新型螺桿樁施工工藝及質(zhì)量控制措施

1、新型螺桿樁施工工藝及質(zhì)量控制措施摘要：螺桿樁是一種高性能、低造價(jià)、短周期的新型樁，發(fā)展前景廣闊，本文在簡單介紹螺桿樁受力機(jī)理及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從施工主要機(jī)具及設(shè)備、樁體材料及施工工藝三方面，重點(diǎn)闡述了螺桿樁的施工要點(diǎn)，并提出質(zhì)量控制措施，以期促進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：螺桿樁；施工；質(zhì)量螺桿樁全稱為半螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁，是根據(jù)螺釘?shù)氖芰υ恚梃b日本“高強(qiáng)度鋼纖維混凝土全螺紋預(yù)制樁”先進(jìn)技術(shù)研制而成，是一種上部為圓柱型，下部為螺紋型的組合式樁。自2003年問世以來，螺桿樁便因其施工效率高、施工方便、無振動(dòng)、無噪音、無泥漿棄土等優(yōu)點(diǎn)得到廣大施工單位的青睞，并被列為“2004年

2、海南省建設(shè)科研項(xiàng)目”“2005年建設(shè)部科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃”“2005年全國建設(shè)科技行業(yè)推廣項(xiàng)目”。當(dāng)前，螺桿樁技術(shù)已在100多項(xiàng)示范工程中得到應(yīng)用，在廣西北海、海南、廣東湛江、湖南長沙、陜西西安、河南洛陽、山東濟(jì)南等地區(qū)得到廣泛應(yīng)用并形成技術(shù)市場，發(fā)展前景廣闊?，F(xiàn)就螺桿樁技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討，以期推進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。 1.螺桿樁受力機(jī)理及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析 螺桿樁采用變截面的構(gòu)造形狀，成孔過程中樁側(cè)土體受到擠壓、加密作用，成樁后部分土體形成螺紋，而樁側(cè)土體形成螺母，樁體螺紋與樁側(cè)土螺母緊密咬合，當(dāng)樁頂受荷時(shí)，螺紋段的樁側(cè)土“螺母”受到壓縮，環(huán)狀“螺母”的根部受到剪切，樁的承載力有

3、直桿段的側(cè)阻力(摩阻力)，螺紋段的抗剪強(qiáng)度和樁端的端承載力組成，而螺紋段的抗剪力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等條件下的側(cè)阻力，滿足了附加應(yīng)力的分布規(guī)律和應(yīng)力分擔(dān)比及剛度變化的要求，調(diào)整了土與樁之間的作用，樁側(cè)土體應(yīng)力分?jǐn)偙燃皯?yīng)力擴(kuò)散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協(xié)調(diào)一致。樁在豎向受力方面，附加應(yīng)力是遵循由上至下逐步減小的規(guī)律，樁身應(yīng)力逐步分擔(dān)，約為10:1，即樁身的應(yīng)力集中為上部大于下部。螺桿樁的上大下小的分段設(shè)計(jì)滿足了附加應(yīng)力的分布規(guī)律。樁的豎向承載力與樁的長細(xì)比有著密切的關(guān)系，樁斷面積的大小和剛度的變化在制約樁的受力及變形方面起重要作用。螺桿樁上部的柱體段在荷載傳遞過程中加大了受壓面積，提高了樁

4、身剛度和對(duì)螺紋段功能的發(fā)揮，起到承上啟下的作用。與目前應(yīng)用廣泛的幾種建筑基礎(chǔ)樁型相比較，螺桿樁在技術(shù)、環(huán)保及造價(jià)方面均有明顯優(yōu)勢(shì)，具體如表1所示： 表1螺桿樁與其他樁型對(duì)比表 2.螺桿樁施工要點(diǎn) 2.1螺桿樁施工機(jī)械與設(shè)備 螺桿樁施工機(jī)械與設(shè)備主要由螺桿灌注樁機(jī)、強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)、混凝土高壓泵裝置與管路系統(tǒng)、混凝土泵送車及導(dǎo)管系統(tǒng)等組成。其中，螺桿灌注樁機(jī)有履帶式及步履式兩種，步履式螺桿樁機(jī)行走機(jī)構(gòu)為步履方式，其他組成部分均與履帶式螺桿樁機(jī)相同。螺桿鉆桿的葉片直徑有400，500及600mm三種，相應(yīng)的芯管外徑為299，299及325mm，芯管壁厚為20mm，螺桿鉆桿下部為46m帶螺旋葉片的

5、鉆桿，上部為無螺旋葉片的芯管(光桿)。 2.2樁體材料 粗骨料宜選用卵石或碎石，粒徑為525mm。細(xì)骨料應(yīng)選用干凈的中粗砂，含泥量小于5%，砂率控制在40%50%。水泥應(yīng)選用合格的普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于425#。在實(shí)際的施工過程中，還要根據(jù)使用要求的不同而摻加不同的外加劑(如減水劑、緩凝劑、增強(qiáng)劑、細(xì)磨粉煤灰等)，外加劑的摻入量應(yīng)根據(jù)施工條件、氣候條件和混凝土性能要求等因素綜合確定。為確保施工的質(zhì)量，在施工前應(yīng)將原材料送至檢測(cè)中心進(jìn)行化驗(yàn)和做混合料的配合比試驗(yàn)。 2.3施工工藝 螺桿樁的施工工藝流程如圖1所示： 由于螺桿樁下鉆前的工序與CFG樁工序類似，因此本文不再介紹，

6、而是主要從鉆桿下鉆開始，具體如下 2.3.1鉆桿下鉆。鉆桿下鉆時(shí)采用正向下鉆。在下鉆過程中樁機(jī)自控系統(tǒng)嚴(yán)格控制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配。直線段要求鉆桿旋轉(zhuǎn)兩周以上，螺桿鉆桿下降一個(gè)螺距，通過擠壓形成直柱型；羅紋段要求鉆桿旋轉(zhuǎn)一周，螺桿鉆桿下降一個(gè)螺距，形成螺絲型。螺桿樁直桿段長度不宜小于樁長的1/3；螺紋段外徑等于直桿段直徑，螺牙端部厚度約為50mm，根部厚度約為100mm。 2.3.2提升鉆桿。提升鉆桿時(shí)采用反向與正向結(jié)合提升。提升鉆桿過程中，樁機(jī)自控系統(tǒng)嚴(yán)格控制鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，保持同步和匹配。鉆頭鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，樁機(jī)反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿至螺紋段頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后采用正向旋轉(zhuǎn)提升

7、至地面。提鉆過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，與下降時(shí)一樣，保持同步和匹配。 2.3.3灌漿。鉆機(jī)在提升鉆桿的同時(shí)，要將拌制好的混凝土用高壓泵送至樁頂標(biāo)高?；炷帘仨氝B續(xù)施工，每根樁的灌注時(shí)間按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制。樁身混凝土標(biāo)號(hào)不低于C20，最高不超過C45。主筋保護(hù)層厚度不小于50mm。當(dāng)鉆頭到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高處停止灌漿，并考慮灌注余量。 2.3.4鋼筋籠安裝。鉆桿拔出孔口前，先清理干凈孔口浮土，再將已吊起的鋼筋籠豎直對(duì)準(zhǔn)孔口，把鋼筋籠下端插入混凝土樁體中，采用不完全卸載方式，使鋼筋籠下沉到預(yù)定深度。 2.3.5樁機(jī)移機(jī)。當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)要移位，再進(jìn)行下一根樁的施工。螺桿

8、樁樁距一般不小于3倍樁徑。樁機(jī)就位后必須調(diào)平并穩(wěn)固，以確保成孔垂直度。 3.施工質(zhì)量控制措施 螺桿樁的成樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：1)樁體傾斜偏差不超過1.0%，用線錘和經(jīng)緯儀測(cè)量鉆桿；2)樁長允許偏差不超過300mm，進(jìn)入持力層按設(shè)計(jì)要求；3)樁徑偏差不超過50mm，且不允許出現(xiàn)負(fù)偏差。施工過程中，為達(dá)到如上質(zhì)量要求，須注意以下幾方面問題：1）施工順序應(yīng)根據(jù)樁間距和地層的滲透情況，按編號(hào)順序進(jìn)行或采用凝固時(shí)間間隔進(jìn)行，應(yīng)防止樁孔間串漿；2)樁使用的水泥品種、標(biāo)號(hào)、砂、石料，摻入外加劑的品種摻量，必須符合設(shè)計(jì)要求；3）對(duì)分供方原材料質(zhì)量與計(jì)量、混凝土配合比、坍落度、混凝土等級(jí)等進(jìn)行嚴(yán)格檢查；4）在灌注混凝

9、土前，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)的質(zhì)量要求對(duì)已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、提升時(shí)的泵注壓力、泵注管、鋼筋籠安放的實(shí)際位置等進(jìn)行認(rèn)真檢查，并填寫相應(yīng)質(zhì)量檢查記錄；5)泵料時(shí)，鉆桿提升速度嚴(yán)格按規(guī)定控制，可以采取先提鉆后泵料，提鉆高度不得超過50cm；6)若施工中因其他原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報(bào)告和掌握的地質(zhì)情況，避開飽和砂性土、粉土層，不得在這些土層內(nèi)停機(jī)。施工中每根樁的投入量不得少于灌入量；7)鋼筋籠采用后置式安裝，其接頭采用焊接，應(yīng)遵守相關(guān)規(guī)范要求。8)樁施工完成后，保護(hù)樁長不得小于50cm。 總的來說，螺桿樁是一種高性能、低造價(jià)、短周期的新型樁，螺桿樁及其工法無論在工程實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性還是環(huán)保性方面，都有明顯的優(yōu)點(diǎn)及廣闊的發(fā)展前景。但由于該樁型屬擠土灌注樁，施工時(shí)要充分考慮擠土效應(yīng)帶來的不利影響，需采取減小擠土效應(yīng)的措施。此外，由于是一種新型樁，國內(nèi)目前尚未制定出相應(yīng)設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收規(guī)范，因此在理論和實(shí)踐上還有待進(jìn)一步完