螺旋钻孔灌注桩支护措施研究

摘 要：建筑工程施工稳定安全直接受到基础施工效果的影响。我国很多地区存在淤泥质、黄土等软弱基础，如果不经处理很容易出现基础稳定性不足、建筑物质量不达标的情况。针对此类基础，施工人员可以采用螺旋钻孔灌注桩施工技术进行处理，该技术可以显著提高基础的承载力和稳定性，是备受关注的一种施工方法。为了进一步探索螺旋钻孔灌注桩支护技术的应用方法，本文首先简单阐述螺旋钻孔灌注桩支护技术特点，然后以工程案例为对象，对该技术施工工艺流程和技术要点进行细致地探讨。

关键词：螺旋钻孔灌注桩；支护措施；施工要点文章编号：2095-4085（2024）06-0007-03

0 引言

螺旋钻孔灌注桩是一项较新的施工工艺，其施工简单、经济、高效，已被广泛应用于建筑业，并逐渐成为建筑业的主流。螺旋钻机是一种比较先进的机械设备，它能把钢筋和其他材料打入一定深度。与传统的钻孔灌注桩相比，螺旋钻孔灌注桩具有更好的成桩质量，其主要特点是采用螺旋钻进钻孔，然后泵压混凝土，形成整体结构。该技术应用中采用大口径钻头进行钻孔，可以使桩的受力更为均匀，从而提高桩的承载能力，降低工程成本。螺旋钻孔桩施工技术施工时不会产生过多的噪声，对周围环境的污染也比较小，是一种环境友好的施工方法。目前，我国大部分城市已开始采用螺旋钻进法施工地基。国内螺旋钻孔桩施工技术的应用起步较晚，在实际工程应用中施工工艺还有很多有待改进和优化的空间。

1 长螺旋钻孔灌注桩的特点

长螺旋钻孔灌注桩有着诸多特点，第一，该技术施工中所用混凝土有着十分良好的流动性，施工中坍落度在160～220mm范围内。混凝土中的碎石能够保持悬浮不下沉，这有效降低了混凝土离析问题，有助于钢筋笼的高效放置。第二，长螺旋钻孔灌注桩的桩顶不会存在虚土，这有效规避了传统灌注桩施工中产生的断桩、塌孔、缩颈等问题。第三，该技术有着较强的穿硬土层能力，施工简单且效率高。第四，该技术施工中不会产生过多噪音，施工中无需泥浆护壁，可以达到节能减排的效果。第五，该技术是常规正循环钻孔成桩施工速度的3～5倍，有着较快的施工速度［1］。

2 螺旋钻孔灌注桩施工技术要点分析

以某工程为例，毗邻河道，基坑范围内有大量淤泥质地层。通过对复杂土质条件下基础处理现场试验，确定了采用螺旋钻孔灌注桩的施工方案。该项目占地265 200m2，属于一类高层建筑，地上建筑面积达145 500m2。本项目以桩筏为基础，桩顶为筏板基础，厚800mm，长20m，直径800mm，共计1 391根。

2.1 施工流程

在淤泥质地层区域基础承载力不足，想要螺丝长螺旋钻孔桩施工技术，就要提前做好场地处理，然后牢固地安装钻机设备，按照设计标准进行钻孔，之后灌注混凝土 ，最后按照设计标准插入钢筋笼，最终形成完整的、具有较强承载力的桩基。具体来讲，螺旋钻孔灌注桩施工技术流程和要点如下所示：

第一，定位放样。施工人员根据设计图纸确定灌注桩的具体位置，选用全站仪进行定位放样。施工前，先整平场地，设好控制网，再检查桩柱几何位置，确认无误后，方可进行下一道工序。

第二，埋设钢护筒。根据桩的位置对护筒进行定位，保证桩位和护筒的位置一致，然后用全站仪对护筒进行复核，用垂直线确定具体的护筒埋设位置。

第三，成孔。在保证结构稳定、安全的前提下，施工人员采用机械钻机开挖成孔方法。本项目以淤泥质地层为主要地质，属于软土地基，承载力较差。如果处理不当，直接施工将导致地基产生不均匀沉降。在钻进时，施工人员要严格按规范操作，确认钻具有一定强度、韧性，投入使用前要做好维护保养工作。为保证桩基础稳固、稳定，防止桩基础发生位移、倾斜等现象，桩基础30m范围内需铺设2cm厚的钢板。在钻孔时，施工人员应严格遵循施工规程。在钻孔作业前，一定要认真检查钻头的垂直度及水平度，垂直度偏差不大于0.5%。钻进时要注意钻杆与孔壁的间隙，仔细检查钻头底部的阀门，确保阀门能够自如地开启和关闭，并且具有良好的密封性。钻具安装完毕后，应立即投入施工，确保钻杆和套管间无间隙。钻进作业中，应首先充分固定钻机，启动钻机以低速的方式进行钻进，当钻机较为顺利时可以适当将钻进速度增加，通常按照每分钟钻进2.3m的速度进行钻进。在钻进过程中操作人员需要对钻机的电流变化情况提高重视，如果发现存在异常情况应立刻停止操作，分析原因，排除问题后再继续按照设计要求进行钻进，确保钻进深度符合规范要求［2］。

第四，制作钢筋笼。施工人员在现场采用分段的方式进行钢筋笼制作，按照设计要求做好钢筋笼尺寸、焊接方式、主筋间距等参数的控制，该工程中按照不超过10mm的标准控制主筋偏差，按照不超过20mm的标准控制箍筋间距偏差，按照不超过10mm的标准控制钢筋笼直径偏差。绑扎钢筋笼时，应按规范要求，在插入混凝土前，按规定的方向交叉搭接绑扎钢筋。对钢筋进行焊接时，同一截面内钢筋数量不得超过全部钢筋总数的50%。

第五，混凝土灌注。施工人员在完成钻孔后及时检查成孔的质量，确认垂直度、深度等各项参数符合要求后及时将提前配置好混凝土灌注其中。施工人员将混凝土管下放带成孔中开始泵送，随着混凝土液面的升高逐渐将管道提升，同时对混凝土泵送压力变化情况进行观察，从而明确是否确实打开了钻阀。当混凝土顺利输送后，即可进行灌注，而且不能在提升后进行抽水。当提泵转速无法保证时，需增设设备或人工操作。特别要注意，提升速度不能超过2.0m/min，而且要跟上泵的转速。在施工过程中要注意防止漏浆或沉渣进入井眼内造成堵塞，从而减少后续清孔的难度。灌注桩后，提升钻与输送混凝土紧密结合，保证钻具底部卸料孔在混凝土表面以下1m处，避免出现断桩、缩径等现象［3］。

第六，钢筋笼安装。在完成混凝土灌注后，施工人员应立刻开始进行钢筋笼插入施工，通常间隔时间不超过3min，以免时间过长混凝土凝固，影响插笼作业。长螺旋钻机成孔、灌注混凝土后，施工人员及时将地表渣土清理干净，然后立刻插入钢筋笼。在完成混凝土浇筑且移开桩机后，施工人员用起重机吊起提前预制好并且检验合格的钢筋笼，用钢丝和法兰将钢筋笼吊起，用RTK测量设备对桩中心位置进行复测，确认无误后由人工扶正钢筋笼下放到成孔中。长螺旋钻孔灌注桩所用钢筋笼较长，在下放过程中可能发生挠曲的现象，此时施工技术人员要对其双向垂直度进行密切观测，避免出现过大的垂直度偏差。下钢筋笼过程中，施工人员可以先依靠钢筋笼和振捣吹自重下放。在依靠其自重无法下沉后将振动锤启动后，施工人员要按照1.2～1.5m/min的速度继续沉放钢筋笼。当下插到设计位置后，施工人员可以将振动锤电源关闭，将钢丝绳摘下，借助长螺旋钻机将钢筋笼导入管下放，然后提出振动锤。在这个过程中施工人员注意按照每提2～3m要开启振动锤一次的频率进行导入管插入和振动锤提升，从而保证混凝土足够密实，内部不会存在过多空气而出现空洞［4］。

第七，桩头保护。灌注结束后，应立即覆盖桩顶，主要采用渣土，以达到防日晒、雨淋的作用。钻孔机生产出来的废土，经技术处理后运至指定地点晾晒，以加快养护进程，干燥结束后再送至废渣处置场地。

第八，接桩施工。如果工程施工中发生中断等情况，施工人员需要采取合理的措施进行接桩施工。接桩时，施工人员先将上不含有悬浮浆的混凝土凿除，做好钢筋整理，然后做好长钢筋的焊接，之后浇筑混凝土垫圈。混凝土垫圈比桩径大20cm，在完成垫圈浇筑后进行定型钢模板的支设，最后用同强度等级的混凝土继续进行浇筑。

2.2 螺旋钻孔灌注桩支护施工注意事项

第一，试桩。在正式钻孔施工前，施工人员需要通过试桩确定施工中各项参数。技术人员应明确施工现场土质情况，通过试验确定最佳钻进速度、深度参数。在施工中，钻进深度可以结合地质勘查报告确定，通常施工中钻机的瞬时电流在250A以上。

第二，设备稳定性。长螺旋钻机设备较大，重量大，为保证钻机设备稳定可靠，在施工前施工人员需要做好场地平整和加固处理，避免施工阶段发生设备倾斜等问题。在钻孔过程中，技术人员要对钻杆垂直度进行严格控制。长螺旋钻孔灌注技术所用钻杆长度长，在转动过程中会发生摆动情况，为保证钻杆垂直度合格，施工人员可以用导向架进行钻架上方位置的加固处理。此外，施工人员还要对钻杆和接头情况进行细致地监测，如果发现主动钻杆存在弯曲的现象，施工人员可以及时用千斤顶进行调整，避免影响钻进精度。

第三，预防偏孔。施工人员一旦发现钻孔发生偏斜情况，要及时做好调整措施。施工人员先将偏斜位置的钻头吊住，然后上下反复扫孔，最终确保其沿着规定的方向继续钻进。

第四，钢筋混凝土施工。钢筋笼下放施工中应重点做好其垂直度的控制，如果下放过程中偏差过大那么很难将其下放到底部。一旦发生难以下放的情况，施工人员可以尝试通过加大振动锤振动力的方式促进其下放。在混凝土灌注时应当坚持连续施工的原则，灌注中注意避免堵塞导管［5］。

2.3 施工效果验证

（1）偏差测量

通过对钻孔灌注桩成桩质量的全面检测来验证本项目所提施工技术方案的实际效果。首先，检测人员要对灌注桩的桩位偏差情况进行准确地测量，明确其偏差是否在合理范围内。相关规范标准要求长螺旋钻孔灌注桩的桩顶高程偏差应当在-55.45mm到+30mm之间，深度偏差应当控制在3 200mm以内，桩位偏差不得超过250mm，其垂直度最大偏差不得超过其长度的1%。本次工程螺旋钻孔灌注桩长度为15m，允许竖直偏差为150mm。施工技术人员根据设计图纸和现场实际情况，确定混凝土强度等级、水泥掺量，并按相关施工技术进行灌注。钢筋笼内钢筋的间距不得大于±15mm，箍筋间距的误差不得大于±25.55mm。此外，为确保桩基质量，施工人员采用超声波测距法、静力触探法等方法对桩基工程进行检测。本项目随机选取7根钻孔灌注桩，采用IHFA-A4F5型钻孔灌注桩及其它专用测试设备，对钻孔灌注桩的各项性能指标进行了全面的测试。偏差测量得到如表1所示测量结果。

通过表1可以看出，该工程中长螺旋钻孔灌注桩质量好，无离析、漏浆、开裂等缺陷。最大桩位偏差为25.47mm，最小偏差为14.26mm；桩顶最大偏差为2.23mm，最小偏差为1.26mm。从以上分析结果可以看出，该工程采用了合理的施工工艺，长螺旋钻钻孔的孔位精度及垂直度均符合规范要求，说明钻孔灌注桩施工工艺精度符合规范要求［6］。

（2）力学性能检测

通过单桩静载试验对螺旋钻孔灌注桩的力学特性进行分析。检测人员按照规范要求进行试验桩制备。在该工程中，检测人员选择其中7根桩进行承载力测试，通过静载试验可知，所选的灌注桩的极限承载力均能够满足设计标准要求，这表示桩基施工符合要求，能够投入使用，施工团队可以进入下一步施工作业。

3 结语

总的来说，我国地域辽阔，很多地区地质情况比较复杂，建设难度比较大。在淤泥质类软土地区，由于土质差、地下水水位高，极易发生桩基病害。施工人员借助长螺旋钻孔灌注桩施工技术对软土基础进行处理可以实现基础稳定性、承载力的提升，有助于保证建筑物上部结构的稳定安全。

参考文献：

［1］张鼎，常子璇，杜亚旭.长螺旋钻孔压灌桩技术在大卵石地层中的应用［J］.城市建筑空间，2022，29（S2）：901-902.

［2］袁艳斌，张新化.长螺旋钻孔压灌桩技术在砂层地质深基坑支护工程中的应用——以郑州某地下停车场项目深基坑支护工程为例［J］.工程技术研究，2022，7（21）：4-6.

［3］崔韶云.长螺旋钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点［J］.房地产世界，2022（7）：101-103.

［4］牛新会.浅析建筑施工过程中深基坑支护技术的应用［J］.建筑施工，2021，43（3）：361-363.

［5］程涛，柳彬彬，吴笛，等.长螺旋钻孔灌注桩在水厂工程中的应用及质量控制［J］.工程技术研究，2021，6（6）：38-40.

［6］邓渊，薛炎彬，羊樟发，等.长螺旋钻孔灌注桩在水利工程中的应用［J］.施工技术，2021，50（2）：46-49.