长螺旋反插法钻孔灌注桩施工工法2020.2.29

长螺旋反插法钻孔灌注桩施工工法

中铁十一局集团电务工程有限公司

罗义

1.前言

长螺旋反插法钻孔灌注桩是在水泥粉煤灰碎石桩(即CFG桩)的基础上改进的一种刚性桩，它利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用混凝土泵通过泵管、钻杆中心通道，从钻头活门向孔内以一定压力连续将超流态混凝土压至桩孔中，混凝土由桩底向上进行灌注，并及时清除桩周边泥土，待混凝土灌注到设定标高后，再借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入混凝上中至设计标高，形成钢筋混凝土灌注桩。

长螺旋反插法钻孔灌注桩在国际上的发展已经有几十年的历史，在中国也是最近十年才被逐渐认识和应用，成为近年来发展最快的一种新型桩孔施工方法，长螺旋反插法钻孔灌注桩技术被为“绿色施工工艺”，其持点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少、噪音小等优点，长螺旋钻孔机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现钻杆垂直度的自动调节和孔深度的计量；钻头可快速穿过各种复杂地层，在桩基施工特别是城市桩基施工中具有非常广阔的前景。

从技术上来说，该技术由于先进行混凝土灌注，再进行钢筋笼的设置，从而省去了泥浆护壁这一环节，不仅实现了节约成本，还提高了施工质量和效率，在建设工程中运用越来越广泛。但是，根据实际施工情况看，该技术的运用也会受到施工设备、施工工艺、地质情况以及水文情况等因素的影响。所以在实际的工程中，必须对其基本的施工工艺流程予以明确，并在对应的环节中加强控制，如此才能确保其施工效益。

2.工法特点

2.1污染少，成孔质量好：由于长螺旋钻孔机械使用电力，施工时依靠螺旋钻具切削土层干作业成孔，无振动、低噪音、低污染、无需泥浆护壁、不排污，对周边影响小；成孔时，桩尖无虚土，防止了钻孔灌注桩清底不干净的缺点，成孔质量好。

2.2流动强，成桩质量好：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，充盈系数好;混凝土灌注时，辅助灌注压力，钻具提升速度与混凝土泵送量相匹配，再加上振送钢筋笼过程中对混凝土的振密作用，身混凝土与周围士层紧密结合，不会产生断桩、缩径、塌孔，桩壁泥皮和孔底沉渣等施工通病;同时还伴有局部膨胀扩径现象，桩身实测直径一般比设计直径大10%以上，而连续压灌超流态混凝护壁成孔，对桩孔周围的土有渗透、挤密作用提高桩周上的侧摩阻力大幅度提高了机的承载能力，使体且有较强的承载力抗拔力、抗水平力，成桩质量好。

2.3速度快，经济效益好:长螺旋桩机是一种一机多能的新型钻机设备底盘采用全液压步履式行走液压马达驱动360°回转移孔就位快捷准确，自动化程度高操作简便动力大，穿硬土层能力强，成孔速度快。

3.适用范围

本工法适用于拟建场地周边为密集型住宅、地下水丰富、对噪音、安全防护及文明施工等要求较高的地区。

4.工艺原理

长螺旋反插法钻孔灌注桩采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，在提钻的同时利用混凝土泵通过泵管、钻杆中心通道，从钻头活门向孔内以一定压力连续将超流态混凝土压至桩孔中，混凝土由桩底向上进行灌注，并及时清除桩周边泥土，待混凝土灌注到设定标高后，再借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入混凝上中至设计标高，形成钢筋混凝土灌注桩。

5.工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

测量放线定位、复核

钻机就位

钻进至设计深度

终孔验收

砼输送泵安装调试

连接混凝土输送泵管

灌注高流态细石混凝

土

提升钻杆、清土

混凝土灌注至设计桩顶上0.5m

起吊钢筋笼、振动锤

启动振动锤、下插钢筋笼

钢筋笼插至设计标高

施工完成

转移钻机施工下一条桩

桩基检测

5.2施工工艺操作要点

5.2.1测量放线定桩位、复核

测设方法：在设计图纸进行桩位编号，并计算出各桩位的坐标数据，采用电子全站仪根据转至场内并经复测的控制点位测设出将要施工的桩位。

5.2.2成孔

(1)钻机就位后，进行桩位复检，钻头中心与桩位偏差小于20mm，然后调整钻机，用双垂球双向控制好钻杆垂直度，垂直度允许偏差为桩长的1%。合格后方可平稳钻进。钻头刚接触地面时，先先关闭钻头封口，下钻速度要慢。钻进过程中，不宜反转或提升钻杆。

(2)当需要穿越老黏土、厚层砂土、碎石土以及塑性指数大于 25 的黏土时，应进行试钻。

(3)正常钻进速度控制在1～1.50m/min ，钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应停钻查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。

(4)钻出的土方及时挖机清理转运至施工作业面以外，并统一用汽车外运到弃土场倒弃。

5.2.3终孔验收

按上述成孔方法成孔施钻，用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度，钻进至设计要求的深度及土层，经现场监理验收合格后方可进行灌注混凝土施工。

灌注桩成孔施工允许偏差

5.2.4灌注高流态细石混凝土、提升钻杆、清土

混凝土是在泵送混凝土和流态混凝土基础上配制的，其和易性、流动性好、坍落度大，便于泵送和钢筋笼的插入。

混凝土输送泵通过高压管路与长螺旋钻杆相连，中空的螺旋钻杆待停止钻杆回转，把运输到场的混凝土通过泵管以约30Kpa的压力压至钻头底部，此时单向阀打开，混凝土压出并推动钻杆上升，随钻杆土柱的上升，孔内砼压满，由于孔内积聚高压，并有钻杆的抽吸作用，在软地段砼会充盈较多形成扩径桩（充盈系数详设计），对提高桩承载力很有好处。

5.2.5钢筋笼的下插至设计标高

（1）下插曲钢筋笼时采用汽车吊将振动锺吊起挖机及人工配合插出钢筋笼内，然后汽车吊一并将钢筋笼吊起（起吊过程中钢筋笼有变形或箍筋位移的立即用人工修整到位），等砼灌注钻机移开后立即开始插笼，减少时间差，减小插笼难度。

（2）长螺旋钻机成孔、灌注混凝土至地面后，及时用挖机清理钻机叶片带到地表面上的土方至不影响同一天要施工的桩位外及时用汽车外运至场外弃倒。清理土方时应注意保护已灌注的混凝土，不得对其进行拢动或将土体掉入桩头内。

（3）钢筋笼较长时（大于20米），下插钢筋笼必须进行双向垂直度观察，使用双向线垂成垂直角布置，发现垂直度偏差过大及时通知操作手停机纠正，下笼作业人员应扶正钢筋笼对准已灌注完成的桩位。

（4）下笼过程中必须先使用振动锤及钢筋笼自重压入，压至无法压入时再启动振动锤，防止由振动锤振动导致的钢筋笼偏移，插入速度宜控制在1.2~1.5m/min。

（5）钢筋笼下插到设计标高后关闭振动锤电源，取下起吊钢筋笼钢丝绳（振动锤不取），用汽车吊把钢管和振动锤提出孔外，提出过程中开启振动锤，以保证混凝土的密实性。

（6）为了保护桩头的密实性，可以用常用插入式振动棒对桩头2米范围进行复振。

（7）施工完成，移至下一颗桩按上述方法施工。成型的桩进行自然养护7天后进行桩间土开挖和人工破除桩头超灌混凝土。

6.材料和设备

6.1本工法采用的材料计划表

6.2本工法采用的机械设备计划表

6.3本工法采用的仪器仪表计划表

7.质量控制

7.1 本工法必须遵照执行下列标准、规范：

《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）

《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2018）

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）

7.2 质量保证措施及注意事项

7.2.1质量保证措施

（1）实行全面质量管理，重点是钻进成孔、制笼、灌注混凝土和下钢筋笼四个主要工序，先行施工的工序未经检查验收合格不准进入下道工序施工。

（2）认真、准确地做好各工序施工记录，及时交汇，发现问题后立即采取补救措施，对原始资料严格管理，及时整理归档，必须做到一桩一档。

7.2.2施工过程中注意事项

（1）钻机定位后，应进行复检，钻头与桩位点偏差不得大于 20 ㎜，开孔时下钻速度应缓慢；钻进过程中，不宜反转或提升钻杆。

（2）混凝土输送泵管宜保持水平，当长距离泵送时，泵管下面应垫实。

（3）成桩后，应及时清除钻杆及泵（软）管内残留混凝土。长时间停置时，

应采用清水将钻杆、泵管、混凝土泵清洗干净。

（4）当气温高于 30℃时，宜在输送泵管上覆盖隔热材料，每隔一段时间应洒水降温。

（5）钻至设计标高后，应先泵入混凝土并停顿 10～20s，再缓慢提升钻杆。提钻速度应根据土层情况确定，且应与混凝土泵送量相匹配，保证管内有一定高度的混凝土。

8.安全措施

8.1地面条件，由于长螺旋钻孔机的自重大，应平整场地，清除杂物，换除软士或铺垫钢板，钻机不宜直置于不坚实填土上，以防不均匀沉降。

8.2钻机施工现场的地上、地下管线，包括市政、自来水、天然气管道、电力、电讯等部门的各种地下管线应及时弄清并排除。

8.3钻机施工场地内要有较好的排水条件，钻机5m内无高压线，钻机作业区要有明标志及护栏，夜间施工要有足够的照明。

8.4卷扬机的钢丝绳应排列整齐，不得挤压，启动后应仔细检查液压系统、油管接头是否漏油，有无异常，档确认无误后方可正式作业。

9.环保措施

9.1在设备选型时，对使用的机械设备进行详细的建筑声响评估，选择低污染或低噪声设备，并采取消音、隔音、护板等措施降低噪音。机械设备和工艺操作所产生的噪音不得超过有关标准，并符合国家规定的有关规定，否则应采取消声措施，降低噪音。

9.2强噪音作业时，严格控制作业时间，一般晚10点到次日早6点之间停止强噪音作业，但因工艺要求或其它特殊情况不得不进行施工时，应公告附近居民并采取消音措施。

9.3在施工期间，适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。

10.效益分析

长螺旋桩机是一种一机多能的新型钻机设备底盘采用全液压步履式行走，液压马达驱动360°回转移孔就位快捷准确，自动化程度高操作简便动力大，穿硬土层能力强，成孔速度快;对于一般土层，若孔深在20m左右，桩径400mm，每

台桩机每天可施工20~30根桩。并且长螺旋钻孔灌注桩成桩速度快，工期短，桩体承载力高，与普通钻孔灌注桩相比，虽然混凝费用略高但在同一地质条件下，每立方米混凝上承载力可提高0.55倍，施工工期可缩短20%以上，因此综合工程造价低经济效益好。

11.应用实例

11.1昆明轨道交通五号线工程

昆明轨道交通5号线110KV福海主变电站项目，变电站总用地4112㎡，总建筑面积2267㎡，拟建场地位于昆明主城区，交通便利。站内拟建的建筑物包括1栋3层主变电所、泵站、消防水池、事故油池、地埋污水处理装置及相应的配套设施。

本工程桩基础采用长螺旋灌注桩，共计120根桩，单根桩桩径600mm、桩长27米。工程试桩共设计有4根，桩身混凝土强度等级为C30，有效桩长不小于27m。

施工情况：长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工，钻孔施工应该确保钻孔垂直,倾斜不超过5％，同时深度需达到设计标准。在混凝土压灌环节,应该确保泵送速率和提杆速率相协调，在钢筋笼插入环节，则需保证连续一次插入，避免出现停顿。

在施工后期，应该对成桩进行全的质量检测，及时发现问题,并以解决。

11.2施工现场照片

图一：钢筋笼制作

图二：钢筋笼对孔

图三：钻机就位开钻

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新工程科技长螺旋反插法钻孔灌注桩施工工法2020.2.29全文阅读和word下载服务。