螺杆桩设计与施工技术规定

企业标准（CFG—LGZ—2006JG）螺杆桩设计与施工技术规定Technicalrulefordesignandconstructionofscrewpile2006年10月公布编制单位：编写人：1总则1.1一般规定为了保证螺杆桩及其成桩工法（专利名：半螺丝桩及其成桩工法，专利号：ZL03128265.2）在建筑地基基础施工中的规范化，特制定本规定。1.1.2螺杆桩及其成桩工法是在长螺旋钻孔灌注桩(“九五”国家重点攻关项目)和日本钢钎维全螺纹预制桩的基础上的新桩型。其主要技术特征表现为桩的“上部为直柱型，下部为螺丝型”，桩体几何断面更符合附加应力场由上而下减少的分布规律。采用了变截面的构造形状，满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求，调整了土与桩之间的作用，桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提高，桩端荷载减少，使桩身受力与土体受力协调一致。桩归类于半挤土成型桩。螺杆桩改变了桩与土体之间相互作用的模式，桩与土界面构成了机械型咬合。将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的道理运用在桩施工中，使其更牢固的特点得以实现。1.1.3采用本公司研发的专用打桩机械，是实施螺杆桩及其成桩工法的重要保证。1.1.4螺杆桩每立方米混凝土提供的单桩竖向承载力高，桩身下段表面带螺纹，无泥皮，桩端无沉渣，不塌孔，施工无噪音、无泥浆污染。2术语2.0.1螺杆桩；2.0.2机械咬合作用力；2.0.3土层抗剪强度；2.0.4土层抗剪强度（）计算滑面法向应力；2.0.5剪切滑动面上的法向应力（kpa）。3适用范围3.0.1适用于淤泥质粘土，粉土，粘土，粉质粘土，中细沙，粒径小于20cm沙砾石层，强风化层，象皮泥等地层。不受地下水的限制。3.0.2用于包括复合地基的刚性桩、钢筋混凝土基础的钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩，桩径300mm～800mm，桩径视长细比调整。4规定的共性要求螺杆桩设计，施工，验收除应符合本规定外，同时尚应按国家现行有关强制性标准的规定。4.0.2本规定参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG桩法，《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）中钻孔灌注桩的相关规定及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。5施工准备5.1螺杆桩施工前应具备下列资料:5.1.1建筑场地工程地质资料和必要的水文地质资料；5.1.2符合地基处理工程施工图（或桩基工程图）及图纸会审纪要；5.1.3建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物等的调查资料；5.1.4主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；5.1.5地基工程的施工组织设计或施工方案；5.1.6水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；5.1.7有关荷载、施工工艺的实验参考资料。5.2施工组织设计应结合工程特点，有针对性地制定质量管理措施，主要包括下列内容：5.2.1施工平面图：标明桩位、编号、施工顺序，水电线路和临时设施的位置；混凝土制备设备及其管路系统；5.2.2确定成孔机械、配套设备及施工工艺的有关资料；5.2.3施工作业计划和劳动组织计划；5.2.4机械设备、备（配）件、工具（包括质量检查工具），材料供应计划；5.2.5施工时应制定相应的工作制度并采取有效的技术措施，以保证工程质量、安全、文明生产、劳动保护、防火、防雨、保护文物、保护环境等有关规定的贯彻执行。5.3施工前应组织图纸会审，会审纪要连同施工图等作为施工依据并列于工程档案。5.4施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等必须在开工前准备就绪，施工场地应进行平整处理，以保证施工机械正常作业。5.5桩轴线的控制点应设在不受施工影响的地方，开工前，经复核后应妥善保护，施工中应定期复测。6施工的主要机具设备6.0.1采用本公司研发的专用打桩机械。6.0.2混凝土高压泵装置与管路系统：高压泵的泵送压力应选用＞6Mpa。6.0.3混凝土可采用现场搅拌或商品混凝土。粗骨料可选用卵石或碎石，其最大粒径5～25mm。6.0.4水泥宜用普通水泥或硅酸盐水泥并有出厂合格证，不得受潮、过期。6.0.4混凝土应符合高压泵的要求，严禁掺有水泥纸袋或其他杂物，可根据不同的使用要求掺加外加剂（如减水剂，增强剂，缓凝剂，细磨粉煤灰等）坍落度18～20mm。7施工工7.0.1桩的施工工顺序应根根据桩间距距和地层的的渗透情况况，按编号号顺序进行行，或采用用凝固时间间间隔进行行，桩孔间间应防止串串浆。7.0.2桩机就位位后必须调调平并稳固固，确保成成孔垂直度度。7.0.3下钻过程程中桩机自自控系统严严格控制钻钻杆下降速速度和旋转转速度，使使二者匹配配，要求钻钻杆旋转二二周以上，螺螺杆钻杆下下降一个螺螺距，钻至至螺杆桩直直线段设计计深度，在在土体中形形成圆柱状状；钻杆旋旋转一周，螺螺杆钻杆下下降一个螺螺距，钻至至螺杆桩螺螺纹段设计计深度，在在土体中形形成螺纹状状。7.0.4钻头钻到到设计标高高后，桩机机反向旋转转提升钻杆杆，提钻过过程中自控控系统应严严格控制钻钻杆提升速速度和旋转转速度，与与下降时一一样，保持持同步和匹匹配。与此此同时制备备好的细石石混凝土或或砂浆迅速速填充（泵泵送）由于于钻杆旋转转升所产生生的带螺纹纹状空间和和钻杆直接接提升或正正向旋转提提升所产生生的带圆柱柱型空间，形形成螺杆桩桩。7.0.5提提钻时钻头头到达一定定位置可停停止泵压细细石混凝土土或砂浆，由由钻杆内的的混凝土充充填至桩顶顶标高。7.0.5混混凝土必须须连续施工工，每根桩桩的浇注时时间按初盘盘混凝土的的初凝时间间控制，对对浇注过程程中的一切切故障均应应记录备案案。7.0.6控控制最后一一次灌注量量，桩顶不不得偏低，必必须保证暴暴露的桩顶顶混凝土达达到强度设设计值。7.0.7钢钢筋笼采用用后置式安安装。制作作的钢筋笼笼，其接头头采用焊接接，应遵守守《混凝土土结构工程程施工及验验收规范》(GB5502044)。8单桩承载载力的确定定8.1静载载试验8.1.1采用现场场静载试验验确定单桩桩竖向极限限承载力标标准值时，在在同一条件件下的试桩桩数量不应应少于总桩桩数的1%，且不应应少于3根，工程程总桩数在在50根以内时时不应少于于2根；并相相应做动力力测试。8.2理论论计算由于螺杆桩是由由直杆段，螺螺纹段和桩桩端三部分分构成。因因此，计算算需分段进进行。8.2.1直直杆段侧阻阻力计算直杆段螺杆桩侧侧阻力是由由桩土之间间的摩阻力力实现的。所所以，计算算方法与传传统直线型型灌注桩相相同。即：：式中：——桩的的直杆段极极限侧阻力力标准值（kpa），可按按表2取值；u——桩身周长长（m）；——桩的直杆杆段穿越第第i层土的厚厚度（m）。8.2.2螺螺纹段侧阻阻力计算螺纹段的侧阻力力是由桩的的螺牙与土土的机械咬咬合作用力力通过桩孔孔侧壁土的的抗剪强度度体现的，与与直杆段桩桩的受力机机理截然不不同，建议议按下式计计算：式中：——桩的的螺纹段第第i层土抗剪剪强度值（kpa）。土层抗剪强度的的确定方法法根据室内土工试试验指标按按下式计算算砂类土粘性土式中：——剪切切滑动石上上的法向应应力（kpa），可按表1取值；——第i层土的粘聚力（kpa）；——第i层土的内摩擦角角（º）。8.2.3桩端阻力力计算由于螺杆桩在成成孔过程中中对孔底有有挤土作用用，加之管管内泵压混混凝土有较较高的压力力，作用机机理相似预预制桩。计计算式如下下：式中：—极限端端阻力标准准值（kpa），可按按表2取值；—桩端端面积。小结：螺杆桩单单桩竖向极极限承载力力计算将直杆段侧阻力力、螺纹段段侧阻力和和端阻力公公式合拼即即得螺杆桩桩单桩竖向向极限承载载力计算公公式如下：：式中：—单桩桩竖向极限限承载力标标准值（KN）；—直杆段桩段第ii层土极限限侧阻力标标准值；—桩身周长（m）；；—直杆段穿越第ii层土的厚厚度（m）；—螺纹段穿越第ii层土的厚厚度（m）；—第i层的粘聚力（kkpa）；—第i层土的内摩擦角角；—第i层土的抗剪强度度对应的垂垂直向应力力（kpa），可按按表1取值。土层抗剪强度计计算对应的的法向应力力表表1土名称土的状态剪切试验法向应应力（Kpa）100200300400粘性土0.75<≤11√0.50<≤00.75√0.25<≤00.50√0<≤0.255√粉土0.75<e≤≤0.9e<0.75粉细砂稍密√中密√密实√中砂中密√密实√粗砂中密√密实√砾砂中密、实密√螺杆桩单桩竖向向极限承载载力计算参参数表2土名称土的状态直杆段极限侧阻阻力标准值值(kpa))桩的极限端阻力力标准值((kpa)h≤99<h≤1616<h≤300填土20-28淤泥11-17淤泥质土20-28粘性土>121-360.75<≤1136-50210-8400630-130001100-177000.5<≤0..7550-66840-170001500-211001900-255000.25<≤00.5066-821500-233002300-300002700-366000<≤0.25582-912500-388003800-511005100-59900<511005100-599005900-68800粉土e>0.922-44640-150001100-199001700-255000.75≤e≤≤0.942-64840-170001300-211001900-27700e<0.7564-851500-233002100-300002700-36600粉细砂稍密22-42800-160001500-211001900-25500中密42-631400-222002100-300003000-38800密实63-85600-240002300-322003200-40000中砂中密54-743600-511005100-633006300-72200密实74-953800-533005300-655006500-75500粗砂中密74-955700-744007400-844008400-95500密实95-1165900-766007600-866008600-98800砾砂中密、密实116-13886300-100500角砾、园砾中密、密实7400-111600碎石、卵石8400-1227009质质量检查及及验收9.1质量检查查及验收除除应按先行行《建筑地地基处理技技术规范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG桩法，《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）中钻孔灌注桩及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的相关规定执行外，一般情况下宜按规定执行。9.2成桩质质量检查包包括成孔、钢钢筋笼制作作，混凝土土搅制及灌灌注的质量量检查。9.2.1混凝土搅搅制应对原原材料质量量与计量、混混凝土配合合比、坍落落度、混凝凝土强度等等级进行检检查。9.2.2混凝土试试块是反映映螺杆桩桩身身强度的重重要依据，由由于泵注混混凝土质量量较稳定，规规定每个工工作班做一一组试块。9.2.3钢筋笼的的制作应对对钢筋规格格、焊条规规格、品种种、焊口规规格、焊逢逢长度、焊焊逢外观和和质量，主主筋和箍筋筋的制作偏偏差等进行行检查。9.2.4在灌注混混凝土前，应应严格按照照前述有关关施工质量量要求对已已成孔的中中心位置、孔孔深、孔径径、垂直度度、提钻时时的泵注压压力、泵注注管、钢筋筋笼安放的的实际位置置等进行认认真检查，并并填写相应应质量检查查记录。9.2.5在泵注混混凝土后检检查重点为为混凝土总总量，充盈盈系数。9.2.6成桩桩位位偏差应根根据前述的的规定检查查。9.3螺杆桩验收收应包括下下列资料：：9.3.1施工分包包合同及分分包单位资资质证明文文件；9.3.2工程地质质勘察报告告，桩施工工图，设计计变更、洽洽商记录；；9.3.4经审定的的施工组织织设计或施施工方案及及执行中的的变更签证证情况；9.3.5技术交底底和安全交交底；9.3.6工程定