变扭距长螺旋成孔后插筋泵压超流态混凝土桩施工工法

变扭距长螺旋成孔后插筋泵压超流态混凝土桩施工工法

变扭距长螺旋成孔后插筋泵压超流态混凝土桩

施工工法

陕西建工第八建设集团有限公司

1.前言

目前在我国建筑桩基领域，长螺旋钻孔压灌混凝土桩是比较常见普遍的一种施工工艺，由于长螺旋钻孔在地下存在少量钙化层、砂石、风化石、卵石密集的地方施工难大、建筑施工技术人员在施工中通常采用冲击锥、乌卡斯来进行这类地质条件的成孔作业，除此之外在施工过程泵压混凝土经常由于混凝土塌落度太小，经常在施工现场发生堵管现象，大大的增加了施工成本和施工时间。目前这些问题一直困扰着施工技术人员，很难采用行之有效的方法来解决这些问题。

变扭矩长螺旋成孔后插筋泵压超流态混凝土桩改变了原长螺旋动力头额定功率电机为直流可变动力电机，并使用特制的锰钢高强度钻杆与钨钢合金钻头配合施工，采用钻机钻头变速增大扭矩的途径来解决钻头穿透少量钙化层、砂石、风化石、卵石密集地方的问题，泵压超流态混凝土在施工中可可大大减少堵管现象，并且适应性强、应用广泛。不受地下水位的限制，在桩间距较小的情况下，施工可连续进行，无需间隔跳打，施工工效高。单桩承载力高。孔底不留残渣、虚土，可充分提高桩端的承载能力，不易产生断桩、

缩径、塌孔等质量缺陷。

因该桩在施工工艺方面具有较大针对性，故前景广阔。

2.工法特点

2.1 本工法采用改进后的锰钢高强度钻杆和钨钢合金钻头在变扭距钻机动力头带动下钻孔，使用电器控制设备控制电流，降低钻杆转速，增大钻杆扭矩，使钻头低速穿透含有少量岩石的地质和卵石密集区。

2.2本工法采用超流态混凝土流动性好，石子能在混凝土中悬浮而不下沉，不会产生离析，泵压的混凝土由于压力会渗入桩壁土层及石层，增大桩身摩阻力。

2.3本工法采用超流态混凝土桩尖无虚土，防止了断桩、缩径、塌孔等施工通病，施工质量容易控制的。

2.4 本工法施工低噪音、不扰民、不需要泥浆护壁、不排污、不挤土、施工现场文明。

3.适用范围

本工法适用于建（构）筑物基础桩和基坑、深井支护的支护桩，适用于填土层、淤泥层、沙土层及卵石层等，亦适用于后插筋地基加固有地下水的各类土层情况，本工法特别适用在少量钙化层、砂石、风化石、卵石密集的地方等不良地质条件下成桩。桩径一般采用400mm-800mm，长度在35米以下。

4.工艺原理

该桩型的原理是在常规长螺旋成孔后插筋压灌混凝土桩的基础上，改变了原长螺旋动力头额定功率电机，并使用特制的锰钢高强度钻杆与钨钢合金钻头配合施工，采用自适配的直流可变扭距率电机及交流变直流电气设备，通过电器控制设备使钻机能在碰到地下坚硬地质情况增加电流降低转速增大扭矩来穿透地下少量钙化层、砂石、风化石、卵石密集的区域。桩身混凝土是直接从钻杆中心压入孔中,采用超流态泵送混凝土技术,通过泵压超流态混凝土使混凝土管道得以流畅输送，使超流态混凝土渗入桩逼增加桩身摩阻力，进而增加成桩质量。边提钻边压灌混凝土,提钻与成桩同步进行，从而在流沙、淤泥、砂卵石易塌孔和地下水的地质条件下，不用泥浆护壁而顺利成桩。采用振动锤下沉的原理将钢筋笼送入桩体的设计深度，利用振动锤插入杆的长度控制钢筋笼插入桩体的标高。施工时需三人进行配合，一人用绳索牵引送桩器，防止震动下沉时摇摆幅度较大，另两人控制钢筋笼的垂直度，保证钢筋笼准确定位。现场检测钻机钻杆与钻头无变形，磨损小，能很好的满足在少量钙化层、砂石、风化石、卵石密集地方施工。

5.工艺流程及施工技术要点

5.1 工艺流程：

施工准备→桩位测量放线→钢筋笼制作→直流动力钻入→泵压混凝土与提升钻杆→钢筋笼安装就位→钢筋笼沉入及震动密实→补充震后混凝土→破桩头

5.2施工工艺及操作要点

5.2.1施工准备

现场施工设备就位，施工场地平坦，检查电路确保满足施工要求，无安全隐患。现场材料运输道路畅通。混凝土泵送管路通畅，做好现场防水排水工作。

5.2.2、桩位测量放样

使用全站仪对场地内控制桩位进行放测，然后利用钢尺逐一将每个桩测量，并与施工图纸一一核对尺寸，如无问题，采用竹签和白灰做出标记。

5.2.3、钢筋笼制作

以万景美奂荔枝湾安居工程3#楼桩基为例，其工程桩桩身钢筋笼主筋为12 根HRB335Φ14 钢筋，上部加密区钢筋笼主筋长度13.5m，下部非加密区钢筋笼长度为8m，每2m 在主筋内侧设置一道加强筋，箍筋采用HPBφ5 钢筋，笼保护层为7cm。

采用在主筋外侧焊接耳筋的方式来保证钢筋笼的保护层厚度，钢筋加工

图示：

5.2.4 直流动力钻入

将钻机移至将要施工的桩位，利用四脚升降支腿将钻机调平，保持钻杆垂直度。将螺旋钻杆桩尖对准桩位后开始钻进。普通长螺旋钻机使用380V交流电通过现场电柜直接接入施工钻机，钻机动力头电机接入额定电压，产生固定转速，钻机依靠钻杆及钻头自重产生下压力。接入现场改良后的直流动力电机及交流转直流电气设备，根据长螺旋交流转直流电气设备来给予钻机合适的电流、电压。在软弱土层使用高电压增大动力头电机转速，使施工速度增加。在

地下坚硬岩层及卵石密集区域，增加动力头电机电流，进而使钻机动力头降低转速，增大扭矩使钻头部位产生更大的摩擦力。使原有地质条件（如岩石层）无法穿透的桩孔得以穿透。

施工顺序及注意事项：当钻至设计标高后，停止下钻，保持当前转速两分钟，然后先将钻杆提升0.5m 左右，开始连续灌注桩身混凝土,将钻杆按照试桩得出的提升速度缓缓提升,混凝土灌至较设计桩顶标高出50cm时,停止灌注。钻头拔出后,立即吊入钢筋笼。

钢筋笼采用两点起吊法,一次起吊,起吊点在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称。钢筋笼吊装采用15t 汽车吊,钢筋笼下放前,应先焊上钢筋保护层定位筋,以确保砼保护层厚度。

吊点加强焊接,确保吊装稳固。吊放时，吊直、扶稳,保证不弯曲、扭转。对准孔位后,缓慢下沉，避免碰撞孔壁。吊起时防止钢筋笼弯曲,先通过钢筋笼自重使其下沉,下沉停止时,开动震动器，通过与震动器连接的中158无缝钢管将钢筋笼继续下沉,用水准仪控制钢筋笼放置的高度，达到设计标高时，边震动边提起震动器及无缝钢管。由于混凝土坍落度比较大,因此混凝土灌注高度应超过设计桩顶0.5m,震动器及无缝钢管提起时不得停止震动,以保证混凝土的密实度,必要时可将无缝钢管反插1.0m。刚灌注后的桩顶,防止雨水冲刷、日晒干裂,因此,采用钻孔的渣土覆盖,其厚度不宜小于0.5m 。

5.2.5 泵压超流态混凝土与提升钻杆

混凝土坍落度一般为150～180mm，石子粒径通常为5～