长螺旋钻孔压灌桩施工要点及质量控制

张晓康

陕西建工安装集团有限公司，陕西 宝鸡 721000

1 工程概况

汉中市某工业厂房建筑高度为23.3m，建筑面积为6205.18m2，建筑结构为钢筋混凝土框架结构。根据《岩土工程勘察报告》工程地形地貌属于汉江左岸Ⅰ级阶地，有较厚软弱土层分布，且稳定水位埋深4.50～6.00m，水位较高。场区场地水和土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。该工程采用长螺旋钻孔压灌桩基础，桩径为600mm，桩身有效长度为14m，单桩竖向承载力特征值（计算值）为1520kN。桩端持力层选用6卵石或7砂砾，桩入持力层深度不小于1倍桩径。

2 施工要点

2.1 施工前准备

（1）施工钻机设备及原材料准备。长螺旋钻孔压灌桩作业设备均属于大型专用设备，移动起来比较困难，因此所有桩基施工设备进场时，直接被运至作业面组装调试，施工期间在作业面停放，工程验收后，撤离现场，不占用场地，桩基施工机械不设专门停放区。为方便设备移动和材料运输，应根据现场实际情况修建临时道路。（2）施工作业场地准备。长螺旋钻孔压灌桩混凝土充盈系数不得小于1.0，施工时注意控制最后一次灌注量，实际超灌高度不应小于800mm。对作业场所实施整平作业，在比设计桩顶部标准高度高出800～1000mm的状况下作业，留出桩基进入作业场地的道路，宽度约为9～10m，需要充分进行碾压。（3）试验桩准备。工程桩施工前采用静载试验方法先进行竖向承载力检验，在场地内选取2组试验桩试桩。试桩应加载至破坏，以便准确确定单桩承载力。检测方法采用单桩竖向抗压静载试验，加载进行单桩竖向抗压静荷载试验前、后，均应采用低应变检测桩身完整性。

2.2 桩位测量放样

根据建设单位提供的测量控制点和《桩位平面布置图》，采用全站仪施测。测量放线的精度要求：群桩桩位放线的允许偏差应为20mm，单排桩桩位放线的允许偏差应为10mm。施放的桩位点，用φ14mm钢筋打孔填白灰灌实，并用φ8mm钢筋打入地下做记号的方式布设。桩位点布设完毕之后通过自身检查、监理人员检验、建设企业查验之后进行记录，再次核查未发现异常的情况下便可施工，应随时测放桩位，一次测放个数不宜太多。测量完毕后，由测量人员第一时间提交测量放样说明文件。

2.3 钻孔至设计深度

钻机就位后需平整稳固，并对钻杆进行垂直度测量，垂直度误差不大于0.5%。根据现场所引好的高程控制点对每孔进行现场标高实测，在钻杆上做出深度控制标志，准确控制钻孔深度，方便在施工中进行观测、记录。根据实测值计算孔深，并告知钻机机长。工作过程中，机械要避免发生倾斜、位移。钻孔工序按相应规范及设计的要求进行施工。设备安装时，应做到钻架平稳、钻盘水平、钻杆垂直，锥尖、桩位点在一垂直线上并用吊锤进行吊正，经机长、技术员及甲方监理校正点位验收合格后，方可开钻。开钻后应先慢后快并保持匀速钻入。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、移位。钻进过程中，要随时注意孔内地层的变化，发现孔洞、墓穴、防空洞、古井等问题或与勘察报告出入较大时，应及时与工程技术人员、设计部门及建设单位联系，研究处理方案，制订措施，以满足设计孔径孔深的要求。在钻进过程中，应认真填写钻孔记录表。

2.4 钢筋笼的制作

长螺旋钻孔压灌桩钢筋笼的制作应严格控制其施工质量。制作时，焊接部位必须除去铁锈、浮渣、油污、泥土，钢筋必须调直。焊条规格、品种要满足规范要求，焊缝要平整，饱满，不能夹渣。主筋、螺旋筋、加强筋均应焊接牢固。为保证焊接质量，钢筋笼在施工现场制作，焊接时同一截面上钢筋的接头面积不大于总面积的50%，钢筋接头之间的距离应不小于35d，主筋之间搭接长度不小于10d，加强箍筋的焊接不小于10d。

保证钢筋笼保护层厚度不小于5cm，保护层的控制采用φ8mm的盘条制作成规格为10cm×5cm的船形桩径卡，焊接在主筋上，每4m焊接一组，每组组成一个圆形截面，同一截面上焊接3个，以确保钢筋笼居中。

箍筋与主筋焊接牢固，钢筋笼吊点处、绕筋与主筋的每个接点应点焊牢固，避免吊装安装时开焊。运输及安装过程中，应加副杆，防止钢筋笼变形变折，起吊点位置设置在笼两端的1/4处，以防止钢筋笼起吊变形过大，吊放钢筋笼时对准孔中心垂直入孔。钢筋笼的制作允许偏差应符合以下要求：主筋间距±10mm，箍筋、螺旋筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±50mm。

2.5 混凝土灌注

根据每根桩的桩长，螺旋钻机清孔至设计标高后停止钻进，混凝土进厂，检查混凝土坍落度。一切准备工作就绪后，开始灌注，首次灌注应先用水和水泥砂浆润滑泵管，然后进行混凝土压灌。在混凝土灌满钻杆芯管之后向上提升钻头，禁止先提升钻头后进行泵送的问题发生，避免产生夹渣与缩径现象，提桩的速率约为2～3/min，并且需要确保钻杆中的混凝土高度比钻杆底出料面高。使用泵运送混凝土的过程应连贯实施，防止因后台物料供给不及时而暂定关停机器的问题发生。浇灌成桩之后，以成孔钻出的黏性土将顶部封住，以对桩头进行妥当的保护。施工过程中每根桩所投入物料的数量不可比设计灌注量小，并且浇灌混凝土充盈系数应在1.0以上。详细记录浇灌量、孔深、桩号、桩长等情况。在作业期间若碰到异常状况，应及时制订解决方案，且上报监理方审批。

2.6 吊放钢筋笼成桩

钢筋笼下部加工牵引点，牵引点应稳定，确保振动杆全面发力，起吊时确保钢筋笼垂直，以比较慢的速度把钢筋笼插进孔中，前期依托自身重量向下沉降，后期使用振动锤，依托振动产生的力量把钢筋笼插入孔中，使用水准仪抄平对钢筋笼的顶部标高进行管控，然后将振动锤与振动杆拔出，上拔时速度不宜过快。混凝土浇灌到设计桩顶以上0.8～1.0m，清除桩头渣土以保证新鲜混凝土面层。

3 施工中易出现的问题及控制措施

3.1 桩身混凝土强度不足

长螺旋钻孔压灌桩在施工过程中会存在混凝土原料配合比有偏差、冬季施工等因素，从而导致桩身混凝土强度不足。

控制措施：（1）粉煤灰选用要经过配合比试验确定，粉煤灰宜选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）的规定；（2）砂应选用中砂，含泥量不应大于3%；（3）石子宜选用质地坚硬的卵石或碎石，最大粒径不宜大于30mm，含泥量不应大于2%；（4）冬季施工应待龄期或累计温度达600℃后，方可进行静荷载试验。

3.2 桩身缩颈现象

通过小应变检测完发现个别桩身4m处存在缩颈现象，通过地勘报告该标高处为地下水位线，且为砂层提钻时易造成塌孔。

控制措施：混凝土压灌过程中，应保持钻具排气孔畅通，钻杆提升速度应与混凝土泵送量相匹配。严格控制提钻速率，灌注深度为5～14m时，钻杆提钻速度为2档（2.5m/min），并且必须保证钻杆内混凝土的液面高于钻杆底出料面，桩顶至少超灌800mm。

3.3 桩头夹泥

桩头夹泥、浮浆太厚、气泡等，一般是现场操作不当造成的。

控制措施：（1）桩头部位混凝土采取二次回灌的措施，二次回灌前，清理附着在钻头及桩身周边的泥土；（2）桩头部位浇筑时溢出的混凝土严禁再次流入孔内，溢出的部分及时清理；（3）按规定要求进行桩头部分混凝土的振捣，确保振捣质量。

3.4 钢筋笼无法沉入

钢筋笼无法沉入主要因操作不当或混凝土的配合比不合适等造成。

控制措施：（1）吊放钢筋笼时保证垂直度和对位的准确，振动杆垂直度偏差小于1%，防止振动杆挂笼；（2）混凝土灌注完毕后应及时吊放钢筋笼，防止混凝土初凝形成硬块造成堵管；（3）改善混凝土的配合比，保证粗骨料的级配和粒径满足要求。

3.5 钢筋笼变形

钢筋笼在吊放过程中，会产生一定的变形。

控制措施：（1）钢筋笼焊接时，箍筋与主筋要按规范10d焊接满焊，绕筋采用点焊，焊点要牢固，确保在安装过程中不会脱焊变形；（2）运输、安放过程中，轻起轻放，起吊点为笼顶以下4m第二个箍筋处，起吊时由装载机配合一次起吊完成，防止扭转、弯曲；（3）钢筋笼对接时应保持在同一铅垂线上，垂直偏差小于1%；（4）安放钢筋笼应对准孔位中心，避免钢筋笼碰撞孔壁后倾斜引起变形。

4 结束语

文章对长螺旋钻孔压灌桩进行了详细介绍，从施工要点和施工中易出现的问题及控制措施两方面入手进行了深入研究。工程技术人员应对长螺旋钻孔压灌桩有更为清晰的认识，按照施工要求做好施工前准备工作，在施工阶段中，掌握每个关键的施工环节，严格按照相关规范进行施工，在施工完成后，根据国家规定进行质量检查，进一步提高长螺旋钻孔压灌桩施工质量。