长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩施工技术的应用

长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩施工技术的应用
摘要：长螺旋钻孔压灌砼后插钢筋笼灌注桩作为一种新型的桩基施工技术，近几年来在国内得到了不断地推广、应用与发展。

文章通过介绍该技术在南宁西乡塘客运站工程的成功应用，对其施工工艺、常见质量问题等进行了探讨。

关键词：长螺旋钻孔压灌砼桩，施工工艺，质量问题
1 引言
长螺旋钻孔压灌砼（泵送超流态砼）后插钢筋笼灌注桩技术是由日本的CIP 工法演变而来的，是一种新型的桩基础施工技术。

它与普通钻孔桩不同：它是利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用砼泵通过钻杆中心通道，以一定压力将砼压至桩孔中，砼灌注到设定标高后，再借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入砼中至设计标高，形成钢筋砼灌注桩。

由于其具有适应性强、速度快、质量好、效率高、噪声小、无污染、经济性好等优点，所以，近几年来在国内得到了不断地推广、应用与发展。

2 特点
2.1适应性强，不受地下水位的限制，一般在桩间距较小的情况下，可连续施工，不需间隔跳打，施工工效高。

2.2桩尖无虚土，砼钻头高压泵出使桩底无沉渣，利于克服断桩、缩径、孔底沉渣、塌孔等泥浆护壁工艺钻孔的质量通病，桩身质量好。

2.3单桩承载力高：由于是连续压灌超流态砼成孔，对桩孔周围的土有渗透、挤密作用，提高了桩的侧摩阻力，而且成桩质量好，使桩基具有较强的承载力。

2.4施工低噪声低、震动小，不需要泥浆护壁无污染，不需降水，施工现场文明。

2.5机具设备简单、移动灵活、操作简便，施工速度快、效率高，施工成本较低。

3 适用范围
适用于地下水位较高，易塌孔，且长螺旋钻机可以钻进的地层。

如填土、粘土、粉土、砂土、卵石层等（当卵石粒径较大或卵石层较厚时，应分析成孔的可能性），也可在软土层、流沙层等不良地质条件下成桩。

依据近几年南宁市工程实例分析，最适宜的桩径为400mm～800mm，桩长一般不应超过30m，钢筋笼
长度一般不应超过22m。

4 工程实例
近两年，该技术在南宁市的江南污水处理厂二期工程（2598根，桩径800mm，桩长13m，钢筋笼长13m）、广西大学职工集资楼东高4#～8#楼工程（1243根，桩径600mm，桩长18～20m，钢筋笼长13m）、西乡塘客运站工程（298根，桩径600mm，桩长27～29m，钢筋笼长22m）得到应用，均取得了良好的效果。

现就该技术在西乡塘客运站工程的应用进行阐述。

4.1工程概况
南宁公路主枢纽西乡塘客运站位于南宁市大学西路南侧，按照交通部一级汽车客运站标准建设，建筑面积为13265m2，采用框架结构，建筑物总长149.8m，用抗震缝分为三部分：司乘公寓6层；主站房1层，大跨度网架结构；办公楼3层。

4.2工程地质条件
本工程场地为低洼水塘，已推填，地貌上属南宁盆地邕江河流北岸Ⅱ级阶地，场地及其附近地段无大冲沟、滑坡等不良地质作用。

勘察深度内的地层自上而下分析为：
1、素填土①：褐黄、灰黄色等杂色，稍湿，松散，属高压缩性土层，层厚
2.1～7.0m。

2、粉质粘土②：黄、灰黄色，稍湿，硬塑，属中等压缩性土层，层厚1.4～7.5m，承载力特征值210kPa。

3、粉质粘土③：灰、灰白色，湿～很湿，软塑～可塑，属中等偏高压缩性土层，层厚2.2～7.4m，承载力特征值130kPa。

4、圆砾④：灰白、褐黄色，主要遇石英组成，空隙由砂充填，亚圆形，一般粒径2～20mm，大者40mm，砾石含量60～70%，饱和，稍密～中密，层厚3.8～14.2m，承载力特征值400kPa。

5、泥岩⑤：灰、兰灰色，强风化，泥质结构，局部含煤质，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，未揭穿，最大钻入深度10.1m，承载力特征值450kPa。

4.3桩基设计概况
地勘建议优先选用静压预制桩基础，因圆砾④层呈松散～稍密状态，且为主要含水层，水量较大，故不宜采用人工挖孔桩。

由于场地多为水塘回填，而回填土层较厚（6～7m）、属高压缩性土层，设计单位担心如采用静压预制桩在沉桩
过程中易出现桩身倾斜、相邻桩横向位移或上升等问题。

因此，本工程设计采用机械长螺旋钻孔灌注桩基础，桩径600mm，为摩擦端承桩，桩端持力层为：圆砾④层、泥岩⑤层；桩侧持力层为：粉质粘土②层、粉质粘土③层、圆砾④层、泥岩⑤层。

桩长不小于27m，桩端进入老土层不小于24m，单桩竖向抗压承载力特征值为1300kN，设计桩数为298根。

桩身砼强度等级为C35，主筋为10 14，与桩身通长，螺旋筋为 8@200。

桩顶嵌入承台100mm，桩身主筋锚入承台长度大于35d，桩身主筋砼保护层厚度为50mm。

后因试桩过程中发现钢筋笼（长29m）起吊时变形大且无法沉入到位，
故变更为：主筋为8 18，钢筋笼长22m，主筋砼保护层厚度为75mm，才解决了此问题。

4.4桩基施工
4.4.1施工工艺
4.4.1.1工艺流程
平整场地→放线定位→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边压灌砼→插入钢筋笼→成桩。

4.4.1.2施工方法
（1）准备工作
①组织工程有关人员尽快熟悉和研究岩土工程勘察报告、桩基工程施工图纸及图纸会审记录，编制详细的施工方案和材料供应保障措施，进行质量、安全技术交底。

②调查建筑场地和邻近区域内地下管线、地下构筑物、相邻危房等，采取相应的加固和保护措施，保证工程施工顺利进行。

③对设备进行安全可靠性检查，施工前应进行试桩（≧3根），确定各项工艺参数。

④安排材料进场，按要求进行原材料复试。

（2）场地平整、放线定位（测设桩位轴线、定位点）。

（3）钻机就位：钻机就位对准桩位点后必须调平，确保成孔的垂直度，结合场地实际情况铺设枕木或钢板，使钻机支撑稳定。

在钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。

（4）检测桩口标高、确定钻孔深度。

（5）制作钢筋笼，砼准备。

钢筋笼主筋与加劲箍筋必须焊接，钢筋笼底部应有加强构造，保证振动力有效传递至钢筋笼底部（下端500mm处主筋宜向桩轴心线弯曲，加固焊接形成一个圆锥形桩头）。

（6）成孔灌注
①开钻时，钻头对准桩位点后，启动钻机下钻，下钻速度要平稳，严防钻进中钻机倾斜错位。

如出现异常情况，应立即停钻，查明原因，采取相应措施后方可继续作业。

②钻进中，当发现不良地质情况或地下障碍物，应立即停钻，并通知建设单位与设计单位确定处理方法、修改工艺参数或重改桩位、桩长等。

③钻机钻至设计孔底标高后砼泵开始压灌砼，然后边压灌边提钻，始终保持泵入孔中砼量大于钻杆上提体积量。

（7）插入钢筋笼
将导入钢管在地面水平穿入钢筋笼内，利用吊车将钢筋笼竖直吊起，安放时对准孔口，保持垂直、居中。

插入钢筋笼时，先扶稳旋转依靠自重和人工下入孔中，当依靠自重不能继续插入时，开启振动锤击振导入钢管，使钢筋笼下沉至设计深度，断开振动锤与导入钢管的连接，缓慢连续拔出钢管。

（8）成桩后桩体达到一定强度后，方可进行开槽及桩间土挖除等土方清理工作。

4.4.1.3操作要点
（1）钻机就位前对桩位进行复测，施工时钻头对准桩位点，稳固钻机，钻杆下端距地面10～20cm，对准桩位，压入土中。

（2）钻机成孔：施工过程中要求边旋转钻杆边清除孔边渣土，以防止提升钻杆时土块掉入。

（3）提钻压灌砼：要严格控制钻杆提升速度，确保提钻速度与砼泵送量相匹配，保持料斗内砼的高度不低于400mm。

开始压灌砼时，宜先提升钻根200～300mm，开始泵送砼，确认钻头阀门打开后方可提钻。