螺旋擠土灌注樁施工質量控制

楊 俊 琴

(山西省太谷公路管理段，山西 太谷 030800)

螺旋擠土樁(英文名：Soil Displacement Screw Pile,簡稱SDS樁)，屬典型的擠土樁，成樁過程對地面影響較小，沒有明顯隆起，且由于吸砂作用使得樁周地基表面局部范圍內有少量下沉。與其他樁施工相比，SDS樁不存在泥漿污染，渣土外運和建筑揚塵等問題，成樁施工中不產生噪聲和振動，且能有效節約混凝土材料。

SDS樁地層適應性強，分為螺旋擠土預制樁和螺旋擠土灌注樁，適用于淤泥質粘土、粘性土、粉土、砂土、含小礫石粘性土、強風化土、黃土等。可廣泛應用于公共建筑、高速公路和鐵路等基建領域，在技術、環保、成本方面具有顯著優勢。

1 SDS樁成樁原理

SDS樁依據木螺釘鉆木擠密機理，采用雙向螺紋封閉擠擴鉆頭，通過樁機扭矩與豎向壓力作用，形成施工中向下鉆進與上提方向的雙向擠擴，將樁孔中土體完全擠壓到樁壁周圍，如圖1所示。在成孔上提過程中壓灌混凝土，之后再插入鋼筋籠，形成圓柱狀完全擠土型鋼筋灌注樁。

SDS樁實現了樁周土體物理擠密效應，能顯著提高環樁土體應力水平與土體的抗剪強度，使得其側摩阻力、端阻力、單樁承載力大大提高，顯著改善基樁沉降變形性能，基本消除液化影響。

和非擠土樁(如鉆孔樁、沖孔樁、旋挖樁和CFA樁)相比，SDS樁的最大優點在于成樁過程中完全不排土(如圖2所示)，使得樁周和樁端土體得到充分擠密，強化地基承載力與變形性能。在本文中，以某工程采用的螺旋擠土灌注樁為例，介紹SDS樁的施工工藝和施工質量控制，以期借鑒。

2 施工工藝

在某工程的基坑支護施工中，支護樁類型采用雙向螺旋擠土樁，共計108根,基坑高程87.30 m，基底高程為-11 m，5—5剖面樁徑600 mm，有效樁長14.25 m，樁身混凝土強度C30，鋼筋籠長度等于有效樁長。

在施工過程中，須重視全面的質量管理，重點做好鉆進成孔、制籠、灌注混凝土和下鋼筋籠四個主要工序，要求先行施工工序未經檢查驗收不得進入下道工序施工。

2.1 樁機就位

在樁機就位后，為確保樁位精度，要求鉆尖對準樁位，采取有效措施將鉆尖與樁點偏移控制在1 cm以內。為避免活門進土影響到澆筑，須關閉鉆尖的開啟閥門。

垂直度和鉆進速度控制是確保鉆孔質量的關鍵。鉆孔的垂直度控制和調整使用線墜較為常見。在鉆進(如圖3所示)速度控制上，剛開始時的鉆進速度要慢，鉆進一定深度后，再緩慢提速到指定速度，勻速鉆進直至設計深度。

2.2 成孔

在鉆進過程中，為控制確保鉆進作業平穩，應進行鉆進速度控制，依據“先慢后快”原則通過電流表進行合理調整。

對于軟硬土層交界部位的鉆進作業，應適當降低鉆進速度，還須進行垂直度控制。當土層中含有磚頭礫石等雜物的，為確保鉆進質量，應采取有效措施避免鉆桿跳動，或是機架出現搖晃。

對于鉆進過程中的異常情況須立即停機起鉆查明原因，采取有效措施解決后方可恢復鉆進，較常見的有不進尺或鉆進緩慢等現象，還有就是鉆孔嚴重傾斜、卡鉆等。為避免出現樁孔嚴重傾斜、卡鉆、折斷鉆具等事故，須嚴格要求不得有盲目鉆進的情況。

孔深達到設計深度后(如圖4所示)，須使鉆具在孔內空轉數圈擠密孔底虛土后停鉆。

2.3 灌注混凝土

達到設計孔深后，將鉆桿提起20 cm～30 cm，開始進行混凝土澆筑作業。要求泵送的混凝土充滿中心管后，鉆尖活門利用混凝土的沖擊力予以打開。在確定進行提鉆操作時，應通過觀察中心管頂部泄氣閥是否泄氣確定。混凝土坍落度控制在18 cm～22 cm。

進行提鉆時，提升速度應控制在1.5 m/min。邊提鉆，邊灌注，直至灌注至設計標高，應將超灌高度控制在0.5 m～1.0 m，目的在于確保樁頭質量。

在混凝土灌注過程中，為確保成樁質量，須采取有效措施及時處理堵管等異常情況，常用的有拆管、提升鉆桿、重新鉆進灌注等措施。

在混凝土澆筑時，每臺班組應隨機取樣混凝土一次，制作試塊3塊，注明混凝土強度等級、成型日期，養護28 d時進行強度測試。

2.4 后插鋼筋籠

混凝土灌注結束后，應立即將鋼筋籠插至設計深度。

在鋼筋籠插設過程中，須注意采取以下措施：

1)鋼筋籠人工搬運，禁止碰撞，防止發生彎曲、變形。

2)采用插筋器進行插入。澆筑作業結束后，在鋼筋籠內將振動用鋼管水平穿入，其與振動裝置須牢固連接，振動裝置和鋼筋籠頂部連接。

3)在鋼筋籠吊裝過程時，應采取措施防止出現變形。在開展安放作業時，為避免出現碰撞孔壁，須對準孔位，確保垂直、居中，保證將振動錘通過鋼筋籠導入管傳到鋼筋籠底部。

4)在鋼筋籠下插階段，在剛開始插入時依靠鋼筋籠與導管自重緩慢插入，再通過振動裝置下插，直至達到設計的下沉深度后予以固定。為確保樁身混凝土密實度質量，要求邊進行導桿提出，邊振動下插鋼筋籠。

5)鋼筋籠下放作業須連續，不得出現中途停頓，不得采用直接脫鉤方式。

在單個樁體施工完畢后，采用隔一跳打順序進行施工，循環進行下一根樁施工，間隔時間不得少于2 d。

在施工過程中，施工過程記錄應詳細準確。樁體成型養護28 d后，根據設計標高鑿除樁頭，對單樁進行測試。

3 質量控制要點

螺旋鉆孔灌注樁為地下隱蔽工程。在施工過程中，須執行嚴格有效的質量管理制度，采取有效的質量控制措施，確保工程質量。

3.1 施工準備

進行的工作主要有：結合施工現場實際情況，進行施工工序優化。對施工圖紙資料等進行校核，開展設計交底等工作。進行施工組織設計和調整，開展三級技術交底工作等。

對進入施工現場的原材料進行質量檢測，嚴禁不合格材料進入。

指定專人進行施工放線并詳細記錄，對軸線、標高控制樁等復核無誤后采取有效保護措施。

為保證施工連續不間斷，由操作人員對機械設備等進行維修保養。

3.2 鉆進作業

在施工中，要重視樁位、樁徑、垂直度，做好樁頂、樁底標高和混凝土質量控制。

樁位及樁頂標高控制。指定專業人員復核給定的基準點。使用檢驗校正過的全站儀和鋼尺放出各軸線位置，采用極坐標法和直角坐標法放出各樁位，樁位放樣誤差不大于20 mm。

指定專業人員使用檢驗校正過的水準儀和普通水準尺，采用水準測量方法將高程引入施工現場附近和場地內。在每根樁施工時，利用水準儀將標高引至施工樁位標高控制點上。使用水準儀根據施工樁位的標高控制點對每根樁進行標高控制，并將準確數據注寫在鉆機工作牌上。

為確保樁機就位場地平整穩固，可采取硬化措施，避免出現傾斜、移動等異常情況。為保證鉆孔垂直度偏差符合設計要求，樁機架扶正器是一種有效措施。

為實現對鉆進深度的準確控制，可將深度控制標記于樁架上，實現對鉆孔深度的直觀監測。

須進行鉆進速度的合理控制，其調整應根據不同土層及時進行。特別是在軟硬土層交接部位鉆進時，須降低速度，避免出現走偏。

3.3 后插鋼筋籠

制作鋼筋籠時，接頭部位采用閃光對焊，接頭處應相互錯開，要求同一斷面接頭不得超過50%。

在鋼筋籠運輸和安裝時，為避免出現變形，須采取有效的加固措施。

在進行下插作業時，鋼筋籠壓入孔內混凝土1/3時，開啟振動器壓入直至設計標高。

使用的主筋保護層厚度20 mm，采用定位器預制混凝土塊等辦法進行保護層偏差控制。定位器每3 m一層，每層沿周邊布設3塊。

用與樁身混凝土強度標號相同的砂漿制作鋼筋籠保護層墊片，墊片直徑70 mm，厚度30 mm～50 mm，保證主筋保護層厚度，且不破壞孔壁。

在鋼筋籠制作時每間隔2 m～4 m設置一組墊片，每組3塊。

3.4 鋼筋籠固定

已成樁鋼筋籠須固定牢靠，確保籠頂標高，防止下沉。

根據設計樁頂標高和施工樁位高程點標高，計算出鋼筋籠定位器標桿長度。下籠時，將適當長度的定位器固定在鋼筋籠第一道加強箍筋上，定位要牢固。

在施工樁位附近安置水準儀，專業人員應根據定位器標桿長度和附近高程點的標高進行鋼筋籠標高控制。鋼筋籠標高誤差控制在±20 mm內。混凝土灌注結束后取出鋼筋籠定位器。

將鋼筋籠下插到位后，應立即用標高定位桿予以固定，并進行標高復核。

指定專業人員對施工樁位高程點標高進行復核，防止破壞和擾動。