淺談螺桿樁施工技術及質量控制

張小強

中國水利水電第十一工程局有限公司（450000）

螺桿樁施工技術對于樁基礎施工的穩定性和牢固性有著重要意義，該技術是混凝土灌注樁技術的升級和優化，具有較為明顯的優勢，能夠解決以往施工中存在的較多問題，且不會對施工現場及周邊環境帶來任何威脅和影響，有效改進了建筑樁基礎施工質量，增強了建筑整體效果。

1 螺桿樁技術原理

螺桿樁具備預制混凝土纖維螺紋柱的高強度優點。從外觀上看，螺桿樁上端呈圓柱形，下端呈螺旋狀，是一類外觀形態較為特殊的組合樁體。 在施工中采用螺桿樁技術，可以在上部松軟土體中形成圓柱形樁體，同時，下部深入到堅硬巖石層形成高強度、高穩定性的螺旋狀樁體。

螺桿樁承受的承載力包括上部圓柱狀的側面摩擦力、中間螺桿段的承載力以及下部螺紋段的抗剪力。下部螺紋段所能承受的抗剪切力限值決定了整個樁體的剛度變化限值，在施工過程中，不僅要使樁體深入到持力層，還要對下部土體實施夯實加固處理，以此增大單樁的承載力，進一步增強整個樁體的安全穩固性。

2 項目簡介

以某地區的新建審判法庭及業務用房項目為例，該建筑所在區域北面為住宅區，東面為空地、南面和西面均為城市主要干道，地理位置優越，交通便利。該建筑共8 層，以框架剪力墻結構為主，高約41.5 m，地下一層為車庫，由混凝土框架結構構成。在基礎施工中， 以螺桿樁施工技術增強加固效果，螺桿樁尺寸為:樁徑700 mm、長度27 m，豎向最大承載力為6 000 kN，選用的混凝土強度等級為C40。

3 地層及巖土特征

通過現場勘查文件數據的分析可知，本項目所在地區的巖土結構以填土、卵石、細砂、粉質黏土結構為主。 具體特征為:

1）雜填土。以黃土和粉土構成，其中含有較多的建筑垃圾、卵礫石、混凝土等雜質，厚度1～5.8 m。

2）卵石和粉質黏土層。 卵石層是由中粗砂和卵礫石構成的，整體呈現灰褐和灰白色。 其中，中粗砂中包含了長石、云母、石英等材料，純度較高，占比在20%～30%。 剩余部分全部是由卵礫石構成的，其中包括石英巖、輝綠巖、安山巖等材質，粒徑為2～150 mm，局部地區的卵礫石尺寸可達到600 mm。卵石層厚度6～18 m，且在鉆孔過程中發現部分卵石層存在細砂夾層，厚度為0.4～0.6 m。 粉質黏土層整體呈現棕黃色，粉質和黏質分布不均，呈現前少后多現象。該層內存在一些細小顆粒， 尺寸在0.1～0.2 mm，內部含有黑色鐵錳質、鈣質結核、砂質等，濕陷性較低。對該層勘察了解到，濕性在19.3%，硬度在-0.14，厚度在1.5～9 m，整體的壓縮性屬于中性等級。

3）細砂、粉質黏土層。 在該結構中，細砂層呈現灰黃色，質地較為純粹，內部包含巖土結構以長石、石英、云母為主，小部分會存礫石和石英砂巖結構，膠結性較強。 細砂層的整體密實度較高， 厚度在1.6～20.5 m。 粉質黏土層則呈現棕黃色， 具有粉質少、 黏質高的特點。 內部含有黑色鐵錳質和褐黃色水銹。 結構濕性在15.2%左右，硬度-0.3，壓縮性較低，土層厚度在1.1～5.6 m。

4）粉質黏土、細砂層。 粉質黏土呈現黃褐色，粉質少、黏質高，含有褐黃色水銹和黑色鐵錳質，濕性在16.8%左右，硬度為-0.22，屬地壓縮性土層，厚度在1.5～25.9 m。其中的細砂層仍是由石英、長石和云母構成的，密實度較高，厚度在0.9～14.3 m。

5）細砂層。 該層最大揭穿度在14.2 m，特征與粉質黏土細砂層中的細砂層相同，結構密實度較高。

4 螺桿樁施工技術及質量控制要點

4.1 前期準備

螺桿樁施工雖然操作較為簡單，但仍需做好前期準備工作，確保材料、設備的齊全性、可靠性，以免影響后續工作的順利開展。 在前期準備環節，需要關注的內容有:

1）開展現場施工設備及工具設施的細致檢查，確保其外觀、性能完好，確保設備的正常運轉，減少實際作業中故障問題的產生。 在施工前，要對現場水電管線的布置情況實行細致檢查和分析，使設備進場后就能夠正常使用，不必再次調整。 按照現場具體情況，規劃吊裝和運輸設備，維護現場的安全性。

2）做好現場勘查，根據現有數據完善施工平面圖規劃。

3）做好設計圖紙的研究分析，明確施工主旨及要點，并在分析過程中計算各項指標參數，如坐標、高程的準確性，提高設計水平。

4）了解現場具體情況，對比勘察報告內容，對存在的障礙物進行及時清理，對鉆孔、原有管線等加以科學保護，減少施工中帶來的破壞，降低施工的復雜性。

5）材料、設備、人員的優化配置，工作人員需綜合分析設計、工期要求，參照螺桿樁施工特點做好上述工作，并編制完善的材料計劃，科學把控材料進場順序，保障施工現場整潔。

6）做好測量設備及各種記錄表格的準備和檢查，開展測量設備調試工作，提高精準度。

7）對于一些半成品設備，應在現場專人指導下組裝，并設置隔離帶，禁止非工作人員進入組裝現場，避免問題的產生。

8）建立和完善質量管理體系，嚴格按照質量管理要求開展作業，加強施工效果，滿足文明施工、安全施工要求。

4.2 放線定位與高程

1）確定場地平整度，在符合“三通一平”要求的基礎上，將現有的測量控制基準點定義為導線控制基準點， 根據平面布置圖構建閉合的導線控網，將施工現場構建成一個封閉式的空間。

2）在實際作業中，按照設計樁位實地放樣，經過監理工程師檢查合格后，方可開展下道工序施工；定位過程中，直接利用φ10 mm 鋼釬或以焊條扎入的方式進行，拔出后要求立刻用白灰粉灌入，確保定位的清晰性；落實樁位檢驗制，按照標號對樁位細致審核，確保無遺漏現象。 審核完成后，要求檢驗人員和負責人簽字確認。

4.3 螺桿樁施工步驟及控制要點

4.3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

4.3.2 洗管

由于施工任務較為繁重，所以各階段工程都是分區間、分臺班進行施工的。 在各區間、臺班開始前和結束后，相關人員要實施洗管作業。

各區間的洗管用料主要包括水、砂漿和混凝土。各區間、臺班開始前洗管用料順序是，先將水泵送至鉆頭閥門，直至出水水質達到標準要求后再泵送砂漿，直至混凝土由鉆頭閥門泵出。

4.3.3 下鉆控制要點

鉆具的鉆尖要準確對準點位， 做好鉆桿固定，禁止出現旋轉情況。 手動關閉鉆頭閥門開始下鉆，當閥門進入土體且不能打開后停止。 整個過程中，樁位偏差不允許超過20 mm。 在點位對不準的情況下，不允許下鉆。 以線錘、經緯儀等設備對鉆桿垂直度加以測量，如垂直度存在問題則立即調整，否則不允許下鉆。 下鉆速度緩慢，鉆進時需施加扭矩和豎向壓力，讓鉆桿能夠順時針旋轉。 在鉆進距離達到2 m 后，開展鉆桿垂直度檢查，合格后方可繼續下鉆。 以點位為圓心，構建半徑在1.5～2 m 的圓，圓上設置4 個觀察點，分別對鉆具芯部的水平距離加以觀測，準確記錄相關數據。 在鉆進過程中，可能會因為土層性能變化出現前傾或后仰的情況，這要求工作人員在鉆進作業開展前，深度考慮這一問題并制訂合理的施工方案， 從而提高鉆桿的垂直度，減少問題的產生。

4.3.4 提鉆和灌注要點

鉆進距離達到設計深度要求后，停止鉆進，以泵送的方式開展混凝土灌注，待到鉆桿芯管位置注滿混凝土后，可以反向同步技術操作提升鉆桿。 提升鉆桿時，鉆頭要保持一定旋轉，且提升速度不得過快，以免帶來反效果。 提鉆前，一方面要檢查鉆進深度是否達到要求， 確定收樁電流是否符合要求，兩者缺一不可。 如果鉆進深度達標，電流不達標，仍要開展鉆進工作，直到電流符合要求為止。 持續鉆進深度可控制在100 mm 左右。 提鉆和灌注要同時進行，在提鉆過程中，泵機應正常運轉，鉆桿與混凝土高度差不得超過1 m。 提鉆在達到螺紋端頂端位置時停止，泵送也一并停止，之后旋轉鉆桿一周，再開展泵送作業。

鉆桿的轉動方向為先逆時針，再順時針，且變截面處的標高不得超出設計標高位置。 在螺桿樁施工過程中，混凝土強度應嚴格按照規范要求，檢測合格后，應用到實際施工中。 在澆筑前，準確計算澆筑體積，避免澆筑體積過大產生不良影響。 混凝土灌時，一次灌注高度應控制在1 m 以下，且剔除浮漿后的混凝土強度需滿足設計要求。 灌注完成后移動樁機，觀察鉆桿與樁中心距離，使其在2 m 范圍內。 在鋼筋籠施工中，需要先開展樁體表面清理工作，以減少雜質、浮漿對樁身的影響。

搬運鋼筋籠時，防止出現變形的情況，優化鋼筋籠結構質量。 吊裝鋼筋籠時，先將套筒放在樁孔，鋼筋籠對準樁位后點動吊車下方按鈕下放鋼筋籠，再采用振動器振動下籠，下籠應慢放，不得用腳踩踏鋼筋籠，采取有效措施保證鋼筋籠的垂直度和保護層厚度，防止鋼筋籠碰撞孔壁，將鋼筋籠送至設計標高。 樁身直徑要嚴格按照設計標準要求科學把控。 在試驗作業開展前，需以人工作業或小型機械作業的方式，灑水養護試驗區域的清理，防止樁頂標高不達標、樁身斷裂、樁間土擾動等問題的產生，加強試驗的準確性。

5 質量控制方法

5.1 施工質量要求

施工人員應嚴格控制混凝土坍落度，以降低混凝土坍落度限值。 如果采用商品混凝土，就有必要根據運輸距離、運送工具和溫度條件，對混凝土坍落度損失予以預估。 各區間、臺班分別提取一組混凝土試樣，每組共包括3 塊混凝土體樣塊。

施工人員要將鋼筋籠制作偏差控制在合理范圍內，具體偏差參數如下所述:將主筋間距允許偏差控制在10 mm 左右，將箍筋間距偏差控制在20 mm左右，將鋼筋籠直徑偏差控制在10 mm 左右，將鋼筋籠長度允許偏差控制在100 mm 左右。

施工人員需嚴格控制樁基設計深度，參照樁基設計深度對鉆機鉆孔深度加以控制。 同時，確保鉆機電流至少達到120 A。

施工人員應嚴格控制鉆桿垂直度。 如果采用鉆機塔架雙面吊線技術， 單面吊線長度至少達到10 m，且將樁徑允許偏差控制在合理范圍內。

5.2 質量保障措施

在施工現場， 成立獨立且完整的質量管理小組，創建完善的質量保障體系，制訂合理的質量管理措施，對整個質檢流程展開系統性、規范性與精密性管理。 在施工現場澆筑混凝土，注重樁體混凝土的密實性以及樁截面尺寸。 邊澆筑邊勻速提升鉆頭， 以此加強澆筑進度與鉆頭提升速度的協調性，防止發生縮徑、斷樁等問題。

為增大樁孔的垂直度，必須采用如下幾方面措施：全面檢查樁架上部結構的穩固性，以及樁座底部的水平度； 鉆桿中心與樁中心保持同一軸線；使用檢孔器檢查鉆孔的垂直度。 需要格外強調的是，在檢查過程中一旦發現孔位存在偏差，必須及時糾偏，直至達到標準要求。

嚴格控制混凝土質量，開展混凝土試驗，確保混凝土的流動性與和易性達到標準要求。 在混凝土運輸過程中，不可避免地會出現離析分層現象。 對于離析分層嚴重的混凝土，應堅決退回。 將混凝土拌制與泵送的間隔時間控制在30 min 以內。

加大施工流程控制力度，堅持貫徹落實交接檢查制度。 加強施工人員的崗前培訓，讓施工人員全面掌握核心技術，嚴格遵照標準規范展開操作。 施工現場的技術負責人需跟班作業， 加強技術指導，并對關鍵工序展開技術交底與旁站監督。

在施工過程中要靈活調整樁機平整度，嚴格控制導向架垂直度，將垂直度允許偏差控制在合理范圍內。

由于其他不可抗力因素會導致混凝土灌注無法保持連續性，所以需要結合施工現場地質概況，避開飽和砂性土及粉土層，盡可能確保灌注的連續性。

成樁過程中，抽取試塊作為樣本，每一區間、每一臺班選擇一組試塊，每一組包含3 塊樣本試塊。以28 d 為一個養護周期，并對立方體抗壓強度進行檢測。

6 結語

希望通過文章論述，專業人員可對螺桿樁施工技術及控制要點有進一步的了解和掌握，并在日后建筑工程作業中， 加大螺桿樁施工技術的應用，注重工序操作的規范性， 以此提高樁基礎的施工質量，保障建筑結構的穩固性和安全性，推動建筑行業的良好發展。