长螺旋钻孔桩在岩石地基上的应用

王士祥+王俊博+陶立波

摘 要：在目前世界各国岩土工程中，采用砼钻孔灌注桩基础是石油、矿山、交通等各类大型建筑基础形式最主要的手段。该文主要通过长螺旋钻孔桩的应用现状探索长螺旋钻孔桩在岩石地基上的应用前景和发展前途。

关键词：长螺旋嵌岩钻孔桩  岩石地基  牙轮掌片

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0104-01

随着人们生活水平的不断提高和人们对环境质量的日益重视，使建筑施工技术发展越来越快。在传统桩基础施工中，对于复杂地层嵌岩桩，常规设计采用冲击或回转工艺成孔水下灌注桩，施工速度慢，易产生缩径、塌孔、水下灌注断桩、孔底沉渣超标等质量事故，同时泥浆排放量大，污染严重。尤其在冬季，如抚顺地区，地表有冻土层，地下有较厚卵石层，桩端要嵌入岩石层，常规螺旋钻头无法施工。因此，研究一种适合长螺旋钻进工艺对于复杂地层嵌岩桩使用的多功能钻头迫在眉睫。

1 长螺旋钻孔桩的简单介绍

长螺旋钻孔桩，2005年建设部推广的建筑技术，自应用以来，改变了传统施工技术受到地下水位限制的情况，以其所用混凝土流动性强、骨料分散性好等特点，在施工中的应用越来越广泛。在施工中，长螺旋钻孔桩所用的螺旋钻机不仅可以压灌混凝土，而且操作方便快捷，打破了传统施工技术混凝土灌注速度慢的问题，成桩质量好，工程造价较低，而且保证了施工质量，提高了施工速度，在现代施工建设中的应用得到了广大的认可和肯定。

2 长螺旋钻孔桩在岩石地基上的施工研究和应用

2.1 长螺旋复杂地层嵌岩多功能钻头的研究

在冻土层中采用长螺旋钻进工艺，要解决的核心问题是轴心压力和钻头切削刃打滑问题;在卵石层中采用长螺旋钻进工艺，要解决的问题是提高钻头切削刃的抗冲击强度以及钻头对地层的挤密作用和大颗粒上返问题;在岩石层中采用长螺旋钻进工艺，要解决的问题是根据岩石的硬度采用不同形式切削刃和适合岩石破碎机理的技术问题。考虑上述种种原因并通过大量的工程实践，根据不同的岩性，采用不同形式的牙轮片作为螺旋钻头切削齿，加大钻具的轴心压力，在上述复杂岩层中起到了良好效果，并创造了巨大经济效益。

2.2 长螺旋多功能嵌岩钻头构成

主要由中心管、连接法兰、长螺旋叶片、短螺旋叶片、底牙轮掌片、翼牙轮掌片、易更换合金头、易更换刀爪、易更换底侧开门等组成。

2.3 长螺旋嵌岩钻孔桩施工优点

与传统的施工技术相比，长螺旋嵌岩钻孔桩有其无可比拟的优势。

2.3.1 岩石地基施工过程中不再需要泥浆护壁

传统的施工技术需要采用泥浆护壁以保证成孔质量，从而带来泥浆污染问题，而长螺旋嵌岩钻孔桩属于干成孔作用，施工场所保持整洁，因而节省了泥浆排放费用，大大降低了施工成本。

2.3.2 成桩效率高，稳定性强

传统的施工技术由于其条件的限制，施工速度慢，而且易出现塌孔、缩径、断桩、孔底沉渣超标等质量事故，加之施工工艺过程相对复杂，各环节控制困难，造成整个工程建设操控性差。而长螺旋嵌岩钻孔桩的应用，由于其设备简单方便，工艺先进，技术成熟，污染小，速度快，且容易穿透传统施工技术难以穿透的卵石层、流砂层，大大提高了整个工程建设的可控性。

2.3.3 长螺旋多功能嵌岩钻头应用条件分析

长螺旋多功能嵌岩钻头与传统的施工技术相比，比较适合冻土层、回填土层、卵石层以及中风化以上岩层，尤其适用于复杂地层中钻进，如抚顺地区在冬季施工，同一个钻孔中包含了上述四种地层。

3 长螺旋嵌岩钻孔桩施工要点

3.1 明确施工现场条件

长螺旋嵌岩钻孔桩施工，成桩过程一般由两台钻机完成，一台嵌岩成孔，一台灌注成桩。也可以根据嵌岩施工时间长短，采用两台嵌岩成孔，一台灌注成桩。这样可以避免由于成孔时间较长，导致砼离析造成堵管事故以至于影响成桩质量。施工前，应该对施工现场进行合理布置，确保各台施工机械都摆放在合理的位置上。

3.2 桩位、桩身控制

施工中对测量基线、水准基点、桩位点要保护好，以确保二次成桩桩位的准确性。

二次成桩施工前，应该对桩位、桩号进行复核，以保证桩位与设计相符。控制好桩位的偏差度，是保证施工质量最重要环节。

桩身的垂直度控制在施工中的重要性也不可小觑，垂直度偏差的控制直接影响到孔底沉渣的厚度，是保证桩端进入持力层深度的关键所在，是提高单桩承载力的重要环节。

3.3 孔深控制

二次成孔灌注前，应该严格按各孔嵌岩深度施工记录，对桩位、桩号进行复核。二次成孔深度应大于或等于一次嵌岩成孔深度，以确保灌注桩长与嵌岩成孔深度相符，最大限度减少孔底沉渣厚度，保证单桩承载力满足设计要求。

4 如何保证长螺旋嵌岩钻孔桩的施工质量

4.1 完善施工质量管理体系

施工的过程必须有专人监管，严格监督，以设计要求为基本准则，注重每个环节的质量控制和检查，及时把握施工动态，对于施工过程中出现的问题要及时了解，并及时解决。

4.2 健全测量监管体系

长螺旋嵌岩钻孔桩在施工过程中，测量要精准，要认真，并对一些相关数据重点标明。对于桩位变动，要及时核对，及时检查，及时了解并及时解决。

4.3 做好施工前勘察、设计技术交底工作

对于一些设计方面的问题，尤其是进入持力层深度问题，要得到勘察、设计及监理各方面的确认，确保进入持力层深度符合设计要求。关于技术方面，要让整个施工团队都了解到工程设计的整体方向和意图，了解设计规划和相关的技术要求。

4.4 把住原材料质量关

施工材料是工程施工的基础和关键，高质量的原材料是工程成功的一半。由于长螺旋灌注桩是先灌注砼后下钢筋笼，所以混凝土最好采用超流态细石砼，确保钢筋笼一次安装到位，这是整个工程成功的关键。

5 结语

长螺旋嵌岩钻孔桩以其无可比拟的优势在建筑业应用越来越广泛，正确了解其实用性，避免了传统施工工艺的复杂性和多样性，保证了施工过程中每个环节的稳定性，确保了施工质量，提高了施工水平，相信在以后施工中的应用会有更大的实用价值和实用意义，对于促进建筑施工的不断发展具有极大的推动作用。

参考文献

[1] 侯永富.混凝土桩基施工技术与质量的管理[J].工程施工技术，2009（6）.

[2] 张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程施工技术，2009（12）.

[3] 王宝.钻孔桩桩基施工技术[J].西部探矿工程，2005（S1）.

[4] 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.

[5] 刘锡阳.长螺旋钻孔压灌混凝土成桩方法[J].施工技术，1998（9）：35-36.endprint