淺析螺桿灌注樁技術

于艷

摘 ?要：螺桿灌注樁具有樁身剛度大、承載力高和綜合造價低等特點，所以，在工程中得到了推廣和應用。結合工程實踐和理論研究成果，深入分析了螺桿樁的傳力特性、承載力計算方法和使用條件等問題，以期為螺桿灌注樁的設計和施工提供必要的參考。

關鍵詞：螺桿樁;傳力特性;承載力;設計方法

中圖分類號：TU753.3 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.147

螺桿灌注樁是在傳統圓形樁基礎上發展起來的一種變截面樁，該樁型不僅可以充分發揮螺紋段地基土的抗剪切承載力，而且還能夠調動樁身剛度的優勢，節省樁長或樁數，降低基礎造價。該樁型契合了環保、節能、安全和經濟的樁基發展要求，得到了主管部門、行業企業和業主的充分肯定，其應用范圍也在不斷擴大。

本文主要從受力原理、承載力計算和適用條件等方面介紹了螺桿灌注樁，以期進一步了解螺桿灌注樁技術。

1 ?螺桿灌注樁技術

螺桿灌注樁是一種表面由直桿段和螺旋段構成的組合式變截面樁，它是由螺旋形鉆具旋轉擠壓土體成孔、管內連續泵壓現澆混凝土和后置鋼筋籠3步成樁的。螺桿樁成樁完成后如圖1所示。

1.1 ?工作原理

螺桿樁采用上段為直桿、下段為螺旋葉片的組合截面形式，螺旋鉆具旋轉擠壓孔壁土體，對樁側土體具有擠壓和加密效應。

當螺桿樁成樁完成后，在上部結構的荷載作用下，上部直桿段、下部螺紋段和樁端共同發揮承載力。直桿段承載力主要是由樁側土體摩擦力提供，而螺紋段與樁側土體存在多重咬合力和摩擦力，有利于充分發揮土體的抗剪能力，而螺桿樁荷載傳遞符合應力分布規律，樁土荷載分擔更趨合理。

1.2 ?承載力計算方法

根據土的物理力學指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時，應按公式（1）估算：

Quk=Qsk1+Qsk2+Qpk. ? ? ? ? ? （1）

式（1）中：Quk為螺桿樁單樁豎向極限承載力標準值，kN;Qsk1為等截面段極限側阻力標準值，kN;Qsk2為螺紋段極限側阻力標準值，kN;Qpk為螺桿樁極限側阻力標準值，kN。

螺桿樁等截面段極限側阻力標準值按式（2）計算，計算參數可參照勘察資料，也可按照《建筑樁基技術規范》（JGJ 94）表5.3.5-1中混凝土預制樁取值。螺桿樁等截面段極限側阻力標準值計算公式為：

? ? ? ? ? ? （2）

式（2）中：D為等截面段樁徑，m;qsik為第i層土的樁極限側阻力標準值，kPa;li為等截面段在第i層土中的長度，m。

螺桿樁螺紋段與直桿段的受力機理截然不同，螺紋段極限側阻力標準值建議按式（3）計算：

? ? ? ? ? ? （3）

式（3）中：qsik為第i層土的樁極限側阻力標準值，kPa;αi為第i層土的樁側阻力提高系數;D為按螺紋段外徑計算的周長;li為螺紋段在第i層土中的長度，m。

螺桿樁端阻力標準值按式（4）計算，計算參數可參照勘察資料，也可按照《建筑樁基技術規范》（JGJ 94）中混凝土預制樁取值。螺桿樁端阻力標準值計算公式為：

? ? ? ? ? ? ? （4）

式（4）中：qpk為持力層極限側阻力標準值，kPa。

1.3 ?適用條件

螺桿樁技術適用于黏性土、粉土、砂土和碎石土等土層，并且不得在流塑狀淤泥或淤泥質土、松散粉細砂層中設計螺紋段。當該技術應用于流塑狀淤泥或淤泥質土中時，需要采用屏障技術輔助成孔成樁，或將場地硬化處理后再進行成孔成樁。

螺桿樁技術適用于獨立承臺、條形基礎和樁筏基礎等各種樁基礎，以及以剛性樁為豎向增強體的剛性樁復合地基、剛-柔性樁復合地基。當其應用于復合地基時，樁身可不配鋼筋。

2 ?螺桿樁承載特性

螺桿灌注樁屬于新技術和新工法，其設計理論的發展滯后于工程實踐和應用。目前，主要參考現行的樁基規范和相關企業標準設計和計算，在此過程中，需要注意以下3點：①螺桿灌注樁主要依靠變截面段提供的比圓形截面樁大得多的側摩阻力，因此，在軟土地基中，需要謹慎選擇計算參數，而在土質較好地基中，要注意樁基承載力有可能是由樁身強度控制的;②螺紋葉片間土體因為螺桿樁的沉降無法充分發揮其承載力，因此，需合理選擇螺紋葉片間距;③由于螺桿灌注樁的截面形狀比較特殊，所以，其負摩阻力可能比等截面樁大，在計算樁基負摩阻力時引起重視。

3 ?結束語

雖然螺桿灌注樁技術在工程實踐中被廣泛應用，但是，其設計計算理論還不夠成熟，需要通過理論研究和現場試驗不斷深化和改進。另外，螺桿灌注樁的質量檢測方法也需要進一步完善。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕