某工程长螺旋钻孔灌注桩的施工研究

沈天华

0 引言

长螺旋钻孔灌注桩是采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，通过钻头下瓣口向孔内连续灌注流动性较好的混凝土，至桩顶为止，然后插入钢筋笼而形成的桩体，是一种新型的桩基础施工技术。这种成桩技术有着成桩速度快、混凝土骨料分散性好、不受地下水位限制、单桩承载力高且造价低的特点，因此广泛应用于基础工程。

1 工程概况

某大型商业中心建筑面积约32万m2，由大底盘与上部5栋剪力墙结构高层塔楼建筑组成。其中，大底盘层高4.2 m，总共3层;上部塔楼每层层高3 m，共20层，是一个集购物、娱乐、居住为一体的商业中心。

2 场地地质条件

根据地质勘查资料，该段场地主要地层分布如下:①层人工填土:稍湿，土质成分杂乱、极不均匀，下卧淤泥质土。层厚0.30 m～12.40 m。②层耕土:黄褐～褐黄色，湿，具中压缩性。层厚0.30 m～1.40 m。③层粉质粘土:红褐～褐红色，局部地段夹褐灰色，稍湿，硬塑～坚硬状态，具中压缩性。局部为粘土，为浅部坡残积形成。含砾量约3%～8%，次棱角状，分布不均，母岩成分为泥岩及泥质粉砂岩，强～中等风化。层厚0.50 m～13.20 m。④层中等风化的泥质粉砂岩:棕红及紫红色，局部地段夹褐红色，节理发育，采取率均达90%以上，RQD=85～95，夹薄层状砂岩。为了消除土的湿陷性，提高地基承载力，地基处理设计采用长螺旋钻孔灌注桩。桩径800 mm，混凝土强度等级C25。

3 长螺旋钻孔灌注桩的工艺

长螺旋混凝土灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高，停钻后在提钻的同时通过钻头下瓣口，灌注商品混凝土，当灌注混凝土到设计桩顶标高后，移开钻杆将钢筋笼压入桩体。

3.1 长螺旋钻孔灌注桩的工序

长螺旋钻孔灌注桩施工流程见图1。

3.2 关键工序

1)钢筋材料检验。钢筋到达施工现场后，由专人及时填写《送检委托单》，在监理单位的监督下，按照规范、标准所规定的取样方法进行抽样送检。对于一次样品检验不合格的，应及时通知建设单位或监理单位，进行双倍取样复检。复检仍为不合格的，作废品处理，不能用于工程。对已复检合格的钢筋可以用于工程。

2)定位测量放线。以业主提交的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，并报监理公司验收签字确认后，方可进行定位测量工作。按施工图用全站仪或经纬仪、钢尺放桩位。确定好桩位后，要做好标记，以便施工桩位定位。在施工过程中，要做好记录工作，以便监理单位现场验收。

3)成孔。钻机就位后，要做到机座平稳，可采用铅锤测定钻机桅杆的垂直度，要确保钻头中心与桩位偏差小于20 mm。经质检员检查合格后方可施工。钻头刚接触地面时，先关闭钻头下瓣合龙。钻进速度可控制在1 m/min～1.50 m/min。在钻进过程中，要随时检查钻机的平稳状态和垂直度。如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应立刻停钻，查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。钻出的土方要及时清理，不能就地堆放，要及时转运到相应位置，防止堆土对钻孔施工的影响。钻孔深度可以采用钻杆上的孔深标志来控制，当钻进至设计要求的深度及土层后，经现场监理员验收方可进入下一道工序。

4)泵送混凝土成桩。要根据施工现场的特点，合理布置地泵位置，尽可能减少弯管，确保输送混凝土畅通。商品混凝土必需符合设计及规范要求，施工现场首先检验混凝土坍落度，对于用于长螺旋钻孔灌注桩的混凝土，混凝土坍落度控制在180 mm～220 mm为宜。此外商品混凝土的和易性、流动性也要符合要求。泵送混凝土应连续进行，为了防止吸进空气造成堵管，要注意确保地泵料斗内的混凝土高度不得低于40 cm。施工过程中，要按照泵送混凝土的速度边送料边提钻，灌注提升速度可控制在2.5 m/min，要注意确保泵送混凝土量略大于提钻形成的钻孔体积，混凝土灌注必须一次性灌注至地表，严禁先提钻后灌料。当提升钻杆接近地面时，为了保证桩头混凝土的质量，要放慢提管速度并及时清理孔口渣土。在灌注混凝土到桩顶时，灌入的混凝土要超出桩顶500 mm，以保证桩顶混凝土强度。

5)钢筋笼的制作。钢筋笼制作选用的钢筋需检验合格。制作时，要按照设计图纸，在制作平台上首先对钢筋进行调直、除锈处理，然后布置主筋，固定加强箍筋，当主筋与箍筋焊接固定后，再点焊螺旋箍筋。钢筋的搭接长度、绑扎与焊接质量要满足相关施工验收规范要求。

6)钢筋笼安放施工。为了减小安放钢筋笼难度，长螺旋钻机成孔、灌注混凝土至地面后及时清理地表土方，混凝土灌注完成3 min内立即开始钢筋笼安放施工。由于钢筋笼较长，安放钢筋笼必须进行双向垂直度观察，使用双向线呈垂直角布置，发现垂直度偏差过大及时通知操作手停机纠正，下笼作业人员应扶正钢筋笼对准已灌注完成的桩位。安放过程中，首先采用钢筋笼自重压入，当钢筋笼自重无法压入后，再启动振动锤压入。为了防止由振动锤振动导致的钢筋笼偏移，安放速度宜控制在1.2 m/min～1.5 m/min。钢筋笼外露长度300 mm，当钢筋笼安放到设计位置后，即可关闭振动锤电源。采用长螺旋钻机把钢管和振动锤提出孔外，在提出过程中，每提3 m开启振动锤一次，以保证混凝土的密实性。

7)桩头清理。成桩后，在不影响后续成桩的前提下，要及时清理孔口，也就是清运打桩弃土。在清理孔口的过程中，要注意保护桩体及钢筋笼。

8)桩基检测。灌注混凝土桩施工完毕28 d后进行检测，检测试验应委托有专业检测资质的单位完成，检测桩位由监理单位及建设单位进行会审后确定，施工单位需配合进行桩帽的制作工作。

4 结语

工程桩基础部分于2009年3月10日开工，于2009年9月底完成。2010年10月建筑主体工程完成。目前通过对建筑的沉降及裂缝观测、分析表明建筑物沉降已稳定，未出现新的不均匀沉降，表明:对该商业中心基础采用长螺旋钻孔灌注桩工艺是成功的，达到了预期的目的，取得了良好的施工效果。

[1]JGJ 79-91，建筑地基处理技术规范[S］.

[2]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S］.

[3]张世雄，扈其勇.浅谈钻孔灌注桩施工控制[J］.山西建筑，2010，36(9):121-122.