长螺旋压灌桩施工质量控制与工程应用

长螺旋压灌桩施工质量控制与工程应用

邵,飞

中铁一局集团第五工程有限公司  陕西 宝鸡721000

摘要：通过对长螺旋压灌桩施工技术的工艺原理、施工要点和质量控制进行阐述，并结合实际案例进行分析证明，该技术具有桩基承载力高、工期短、成本低、环境污染小的特点。

关键词：长螺旋钻孔；压灌；周期；质量

引言

进入21世纪以来，混凝土灌注桩被广泛的应用于高层民用建筑与市政工程的基础设计中，其对减少建筑物沉降和提高建筑的稳定性起到极其重要作用。目前灌注桩常用成孔方式有人工挖孔、振动沉管成孔、旋挖钻成孔等，浇筑方式又分为干孔浇筑与水下浇筑二种[1]。 但传统的施工工艺存在着施工效率低、现场噪音和振动大、现场泥浆污染严重、成桩质量不稳定、安全隐患多、承载力低等问题。为了消除上述问题，长螺旋钻孔压灌桩施工技术应运而生。

1 技术概况

1.1 工艺原理

该技术是先通过使用长螺旋钻钻孔至设计的桩底标高，再利用混凝土输送泵将流动性好的细石混凝土穿过长螺旋钻的中空杆，从钻头底部活门压出，一边泵送混凝土，一边提升长螺旋钻，在将泥土带出地面的同时将混凝土灌注桩浇注成型，再借助振动设备将钢筋笼压至设计标高而形成钢筋混凝土灌注桩。

该技术较其他技术具有钻孔速度快、无需泥浆护壁、成桩后桩体无泥皮、桩底沉渣少、施工周期短、单桩承载力高的特点 [2]。

1.2 适用范围

该技术适用于桩径不大于1000mm、桩长不大于30m，且地下水位较高的黏性土及砂卵（砾）石等地层[2]。

2工艺流程

3施工要点

3.1 钢筋笼制作

① 先将内侧的加强箍筋临时固定在工作台上，再将主筋在加强箍筋外侧均匀布置，并焊接（交叉点全数点焊）固定后，将最外侧的螺旋箍筋按照加密区和非加密区间距缠绕在主筋外侧，并全数与主筋点焊连接牢固。外侧间隔4米焊接四个保护层定位卡（混凝土保护层50mm）。钢筋笼的底部300mm-700mm需做成尖锥形，且设置加强构造（如图1）

② 钢筋连接：主筋搭接可采用帮条焊或搭接焊，焊接质量应满足设计及规范要求

3.2 定位放线

① 首先对发包人提供的测量控制基准点进行复核，复核无误后，按照设计图纸利用全站仪（或其他测量仪器）放出控制桩位，并报监理验收。

② 当工程桩位较多时，也可以每隔10-20个桩再施放一个二级控制桩位。二级控制桩与一级控制桩应区别标注，在施工时可以用二级控制桩对相邻桩位进行放线和复核[3]。

3.3 钻进成孔

① 施工顺序：先试桩，获取相关施工工艺参数，试桩检测合格后再施工工程桩。

② 钻机按设置好的桩位就位后，必须进行预检。预检内容包括：钻头位置偏差（与桩位偏差不大于20mm）、钻杆的垂直度。检验合格后可以开始平稳钻进，钻进时应先慢后快。

③ 钻头的正常钻进速度控制在每分钟2-2.5米。在钻机钻进过程中，如果遇到钻头卡顿、钻杆滑移、机身摇晃较大、钻进速度过慢或不进尺时，必须立刻停止钻进、检查设备，查明原因后方可重新钻进。

④ 挖出的土方可以采用人工配合小挖掘机清理转移。

⑤ 钻孔深度控制：现场可以利用在钻杆上做标高标记的方法进行孔深控制。

3.4 混凝土压灌

① 混凝土输送泵的位置应布设合理，混凝土泵输送管尽量采用钢管，并采用直线布设，尽量减少弯管，混凝土输送泵与钻机的直线距离应小于55m。

② 商品混凝土性能参数必须满足设计和相关规范要求，包括：混凝土强度、水泥强度等级和最小用量、塌落度和良好的工作性能（和易性和流动性）。进场混凝土必须逐车查验混凝土配合比资料以及现场检验混凝土塌落度。

③ 在压灌混凝土前必须进行桩底清孔作业，以保证桩底的沉渣厚度不大于80mm（方法是钻机空钻2分钟），混凝土浇筑必须在清孔后30分钟内完成。

泵送灌注桩混凝土时，先将泵管泵满混凝土并带压停顿20～30s，然后慢慢的一边泵送一边提升钻杆。

钻杆在向上提升的过程中必须确保钻杆中积蓄一定量的混凝土，混凝土输送泵料斗内的混凝土面高于料斗底部的高度应≥400mm，同时钻头埋在混凝土的长度应始终≥0.7米，以防止断桩和混凝土中进水。

④ 泵送混凝土要连续进行，钻杆的提升速度应与泵送速度匹配，钻杆提升速度应控制在每分钟2米以内。严格禁止先提升钻杆后灌注混凝土。

3.5 下插钢筋笼

① 插笼作业宜在混凝土灌注后五分钟内开始进行。

② 下插钢筋笼时须进行垂直度观察，可以在钢筋笼两侧设置双向垂线进行观测。当发现钢筋笼垂直度偏差超过标准时应及时通知操作手停机纠正[4]。下笼时作业人员应扶正钢筋笼，确保钢筋笼桩尖对准已灌注完成的桩位。

③ 下笼过程中应先依靠振动锤及钢筋笼自重缓慢压入钢筋笼，当无法压入时可启动振动锤[4]（2.5t～3.5t振动锤、激振力为180kN～240kN）压入钢筋笼，振动过程中应防止钢筋笼因振动而导致侧向偏移以及混凝土的过渡振捣。插入速度宜控制在每分钟2-2.5m。

④把振动设备提出混凝土时，应特别注意避免和钢筋笼产生蹭挂而导致钢筋笼上浮。

4质量要求

4.1 原材料要求

① 进场钢筋每验收批（同规格、同牌号、同炉罐号）重量通常不大于60t[5]。每一验收批取一组试件（不少于5个）进行检验。

② 混凝土：要求见图2

4.2 钢筋笼制作

① 钢筋接头：使用结502焊条，焊接接头质量应符合相关规范的质量要求，并进行接头性能试验。

② 允许偏差：见表1

表1 钢筋笼允许偏差表

4.3 灌注桩施工

① 成孔：见表2

表2  灌注桩成孔质量检验标准

② 混凝土桩：见表3

表3  灌注桩质量检验标准

③ 试件留置：来自同一搅拌站的混凝土，每浇筑50m3至少留置1组试件；当混凝土浇筑量不足50m3时，每连续浇筑12h必须至少留置1组试件[6]。

5具体案例

5.1 案例概况

某安置房工程，基础设计为混凝土灌注桩基础，桩径600mm、桩长26米、主筋12C14、箍筋C8@200（桩顶加密区间距100mm、长度3000mm）、加劲箍C14@2000，混凝土强度C35，设计单桩竖向极限承载力标准值不小于5400KN。现场配备履带式桩机（JZU90、功率150KW）1台、混凝土输送泵1台、25t吊车1台、60挖掘机1台。施工时塌落度要求210±20mm，桩基施工时间为2022年4月2日至4月14日，12天完成灌注桩182根（同期采用旋挖成孔、水下浇筑混凝土的灌注桩仅完成89根）。

5.2 质量检测情况

混凝土试块到龄期并试压合格后进行灌注桩检测。桩身完整性试验共检测37根，均为1类桩；承载力试验共1组3根桩，3根试桩在加载至最大试验荷载5400KN时，累计沉降量介于15.901-18.698mm，单桩竖向极限承载力Qui均满足设计要求。其承载力较同区域采用旋挖成孔灌注桩的承载力提高约11%。

6结语

通过实践证明，长螺旋钻孔压灌桩技术适用性较强，较其他技术具有工艺先进、无振动、成桩快、施工质量较好、噪音小污染少的特点，但也存在一定的质量控制难点，例如桩的垂直度控制、各工序的顺利衔接管理等，因此,我们还需要继续研究长螺旋钻孔灌注桩施工技术及质量控制管理,为成桩质量提供保障,从而保证建筑行业的稳定发展。

参考文献

[1]  长螺旋钻孔灌注桩施工技术在工程中的应用 梁飞 李建功  有色金属设计  2007（2）

[2]  建筑业十项新技术（2017版） 中国建筑工业出版社

[3]  绿色建筑施工与管理 2016 湖南省土木建筑学会 杨承惁 陈浩

[4]  超流态混凝土灌注桩在建筑工程上的应用  李峰-《中国科技博览》-2015

[5]解读结构用钢筋检验报告    褚浩存-《建筑工人》-2012

[6]  建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2018