长螺旋钻孔压灌桩的适用性探讨

长螺旋钻孔压灌桩的适用性探讨

庄迅

中国核工业华兴建设有限公司华北分公司  天津市 300000

【摘要】长螺旋钻孔灌注桩可用于0.3m-0.8m直径的干作业成孔灌注桩，与施工中先进行压灌混凝土后插入钢筋笼的泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺存在较大区别，且施工过程中不需要泥浆护壁，对施工现场周围无泥浆、噪音污染等。钢筋笼下插过程中，采用定位杆将钢筋笼插入准确位置，并提前在钢筋笼外焊接钢筋保护层定位钢片，确保灌注桩施工质量。

【关键词】长螺旋、压灌混凝土、定位钢片

引言

目前建筑工程中常用的混凝土灌注桩成桩方式包含泥浆护壁成孔桩、干作业成孔桩。施工中在选择成桩方式及施工机械设备时，常综合考虑工程桩所处地质条件、地下水文、经济效益、工期进度、质量保障等因素。本文将结合案例，重点分析泥浆护壁钻孔灌注桩与长螺旋钻孔灌注桩施工工艺的利弊，在两种成桩机械的方式中选择最合适本工程的成桩工艺。

1.项目背景

某民用住宅工程，基础形式为灌注桩承台基础，桩长6m，并要求桩端入岩0.5m，桩径0.5m，且桩身钢筋保护层厚度为70mm。桩身检验要求为小应变全数检测+10%的超声波检测。

工程地质条件：工程所处场地地下水位于基础底0.6m以下，基坑开挖范围内主要为粉质黏土，富水性较好，透水性小。

设计桩基采用泥浆护壁成孔灌注桩。施工单位进场后，认为本工程的桩基不适用泥浆护壁成孔工艺，采用长螺旋钻孔灌注桩施工更好。固试桩时即采用长螺旋钻孔灌注桩进行施工，桩基设计参数未变，后经检验、试验检测，桩身承载力符合设计要求，施工质量合格。后因建设单位认为施工单位未采用设计成孔方式，属私自变更，工程暂停。

2.未按照设计成孔方式原因分析

2.1.桩身直径小，混凝土无法振捣

人员进场后，首先根据设计文件进行施工准备工作。在进行灌注桩机械选择时，发现，设计要求桩身直径为0.5m，而市场上常见的泥浆护壁钻孔灌注桩钻头最小尺寸为0.6m以上，无0.5m的钻头。即使有0.5m直径的泥浆护壁钻孔灌注桩机钻头，但由于桩身直径小，钢筋笼净空小。灌注桩混凝土无法振捣。

桩基原设计为泥浆护壁机械成孔灌注桩，桩长6m，桩径0.5m；其中桩身钢筋保护层为0.07m，桩箍筋为螺旋箍筋，直径为8mm，纵向钢筋为HRB400级7φ14，钢筋笼内加劲箍筋间距为2m，加劲箍直径为12mm。考虑泥浆护壁灌注桩施工工艺为先安装钢筋笼后浇筑振捣混凝土，要求桩身钢筋笼内净空不得小于桩身混凝土浇筑振捣施工所需要的最小尺寸。而桩径0.5m，钢筋笼净空仅为308mm（500-70×2-14×2-12×2=308mm），混凝土灌注导管外径通常为260mm，相邻两导管连接管箍外扩10-20mm，且混凝土浇筑需要振捣棒辅助（振捣棒直径约为50mm）；另设计要求10%的灌注桩内需要埋设2根直径为55左右的声测管，两声测管均匀布置在钢筋笼内侧的任一直径上。由于桩身钢筋笼内净空小，钢筋笼内无法同时搁置混凝土导管、声测管及振捣棒，且混凝土导管以及振捣棒下放困难，施工中易振捣钢筋笼，使钢筋笼偏位、损坏，钢筋保护层不易控制，甚至可能导致泵送管堵塞、桩身混凝土无法浇筑振捣、断桩等问题，桩质量不易保证。

且根据混凝土灌注桩的相关规范，泥浆护壁成孔灌注桩最小直径为0.6m，0.5m及以下直径的灌注桩无法使用泥浆护壁成孔工艺。

2.2.需制备大量泥浆，费用高、污染风险大

另外地勘报告中注明的地下水位高，但是地层土质透水性弱，钻孔完成后孔内无水。如采用泥浆护壁钻孔灌注桩，则施工前需要制备大量的泥浆，配置相应的泥浆机械，而且存在泥浆外溢、污染风险；且制备泥浆额外费用较高。

2.3.泥浆护壁灌注桩施工效率低

因泥浆护壁成孔灌注桩含泥浆制备、泥浆护孔、清孔等工序，耗时时间长，施工速度慢，每天只能施工2-3根桩，而本工程工期紧，需尽快完成灌注桩的施工任务，从工期角度，本工程不适宜采用。

2.4.泥浆护壁噪声污染大

项目周边为分别为学校、医院、居民住宅，施工现场无法办理夜间施工许可证。泥浆护壁成孔灌注桩钻机施工噪声较大，经常遭受周边学校以及医院投诉，扰民风险较大。

2.5.泥浆护壁灌注桩成本高

泥浆护壁钻孔灌注桩施工需要制备大量泥浆，泥浆配置、处理、循环利用等成本远远大于干作业成孔灌注桩，因此，在两种成桩方式均可以保证施工质量的前提下，选用干作业成孔方式将更有利，将很大程度降低施工成本，使效益最大化。

3.长螺旋压灌桩施工优点

（1）长螺旋钻孔灌注桩的施工工艺有较强的穿透能力、施工噪音低（泥浆护壁钻孔灌注桩施工噪声较大）、无泥浆污染；适用于街区等安全文明施工要求较高的项目。

（2）长螺旋钻孔灌注桩施工效率高、速度快，质量好。加之采用特有的钢筋笼下送定位杆，钢筋笼位置准确，可以保证钢筋保护层。

（3）且长螺旋钻孔灌注桩混凝土浇筑为高压灌注，混凝土浇筑对桩孔有充盈作用，增大桩身钢筋保护层。

（4）提高单桩承载力:因为是压灌混凝土，所以砼与桩孔四周结合紧密，甚至砼中石子会嵌入桩孔四周土体，因此桩周摩阻增加，另外，长螺旋边上提钻杆边利用钻杆中心向下浇筑混凝，孔底没有虚土，桩端阻也比泥浆护壁的灌注桩更高。

（5）向下钻孔成孔和上提钻杆并浇筑混凝土成桩一体化，无间隔时间，有效降低塌孔的可能性，高效快速。降低塌孔、断桩的质量风险。

（6）长螺旋钻孔灌注桩是已有的灌注桩成桩方式中唯一先压灌混凝土、后插入钢筋笼的施工工艺，相较于其他成桩工艺，长螺旋适用的桩径最小，0.5m直径的钻孔灌注桩建议采用长螺旋钻孔灌注桩。

（7）长螺旋钻孔灌注桩施工速度快(本工程短桩一天可以施工15根左右)。可以有效缩短施工工期，弥补工期损失。

4.施工质量保证措施

（1）钻孔灌注桩确定工艺后、正式施工前，应先进行试桩，试桩应采用同种成桩工艺、桩径、桩长等均相同的机械进行，桩施工完成且经联合验收并且合格后再组织大面积开展施工。

（2）机械拼装好后，先进行桩位放线，并在桩位中心钉如醒目标志。钻杆找准位置前，采用全站仪对桩位进行复测，有效降低桩位偏移量。

（3）钻杆底部到达设计标高后，一边旋转排土一边由钻杆中心杆向桩底压灌砼，孔底没有虚土，钻杆旋转排土和上提钻杆灌浇混凝土同时进行，减少缩径、断桩等传统钻孔灌注桩易发等问题。且长螺旋钻孔灌注桩混凝土浇筑为有压灌注，混凝土浇筑对桩孔有充盈作用，增大桩身钢筋保护层。

（4）混凝土压灌完成后，利用长螺旋钻孔灌注桩特有的钢筋笼下送定位杆，将钢筋笼下插入准确位置，定位杆带有振捣功能，边下插钢筋边振捣混凝土，确保桩身混凝土振捣密实。

（5）为防止钢筋笼下插过程中发生钢筋偏位，提前在钢筋笼外增加钢筋笼定位钢片。定位钢片采用-4*60钢板预制而成。定位钢片数量根据桩径大小确定，当桩身直径为0.5m时，每一横断截面均匀焊接4个定位钢片，上下相邻的两排定位钢片间距为2m。定位钢片与纵向钢筋焊接牢固。钢筋笼定位片可以有效控制桩钢筋保护层厚度，严禁采用钢筋代替定位钢片。

5.结束语

设计及建设单位最终同意采用长螺旋成孔工艺的变更申请，将泥浆护壁钻孔灌注桩成桩变更为长螺旋钻孔灌注桩，在较短的时间内完成灌注桩的施工，缩短工期，提高经济效益。

参考文献:

[1]邓思琪.长螺旋钻孔压灌桩的工程实践[J]地产,2022(8):131-133.