浅谈长螺旋钻孔压灌桩施工工艺

朱建新,郭超,张浩,袁贵鹏,施沈卫

摘要：长螺旋钻孔压灌桩施工技术是我国近年来开发且使用较为广泛的一种新型工艺，本文主要通过对长螺旋压灌桩施工工艺的介绍，简述长螺旋压灌桩施工优点和质量控制要点进行了分析，为今后类似工程桩基、基坑支护施工提供一定宝贵的经验。

关键词：长螺旋；压灌桩；施工；质量控制

一、引言

长螺旋混凝土压灌桩是我国工程技术人员在不断地实践过程中而开发出来并成功运用到实际施工中的一种新型混凝土桩型。由于该工艺施工相对于传统混凝土灌注桩具有较大的优越性，能够节省一定的时间和提高显著的经济效益；并且在诸多工程中都能得到验证。因此，该工艺已在国内各工程项目施工中已经得到广泛运用。

二、工艺优点

（一）适应性强

适应性强，该桩型适用于粘性土、粉土、回填土等各种土质施工。

（二） 成桩桩身质量好

由于混凝土是从转杆中心压入孔中，混凝土具有密实、无断桩、无缩径等特点，并对桩孔周围土具有渗透、挤密作用。

（三） 单桩承载力高

由于是连续压灌超流态混凝土护壁成孔，对桩孔周围的土有渗透、挤密作用，提高了桩周围土的侧摩阻力、使桩基具有较高的承载力、抗拔力、抗水平力，变形小，稳定性好。

（四） 经济、环保无污染

与传统水下灌注桩相比，长螺旋钻孔压灌在施工过程中不需要水泥和泥浆，这就有效降低了施工过程中给周边环境带来的无污染，确保了施工场地干净整洁，而且不需要泥浆进行护壁，还能有效节约施工材料费用，使施工成本得到有效的控制属于“绿色施工桩型” 。

三、工程概况

某办公楼项目位于某市区祖冲之路以东，萧林西路以南，博士路以北，建设单位是某科技有限公司，占地面积为2.5万m²，总建筑面积为17万m²，由7栋办公楼、两层地下室以及裙房组成，最高楼层22层，建筑高度97m，结构形式为钢筋混凝土框架核心筒结构。

四、地下围护结构概况

本项目两层地下室，地下围护结构采用钻孔灌注桩挡土形式，桩径为Ø800、Ø900、Ø1200mm，桩长按不同地质区域布置最短为19米，最长可达32米，本工程地下水位较浅，由于前期施工任务紧，必须要加快施工进度，才能按时完成既定节点任务，原设计采用的常钻孔泥浆护壁成孔工艺，容易造成塌孔，且埋设钢护筒占用的工序时间较长，施工速度慢，很难保证工期要求，此时现场施工迫切需要一种环保、地质适应能力比较强、施工速度快、成本低廉的成桩工艺。后经过设计优化，咨询专业单位专家，推荐采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼成桩施工工艺。

五、施工工艺及操作要点

（一）施工工艺流程

施工准备→桩位测量定位放线→钻机就位对中→检查混凝土输送泵和输送管运行是否正常→钻进成孔→压罐混凝土与提升转杆→吊运与插入钢筋笼→移动钻机

（二）施工操作要点

1）钻机对位

钻机就位时，液压支架要放在坚硬土质上，或者遇到土质松软处垫上枕木等刚性物体进行填塞，然后利用钻机液压支腿使钻机完全水平，保证桩机平稳，并调整钻机螺旋立柱垂直，钻杆的连接要牢固，钻机定位后应进行复验，根据规范要求，螺旋钻杆立柱垂直度不能大于1%，钻头与桩位点偏差不得大于20mm。

2）钻进成孔

开孔时下钻速度应缓慢；螺旋钻在钻进成孔过程中，对钻压、转速、钻进速度要根据地址情况按成桩工艺试验确定的参数进行控制，钻机钻进过程中不宜反转和提升转杆，如需提升转杆或反转应将转杆提升至地面，对钻尖开启门重新清洗、调试、封口，变化和动力头工作电流显示值进行合理调整，一般情况下，钻进的电力值为100A左右。当工作电流显示值大于140A额定值时，应迅速进行空转，使粘在螺旋叶片上的土块甩出，待电流值恢复正常范围值后方可继续钻进成孔，当遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发生异常声响时，应立即停钻，查明原因，采取相应措施后方可继续作业。钻进时应采用间歇式钻进法，这样有助于切削过的土体及时排出地面，当钻至设计标高深度后，应再空钻清空，将孔内渣土反出地面，具体空转时间应根据桩长确定，原则上不应少于3min，待工作电流显示稳定后再发出信号停钻，为泵送压灌混凝土做好准备。

3）泵压混凝土与提升转杆

混凝土泵型号应根据桩径进行选择，混凝土泵管布置宜减少弯道，混凝土泵与钻机的距离不宜超过60m,钻头钻进达到设计桩底标高终孔验收后应先泵压混凝土并停顿10～20s，再缓慢提升转杆，转杆提升速度要求为1.5～3.5/min,保证钻头始终埋在混凝土面以下不小于1米处，混凝土泵送宜连续进行，保证管内混凝土有一定的高度，保证料斗内混凝土高度不得低于400mm，泵送混凝土要求为泵工作压力值控制在3.0～4.0MP，并保证提升钻头时要带压力，司泵工与司钻工要随时联系，保证输送、停止输送混凝土与提升工作之间有序衔接，密切配合，当气温高于30℃时，宜在输送泵管上覆盖隔热材料，每隔一段时间应洒水降温，以防出现堵。压灌桩混凝土的充盈系数宜控制为1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3～0.5m，成桩后应及时清除钻杆及泵管内残留混凝土。长时间停滞时，应用清水将钻杆、泵管、混凝土泵清洗干净。

 

图4.2.3-1 桩顶标高控制

4）钢筋笼制作与安装

钢筋笼加工制作应符合设计与规范要求，首先对进场钢筋原材进行抽样复试，按照设计图纸制作加工钢筋笼，并对钢筋笼各个焊点进行检查，尤其是主筋与箍筋的焊点，验收合格后方可投入使用。在泵送混凝土结束之后，应迅速将钻孔机移位，清理孔口，立即将钢筋笼插入至设计深度，钢筋笼插入应采用专用插筋器，将钢导管预先在地面水平插入钢筋笼，并与振动装置进行可靠连接，借助履带吊将钢筋笼插入孔中，靠钢筋笼自重下沉插入混凝土，当钢筋笼依靠自重不能继续下沉时，开启振动装置，将钢筋笼插至设计深度，断开钢导管与钢筋笼的连接，拔出钢导管。钢筋笼插进过程应连续进行，中间不能出现停顿。

 

图4.2.4-1 钢筋笼插筋过程

 
六、常见问题原因分析及预防措施

（一）堵管

可能产生原因是混凝土配合比和坍落度不符合要求，混凝土浇筑停滞时间过长，坍落度损失严重，导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

预防措施：

1）保证粗骨料的粒径、混凝土的配合比和坍落度符合规范施工要求。

2）混凝土输送管布置避免出现过多弯折，每次浇筑完成后拆卸导管都必须清洗干净。

3）加强施工管理，加强工作快速跟进，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

（二）串孔

可能产生原因：被加固土体中有松散饱和粉土、淤泥质土等，钻杆钻进过程中螺旋叶片剪切作用对土体产生扰动，下钻垂直度偏差过大。

预防措施：

1）要求专业分包单位改进钻头，提高钻进速度。

2）采用隔桩跳打方案施工

3）遇有粉质淤泥土层时，放慢提钻速度，增加混凝土充盈量。

4）控制好施工垂直度

（三）断桩和夹层

可能产生的原因：孔内有地下水、淤泥、流沙等，由于提钻太快，泵送混凝土跟不上提钻速度或者是响林桩太近串孔造成。

控制措施：

1）保证混凝土灌注的连续性，可以加大混凝土泵送量，配备储料罐等措施。

2）严格控制钻杆提速，保证钻杆内有1米以上的混凝土，如果是灌注过程中因意外情况导致混凝土的停滞时间大于初凝时间，应和设计及时沟通，给出补救方案，重新成孔灌注桩。

（四）钢筋笼插入不到位

可能产生的原因：成孔深度不足；成孔不垂直，钢筋笼不顺直；孔内地下水使混凝土离析，剩下粗骨料，导致钢筋笼插入不到位；混凝土粗骨料粒径过大，和易性不好。

预防控制措施：

1）控制好成孔深度。确保钻孔深度达到设计要求。

2）控制好成孔垂直度，不得超过规范要求1%。

3）钢筋笼弯曲不顺直不得下放，待在水平地面上调整合格后方能插入混凝土。

4）混凝土中粗骨料最大粒径不宜大于30mm，细骨料应选择中砂，砂率过低，混凝土的和易性就会变差，也不宜过大，含砂率过大也会降低混凝土的和易性，所以砂率宜控制在42%～45%，水泥选用P42.5普通硅酸盐水泥。可掺用性能好的减水剂和粉煤灰，坍落度宜控制在180～220mm。

（五）钢筋笼偏移，无保护层或者保护层过小

可能产生的原因有：成孔不垂直，钢筋笼不顺直等。

1）钻机钻孔过程中利用两台经纬仪在互相垂直的两个方向控制钻杆垂直度，保证成孔垂直。

2）钢筋笼起吊前保证顺直，不得出现弯曲，如有及时进行调整，合格后方能插入混凝土。

3）在钢筋笼的边上增加耳朵型保护层控制措施。

七、结语

随着我国现代房屋建设和基础设施建设的快速发展，长螺旋钻孔压灌桩施工技术应用越来越广泛，而且取得了良好的经济效益和社会效益。然而。相对于其它传统施工工艺来说，长螺旋压灌桩施工技术起步较晚，在实际施工过程中还存在着很多不足之处，所以还要在施工过程中去不断的完善与提高，只有这样才能保证长螺旋压灌桩施工工艺在工程建设领域得到更广泛的应用，为我国工程建设行业的发展起到一定的推动作用。

参考文献

［1］《长螺旋钻孔压灌桩技术标准》(JGJ/T419-2018)

［2］《长螺旋钻孔压灌桩技术规程》（DB34/T 1787-2012）

［3］苏明新.长螺旋钻孔压灌桩施工工艺浅析2010，第000卷，第008期

［4］谢德利.长螺旋钻孔压灌桩施工技术及应用分析2015