螺杆桩技术施工工艺及技术要点分析

螺杆桩技术施工工艺及技术要点分析

螺杆桩技术通过采用特制螺旋钻孔装机进行桩体施工，在施工过程中螺纹钻杆能够在旋转过程中挤压周围土体，然后成孔后在桩杆提升中进行泵压混凝土，随即形成一定的桩体。螺杆桩技术是普通灌注桩的创新和改进，其具有单桩竖向承载力高、施工简单、成桩稳定、无污染等一系列优势，在建筑工程基础桩施工中具有非常广泛的应用。本文将通过经验总结及理论分析，对螺杆桩技术及其施工要点进行相关探讨分析，以供相关工作者进行参考。

标签：螺杆桩；施工技术；施工工艺

螺杆桩技术是受到“螺丝钉比钉子牢固”的原理启发，将该新型桩技术应用于建筑桩基础施工中，让其牢固性得以发挥和体现。螺杆桩技术起源于日本，在高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成，该技术运用常规混凝土灌注技术和独立施工工艺，形成具有一定技术优势的螺杆桩技术。随后在桩基础施工中得到广泛应用，与其他类型桩基础施工有非常明显的技术优势，本文将对螺杆桩技术施工工艺及技术要点进行探讨分析。

一、螺杆桩技术原理

螺杆桩基本结构为上端圆柱形，下端为螺丝形的组合桩体（图1），在高强度预制混凝土纤维螺纹柱的基础上改进创新而成。该桩体施工技术在施工中能够在上部松软土体中形成圆柱形桩体，下部砾石坚硬层中形成密实的螺纹形桩体。当桩体受到负荷力后螺纹段将进行侧向下的受力压缩，螺杆根部螺母受到一定程度的剪切力，桩体承载力来源于上部圆柱状侧面摩擦力，下部螺纹段抗剪力和螺杆端承载力。主要承载力便来源于螺纹段抗剪切力，该段受力程度能够满足建筑附加应力和桩体刚度变化的要求。在施工过程中不仅能够使桩体较多的深入受力层，而且能够压实下部土体，在增加桩端和桩侧阻力同时，进而提高单桩承载力。

二、螺杆桩施工要点

2.1螺杆桩施工机械与设备

螺杆桩施工机械与设备主要包括螺杆灌注桩机、强制式混凝土搅拌机、混凝土高压泵装置与管路系统、混凝土泵送车及导管系统等组成。其中螺杆桩机分步履式和履带式两种，两者只有在行走机构上有所区别，其他组成部分均相同。螺杆桩螺旋杆部叶片直径主要有400mm、500mm以及600mm三种类型，其芯管外径分为299mm和325mm两种，芯管壁厚度为20mm，螺杆桩上部为光滑无螺旋叶片的芯管，下部为5-7m的带螺旋叶片的钻杆。

2.2桩体材料

桩体施工原料中粗骨料要选用碎石或者卵石等粗料，粒径通常在10-25mm

左右。细骨料一般以干净均匀的中粗砂為佳，含泥量要在5%以下。水泥要选用标号不低于425#的标准硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥。在实际施工中要根据桩体施工质量要求添加一定的外加剂，比如缓凝剂、细粉煤灰以及减水剂等。为了有效确保桩体施工质量，在施工前要进行混合料配合比试验和沙砾、水泥等原材料检验，以保障施工原料符合工程施工要求。

2.3成孔与成桩

螺杆桩成桩方式为一次性旋转挤压成桩，在桩机钻孔时边钻边进行混凝土泵送，在钻进过程中边钻边成桩。首先需要进行螺杆桩成孔施工，在成孔过程中需要对各个操作环节进行严格控制，对桩机和各部分设备进行全面检查，对各部位设备确保无误后让钻头与桩位对齐，并牢固稳住桩杆和桩机，让其确保垂直旋转进行。桩机各部位就绪无误后，需要开启混凝土搅拌机准备混凝土泵送，链接好各个部件后，启动桩机并确保桩机匀速钻进，对钻进速度和转速要进行严格控制，使得钻进速度与旋转速度能够相匹配。在钻进到工程要求的设计深度后需要及时停止旋转，然后需要及时高压泵送混凝土要螺杆内管和钻头处。

成孔施工完毕后，螺杆要进行反向旋转并均匀提赶，边提杆边泵送混凝土，螺杆桩机都配备有自动控制系统，能够严格控制螺杆提升和旋转速度，以确保转速与提杆速度具有一定的同步性。此时，在提杆过程中通过高压将混凝土均匀填充到螺杆钻赶的中空管中，从桩头端均匀泵出。螺杆桩提升后便形成上部圆柱形下部螺纹形的混凝土桩体。直至螺杆桩机旋转到预定高度，在地面留出约50cm 高的出露桩基，桩基完成后需要及时清理混凝土残留。需要植入钢筋笼的，在桩机提出后将钢筋笼插入桩体，并用振动器从上到下将钢筋笼严格压入桩体，便可形成钢筋混凝土桩。

三、施工注意事项

桩的施工顺序应从中间到周围进行。同时，根据桩尺寸和设计标准，施工过程中遵循先长后短、跳跃式的施工原则，或者掌握适当的凝固时间进行间隔施工，这样以防止在施工过程中浆液窜流或因挤压造成打好的桩体破损。为了形成具有相等螺距的螺纹孔，螺杆桩在钻进过程中需要保持旋转速度与混凝土泵进速度相匹配，并且在最后成桩后在不破坏螺纹孔的条件下将钻具匀速旋出。同时，钻机必须具有足够的输出扭矩和加减压能力，以使钻具旋转到土层中并形成螺纹孔而不会倾倒。在下钻和提升过程中，应严格控制钻杆升降和旋转的速度，使其保持同步，以保证土壤中较好的螺纹截面。

进行混凝土泵送前，需要对钻赶中空杆进行冲洗，随后在灌注砂浆以确保泵管的气密性。泵送之前必须要进行混凝土输送实验，保证能够连续、稳定地进行混凝土泵送。

四、结语

综上所述，螺杆桩施工技术的现阶段建筑桩基础施工中一项效率高、成本低、

施工周期短的新型成桩技术，该技术及其工艺较一般桩体具有非常实用、经济、环保的技术优势，所以该技术具有非常良好的发展前景。但是螺杆桩施工技术属于挤压土层成孔灌注桩，在施工过程中因土体挤压会产生部分不良影响，在今后施工过程中需要加以注意和改进。此外，该技术目前还没有相应的设计、施工和验收规范标准，因此在今后理论和实践方面需要加以研究和完善。

参考文献：

[1]秦建卫. 螺杆桩受力及施工技术要点[J]. 山西建筑，2014（17）：59-60.

[2]王国岐. 浅谈螺杆桩的施工技术[J]. 科技与企业，2015（6）：161-161.