长螺旋挤压夯底桩机灌注成桩施工方法

2015-04-29鲁春新

中国机械 2015年2期

鲁春新

摘要：长螺旋挤压夯底桩是集长螺旋挤压排土桩与复合载体夯扩桩于一身的新型桩。优点是单桩承载力高，沉降量低，节能减排。适用于淤泥质粘土，黏性土，粉土，砂土，含小砾石黏性土，黄土和强风化土等。桩径φ400～φ800mm范围，桩长30m之内，可用于交通工程，工业与民用建筑工程等领域。

关键词：挤压夯底桩;节能减排;桩承载力

1. 背景技术

在现代的桩基工程领域中，复合载体夯扩桩和长螺旋灌注混凝土桩被广泛使用。复合载体夯扩桩的特点是：无排土，通过夯击填充料和干性混凝土自作端部承載体，是一端承载桩，与其他类型桩相比，同径单位长度桩承载力高。桩身短（一般在10m以内），成桩效率低（一般每台班5-8根），适合多层建筑桩基础，是一节能减排桩型，对复杂地层（如硬夹层等）的施工有一定难度。长螺旋灌注混凝土桩的特点是：排土桩型，桩端部留有一定量的虚土，是一侧摩阻承载桩。增大单桩承载力只能靠增大桩径（可达1m）或加长桩身（可达32m）来实现。施工成本造价高，大量虚土的外运，耗费人力、运力，还会造成环境污染。但成桩效率高（一般每台班200-250m），大转矩输出的动力头能适合各种复杂地质条件的施工。为了提高桩的承载力，降低成本，提高施工效率，减小排土，能适合各种复杂地层施工，此文提出了新的技术思路和解决方案。

2. 长螺旋挤压夯底桩施工方法

长螺旋挤压夯底桩是集侧摩擦阻桩与端承载桩于一体的新型桩。长螺旋挤压夯底桩机的施工既吸收了长螺旋钻孔桩成桩速度快，成桩直径大，成桩深等优点，也吸收了复合载体夯扩桩桩端承载力高，节约成本等优点，是长螺旋钻孔桩和复合载体夯扩桩的优势结合。它既克服了钻孔桩大量虚土的排放缺点，也克服了复合载体夯扩桩成孔施工慢、成孔浅、成孔直径小等缺点。它利用大转矩挤压排土方式成孔，大冲击能量重锤夯底成复合载体，所成的桩具有侧摩阻大、端承载高、成本低、施工效率高等优点，具体施工过程如图所示：

2.1桩机就位，钻头对准桩位，如图（a）所示。

2.2启动钻机动力头及主卷扬机，对钻具施加顺时针方向的扭矩和向下的加压力，钻具开始进行挤压排土方式钻进，直至设计深度为止，停止加压。动力头原地回转2～4分钟左右，停止动力头旋转，提升动力头及钻具0.8-1米左右高，如图（b）所示。

2.3打开填料口盖，向填料口内投放砖头和硬性建筑垃圾，一次投放量为10～15块整砖量，释放夯扩锤在钻具芯管孔内作自由落体，夯击孔底填充料，观测三击贯入度值，再次投放填充料，再次夯击，直到满足三击贯入度值，最后向孔底投放0.7～1m3干性混凝土，夯实为止。关上填料口盖，提升夯扩锤至最高位置处，如图（c）所示。

2.4启动主卷扬机，向上提升动力头及钻具，同时启动混凝土输送泵，向桩孔内灌注混凝土，直至设计标高为止。如图（d）所示。

2.5启动副卷扬机，将钢筋笼放入刚灌好的桩孔，利用振捣器将笼插入设计深度，如图（e、f）所示。

3.长螺旋挤压夯底桩施工注意事项

3.1桩孔底被加固挤密的土层应满足《复合载体夯扩桩设计规程》中的规定，桩端被加固土层应为可塑到硬塑状态的粘性土以及粘土、砂土、碎石土。被加固土层厚度不宜小于2m。当软塑状态的粘性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过载荷试验确定桩基承载力稳定可靠时，也可作为桩端被加固土层。

3.2填充料应是硬性的，如碎砖、碎混凝土、卵石、碎石、矿渣等，对于地下水比较丰富的地层施工，填充料应以碎砖头为主。

3.3满足设计要求的三击灌入度值，首先要保证夯扩锤的提升高度满足冲击能的要求。

3.4钻具钻到设计深度后，要保证钻具原地旋转足够时间，让钻具上的土体充分由下而上运送，然后提升足够高度，一是让钻头门充分打开，填充料有效地落在桩孔底防止夯扩锤击打时将钻头门打坏，但又不能提的过高，防止因夯扩锤击打振动而导致桩孔缩颈。

3.5对于桩间距比较小的，应采取跳跃式施工方法，防止因挤压效应影响成桩质量。

4.适用范围

长螺旋挤压夯底桩适用于淤泥质黏土，黏性土，粉土，砂土，含小砾石黏性土，黄土和强风化土等，桩径φ400～φ800 mm范围，桩长30m之内，可用于交通工程，工业与民用建筑工程等领域。

参考文献：

[1]《复合载体夯扩桩设计规程》.JGJ/T135-2001.