新型螺桿灌注樁技術(shù)【摘 要】新型螺桿灌注樁技術(shù)通過對傳統(tǒng)長螺旋鉆孔灌注樁的施工設(shè)備、施工工藝、基本原理等各方面的改進，實現(xiàn)了該樁環(huán)保效果好、樁身質(zhì)量可靠、承載能力高、工程造價低、工期短、應(yīng)用范圍廣的特點。 【關(guān)鍵詞】螺桿灌注樁、技術(shù)要點、施工工藝 近年來，一些地區(qū)的高層建筑越來越多，絕大多數(shù)天然地基滿足不了日益增長的樓層所帶來的巨大荷載。地基處理技術(shù)是提高地基承載力的有效手段，同時也對樁基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求，迫使我們要對樁型、以及施工工藝等內(nèi)容進行改進。螺桿灌注樁的全稱為半螺旋擠孔管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁，也可簡稱為螺桿樁，是一種上部為圓柱形樁體，下部為螺紋型樁體組合而成的變截面異型灌注樁，其上下兩樁段的長度可根據(jù)地基土質(zhì)情況進行調(diào)節(jié)，沒有固定的比例，下部螺紋樁體的外徑與上部圓柱樁體直徑相同。1 螺桿樁技術(shù)簡介螺桿樁是一種“上部為圓柱型，下部為螺絲型”的組合式新型樁?，F(xiàn)澆螺桿樁是在施工過程中采用樁機鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔，管內(nèi)泵壓混凝土成樁，是一種具有很高實用價值和潛能的新型樁。將常識中“螺絲釘比釘子牢固”的簡單道理運用在樁與樁施工中，使其更牢固的特點得以實現(xiàn)。其施工技術(shù)采用常規(guī)混凝土灌注和獨特的施工工法形成螺桿樁，承載力大于等于預(yù)應(yīng)力管樁。螺桿樁技術(shù)具有綜合造價低、施工及成樁質(zhì)量不受地下水影響、應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)多種土層等優(yōu)勢.2 螺桿樁樁身特點上部直桿段 下部螺紋段 特點一：下部為螺紋段，大大提高了樁的承載力 特點二：上部為直桿段，加大了受力面積，提高了樁身剛度 特點三：樁身上大下小的特點滿足附加應(yīng)力變化規(guī)律 特點四：樁體樁土結(jié)合粗糙度高 特點五：配筋按結(jié)構(gòu)鋼筋 特點六：樁端無虛土 特點七：螺牙的存在使樁身不會喪失粘聚力 3 螺桿灌注樁優(yōu)點（1）環(huán)保效果好，無噪聲，無振動，無泥漿排放與污染。（2）與普通鉆孔灌注樁相比，無清底、護壁，塌孔等問題，也不易產(chǎn)生斷樁和縮頸等問題，樁身質(zhì)量可靠。 （3）樁身強度高，承載能力較強。（4）施工程序簡化，降低工程造價，施工效率高，縮短工期。（5）適用范圍廣，不僅可以作為樁基礎(chǔ)的基樁，也可應(yīng)用于CFG復(fù)合地基和CM長短樁復(fù)合地基，螺桿樁適用于淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土層、卵石層及強風(fēng)化巖等地層，成孔成樁不受地下水的限制。 4螺桿灌注樁施工4.1施工順序與成樁工藝（1）樁機就位。按照測量放線的位臵將樁機就位，誤差小于10mm。（2）對中調(diào)平。樁機就位后調(diào)平并穩(wěn)固，確保成孔垂直度。（3）鉆孔至設(shè)計深度。下鉆過程中樁機自控系統(tǒng)嚴格控制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配，要求鉆桿旋轉(zhuǎn)兩周以上，下降一個螺距，鉆至螺桿樁直線段設(shè)計深度，在土體中形成圓柱狀段，此后鉆桿旋轉(zhuǎn)一周，下降一個螺距，鉆至螺桿樁螺紋段設(shè)計深度，在土體中形成螺紋樁段.（4）泵送混凝土。鉆頭鉆至設(shè)計標高后，樁機反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，提升過程中自控系統(tǒng)嚴格控制鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，保持同步和匹配。與此同時將制備好的混凝土采用泵送方式迅速填滿由鉆桿旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的螺紋狀空間，提到螺紋部分的頂段設(shè)計深度時，螺桿鉆桿直接提升產(chǎn)生柱狀空間，并同時向鉆桿內(nèi)繼續(xù)泵壓灌注混凝土。對于螺桿樁復(fù)合地基，根據(jù)承載力的情況可采用泵壓混凝土或者水泥砂漿。 （5）停泵。提鉆時鉆頭達到樁頂設(shè)計標高時停止泵壓混凝土，但應(yīng)考慮灌注余量。（6）提出鉆頭。待鉆孔中心泵壓混凝土形成樁體后，緩慢的提出鉆頭。（7）沉放鋼筋籠。鉆桿拔出孔口前。先將孔口浮土清理干凈，然后將已吊起的鋼筋籠豎直對準孔口，把鋼筋籠下端插入混凝土樁體中，采用不完全卸載的方式，使鋼筋籠下沉到預(yù)定的深度。（8）成樁，準備下一循環(huán)作業(yè)。4.2施工特點（1）螺桿樁的施工方法與普通長螺旋鉆孔灌注樁不同，它采用一次性擠壓旋轉(zhuǎn)成孔技術(shù)，在成孔的同時通過中空鉆桿的鉆頭泵出混凝土，直接成樁。（2）螺桿樁通過擠壓土體成孔，中心壓灌混凝土護壁和成樁合三為一，從根本上排除了余土外運，泥漿污染合泥漿處理的問題，做到了綠色施工。（3）螺桿樁在鉆桿下降和提升過程中，通過自控系統(tǒng)嚴格控制下降速度和旋轉(zhuǎn)速度、提升速度與旋轉(zhuǎn)速度，分別使兩者匹配，確保上部形成圓柱形樁體，下部形成螺紋狀樁體。（4）由于鉆機成孔后，用混凝土泵通過中空鉆桿從鉆頭直接泵壓混凝土至樁底，所以樁底無虛土。泵壓混凝土具有一定的動壓力，樁端和樁側(cè)與樁身周圍的土體結(jié)合緊密，無泥皮影響，這就從根本上改善了基礎(chǔ)樁的承載力和變形性狀。 （5）鋼筋籠植入混凝土的過程中具有一定的振搗密實作用，鋼筋籠的鋼筋與混凝土的握裹力能夠充分保證，排除了泥漿遺留而減弱握裹力的可能。 4.3 施工注意要點4.3.1 成孔（1）螺桿樁機當(dāng)需要穿過老粘土層、砂層、碎石土以及塑性指數(shù)大于25的粘土?xí)r，應(yīng)進行試鉆。（2）螺桿樁機就位后，應(yīng)進行預(yù)檢，鉆頭與樁位偏差不得大于20mm，剛接觸地面時，下鉆速度應(yīng)緩慢。（3）鉆進過程中，如遇到卡鉆、鉆機搖晃、偏斜或者發(fā)出異常聲響時，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。 4.3.2 混凝土泵送（1）混凝土泵應(yīng)根據(jù)樁徑選擇，安放位臵應(yīng)與鉆機的施工順序相配合，泵管布臵應(yīng)盡量減少彎道，泵與鉆機的距離不宜超過60m。（2）首盤混凝土灌注前，應(yīng)先用清水清洗管道，再泵送一定量的水泥砂漿潤滑管道。（3）混凝土的泵送應(yīng)連續(xù)進行，當(dāng)鉆機移位時，混凝土泵料斗內(nèi)的混凝土應(yīng)連續(xù)進行攪拌，泵送混凝土?xí)r，料斗內(nèi)混凝土的高度不得低于400mm，以防吸進空氣造成堵管。（4）混凝土輸送管應(yīng)盡可能保持水平，長距離泵送時，泵管下面應(yīng)墊實。 （5）當(dāng)氣溫高于30度時，宜在輸送泵管上覆蓋隔熱材料每隔一段時間灑水濕潤，以防管內(nèi)混凝土失水離析，造成泵管堵塞。 （6）達到設(shè)計標高后，灌注首次混凝土?xí)r，應(yīng)停頓10-20s加壓，再緩慢提升鉆桿。 （7）通過自控系統(tǒng)，勻速控制提鉆速度，樁徑為400mm的樁鉆桿提升速度為2.6m/min，樁徑500mm的樁鉆桿提升速度為1.6m/min。 （8）鉆進地下水以下的砂土層時，應(yīng)采取防止鉆桿內(nèi)進水的措施，壓灌混凝土應(yīng)連續(xù)進行。 （9）螺桿樁的充盈系數(shù)為1.02-1.20。樁頂混凝土超灌高度不宜小于300-500mm。 （10）成樁后，應(yīng)及時消除鉆桿及軟管內(nèi)殘留的混凝土，長時間停臵時，應(yīng)用清水將鉆桿、泵管、混凝土泵等清洗干凈。 （11）隨時檢查管道密封情況，以防漏水造成局部坍落度損失。 4.3.3 沉放鋼筋籠為確保鋼筋籠順利沉放，鋼筋籠底部可做成圓臺或者圓錐式?；炷凉嘧⒔Y(jié)束后，若鋼筋籠長度不長，且混凝土坍落度合適時應(yīng)立即將鋼筋籠沉入混凝土樁體中。若鋼筋籠長度較長，應(yīng)設(shè)臵下拉式剛性傳力桿作為沉放的工具桿用，并采用合適的平板振動器或振動棒將鋼筋籠振動沉入混凝土樁體中?；炷恋暮鸵仔允卿摻罨\植入到位（到設(shè)計深度）的充分條件，經(jīng)驗表明，樁孔內(nèi)混凝土坍落度損失過快，是造成植籠失敗和樁身質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵因素之一。 4.3.4 施工順序樁的施工順序應(yīng)根據(jù)樁間距和周圍建筑物的情況，按流水法分區(qū)考慮。對于較密集的滿堂布樁可采取成排推進，并從中間向四周進行；若一側(cè)靠近既有建筑物，宜從毗鄰建筑物的一側(cè)由近及遠進行。同時根據(jù)樁的規(guī)格，宜先長后短進行施工。當(dāng)樁距小于1.2m且地下有深厚淤泥層及松散砂層時，因采取跳躍式施工，或采用控制凝固時間間隔施工，以防樁孔間竄漿。5 螺桿灌注樁工程應(yīng)用實例5.1 四川渠縣工程四川渠縣東區(qū)工程“東城半島” 項目位于渠縣東城新區(qū)，總投資10多億元，總占地面積近100萬平方米。東城半島項目住宅小區(qū)主要以花園洋房、小高層、高層為主，樓層從18到32層不等。設(shè)計單位為機械工業(yè)部第三設(shè)計院，原設(shè)計為鉆孔灌注樁，后經(jīng)設(shè)計單位和房地產(chǎn)開發(fā)公司多方實地參觀考察，基礎(chǔ)形式全部更改為螺桿樁獨立承臺，樁徑500mm，樁長24m，單樁承載力極限值3600KN，在節(jié)省工程造價的同時也顯著提高了施工效率。5.2 廣西北?！氨辈繛骋惶枴睆V西北海北部灣一號工程，基礎(chǔ)采用長600多米、寬20多米的條形基礎(chǔ)，且不設(shè)沉降縫，對樁基礎(chǔ)的承載力和沉降要求很高。原設(shè)計為500mm樁徑管樁，在施工中出現(xiàn)非常明顯的擠樁現(xiàn)象和土的承載力過高導(dǎo)致管樁難以達到設(shè)計深度，無法繼續(xù)施工。經(jīng)設(shè)計單位與房地產(chǎn)公司實地考察，選用螺桿樁條形基礎(chǔ)的方案。5.3 ?？诿T廣場?？诿T廣場三棟29層超高層連體建筑采用建設(shè)部科技計劃項目螺桿樁復(fù)合地基，復(fù)合地基承載力為1000KN/m2，工程質(zhì)量優(yōu)良，被?？谕韴蠓Q為“國內(nèi)首例高強度螺桿樁復(fù)合地基獲得成功”。6 結(jié)語螺桿樁灌注技術(shù)，經(jīng)濟和環(huán)境效益較為顯著。但該樁型屬于擠土灌注樁，施工時要充分考慮擠土效應(yīng)帶來的不利影響，需采取減小擠土效應(yīng)的措施。此外，成孔成樁工藝較為特殊，受力機理較為復(fù)雜，有關(guān)的設(shè)計計算公式及理論分析等需進一步的積累和完善。參考文獻：1 閉歷平，方崇，張信貴.新型螺桿灌注樁的施工工藝與質(zhì)量控制措施J.西部探礦工程， 2006（12）：15-16.2 李波揚，吳敏.一種新型的全