浅析长螺旋钻孔压灌桩施工要点及质量控制

柳贵涛

(长春工程学院，长春 130012)

浅析长螺旋钻孔压灌桩施工要点及质量控制

柳贵涛

(长春工程学院，长春 130012)

通过长春市万豪世纪广场项目──长螺旋钻孔压灌桩基础工程施工实践，总结提炼了长螺旋钻孔压灌桩的材料及设备优选、桩身定位、钻孔、终孔、提钻成桩等施工工艺与关键工序操作要点，并对其施工过程中易出现的质量问题进行研究分析及采取相应质量严控措施，达到控制长螺旋钻孔压灌桩成桩质量的施工效果。

长螺旋钻孔压灌桩；操作要点；质量；控制

0 引言

随着城镇化建设的进一步发展，以及建设用地的不足，对土地空间的优化利用提出了更高的要求。为了给软基地区对上部建筑物荷载的承载不足提供技术支撑，长螺旋钻孔压灌桩新技术应运而生，连续压灌超流态混凝土能在有缩径的软土、流砂层及地下水等复杂的地质条件下成孔打桩。相比于长螺旋钻孔灌注桩，它具有适应性强、单桩承载力高、桩身成型好等优点。本文结合长春市万豪世纪广场项目──长螺旋钻孔压灌桩基础工程实践，主要总结了其在施工中的关键工艺操作要点及质量控制措施。

1 工程概况

长春市万豪世纪广场项目位于长春市新城大街与净月大街交汇，建筑功能为高级办公楼，建筑高度为98.7 m，共有地下2层、地上26层。根据《岩土工程勘察报告》确定本工程地基基础设计等级为甲级，建筑桩基设计等级为甲级，基础部分采用长螺旋钻孔压灌桩，其设计桩径为φ600 mm和φ400 mm，抗压抗拔桩桩长为16.5 m、11 m、9 m，对应抗压抗拔承载力值为(3 000 kN，350 kN)、(800 kN，300 kN)、(800 kN，300 kN)，抗压桩桩长16.5 m等；对应抗压承载力值有3 000 kN、800 kN，抗拔桩桩长18 m，对应抗拔承载力值500 kN。要求地质勘察报告中的第⑦层为中风化砂质泥岩，作为φ600 mm桩端持力层，要求入持力层深度不小于3 000 mm。第⑥层为强风化泥岩或砂岩，作为φ400 mm桩端持力层，要求进入持力层深度不小于3～5倍的桩径。

2 长螺旋钻孔压灌桩施工要点

长螺旋钻孔压灌桩施工操作工艺流程如图1所示。

图1 长螺旋钻孔压灌桩施工操作工艺流程图

2.1 施工准备操作要点

2.1.1 施工原材料及设备的准备

根据本工程设计需要，严格把守供货商资质和原材料采购的质量确认，获得设计方和监理方报审同意，方可投入进行施工。本工程使用商品砼，桩身砼强度等级分别为C50、C35，结合具体工程的施工方案和工期要求等特点，选择合理化的施工机械设备种类及数量，并进行调试，确保所有施工设备正常运转。

2.1.2 施工作业场地准备

土方工程结束，对施工作业场地进行平整，在高于设计桩顶标高300～500 mm基坑下施工，预留供桩机进出场的坡道，其宽度9～10 m，要求平整且压实，坡度不宜大于15°；角桩中心距离坡底边线不小于2 m，边桩中心距离坡底边线垂直距离不小于1.5 m。

2.1.3 试验桩准备

在正式施工前，本标段工程依据地质勘察报告，在场地内拟选不同位置进行2组试验桩试桩。根据项目工期需要和试验桩采集结果，对试验桩加配超早强剂；确定试桩周期一般在8～15 d，以现场留置的同条件试块为准，强度须达到设计强度的100%方可实验。本工程试桩位置拟选在地质承受要求较高的电梯井附近进行静载试验，其中单桩竖向抗拔荷载实验应加载至破坏，对其试验检测数据分析，最终确定桩长等技术参数，如图2所示。

图2 试验桩施工

2.2 施工过程中操作要点

首先，施工测量小组根据桩基础设计平面图及甲方给定的坐标控制点进行桩位放线，来确定每根桩的桩位。在施工中要做好放线测量数据的精确记录，并对已完成的桩位放线测量结果及时进行复核验收。

2.2.1 钻机对位

在钻机对位时，利用桩管竖向角度指针进行垂直控制，可以通过机架上的吊锤校正垂直度，垂直度误差不大于1%，如发现指针偏离参照点，调整液压支撑杆的长度来保证桩管的竖向垂直。工作过程中，机械要避免发生倾斜、位移，保持平衡。在机架上或机管上作出控制标尺，用来准确控制钻孔深度，方便在施工中进行观测、记录。

打桩施工走机路线采用退打法或跳打法施工，即由一个方向往另一个方向退打或跳打，避免因移机压坏成品桩，其打桩施工走机施工路线，如图3所示。

图3 打桩施工走机施工路线

2.2.2 润滑砼管及钻孔

钻孔前，混凝土输送管及钻杆内壁需用1∶1水泥砂浆润滑。

1)钻孔开始前，先调直桩架杆，对好桩位，然后关闭钻头阀门，下移钻杆直至钻头触及地面。钻头行进速度一般先慢后快，尽量减少钻杆摇晃，避免钻孔偏斜、移位，甚至钻具损坏。待钻杆进入地质0.5～1.0 m深后，进行设备检查，一切正常后，方可继续钻进。

2)下钻行进中，速度要保持平稳，防止钻杆偏斜、移位。在行进中，如果发现地下障碍等不良地质出现时，应立即停钻上报处理；当钻机钻至设计孔底标高时停止，下放钻具并清理孔底，将土块随螺旋叶片排除孔口，然后将钻具提升300～500 mm，开始泵送超量压灌混凝土，做到边压灌边提钻，并始终保持泵压输进孔中的混凝土量大于钻杆上提的体积量；如果钻孔行进中出现串孔现象，必须采取跳打法施工。

3)在进行泵送压灌混凝土时，提钻要严格控制提升钻杆的速度。可以利用泵送混凝土对钻杆产生的上顶力，调整提钻的速度，使得钻杆及叶片对周围土质有一定的挤压作用。同时，要保证钻杆内的混凝土面高于地面的高度，并计算每盘泵入的混凝土方量。

2.2.3 终孔

本工程设计的桩端持力层为中、强风化砂质泥岩层。所以，当钻机钻至成孔桩底持力层时，钻机电流值会突然变大，桩机操作工作人员可以根据电流值的变化，来确保设计桩端是否已进入持力层位置，并满足孔深设计要求的前提下，方可进行下一道施工工序。

2.2.4 灌注及提钻成桩

1)混凝土输送采用钻杆管内泵压工艺。当钻孔达到设计桩端标高后，混凝土通过输送管泵压至孔底，排出输送管内空气。然后，当输送软、硬管及钻杆内管内的混凝土连续压灌时，进行提钻；要做到钻杆提升速度与混凝土输送速度相协调(提钻速度不大于3.0 m/min，泵压不小于6 MPa)，并且钻杆内砼量始终保持混凝土高度大于1.0 m；在提、拔钻杆过程中，要确保连续性输送泵料，禁止停泵待料，避免砼料离析、桩身缩颈和断桩等质量问题发生。整个施工过程，保证混凝土浇注量，充盈系数控制在1.1～1.4，灌注高度要大于设计标高0.3 m，而桩顶标高低于地面的桩，全部灌注至与地面持平，以免周围砂土混入混凝土中，影响桩身质量；当压灌桩位于基础的局部下卧时，桩顶标高相应降低，桩长不变。

2)对商品混凝土坍落度进行随机抽检，其控制在180～220 mm，当混凝土坍落度达不到使用要求，不得使用，避免发生堵管现象，影响成桩的施工质量。

2.2.5 钢筋笼放置

首先，在下放钢筋笼之前，钢筋笼的主筋与加劲筋要确保检查焊接牢固，然后合理布置吊点、调直、对中；借助桩机自带吊钩、塔吊或吊车，将钢筋笼垂直于孔口上方吊起，在人工扶稳旋转且依靠自重状态下连续性下入孔中，行进中严禁撞击孔壁，确保钢筋笼保护层为50 mm。如果行进中遇到下沉阻力过大，那么在钢筋笼下沉至露出地面小于1 m时，可以借助桩机振动器压入至桩顶设计标高。

3 施工中质量缺陷问题及防控措施

3.1 导管堵塞问题

为防止由混凝土配合比或塌落度不符合基础设计施工要求、导管弯折部位较多或者前后协作不够紧密导致导管堵塞。项目部执行施工中做出以下3点严控措施：

1)确保粗骨料的粒径、混凝土的配合比和塌落度符合基础设计施工要求。

2)输送软、硬管及钻杆内管的管路避免过大变径和弯折数量，并及时清洗干净已拆卸的导管。

3)加强施工过程管理，保证前后施工工序有序配合，做到及时发现和解决问题。

3.2 偏桩问题

为防止由于场地原因、桩机对位不准确以及还有特殊地下障碍致使钻杆跑偏等原因造成桩平移偏差和垂直度超标偏差的偏桩现象。项目部执行施工中做出以下3点严控措施：

1)钻孔前，平整并压实场地，确保地下障碍已清除，防止钻杆跑偏。

2)桩身定位做到认真测量放线及复核，严格控制测量误差。

3)开钻前，钻机对位要严格控制桩机水平度和垂直度，并且在钻进过程中，注意复核检查。

3.3 断桩及夹层问题

为防止由于提钻速度太快、泵送混凝土的速度与提钻速度不协调或者是相邻桩位置太近造成串孔式的断桩及夹层现象。项目部执行施工中做出以下两点严控措施：

1)增加输送混凝土泵量或配备储料罐等措施，保持混凝土的连续性泵送压灌。

2)控制钻杆提拔速度，确保钻杆内管有0.1 m3以上的混凝土量。泵压过程中，因意外原因造成压灌停滞时间大于混凝土的初凝时间的情况，必须做到重新成孔灌桩。

3.4 桩身砼强度不足及回缩问题

压灌桩对混凝土的塌落度、和易性有一定要求。但是混凝土配比中一般加粉煤灰，致使混凝土前期强度低，再加上粗骨料粒径小和用水量的控制不足，也较容易造成混凝土强度低；成桩过程中，混凝土的振捣不足及局部范围受土壁空隙水压，这些都将会为缩径埋下隐患，本工程采用商品砼，为此，项目部执行施工中做出以下3点严控措施：

1)确保商品砼中粗骨料的粒径，混凝土的配合比，外加剂、粉煤灰的出场质量检测报告和塌落度检测符合基础设计施工要求。

2)加强施工过程管理，提钻成桩过程中，确保桩顶至少超灌0.3 m高，防止砂土混入孔口处的混凝土中。

3)合理选用减水剂材料，确保减水效果。

3.5 桩头质量问题

为防止施工操作不到位，致使桩头质量问题呈现夹泥、气泡、浮浆太厚等问题现象。项目部执行施工中做出以下3点严控措施：

1)对桩顶孔口的出土，做到及时清除或外运，防止砂土进入混凝土中。

2)排空输送软、硬管及钻杆内管内的空气并保证排气阀开启自如，防止混凝土桩顶处混凝土含气泡；泵送压灌过程中，要严格按施工要求执行振捣，确保振捣质量。

3)提钻成桩过程中，确保桩顶至少超灌0.3 m高，防止因孔内出水或砼离析造成的浮浆现象。

3.6 单桩承载力低问题

钻孔入岩和桩底嵌固达不到桩设计要求，是致使单桩承载力低的主要原因，并且在黏性土地层中施工，钻孔行进速度也会导致该现象发生。为此，项目部执行施工中做出以下3点严控措施：

1)提钻时机要合理，增加入岩的程度；一定要确保混凝土压灌一定量后，方可提钻，保证桩底嵌固良好。

2)在黏土层中施工时，钻孔行进速度要加快，防止螺旋钻的离心作用在钻孔壁上形成泥皮，降低成桩的摩擦阻力。

3)合理选用混凝土输送泵施工，尽量选用规格HBT60以上，这样可以增强孔内的泵送压力和混凝土充盈性。

4 结语

综上所述，作为一种成桩施工普适性很强的桩施工工艺，使得长螺旋钻孔压灌桩有较大的施工优势。但在施工过程中也存在一些缺陷和问题，因此，必须严格掌握并控制好每道施工工序来确保成桩质量，做到长螺旋钻孔压灌桩施工技术的现场正确应用，在保证质量前提下，实现建筑企业施工效率、施工效益最优。

[1] 许德胜.长螺旋钻孔灌注桩施工技术的应用[J].企业科技与发展，2014(12):97-99.

[2] 曾建宁.长螺旋钻孔压灌桩施工工艺及应用分析[J].科技创新导报，2015(17):106.

[3] 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(6):16-19.

TheAnalysisofConstructionPointsandQualityControltoLongAugerBoredGroutingPile

LIU Gui-tao

(ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

Through the long auger bored pile foundation construction practice in Marriott Century Square project in Changchun City China，this paper summarizes the operation points in the construction of long auger bored grouting pile such as the materials and the equipment optimization，pile position，drilling，ending hold，the construction process in drilling into pile，and some other key processes，analyzes the quality problems in the construction，and proposes some corresponding quality strict control measures in order to achieve the good construction effect to control the quality of long auger bored grouting pile.

long auger bored grouting pile；operation points；quality；control

10.3969/j.issn.1009-8984.2017.03.007

2017-08-30

柳贵涛(1991-)，男(汉)，山东日照，硕士 主要研究工程项目管理。

TU753.3

A

1009-8984(2017)03-0029-04