袁强 张启涵

【摘要】随着社会的快速发展，人们对美好生活的需求越来越高，越来越多的高层建筑屹立在城市中央，促进着城市的繁荣。全国各地高层建筑的迅猛发展，施工环境的复杂化，对桩基施工的要求也越来越高。传统的桩基技术已不能满足现如今桩基工程的施工需求，合理选择先进的桩基技术是保证工程质量和经济效益的前提条件。本文以周口市引黄调蓄片区某安置房项目桩基工程的应用为例，对长螺旋钻孔压灌桩技术在黄泛区中的应用进行分析研究，为后续类似项目提供切实可行的参考。

【关键词】桩基技术;长螺旋钻孔压灌桩;黄泛区;分析研究

Abstract：With the rapid development of society， people's demand for a better life is increasing. More and more high-rise buildings are standing in the center of the city， promoting the prosperity of the city. With the rapid development of high-rise buildings all over the country and the complexity of construction environment， the requirements for pile foundation construction are getting higher and higher. Traditional pile foundation technology can no longer meet the construction requirements of pile foundation engineering nowadays. Reasonable selection of advanced pile foundation technology is a prerequisite to ensure the quality and economic benefits of the project. This paper takes the application of pile foundation engineering of a resettlement housing project in the Yellow River diversion and storage area of zhoukou city as an example， analyzes and studies the application of long auger bored pressure irrigation pile technology in the flood plain area， and provides practical reference for similar projects in the future.

Keywords：Pile foundation technology， long auger bored pile， flood area， analysis and research

1、简介

长螺旋钻孔压灌桩是在长螺旋钻孔灌注桩基础上发展的一种新型的桩基施工工艺，该工艺的独特之处在于采用长螺旋钻机成孔，在提钻的同时灌注混凝土，而后插钢筋笼成桩，适应范围广，施工简单。

适用范围：

（1）适用于建筑物基础桩和基坑、深井支护的支护桩，且适用于地下水位以下施工。

（2）适用于填土层、粘土层、淤泥土层、粉土层、砂土层，亦适用于有地下水的各类土层情况，可在软土层、流沙层等不良地质条件下成桩。

2、工程概况

2.1 项目概况

周口市引黄调蓄片区某安置房项目地处黄泛区，用地面积72490平米，总建筑面积256105.27平米，地上建筑面积200285.46平米，地下建筑面积55819.81平米，包括26层高层住宅楼7栋、24层高层住宅楼4栋、2层商业裙房和全范围下的地下一层地下车库。

依据设计图纸±0.000=49.8m，岩土工程勘察报告测量目前场内绝对标高为46.7-47.3m（随地形变化），即相对标高为-3.1m～-2.5m，主楼和地下车库基础顶面标高-6.3m，主楼筏板基础厚1.3m，，土方开挖完成面标高-7.97m，地下车库土方开挖完成面标高为-6.97m，土方开挖前场内清表作业，清除表层土约0-0.6m，清表作業后场内标高约为46.7m。主楼筏板基础土方开挖深度为-4.87m，地下车库土方开挖深度为-3.87m。

该工程支护桩总数为384根，基坑设计桩径600mm，桩长9m，桩间距1500mm，混凝土强度等级为C30，保护层厚度为50mm，2018年9月17日开始打桩，2018年10月5日全部完成，平均每天成桩22根。

2.2 水文地质条件

2.2.1地质条件

根据钻探、静力触探、标准贯入试验结果，结合室内土工试验资料，对地基土按岩性及力学特征分层后，从上到下分层描述如下：

第1层，粉土（Q4al+pl）：褐黄色，湿，稍密，摇振反应中等，含铁锰质氧化物，局部夹粘土薄层，顶部约0.50m耕植土。该层在场地内普遍分布。

第2层，粉质粘土（Q4al+pl）：黄褐色～棕褐色，可塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含铁锰质斑点，局部夹薄层粉土。该层在场地内普遍分布。

第3层，粉土（Q4al+pl）：褐黄色，湿，稍密，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，含铁质斑点，云母等。该层在场地内普遍分布。

第4层，粉质粘土（Q4al+pl）：黄褐色～灰褐色，可塑～硬塑色， 无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含铁锰质斑点、钙质结核等。该层在场地内普遍分布。

第5层，粉土（Q3al+pl）：褐黄色，湿，中密，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，含铁质斑点，云母，局部夹薄层粉质粘土，或为互层。该层在场地内普遍分布。

第6层，细砂（Q3al+pl）：灰褐色～黄褐色，饱和，密实，颗粒级配一般，主要成分为石英、长石，含云母、蜗牛屑等，局部为粉砂。该层在场地内普遍分布。

第7层，粉土（Q3al+pl）：黄褐色～灰褐色，湿，中密～密实， 摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，含铁质斑点、云母、钙质结核等，局部夹薄层粉质粘土，或为互层。该层在场地内普遍分布。

2.2.2水文状况

根据含水层的埋藏条件和水理特征，本场地勘探深度范围内地下水类型为潜水。主要赋存在约2m深度以下的粉土、粉质粘土和细砂层中。实测地下水稳定水位埋深位于现自然地面下6m左右，绝对高程约在41.0m左右。由于降雨枯水期和周边工程基坑降水施工的影响，造成地下水位下降较多。

地下水主要受季节性降水补给，从7月中旬至10月上旬是每年的丰水期，每年12月至来年2月为枯水期，水位年变化幅度1.0～2.0m左右，根据附近场地近年来水位资料了解，本场地近3～5年最高水位约在现自然地面下2.0m，绝对高程约为45.0m。

3、施工工艺流程及施工要点

3.1 技术参数

（1）基坑设计桩径600mm，桩长9m，桩间距1500mm，混凝土强度等级C30;

（2）保护层厚度：钢筋保护层厚度50mm;

（3）灌注桩施工工艺采用长螺旋钻孔压灌成孔工艺，同时应间隔成桩，已完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于4倍桩径，或间隔时间不应小于36h，混凝土泛浆高度不应小于500mm。

（4）钢筋混凝土桩施工及技术指标按照《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）有关要求进行。

3.2 施工工艺流程

长螺旋钻孔压灌桩依靠输送泵、长螺旋钻机、钢筋笼振动器以及输送管道配套施工，利用长螺旋钻机，钻孔至设计标高，在提钻的同时用混凝土泵通过钻杆中心通道，以一定的压力将混凝土压灌至桩孔中，压灌到设计标高后，再借助专用的振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高。施工工艺流程图如下图所示：

3.3 施工要点

3.3.1放线定位

根据图纸定好支护桩轴位线及各桩桩位，并进行复核。

3.3.2钻机就位

钻机就位后，底座必须用水平尺打好水平，达到平整、稳定、稳固，以确保钻进中不发生倾斜和移位，转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm，转盘在四个方向上的水平度误差小于1/300 。

3.3.3钻井成孔

（1）本工程桩设计桩径为￠600mm，施工时使用钻头直径应不小于设计桩径， 钻孔须采用跳打，以免串浆和连孔，或混凝土灌注后相隔36小时以上方能在相邻孔位施工。

（2）钻孔深度和垂直度是成孔质量的两个重要指标。钻孔深度不得小于设计孔深，超深不得大于30cm;成孔垂直度偏差按不超过1/300控制。

a.钻孔深度保证措施：在地面以上用钢卷尺丈量钻具长度，并做好孔深标记，钻至孔深标记处后由质检人员检查验收后方可终孔。

b.钻孔垂直度保证措施：加大桩机方揉支撑面积，使得桩机处于稳定、加固状态，在钻进过程中，时常对钻杆与钻架的垂直度进行校验核对。若在钻孔过程中，出现钻杆的垂直度发生偏离，则应当充分运用钻机自身垂铅垂系统将偏离及时纠正。

3.3.4提钻、压灌混凝土

成孔经确认满足要求后，检查钻杆顶端放气阀，确保其通畅。提钻的同时，开启混凝土输送泵，提钻速度应与混凝土泵送量相匹配，保证管内有一定高度的混凝土，不得低于 400 ㎜。

为确保桩顶质量，压灌桩的充盈系数宜为 1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度不宜小于 0.3～0.5m

3.3.5插入钢筋笼

钢筋笼在按设计制作完成后，应将端头钢筋弯向中心，做成一个尖锥形，并对尖锥做一定的焊接加固处理，加设笼尖加强筋（如下图），保证钢筋笼底端头的结构强度，使得钢筋笼能完好的下至孔底。

钢筋笼制作完成后，待要进行插钢筋笼作业之前，将振动锤的振杆插入钢筋笼，并与振动锤连接好。吊放钢筋笼可利用钻架及时吊放鋼筋笼，也可利用吊车配合吊放钢筋笼，吊钩钩住振动锤，将振动锤和钢筋笼一同吊起，成竖直状态，然后下放钢筋笼与振动锤，慢慢将钢筋笼沉入混凝土中，达到设计标高后即可拔出振动锤。·

4、施工中常见问题分析与处理方法

在施工过程中，难免出现各种问题，下面列举几种施工中常见的问题及处理方法。

4.1导管堵塞

产生堵管的原因：

a.混合料配合比不合理，搅拌质量有缺陷;b.施工操作不当，提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞;c.设备缺陷，弯头曲率半径不合理容易造成堵管。

控制措施：

a.对粗骨料的粒径、混凝土的配合比和塌落度进行控制，粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不宜大于30㎜，混凝土塌落度应控制在180mm～220mm之间;

b.钻孔进入土层设计标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送软、硬管内混合料连续时开始提钻。

c.弯头与钻杆不能垂直连接，应圆顺连接。混合料输送管要定期清洗，否则管路内残余的混合料结硬后，还会造成管路的堵塞。

4.2桩位偏位

偏桩分为：垂直度超标;桩平面位置偏差。

产生原因：场地问题，地层原因，桩机对位不准确等。

控制措施：a.为防止钻机偏斜，开钻前确保地下无障碍，并对场地进行压实平整;b.严格按照图纸进行桩位放样，及时复合测量结果保证误差不超标;c.施工前与钻进过程中注意检查钻机的水平度和垂直度。

4.3断桩、夹层

产生原因：提钻速度过快，泵送的混凝土量不足，产生拔空。

控制措施：a.桩身混凝土的泵送压灌应连续进行;b.控制提钻速度，泵送混凝土时，料斗内混凝土的高度不得低于 400 ㎜;c.灌注混凝土过程中如果发现断桩现象，应马上停止灌注混凝土，重新成孔灌注。

4.4桩头空芯

产生原因：钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯

控制措施：施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。

4.5桩端不饱满

产生原因：施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。

控制措施：施工中前台、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

5、桩基检测报告

支护桩总数为384根，共抽检77根桩，低应变检测结果显示：其中I类桩75根，占总桩数97.40%，II类桩2根，占总桩数2.60%，III类桩0根，IV类桩0根。

（注：Ⅰ类桩表示桩身完整;Ⅱ类桩表示桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力;Ⅲ类桩表示桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响;Ⅳ类桩表示桩身存在严重缺陷。）

由支护桩桩身完整性检测结果可看出，利用长螺旋钻孔压灌桩技术施工完成的支护桩合格率高达百分之百。

结论：

通过长螺旋钻孔压灌桩技术的应用与介绍，可发现长螺旋钻孔压灌桩施工工艺较常见的桩基施工工艺相比：

（1）地质条件适应性强：适用于粘性土、粉土、填土等各种土质，能在有缩径的软土、流动层、砂卵石层及有地下水等复杂地质条件下成桩，采用特殊钻头也可进入强、中风化岩石层;

（2）单桩承载力强：由于不间断压灌混凝土成孔，桩孔周围的土具有较高的侧摩阻力，樁基承载力、抗拔力均有提高，且成桩具有变形较小、稳定性好的特点。

（3）成桩效率高：成孔成桩一机一次完成，操作简单，成孔速度快，工期较短，综合效益高;

（4）成桩质量好：混凝土由钻杆中心向孔中压入，材料密实，断桩与缩颈现象少，桩孔周围土受到挤密，不易发生地表隆起、塌孔缩颈等不良现象病;

（5）施工经济性好：此工艺由钻机直接钢筋笼调入，主要设备仅长螺旋钻机、钢筋笼插入机械，大型机械投入量少，施工方便简单。

（6）环保文明：低噪音、不扰民，无需泥浆护壁，钻孔孔壁不会形成泥皮且孔底无沉渣，无泥浆污染，施工现场整洁文明。

参考文献：

[1]刘楠楠.《岩土工程勘察报告》2018.5周口市建筑设计研究院

[2]朱昊梁.《支护桩地基基础检测报告》2018.11河南宏垒质量检测有限公司

[3]建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2014）[M].中国建筑工业出版社.

[4]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）[M].中国建筑工业出版社.

[5]建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）[M].中国建筑工业出版社.

[6]长螺旋钻孔压灌桩技术标准（JGJ/T419-2018）[M].中国建筑工业出版社.