长螺旋钻孔压灌桩技术研究

长螺旋钻孔压灌桩技术研究

王永鑫

中国能建葛洲坝集团三峡建设工程有限公司  湖北宜昌  443002

摘要：社会发展和科技不断断进步，对房屋建筑建设工作的开展提出了新的要求，其中深基坑支护和桩基础处理技术的应用非常重要，对后期施工工作的开展有很大影响，施工单位需要加大对深基坑支护和桩基础施工技术的关注度，改进基坑支护和桩基础施工技术的配套方案，提高方案的操作性，发挥桩基施工技术的职能作用。基于此，文章深入地介绍了基坑支护采用压灌桩施工技术，阐述了该技术在项目实施中应用方式。

关键词：建筑工程；基坑支护；压灌桩

中图分类号：TU473   文献标识码：A

引言

　　在城市更新、项目建设中，受地域环境、建筑功能、周边环境制约，在高层建筑中，深基坑的设置成为施工的重点。砂土地基对基坑支护工程有很高的要求，选用何种方案直接关系到工程成本及工期、质量和安全。深基坑长螺旋压灌桩垂直支护施工具有施工过程中安全风险高，工作面狭窄，地质情况复杂等特点这些施工难题如不能顺利解决，将直接影响边坡稳定和工期。

1 项目概况

汶阳世家项目场区地形较平坦，地貌单元属第四系冲洪积平原。项目西邻加气站，基坑开挖无放坡作业空间。本基坑南北长约167m，东西长约108m，基坑周长为665m，基坑开挖深度为3.6～6.5mm。场地内地层分布自上而下为：素填土、粉质性黏土、中粗砂及砾砂，部分地基局部存在强风化泥质砂岩等。施工难度极大。测得稳定水位理深2.37～4.20m。地下水的类型为第四系潜水，含水层主要为3层中粗砂及以下土层。受降水的时空分布和地下水开采量的共同影响。

2方案分析

针对项目基坑开挖深，临近城市公交加气站，基坑开挖无法按照放坡支护实施，基坑开挖穿越不同土质层，地下水外较高等问题。地下水对长螺旋钻孔压灌高流态混凝土压灌桩没有施工影响，施工所用的混凝土性能稳定，施工状态好，灌压过程中，各种原材能够保持良好的和易性及流动性，不会产生离析，放入钢筋笼容易。可压灌混凝土且桩端、桩身施工过程完成，不会发生质量隐患或施工通病，有效的保障施工质量。钻加适合各种土层，桩身质量可靠，承载力强、施工效率高，操作简便。施工速度快，造价较低。施工过程中场地干净整洁，不用设置泥浆池而产生污泥，节约场地、施工效率高。无需担心噪音扰民等问题，提升现场施工环境容易保证。

3. 施工流程

3.1 工艺流程

长螺旋钻孔压灌桩所使用的钻机设备，在设计桩位用螺旋钻成孔至设计桩端标高，通过钻杆与混凝土输送泵连接，将高流态混凝土通过钻头活门向已旋挖成孔的桩端压灌，边压灌边提升至设计桩顶标高以上，不少于500mm，然后利用吊车吊起钢筋笼和振动锤，伴随振动锤的振动，钢筋笼不断插入混凝土中，完成钢筋混凝土桩的施工。

长螺旋钻孔压灌桩的成桩施工流程：测量放线定桩位、复核→钻机就位→钻进至设计深度→终孔验收→压灌高流态细石混凝土、提升钻杆、清土→钢筋笼的制作、起吊下插至设计标高（→钻机移至下一条桩施工）→桩身养护、破桩头→桩身完整性检测→冠梁施工→锚杆施工→腰梁施工→面层支护→养护。

3.2 关键技术

通过研究，应用长螺旋钻孔灌注桩垂直坡面支护施工方式，解决了受用地红线限制无法放坡的难题。根据长螺旋钻孔压灌桩成孔、浇筑、插入钢筋笼等工艺优点，应用超流态混凝土压灌形成支护桩，实现了先成桩后下插钢筋笼的目标，同时解决了普通浇筑中容易堵管等施工通病引起的质量缺陷。通过跳桩的施工方式，达到了缩减工期，节约成本的目标。

3.3  操作重点、要点

（1）测量放线定桩位、复核

依据施工图纸的坐标高程控制点，转点至施工现场内埋点形成定位控制网，作为施工测量、复测、复核依据。根据设计图纸对桩位编号，计算出各桩位的坐标数据，采用电子全站仪根据转至场内并经复测的控制点位，测设出将要施工的桩位并经质检及监理单位复核，支护桩的桩位采用木桩定位，并且在木桩上做好桩号标识。分段施工中，每段要确定基准桩位，一般每十个桩定一个，并做好桩号标识及木桩定位，在施工过程中通过基准桩复核其他桩的定位是否准确。质量要求：桩沿垂直轴线方向允许偏差70mm，桩基沿轴线方向桩位允许偏差150mm。

（2）成孔

桩成孔施工，在完成钻机定位，复核原放样桩位，确定桩位没有偏移，钻机钻头对准桩位，偏差必须控制在20mm。在确定钻头位置后，钻机调整钻杆的垂直度，垂直度允许偏差为桩长的1%。检查偏差在允许范围内即可平稳钻进。在钻头钻进地面之前，必须把钻头的封口关闭,下钻速度要慢，钻机在成孔中，不能将钻杆反转、提升等。正常钻进速度控制在1～1.5m/min ，在成孔钻进中，发现钻杆偏移、钻机晃动、钻头卡住等问题，立即停止钻进，通过检查分析原因，排除障碍问题后在进行恢复钻进。钻出的土方及时挖机清理转运至施工作业面以外，并统一用汽车外运至指定弃土场倒弃。按上述成孔方法成孔施钻，成孔深度用钻进标识控制，当成孔至设计桩端深度或标高，请监理单位现场检查验收，在达到设计要求及土层深度后，可进行压灌混凝土。

（3）压灌高流态细石混凝土

高流态混凝土具有流态混凝土和泵送混凝土的公共特性，具有很好的流动性、和易性，同时塌落度比一般混凝土大。便于泵送和钢筋笼的插入。长螺旋钻杆接高压输送管与混凝土输送泵联通，在钻至设计深度的螺旋钻杆停止回转，泵车把商混公司运输到场的高流态混凝土压至钻头，泵车压入钻杆内的压力约30Kpa。打开单向阀后混凝土流出钻头底部压出，混凝土的压力顶升钻杆，在钻杆的不断提升中，孔内注满高流态混凝土，形成高压环境，在软土层段会扩大原钻孔孔径，增加桩径对提高桩承载力很有好处。

压灌高流态细石混凝土、提升钻杆、清土时应注意以下问题：混凝土输送泵及输送管布置合理，减少管路路径弯曲。进场混凝土必须满足设计要求，达到设计要求的塌落度，检查流动性及和易性。没车混凝土进场后必须做塌落度检测。在压灌桩身混凝土将至桩口时，减缓压灌速度，缓慢提升钻杆，清理孔口的渣土。确保桩身的连续和桩头浇筑质量。混凝土压灌速度必须与钻杆提升速度保持一致，禁止在压灌混凝土前提钻，保持提升速度2.5m/min以内。桩孔混凝土灌注必须压灌超桩顶标高不小于50cm，以确保成桩质量。每台桩机/台班留置一组试块。

（4）钢筋笼的制作、起吊下插至设计标高

1）钢筋笼制作：钢筋笼制作前先根据设计图纸要求制作下料单，钢筋加工棚按下料单分别制作主筋、加强筋及螺旋箍筋，绑扎工人按图纸设计将主筋的间距在加强筋上标示出位置，用电焊将主筋与强箍筋点焊固定，主筋与强箍筋固定好后，工人从桩尖开始向上连续环绕螺旋箍并绑扎，用点焊将螺旋箍筋与主筋之间点牢。主筋接长采用单（双）面搭接焊接，焊接长度10d(5d)，主筋同心度必须再允许范围内；螺旋箍筋采用绑扎搭接，搭接长度满足规范要求。钢筋笼完成制作，并做好质量检验表，通过监理工程师对现场实物和资料检查，达到标准并批准后再使用。

2）下插钢筋笼施工：下插钢筋笼时采用25t汽车吊将振动锺吊起挖机及人工配合插出钢筋笼内，然后汽车吊一并将钢筋笼吊起（起吊过程中钢筋笼有变形或箍筋位移的立即用人工修整到位），等混凝土浇筑完成后，进行钢筋插入混凝土，缩小插笼转序时间，否则插笼存在风险。下插钢筋笼过程中监控前后左右垂直度，使用双向线垂成垂直角布置，如垂直度偏差超出允许范围，立即停机纠偏，作业人员对钢筋笼及时扶正，插入完成浇筑的混凝土桩内。在下笼初期，先有钢筋笼的自身重力下沉，在其自身重量无法继续压入混凝土，开始采用振动锤振动压入。控制钢筋笼因振动锤导致偏位。钢筋笼下沉速度宜在1.2-1.5m/min。下沉至设计标高后停止振动锤振动，取下起吊钢筋笼钢丝绳（振动锤不取），钢管及振动锤用吊车提出，过程中开启振动锤将混凝土二次振捣密实。为了保护桩头的密实性，可以用常用插入式振动棒对桩头2米范围进行复振。

（5）桩身完整性检测

本工程桩混凝土强度达到设计强度的70%时，≥15MPa。应用低应变法进行桩身完整性检测，必须由建设单位委托有相应资质的单位检测，检测数量由建设单位、监理单位、施工单位共同根据以上规定进行现场确认。

4 结束语

针对深基坑长螺旋压灌桩垂直支护的特点，采用长螺旋钻孔压灌桩垂直坡面支护施工方式，解决了受局部受用地红线限制无法放坡的难题；桩身采用超流态细石混凝土施工，实现了先成桩后下插钢筋笼的目标，同时避免了混凝土堵管的通病；通过跳桩的施工方式，达到了缩减工期，节约成本的目标；利用冠梁和腰梁结构连接全部桩身，保证了垂直边坡的整体稳定性；通过桩身植筋的方式加固支护钢筋网，省去了锚杆、灌浆工序和清扫工作，实现了成本控制和环境控制的目标。

参考文献：

[1] 陈霄.长螺旋钻孔压灌桩技术在厚砂层夹杂液化土层复杂地质条件下的应用[J].建筑技术开发, 2022,49(14):34-36

[2] 李恒宝.长螺旋钻孔压灌桩技术在深基坑工程中的应用[J].西部探矿工程. 2014,26(06):16-19+23.

[3]林德瑜.长螺旋钻孔压灌混凝土桩技术在深基坑中的应用[J].福建建材. 2021,(03)：51-53

[4]李谟彬.长螺旋钻孔压灌桩施工技术应用[J].江西建材. 2021,(11):196-198