淺談螺桿樁施工控制要點

摘 要：鐵路建設過程中路基工程軟基處理是確保路基沉降穩定的關鍵，尤其在高速鐵路的建設中。合理地選擇軟基處理類型，既能提高生產效率、加快施工進度、確保施工質量，又能節約成本、減少工程投資。新建鄭徐鐵路客運專線ZXZQ07標永城北站路基工程的部分軟基段落采取的是螺桿樁進行加固處理。通過對螺桿樁樁型的施工工藝進行描述，為類似鐵路施工軟基的處理提供一些參考。

關鍵詞：軟基處理；螺桿樁；施工工藝；鉆機

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0074-02

1 工程概況

對鄭徐客運專線永城北站路基工程DK279+941.0～DK281+464.11部分路基段進行螺桿樁軟基處理。依據鄭徐客運專線軟基處理設計文件、《鐵路工程地基處理技術規程》（TB 10106—2010）和《鐵路工程基樁檢測技術規程》（TB 10218—2008）編制方案和確定施工工藝，并進行現場施工。

2 工程地質和水文條件

2.1 地形、地貌

鄭徐客運專線永城北站路基工程地處黃淮沖擊平原區，地勢平坦、開闊，多辟為農田、林地、果園、魚塘等，道路交通縱橫交錯，交通便利。

2.2 地層巖性

表層為Q4eol粉土，呈褐黃色，局部飽和，稍密，層厚1.5～5.5 m；局部為淤泥質黏土，流塑，厚0～2.7 m；粉質黏土，軟塑，厚0～5.3 m。下面為Q4al粉質黏土，軟-硬塑；粉砂，稍密-中實；中、細砂稍實。再下為Q3al粉質粘土層，可塑-硬塑。下伏奧陶系泥質灰巖，深灰色，弱風化，節理裂隙發育。具體布置詳見地質報告。

2.3 特殊地質、不良地質

軟土和松軟土：工點范圍內，第（2）2-1淤泥質黏土、（2）3-2層軟塑黏性土、（2）4-2層粉土和粉砂層均為松軟土層，其結構松軟、壓縮性較高、強度低、工程特性差，易產生過大、不均勻的沉降。

水文地質條件：地下水的主要類型為孔隙潛水，其局部具有一定的承壓性；砂土的透水性好；地下水由大氣降水、地表水滲入補給，水量較豐富，且具有明顯的動態變化特征——隨著季節和降水量的變化而變化。

3 施工工藝控制

3.1 施工準備

施工準備包括：①依據設計圖紙核查地質情況，比對技術參數，并優選機械設備和施工方法。②按照設計技術參數的要求選擇適合螺桿樁混凝土的施工配合比。③做好“三通一平”準備工作，鉆機平臺必須堅固不沉降，防止鉆機傾覆。在施工期間，要做好地下管線等特殊構造物的保護工作。④按照設計樁位實地放樣，并進行復核，確保螺桿樁樁位滿足設計要求和驗標要求。⑤施工前先進行螺桿樁工藝試驗，總結施工方法和資源配置情況，給正式施工樁體提供依據。

3.2 材料要求

施工材料要求為：①樁體粗骨料采用碎石，料徑一般為5～25 mm；細骨料應選用干凈的中粗砂，含泥量要小于5%，砂率要控制在40%～50%.②水泥應選用合格的普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，標號PO42.5級。在施工前，需將原材料送至檢測中心進行化驗和做混合料的配合比試驗。③施工采用C35混凝土，塌落度為180～220 mm。

3.3 工藝流程

螺桿樁的施工順序為：測量放線→鉆機就位調平→鉆進成孔→至設計標高停鉆→泵送混凝土、提鉆→至設計標高停泵→提鉆至孔口→成樁、驗收。

3.4 螺桿樁工藝

螺桿樁是一種“上部為圓柱型，下部為螺絲型”的組合式地基加固樁，使用鉆機、鉆具旋轉擠壓土體成孔，使管內泵壓細石與混凝土成樁。采用變截面的構造形狀，符合附加應力的分布規律、應力分擔比和剛度變化的要求，調整了土體與樁之間的作用。具體來說，提高了樁側土體的應力分擔比和應力擴散度，減少了樁端荷載，使樁身受力與土體受力協調一致。

螺桿樁的施工步驟和注意事項如下：①樁機就位。按照測量放線的位置將樁機就位，樁位偏差不大于5 cm。樁的施工順序應從中間向四周進行，同時，根據樁的規格，宜先長后短進行施工。采取間隔跳打的施工方式，以防樁孔間竄漿。②對中調平。樁機就位后對其進行調平和穩固，確保成孔垂直度偏差不大于1%. ③鉆孔深度。按照地面標高和設計樁底標高計算出鉆孔深度，在鉆機鉆過程中，應適時進行監控測量，避免超鉆。根據螺桿樁樁體形狀的特殊性和工藝試驗所總結出的鉆進速度與下鉆速度的比例關系，在鉆進過程中，應嚴格控制鉆孔速度，確保成樁時螺紋段和圓柱段合格。④當鉆機鉆進的深度達到設計孔深時停止鉆進，同時準備好灌注用的混凝土。將管道混凝土罐車與鉆機灌注孔緊密連接，然后提升鉆頭并注入混凝土。按照工藝試驗結果，要注意混凝土泵入速度與鉆頭提升速度的比例，確保孔內混凝土完全充填密實，避免因混凝土泵送過快而埋入鉆頭，進而破壞混凝土泵機或孔壁。⑤停泵。當鉆機鉆頭提升至樁體虛樁頭位置時停止泵送混凝土，并準備提升鉆頭。⑥提出鉆頭。提出鉆頭時必須放緩速度，避免因速度過快而破壞孔壁。將大的土塊或石塊放入孔內與混凝土摻和在一起，避免因速度過快而影響樁頭的質量或損壞鉆頭。⑦成樁，準備下一循環作業。⑧盡量按照設計樁位間隔施工，避免孔位相鄰過近而造成擾動，進而破壞混凝土的初凝強度。⑨混合料的攪拌和運輸。混合料攪拌采用砼集中拌和，各種原材料按施工單位抽樣數量的20%進行檢驗或10%進行平行試驗。按照配合比進行配料，將每盤料的攪拌時間控制在120 s左右，并將混合料的塌落度控制在180～220 mm之間。

4 螺桿樁施工的質量控制

螺桿樁施工的質量控制包括以下幾點：①按照工藝試驗已定參數，做好詳細的總結并指導現場施工，同時在施工過程中要時刻注意檢查螺桿樁施工工藝的變化和機械設備的性能。取出鉆渣樣品與設計圖紙的地質情況進行核對，如果不相符，則要立即停止施工，并向設計單位匯報，然后采取相應的措施。按照設計要求和規范要求進行試樁。②將設計圖紙樁位布置、樁體數量和樁間距作為施工依據，禁止隨意調整。③螺桿樁樁體的長度、樁頭頂標高和樁徑必須滿足設計和相關驗標的要求。④在樁體施工過程中，要及時制作混凝土試件，然后進行后期的強度檢測。按照相關要求確定試件數量，一般情況下，每個工作班都應制作1組。當齡期達到28 d時，清除樁頭和周邊土體，并進行單樁和復合地基承載力試驗，相關結果要滿足設計要求和規范要求。⑤混凝土拌和設備的性能關系到混凝土的質量，因此要采用強制式拌和機進行拌制。⑥按照工藝試驗參數對樁體施工配合比進行適時的調整，確保粉料摻和量和出機塌落度滿足設計要求和驗標要求，并經過現場監理確認同意后方可實施。⑦在清除樁頭周邊的土時必須小心謹慎，以免擾動樁身和土體而破壞樁體質量。⑧在施工過程中，必須及時清除鉆渣，并制訂環境保護措施。⑨螺桿樁施工的全過程必須由專職質檢工程師進行監督，記錄相關技術參數，確保樁體質量合格。⑩施工過程中的每道工序施工結束后，必須自檢合格后報請現場監理工程師進行檢驗，合格后再進行下道工序，同時還要做好檢驗批簽認工作。

5 結束語

軟基處理是鐵路建設中經常遇到的內容。合理選擇軟基處理類型，對該項目的施工質量控制、路基沉降變形控制和成本控制有著十分重要的作用。

作者簡介：李業興（1981—），男， 2006年畢業于成都理工大學土木工程專業。

〔編輯：王霞〕

Abstract： Railway construction projects during the soft ground embankment subgrade settlement process are key to ensuring stability， especially in the high-speed railway construction. Reasonable choice of soft foundation treatment type， both to improve production efficiency， accelerate the construction schedule， to ensure the construction quality， but also cost savings， reduce engineering investment. Part of the soft ground paragraphs New Zhengzhou to Xuzhou total length of railway passenger line ZXZQ07 standard roadbed project north of the station is to take the screw pile reinforcement. Through the construction process of the screw pile type described， to provide some reference for similar soft ground railway construction process.

Key words： soft foundation treatment； screw piles； construction technology； rig