長螺旋鉆孔灌注樁在工程中的應用

祝國梁 陳景鎮(zhèn) 堯華峰 中建四局第四建筑工程有限公司，廈門 361000

1 引言

長螺旋鉆孔灌注樁是采用專業(yè)長螺旋鉆機鉆孔至設計標高，利用混凝土泵把混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提鉆至樁頂，然后移開鉆機，插入預制好的鋼筋籠，形成樁體，這是一種新型的成樁施工技術，成樁速度快，不受地下水位限制，單樁承載力高，造價低，越來越多地應用于各種房屋建筑工程、道路基礎工程，本文主要探討某商業(yè)住宅裙樓樁基施工案例。

2 工程概況

某商業(yè)住宅裙樓位于廈門市集美區(qū)灌口鎮(zhèn)，總建筑面積161804．6m2，地下一層，地上19層至23層，其中1#～18#樓高層為剪力墻結構，19#～20#樓配電房為框架結構，6#～13#樓及部分純地下室基礎采用長螺旋鉆孔灌注樁。

根據勘察報告顯示，場地地層層序及野外特征描述如下：

1）雜填土（Qml）：褐灰、褐黃、深灰等雜色，稍密，稍濕，揭示厚度0．50～5．70米；2）砂質黏土坡積：褐紅、褐黃等色，濕～飽和，可塑，揭示厚度0．80～1．90米；3）粉質黏土：淺灰色，濕～飽和，揭示厚度1．10～1．40米；4）中粗砂：淺灰色，飽和，松散～稍密，局部中密，厚度0．60～2．80米；5）殘積砂質黏性土：褐黃、褐灰、灰黃等色，濕～飽和，厚度4．20～20．20米；6）全風化花崗巖：褐黃、褐灰、灰黃等色，飽和，厚度2．20～13．10米；7）砂土狀強風化巖：為褐黃、褐灰、灰黃等色，飽和，揭示厚度1．40～15．30米；8）中等風化花崗巖：淺灰、灰黃等色，致密，中粗?；◢徑Y構，揭示厚度0．07～13．70米。

本工程基礎設計等級為甲級，樁基采用長螺旋鉆孔灌注樁，樁徑600mm，樁身混凝土等級C35，設計樁長16m～28m，樁尖持力層為砂土狀強風化巖，樁端全斷面應進入持力層大約等于3m，單樁豎向承載力特征值為2000kN，單樁抗拔承載力特征值為550kN。

結合地勘報告，已知持力層的深度及現場場地標高、作業(yè)特點，本工程選擇恒天九五JZL90長螺旋鉆機，其能夠一次成孔，就地灌注成樁，并能完成放置鋼筋籠的操作，具有成樁效率高、質量好、成本低的特點。

圖1 樁身入土示意圖

3 施工工藝

長螺旋鉆孔灌注樁施工流程如下圖：

圖2 施工流程示意圖

3.1 鋼筋材料檢測

鋼筋材料進場后，有專人及時填寫委托單送檢，送檢合格后方可在本工程使用，嚴禁不合格材料用于本樁基工程。

3.2 測量放線

以業(yè)主提交的測量控制基準點為控制點，建立閉合導線控制網，閉合導線控制網建立在場地四周，報監(jiān)理單位簽字確認，方可定位測量工作，按施工圖使用全站儀或經緯儀、鋼尺放樁位，放好樁位，做好標記，以便施工樁位定位，施工過程中做好記錄工作，以便監(jiān)理單位驗收，

3.3 成孔

鉆頭剛接觸地面時，先關閉鉆頭封口，下鉆速度要慢。正常鉆進速度可控制在1～1．50m/min，鉆進過程中，如遇到卡鉆、鉆機搖晃、偏移，應停鉆查明原因，采取糾正措施后方可繼續(xù)鉆進。鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行，認真填寫鉆孔施工記錄，交接班時應交待鉆進情況及下一班注意事項。應經常注意土層變化，在土層變化處均應撈取土樣，判明后記入記錄表中并與地質剖面圖核對。

3.4 泵送混凝土提鉆

混凝土必需符合設計及規(guī)范要求，混凝土粗骨料碎石最大粒徑＜40mm，坍落度控制在180～220m，并具有較好的和易性、流動性，現場檢驗混凝土坍落度，不符合要求的砼不得用于本工程。提升鉆桿接近地面時，放慢提管速度并及時清理孔口渣土，以保證樁頭混凝土質量。每臺樁機每臺班制作試塊一組，并由專人負責，按規(guī)范要求制作、養(yǎng)護和送檢，齡期28天，砼規(guī)格150×150×150mm。

有專人負責觀察泵壓與鉆機提升情況，鉆桿提升速度應與泵送速度相匹配，灌注提升速度控制在2．5m/min，嚴禁先提鉆后灌料，確保成樁質量，混凝土灌注必須灌注至地表?；炷翝仓叨缺仨毟哂跇额^設計標高1米以上。

鋼筋籠制作：必須符合設計要求和鋼筋砼施工規(guī)范要求。鋼筋籠上必須設保護層墊塊（保護層厚度為50mm）；應在鋼筋骨架外側設置控制保護層厚度的墊塊，可采用與樁身混凝土等強度的混凝土墊塊或用鋼筋焊在豎向主筋上，其間距豎向為2m，橫向圓周不得少于4處，并均勻布置，骨架頂端應設置吊環(huán)?？v向鋼筋的連接采用雙面搭接焊，焊縫長度不小于5d，縱橫鋼筋交接處均應焊牢。鋼筋骨架制作完畢后，應按樁分節(jié)編號存放；存放時，小直徑樁堆放層數不能超過兩層，大直徑樁不允許堆放，防止變形；存放時，骨架下部用方木或其他物品鋪墊，上部覆蓋。

下放鋼筋籠：砼漿經加壓泵隨著螺旋鉆上升將樁孔灌滿后，隨即吊裝鋼筋籠。安裝鋼筋籠時要求操作平穩(wěn)，防止鋼筋籠發(fā)生變形；下放鋼筋籠時對準孔位中心輕放、慢放，嚴禁高起猛落、強行下放，防止傾斜、彎折或碰撞孔壁。經過點焊成型的鋼筋籠吊起居中后靠自重即可插入砼一定深度，籠較長靠自重或無法壓入時，可加震動器震入。

4 樁基檢測

本工程灌注混凝土樁施工完畢28天后進行檢測，由專業(yè)檢測單位進行檢測試驗，檢測樁位由各參建單位會審后確定。本樁基工程采用靜載荷試驗：不少于總樁數的1%，且不少于3根；樁基礎樁身完整性檢測的抽檢數量應符合下列規(guī)定：動測數量為總樁數的30%且每個承臺下至少一根。

5 施工遇到質量問題及對策

本工程長螺旋鉆孔灌注樁開始施工時，共有1根樁下放鋼筋籠困難、不到位；1根樁縮徑、1根斷樁；2根樁頭不完整，具體分析及相應對策如下：

（1）鉆孔深度不夠，根據規(guī)范要求，鉆孔深度應比設計深度低30cm以下；鉆孔深度滿足要求后，應立即停孔并澆灌混凝土，根據本工程經驗，成孔深度滿足要求后，應該繼續(xù)旋轉空轉1min，以攜帶出孔內土量，保證樁孔成型質量，方便鋼筋籠順利沉放。

（2）出現縮徑、斷樁問題的主要原因是由于鉆桿提升速度太快，而泵砼量與之不匹配，在鉆桿提升過程中鉆孔內產生負壓，使孔壁塌陷造成斷樁，而且有時還會影響鄰樁。解決此類問題的方法：一是合理選擇鉆桿提升速度，通常為1．8～2．4m/min，保證鉆頭在砼里埋深始終控制在1m以上，保證帶壓提鉆；二是隔樁跳打，如果鄰樁間距小于5d時，則必須隔樁跳打。

（3）造成這一問題的主要原因是停砼面過低，沒預留充足的有效樁頭，或提鉆速度過快也會導致樁頭偏低，解決之道在于平整工場地時保證地面與有效樁頂標高距離不小于1m，停砼面不小于有效樁頂以上1m。

6 施工注意事項

（1）在長螺旋樁基施工前，必須進行試樁，根據土質情況確定鉆機鉆速，結合地勘報告確定持力層土樣及入土深度，當鉆機到達設計入巖深度時，觀察樁機瞬時電流值，應當不小于250A，若達到設計樁長時，電流值出現減小的趨勢，則土層的承載力σ值變小，此時必須聯系設計等相關人員到現場解決以便作為參考；

（2）因長螺旋樁基自重較重，在施工前，場地必須平整到位，合理安排樁基行走路線；同時確保樁基行走路線承載力，以免樁沉陷和傾斜；

（3）長螺旋樁機鉆孔要保證鉆桿垂直度，安裝長螺旋鉆機時要使轉盤、底座水平、起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上，并常常檢查校正。由于主動鉆桿較長，轉動時上部擺動過大，必須在鉆架上增設導向架，控制鉆桿上的提引水籠頭，使其沿導向架鉆進。鉆桿、接頭逐個檢查，及時調正。主動鉆桿彎曲，要用千斤頂及時調直。在有傾斜的軟、硬地層鉆進時，應吊著鉆桿控制進尺，低速鉆進。用測孔器查明鉆孔偏斜的位置和偏斜情況后，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔正直，偏斜嚴重時應回填砂黏土到偏斜處，待沉積密實后再繼承鉆進；

（4）在樁身混凝土澆筑過程中，必須保證混凝土供應及時，避免因混凝土等待時間較長導管堵塞；

（5）鋼筋籠下放時一定要控制跟蹤鋼筋籠垂直度，避免因鋼筋籠垂直度偏差較大導致鋼筋籠無法下插到底；施工中我們采用加大振動錘振動力量來保證將鋼筋籠下插到位，在開始下插過程中，測量鋼筋籠下放垂直度，等到振動錘帶動芯管下振鋼筋籠，鋼筋籠只有小幅度的左右擺動，下插鋼筋籠有時可能偏斜，就暫停調整吊車大臂或轉動吊臂方向，待扶正鋼筋籠后再下插；

（6）在樁基施工前，必須根據長身長度選擇長螺旋樁機型號，避免長螺旋樁機鉆桿長度不足而導致樁身長度不滿足設計要求。

7 結語

長螺旋鉆孔灌注樁作為十大新技術必須提倡使用，本工程長螺旋灌注樁共1195根，從2016年6月17日開始施工，2017年1月17日完工，樁身完整性檢測數量共547根，Ⅰ類樁530根，占檢測樁數的96．89%，Ⅱ類樁17根，占檢測樁數的3．11%，無Ⅲ類樁。單樁豎向靜載力檢測共22根，全數滿足設計要求。說明該樁型具有良好的推廣效應，有施工速度快、成本低、成型質量高等優(yōu)點。