长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩【长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工技术概述】

　　摘要：长螺旋钻孔压灌混凝土桩是在长螺旋干钻法的基础上发展的压灌混凝土桩成桩技术，其工艺原理为，采用长螺旋钻机钻至设计标高，利用混凝土泵将钢筋笼一次插入状态，形成钢筋混凝土灌注桩。本文现就长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工技术做简要概述。
　　关键词：长螺旋；压灌；混凝土桩；钢筋笼
　　灌注桩直径一般为400～800mm，钻孔深度30m以内，单桩承载力特征值1200～3000kN，与普通混凝土灌注桩施工相比具有以下优点：
　　1、受地下水位和复杂地质情况影响较小，适用于黏性土、粉土、填土等各种土质，能在有软土、流沙层、砂卵石层，有地下水等复杂地质条件下成桩。
　　2、机械投入少。钻机直接吊入钢筋笼，节省了吊车台班，减少了大型机械的投入量。
　　3、低噪声，无振动。不需要设置泥浆池和沉淀池，减少了临时用地，没有泥浆污染，符合环境保护和绿色施工技术标准要求。
　　4、由于混凝土是从钻杆中心压入孔中，成孔、成桩由长螺旋钻孔机一次完成。混凝土密实，并对桩孔周围土有渗透挤密作用。单桩承载力高，抗拔能力强，成桩速度快，质量好，工期短，施工过程安全，工程造价低，综合小一号，适应性强等。
　　一、设计方法
　　长螺旋钻孔压灌混凝土桩的设计计算理论与其他钻孔灌注桩相思，而后者早已为工程设计人员和施工单位所熟悉，这位长螺旋钻孔压管混凝土桩施工法的推广提供了良好的基础。
　　1、桩径及桩距。
　　根据设备、地质条件及设计要求，桩径多为400mm、600mm、800mm，桩距为（3～6）d（d为成桩桩径）。
　　2、桩体材料及桩身强度。
　　设计时应根据单桩承载力所需的桩身强度和泵送混凝土的需要来确定。骨料为10～20mm的碎石或卵石，含砂率为40%～45%，坍落度为160～200mm，为便于泵的输送，可掺入一定比例的混凝土泵送剂。桩身强度一般为C20和C25，当设计桩身强度较低是，可掺入一定量的粉煤灰，既降低造价，又增加了混凝土的可泵性。
　　3、单桩承载力。
　　单庄承载力的设计值一般为400～750kN。
　　二、施工机械
　　施工机械主要为长螺旋钻孔机、混凝土输送泵和搅拌机。
　　1、长螺旋钻孔机。
　　目前，钻孔机普遍采用步履式和履带式。
　　2、混凝土输送泵及输送管。
　　混凝土输送泵一般为液压活塞式，按工作能力可分为HB-15、HB-30和HB-60等多种泵型，其最大泵送量一次为15m3/h、30m3/h和60m3/h等。输料管道直径主要有100mm、125mm、150mm及200mm等型号。与长螺旋钻具中心管相匹配，要求输料管道直径不超过钻杆内径d。目前较常用的输送泵为HB-30泵。
　　3、搅拌机。
　　混凝土的搅拌可根据工程的实际情况采用现场搅拌或预拌混凝土。两者均通过混凝土泵料斗输送到钻机中心管提钻成桩，完成混凝土的灌注施工工作。加班机一般使用大容量强制式双卧轴搅拌机，如JS500型和JS1000型，以保证泵送的连续性。
　　三、长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工工艺
　　1、施工准备。
　　现场具备“三通一平”条件，地段坡度较大的地方要推平，测放红线，建立永久控制点，测定自然地面标高，完成施工组织计划。
　　2、测量复核桩位。
　　常用的方法有轴线法和极坐标法两种。
　　3、钻机对位。
　　钻机就位时，液压支腿要落在实处，松软处可用枕木等五垫塞，利用液压支腿使钻机水平并调整钻机立柱与水平面垂直，垂直偏差不大于1%，对位偏差不超过20mm。现场控制采用在钻架上挂锤球的方法测量成孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可开钻。
　　4、钻进成孔。
　　钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动电机钻进，先满后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，呈扩大到设计标高时，停止钻进。
　　钻进成孔中，对钻压、转速和钻进速度要根基地质变化与动力头工作面电流显示值进行合理调整。当电流值大于正常钻进的电流值是，应迅速进行空钻，使紧抱钻杆叶片上的土块甩出，待电流值讲到正常范围后方可继续钻进，钻进时应采用间歇钻进方法（即钻进 一 空钻 一 钻进），以利于被切削岩土及时排至地面。当钻至设计深度后空转30～60s，待电流稳定后停钻并发出信号，为泵送混凝土做好准备。
　　5、泵压混凝土与提升钻杆。
　　钻孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混凝土。泵送混凝土时，司泵工与司钻工要碎石联系，保证输送、停止输送混凝土与提升、停止提升钻杆的工作密切配合。
　　6、钢筋笼制作安装。
　　钢筋笼加工质量应符合设计与规范要求。在泵送混凝土结束后应迅速将钻具移位，清理孔口，在钢筋笼顶套上振动器，用吊车或副卷扬机将振动器和钢筋笼一起吊起，对准空位慢慢入孔，开始可以靠钢筋笼的自重插入混凝土装神内一定的深度，当靠自重无法下插时即可开动振动器，通过振动直至将钢筋笼下放至设计标高。
　　7、填写记录表。
　　记录表有司钻工、司泵工各自分别填写。记录分台班填写，班组负责人审核，经项目技术部门整理汇总。
　　四、施工质量控制
　　1、质量控制要点。
　　（1）应注意轴线或控制点的准确定位。
　　（2）施工技术要点的控制。根据设计桩长、自然地面标高、桩顶标高及钻机距地面高度，换算钻杆进孔尺寸，并在钻杆或机身上作明显标志，钢筋笼下方深度可在预定深度的基础上调高300～500mm，以免钢筋笼在孔内下沉，不能满足锚入承台的长度要求。制定合适的钻机开行路线，以免桩身被挤压损坏。
　　（3）注意司钻工和司泵工的协同配合。
　　（4）混凝土质量控制。包括对原材料的检测、配合比的确定、坍落度控制、计算每根桩混凝土的用量，随时算出每根桩的充盈系数（正常情况下充盈系数为1.0～1.2）。
　　（5）机械设备状态控制。
　　五、常见质量问题分析状态
　　1、穿孔。
　　施工过程中，由于相邻桩之间的间隔小和土质软弱，孔壁之间的软弱土层易在邻桩成孔过程中，由于泵送混凝土的压力作用面而穿孔，使已成桩但尚未凝结的混凝土快速下沉流入正在成孔的邻桩孔中，造成状态破坏。穿孔若处理不当会造成桩体破坏，钢筋笼失控，桩身有夹土层。
　　2、桩位偏移。
　　桩位偏移是指装轴心位置偏离设计位置二超出规范、规程所允许的范围。主要原因有：人为因素，如人员的疏忽大意、责任心不强造成测量放样的失误；设备因素，如机械移动过程中将测放的桩位点移动、测放点仪器不能满足要求等。；地下有障碍物。
　　3、斜孔。
　　斜孔产生的原因主要为螺旋钻杆的垂直度不能满足要求；其次，在软弱土层想较硬土层过度时，若接触层面欺负较大，钻进过程中压力过大，钻头易沿软弱土层面倾斜造成斜孔。
　　4、堵管。堵管是灌注时混凝土阻塞于输料管或钻杆中不能连续灌注现象。六、结束语
　　在现代建筑工程施工中，各种成桩工艺和技术日益完善和丰富，成桩质量的优劣直接影响下一步工序乃至整个工程施工的质量。只有综合分析客观因素，合理运用技术要点，才能保证施工的顺利进行。