地下工程钢管混凝土桩柱施工方法及其优越性

路炜

（中铁一局第四工程有限公司，咸阳 712000）

地下工程钢管混凝土桩柱施工方法及其优越性

路炜

（中铁一局第四工程有限公司，咸阳 712000）

钢管混凝土桩兼具钢结构和混凝土结构的优越性能，充分利用了混凝土受压性能好和钢管韧性、塑性好的优点，提高了构件的承载能力，抗震能力，与钢筋混凝土桩比较，减小了柱的截面面积，增大建筑面积。静压钢管至设计高程，再将管内土体采用旋挖钻取出，这样防止了传统的钻孔灌注桩塌孔、断桩的可能性。并相对经济。

钢管混凝土桩；承重转换柱；承载力；暗挖

南充市人民路改造及五星花园核心商圈涪江路地下商业、人防工程为II期工程，围护结构为桩长6.5米Φ219钢管桩及桩长12米Φ273钢管桩；承重转换柱为Φ630钢管混凝土桩柱（主体结构完成前以桩的形式存在，结构完成以柱的形式存在）。

一、工艺原理

钢管混凝土桩柱成孔时需使用打桩机将钢管静压至地层中，因此适用于粘性土、砂类土、含少量砂砾石的地质土层。

⑴保证成孔的垂直度，只能采用定位架在钢管施工时进行固定，且需全站仪、水平尺的配合，以同时保证成孔的平面位置。

⑵钢管施工完成后，钢管内部采用旋挖钻成孔，直至设计位置。

⑶按照传统钻孔灌注桩施工工艺进行混凝土灌注施工。

二、施工工艺流程及操作要点

1、施工准备

预先对Φ630国标高频钢管进行吊装孔洞切割，在距离钢管顶20cm位置处对称开5cm圆孔，以便钢管的吊装。

2、桩位放样

准确放样桩位，并引十字护桩。

3、钢管定位和安装

⑴根据硬化地平上的的十字控制线进行平面定位。

⑵通过角螺栓杆调节平整度，进行高程控制，利用水准仪精平原理调整定位架的平整度，保证偏差不大于2mm。

⑶平整度调整完成后，定位架的四个角用预先的预埋件进行焊接或者膨胀螺栓固定，增加定位架的稳定性。

⑷定位架安装完成后，在吊车的配合下，将钢管吊装至定位架设计桩位内，在钢管施工过程中每下放0.5m，利用水平尺及全站仪对钢管进行定位，保证垂直度。

4、静压钢管

液压打拔机就位，夹具对钢管管口固定完成后，静压钢管，该过程要慢、要稳，在每进尺0.5米，在全站仪、水平尺的配合下对钢管进行随时的校正、复核，若垂直度已超出设计或规范允许偏差时，应拔出钢管，重新组织施工，并根据事先定位架上的高程点确定设计钢管顶位置。

5、钻孔

⑴旋挖钻机缓慢移至钻孔平台上，调整钻机，使桩孔处于钻机的工作范围之内。同时对钻机四周有效范围进行清理，保证钻孔过程中卸渣合理、操作灵便并无碰挂现象。钻机对中前，复核十字护桩中心挂线，满足规范要求后，启动电脑自动复位装置，并对钻机进行调整，使钻杆、钻头的中心与桩位中心点对准，并用垂线复核。

⑵先用低档慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，再调为正常速度。钻进过程中，根据不同的地质情况选用不同形式的钻头，在土质或细角砾土地层中钻头选用平底斗或者螺旋式旋挖斗。钻进过程中，经常抽取渣样并与设计地质核对，注意土层变化，以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力，最终钻至设计标高。

6、检孔及清孔

⑴钻进到设计深度后，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值，当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4-5转，使孔底的沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出卸渣

⑵为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。

7、筋笼安装

钢筋笼采用人工安装，并在孔口牢固定位，当灌注完毕的混凝土开始初凝时，即要取消钢筋笼竖向固定装置，使钢筋笼不影响混凝土的收缩，避免钢筋混凝土的粘结力受损失

8、安装导管

⑴导管采用φ200-300mm钢管，导管接口应连接牢固，封闭严密。

⑵安装时导管位于桩孔中央，并在浇筑前进行升降实验。

⑶根据桩孔的深度，确定导管的拼装长度，导管拼装从下至上应该由长到短配置，导管入孔后应先放至孔底，然后再将导管提起30-50cm，使导管底距孔底30-50cm。

9、检查沉渣厚度及二次清孔

灌注水下混凝土前检查沉渣厚度，沉渣厚度必须满足设计要求。

10、水下混凝土灌注

（1）浇筑注混凝土前如孔内水头不足，应向孔内灌注高3～5m的水，然后立即浇筑水下混凝土。

（2）考虑桩顶含有浮渣及浮浆，灌注时混凝土的浇筑面按高出桩顶设计高程50cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。

（3）导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

（4）若部分孔桩考虑采用干灌注施工桩基混凝土，灌注过程中应用串筒，且串筒下口距砼面的距离小于2m，孔内混凝土采用插入式振捣棒进行振捣密实，以保证钢管混凝土桩柱质量。

三、材料及设备

1、材料

成品钢管或卷制钢管壁厚应符合设计要求，钢管可选用螺旋管等。

2、设备

⑴液压打拔机，如下图所示：

⑵根据现场施工钢管重量准备合适吊车一台。

⑶中联ZR220A旋挖钻一台。

四、质量控制

钢管混凝土桩柱施工所采用的质量标准为：（JGJ 94-2008）《建筑桩基技术规范》。具体标准如下：

钢管混凝土桩柱质量标准

为达到上述质量标准，施工中采取以下技术措施：

⑴桩位放样必须准确，每个桩均布设十字护桩。

⑵旋挖钻机就位时，利用钻杆电脑控制系统精确对中，并保持钻杆垂直。

⑶成孔后对孔底沉淀先用平底斗反复捞取，及时进行泥浆置换，直至沉渣厚度满足设计要求。

⑷灌注开始后，保证紧凑、连续地进行，及时测量孔内混凝土高度，正确指挥导管的提升和拆除。

⑸在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土的灌入量要控制好。

五、钢管混凝土桩优点

1、承载力方面

钢管与混凝土的共同作用，内填混凝土增强了钢管壁的稳定性，同时钢管壁对内填混凝土的约束效应，使核心混凝土处于三向应力状态，提高了混凝土的抗压强度，因而也提高了桩的承载力，另外由于桩的抗弯刚度与桩径的四次方成正

六、结语

钢管混凝土桩柱施工在高层建筑中，目前在地下盖挖施工中的运用，还是一种较少见的特殊形式。节点部位的连接形式也多种多样，但也存在一定的缺点，同时对钢管混凝土桩柱的耐火性能需要进一步试验和研究，更加充分发挥该项技术的优越性，取得更好的技术经济效果。

[1]JGJ94-2008 建筑桩基技术规范

TU75

B

1007-6344（2015）08-0281-02

路炜（1982-），男，工程师，2006年毕业于东北林业大学工程管理专业