螺杆桩技术介绍.

1、螺杆桩原理

螺杆桩及其成桩工法是在长螺旋钻孔灌注桩和日本钢钎维全螺纹预制桩的基础上的新桩型。其主要技术特征表现为桩的“上部为直柱型，下部为螺丝型”，桩体几何断面更符合附加应力场由上而下减少的分布规律。采用了变截面的构造形状，满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求，调整了土与桩之间的作用，桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提高，桩端荷载减少，使桩身受力与土体受力协调一致。

桩归类于半挤土成型桩。螺杆桩改变了桩与土体之间相互作用的模式，桩与土界面构成了机械型咬合。将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的道理运用在桩施工中，使其更牢固的特点得以实现。

螺杆桩每立方米混凝土提供的单桩竖向承载力高，桩身下段表面带螺纹，且无泥皮，桩端无沉渣，不塌孔，施工无噪音、无泥浆污染。

桩在竖向受力方面，附加应力是遵循由上至下逐步减小的规律，桩身应力逐步分担，约为10：1，即桩身的应力集中为上部大于下部。螺杆桩的上大下小的分段设计满足了附加应力的分布规律。桩的竖向承载力与桩的长细比有着密切的关系，桩断面积的大小和刚度的变化在制约桩的受力及变形方面起重要作用。螺杆桩上部的柱体段在荷载传递过程中，加大了受压面积，提高了桩身刚度和对螺纹段功能发挥起到承上启下的作用。

2、螺杆桩适用范围

螺杆桩适用于淤泥质粘土，粉土，粘土，粉质粘土，中细砂，粒径小于20cm 砂砾石层，强风化层，象皮泥等地层。不受地下水的限制。

螺杆桩用于包括复合地基的刚性桩、钢筋混凝土基础的钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩，桩径300mm～1200mm，桩径视长细比调整。

螺杆桩设计，施工，验收除应符合本规定外，同时尚应按国家现行有关强制性标准的规定。

3、螺杆桩施工准备

3.1 螺杆桩施工前应具备下列资料:

3.1.1 建筑场地工程地质资料和必要的水文地质资料；

3.1.2 复合地基处理工程施工图（或桩基工程图）及图纸会审纪要；

3.1.3 建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物等的调查资料；

3.1.4 主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；

3.1.5 地基工程的施工组织设计或施工方案；

3.1.6 水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；

3.1.7 有关荷载、施工工艺的实验参考资料。

3.2 施工组织设计应结合工程特点，有针对性地制定质量管理措施，主要包括下列内容：

3.2.1 施工平面图：标明桩位、编号、施工顺序，水电线路和临时设施的位置；混凝土制备设备及其管路系统；

3.2.2 确定成孔机械、配套设备及施工工艺的有关资料；

3.2.3 施工作业计划和劳动组织计划；

3.2.4 机械设备、备（配）件、工具（包括质量检查工具），材料供应计划；

3.2.5 施工时应制定相应的工作制度并采取有效的技术措施，以保证工程质量、安全、文明生产、劳动保护、防火、防雨、保护文物、保护环境等有关规定的贯彻执行。

3.3 施工前应组织图纸会审，会审纪要连同施工图等作为施工依据并列于工程档案。

3.4 施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等必须在开工前准备就绪，施工场地应进行平整处理，以保证施工机械正常作业。

3.5 桩轴线的控制点应设在不受施工影响的地方，开工前，经复核后应妥善保护，施工中应定期复测。

4、施工的主要机具设备

4.1 采用专用打桩机械。钻杆是一种螺牙带齿状的齿状螺纹钻杆，即把钻杆螺纹外边做成齿状，齿状可以在钻具螺纹外边的1／8到全部钻杆的螺纹范围设置，即设置在全部或部分钻杆长度范围，齿高不得小于lOmm。其优点为：①切土工作能力强，挤土效果好，减少了钻杆挤土所需的扭矩；②通气性能好，钻杆钻进过程中外齿与外齿之间的土体受到轻微扰动，给混凝土提供了一个排气通道，使混凝土密实度得到提高，致使桩体质量明显提高。

4.2 混凝土高压泵装置与管路系统：高压泵的泵送压力应选用＞6MPa。

4.3 混凝土可采用现场搅拌或商品混凝土。粗骨料可选用卵石或碎石，其最大粒径5～25mm。

4.4 水泥宜用普通水泥或硅酸盐水泥并有出厂合格证，不得受潮、过期。

4.5 混凝土应符合高压泵的要求，严禁掺有水泥纸袋或其他杂物，可根据不同的使用要求掺加外加剂（如减水剂，增强剂，缓凝剂，细磨粉煤灰等）坍落度18～20mm。

5、螺杆桩施工

5.1 桩的施工顺序应根据桩间距和地层的渗透情况，按编号顺序进行，或采用凝固时间间隔进行，桩孔间应防

止串浆。

5.2 桩机就位后必须调平并稳固，确保成孔垂直度。

5.3 下钻过程中桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配，要求钻杆旋转二周以上，螺杆钻杆下降一个螺距，钻至螺杆桩直线段设计深度，在土体中形成圆柱状；钻杆旋转一周，螺杆钻杆下降一个螺距，钻至螺杆桩螺纹段设计深度，在土体中形成螺纹状。

5.4 钻头钻到设计标高后，桩机反向旋转提升钻杆，提钻过程中自控系统应严格控制钻杆提升速度和旋转速度，与下降时一样，保持同步和匹配。与此同时制备好的细石混凝土或砂浆迅速填充（泵送）由于钻杆旋转升所产生的带螺纹状空间和钻杆直接提升或正向旋转提升所产生的带圆柱型空间，形成螺杆桩。

5.5 提钻时钻头到达一定位置可停止泵压细石混凝土或砂浆，由钻杆内的混凝土充填至桩顶标高。

5.5 混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案。

5.6 控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低，必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。

5.7 钢筋笼采用后置式安装。

6、螺杆桩施工工艺流程

螺杆桩施工工艺流程图如下：

高压管

7、单桩承载力的确定

7.1 静载试验

采用现场静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不应少于总桩数的1%，且不应少于3 根，工程总桩数在50 根以内时不应少于2 根；并相应做动力测试。

7.2 理论计算

螺杆桩是由直杆段，螺纹段和桩端三部分构成，将直杆段侧阻力、螺纹段侧阻力和端阻力公式合拼即得螺杆桩单桩竖向极限承载力计算公式如下：

Q uk= Q SK1 + Q SK2 + Q pk

= u[åq sik l i1+ å (C i+

tanφi) l i2] + q pk A p

i

式中：Q uk—单桩竖向极限承载力标准值（kN）；

u —桩身周长（m）；