螺杆桩施工关键技术

螺杆桩施工关键技术摘要：螺杆桩是建筑桩基础行业中大力推广的新桩型，它具有承载力高、桩质量好、工程造价低、沉降量低等优点。本文首先简单介绍了螺杆桩的成桩原理、施工设备，之后详细阐述了螺杆桩的成桩工法、施工要点及施工质量的控制。关键字：螺杆桩；施工要点；工艺1螺杆桩的成桩原理成桩时，动力头在直流电机控制下带动螺杆钻具旋转运动，同时在主卷扬绳的拉力下沿主塔轨道做竖直上下移动。下钻时，动力头正钻，主卷扬加压，采用非同步技术，通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压非同步控制，挤压土体形成螺杆桩圆柱段至设计标高。随后采用正向同步技术，通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压同步控制，使土体形成螺纹段孔至设计深度。提钻时，动力头反转，主卷扬提升，采用同步技术，通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压、提升过程完全同步化，连续提升钻杆至地面，在提钻同时管内泵压混凝土灌注成桩，最后放钢筋笼。2螺杆桩成桩工法及特点螺杆桩成桩工法是在施工过程中采用动力头带动钻具旋转挤压土体成孔，管内泵压混凝土连续成桩。特点：（1）施工无噪音、无振动。（2）与长螺旋灌注桩、普通泥浆护壁成孔灌注桩相比，有着承载力高的明显优势及无泥浆污染和弃土问题。（3）与其他类型桩相比工期短、施工效率高、沉降小、造价低。（4）螺杆桩技术解决了预应力管桩无法在砂卵石、卵石密度大于30%及强风化岩层施工及挤土负效应、长螺旋灌注桩桩端虚土、现浇混凝土全螺纹桩体桩身承载力不足的难题。（5）螺杆桩独特的施工工法是任何桩型成桩工法都无法比拟的，体现了环保和节能的优势。3关键施工工艺3.1螺杆桩施工工艺流程图螺杆桩施工工序为：施工准备f测量放样f桩机对位f钻进成孔f正转下钻至设计深度f反转提钻并泵送混凝土形成螺纹段f正转提钻并泵送混凝土形成直杆段f灌注设计桩顶标高30cm停泵f桩身灌注完成f前截法处理桩头（小型振捣器振捣、覆膜保护）f桩基检测f机械一体化桩帽施工。3.2施工过程（1）施工准备：1）施工前，在施工区域修筑施工便道，施工便道结构层厚度60cm，外侧设置排水沟。2）采用挖机、推土机将施工范围内的地表进行清表，清除作业范围内地表附着物，对路堤部分填筑0.5m厚AB填料垫层，对路堑位置进行开挖，地面标高要求比设计桩顶标高高0.5m。清理完成后将场地平整、压实，作业场地做好排水设施，确保施工现场不积水。（2）施工放线：由测量人员，根据螺杆桩地基处理宽度精确放样轴线桩。按照桩基平面布置图准确定位螺杆桩的桩位点，为保证放出的螺杆桩位不都是，先用钢钎定点，然后再钢钎的点位撒白灰，画出方格、插上木桩，确定桩位。桩位偏差小于50mm，测量桩位高程，作好测量原始纪录，以便施工控制。（3）桩机就位：钻机进入现场，组装后保证钻杆具有足够长度，满足桩长变化的需要。钻机就位时，经技术人员核查桩位无误后，方可安装钻机就位。钻机对位后，通过设备自身系统自动调整机架，保证机架水平，调整钻杆与地面垂直，利用钻机倾角传感器进行两个方向的垂直度控制并将测量数值在钻机中控显示，同时地面人员通过钻杆垂针对垂直度数值进行复核，并且通过钻杆标识及钻进控制系统控制钻进深度。施工中随时观察和保持机架水平和钻杆的竖直，桩体垂直度偏差不得超过1%，桩位偏差不大于50mm，成桩直径和桩长不得小于设计值。（4）成孔：下钻过程中保持均匀的下钻速度，钻机速度控制在0.36~0.5m/min，H作电流70~115A，桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配，钻头及钻杆为螺纹状，钻进时钻杆旋转一周，同步下降一个螺距（0.35m），保证在土体中形成螺纹，同时通过智能控制系统屏显实时监控进尺及桩位偏差，到达设计深度，停止钻进。钻进过程中还要随时观察仪表电流不得超过额定电流值。螺杆桩施打顺序宜根据桩间距及地层情况采用跳打施工。减少施工设备对已施工桩体的扰动及碾压，以免造成浅层断桩。施打顺序：桩机后退式，每排3根桩，施工完成后间隔3根进行跳打或保证相邻两排间隔时间大于7d°（5）桩长控制：在钻机智能控制系统参数设定界面中设置设计桩长、钻进电流等相关参数信息，钻进过程中根据钻机上智能控制系统的进尺显示，实时掌握进尺情况，通过智能控制系统自动判断成桩桩长、终孔电流，确保满足设计桩长。（6）混凝土泵送及拔管：1）桩机钻至设计标高时，方可停止钻进，开始泵送混凝土，混凝土的坍落度控制在180~220mm，泵送压力17~18MPa。当钻杆芯管充满混凝土后，钻杆开始反方向旋转提升钻杆并泵送混凝土，当钻杆提到螺纹部分顶面设计标高时（不小于桩长1/3处），钻杆开始正方向旋转并泵送混凝土，即灌注成“上部为圆柱，下部为螺纹”的螺杆桩。提钻过程中应注意：钻杆旋转一周同步上升一个螺距，钻杆提升量与泵送量应同步，提升速度宜控制在1.4〜2m/min，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。2）通过设备自带的电子显示屏控制最后一次混凝土灌注量，使螺杆桩桩顶高程比设计桩顶高程高30cm，以保证凿除浮浆后桩顶混凝土达到设计强度值。施工过程中应认真填写施工记录。3）灌注成桩完成后，严谨大型设备进入已施工的部位，以免造成断桩。4）施工过程中，每搅拌100m3混凝土或每台班至少检测1次坍落度，每台班制作一组（3块）标养试件。（7）混凝土试块留置：施工过程中，试验人员按照每工班或每100m3混凝土至少留置1组混凝土试件，不足100m3混凝土试按100m3计，标准养护28d进行混凝土抗压强度检验。混凝土试件制作与养护严格按照《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GBT50081-2019）相关要求执行。（8）移机：当螺杆桩混凝土施工完毕后，钻进移位，移位过程中避免碰撞临近桩位标识。进行下一根桩施工前应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。（9）桩头处理及桩基检测：1）桩头处理在桩身混凝土灌注完成且达到初凝时间前，人工配合机械对孔内及孔位周边剩余渣土进行清理，清理完成后，采用①50振捣棒对桩顶以下2.5m内混凝土进行振捣，振捣密实后，人工对桩头进行修整，修整时用铁勺清除孔内超灌的混凝土，同时利用水准仪校核该桩顶标高，保证桩顶标高控制在桩顶设计高程±50mm以内。最后，人工用抹刀将桩顶面抹平。桩头修整完成后用塑料膜覆盖桩头，保湿养护不少于7d，同时顶部覆盖竹胶板保护桩头。2）桩基检测螺杆桩强度满足设计要求后应开展桩身完整性、单桩竖向承载力检验。（10）桩帽施工及养护：桩基检测合格后，方可组织桩帽施工。采用桩帽成型器对准桩中心旋挖成孔，人工修整孔内尺寸合格后对桩头进行凿毛并清理孔内杂物，根据桩中心位置确定桩帽模板位置，是桩帽一体化钢模板嵌入土中固定于孔口处且保证模板中心与桩中心重合，验孔合格后对孔内混凝土表面晒水湿润，再浇筑C35混凝土并采用振捣棒振捣，混凝土浇筑完成且振捣密实后，采用土工布+塑料膜养护，养护时间不少于14d。混凝土强度达到2.5MPa后方可拆除桩帽模板。4螺杆桩施工质量控制螺杆桩质量检测标准，除了按《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202——2002，《混凝土结构工程施工质量验收规范》JGJ18——2003执行外，还要求补充：（1）桩体倾斜偏差不超过1%。（2）桩径偏差不超过50mm，且不允许出现负偏差。（3）螺杆桩的混凝土灌注充盈系数宜为1.0〜1.2，且不得小于1.0，桩顶混凝土超灌高度不宜小于300〜500mm°（4）单桩承载力以设计桩长和施工电流作为控制指标。（5）螺杆桩施工要求进行混凝土连续泵送，钻杆提升50cm时开始进行泵送，泵机采用60B泵，12〜14泵/分钟，泵送管内混凝土额定流速：4〜5s，压力以流速为准。结束语总