一种长螺旋钻孔压灌桩施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，特别的涉及一种长螺旋钻孔压灌桩施工方法。

背景技术：

长螺旋钻孔压灌混凝土桩是在长螺旋干钻法基础上发展的压灌混凝土桩成桩技术,该技术是利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用混凝土输送泵通过钻杆中心通道，以一定的压力将混凝土压至桩孔中，混凝土灌注到设计标高后，再借助专用的振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高形成的钢筋混凝土灌注桩。

长螺旋钻机压灌成桩工艺由于施工噪声低、设备行走灵活、成桩速度快，对地层适应性强而被广泛应用，能避免软土、砂土地区成桩缩径、断桩的施工质量问题，解决了泥浆污染问题，降低了造价，并可成功用于地下水位以下地层的成桩。

在实际施工过程中，由于钢筋笼下插后完全没入混凝土中，无法观测到钢筋笼的位置，容易造成钢筋笼下插不到位，或下插过深，从而影响施工质量，另外，钢筋笼在下插过程中，一旦出现偏斜，将会造成后续的笼体下插困难，影响施工进度，严重的可能出现笼体在振动杆的引导下斜插入侧壁土层内而出现废桩。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种便于观测钢筋笼的位置，使钢筋笼下插位置精准，有利于提高施工质量的长螺旋钻孔压灌桩施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种长螺旋钻孔压灌桩施工方法，包括如下步骤，s1、测量定位，根据测绘部门提供的控制点进行桩位投测，确定待钻孔压灌桩的位置；s2、钻孔灌浆，利用桩机钻至预定桩孔深度后压灌混凝土；s3、下插钢筋笼，利用振动杆将钢筋笼垂直插入桩内至设计标高，上提振动杆；s4、二次浇注砼并振捣密实；其特征在于，所述步骤s3中，先制作底部呈圆锥形的钢筋笼，所述钢筋笼上至少有一根主筋上具有沿背离底部的方向设置的延伸部，使所述钢筋笼插入至设计标高时，该延伸部高出桩孔的顶部；钢筋笼下插过程中，对所述钢筋笼的延伸部的上端进行标高抄测，根据延伸部的上端到笼顶的距离，判断钢筋笼的实际标高。

采用上述方法，通过对下插过程中钢筋笼的延伸部顶端进行标高抄测，由于延伸部的上端到笼顶的距离是确定的，就可以判断出钢筋笼的实际标高，一旦钢筋笼的实际标高满足设计标高的要求时，即可提出振动杆，完成钢筋笼的下插施工。这样，使得钢筋笼的整个下插过程以及下插深度都可以得到监控，从而能够保证将钢筋笼准确地插入到设计标高，有利于提高工程的施工质量。

进一步的，钢筋笼在下插过程中，一旦钢筋笼的实际标高高于设计标高且与设计标高的差值小于100mm时，上提振动杆。

由于振动力度会导致下插深度的不可控，且上提振动杆过程中，仍然保持振动状态，使得混凝土继续随振动杆抖动，会造成钢筋笼在重力的作用下继续下沉一段距离。另外，实际施工时，为避免钢筋笼顶部锚固长度出现负偏差，钢筋笼下插深度执行“宁高不低”原则，笼顶标高控制在+100mm以内即可。采用上述方法，在钢筋笼的实际标高高于设计标高时，提前将振动杆取出，使得钢筋笼在重力以及混凝土的抖动下继续下沉，从而使钢筋笼能够准确下插到设计标高。

进一步的，钢筋笼在下插操作时，先将振动杆穿入钢筋笼内，然后利用吊车将钢筋笼竖直吊起，通过振动杆自重使钢筋笼保持竖直状态，对准孔口进行校正后下放，下放时，先依靠振动锤、振动杆以及钢筋笼的自重实现下沉，待钢筋笼的下沉速度接近零时，启动振动锤通过振动杆带动钢筋笼振动下放。

由于压灌后混凝土比较疏松，若直接进行振动下放，容易将桩内的混凝土捣振密实导致笼体下插困难，而一旦钢筋笼在自重下沉时完全停止，可能会出现因振动锤自身重量导致振动杆倾斜造成后续笼体下插困难，影响施工进度及成桩质量，严重的可能出现笼体在振动杆的引导下斜插入侧壁土层内而出现废桩。因此，通常在待钢筋笼的下沉速度接近零时，通常在下沉速度小于150mm/min时，启动振动锤通过振动杆带动钢筋笼振动下放。

采用上述方法，在钢筋笼利用自重下沉即将停止时启动振动锤，能够更加方便快捷的完成钢筋笼的下插，有利于提高施工质量和效率。

进一步的，所述钢筋笼包括主筋和螺旋箍筋，所述螺旋箍筋焊接固定在所述主筋的外侧，所述螺旋箍筋和所述主筋的相交处还绑扎有钢丝。

传统的钢筋笼在制作过程中其螺旋箍筋与主筋主要采用焊接连接，振动杆在穿入到钢筋笼内容易导致的箍筋脱焊等问题。采用上述结构，在螺旋箍筋和所述主筋的相交处还绑扎有钢丝，可以避免因箍筋脱焊造成的主筋偏位，有利于提高工程的施工质量。

进一步的，测量定位前，先进行基槽开挖，该基槽槽底标高即为压灌桩的超灌标高，开挖平面尺寸应保证在基槽四周预留有2～3m宽的工作面，开挖时同时进行清底，并在清底过程中对槽底标高进行抄测，控制槽底高差在-50mm～50mm内。

采用上述设置，由于基槽槽底标高即为压灌桩的超灌标高，通过设置基槽，能够及时发现混凝土的超灌，从而可以避免混凝土的浪费，有利于节省施工成本。在基槽周围预留2～3m宽的工作面，有利于桩机的操作。控制槽底高差在-50mm～50mm内，可以避免因槽底高差过大带来的成桩深度不足问题。有利于提高成桩的质量。

进一步的，所述步骤s2中，具体钻孔时，应保证天车中心、回转器中心和桩位中心位于同一垂线上，并通过钻杆杆身上的水平尺对钻杆的垂直度进行观测控制，同时，还在垂直于驾驶员的视线方向上设置有经纬仪对钻杆的垂直度进行观测控制。

采用上述设置，通过在两个方向上对钻杆的垂直度进行观测控制，可以实现“双控”，能够有效避免钻杆在钻进过程中出现倾斜，从而提高桩孔的成形质量。

进一步的，所述步骤s2中，当钻孔达到设计深度并扫底完成后，启动混凝土输送泵向钻具内输送砼，边泵送边提拨钻具，同时使混凝土输送泵的压力保持平稳。

施工时，压灌成桩过程中提钻与泵送砼应自始至终密切配合，钻具底端出料口不得高于孔内桩料的液面，否则会出现断桩情况，影响成桩的质量。采用上述方法，通过保证混凝土输送泵压力的平稳，可以保证提钻与泵送相适应，避免出现断桩的情况，有利于提高成桩质量。

综上所述，本发明具有钢筋笼下插施工方便，施工效率较高，便于观测钢筋笼的位置，使钢筋笼下插位置精准，有利于提高施工质量等优点。

附图说明

图1为本发明方法中基槽的示意图。

图2为本发明方法所使用的钢筋笼的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：一种长螺旋钻孔压灌桩施工方法，先进行基槽开挖，如图1所示，基槽开挖应重点控制好开挖平面尺寸及开挖深度，平面尺寸定位时应在基槽四周考虑2-3m工作面宽度，具体预留宽度应在开槽前结合装机型号确定，避免超挖或工作面不足导致二次开槽现象的发生；同时，机械开挖应有人工配合清底，清底过程中应有测量人员抄测槽底标高，槽底高差不大于±50mm，避免因槽底高差过大带来的成桩深度不足问题。基坑边坡应结合开槽土质及开挖深度确定好放坡比例。雨季进行打桩作业时，应提前部署好排水工作，槽内设置排水沟、集水井并配备足够数量降排水设备，避免因雨水泡槽影响成桩质量、桩机安全及长时间泡槽所导致工期延误现象的发生。

然后进行测量定位：开槽完成后应由测量人员根据测绘部门提供的控制点进行桩位投测，每根桩点应用钢筋头或焊条进行定位并在钢筋头或焊条上系挂彩旗，在彩旗上注明桩号做好标识，以便于在打桩时进行核对。考虑到每个楼栋桩位较多，为确保桩位准确，定位时应每隔十个桩位施放一个基准桩位，此基准桩位应采用木桩及钢钉施放，并在基准桩上标明桩位编号，施工时可用此基准桩对相邻桩位进行复核。

钻机就位、成孔：桩机入槽后、开钻前，应结合图纸设计有效桩长、地勘报告及现场实测槽底标高等资料换算下钻深度，并在钻杆上做好标识，以准确控制下钻深度，避免少钻、超钻现象的发生。钻机就位开钻前，底座和顶端应平稳，天车中心、回转器中心、桩位中心应位于同一垂线上，即“三点一线”，钻杆垂直度可通过杆身水平尺实现单控，开钻前为确保钻杆垂直度，应采用经纬仪在另一方向上进行垂直度观测，即实现“双控”目的，同时，为避免钻杆在钻进过程中出现倾斜，应在钻进过程中进行不少于2次观测纠偏。正常钻进速度可控制在1～1.50m/min，钻进速度应匀速进行不可忽快忽慢；钻进过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏，若发现偏斜应及时进行调整，调整时应放慢进尺，以保证钻孔的垂直度。用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度，钻进至设计要求的深度及土层后，必须在原深处进行空转清土，然后停止转动、提钻。鉴于该工艺成桩属于端承摩擦型桩，在施工中应进行“双控”即钻进至设计标高后同时要结合钻孔出土来判断是否进入设计土层，若土质不符，应会同勘察、设计协商解决，切勿盲目施工。

泵压砼成桩：开钻前应确保足够单桩用量砼已进场并做完塌落度检测，砼塌落度要求200±20，进场砼使用前必须逐车检测，避免因砼等待时间过长或因砼自身和易性不好造成钢筋笼下插困难、不到位而出现废桩现象；同时，在成桩过程中每浇注50m³砼抽样做1组（3块）试块，试块尺寸为100mm×100mm×100mm,试块上标明对应桩号及成桩日期，在规定时间内送实验室进行标准养护并测定其28d抗压强度。当钻机钻孔达到设计深度并扫底完成后，启动混凝土输送泵向钻具内输送砼，待砼输送到钻具底端将钻具慢慢上提100—300mm,通过观察混凝土输送泵压力有无变化，来判断钻头两侧阀门是否已经打开，输送砼顺畅后，方可边提钻边压灌成桩工作，严禁先提管后泵送砼。

压灌成桩时，边泵送砼边提拨钻具；提钻速度要与泵送速度相适应，确保中心管内始终充满砼，成桩时的提钻速度一般控制在1.5～2m/min；压灌成桩过程中提钻与泵送砼应自始至终密切配合，钻具底端出料口不得高于孔内桩料的液面，避免出现断桩;成桩过程中应连续进行，压灌成桩必须一次连续灌注完成。压灌成桩桩顶标高应高于设计桩顶标高（≥500mm）且浇灌至与地表一平。

清理积土、定桩位：钻孔出土主要集中在桩孔地表周围，为确保桩位准确并减少下插深度，在进行钢筋笼对位、下放前应将桩孔周围弃土用挖掘机周转至已成桩一侧并人工配合进行孔口清理。

下插钢筋笼至设计标高：结合该工艺特点，钢筋笼制作时应将底部做成圆锥形，以方便笼体下插，在施工中该锥形部分应计入桩长。

钢筋笼在制作过程中其螺旋箍筋与主筋主要采用焊接连接，振动杆在穿入到钢筋笼内导致的箍筋脱焊问题是该工艺的通病，为避免出现因箍筋脱焊造成的主筋偏位，应对穿设好振动杆的钢筋笼实行“二次验收”，并对脱焊箍筋采用铁丝绑扎牢固。

将振动杆在地面水平穿入钢筋笼内，利用吊车将钢筋笼竖直吊起，通过振动杆自重使钢筋笼保持垂直、居中，下放时应由人工对准孔口进行校正后下放，严禁笼体不正强行下放。

下插钢筋笼时，先依靠振动锤+振动杆+钢筋笼自重实现下放，当依靠自重不能继续插入时，开启振动锤击通过振动杆实现钢筋笼下放，开启振动锤的时间应在钢筋笼自由下放即将终止前启动，不宜过早，过早容易导致桩底砼密实导致笼体下插困难；同时，开启振动锤的时间也不宜过晚，若在钢筋笼自由下放终止后启动，可能出现因振动锤自身重量导致振动杆倾斜造成后续笼体下插困难，影响施工进度，严重的可能出现笼体在振动杆的引导下斜插入侧壁土层内而出现废桩。

钢筋笼下放接近设计深度时，应由测量人员对笼顶标高进行抄测，考虑到振动力度导致下插深度的不可控，因此，应提前上提振动杆，下插深度执行“宁高不低”原则，笼顶标高控制在+100mm以内即可。

振动杆上提过程中应不停振并缓慢连续上提，同时，应做到振动杆底端距地表2m以内时停振，以实现对桩身砼的振捣密实。

为便于笼顶标高抄测，钢筋笼制作时应有1根主筋延伸至地表外不小于100mm，该标高控制筋也可采取后期绑扎或焊接接长。具体实施时，该钢筋笼采用下述结构，如图2所示，包括多根沿钢筋笼的周向均布设置的主筋1和沿钢筋笼的周向螺旋缠绕在所述主筋1上的螺旋箍筋2，所述螺旋箍筋2焊接固定在所述主筋1的外侧，所述主筋1的一端朝向钢筋笼的轴线方向弯折，使该端的钢筋笼形成圆锥形底部；至少有一根所述主筋1上具有沿背离底部的方向设置的延伸部3，使钢筋笼插入至设计标高时，该延伸部高出桩孔的顶部。

采用上述结构，由于钢筋笼插入至设计标高时，该延伸部高出桩孔的顶部，使得钢筋笼在下插过程中，始终能够对延伸部顶端进行标高抄测，由于延伸部的上端到笼顶的距离是确定的，就可以判断出钢筋笼的实际标高。这样，使得钢筋笼的整个下插过程以及下插深度都可以得到监控，从而能够保证将钢筋笼准确地插入到设计标高，避免钢筋笼插入过深或过浅，有利于提高工程的施工质量。

实施时，所述螺旋箍筋2和所述主筋1的相交处还绑扎有钢丝。

传统的钢筋笼在制作过程中其螺旋箍筋与主筋主要采用焊接连接，振动杆在穿入到钢筋笼内容易导致的箍筋脱焊等问题。采用上述结构，在螺旋箍筋和所述主筋的相交处还绑扎有钢丝，可以避免因箍筋脱焊造成的主筋偏位，有利于提高工程的施工质量。

实施时，所述延伸部3为焊接在所述主筋上的钢筋。

由于主筋通常采用批量生产，长度比较一致，采用在主筋上单独焊接钢筋的方式，可以在不影响原来钢筋笼的制作工艺的情况下，又能够改进钢筋笼的设计，使其便于标高抄测。同时，施工现场的废弃钢筋比较多，可以进行充分利用，可以提高材料的利用率，节省成本。

实施时，所述螺旋箍筋2的螺距与钢筋笼的直径比一般为1:3。

采用上述设置，既能够保证钢筋笼的强度，又可以缩短螺旋箍筋的长度，有利于节省材料和成本。

二次浇注砼、振捣密实：随着振动杆提出孔外，孔内砼会出现1m左右落差，一方面是砼自身密实所致，另一方面是因振动杆下插造成砼外溢所致；该落差部分应待振动杆提出后及时补充浇注砼并用振动棒（φ50）振捣密实。

成桩质量检测：成桩28d后，按图纸及基桩检测技术规范要求对工程桩按比例进行桩身质量（完整性）及竖向承载力检验，检测合格后方可进行下一步施工。

上述施工方法，通过采取开槽打桩法，节省了砼、钢筋等材料用量，同时，因工期提前，降低了管理费、人工费、机械设备租赁费等的投入；与其它桩型相比，施工工期大幅减少，节约了人工费、材料费（钢筋、砼用料节约产生）、机械设备租赁费以及管理费等，具有良好的经济效益。

我公司承建河北省某住宅小区工程，总建筑面积19.34万㎡，由地上、地下两部分组成，共包括大小33栋单体，其中有11栋17f小高层桩基础采用长螺旋钻孔压灌桩，桩径600mm，桩长21.7m，桩体砼强度c30，桩身砼保护层厚度50mm，单桩竖向极限承载力标准值要求达到2800kn，单桩竖向承载力特征值1400kn。

本工程通过对该工艺合理运用及重点环节有效控制，施工质量达到预期效果，同时，节省了施工工期，减少了材料使用、降低了机械费、人工费、管理费投入，取得了较好的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。