浅析长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工艺技术

浅析长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工艺技术浅析长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工艺技术 路 征中化云龙工程部 摘要： 近些年来， 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩作为一种新型灌注桩 施工工艺，由于具有操作简便，混凝土灌注速度快、成桩质量好、造价低等优点 而在全国得到较快推广［1］。本文结合云龙热源技术改造项目桩基实例，阐述了 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩优点、施工工艺、 施工质量要点及质量 缺陷和预防。 关键词：长螺旋优点，施工工艺，缺陷防治，经验总结 笔者参与建设的热源技术改造工程位于云南昆明地区， 由于工程项目位于厂 矿生产区内，施工场地比较狭窄拥挤，对桩机施工机械、钢筋笼等桩基工程施工 影响较大， 同时避免桩机、 吊车机械触碰到厂矿生产管道设备导致安全事故和财 产损失， 故采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼施工工艺，既能避免了桩基坍 孔和断桩等质量问题又能因地制宜减少施工生产和厂矿生产的相互交叉影响。 1 1 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩优点长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩优点 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩（以下简称长螺旋压灌后插筋） 利用长螺旋钻孔至设计深度，在提钻时利用混凝土泵通过钻杆中心通道，以一定 压力将混凝土压至桩孔中，混凝土灌注到设定标高后，再借助钢筋笼自重或专用 振动设备将钢筋笼插人混凝土中，直至设计标高，形成钢筋混凝土灌注桩［2］ 。它适用于易塌孔，地下水位较高，较高或低强度土层或粉细砂层、卵石层、强 中风化基岩等地层，能克服地下水位以下的软土、粉土、砂土等易坍塌地层。 长螺旋压灌后插筋施工工艺具有以下主要优点： （1）适应性广泛：适用于淤泥质土层、填土层、粉土层及砂、粘性土层、卵石 层等。 （2）针对性强：在有较厚的易坍塌地层（如砂、卵石层、流泥土层等）场地施 工时，能有效克服断桩、缩颈、塌孔等质量问题。 （3）单桩承载力高：由于采用一定压力的混凝土压灌成桩，桩端及桩周土经水 泥浆挤密、渗透、固结，提高了单桩承载力，因比相同状况下的其他施工工艺可 将单桩承载力提高20～30%。 （4）桩身混凝土密度高：该工艺打破了传统混凝土自由下落入孔的灌注方式。 在浇注完桩身混凝土后，通过后插钢筋笼的振动下振捣混凝，加强了桩身混凝土 1 1 / 9 9 的密实度，提高了桩身与孔壁间的侧摩擦阻力。 （5）施工环保、文明：该工艺因不需要泥浆护壁，不需要排污，且施工振动小、 噪音低、施工环保、现场文明整洁。 2 2 施工工艺施工工艺 2.12.1 施工流程施工流程 放线定位 钻机就位 试钻预检 钻机试钻 钻进成孔钻进成孔 混凝土制备压灌混凝土 钢筋笼制作吊装钢筋笼插入钢筋笼 清理钻具及土方 图 2.1 长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工流程 表2.1长螺旋压灌后插筋施工工艺要点说明 施工工艺 放线定位 钻机就位 试钻预检 工艺要点 按桩位设计图纸要求，测设桩位轴线、定位点，并做好标记。 钻机就位后，保持钻机平稳、调整钻塔垂直，钻杆的连接应牢固。 钻机定位后，进行预检，钻尖与桩位点对中，钻机启动前应将钻杆、钻尖 内的土块、残留的混凝土等清理干净。 钻机试钻 钻机成孔 钻进预检合格后按照成桩工艺进行试钻，确定的钻孔控制的参数。 钻机钻进过程中不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至 地面，对钻尖开启门需重新清洗、调试、封口。桩间距小于1. 3m软弱地质 层，宜采取跳打的方法，防止发生串孔。 砼制备达到设计桩底标高终孔验收后，进行压灌混凝土作业，首次泵送前（或停 工时间过长时）应先开机润管。 2 2 / 9 9 砼压灌混凝土的泵送宜连续进行，边泵送混凝土边提钻，提钻速率按试桩工艺参 数控制，控制提钻速率与混凝土泵送量相匹配，保持料斗内混凝土的高度 不低于400mm，并保证钻头始终埋在混凝土面以下不小于1000 mm 。混凝 土灌注充盖系数不得小于1.00。 制作钢筋笼按设计要求的规格、尺寸制作钢筋笼，刚度应满足振插钢筋笼的要求，钢 筋笼底部应有加强构造，保证振动力有效传递至钢筋笼底部。 吊装钢筋笼桩身混凝土灌注完成后应立即进行钢筋笼插人作业。将振动用钢管在地面 水平穿入钢筋笼内，并与振动装置可靠连接，钢筋笼顶部与振动装置应进 行连接。钢筋笼吊装时，应采取措施，防止变形，安放时对准孔位，并保 证垂直、居中。 插人钢筋笼在插人钢筋笼时，先依靠钢筋笼与导管的自重缓慢插人，当依靠自重不能 继续插人时，开启振动装置，使钢筋笼下沉到设计深度，断开振动装置与 钢筋笼的连接，缓慢连续振动拔出钢管。钢筋笼应连续下放，不宜停顿， 下放时禁止采用直接脱钩的方法。 清理钻具及土 方 桩体达到一定强度(灌注后3一7天)后， 方可进行开槽及桩间土挖除等土方清 理工作。 2.22.2 成孔设备和方法成孔设备和方法 2.2.12.2.1 成孔方法成孔方法 长螺旋钻机主要由动力头、钻杆、立柱、液压步履式底盘、回转机、卷扬机 拉动及电气液压系统等组成的地基与基础处理设备［3］，在工作状态下，通过操 纵液压系统，可实现行走、回转，起落立柱和桩机对位。工作时由动力头驱动钻 杆、钻头旋钻钻进，卷扬机控制控制钻具升降，钻至设计孔深，采取边提钻边压 注混凝土而成桩。 表 2.2 JZB110 施工机械参数 长螺旋打桩机参数 行走方式 立柱高度 桩机质量 （t） 外形尺寸(长×宽×高) （mm） 最大钻孔直径 （mm） JZB110 电动油压步履式 36.6m/Φ630×8 70 13000×6200×36600 800 3 3 / 9 9 最大钻孔深度 （mm） 动力头功率 （kW） 动力头型号 最大提拔力 （Kn） 主机转速 （r/min） 输出扭矩 （N·m） 行走步距 （mm） 回转角度 （°） 29000 55×2 ZZSH580 50 21.3 44.3 2000 ±180 2.2.22.2.2 成孔方法成孔方法 长螺旋干作业钻孔桩是一种无泥浆循环的机械式干作业连续成孔成桩施工 方法,钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆叶片不断从孔底输送到地表 ,利用长螺 旋钻机钻孔至设计深度,在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆中心通道 ,以一定 的压力将混凝土压入桩孔中,再用振动平台安装钢筋笼的一种连续机械式干成孔 成桩方法。 3 3 工程项目概况工程项目概况 3.13.1 建设规模建设规模 本项目所建热源气装置由一台燃煤褐煤的高效沸腾床燃煤炉、 一台气体换热 器、两台袋式除尘器、四台鼓风机以及配套的供煤及渣灰排出设施等组成。项目 产品为650℃的热烟气，一套装置可每小时产出650℃的热源气129000Nm3/h，其 总热焓值为2800×104kcal/h。该烟气用于公司饲料级磷酸盐，即磷酸二钙（以 下简称MDCP）、磷酸一钙（以下简称MCP）干燥的热源气，供热能力要求≥2584 ×104kcal/h，本项目设计能力最终为2800×104kcal/h。 3.23.2 地质条件地质条件 根据地勘报告资料揭露的地基岩土层结构及其物理力学性质， 工程地质属湖 盆及河谷地貌， 古湖泊沉积， 有草煤露头， 上覆各色冲积物， 场地为第四系坡积、 堆积、 冲洪积物以及二叠系的灰岩风化物及灰岩构成，按自上