高压旋喷机进行旋喷成桩。引孔配合高压旋喷桩的施工方案得到监理批准后，项目部严格按照施工方案要求开展现场施工活动。

旋喷桩引孔属于合同外措施项目，根据该施工合同要求，此项费用以签证形式上报监理、业主并得到批复，如图2所示。但在预算组价时发现河南省郑州市定额中均无适用或相似的定额子目。为满足施工进度要求，项目部先行组织施工，并在施工过程中，对一部分地质钻机引孔进行了人、材、机的测定。同时，为满足预算组价需要，项目部根据本工程实际，以及合同约定的人、材、机单价要求对测定的数据进行了进一步的分析、整理。

3  高压旋喷桩及引孔施工方法

3.1 施工机具准备

其中需要对于各种施工的设备以及工具进行准备，这些机械设备以及工具包含很多，具体包括XY-150型地质钻机，高压泵、旋喷钻机、浆液搅拌桶等;除了这些设备以外还需要利用一些辅助设备才能够完成相应的工作，这些辅助设备包括很多的系统以及各种安全设施等。

3.2 施工工艺

其中各种工艺是是使用都是需要图纸上的要求来进行的。其中会使用到一项重要的工艺，即高压喷射工艺，也称之为钻孔。其中有一项重要的数据，即压力流量，这个压力流量达到预期的数值的时候，其就会从上往下进行喷射。

3.3 工艺流程（图3）

根据本次工程桩位分布交开，以及旋喷桩的垂直度，保证钻孔孔壁的稳定，拟采地质工程钻机进行预先成孔，孔径为150mm，采用优质“低密度、低粘度、低失水”的膨润土泥浆施工，以此来确保桩基孔径长期稳定，防止塌孔。

①在进行钻孔的过程中需要做到专心致志，不能够受到其他的干扰，在这种加工的状态下遵循各种参数进行加工，其中需要注意避免出现埋钻或者是卡钻等情况，这些情况都属于孔内事故。如果不幸发生了这种情况，那么就需要马上进行处理，同时需要准备打捞的工具进行处理。

②在钻孔的过程中需要防止出现钻孔倾斜的情况，其中关键在于在两个过程中注意钻杆的垂直度，一个是钻机就位的时候，还有一个是钻孔的过程中。如果发现出现了倾斜的情况，那么就需要马上进行调整，具体倾斜的大小需要保持在允许的范围内。

4  进行施工定额测定的依据与方法

4.1 定额编制依据

下面对于定额测算这个概念进行介绍，其具体指的就是保证项目施工正常的情况下对于各种数据进行统计，其中包括材料使用的情况，人工数量数据以及其中机械的使用情况等。通过对于这些对象数据和信息的统计来评价其中的生产活动是否能够合乎技术规范的内容。

①国家规定：包括国家对基建项目提出的所有政策、基本方针与管理制度。

②技术规范：郑州107辅道快速化工程采用的设计规范（指南）、施工规范（技术指南）、验收规范、安全技术规范等。

③设计图纸：将得到相关主管部门批准的工程图纸作为核心。

④现场测定的基础资料。

⑤其他资料：如现行定额与人工、机具、材料的预算价格等。

4.2 定额测定方法

其中主要的任务是对于各种实际测量得到的数据进行记录，其中会使用到两种重要的方法，一种是测时法，还有一种是写实法，这两种方法在使用中可以相互集合。其汇总对于各种施工工序循环情况以及每一个工序开始以及结束的时间都是利用数据的形式进行记录的，其中包含三个重要的时间，一个是循环开始时间，一个是循环结束时间，还有一个是必然存在的循环以外的时间。其中还需要对于很多的数据进行收集，其中包括设备离场的记录信息，各种消耗的统计信息以及用电量信息等。对于这些数据进行分析以及对比，最终实现定额测定。

4.3 采集基础数据

本项目之前没有碰到过类似情况，也并无任何定额补充的经验，在反复摸索，数次修改统计资料格式后，满足了河南省郑州市建设工程造价管理办公室对定额测定的要求，在施工现场选取8个地点进行引孔数据记录，施工工作内容为：施工场地平整、引孔钻机就位、钻孔至设计高程、引孔钻机移位以及其他辅助工作等。引孔孔径为150mm。以1m为测定单位。每班工作时间为8小时。使用机械为：地质钻机XY-150，泥浆拌合机100-150L，泥浆泵？准100。使用材料为：水，膨润土你，水管、彩条布、铁锹等其他辅助材料。

采用写实记录法，统计实际施工中整平场地、引孔钻机就位、钻机钻孔、增加钻杆、提钻及引孔钻机移位所投入的人工，及工人的必需消耗的工作时间，适当考虑偶然工作和非施工本身造成的停工时间，确定最终工人工作时间。统计地质钻机XY-150，泥浆拌合机100-150L和泥浆泵？准100使用台班，及机械的必需消耗时间，适当考虑非施工本身造成的停工时间，确定最终机械工作时间。使用实验室试验法，确定主要材料水及膨润土及其他材料的净用量;通过现场技术测定法，根据对材料消耗过程的测定与观察，通过完成施工的数量和材料消耗量的计算，来确定各种材料消耗量，从而确定最总必须消耗的材料数量。

根据上述方法，算出8个高压旋喷桩引孔施工单价分析表，取其平均值形成最终高压旋喷桩引孔施工单价分析表，连同过程资料上报至河南省郑州市建设工程造价管理办公室，申请对郑州107辅道快速化工程高压水泥旋喷地质钻机引孔（？准150mm）进行定额子目补充，并得到郑州市建设工程造价管理办公室的批准，详见图4。

5  结束语

粉土和粉砂层的地质情况造成钻孔灌注桩扩孔严重，钻孔灌注桩扩孔多浇筑的混凝土形成“蘑菇头”造成了高压旋喷钻机无法钻进成孔，高压旋喷桩施工停滞。为保证工期，高压旋喷桩施工前采用地质钻机进行引孔（？准150mm），确保旋喷注浆施工顺利进行。现行桩基定额中未考虑不良土质的影响，在施工过程中碰到类似情况可直接借用。如情况不同，需要补充新的定额子目，积极同所在省市造价办联系，根据其要求，做好基础数据记录，进行相应数据分析。

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