长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩在地铁工程的施工应用

摘 要：长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工较之传统工程采用的泥浆护臂、先插钢筋笼施工工艺，其具有污染小、工期短、成桩质量好、造价低等优点。而且此种工艺适应于多种复杂的地质条件，而且不受地下水位的影响，被广泛地应用在桩基工程的承载桩与围护工程中的支护桩，本文根据在昆明地铁工程施工应用中总结的经验，简要介绍长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩基的施工技术。

关键词：长螺旋 后插法 灌注桩 地铁 施工应用

中图分类号：U23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0062-01

1 工程概况

1.1 工程位置及设计情况

昆明市轨道交通首期工程呈贡站位于彩云南路与联大路交叉口，沿彩云南路布置。该站为地下双层三跨岛式车站，是昆明1号线与4号线换乘站。共设有1、2、3、4号出入口，1、2、3号消防疏散口和1、3号风亭。车站出入口、风道（风亭）等附属结构东侧采用明挖顺作法施工，西侧1、2号出入口及1号疏散口局部采用暗挖法施工，附属明挖段围护结构采用直径为Φ800@1000～@1100钻孔间隔桩+内支撑支护体系、局部采用40C槽钢@1000支护，围护桩有6种类型，桩径均为800 mm，桩长5～16 m，共计804根，9361延米。

2 施工工艺流程

长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高，停钻后在提钻的同时通过设在内管钻头上的活门，压灌细石混凝土，压灌至设计设计桩顶标高0.3～0.5 m后，移开钻杆清理土方，将钢筋笼振动插入桩体。

其施工工艺如下。

平整场地→桩位放样→组装设备→安放钢护筒→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注细石混凝土→提出钻杆→清土→震插入钢筋笼→成桩→桩头处理→桩顶保护措施。

3 施工准备

3.1 施工技术准备

根据岩土工程勘察报告，掌握地质、水文情况；对桩基工程施工图纸及图纸进行会审；调查建筑场地和邻近区域内地下管线、地下构筑物、相邻危房等，以便采取相应的加固和保护措施，进而保证桩基顺利施工；场地抄平、放线，组装设备；检测桩口标高、确定钻孔深度。

3.2 施工原材料准备

桩基工程中所用的原材料必须经过自检、抽检、复检且均合格的方可使用。水泥宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，强度等级不得低于32.5 MPa、水灰比宜为0.5～0.6；石子粒径宜采用5～16 mm，砂子采用中砂，含泥量≤2%；水用自来水、混凝土坍落度180～220 mm。

3.3 施工机械设备

施工采用国产长螺旋钻孔机，根据不同的桩型选择相应的钻机型号及钻进参数；本工程采用CFG-32长螺旋钻机2台，电机功率200 kW，钻杆钻速1.5～2 m/min，钻杆钻速81 r/min，每天成桩20根。

3.4 施工工序及方法

3.4.1 成孔

（1）放样桩位点，钻机就位，通过水平尺及双向垂球控制螺旋钻头中心与钻杆垂直度，确保钻机在施工中平正，钻杆下端距地面10～20 cm，对准桩位，压入土中，使桩中心偏差不大于规范和设计要求的10 mm。

（2）钻进过程中用线坠测量桩架垂直度，用水平尺测量底盘水平度，保证钻杆垂直度（≤0.5%），同时要求边旋转钻杆边清除孔边渣土，以防止提升钻杆时土块掉入。

（3）钻至设计深度后，旋转0.5～1 min，等孔底虚土全部进入叶片后，停止旋转，保证孔底沉渣厚度小于10 cm。

（4）孔深采用钻杆直接量测法，即施工前在钻杆上标记量测。

3.4.2 混凝土灌注

（1）钻机钻至设计深度，将虚土全部钻入叶片后，将钻头适当提高一点提离孔底，保证钻头管腔活动阀门在压灌砼时能顺利打开。

（2）事先计算好提钻速度，施工中正常提钻速度为0.5～0.8 m每分钟，要始终保持压灌的混凝土埋住钻头50～100 cm防止塌孔和缩孔，边灌注边提钻，直至设计桩顶标高上0.3～0.5 m。

3.4.3 钢筋笼制作机吊放

（1）钢筋笼加工须严格按照设计图纸要求进行焊接，严格控制焊接质量，防止振动下沉时钢筋笼受振脱焊散架。

（2）钢筋笼加工时最好在钢筋笼下端部中心处焊接一根导向钢筋，以便钻振动锤下部芯管振动时带动导向钢筋，给钢筋笼一个向下的拉力，可以有效防止钢筋笼产生活塞效应发生变形，此工法已在2003年被授予向关人员专利。

（3）下放钢筋笼要有专人进行方向垂直度控制指挥，严禁刮碰孔壁，确保钢筋笼保护层厚度本工程为70 mm。

4 质量标准

施工前应对钢材等原材料进行检测，质量符合国家标准规定；施工过程中应对成孔、混凝土灌注、钢筋笼制作安装等进行全过程检查；施工结束后应检查混凝土强度、桩体质量；主控项目施工质量应满足规范的规定。

5 施工控制

5.1 成桩质量控制

（1）原材料质量、计量、混凝土配合比、外加剂、坍落度等进行检查。

（2）钢筋笼制作应对钢筋规格，焊条规格，焊接质量等进行检查。

（3）成孔要对坐标、高程、孔深、孔径、垂直度、钻进速度等进行检查，并填写相应质量检查记录。

（4）提钻与压灌混凝土时要对提钻速度进行控制。

（5）吊放钢筋笼时要对中，垂直，防止钢筋笼挂壁塌孔。

（5）桩头开挖时应及时检查桩数、桩位及桩头外观质量。

5.2 桩基完整性检测

桩基检测执行《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106-2003），本工程采用低应变检测桩身完整性，本工程共计804根围护桩，按照设计及规范共检测20%，170根。

6 结语

长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩在本工程中施工中，体现了其机械化程度高，施工进度快，综合经济效益好；与其他传统成孔灌注桩相比，虽然混凝土充盈系数略高为1.02～1.2之间，但在同一地质条件下，可省去泥浆护壁，综合费用可节省15%左右；无泥浆污染、泥浆处理、泥浆外运等工作，对环境影响小；振动噪声小，其振动和噪声完全控制在施工允许的范围之内；是一种环保型的绿色施工方法。由于其在提钻和压灌混凝土时与孔壁充分挤压增加了桩体与土体的摩擦力、增加了桩的抗拔能力；在振插钢筋笼时，加强了混凝土密实度，保证了成桩质量，且适应多种地质施工，因此该工法可以在地铁施工中推广应用。

参考文献

[1]DB11/T582-2008.长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术规程[S].北京市建设委员会，2008.

[2]沈宝汉.桩基础施工新技术专题讲座.

[3]建筑基桩检测技术规范[S].JGJ106-2003.