螺杆桩工法

新型螺杆灌注桩施工工法

1 . 前沿

螺杆灌注桩是一种新型的变截面异形桩，它的全称为半螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其形状是上部为圆柱型，下部为螺丝型的组合式新型桩。具有承载力高、沉降小、工期短、施工方便、造价低、无污染、无噪音等特点。

我公司于先后在阿拉伯联合酋长国阿布扎比50栋别墅项目、陕西省保障性住房宝鸡龙山雅居工程中应用，取得了良好的经济效益和社会效益。通过以上工程的实践，我们编制了企业《螺杆灌注桩施工工法》在公司范围内推广使用。

2 . 工法特点

2.1螺杆灌注桩与传统的混凝土灌注桩、长螺旋灌注桩相比在施工过程中不

取土，对桩间土有明显的挤密效果。通过对天然地基的挤密，降低了地基土的

压缩性，从而提高了天然地基的承载力，减小了地基的沉降。对沉降变形要求

很高的建筑物，螺纹桩有很高的实用价值。

2.2由于螺杆灌注桩的下部形成了螺纹段，使桩的受力性能发生了变化，从

而提高了桩的侧摩阻力。在相同条件下，螺杆桩与普通直杆灌注桩相比单桩的

极限承载力有显著提高。

2.3螺杆灌注桩单桩承载力较高，同等条件下与普通直孔灌注桩相比可缩短

桩长，减少桩径和减少桩数。作为大型建筑物的基础时，即可作为桩下单桩方

案以减少承台工作量，又可沿箱基墙下或筏基板下布桩以减少底板厚度及配筋量。减少了工程造价，又方便施工。

2.4由于现有的螺杆桩钻机成套设备具有机械扭矩潜能大，穿透力强的特点，因此螺杆灌注桩对于不同土质有很强的适应性。并且不受地下水位的影响。

2.5螺杆桩施工工艺简单不存在清底、取土、护壁、塌孔、断桩等问题，桩

身质量可靠。具有无振动、低噪音、无环境污染等绿色桩型特色。

2.6通过螺杆灌注桩处理的复合地基可以有效降低地震力对结构的影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下，仍可以有效的传递垂直荷载，并由于加固后消除了可液化土层，从而可以广泛地应用于地震区。

2.7螺杆桩机设备性能先进，自动化程度高，劳动强度低，施工进度快，可以连续泵送混凝土成桩。

3. 适用范围

3.1螺纹灌注桩适用于杂填土、粘土、粉土、黄土、各类砂层，粒径小于30cm （含石量≤50%）的砾石层等各种土层，不受地下水的限制，淤泥质土中慎用。

3.2螺纹灌注适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～800mm，桩径视长细比调整。

4. 工艺原理

螺杆灌注桩将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的简单道理运用在桩与桩施工中，使其更牢固的特点得以实现。螺杆灌注桩是采用了变截面的构造形状，成孔过程中桩侧土体受到挤压、加密作用，成桩后部分土体形成螺纹，而桩侧土体形成螺母，桩体螺纹与桩侧土螺母紧密咬合，当桩顶受荷时，螺纹段的桩侧土“螺母”受到压缩，环状“螺母”的根部受到剪切，桩的承载力由直杆段的侧阻力（摩阻力）、螺纹段的抗剪强度和桩端的端承力组成，而螺纹段的抗剪力远远大于同等条件下的侧阻力，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。螺杆灌注桩在竖向受力方面，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。为了保证变截面异形螺杆灌注桩的施工要求，在成桩施工时桩机钻杆采用了下降或上升速度与钻杆旋转速度是否同步技术，解决了螺杆桩上部为圆柱型，下部为螺纹型的施工工艺。同步技术是指将下钻速度与旋转速度进行同步匹配的一种技术，钻头每提升或下落一个螺距，钻杆刚好旋转一圈并挤压土体，从而形成螺纹形的孔或桩。非同步技术是指下钻速度与旋转速度不同步匹配，即钻头每提升或下落一个螺距，钻杆旋转多圈并挤压土体，从而形成圆柱形的孔或桩。螺杆桩成桩的过程分为下钻、提钻两个过程。下钻时，螺杆桩机采用正向非同步技术挤压土体形成螺杆桩圆柱段，随后钻杆采用正向同步技术下钻，使土体形成螺纹段。成孔达到设计标高后，停止钻进，与此同时开始泵送混凝土，当钻杆芯管充满混凝土后，螺杆桩机采用反向旋转同步技术提升钻杆至螺纹段设计标高的位置，形成螺杆灌注桩的螺纹段，钻杆提升到螺纹段顶部设计标高时，钻杆再次正向旋转或直接提升产生带圆柱空间，同时管内泵压浇灌混凝土至桩顶设计标高。

5．施工工艺流程及操作要点

5.1施工准备

5.1.1螺杆灌注桩施工前应具备以下文件资料

（1）岩土工程详细勘察资料

（2）建筑物平面布置图及高程

（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。

（4）螺杆灌注桩桩位平面布置图及技术要求

（5）试桩资料或工艺实验资料

（6）施工组织设计和施工方案

5.1.2施工前清除地上和地下障碍物并平整场地，探明和清除桩位处的地下障碍物，按施工平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、施工设施布置、材料堆放等有关布设。

5.1.3施工前逐级进行图纸和施工方案交底，并做好原材料质量检验工作。

5.1.4桩位放线定位前设置测量定位点和水准基点，并采取妥善措施加以保护。根据设计桩位图在施工现场布置桩位，桩位确定后应填写放线记录，桩位点应设有不易破坏的标记，并应经常复核桩位位置以减少偏差、避免漏桩，经有关部门验线后方可施工。

5.1.5施工前应做成孔实验，其目的是核对地质资料,检验所选设备、机具、施工工艺及技术要求是否合适。同时，检测相邻桩孔之间的影响，确定影响程度，相邻桩孔之间影响较大时需要考虑跳打施工。如成孔实验满足要求，则根据成孔试验的数据确定施工工艺参数。