长螺旋钻孔压灌桩施工技术研究与应用

池丹辉

0 引言

通过对长螺旋钻孔压灌桩施工技术在工程中的应用分析，了解实际检测方法。结合文中的案例，充分论证了此工艺的可靠性以及高应用性。在未来，长螺旋钻孔压灌桩施工技术能够以更大的优势为后续施工提供借鉴，完成全面推广。长螺旋钻孔压灌桩施工技术结合了长螺旋钻孔桩、压灌桩大流动性混凝土等先进工艺。与其他灌注桩相比，免去泥浆污染以及处理等额外操作，成本投入较小、工序简单、兼容性较大，具有广阔的市场应用前景。对设备运作原理、施工质量等加以剖析，保证施工人员能够对长螺旋钻孔压灌桩有更加清晰的认知及了解。解决以往工序的复杂性、多样性，全方面系统精准的剖析每一施工环节，了解其中的安全隐患并加以控制。

1 我国对于长螺旋钻孔压灌桩技术的研究

长螺旋钻孔压灌桩施工技术迄今已经过200 多年的应用更新，其操作方式以及造价成本等得到优化。目前，最先进的长螺旋钻孔压灌桩施工技术具有成本低、可循环使用、操作便捷等独特优势。长螺旋钻孔压灌桩施工技术不拘泥于某项工程，具有极高的兼容性，可以用于房屋建设、市政工程、桥梁建筑项目。我国对于长螺旋钻孔压灌桩技术的研究从未停歇，要结合实际工程案例，讨论长螺旋钻孔压罐桩的施工特点。分析近年来的施工档案，长螺旋钻孔压灌桩技术具备承载力较高、对周围环境影响较小等优势。结合长螺旋钻孔压灌桩极限承载力的计算公式，对可靠度进一步分析验证，明确长螺旋钻孔压罐桩在承载力中所发挥的支撑作用。

目前，我国对于长螺旋钻孔压灌桩施工工艺的改进，添加了注浆施工技巧，可有效解决以往长螺旋钻孔压灌桩的局限。在长螺旋钻孔加灌装后，添加了插钢筋笼的技术，保障桩基工程的稳定性。对数据值模拟以及模型实验等进行研究，通过采取数据、比对数据等方式，表明与普通灌注桩相比，长螺旋灌注桩的直径增大至19%，而摩擦阻力增加至4.2%。这些数据表明长螺旋钻孔压灌桩可以有效提高自身承载性能，具有独特的施工优势。这些研究数据对于我国长螺旋钻孔压灌桩技术的研究提供了依据，考虑已知的地质情况，对长螺旋钻孔压灌桩的施工工艺以及计算数据等进行汇总，力求该项技术在我国要继续向深度以及广度发展，优化在应用时该项技术出现的一系列施工问题。结合我国学者对该项技术的深度研究，实现长螺旋钻孔压灌桩施工技术的针对性改进。

2 长螺旋钻孔压灌桩技术在工程中的应用

在实际工程中，长螺旋钻孔压灌桩技术有独特的应用优势。长螺旋钻孔压灌桩技术可以依靠输送泵、长螺旋桩机以及钢筋笼振动器等配套完成施工。因此，具备四大特点：

（1）最终的成桩质量平稳。长螺旋钻孔压灌桩施工能够使硬土层以及沙土层更容易穿透，且在成桩过程中，不会出现直径缩小、塌孔等问题，解决潜在的施工隐患。

（2）在施工过程中其独特的施工模式，也无需对泥浆以及孔壁等进行额外保护。以往在施工过程中，需要考虑泥浆以及水泥浆的应用效果，在保护时很容易对周围环境造成污染。而利用这种新型技术，在节约水泥浆等施工开销以及材料时，也能够保障施工现场更加清洁，避免对于周围环境所产生的不良影响，符合我国要求的绿色施工理念。

（3）施工成本投入较少。长螺旋钻孔压灌桩施工技术主要依靠长螺旋钻机完成钢筋笼的插入以及施工，这些设备有便捷性的优势。可有效节约人力、物力的投入。施工设备的改进，也使得振动噪声与以往相比降低。

（4）最终的成桩效率较高。与传统工艺相比，长螺旋钻孔压灌桩施工速度要明显较快，且大幅度的应用缩短了已知的施工周期。长螺旋钻孔压灌桩施工应用范围广泛，在施工工艺中得到体现。长螺旋钻孔压灌桩施工工艺流程主要包含：施工前必要的准备工作——场地进行提前处理，如平整、压实——根据现场实际情况——对钢筋笼进行制定——明确施工定位——对施工设备如钻机等进行提前安排——桩机成孔——对清理出的土方进行有效处理——钢筋笼挂上桩机就位——其余设备就位——混凝土完成浇筑——压入已设置好的钢筋——在工程最后清理钻机，保障施工符合绿色要求。

3 长螺旋钻孔压灌桩技术在工程中的应用范围

要确定长螺旋钻孔压灌桩技术在工程中的应用范围，通常来讲，虽然长螺旋钻孔压灌桩施工技术有独特的兼容性，涉及众多施工领域。但并不是所有场合都能用此技术，压灌桩噪声较低，所带来的震动相对较小。因此，在现场可以先使用大直径桩施工范围，保障单桩的承载力有所提升。考虑地下土层的硬度，为了避免影响施工，可以使用钻孔压灌桩超流态混凝土成桩施工完成。而对于住宅区，考虑地下水位，使用钻孔压灌桩技术。将设计深度，在提钻时可以通过钻杆内喷嘴或纵杆内芯管完成测量。

4 长螺旋钻孔压灌桩施工技术应用

4.1 工程实际情况

为了保障本文的数据更具参考性，本文将以某工程为例进行分析。某工程位于高新技术开发区，面临西部大道以及高速公路。在建设过程中，楼桩基工程采用钢筋混凝土长螺旋钻孔压灌桩技术。在设计桩径中，将其设置为900mm、有效桩长40.0m，桩顶标高则为512.25m。桩底的标高将其设置为379.25m，在建筑物内部要考虑电梯坑位，电梯坑位的标高将其设置为408.6m。

明确整体的设计尺寸后，进行桩基施工。通过与钢筋笼焊接定位等工序，控制桩身混凝土灌注的高度。桩身穿越土层情况良好，在分析时考虑部分桩身位于地下水的特征。钢筋笼的长度可以设置为22.8m，总桩数可以将其保持在250 根。通过勘察表明，现场的土层分为地表土、人工填土层、黄土层、残积古土壤。各钻孔在工程方案制定时，提前钻探均流出地下水。这表明该地下属于潜水类型，水位埋深初步判定为11.70～17.40m，相应的标高为398.22～401.96m，属于较平水位期。

4.2 工程施工工序

分析工程施工工序，桩身定位是要根据总包单位的控制点以及桩基平面布置数据，完成图纸绘制。利用全站仪明确工程桩桩位点，而在桩基验收后，钻机就位可以调整机身在钻机就位平稳后是否与钻杆、钻头、钻位成一线。成孔环节需要保障信号工与钻机操作员准确配合，使用钻机要对准桩封住钻头阀门。随后，开启钻机。旋转钻头时，要保持先慢后快的节奏。在钻机施工时，必然会经历钻进、出土过程，且钻机以及钻身较大，带出的泥土较多。为了避免对工程造成影响，要配备小型挖掘机，随时对挖出的泥土进行清理，保障施工现场清洁。达到设计孔深时，停止钻进，但需要注意的是停止钻进不能提出钻杆，要将钻杆继续置于土壤中。要准确控制好孔的直径以及深度，保障与预计指标相融合，发挥该项技术的应用优势。

在钻进混凝土以及提钻成孔完毕后，混凝土通过输送泵粘接至导管，将混凝土压入至螺旋钻杆内，通过钻头活门对桩身底部进行泵送。需要注意的是，在灌注的过程中，钻杆需要预提，尺寸需要保持在200～300 mm。随后，开始对混凝土进行泵送。在钻头活门打开后，进行提钻。混凝土泵送要连续、精准，边泵送混凝土边提钻，对其提钻速率以及泵送的速率等进行实际分析，保证二者之间匹配。钻头要埋于混凝土面不低于1m，在提钻时钻杆的叶片带出泥土。所带泥土在钻机移动过程中很容易出现掉落现象，掉落的泥土块较大，若现场人员密集，很有可能会出现意外伤害事故。在提钻时，必须用人工刨除叶面上的泥土，以防止在移动过程中出现意外。在刨泥后，挖出桩顶新鲜混凝土面。将钻机移至旁侧，混凝土灌注完毕后，使用小挖机对桩身周围的泥土进行清理，完全露出新鲜的混凝土面进行钢筋笼下放等工序。对于钢筋笼加工，应用采用振动锤辅助钢筋笼下放。震动锤强制钢筋笼下沉的受力点集中于钢筋笼底部，笼底做成锥形状，可便于钢筋笼的下放。在起吊以及插钢筋笼中，要保证钢筋笼水平穿入，且用于振动导向拐弯与振动锤可靠连接。保障在起吊过程中，不易滑落。钢筋笼要达到不变形、不弯曲等要求，与挖掘机等机械设备配合，使钢筋笼离地缓慢调直。在插钢筋笼时，要分析钢筋笼与导向管二者之间的自重，缓慢下沉。当依靠钢筋笼自身的重量不能完成下沉时，就代表钢筋笼下沉已到一定范围。开启振动锤，依靠振动锤的振动力，将钢筋笼下沉至标准深度。在提锤以及补灌混凝土环节，达到要求后，为了防止钢筋笼继续下沉。在主筋上加焊弧形吊环，架设于孔口，完成脱钩提锤。在缓慢连续震动时，拔出导向管，随后立即补填混凝土并插入振动设备，完成补灌震实。

4.3 强化施工注意事项

对于已有的施工注意事项需要强化，严格遵守相关规定。如在施工的前期、中期，要规范所有施工人员的工作能力以及个人在施工过程中的定位、行为等。严格遵守规定，是混凝土施工质量能够符合要求的一个重要前提，也是基础保障。如果没有按照规定的要求以及规章制度进行工程施工，就会导致施工现场混乱，无法完成各项资料的整理应用。也不利于保障施工进度，干扰最终的施工质量。要加强施工人员的专业培训，考虑目前施工环境的差异性。在具体的操作流程中，要按照施工人员的工作经验完成制定。相关负责人要对进入施工现场的人员进行专业的培训，且培训的内容要包含项目周边的自然人文环境以及工作流程、施工规范等。

5 长螺旋钻孔压灌桩施工技术应用问题以及解决措施

虽然长螺旋钻孔压灌桩技术有多方面的优势，应用范围较为广泛。但在施工时，受客观因素影响，依然出现一系列的应用问题。如最常见的便是在施工过程中出现的缩径、断桩，钢筋笼下放无法达到要求等问题。要考虑当地水文地质情况以及工程实际技术要求，对成桩质量完成控制。强化长螺旋钻孔压灌桩技术的施工标准，对已知的细节问题实现分析改进。

5.1 钢筋笼插入困难

钢筋笼插入困难，主要原因包含：如钻孔的时间过长，使混凝土输送不及时，导致混凝土初凝。因此，钢筋笼插入困难。此外，混凝土配合度不好或钢筋笼导向支架过宽，都会导致钢筋笼插入困难。钢筋笼在起吊过程中，由客观因素出现变形，在插入时，钢筋笼的垂直控制不到位、振动频率较高，导致坍塌度损失，都是钢筋笼插入困难的直观因素。解决措施如下：

（1）进行组织管理，保障正常开孔。对于混凝土初凝时间要精准计算，延缓混凝土凝固的时间比例。尽可能清除孔口周围泥土。并缩短工作时间。

（2）严格按照比例配制搅拌混凝土时，混凝土在出搅拌机后两小时内，要求能投入使用。混凝土在到达施工现场后，要进行坍落度检查，使混凝土坍落度不小于200mm。混凝土运送至现场使用前，要严禁加水，保障混凝土水灰比合理。在搅拌时，要对混凝土完成初次搅拌以及二次搅拌，且两次搅拌的颜色、密度等均要保持一致，不得出现泌水现象。

（3）考虑工艺要求，优化粗骨料的颗粒级配。粗骨料可以呈卵石以及碎石为主，最大粒径不大于30mm。使混凝土自身具有良好的流动性以及密实性，拉紧钢筋笼顶部以及振动锤的连接钢丝绳，使导管底部与钢筋笼底部能够密切连接。笼顶起吊点应该加强，防止因钢筋笼较重变形所产生的问题。

（4）设置的钢筋笼尺寸应按照要求，每隔两米设置一组，完成加工。确定外径满足要求，安排专人检查焊接质量。保证焊接牢固，在搬运以及吊装时防止变形。安放对准孔位，由专人指挥并扶正。对于钢筋振动锤大小的，必须结合现场的实际情况以及导管的长度完成计算方可确定。

（5）插入的钢筋笼如因混凝土初期阻力较大，出现依靠钢筋笼自重难以到达合理的下沉速度现象。可以使用振动锤辅助钢筋笼下放，钢筋笼锥形尖端处钢筋不得少于5 圈。必须与主筋焊接牢固，使振动力在对钢筋笼进行振动传导时，锥形尖端不至于分散。

（6）钢筋笼下放标高后，为了防止继续下沉，要进行加固处理操作。在文中已提出使用“焊弧形吊环架设于孔口，完成脱钩提锤”的解决方法，在此不赘述。

5.2 施工中的问题

出现断桩、缩径、夹渣、桩身空心、不密实、串孔等问题的原因，主要为混凝土泵车输出量小，或在提钻后桩体的混凝土量不足等。且下放钢筋笼前，对于孔口上方的泥土没有完全的清除干净，也会出现夹渣问题。振动锤在提升过程中，要保持边提升边震动，但如果提升速度较快或在提升过程中停止震动，也会导致夹渣现象。为了解决这些问题，要在开始提钻时保障钻杆芯管之间排气孔畅通，且混凝土泵输出量一定要大于桩机提拔后桩机自身所需要的混凝土量。钻头在混凝土内的埋深要大于一米，桩顶浮浆多孔内出水或混凝土离析造成，要超灌排除浮浆后才能实现终孔成桩。保障孔口以及上方泥土处清洗干净下插钢筋笼，在振动锤提升过程中，保持振动且速度均匀缓慢。在补灌完毕后，使用混凝土插入式振动棒完成人工捣振，防止出现串孔现象。

6 结论

综上所述，本文对长螺旋钻孔压灌桩技术进行了研究，现有操作方式以及造价成本等与传统施工模式相比也得到优化。在实际工程的应用中，长螺旋压灌桩施工技术具有成桩质量平稳、施工体系精准、施工成本投入较小、施工效率较高等优势。在施工工序中，将保障钻杆、钻头、钻位连成一线，使各环节紧密配合，强化已有的施工注意事项。分析钢筋笼插入困难、断桩、串孔等问题，提供行之有效的改进措施，保障长螺旋钻孔压灌桩技术能够发挥工程效益。