淺談螺桿樁的施工技術(shù)

【摘要】螺桿樁是建筑樁基礎(chǔ)行業(yè)中大力推廣的新樁型，它具有承載力高、樁質(zhì)量好、工程造價(jià)低、沉降量低等優(yōu)點(diǎn)。本文首先簡單介紹了螺桿樁的成樁原理、施工設(shè)備，之后詳細(xì)闡述了螺桿樁的成樁工法、施工要點(diǎn)及施工質(zhì)量的控制等施工方面的技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】螺桿樁；螺桿樁機(jī)；螺桿鉆具；成樁工法；施工要點(diǎn)

概述

螺桿樁是上部位圓柱型、下部為螺絲型的變截面異形樁。適用于淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂性土層等軟地層。螺桿樁作為建筑樁基礎(chǔ)中一種節(jié)能減排樁型，在建筑施工中得到廣泛應(yīng)用。

1、螺桿樁的成樁原理

成樁時(shí)，動力頭在直流電機(jī)控制下帶動螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)在主卷揚(yáng)繩的拉力下沿主塔軌道做豎直上下移動。下鉆時(shí)，動力頭正鉆，主卷揚(yáng)加壓，采用非同步技術(shù)，通過電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動力頭轉(zhuǎn)速與主卷揚(yáng)加壓非同步控制，擠壓土體形成螺桿樁圓柱段至設(shè)計(jì)標(biāo)高。隨后采用正向同步技術(shù)，通過電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動力頭轉(zhuǎn)速與主卷揚(yáng)加壓同步控制，使土體形成螺紋段孔至設(shè)計(jì)深度。提鉆時(shí)，動力頭反轉(zhuǎn)，主卷揚(yáng)提升，采用同步技術(shù)，通過電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動力頭轉(zhuǎn)速與主卷揚(yáng)加壓、提升過程完全同步化，連續(xù)提升鉆桿至地面，在提鉆同時(shí)管內(nèi)泵壓混凝土灌注成樁，最后放鋼筋籠。

2、螺桿樁成樁設(shè)備

目前市場常用的螺桿樁設(shè)備有步履式螺桿樁機(jī)和履帶式螺桿樁機(jī)，都采用機(jī)、電、液壓一體化，動力頭扭矩額定值一般在250 KN.m～450KN.m之間，同步控制性穩(wěn)定。

2.1主要結(jié)構(gòu)如圖1：主要由機(jī)架、動力頭和螺桿鉆具三部分組成。

2.2主要技術(shù)參數(shù)如下表：

3、螺桿樁成樁工法及特點(diǎn)

螺桿樁成樁工法是在施工過程中采用動力頭帶動鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓土體成孔，管內(nèi)泵壓混凝土連續(xù)成樁。

特點(diǎn)：（1）施工無噪音、無振動。（2）與長螺旋灌注樁、普通泥漿護(hù)壁成孔灌注樁相比，有著承載力高的明顯優(yōu)勢及無泥漿污染和棄土問題。（3）與其他類型樁相比工期短、施工效率高、沉降小、造價(jià)低。（4）螺桿樁技術(shù)解決了預(yù)應(yīng)力管樁無法在砂卵石、卵石密度大于30%及強(qiáng)風(fēng)化巖層施工及擠土負(fù)效應(yīng)、長螺旋灌注樁樁端虛土、現(xiàn)澆混凝土全螺紋樁體樁身承載力不足的難題。（5）螺桿樁獨(dú)特的施工工法是任何樁型成樁工法都無法比擬的，體現(xiàn)了環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)勢。

4、螺桿樁施工要點(diǎn)

（1）樁機(jī)就位，對中。（2）調(diào)整鉆桿垂直度。（3）鉆進(jìn)成孔：A.下鉆：螺桿樁機(jī)采用正向非同步技術(shù)控制（即動力頭輸出軸轉(zhuǎn)多轉(zhuǎn)，鉆桿豎直方向移動一個(gè)螺距。），擠壓土體形成螺桿樁圓柱段至設(shè)計(jì)標(biāo)高。隨后采用正向同步技術(shù)控制（即動力頭輸出軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，鉆桿豎直方向移動一個(gè)螺距。），使土體形成螺紋段孔至設(shè)計(jì)深度。B.提鉆：螺桿樁機(jī)采用反向同步技術(shù)控制提升鉆桿至出地表面。C.泵送混凝土成樁：在提鉆同時(shí)泵送混凝土直至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，后置鋼筋籠，利用振動器把鋼筋插入混凝土樁體中至標(biāo)高，完成螺桿樁。

5、螺桿樁施工時(shí)注意事項(xiàng)

（1）鉆機(jī)就位后，應(yīng)進(jìn)行樁位預(yù)檢，鉆頭與樁位點(diǎn)偏差不得大于20mm。（2）鉆機(jī)開孔時(shí)下鉆速度應(yīng)緩慢些，防止鉆桿的傾斜、移位造成樁位的偏移。（3）下鉆過程中，樁機(jī)自控系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配。鉆頭鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，樁機(jī)反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，提鉆過程中自控系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，與下降時(shí)一致，保持同步和匹配。 （4）提鉆速度應(yīng)與混凝土泵送量相匹配，保證鉆桿內(nèi)具有足夠高度的混凝土，實(shí)現(xiàn)有壓灌注。提拔速度宜控制在2～3m/min，成樁過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。施工前必須保證原料和能源供應(yīng)充足，避免因后臺供料慢而出現(xiàn)停機(jī)待料。（5）提鉆時(shí)鉆頭到達(dá)一定位置可停止泵壓混凝土，由鉆桿內(nèi)的混凝土充填至樁頂標(biāo)高，嚴(yán)禁先提鉆后泵料，確保成樁質(zhì)量。（6）嚴(yán)禁直提鉆桿。

6、螺桿樁施工質(zhì)量控制

螺桿樁質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，除了按《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202——2002，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》JGJ18——2003執(zhí)行外，還要求補(bǔ)充：（1）樁體傾斜偏差不超過1%。（2）樁徑偏差不超過50mm，且不允許出現(xiàn)負(fù)偏差。（3）螺桿樁的混凝土灌注充盈系數(shù)宜為1.0～1.2，且不得小于1.0，樁頂混凝土超灌高度不宜小于300～500mm。（4）單樁承載力以設(shè)計(jì)樁長和施工電流作為控制指標(biāo)。（5）螺桿樁施工要求進(jìn)行混凝土連續(xù)泵送，鉆桿提升50cm時(shí)開始進(jìn)行泵送，泵機(jī)采用60B泵，12～14泵/分鐘，泵送管內(nèi)混凝土額定流速：4～5s，壓力以流速為準(zhǔn)。

結(jié)束語

實(shí)踐證明：螺桿樁的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益較為顯著。螺桿樁的施工方法在成孔過程中噪音低、振動小，成孔和澆筑混凝土的過程一次完成，避免了泥漿處理和渣土外運(yùn)工作，是一種環(huán)保型的綠色施工方法。

參考文獻(xiàn)

[1]孫鳴.鋼筋混凝土螺旋樁可行分析[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001.7

[2]劉鐘，李志毅，盧璟春.短螺旋擠土灌注樁（SDS樁）施工新技術(shù)[C].第九屆全國樁基工程學(xué)術(shù)會議論文集—樁基工程技術(shù)進(jìn)展2009，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]沈保漢，張鳳良.螺桿灌注樁施工技術(shù)[J].建筑技術(shù).2010，41（5）

[4]樁基工程手冊編寫委員會.樁基工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.

作者簡介

王國岐.男.（1962.7- ）東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì).巖土工程師.一直從事巖土工程及建筑施工工作.