长螺旋钻孔灌注桩复合地基施工工法

长螺旋钻孔灌注桩复合地基施工工法

1 前言

随着施工技术的不断发展，复合地基从柔性(碎石桩)到半刚性(石灰桩，水泥土桩)，发展到刚性复合地基(素混凝土桩，CFG桩).CFG桩(即cement fIying-ash gravel pile)是水泥粉煤灰碎石桩的简称，素混凝土桩，CFG桩都属高粘结强度桩，其受力和变形特性相同. 刚性复合地基(素混凝土桩，CFG桩)，是在地基和基础之间设置柔性褥垫层，充分发挥桩间土的承载能力，使地基强度和变形模量较为均匀，对提高结构受力，结构抗震等级，降低工程造价等极为有利.在一些土质较好的地区，如北京，复合地基已逐步向传统的桩基础领域进军，大有取而代之之势.珠江三角洲沿海一带多为海相或相沉积的软土，近年来复合地基亦开始在广东地区应用.。

以前的刚性复合地基(素混凝土桩，CFG桩)多采用振动沉管灌注桩，但其遇到砂层沉管困难，常出现偏桩，缩径等缺陷，有震动，噪音污染.而普通螺旋干钻孔灌注桩先成孔后灌混凝土，孔底沉碴易超标，仅能用于无地下水的地层中.在普通螺旋干钻孔桩基础上发展成熟的"长螺旋钻孔灌注桩"，成孔与灌注混凝土(或CFG桩混合料)同时完成，混凝土连续性好，钻孔可入强风化岩，桩底无沉碴，施工无震动，噪音低，成桩速度快.我们经过反复调研，考察，于近年引进该施工技术，在多个工程中成功应用，开创了刚性复合地基(长螺旋钻孔灌注桩)在软土地区应用的先河.

2 特点:

刚性复合地基(长螺旋钻孔灌注桩)具有承载力高，荷载调整幅度大，沉降变形小，沉降稳定较快等特点.

2.1 施工无噪声，无震动，无污染.

2.2 钻孔后不需清理孔底虚土，混凝土(或CFG桩混合料)从钻头尖泵出决定了这种桩无桩底沉碴，从而提高桩底土的极限端阻.

2.3 不用泥浆的干钻法，避免了泥浆降低土的摩阻力.

2.4 长螺旋钻孔时形成"土桩"，在回转离心力和输土挤密作用下把部分土挤向孔壁，挤密了桩间土.

2.5 因为长螺旋钻孔压灌混凝土(或CFG桩混合料)，在连续压力泵送下，桩身完整性好，桩身混凝土与嵌固土层结合紧密，没有断桩，缩径，孔底沉渣等普通泥浆护壁钻孔桩的质量通病，单桩承载力高，混凝土(或CFG桩混合料)泵入时，因孔内高压使混凝土(或CFG桩混合料)充盈性好，易形成扩径桩.

2.1.6 施工速度快，一根桩长20米的桩一般成桩时间60分钟以内，日成桩10~30根左右.

2.1.7 单位承载力造价低.由于采用泵压混凝土(或CFG桩混合料)成桩，不加钢筋，可以掺入工业废料粉煤灰以及充分发挥桩间土的承载能力，因而地基承载力高，工程造价低.

3 适用范围

长螺旋钻孔灌注桩适用于施工素混凝土桩，水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基.适合在软弱地层，复杂地层中施工，主要用于桩基础，排桩支护及混凝土止水帐幕.适用于粘性土，粉土，砂土，人工填土和淤泥质土等地基，及对噪声或泥浆污染要求严格的场地，使用范围从多层住宅发展到高层和大型工业建筑. 我国软土地区覆盖面积广，长螺旋钻孔灌注桩在软土地区有着广阔的应用前景.

4 工艺原理

长螺旋钻孔灌注桩由高强度桩，桩间土，褥垫层一起形成复合地基.钻孔时把桩周围的土挤密，承受荷重时桩，褥垫层，桩间土共同受力，从而改善场地土的承载力(可提高到4倍左右，承载力可达300~600kPa)，提高地基承载力和基础的刚度(减小沉降量). 素混凝土桩，CFG桩复合地基受力性能亦刚亦柔.对桩而言，是介于刚性桩与柔性桩之间的桩型，在外载作用下，大部分荷载由桩承受，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力随着荷载作用的时间及桩侧阻力发挥的程度而逐渐增高.同时，桩顶褥垫层则发挥调节作用，使桩间土与桩身进入共同工作状态，形成复合地基.复合地基承载力的大小取决于桩径，桩长，桩距，持力层土质及褥垫层厚度等因素.

5 工艺流程及操作要点

5.1 长螺旋钻孔灌注桩工艺流程:

施工准备→定位放线→钻机成孔→制备桩料→压灌成桩→转移钻机→桩体养护→质量检验

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备

施工前机械设备，材料进场；有关施工人员到岗；由技术人员，安全员组织进行技术与安全交底，使施工作业人员明确设计与施工要求，增强安全生产意识；并由技术人员安排专人负责记录与质检工作.

5.2.2 施工设备安装及调试:

长螺旋钻孔压灌桩机进场后，应及时进行安装及调试，确保成孔钻机行走平稳，运转正常.在钻机支架立柱上根据深度要求标注控制尺寸标记.

5.2.3 试成桩:

施工人员要明确钻孔压灌桩的桩径，有效桩长，桩体强度，桩顶标高等设计控制参数，并按确定的参数试成桩.

5.2.4 定位放线

以甲方提供的轴线为基准，由工程技术人员从轴线控制点引放桩位点，经监理工程师验线合格后，方能施工.

5.2.5 钻机就位，成孔

钻机就位后应调整平稳，施工作业人员应从钻机正面与侧面两个相互垂直方向，采用吊锥线或利用钻机平台用水平尺进行垂直检查，及时调整钻机位置，保证钻具垂直，并将钻头锥尖对准桩位中心点.同时检查钻头两侧阀门，应开闭自如，成孔阶段应保证钻头两侧阀门密闭.启动钻机，旋转钻具进行成孔施工.钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，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，成孔到达设计标高时，停止钻进。

成孔时作业人员应随时检查钻具成孔时的垂直度，发现偏斜及时进行调整，以保证钻孔的垂直度.成孔深度应满足设计要求，可利用在钻机立柱上施划尺寸标记或其它方法进行施工深度控制.对成孔时钻出土及时清理，以保证场地道路通畅，平整。

5.2.6 桩料配合比

长螺旋钻孔灌注桩的施工配合比应以实验室试验报告提供的材料配合比为标准，长螺旋钻孔压灌混凝土(或CFG桩混合料)采用商品混凝土(或CFG桩混