陈彦春
云南强力地基基础工程有限公司
摘 要: 分析了解长螺旋灌注桩的施工工艺与质量控制，与其它桩基础进行质量、安全、费用对比,可进一步推广应用。
关键词: 长螺旋钻孔、泵送混凝土、后插钢筋笼、施工工艺
随着城市建设的高速发展,高层建筑层出不穷,高层建筑的出现也要求着地基基础结构形式的提高，建筑的高度、抗振设防烈度、建筑的安全性对基础的形式提出了更高的要求，现如今在我省的高层、超高层建筑中大多都采用了旋挖钻孔灌注桩和长螺旋钻孔灌注桩形式，两者的区别在于旋挖钻孔施工桩径较大，深度较深，造价较高，而长螺旋钻孔灌注桩相对深度较浅，桩径较小（桩径800mm以内），费用较小，便宜施工。
长螺旋钻孔灌注桩借助于长螺旋桩机、输送泵、输送管道以及钢筋笼振动器配套施工。利用长螺旋钻机钻孔，土体被切削后反向挤推排土，钻孔至设计深度后、借助长螺旋钻具的螺旋钻杆将混凝土采用高压泵注入桩底，然后边压混凝土边提升螺旋钻杆形成素混凝土基桩，随后采用后穿插导向管的振动送笼器，将钢筋笼边振动边插送到基桩的设计深度，连续作业成孔，成桩一次完成。其施工优点:①施工过程中无需水泥浆或泥浆护壁:解决了泥浆或水泥浆的污染问题，施工场地整洁文明，且节省泥浆或水泥浆等的材料和施工费用。②成桩效率高:与其他施工工艺相比，施工速度显著提高，工期大大缩短。③成桩质量稳定：容易穿透厚砂层、硬土层，且无坍孔、缩径、挤土及地表隆起等现象。④施工费用低：由于其主要施工设备为长螺旋钻机及钢筋笼插入装置，设备简单，方便，因而其综合施工费比较低，振动嗓音小。⑤应用面广：长螺旋钻机能穿透成孔的地段均适用。具体施工工艺流程如图1所示。
1.2长螺旋钻孔灌注桩主要施工设备及技术指标
长螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩工艺主要配套设备包括长螺旋钻机、混凝土输送泵和起重机；长螺旋钻机分为步履式及履带式两种。钻杆中心是一根直径为200mm的无缝钢管，螺旋叶片的外径D等于桩孔的直径，螺旋叶片的螺距一般为(0.4~0.6米)。中心管的底部(即钻头处)有混凝土出口，出口处有两片可开闭的活瓣。钻具开始钻削土体之前，应将活瓣闭合，以防止土、砂或水进入中心管内，泵输送混凝土时将钻杆上提300mm～500mm,活瓣将自动打开。长螺旋钻机可适用子圆砂层、粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等多种地层，但当遇到砖瓦、条石或砂卵石层时，则很难继续钻进，该工艺用混凝土泵一般为液压活塞式。按工作能力可分为HB-15、HB-30和HB-60等多种泵型，其最大泵送依次为15m3/h、30m3/h和60m3/h等。输料管道直径主要有100mm、125mm、150mm和200mm等型号。输送管道与长螺旋钻具中心管相连，既可方便钻机移动，又可保持高压泵机位置的相对稳定，无需多次移位，即可满足一个工程的需要。工程实践中要求输料管道直径不超过钻杆内径d。起重机一般选用25t以上的吊车，遇到场地较软情况时应在起重设备下铺垫钢板，防止其发生倾覆等意外状况。这里牵涉到要计算好长螺旋灌注成桩钻杆提钻速度与混凝土泵送量的匹配问题，避免出现断桩和桩身缺陷。其计算公式为
V=μɑD2/4
其中，V为混凝土实际输送量( m3/min ) ；μ为钻杆提
拔速度(m/min)；ɑ为桩体充盈系数；D为桩径（m）。
为确保在施工中混凝土灌注的连续性，钻杆一般提升速度为1.8到2.5m/min，保证钻头在混凝土里埋深始终控制在1m以上，保证带压提钻，充盈系数控制在1.1 到1.3之间。
2长螺旋钻孔灌注桩质量控制
长螺旋钻孔灌注桩的质量控制，是采用WBS工作分解进行控制。工作分解结构(Work Break dowm System,WBS)方法是现代工程项目管理中的一个先进，有效的方法，是基于系统原理的方法，是工程计划、控制的基础。运用WBS方法，可以很好地对工程项目实行集成化管理，提高管理效率。WBS是为完成项目目标而制定的全部工作或活动的集合，工作分解结构图是工作结构分解的具体表现。WBS通过树型结构分解工作，以便确定项目所有工作。WBS是项目信息沟通的共同基础，是系统综合与控制的对象，是项目管理的重要的工具。纳入项目管理元素符合WBS百分百覆盖的原则，使得WBS能够覆盖这个项目管理和实施工作，也使得WBS具有更加宽泛的应用。
对工程项目进行工作结构分解〔WBS)，以项目目标体系为主导，以工程技术系统范围和项目的总任务为依据，按系统分析方法由上而下，由粗到细地进行分解，构成系统结构图。根据WBS工作分解原理作出的长螺旋钻孔灌注桩质量控制图，如图2所示。该图将长螺旋钻孔灌注桩的质量控制分为3个阶段：事前控制、事中控制和事后控制。每一个阶段又划分出具体的项目管理要素，通过对每一个要素的控制做到对整个桩的质址控制。实践证明，此种方法行之有效，简化、明确了现场工作人员对桩的控制，能够完全达到对桩质量的整体控制。下面介绍长螺旋钻孔压灌桩质量控制中的关键控制点。
2. 1成桩质量控制
成桩质量主要包括:成孔、混凝土灌注、钢筋笼制作及吊放。
2. 1. 1成孔
(1)孔深及孔径控制。钢卷尺检查钻杆下钻深度标识符合孔深指标，保证桩长满足设计要求;孔径控制主要控制钻头直径能满足设计要求。
(2)垂直度控制。保证施工作业面平整、压实.钻机站立稳固，钻杆垂直。钻孔过程中钻杆的垂直度采用钻机自身铅垂系统，随时纠偏。
2.1.2 混凝土灌注控制
(1)坍落度的控制。使用坍落度仪量侧，保证混凝土的和易性。
（2）充盈系数的控制。在实际施工过程中成孔有偏差大于设计尺寸部分，以及由于土壤不密实，就会发生实际灌人量大于理论计算量.所以为保证成桩质量必须使实际灌注量与计算值的比值在一定的
区间内。
2. 1. 3钢筋笼安装位置控制
（1）吊放钢筋笼入孔时，对准孔位，吊直扶稳，避免碰撞孔壁。
（2）钢筋笼吊点位置应满足吊运不变形的要求，确保吊装稳固，必要时应在吊点位置绑沙杆或方木。
（3)为防止钢筋笼位置偏差，在钢筋笼主筋上，每隔3.0 m左右设置一组4个钢筋保护层支架，以此保证钢筋笼居中和设计要求的保护层厚度。
2.1.4 做好质量控制记录
钻孔过程中做好地质记录，以便核实设计是否符合地质情况并做好其他质量控制记录。
2.2 施工材料质量保证
(}}所有进场材料必须具有出厂合格证和复试报告。
(2)混凝土要有配比通知单。并按规定做相应组数的试块，送交指定部门进行测试。选取混凝土试块的数量:每一根桩预留1组试块。试块选用试模为150m×150m×150m。试块在试模中养护24 h后取出。在试件上注明试件编号、日期、桩号及试块类型等，送试验室进行标准养护。
(3)对进场钢材要抽样检测其抗拉、抗弯强度。钢筋原材检验:从每批钢筋中抽取两组，分别进行拉力和弯曲试验，如一项试验结果不合格，应取双倍试件进行各试验项日的重新复试，如仍有一个试样不合格，则该批钢筋为不合格品，及时办理不合格手续，不合格钢筋严禁投入使用。
（4)施工中所使用的商品混凝土，每辆罐车应派专人测量混凝土坍落度和观察商品混凝土的外观质量。发现不符合技术要求的商品混凝上要退回，坚决不准使用。
2．3 桩身质量测试
按照设计及规范要求对基础桩进行桩身质量的测试，一般桩的检测方法有:单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻芯法、低应变法，高应变法及声波透射法等。工程中经常遇到的是低应变法、单桩竖向抗压静载试验这两种。单桩竖向抗压静载试验，确定单桩竖向抗压极限承载力，是用来判定竖向抗压承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试、测定桩侧、桩端阻力验证高应变法的单桩竖向杭压承载力检测结果，一般按单体栋号1%且不少于3组的比例抽取桩做此试验。低应变法用来检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，一般抽取20%以上的比例进行检测。
2. 4 施工质量检测标准
施工质量检测标准，见表1所列。
3 结束语
长螺旋钻孔灌注桩在省内近几年的推广速度较快，本次对长螺旋钻孔灌注桩施工工艺及主要设备技术指标做了介绍，并引人WBS工作分解原理的概念进行桩的质量控制。这样就形成一个体系，从施工工艺和质量控制两方面人手使工程技术人员对长螺旋钻孔灌注桩有更为清晰、明了的认识。由于钻孔灌注桩施工的多样性和复杂性，在施工的各个环节应进行全面的、综合的分析与控制，针对不同的地质和不同的设计要求。应该对施工方法进行科学配制与调整，建立与不同项目一同相匹配的质量控制措施，已确保桩基础的质量。
参考文献
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