谈长螺旋钻孔压灌桩施工工艺

摘要：本文通过某工程桩基施工，就施工中出现的问题及原因进行了分析，并介绍了长螺旋钻孔压灌超流态混凝土桩的施工工艺。

关键词：长螺旋钻孔压灌桩；后插钢筋笼；施工工艺；超流态

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：

1. 工程简介

1．1该工程位于某市内，属于河底旧桥改造工程

1．2工程地质情况。勘察深度内的各土层岩性自上而下分析为：①素填土：褐色, 稍湿-湿,松散,本层平均厚度为1.95米。②粗砾砂；黄褐色,湿-饱和,本层平均厚度为3.26米。③亚砂土：褐黄色,湿-很湿,密实,本层平均厚度为2.47米。④细砂:浅黄色,饱和,密实,本层平均厚度为2.05米。⑤亚粘土:褐黄色-黄褐色,可塑-硬塑，最大揭露厚度为5.90米。

2.施工工艺流程

长螺旋钻孔压灌桩所需设备包括长螺旋钻机、混凝土输送泵、吊车、振动锤、电焊机等。长螺旋钻机采用液压步履、履带式或滚管式行走。目前，普遍采用的是步履式和履带式。钻具采用长螺旋钻具，常规直径为￠300~￠1200。

长螺旋钻孔压灌混凝土桩的工艺流程为放桩位螺旋钻机就位启动电机钻孔至预定标高干作业成孔成孔至设计孔深停钻、钻具留于孔内通过混凝土输送泵将搅拌好的混凝土通过钻杆内管压至钻头底端边泵压边提升钻具形成素混凝土桩钻机移位、清理孔口起吊钢筋笼及其振动送笼器边下边振钢筋笼至设计孔深提升并继续振动送笼器直至拔出。

长螺旋钻孔压灌混凝土桩成桩过程中由于高压(3-5MPa) 泵送混凝土,故对桩周土有一定挤压密实作用,其采用长螺旋钻机钻孔，用一种大扭矩动力头带动的长螺旋中空钻杆快速干钻，钻孔中的土除小部分被挤压外，大部分被输送到螺旋钻杆叶片上，土在上升时被挤压至密与钻杆形成一土柱（土柱与钻孔间隙仅有几毫米），类似于一个长活塞，土柱使得钻孔在提钻前不塌孔。钻孔至设计深度后在提钻同时通过钻杆中心导管灌注混凝土，混凝土灌注采用的混凝土输送泵通过高压管路与长螺旋钻杆相连，中空的螺旋钻杆代替了钻孔内的泵管。钻杆底部的钻头设有单向阀，钻杆至设计深度后停止钻杆回转，把搅好并储备好的超流态混凝土通过泵管以3~5MPa的压力压至钻头底部，此时单向阀打开，混凝土压出并推动钻杆上升，随钻杆土柱的上升，孔内混凝土压满，由于孔内积聚高压，并有钻杆的抽吸作用，在软土段混凝土会充盈较多形成扩径桩，灌注完成后，借助于插筋器和振动锤将钢筋笼插入混凝土桩中，完成桩的施工。成孔与灌注混凝土（或 CFG 桩混合料）同时完成，由一机一次完成任务，混凝土连续性好，钻孔可入强风化岩，桩底无沉碴。

3.施工中出现的问题及原因分析

3.1支护桩成桩位置不准确

因为本工程多为粉土层或粉砂层, 基层较软,且前期已经施工 400 mm 桩径的 CFG 工程桩, 最外排 CFG工程桩中心距离基础轴线 1 000 mm,基础挑檐 (即从轴线出来 ) 1 200 mm,基础因为场地狭小无支护灌注桩施工空间,导致基坑西侧基础挑檐缩回 500 mm,这样支护灌注桩设计距离基础边缘只有 100 mm,因此在某些位置, 灌注桩施工时可能会碰到已经施工的 CFG工程桩。且本工程是旧楼拆迁改造, 可能地下存在旧建筑物基础, 灌注桩钻孔施工时碰到障碍物, 也会导致桩位偏移。如障碍物坚硬无法成孔, 就需要提出钻头稍微移位才能成桩,导致支护桩成桩位置不准确。

3.2湿陷性土导致缩径

在基础底标高-5.20位置有一层粉土,因地下水丰富而呈饱和状态,这层土属于湿陷性土, 很容易变形。在支护桩泵压混凝土成桩时如压力不够就不能抵抗这层湿陷性土的侵蚀而导致桩径缩小,降低支护桩承载力和侧向刚度。因此采用加大泵压,超灌混凝土到地面的方法保证了成桩质量。

3.3容易窜孔

在场地狭小,桩位密集的情况下长螺旋钻孔施工很容易窜孔。本工程支护灌注桩设计桩径为 600 mm, 桩间距1200 mm, 桩长 10 .45 m, 需穿过松散的填土、 饱和的粉土层和粉细砂层。成桩时土层受到扰动,强度降低,很容易与先期刚成的桩发生窜孔现象,因此采用跳打方式,分两次成孔,避免了窜孔。

3.4钢筋笼下插困难,且垂直度不容易控制准确

地层中有粉土层和粉细砂层, 导致钢筋笼在 - 6 . 0 m位置下插困难,加上成桩时间过长,混凝土初凝后表现更为明显。施工中采用加大振动锤振动力量来保证将钢筋笼下插到位。由于我们采用吊车大钩起吊振动锤和芯管、 小钩起吊钢筋笼, 钢筋笼的垂直度很难控制,尤其是在开始下插过程中。等到振动锤带动芯管下振钢筋笼时情况会好一些, 钢筋笼只有小幅度的左右摆动。下插钢筋笼有时可能偏斜, 暂停一会,调整吊车大臂或转动吊臂方向, 待扶正钢筋笼后再下插。

4. 施工技术措施

4．1选择好施工线路：根据场地情况及桩中心距采用合理的施工路线，必要时采用隔一打一的方案，以防因地层不稳出现临近串桩问题。

4．2控制好混凝土质量：该工艺对混凝土的质量要求较高，对和易性、流动性及塌落度的要求必须严格控制。在施工前进行实配，测定其塌落度及损失值为提高混凝土质量可适当加粉煤灰和泵送剂。

4．3混凝土压灌：用输送泵以10~15MPa的压力输送，在混凝土出口2~4MPa的压力进行混凝土压灌，注意提升速度，注意做到搅拌站与钻机手的密切配合。

4．4正确掌握混凝土配合比，每天根据沙石的现场含水率及时调整施工配合比。

4．5设立标高控制线，利用水准仪和控制线设立，专人根据图纸要求控制好桩顶和钢筋笼标高。

4．6钢筋笼制作场地要平整，保证钢筋笼不变形，钢筋笼制作完成后，地面放置枕木，防止钢筋笼生锈变形。钢筋笼在施工现场统一加工，一次成型，避免了在运输过程中的变形。

4.7验桩混凝土灌注完两周后，进行承台开挖，由于此工程桩顶标高在地面标高下仅0.7米，为保护桩头不被破坏，采取人工挖桩。凿去桩头，用砂轮机将桩头磨平！报检测中心进行桩基检测，验桩164根，I类桩160根，II类桩4根，满足设计要求。

5.结语

通过工程实践，我们可以看出，长螺旋钻孔压灌桩比其他桩型更具有优势，安全、适用、经济、合理。其施工效率高、适用性强、安全性好；其穿透力，无振动、无噪音的特点更是预制桩所无法比拟的。通过这套工艺的使用，克服了因工期紧、施工条件差所产生的影响，克服了钻孔灌注桩断桩、缩径、沉渣等通病，保证了成桩质量。钻孔灌注桩工程施工基础，对整个工程起到至关重要的作用，这要求工程管理人员对每道工序都要严格把关，各工序严格按设计要求和技术规范规定施工，确保工程质量。

参考文献 ：

［1］《建筑桩基计术规范》JGJ94-2010.

［2］《地基处理手册》(中国建筑工业出版社).

［3］《岩土工程新技术实用手册》(地质科学出版社).

[4]范立登.长螺旋钻孔压灌桩在长三角地区应用中出现的问题[J].建筑结构与设计,2005(9):51-53.

[5]吴彦明.长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工及质量控制[J].山西建筑,2010,36(6):101-102.