全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁施工實例與控制要點

李小斌+吳肖玉

摘要：全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁施工方法是近年來研發的一種新型的鉆孔灌注樁施工方法。它具有土層適應性強、不坍孔、無泥漿污染、成樁工效高、成樁質量好等優點。文章結合工程實例，通過在基坑圍護施工中作為支護樁的施工應用，對全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁的施工工藝及施工要點進行總結，為后續施工積累經驗。

關鍵詞：全套管；長螺旋鉆孔；壓灌砼；灌注樁施工實例；控制要點 文獻標識碼：A

中圖分類號：U45 文章編號：1009-2374（2017）07-0172-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.081

1 工程概況

本工程位于上海市浦東新區。基坑面積約21000m2，開挖深度為5.9～10.7m，采用壓灌樁排樁+三軸水泥攪拌樁止水帷幕作為圍護結構。壓灌樁樁徑700mm，有效樁長13.05～16.45m，樁身混凝土強度等級為水下C35。如圖1所示：

2 工程地質條件

本工程基坑影響范圍內涉及土層主要有第①1層雜填土、第②層灰黃色粉質黏土、第③層灰色淤泥質粉質黏土、第③t層灰色粘質粉土、第④層灰色淤泥質黏土、第⑤1層灰色粉質黏土。基坑坑底位于③t層，開挖面范圍內以淤泥與淤泥質土層為主，土性較弱，具有含水量高、壓縮性高、易流變、易開挖擾動等特點。場地地下水類型主要為潛水，靜止水位標高為2.45～3.20m，場地內無微承壓含水層。

3 壓灌樁排樁施工

3.1 主要施工設備

施工所用主要機械設備如下：（1）主鉆機（又動力頭帶套管）；（2）砼泵送機（固定泵）；（3）鋼筋籠下放振動器（帶振動桿）；（4）小型挖機；（5）土方車。

主鉆機底盤采用履帶式底盤。砼泵送機（固定泵）一般采用液壓活塞式，砼輸送管與道長螺旋鉆桿頂部相連，既可方便鉆機移動，又可保持砼輸送后臺位置的相對穩定。

如圖2所示：

3.2 施工工藝流程

全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁是利用在長螺旋鉆桿外側帶有套管的鉆機鉆孔至設計深度，在提鉆的同時利用混凝土泵送設備通過輸送管道及鉆桿中心通道，以一定壓力將混凝土自下而上壓入至樁孔中，在混凝土壓灌注到設計樁頂標高后，再借助帶有送筋桿的專用振動設備將鋼筋籠振送入至設計標高，形成的鋼筋混凝土灌注樁。其工程流程如圖3所示：

3.3 施工跳樁順序

本工程的鉆孔壓灌樁排樁作為支護結構，樁中心間距900mm，為避免相鄰樁的影響，施工中采用“打一跳三”的跳樁施工方法，即完成一根樁后，間隔三個樁孔再施工一個。跳打施工流程如圖4所示：

3.4 施工參數

施工參數如表1所示：

4 質量控制要點及措施

4.1 質量控制措施

全套管鉆孔后壓灌砼灌注樁的成樁質量主要包括成

孔、鉆桿內壓灌混凝土、鋼筋籠制作及起吊、震動、放入。

4.1.1 鉆機成孔質量控制。

第一，成孔垂直度控制。施工現場進行場地硬化，采用厚250～300mm，C30混凝土。確保鉆機行走作業面平整、密實，鉆機平穩，鉆桿順直。鉆孔過程中，利用鉆機自帶的鉛垂線隨時調整鉆桿的垂直度，確保成孔垂直度滿足要求。

第二，孔深及孔徑控制。孔深控制：根據設計孔深和鉆桿長度，計算出機上余尺，并在鉆桿上相應位置做標計，作為現場施工人員施工時控制樁長的依據。孔徑控制：主要控制護筒直徑以滿足設計要求。

第三，鉆進速度控制。鉆進開始時，采用慢速。鉆進的速度應根據土層情況及返土量確定：雜填土、黏性土宜控制在0.5～1.0m/min，素填土、黏土、粉土、砂土宜控制在1.0～1.5m/min。返土應及時清理。

4.1.2 壓灌混凝土控制。

第一，混凝土坍落度的控制。使用坍落度筒進行測量，坍落度測試結果應滿足設計及規范要求，保證混凝土的流動性及和易性。

第二，充盈系數的控制。在實際施工過程中成孔存在偏差以及由于地下障礙等情況，就會發生實際灌入量大于理論計算量。因此為保證成樁質量應盡量使混凝土充盈系數保持在1.05～1.20之間。

4.1.3 鋼筋籠安裝控制。

第一，鋼筋籠吊放控制。鋼筋籠的起吊應采用四點起吊，并保證平直起吊，各起吊點通過綁沙桿或方木加強，防止應籠過重而變形。

第二，鋼筋籠入孔控制。吊放鋼筋籠入孔，應對準孔位，吊直扶穩，保證垂直、居中。

4.1.4 護筒拔出控制。護筒應在鋼筋籠插入完成后拔出。護筒剛開始拔出時，先應原地旋轉5s后再邊旋轉邊拔出。

4.1.5 質量控制記錄。鉆孔過程中做好地層情況記錄，以便核實設計是否符合地質情況并做好其他質量控制記錄。

4.2 預防及控制技術

4.2.1 導管堵塞。由于混凝土顆粒級配或塌落度不符合要求，導管彎折過多或者其他原因，易造成導管堵塞。預防及控制措施：

第一，粗骨料的粒徑不宜大于2cm、混凝土的級配和坍落度應符合設計要求。

第二，盡量減少灌注管路變徑和彎折數量，導管必須清洗干凈，灌注前利用砂漿進行潤滑。

第三，加強現場組織管理，前、后臺施工人員配備對講機，做到配合緊密，及時發現和解決施工中遇到的問題。

4.2.2 樁頭質量。樁頭質量問題多為夾泥、空洞、樁頭混凝土不足、浮漿過厚等問題，一般是由于操作控制不當造成。預防及控制措施：

第一，及時清除螺旋桿上帶的泥土，運到專用土方堆場或及時外運，防止下籠時將土摻混入到混凝土中。

第二，控制鋼筋籠震動送入的速度，并用送籠桿上的震動器將混凝土震密實。

第三，灌注接近完成時，灌注砼面應超出設計標高1.0m左右方可停止灌注砼，確保樁頭質量滿足設計強度要求。

第四，利用混凝土震搗棒，對樁頭混凝土進行震搗，確保樁頭質量。

4.2.3 鋼筋籠下放。

第一，鋼筋籠無法順利沉入。多數原因是由于混凝土配合比不當或樁周土對樁身產生擠密作用。控制措施：（1）改善混凝土配合比，選擇合適的外加劑，并保證混凝土灌注量達到要求；（2）將鋼筋籠底部設置成錐形，以利于鋼筋籠的震入，同時吊放鋼筋籠時保證鋼筋籠中心和樁孔中心偏差小于20mm，避免鋼筋籠刮到套管；（3）采用全套管跟進，消除樁周土對樁身產生擠密影響。

第二，鋼筋籠上浮。由于相鄰樁間過近，在施工時可能會發生混凝土串孔或樁周土壤擠密作用造成前一根施工的樁鋼筋籠上浮。控制措施：（1）采用套管跟進成孔并采取“打一跳三”的跳打施工順序，保證各樁混凝土不相互竄孔，只要樁初凝后鋼筋籠一般不會上浮；（2）控制好相鄰樁的施工時間間隔，一般不少于12小時。

5 結語

第一，本工程支護壓灌樁為采用全套管長螺旋鉆鉆孔取土，在提鉆過程中進行壓灌混凝土，后采用振動沉籠的鉆孔灌注樁施工新技術。該工藝不僅大大地提高了施工效率，而且保證了施工質量。并且因為采用了全套管護壁，樁身均勻、成型好。基坑開挖后檢查，成樁質量明顯好于泥漿護壁鉆孔灌注樁，如圖5所示：

第二，采用長螺旋取土技術，施工過程中無泥漿污染，取出的土方可直接裝車外運，不會對環境造成污染，符合綠色施工標準。

第三，施工工藝操作簡單，與泥漿護壁鉆孔灌注樁相比，節約施工用水，控制砼充盈系數，大大降低了造價，經濟效益顯著，同時提高了施工效率和地下空間利用率。在本次基坑支護工程的成功運用為今后類似工程起到了借鑒作用。

參考文獻

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[2] 地基與基礎工程施工技術措施[M].北京：經濟科學出版社，2005.

[3] 許曉紅.長螺旋鉆孔壓灌樁施工技術控制[J].技術與市場，2012，（10）.

（責任編輯：小 燕）