全套管长螺旋钻孔后压灌砼灌注桩施工实例与控制要点

李小斌 吴肖玉

（浙江省地矿建设有限公司上海公司，上海 200433）

全套管长螺旋钻孔后压灌砼灌注桩施工实例与控制要点

李小斌 吴肖玉

（浙江省地矿建设有限公司上海公司，上海 200433）

全套管长螺旋钻孔后压灌砼灌注桩施工方法是近年来研发的一种新型的钻孔灌注桩施工方法。它具有土层适应性强、不坍孔、无泥浆污染、成桩工效高、成桩质量好等优点。文章结合工程实例，通过在基坑围护施工中作为支护桩的施工应用，对全套管长螺旋钻孔后压灌砼灌注桩的施工工艺及施工要点进行总结，为后续施工积累经验。

全套管；长螺旋钻孔；压灌砼；灌注桩施工实例；控制要点

1 工程概况

本工程位于上海市浦东新区。基坑面积约21000m2，开挖深度为5.9～10.7m，采用压灌桩排桩＋三轴水泥搅拌桩止水帷幕作为围护结构。压灌桩桩径700mm，有效桩长13.05～16.45m，桩身混凝土强度等级为水下C35。如图1所示：

图1 围护结构示意图

2 工程地质条件

本工程基坑影响范围内涉及土层主要有第①1层杂填土、第②层灰黄色粉质黏土、第③层灰色淤泥质粉质黏土、第③t层灰色粘质粉土、第④层灰色淤泥质黏土、第⑤1层灰色粉质黏土。基坑坑底位于③t层，开挖面范围内以淤泥与淤泥质土层为主，土性较弱，具有含水量高、压缩性高、易流变、易开挖扰动等特点。场地地下水类型主要为潜水，静止水位标高为2.45～3.20m，场地内无微承压含水层。

3 压灌桩排桩施工

3.1 主要施工设备

施工所用主要机械设备如下：（1）主钻机（又动力头带套管）；（2）砼泵送机（固定泵）；（3）钢筋笼下放振动器（带振动杆）；（4）小型挖机；（5）土方车。

主钻机底盘采用履带式底盘。砼泵送机（固定泵）一般采用液压活塞式，砼输送管与道长螺旋钻杆顶部相连，既可方便钻机移动，又可保持砼输送后台位置的相对稳定。如图2所示：

图2 双动力头钻机

3.2 施工工艺流程

全套管长螺旋钻孔后压灌砼灌注桩是利用在长螺旋钻杆外侧带有套管的钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用混凝土泵送设备通过输送管道及钻杆中心通道，以一定压力将混凝土自下而上压入至桩孔中，在混凝土压灌注到设计桩顶标高后，再借助带有送筋杆的专用振动设备将钢筋笼振送入至设计标高，形成的钢筋混凝土灌注桩。其工程流程如图3所示：

图3 施工工艺流程图

3.3 施工跳桩顺序

本工程的钻孔压灌桩排桩作为支护结构，桩中心间距900mm，为避免相邻桩的影响，施工中采用“打一跳三”的跳桩施工方法，即完成一根桩后，间隔三个桩孔再施工一个。跳打施工流程如图4所示：

图4 排桩施工平面布置图

3.4 施工参数

施工参数如表1所示：

表1 施工参数表

4 质量控制要点及措施

4.1 质量控制措施

全套管钻孔后压灌砼灌注桩的成桩质量主要包括成孔、钻杆内压灌混凝土、钢筋笼制作及起吊、震动、放入。

4.1.1 钻机成孔质量控制。

第一，成孔垂直度控制。施工现场进行场地硬化，采用厚250～300mm，C30混凝土。确保钻机行走作业面平整、密实，钻机平稳，钻杆顺直。钻孔过程中，利用钻机自带的铅垂线随时调整钻杆的垂直度，确保成孔垂直度满足要求。

第二，孔深及孔径控制。孔深控制：根据设计孔深和钻杆长度，计算出机上余尺，并在钻杆上相应位置做标计，作为现场施工人员施工时控制桩长的依据。孔径控制：主要控制护筒直径以满足设计要求。

第三，钻进速度控制。钻进开始时，采用慢速。钻进的速度应根据土层情况及返土量确定：杂填土、黏性土宜控制在0.5～1.0m/min，素填土、黏土、粉土、砂土宜控制在1.0～1.5m/min。返土应及时清理。

4.1.2 压灌混凝土控制。

第一，混凝土坍落度的控制。使用坍落度筒进行测量，坍落度测试结果应满足设计及规范要求，保证混凝土的流动性及和易性。

第二，充盈系数的控制。在实际施工过程中成孔存在偏差以及由于地下障碍等情况，就会发生实际灌入量大于理论计算量。因此为保证成桩质量应尽量使混凝土充盈系数保持在1.05～1.20之间。

4.1.3 钢筋笼安装控制。

第一，钢筋笼吊放控制。钢筋笼的起吊应采用四点起吊，并保证平直起吊，各起吊点通过绑沙杆或方木加强，防止应笼过重而变形。

第二，钢筋笼入孔控制。吊放钢筋笼入孔，应对准孔位，吊直扶稳，保证垂直、居中。

4.1.4 护筒拔出控制。护筒应在钢筋笼插入完成后拔出。护筒刚开始拔出时，先应原地旋转5s后再边旋转边拔出。

4.1.5 质量控制记录。钻孔过程中做好地层情况记录，以便核实设计是否符合地质情况并做好其他质量控制记录。

4.2 预防及控制技术

4.2.1 导管堵塞。由于混凝土颗粒级配或塌落度不符合要求，导管弯折过多或者其他原因，易造成导管堵塞。预防及控制措施：

第一，粗骨料的粒径不宜大于2cm、混凝土的级配和坍落度应符合设计要求。

第二，尽量减少灌注管路变径和弯折数量，导管必须清洗干净，灌注前利用砂浆进行润滑。

第三，加强现场组织管理，前、后台施工人员配备对讲机，做到配合紧密，及时发现和解决施工中遇到的问题。

4.2.2 桩头质量。桩头质量问题多为夹泥、空洞、桩头混凝土不足、浮浆过厚等问题，一般是由于操作控制不当造成。预防及控制措施：

第一，及时清除螺旋杆上带的泥土，运到专用土方堆场或及时外运，防止下笼时将土掺混入到混凝土中。

第二，控制钢筋笼震动送入的速度，并用送笼杆上的震动器将混凝土震密实。

第三，灌注接近完成时，灌注砼面应超出设计标高1.0m左右方可停止灌注砼，确保桩头质量满足设计强度要求。

第四，利用混凝土震捣棒，对桩头混凝土进行震捣，确保桩头质量。

4.2.3 钢筋笼下放。

第一，钢筋笼无法顺利沉入。多数原因是由于混凝土配合比不当或桩周土对桩身产生挤密作用。控制措施：（1）改善混凝土配合比，选择合适的外加剂，并保证混凝土灌注量达到要求；（2）将钢筋笼底部设置成锥形，以利于钢筋笼的震入，同时吊放钢筋笼时保证钢筋笼中心和桩孔中心偏差小于20mm，避免钢筋笼刮到套管；（3）采用全套管跟进，消除桩周土对桩身产生挤密影响。

第二，钢筋笼上浮。由于相邻桩间过近，在施工时可能会发生混凝土串孔或桩周土壤挤密作用造成前一根施工的桩钢筋笼上浮。控制措施：（1）采用套管跟进成孔并采取“打一跳三”的跳打施工顺序，保证各桩混凝土不相互窜孔，只要桩初凝后钢筋笼一般不会上浮；（2）控制好相邻桩的施工时间间隔，一般不少于12小时。

5 结语

第一，本工程支护压灌桩为采用全套管长螺旋钻钻孔取土，在提钻过程中进行压灌混凝土，后采用振动沉笼的钻孔灌注桩施工新技术。该工艺不仅大大地提高了施工效率，而且保证了施工质量。并且因为采用了全套管护壁，桩身均匀、成型好。基坑开挖后检查，成桩质量明显好于泥浆护壁钻孔灌注桩，如图5所示：

图5 开挖后效果图

第二，采用长螺旋取土技术，施工过程中无泥浆污染，取出的土方可直接装车外运，不会对环境造成污染，符合绿色施工标准。

第三，施工工艺操作简单，与泥浆护壁钻孔灌注桩相比，节约施工用水，控制砼充盈系数，大大降低了造价，经济效益显著，同时提高了施工效率和地下空间利用率。在本次基坑支护工程的成功运用为今后类似工程起到了借鉴作用。

[1]建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]地基与基础工程施工技术措施[M]．北京：经济科学出版社，2005.

[3]许晓红．长螺旋钻孔压灌桩施工技术控制[J]．技术与市场，2012，（10）．

（责任编辑：小 燕）

U45

1009-2374（2017）07-0172-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.081

A