长螺旋灌注桩在粉砂、粗砂土层基坑支护工程中的应用

2015-04-07王明龙赵信

环球人文地理·评论版 2015年2期

王明龙　赵信

摘要：本文从长螺旋灌注桩的优点及适用性入手，分析了其施工技术要点和施工中常见的问题，并结合工程实例证明了其良好的工程效果。

关键词：长螺旋灌注桩；基坑支护；施工

1、工程概况

某小区主要由高层住宅、商业楼、地下室三部分组成，其中高层建筑9栋（23～33F），商业楼6栋（2F），整体设置2层地下室，基坑开挖深度约4.5～7.4m。根据钻探结果显示，拟建场地地质条件从上至下依次为人工填土层、粉质粘土层、粉砂层、粗砂层，其中人工填土层和粉质粘土层厚度较薄，粉砂层和粗砂层较厚；该场地地下水较少，通过防排水措施可以排除，对基坑稳定性和基础施工影响较小。

2、长螺旋灌注桩在砂层中的应用

由于该工程是在施工场地受到限制的区域内进行基坑开挖，结合类似工程经验，设计人员采用了“Ф600长螺旋钻孔灌注桩（加冠梁）+锚索+挂网喷锚”的支护方案。设计人员在考虑支护桩施工方案时，提出了预应力管桩、正循环钻孔灌注桩和长螺旋钻孔灌注桩三种方案，并对其进行了技术经济比选。

预应力管桩穿越较厚砂土层时较为困难，以砂土层作为持力层时承载力较低，且施工时振动和噪音较大，对附近老旧居民楼安全性和居民生活带来危害；正循环钻孔灌注桩虽然适用于较厚的砂土层，但其施工时需要大量的泥浆护壁，易对周围环境造成污染；而长螺旋钻孔灌注桩采用干法成孔，钻孔时除一小部分土向外挤压外，大部分土由钻具带出，土在上升过程中形成柱体，对孔洞起一定的保护作用，成孔后使用高压泵灌注混凝土，所产生的压力对土层有一定的挤密作用，使得桩间土更为密实，长螺旋打桩机穿透能力强，不依赖泥浆施工，振动和噪音小，成孔速度快。因此，设计人员最终决定采用长螺旋钻孔灌注桩作为支护桩的施工方案。

3、长螺旋灌注桩施工技术要点

本工程支护桩施工采用的是履带式长螺旋多功能打桩机，并配备中型挖掘机，其主要施工步骤及技术要点如下：

3.1定位测量放线

长螺旋灌注桩测量定位时应注意以下几点：1、对业主提供的测量控制基准点进行复核，建立闭合导线控制网，用以测定桩位中心点坐标，闭合导线控制网需监理工程师验收认可；2、选用合适的测量仪器，根据施工图提供的坐标参数放桩位，测量人员应做好校验、复检工作；3、桩位应做好标记，并加以保护，桩位较多时，每隔十个桩位设置一个基准桩位，以便施工时用以复核。

3.2成孔

长螺旋灌注桩成孔时应注意以下几点：1、钻机就位后，应双向控制好钻杆垂直度，合格后开始钻进，初始钻进速度不宜过快；2、钻进时应保持匀速，速度宜控制在1～1.5m/min，钻进时若遇到卡钻、偏移等情况，应停止查明原因后再继续钻进；3、严格控制钻孔深度，钻进至设计标高及持力层，钻孔深度不得小于设计孔深，也不宜过大。

3.3砼泵送料成桩

长螺旋灌注桩成桩时应注意以下几点：1、严格控制混凝土质量，塌落度应控制在180～200mm，具有良好的和易性和可泵送性，不合格混凝土不得使用；2、混凝土开始灌注时，应提升钻杆20～30cm，保证钻头阀门开启，泵送过程应连续，保证钻头始终埋在混凝土面下不小于1m，接近地面时，放慢速度并清理孔口，保证桩头质量。

3.4下插钢筋笼

长螺旋灌注桩下插钢筋笼时应注意以下几点：1、砼灌注后三分钟内立即开始插笼，减少时间差，减小插笼难度；2、钢筋笼下插时必须进行双向垂直度观察，保证下插过程中垂直度偏差在允许范围内；3、下笼过程中先利用钢筋笼自重压入，压至无法下降时再启动振动锤，防止振动锤过早振动导致钢筋笼偏移，插入速度应控制在1.2～1.5m/min；4、钢筋笼下插至设计位置后关闭振动电源，用钻机把钢管及振动锤提出孔外，提出过程中每3m开启振动锤一次，以保证混凝土的密实性。

4、长螺旋灌注桩施工常见问题分析

4.1桩身垂直度不合要求

主要原因：1、桩基就位时垂直度不合要求；2、桩基支座处存在软土层；3、上层杂填土中有大块石。

防治措施：1、桩基就位后用经纬仪双向控制垂直度；2、桩基支座处加设钢板、木方等，保证支座处的稳定性；3、杂填土中含有大块石，钻机时应及时挖除，防止其将钻头挤偏。

4.2断桩

主要原因：1、导管底端距孔底过远，混凝土被孔底水等稀释，易造成混凝土桩与岩体之间被杂质填充；2、灌注混凝土时，提钻速度过快，使得钻下易出现杂质。

防治措施：成孔后及时灌注混凝土，灌注过程中准确控制混凝土面标高和导管埋深；提钻应严格遵守操作规程，速度不宜过快。

4.3钢筋笼下插困难

主要原因：1、钢筋笼初始位置不准，下插过程易出现偏移；2、混凝土搅拌不均匀，桩身上部粗骨料较多；3、混凝土灌注时间过长，部分已接近初凝。

防治措施：1、钢筋笼初始位置应准确，定位于桩身中央并保持垂直度；2、合理控制混凝土配合比，使其具有良好的和易性，并尽量缩短灌注时间，灌注完成后立即插入钢筋笼。

5、施工效果验证

该项目在基坑支护的整个施工过程中（土方开挖和地下室施工期间）进行了全过程监测，现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法，监测内容主要有：1、支护结构：支护桩、锚索等；2、状况：包括基坑内外原有水位、降水的水位；3、基坑底部及周边土体；4、基坑坡顶位移及沉降。