長螺旋鉆孔壓灌樁施工技術研究與應用

劉遠煊，卜云飛，楊邯超，楊 鵬，閆飛龍

（中建新疆建工（集團）有限公司西北分公司，陜西 西安 710000）

長螺旋鉆孔壓灌樁應用于工程實踐已經超過了200多年，由于其操作方便、造價成本低、可循環使用、清理費用低等優點，被廣泛應用于房屋建筑、橋梁、擋土墻、市政等新建及改造加固項目中。近年來，在我國得到了廣泛的應用與發展。孫歆碩等人[1]結合工程案例，分析了長螺旋鉆孔壓灌樁的施工特點，并證明了其承載力高、對環境影響小等特點。Alen 等人[2]通過對長螺旋鉆孔壓灌樁單樁極限承載力的計算，對其進行了可靠度的研究，驗證了長螺旋鉆孔壓灌樁的可靠性。曹興明[3]在長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝的基礎上，研發了長螺旋鉆孔壓灌樁后注漿施工技術，有效地解決了長螺旋鉆孔壓灌樁的部分傳統弊端。高璟坤[4]介紹了長螺旋鉆孔壓灌樁后插鋼筋籠技術，為樁基工程的應用起到一定的推廣作用。李岳[5]采用數值模擬以及模型試驗等研究方式，得出相比于普通灌注樁，長螺旋壓灌樁樁徑增大19%，側摩擦阻力增加了4.2%，能夠有效地提升其承載性能。劉利明等人[6]通過長螺旋壓灌樁在復雜地層中的應用研究，總結出了相關關鍵技術指標，為后期同類地質情況應用提供了參考。彭生江等人[7]通過對長螺旋鉆孔壓灌樁的施工工藝、設計計算等方面進行總結，提出了高強度混凝土和長螺旋鉆孔壓灌樁工藝結合的技術。

綜上所述，近年來，長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝研究逐漸向著深度和廣度方向發展，但是使用中也出現了一系列的施工問題。基于上述國內外學者的研究，本文通過實際工程案例，對現場出現的部分施工問題進行詳細闡述并對其進行針對性的工藝改進。

1 工程案例

1.1 工程背景

擬建場地位于西安市高新技術開發區，南臨西部大道，東臨上林苑五路，北側為京昆高速，施工區域如圖1。

圖1 施工區域示意圖

綜合樓樁基工程采用鋼筋混凝土長螺旋鉆孔壓灌樁（即長螺旋鉆孔管內泵壓灌注混凝土后插鋼筋籠工藝），設計樁徑800mm，有效樁長30.0m，樁頂標高409.25m，樁底標高379.25m，電梯坑處坑底標高408.6m，電梯坑處先進行樁基施工，后開挖基坑，電梯坑處有效樁長30.0m，上部采取與鋼筋籠焊接定位筋控制樁身混凝土灌注高度。

樁身穿越土層情況良好，部分樁身位于地下水中，鋼筋籠長度22.8m，總樁數250 根。

經勘探揭示，勘探深度內出露地層為全新統耕（表）土（Q4pd）、人工填土（Q4ml）（局部為雜填土）；上更新統風積黃土（Q3eol）、殘積古土壤（Q3el）、沖洪積粉質粘土（Q3al+pl）、細砂（Q3al+pl）。

勘察期間，各鉆孔均揭露了地下水。該地下水屬潛水類型，其初見水位埋深為11.70～17.40m，相應標高為398.22～401.96m，屬較平水位期。

1.2 施工中出現的問題

（1）長螺旋鉆孔壓灌樁在澆筑過程中需要保證其垂直度，雖然市面有樁身垂直度輔助器，但由于其使用復雜，調節垂直繁瑣且對樁身的垂直度改善較小，不能有效保證長螺旋鉆孔壓樁樁身垂直度；并且現有長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助器鋼護筒高度確定，無法適應不同高度長螺旋鉆孔壓灌樁的垂直度輔助。

（2）由于黏土層土質黏性較大不易清理，導致長螺旋鉆機在鉆孔時，螺旋葉片會攜帶大量的黏性泥土，并通過鉆桿的提升帶出地面。在鉆機葉片提升時，由于機械振動會造成部分黏土墜落，從而嚴重影響施工人員的安全。雖然目前市面上有很多的簡易型長螺旋鉆桿除泥器，但一般在實際使用過程中相對較復雜或改善作用效果較小，不能方便、有效地去除鉆桿上附著的軟泥。因此，本文結合實際工程案例，根據其自身特點對長螺旋鉆孔壓灌樁進行了針對性的改進。

1.3 施工工藝及改進方法

長螺旋鉆孔壓灌混凝土樁工藝流程詳見圖2，具體步驟如下：

圖2 施工工藝流程

（1）定點放線，根據建筑施工圖現場進行樁位點測方。

（2）灌注樁成孔，成孔采用低速慢進的鉆進工藝，并運用自行發明的可適應不同高度的長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助器（圖3），通過調節鋼護筒使垂直度調節器與底面保持垂直，在鋼筋籠下方過程中約束鋼筋籠在調垂直后的垂直度調節器內部，從而提高長螺旋鉆孔壓樁樁身的垂直度。

圖3 自制簡易型長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助器

（3）提鉆時螺旋葉片上附有大量軟泥不能自行脫落，運用自行發明的一種簡易型長螺旋鉆桿除泥器（圖4），有效地解決了葉片軟土不易徹底清除，影響人身安全的隱患。

圖4 自制簡易型長螺旋鉆桿除泥器

（4）成樁，成樁后應立即清理鉆桿及泵管內殘存砼。

（5）鋼筋籠制作與安放，鋼筋籠制作采用場外水平放置制作，吊裝時采用吊車起吊振動錘邊振搗混凝土邊安裝就位的方法施工。鋼筋籠下插到設計位置后關閉振動錘電源，最后摘下鋼絲繩，提出過程中每提3m 開啟振動錘一次，以保證混凝土的密實性，參見圖5。

圖5 鋼筋籠安放

1.4 應用效果

通過對長螺旋鉆孔壓灌樁施工技術的研究，攻克了打樁時的部分技術難題。與現有施工工藝相比，樁身垂直度調節器在本工程施工中具有諸多優點：

（1）通過調節鋼護筒使垂直度調節器與底面保持垂直，在鋼筋籠下放過程中約束鋼筋籠在調整垂直后的垂直度調節器內部，從而提高長螺旋鉆孔壓灌樁樁身的垂直度。

（2）解決了現有長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助器使用復雜，調節垂直繁瑣且對樁身的垂直度改善較小，不能有效保證長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助的問題。

（3）解決了現有長螺旋鉆孔壓灌樁樁身垂直度輔助器無法適應不同高度長螺旋鉆孔壓灌樁的垂直度輔助的問題。

與現有施工工藝相比，本工程中簡易型長螺旋鉆桿除泥器不僅有效地去除了鉆桿上附著的軟泥，而且有效地解決了不易徹底清除問題，以及在鉆機的振動中易墜落傷人的安全隱患。

2 結束語

通過工程實例對長螺旋鉆孔壓灌樁的施工細節作了詳細闡述，并對在施工過程中提鉆時螺旋葉片附有大量軟泥不能自行脫落以及樁身垂直度等問題進行了針對性的工藝改進，獲得了良好的經濟和技術效益。為后期長螺旋鉆孔壓灌樁施工提供了有效的參考。