周凤林 张秋媛

0 引言

长螺杆钻孔压灌超流态混凝土桩施工有多种工艺:

1)钻孔压灌超流态混凝土注浆机械搅拌扩底桩。

2)钻孔压灌超流态混凝土喷射注浆扩底桩。

3)钻孔压灌超流态混凝土后插管注浆桩。

本文研究的是钻孔压灌超流态混凝土桩(孔底注浆新工艺)施工技术，其工艺是采用长螺旋钻机钻至设计深度后桩底先注入一定量的水泥浆，压灌超流态混凝土同时慢慢提钻，然后插入钢筋笼形成的桩体。

1 工程概况

本工程作业地点在哈尔滨市松北区松浦镇中源大道北侧，建筑面积3 700 m2，12层框架剪力墙结构，灌超流态混凝土桩(孔底注浆)基础。

根据岩土工程勘察资料，场区地层岩性组成如下:

第①层:杂填土，层底埋深为1.60 m～3.40 m;

第②层:粉土，层底埋深在7.0 m～8.0 m;

第③层:细砂，层底埋深在13.00 m～15.00 m;

第④层:中砂，层底埋深在20.00 m～22.00 m;

第⑤层:黏土，层底埋深在16.00 m～20.00 m;

第⑥层:中砂，层底埋深在34.00 m～36.00 m;

第⑦层:粗砂，层底埋深在35.90 m～40.10 m;

第⑧层:泥岩，灰绿色，矿物成分以黏土矿物及高岭土组成，泥质结构，层状构造，锤击易碎，未钻透此层。

本工程基础采用超流态混凝土灌注桩基础，采用孔底注浆工艺，总桩数538根(含试桩)。桩端持力层为第⑥层中砂，桩端进入持力层深度不小于800 mm，桩身混凝土采用C30混凝土，坍落度宜为200 mm～250 mm，钢筋采用HPB235，HRB335钢筋。单桩承载力特征值1 300 kN。

2 施工机械与设备准备

1)长螺旋钻孔机。

本工程采用改装和改造后的长螺旋钻孔机，在钻杆旋转接头上把混凝土泵上的软管接个三通，接一根钢管插入钻杆内，单独注入水泥浆，该施工工艺满足桩的要求。

2)混凝土泵及输送管道。

混凝土泵选用泵压小于10 MPa的中压式柱塞泵。混凝土排量为30 m/h～60 m/h，水平运距为200 m～500 m、竖向运距为50 m～100 m。输送管道内径根据混凝土排量、泵送压力和骨料最大粒径确定125 mm的管径。

3)注浆泵及混凝土搅拌机注浆泵是钻孔压灌超流态混凝土桩的必备设备。

为保证质量混凝土在商混站配制，混凝土搅拌机运送现场。

3 施工工艺

3.1 施工工艺流程

超流态混凝土灌注桩施工由桩位放线、钻孔就位、钻孔清土、注入泥浆、泵入混凝土、安放钢筋笼和桩头处理等主要工序及混凝土制备、钢筋笼制作辅助工序组成。详见图1。

3.2 施工程序

1)稳钻工序。

确定准备施工的桩位号后，由技术人员按图纸找点，以露出圆状白点为准。依据固定点或其他准确的桩位点，按图示尺寸进行检查。点位偏差应符合规范要求，钻机下垫铁板。钻机就位时，必须平整、稳固，钻机行走回转时施工场地坡度不得大于5°，确保在施工中不发生倾斜;钻机就位后，钻头尖与桩位垂直对准，并且调整好垂直度。如发现钻尖离开点位要重新调整，重新稳点，直到达到钻头尖对准桩位为止。当施工现场地面承载力小于83 MPa时应在施工前在作业区浇筑厚度不小于200 mm、强度等级不小于C20的混凝土垫层，以便于钻机行走，同时可作为承台、板下垫层使用。

2)注水泥浆。

长螺旋钻机钻至设计深度后，从插入钻孔的注浆管向桩底注入水泥浆，水泥浆水灰比0.6 ～0.7，注浆压力0.5 MPa～3.0 MPa，注浆量控制在每平方米基底面积注0.4 m3～1 m3水泥浆。

3)压灌超流态混凝土。

用混凝土泵由钻杆内腔经钻头出料口向孔底压灌超流态混凝土，并停顿10 s～20 s，然后边压灌边提钻，始终保持泵入孔中混凝土量大于钻杆上提体积量。连续灌注至略高于没有坍孔危险的位置。

4)提出钻杆，放入钢筋笼，清理孔口。

灌注工将预制的钢筋笼抬到孔口，利用钻机自备吊钩将钢筋笼旋转下入孔中，用水准仪确定标高，并将其固定在设计笼顶标高处;特殊情况下可采用专用插筋器(专利技术)将钢筋笼插至设计标高后固定。固定后的钢筋笼要保证主筋保护层厚度。钢筋笼固定后，灌注工清理孔口确保混凝土初凝前无土掉入孔内。

5)补灌超流态混凝土。

桩头部位混凝土回落后应及时填补混凝土至设计标高，以确保桩头混凝土质量。混凝土灌注高度宜高出桩顶标高0.3 m～0.5 m。

6)超流态混凝土主要材料准备。

水泥:强度等级32.5的普通硅酸盐水泥;粗骨料:采用连续级配碎石，粒径选5 mm～20 mm，针片状颗粒含量不大于10%;细骨料:中、粗砂(砂率 0.45 ～0.50);外加剂:UWB-Ⅰ型缓凝型絮凝剂、粉煤灰;水:饮用水标准，水灰比0.45～0.55。超流态混凝土坍落度为200 mm～250 mm。

3.3 施工中技术保证措施

1)测量放线。施工前在开挖好的基坑里放好轴线和每一个桩位，并在桩位中心用白灰桩和钢筋做好标记。

2)桩基础施工。在钻机就位前，试运转钻机及检查压灌混凝土管路是否通畅，混凝土泵是否运转正常。

钻机就位后，复测孔位，对正点位并调整钻机垂直度，结合场地实际情况铺设枕木或钢板，使钻机支撑稳定。

桩施工顺序应遵循间隔跳打原则，避免桩孔窜连、防止塌孔埋钻，影响周围桩的质量。

做好施工现场桩的记录，发现问题，及时请示。

螺旋钻钻至设计深度后，一定要先加压泵注浆然后注混凝土，后提钻，只有这样才能保证地层被挤压，减少虚土，增加桩侧阻力。

螺旋钻内芯管的管壁一定要严密不能透气。

为了保证桩体的连续性，提钻时一定要保证混凝土喷头埋没于已灌混凝土中一定的深度(通常不小于1 m)。

超流态混凝土原材料必须经过二次复验合格后方可投入使用，水灰比宜为0.5 ～0.6。

桩头处理应符合下列要求:成桩后将孔口周围残土清理干净，防止孔口周围泥块等杂质落入孔内。桩头部位最后应加入适量的超流态混凝土并用插入式振捣棒振实，以确保桩头处混凝土密实。

3)钢筋工程。钢筋笼应提前制作，严格按设计要求下料、焊接。如钢筋笼主筋与加强筋必须焊接，钢筋笼主筋与螺旋箍筋可采用点焊或绑扎，交叉点开焊或脱扣、松扣数量不得大于钢筋笼交叉点总数的1%，并且任一根钢筋上开焊或脱扣、松扣点不得大于该钢筋交叉点的1/2。

钢筋笼下端500 mm处主筋宜向内侧弯曲15°～30°。

搬运和吊装时，应防止变形，安放对准孔位，避免碰撞孔壁和自由下落，就位后应立即固定。

4 结语

本工程施工中遇到较厚的流沙层，采用钻孔压灌超流态混凝土灌注孔底注浆工艺。桩灌注水泥浆的作用是使水泥浆在压力作用下与桩端虚土发生物理化学反应，使其固化，并可渗透到桩端砂土或砂卵石土层中形成扩大头，提高桩端阻力。压入超流态混凝土时，混凝土沉入水泥浆下部，使水泥浆沿孔壁上升，灌满孔壁凹凸不平处或渗透到孔壁砂层中，这样致使混凝土与紧贴其周围的液体紧密地粘结成一体，从而提高桩侧摩阻力。

本文通过实践，对钻孔压灌超流态混凝土桩施工技术进行探讨，又结合施工规程和验收规范的相关技术措施，有效地保证了设计规定的强度。

[1]地矿双城工程勘察院.岩土工程勘察报告(gk2010047)[R］.

[2]DB 23/T360-2010，钻孔压灌超流态混凝土桩基础技术规程[S］.

[3]JGJ 106-2003，建筑桩基检测技术规范[S］.