维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁机械与施工技术 Ｂｒｉｄｇｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 潮■● ■ 长螺旋专占孔压灌混凝土桩施工技术及工程应用 熊君放 ，罗银燕 ，胡新民。 （１．湖南省建筑工程集团总公司，湖南长沙４１０００４；２．长沙职工大学土木工程系，湖南长沙４１００１５； ３．湖南广播电视大学土木工程学院，湖南长沙４１０００４） 摘 要：长螺旋钻孔压灌混凝土桩是在长螺旋干钻法基础上发展的压灌混凝土桩成桩技术，混凝土是 从钻杆中心压入孔中，成孔、成桩由一机一次完成。结合工程具体实例，详细阐述了长螺旋钻孔压灌混凝 土桩的施工方法以及成桩施工过程中经常遇到的质量问题，针对这些问题提出了有效的质量控制措施。 关键词：长螺旋；压灌桩；工艺；质量；控制 中图分类号：Ｕ４４５．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—０３３Ｘ（２００７）０４—００３５一Ｏ３ Ｇｕｎｃｒｅｔｉｎｇ Ｐｉｌｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｓｉｎｇ Ｌｏｎｇ Ａｕｇｅｒ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＸＩＯＮＧ Ｊｕｎ—ｆａｎｇ ，ＬＵ０ Ｙｉｎ—ｙａｎ ，ＨＵ Ｘｉｎ—ｍｉｎ。 （１．Ｈｕｎａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈａｎｇｓｈａ Ａｄｕｌｔ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１５，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｂｒａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｕｎｃｒｅｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ ｌｏｎｇ ａｕｇｅｒ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｙ ｌｏｎｇ ａｕｇｅｒ ｂｏｒ—— ｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｓ ｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎｔｏ ｈｏｌｅｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｄ．Ｔｈｅ ｐｉｌｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｙ ｏｎｌｙ ｏｎｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｎｃｅ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄ— ｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ ａｕｇｅｒ；ｇｕｎｃｒｅｔｉｎｇ ｐｉｌｅ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｑｕａｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌ ０ 引言 长螺旋钻孔压灌混凝土桩是在长螺旋干钻法基础 定位放线 上发展的压灌混凝土桩成桩技术，工艺原理为：采用长 螺旋钻机钻至设计标高。利用混凝土泵将混凝土从钻 头底部压出，边灌注边提钻至成桩．然后利用专门振动 备料 Ｊ Ｊ钻机就位 泵送混凝土 Ｉ Ｉ 校正桩与钻杆垂直度 装置将钢筋笼一次插入桩体，形成钢筋混凝土灌注桩 的施工方法。笔者公司承建的毛草街引桥群桩基础和 毛家岔大桥桥台软基地基加固处理、星城旺座钢筋混 凝土灌注桩基础等多项工程中均运用了该项技术 灌 注桩直径一般为４００～８００ ｍｍ，钻孔深度３０ ｍ以内。单 桩承载力特征值１ ２００～３ ０００ ｋＮ Ｅ 钻进＿牟设计深度 边提钻边泉送混凝土至孔Ｉ¨Ｉ 吊放钢筋笼至设计标高 成桃 １长螺旋钻子Ｌ压灌混凝土桩成桩工艺 如图１所示，定位放线要保证钻孔位置的正确。钻 孔垂直度的容许偏差不大于１％。泵送混合料的粗骨料 粒径一般为１５～３０ ｍｍ。当掺入粉煤灰时。要求选用Ⅱ 级以上的粉煤灰，混合料的初凝时间控制在４～６ ｈ 桩 除桩头 图１成桩Ｔ艺流程 身混凝土浇注要连续进行。为保证桩身混凝土质量，桩 身混凝土要灌注到桩顶设计标高５００ ｍｍ以上．在混凝 维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁机械与施工技术 Ｂｒｉｄｇｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 土终凝前及时凿除桩头。 管未定期清洗，造成管路内有混合料的结硬块．也可能 造成管路堵塞。主要控制措施有： （１）保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符 合要求．将粉煤灰掺量控制在７０～９０ ｋＦ＃ｍ３的范围内．控 ２成桩过程中常见质量缺陷及控制方法 ２．１钢筋笼沉入困难 素混凝土桩体中后植入钢筋笼的“到位率”．即满 足将灌注桩的钢筋笼１００％植入到设计深度要求是长 螺旋钻孔压灌混凝土桩施工中常遇到的质量问题，原 因多与混凝土的骨料粒径、和易性，特别是坍落度的大 小有关或由于桩周土对桩身产生挤密作用造成。钢筋 笼在桩孔混凝土内振动植入的过程中整体产生振动． 制入泵坍落度的最低值不小于２００ ｍｍ。 （２）灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管 都必须清洗干净。 （３）加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发 现和解决问题。 易使混凝土粗骨料振动下沉，更易使混凝土振捣离析； 遇到砂卵石层过厚、渗水性大的地层时．混凝土的坍落 （４）冬季施工时，当采用加热水的办法提高混合料 出口温度时。要控制好水的温度，最好不超过６０℃。 ２．３断桩。夹层 度损失较大．和易性变差，而在沉笼过程中恰恰不希望 混凝土坍落度过早损失。另外振动电机压在钢筋笼顶 部使钢筋笼受压．易使其失稳产生弯曲，这些均对沉笼 产生非常不利的影响，使沉笼施工达不到预想的效果。 主要控制措施有： 由于提钻太快泵送混凝土跟不上提钻速度或者是 相邻桩太近串孔造成。主要控制措施有： （１）保持混凝土灌注的连续性，采取加大混凝土泵 量，配备储料罐等措施。 （２）严格控制提速，确保中心钻杆内有０．２ ｍ。以上 （１）尽量减小钢筋笼端阻面积，在中低频率前提下 适度增加振动贯入能量，改进振动设备性能，优化设备 技术参数。 ｆ２）控制入泵坍落度的最低值不小于１８０ ｍｍ，做到 一的混凝土．如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时 间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。 ２．４桩身混凝土强度不足 次泵入．立即植笼，减少坍落度的损失是改善振动沉 （３）改善混凝土配合比，保证粗骨料的粒径小于２．０ 压灌桩按泵送混凝土和后插钢筋的技术要求，坍 落度一般不小于１８ｃｍ，因此要求和易性好。配比中一 般加粉煤灰，这样混凝土前期强度低，加上粗骨料粒径 小．如果不注意对用水量的控制仍容易造成混凝土强 入效果的有效工艺措施。 ａｍ，级配满足要求，遇渗水性较大的土层时，不宜掺入 粉煤灰．应选择合适的外加剂改善混凝土的和易性，尽 量用早强型减水剂代替普通泵送剂。 ｆ４）吊放钢筋笼时保证垂直和对位准确。 度低 主要控制措施有： …１优化粗骨料级配。大坍落度混凝土一般用０．５～ １．５ ｃｉｎ碎石．根据桩径和钢筋长度及地下水情况可以 加入部分２～４ ａｍ碎石，并尽量不要加大砂率。 ｆ２１合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普 （５）在钢筋笼下沉不到位时迅速将钢筋笼拔出，待 桩体内混凝土初凝后重复成桩作业，完成该桩位灌注 桩的施工。 ２．２导管堵塞 通泵送剂。 ｆ３）粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉 煤灰至少应选用Ⅱ级灰。 ２．５桩身混凝土收缩 混凝土配比或坍落度不符合要求。当混合料中的 细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，常发 生堵管。混凝土拌和物坍落度过大易产生泌水、离析， 在泵压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵 桩身回缩是较常见现象，一般通过外加剂和超灌 予以解决，施工中保证充盈系数为１．１５～１．３０，桩顶至 管；坍落度太小，混合料在输送管路内流动性差，也容 易造成堵管。由于提钻时间较晚，在泵送压力下钻头 处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞：冬季施工 时．混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不 力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结，造成堵 管：混合料输送管弯头曲率半径不合理也能造成堵管； 弯头与钻杆不能垂直连接，也会造成堵管；混合料输送 少超灌０．５ ｍ，并防止孔ＩＺｌ土混入。 ３ 工程实例 本文以毛草街大桥引桥群桩基础为例对长螺旋压 罐桩施工过程进行简要介绍。 ３．１工程概况 该项目位于沅江南县茅草街镇，引桥全长１４４ ｍ， 单跨长度２４ ｍ，设计采用群桩基础，共５６根桩。 Ｒ’ Ｍ—＆—’ ’。’Ｃ ’Ｍ ‘ 。 ’‘２ ‘Ｏ‘‘ ’Ｏ ’Ｔ‘ ￣’ ’４ 。—ｍ— ．企 ，维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁机械与施工技术 ｌＢｒｉｄｇｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 瀚■● 一 依据工程地质勘察报告分析，地层构造自上而下 主要有：人工填土层．层厚０．５０～１．１０ ｍ；第四系冲积 层．包括粉质粘土层，层厚２．００—５．８Ｏ ｍ，中砂层，层厚 ３．２０～５．１０ ｍ．圆砾混砾砂层。层厚０．８Ｏ～１．７Ｏ ｍ和粉质 相匹配．成桩过程宜连续进行，成桩的提拔速度宜控制 在１．Ｏ～１．２ ｍ／ｍｉｎ．直至桩体混凝土高出桩顶设计标高 ５００ ｎｉｍ。 ３．２．４后插钢筋笼 粘土层，层厚３．９０～６．４０ ｍ；第四系残积粉质粘土层，层 厚１．５０～３．６０ ｍ；第三系泥质粉砂岩层，层厚２．３０～５．６０ ｍ。将振动锤和导入管通过法兰盘连接（也可用其他 连接方式），见图２。利用吊车辅助将导入管插入钢筋笼 中．导入管的下端与钢筋笼的连接见图３，将导入管及 振动锤与连接好的钢筋笼吊起，移至已成桩的桩孔内。 振动锤 桩基设计采用长螺旋钻孔桩，桩径为６００ ｍｍ，平均 桩长为２８．７ ｍ．共计５６根。桩身混凝土强度等级为Ｃ３０， 桩端设计要求进入强风化泥质粉砂岩，桩端断面入岩 深度日 ＞１．５ｄ，设计单桩竖向承载力特征值１ ７００ ｋＮ。 管 成桩后经省质监站对１４根桩按单桩竖向承载力特征值 ２倍加载进行静载试验。根据Ｐ～Ｓ曲线综合判断其竖向 极限承载力均不小于３ ４００ ｋＮ，桩身完整性试验５６根， Ｉ类桩５４根。Ⅱ类桩２根。均能满足设计要求。 ３．２施工步骤 ３．２．１钻机就位 保持平整、稳固，在机架或钻杆上设置标尺，以便 控制和记录孔深。就位后校正好钻杆的位置和垂直度。 垂直度的容许偏差不大于１％。下放钻杆。使钻头对准 桩位点。 ３．２．２ 钻孔 图３引入管的下端与钢筋笼的连接 将钢筋吊直扶正缓缓送入孔内，启动振动锤。通过 振动用钢筋笼导入管将钢筋笼送入桩身素混凝土内至 设计标高，将桩身混凝土振捣密实，同时将钢筋笼固定。 开动钻机旋动钻头。根据电流大小（一般掌握在额 定电流１８０～２００ Ａ之间）控制钻进速度。一般应先慢后 快。先钻Ｏ．５～１．０ ｉｎ深，检查一切是否正常，未发现异常 ４结语 长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工是在成桩过程采用 护壁和中心泵压灌注桩体混凝土一次完成，后插入钢 筋笼的一种较为先进的成桩技术。该方法免除了大量 泥浆处理和运输的工作。施工过程中无强烈的振动和 冲击作用，避免了施工过程中对周边环境的污染，是一 种环境保护型的绿色施工方法。 参考文献： ［１］欧阳效勇，任国兴，徐民交通出版社．２００６． 再继续钻进，如发现钻杆摇晃、难钻或电流猛增现象、 进尺缓慢等异常情形时，应停止钻进，分析原因进行处 理，禁止强行钻进。如无异常地质情况。一般正常平均 钻进速度控制在１．２ ｒｒｄｍｉｎ左右。钻杆下钻到设计深度 后在原位空转清土，在灌注前不得提钻。 ３．２．３泵送混凝土 钻头到达设计标高时，钻杆提升３０ ｃｍ后保持原位 不停钻，开始泵送混凝土。当孔中混凝土量达到钻杆芯 伟．桥梁深基础施工关键技术ＩＭ］．北京：人 管４Ｏ～６０ ｃｍ高度后，方可提钻（禁止先提钻再泵料）。一 边泵送混合料一边提钻，提钻速率控制必须与泵送量 ［２］王慧东．桥梁敦台与基础工程［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００５． 收稿日期：２００６—０４—０５ ［责任编辑：林通］ 企 Ｒ—Ｍ ’ ‘ ＆ Ｃ’‘ Ｍ ’２ ’—Ｏ—Ｏ—７———￣——４ｍ …．，
