有效控制长螺旋钻孔压灌砼桩质量的措施探析

程旭昌

摘要：传统水下钻孔灌注桩方法是采用泥浆护壁，把钻头钻出的土搅成泥浆循环出孔外，钻孔过程中产生大量的泥浆不仅污染场地而且覆着在钻孔壁上的泥皮降低土的侧摩阻，桩底残留大量沉碴。而在普通螺旋干钻孔桩基础上发展成熟的“长螺旋钻孔压灌超流态砼桩”采用高压砼护壁，成孔与灌注砼同时完成，后插钢筋笼，砼连续性好，钻孔可入强风化岩，桩底无沉碴，施工无震动，噪音低，成桩速度快，单桩承载力高，该技术主要用于桩基础及排桩支护和砼堵水帷幕。本文结合实际工作经验，对长螺旋钻孔压灌砼桩的质量优点及其质量控制措施进行了简要的探讨。

关键词：长螺旋钻孔压灌砼桩 施工 质量 控制

1 长螺旋钻孔压灌砼桩的质量优点

1.1 适应性强：该桩型适用于粘性土，粉土，填土等各种土质，能在有缩径的软土、流沙层、沙卵石层、有地下水等复杂地质条件下成桩。

1.2 桩身质量好：由于混凝土是从钻杆中心压入孔中，混凝土具有密实、无断桩、无缩颈等特点，并对桩孔周围土有渗透、挤密作用。

1.3 单桩承载力高：由于是连续压灌超流态混凝土护壁成孔，对桩孔周围的土有渗透、挤密作用，提高了桩周土的侧摩阻力，使桩基具有较强的承载力、抗拔力、抗水平力，变形小，稳定性好。

1.4 机械投入少：钻机直接吊入钢筋笼，节省了吊车台班，减少了大型机械的投入量。

2 施工工艺

2.1 压灌钻机就位，保持平整、稳固，在机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。

2.2 下放钻杆，使钻头对准桩位点，调整钻杆垂直度，然后启动钻机钻孔，达到设计深度后空转清土，在灌注前不得提钻。

2.3 成孔后，钻杆预提200mm，然后启动高压泵灌注混凝土，边灌注边提钻杆，提升速度要与泵送速度相适应，确保中心管内有0.1m³以上的混凝土，灌注时根据泵送量及时调整提速，直至成桩，桩上部8m采用振捣棒振捣密实。

2.4 成桩后，按施工顺序钻机移到下一桩位点。

2.5 清理孔口，封护桩顶。

3 质量控制技术分析

3.1 导管堵塞 由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

控制措施：①保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求；②灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净；③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

3.2 偏桩 一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。

控制措施：①施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；②放桩位时认真仔细，严格控制误差；③桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

3.3 断桩，夹层 由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

控制措施：①保持砼灌注的连续性，可以采取加大砼泵量，配备储料罐等措施。②严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m³以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。

3.4 桩身砼强度不足 压灌桩受泵送混凝土和后插钢筋的技术要求，塌落度一般不小于18——20cm，因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰，这样砼前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成砼强度低。

控制措施：①优化粗骨料级配。大塌落度砼一般用0.5——1.5cm碎石，根据桩径和钢筋长度及地下水情况可以加入部分2——4cm碎石，并尽量不要加大砂率。②合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。③粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用Ⅱ级灰。

3.5 桩身砼收缩 桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数>1。

控制措施①桩顶至少超灌1.0m，并防止孔口土混入。②选择减水效果好的减水剂。

3.6 桩头质量问题 多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。

控制措施：①及时清除或外运桩口出土，防止下笼时混入砼中。②保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。③桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。④按规定要求进行振捣，并保证振捣质量。

3.7 钢筋笼下沉 一般随砼收缩而出现，有时由于桩顶钢筋笼固定措施不当造成。

控制措施：①避免砼收缩从而防止笼子下沉。②笼顶必须用铁丝加支架固定，12小时后才可以拆除。

3.8 钢筋笼无法沉入 多由于砼配合比不好或桩周土对桩身产生挤密作用。

控制措施：①改善混凝土配合比，保证粗骨料的级配和粒径满足要求。②选择合适的外加剂，并保证砼灌注量达到要求。③吊放钢筋笼时保证垂直和对位准确。

3.9 钢筋笼上浮 由于相邻桩间距太近在施工时砼串孔或桩周土壤挤密作用造成前一支桩钢筋笼上浮。

控制措施：①在相邻桩间距太近时进行跳打，保证砼不串孔，只要桩初凝后钢筋笼一般不会再上浮。②控制好相邻桩的施工时间间隔。

长螺旋钻孔法是用一种大扭矩动力头带动的长螺旋中孔钻杆快速干钻法，钻孔中的土除一部分被挤压外大部分被输送到螺旋钻杆叶片上，土在上升时被挤压致密与钻杆形成一土柱，土柱与钻孔间隙仅几毫米，类似于一个长活塞，土柱使钻孔在提钻前不坍塌。即使在有地下水的地层，因土桩与钻孔间隙小，钻孔速度快，钻孔内渗出并积存的水很少，因此孔内不会坍塌。

参考文献：

[1]程学军.刚性桩复合地基设计中关于承载力的几个问题.岩土工程技术.2002(4):198～200.

[2]秦峰等.刚性桩复合地基应用中几个问题探讨.岩土工程技术.2003(3):167～171.