长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工过程控制要点

熊红星 郗俊玲

摘 要：文章通过工程实例，系统地介绍了长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩工艺应用在西北湿陷性黄土地区，其工艺施工过程控制措施以满足施工质量验收标准。

关键词：灌注桩；后插筋；连续性

1 工艺介绍及特点

1.1 工艺介绍

长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩是近几年发展起来的一种地基处理的新工艺，利用长螺旋钻机钻孔至设计标高，混凝土泵将混凝土通过钻杆从钻头压出，边提钻杆边压灌混凝土直至成桩，然后利用振动装置将钢筋笼一次性插入桩身混凝土中，形成钢筋混凝土灌注桩。

1.2 工艺特点

该工艺压灌成型的桩身混凝土密实性好，强度高，混凝土与周围土体接触紧密，加大了桩身的摩擦力；施工速度快，成孔、灌注、插筋连续性完成，成桩速度快；不需要泥浆护壁，钻机旋钻出的泥土经晾晒后可以直接装车清运，绿色环保；经济效益良好，节省了泥浆制备、清运费用，施工工效高，造价合理，在西北湿陷性黄土地区应用更有优势，应用前景广阔。

该工艺技术成熟，但是施工组织要求高，成孔、压灌混凝土、后插钢筋笼连续性施工，间隔时间过长，易形成塌孔、断桩、钢筋笼插不到位等问题。各个工序配合熟练、紧凑，生产组织要求高，人员、材料、機械、技术及施工环境等因素控制到位，方可保证工程质量。

2 工艺施工流程图

图1 长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工工艺流程图

3 某工程采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工过程控制

3.1 设计概况

西安市某住宅小区由11栋高层住宅楼组成，地上26层，地下2层，剪力墙结构，基础为承台、墙下基础梁和整片筏基。场地湿陷性等级为一级非自重湿陷性黄土地基。桩基设计为钢筋混凝土灌注桩，单桩竖向承载力为5400KN，桩长28m，桩径600mm，桩身混凝土强度等级为C35，竖向主筋为Ф14，沿桩长通长配置钢筋笼。桩基施工全部采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋施工工艺。

3.2 施工准备

钢材选用HRB335级钢筋，钢材进场后，按照规范要求进行复试合格，各项材质证明符合要求，复试报告齐全。

混凝土选用商品混凝土，按照设计强度等级进行配制，混凝土应具有良好的和易性、沁水性，初凝时间不得少于6小时。砂子选用洁净中砂，含泥量不得大于2%；石子选用质地坚硬的豆石或卵石，粒径控制在5～16mm；坍落度为200±20mm，具有良好的泵送性。桩基选用2台CFG长螺旋履带式钻机，钻杆长度30m，螺旋杆直径Ф600，钻杆钻头选用优质合金材质。选用2台长臂汽车吊，满足钢筋笼的竖向吊立，2台HBT60A型混凝土输送泵，2台小型挖掘机，2台装载机等施工机械。桩基施工场地大型机械较多，基坑内黄土具有湿陷性，建议对基坑进行必要的硬化处理，确保基坑稳固、平整，防止桩机、吊车等大型机械在施工中发生倾斜、失稳等不安全行为。

3.3 施工控制要点

3.3.1 测量放线

按照设计图纸采用经纬仪、钢尺施放桩位。在桩位上用钢钎打入300mm，放入木桩，灌入白灰做标记，并加以保护，以便施工桩孔定位。做好测量放线记录，复验完毕，经监理验收合格后进入下道工序。

3.3.2 钢筋笼制作

（1）选用专业钢筋笼加工队伍现场加工，操作工人的技术水平满足需要。

（2）钢筋笼规格及配筋严格按照设计图纸进行加工。钢筋笼按桩长全长加工，减少搭接。竖向主筋连接选用双面搭接焊接。加强筋用特制绞盘缠绕环状，焊接成型，箍筋用螺旋箍筋按间距要求点焊在钢筋笼骨架上，辅助于必要的绑扎，保证钢筋笼在转运、起吊、下插过程中不变形、不脱焊。

（3）钢筋笼下部加工成锥形头，锥形头根据设计图纸进行合理优化。全部主筋缩口焊接，并加设必要的加强钢筋，防止振动管穿透钢筋笼锥头。

（4）在钢筋笼主筋外侧焊接船型卡，间距符合设计要求，保证钢筋笼的保护层厚度。（见图2）

图2

3.3.3 成孔

（1）开钻前，先用清水润通混凝土泵及泵送管线，然后泵送一定数量的砂浆。封住钻头阀门，钻头下移至地面，开始钻进，钻具中心与桩位的偏差不大于20mm。

（2）根据设计的桩长预先在钻塔上做出醒目标志，作为施工中确定桩长的依据，在钻机钻头到达标志位置即满足桩长要求。

（3）钻进过程中，根据不同的地层调整钻进方法，同时密切注意钻杆的垂直度，防止出现偏差，影响桩身的垂直度。

（4）根据钻机成孔进度及时联系商品混凝土运送至施工现场，混凝土量满足单桩压灌混凝土需求量。（见图3）

图3

3.3.4 压灌砼

（1）钻机成孔达到设计深度后，钻杆停止钻动，将混凝土输送到钻杆底端，并达到钻杆芯管一定高度后，将钻具慢慢上提0.1～0.3m，观察混凝土输送泵压力有无变化，以判断钻头两侧的阀门是否打开，在确认钻头两侧的阀门已经打开，输送混凝土顺畅后，方可开始压灌混凝土工作，严禁先提钻后泵送混凝土。

（2）钻机边提钻边泵送砼，提钻速度不可过快，控制在1.2～1.5m/min，输送泵每泵送一次，钻具的提升高度按照一定的提升量进行现场灵活控制。钻具底端出料口不得高于孔内混凝土的液面，保证钻头始终埋在桩身砼面以下不少于1m，桩身混凝土压灌要一次性连续完成，中途不得无故间歇。

（3）压灌成桩桩顶标高应高于设计桩顶标高0.5～0.8m。

（4）在钻杆提升过程中，配备2名工人清理螺旋钻杆上的泥土。

（5）混凝土压灌完成后移走桩机，运用小型挖掘机清理完桩口多余泥土。

（6）根据混凝土压灌进度，提前起吊成品的钢筋笼。

图4

3.3.5 钢筋笼下插成桩

（1）提前将钢筋笼转运至钻机附近，用吊车吊起振动器及振动导管，小型挖掘机做牵引，将振动器及振动导管插入到钢筋笼内。

（2）钢筋笼起吊时，用吊车将振动器装置和钢筋笼整体起吊。吊车同时吊起振动器和钢筋笼顶部，振动器顶部高于钢筋笼顶，两根钢丝绳吊在钢筋笼的第二道加强箍筋上，振动管底部压住钢筋笼锥头，小型挖掘机配合起吊钢筋笼锥头。随着吊车的起吊，小型挖掘机水平移动。起吊过程中钢筋笼不得拖地，防止钢筋笼弯折变形。

图5

（3）在下插钢筋笼之前，在桩体位置加设Ф1200mm直徑、600m

m高的铁皮箍圈，防止钢筋笼下插时混凝土上溢，造成桩头混凝土缺失。

（4）钢筋笼起吊垂直后，入孔时对准桩身中心位置，依靠振动器的自重下插到一定深度，再开启振动器。振动器带动导管和钢筋笼一起下插至设计标高。测量人员应预先在振动导管上施测标高标记，钢筋笼下插时用水准仪控制标高，确保钢筋笼整体下插至设计标高。（见图6）

（5）经复测钢筋笼标高无误后，拔出振动器及导管，拔管时应边拔管边振动，确保混凝土密实性。

（6）成桩后进入养护龄期，进行下一个桩体施工。（见图7）

3.4 质量验收

3.4.1 钢筋笼质量验收

钢筋笼的加工质量应符合相关的规范验收标准，成品钢筋笼应经过现场监理验收合格后方可吊运。

3.4.2 成孔质量验收

长螺旋钻杆在钻孔过程中，钻进的泥土附着在钻杆上，对桩孔有一定的抵抗力，不会形成塌孔、窜孔现象，成孔质量验收时，对成孔深度的验收按照设计桩长通过实测钻杆长度，预先在桩机上设定标尺，成孔后复测标尺一致，方可满足桩长要求。

3.4.3 压灌混凝土质量验收

浇筑前由混凝土厂家提供相应的配合比、试配强度等级报告、原材料合格证明等资料。浇筑过程中现场按照规范要求检验批留置混凝土试块，试块养护条件符合规范要求。

3.4.4 后插筋质量验收

钢筋笼在下插前按照桩长要求，预先在振动导管上设定标尺，导管下插时用水准仪施测标高，控制钢筋笼下插深度满足桩长要求。

3.5 质量检测

该工程桩基工程经过专业检测机构进行低应变、单桩承载力等方面检测均满足设计要求，各项指标符合要求。

4 结束语

长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工工艺，技术先进，质量可靠，施工速度快，造价较低，经济效益显著，在湿陷性黄土地区应用更有优势，应用前景广阔。

参考文献

[1]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].

[2]北京市DB11/T582-2008.长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工技术规程[S].

[3]刘鹏.长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工技术[J].山西科学之友，2003.