1、長螺旋反插法鉆孔灌注樁施工工法中鐵十一局集團電務工程有限公司羅義1 .前言長螺旋反插法鉆孔灌注樁是在水泥粉煤灰碎石樁（即CFG樁）的基礎上改進的一種剛性樁，它利用長螺旋鉆機鉆孔至設計深度，在提鉆的同時利用混凝土泵通過泵管、鉆桿中心通道，從鉆頭活門向孔內以一定壓力連續將超流態混凝土壓至樁孔中，混凝土由樁底向上進行灌注，并及時清除樁周邊泥土，待混凝土灌注到設定標高后，再借助鋼筋籠自重或專用振動設備將鋼筋籠插入混凝上中至設計標高，形成鋼筋混凝土灌注樁。長螺旋反插法鉆孔灌注樁在國際上的發展已經有幾十年的歷史，在中國也是最近十年才被逐漸認識和應用，成為近年來發展最快的一種新型樁孔施工方法，長螺旋反插法鉆

2、孔灌注樁技術被為“綠色施工工藝”，其持點是工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少、噪音小等優點，長螺旋鉆孔機是一種多功能、高效率的灌注樁樁孔的成孔設備，可以實現鉆桿垂直度的自動調節和孔深度的計量；鉆頭可快速穿過各種復雜地層，在樁基施工特別是城市樁基施工中具有非常廣闊的前景。從技術上來說，該技術由于先進行混凝土灌注，再進行鋼筋籠的設置，從而省去了泥漿護壁這一環節，不僅實現了節約成本，還提高了施工質量和效率，在建設工程中運用越來越廣泛。但是，根據實際施工情況看，該技術的運用也會受到施工設備、施工工藝、地質情況以及水文情況等因素的影響。所以在實際的工程中，必須對其基本的施工工藝流程予以明確，并在對應

3、的環節中加強控制，如此才能確保其施工效益。2 .工法特點2.1 污染少，成孔質量好：由于長螺旋鉆孔機械使用電力，施工時依靠螺旋鉆具切削土層干作業成孔，無振動、低噪音、低污染、無需泥漿護壁、不排污，對周邊影響小；成孔時，樁尖無虛土，防止了鉆孔灌注樁清底不干凈的缺點，成孔質量好。2.2 流動強，成樁質量好：超流態混凝土流動性好，石子能在混凝土中懸浮而不下沉，不會產生離析，充盈系數好；混凝土灌注時，輔助灌注壓力，鉆具提升速度與混凝土泵送量相匹配，再加上振送鋼筋籠過程中對混凝土的振密作用，身混凝土與周圍土層緊密結合，不會產生斷樁、縮徑、塌孔，樁壁泥皮和孔底沉渣等施工通病；同時還伴有局部膨脹擴徑現象，樁

4、身實測直徑一般比設計直徑大10%z上，而連續壓灌超流態混凝護壁成孔，對樁孔周圍的土有滲透、擠密作用提高樁周上的側摩阻力大幅度提高了機的承載能力，使體且有較強的承載力抗拔力、抗水平力，成樁質量好。2.3 速度快，經濟效益好：長螺旋樁機是一種一機多能的新型鉆機設備底盤采用全液壓步履式行走液壓馬達驅動360°回轉移孔就位快捷準確，自動化程度高操作簡便動力大，穿硬土層能力強，成孔速度快。3 .適用范圍本工法適用于擬建場地周邊為密集型住宅、地下水豐富、對噪音、安全防護及文明施工等要求較高的地區。4 .工藝原理長螺旋反插法鉆孔灌注樁采用專用長螺旋鉆孔機鉆至預定深度，在提鉆的同時利用混凝土泵通過泵

5、管、鉆桿中心通道，從鉆頭活門向孔內以一定壓力連續將超流態混凝土壓至樁孔中，混凝土由樁底向上進行灌注，并及時消除樁周邊泥土，待混凝土灌注到設定標高后，再借助鋼筋籠自重或專用振動設備將鋼筋籠插入混凝上中至設計標高，形成鋼筋混凝土灌注樁。5 .工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程測量放線定位、復核5.1.1 測量放線定樁位、復核測設方法：在設計圖紙進行樁位編號，并計算出各樁位的坐標數據，采用電子全站儀根據轉至場內并經復測的控制點位測設出將要施工的樁位。5.1.2 成孔(1)鉆機就位后，進行樁位復檢，鉆頭中心與樁位偏差小于20mm然后調整鉆機，用雙垂球雙向控制好鉆桿垂直度，垂直度允許偏差為樁長的1%

6、合格后方可平穩鉆進。鉆頭剛接觸地面時，先先關閉鉆頭封口，下鉆速度要慢。鉆進過程中，不宜反轉或提升鉆桿。(2)當需要穿越老黏土、厚層砂土、碎石土以及塑性指數大于25的黏土時，應進行試鉆。(3)正常鉆進速度控制在11.50m/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鉆進。(4)鉆出的土方及時挖機清理轉運至施工作業面以外，并統一用汽車外運到棄土場倒棄。5.1.3 終孔驗收按上述成孔方法成孔施鉆，用鉆桿上的孔深標志控制鉆孔深度，鉆進至設計要求的深度及土層，經現場監理驗收合格后方可進行灌注混凝土施工。灌注樁成孔施工允許偏差-成法樁徑偏差(mm垂直度允許偏差(

7、%樁位允許偏差(mm沿垂直軸線方向和群樁基礎中的邊樁沿軸線方向和群樁基礎的中間樁螺旋成鉆150.7501205.2.4灌注高流態細石混凝土、提升鉆桿、清土混凝土是在泵送混凝土和流態混凝土基礎上配制的，具和易性、流動性好、坍落度大，便于泵送和鋼筋籠的插入。混凝土輸送泵通過高壓管路與長螺旋鉆桿相連，中空的螺旋鉆桿待停止鉆桿回轉，把運輸到場的混凝土通過泵管以約30Kpa的壓力壓至鉆頭底部，此時單向閥打開，混凝土壓出并推動鉆桿上升，隨鉆桿土柱的上升，孔內碎壓滿，由于孔內積聚高壓，并有鉆桿的抽吸作用，在軟地段碎會充盈較多形成擴徑樁(充盈系數詳設計)，對提高樁承載力很有好處。5.2.5鋼筋籠的下插至設計標

8、高(1)下插曲鋼筋籠時采用汽車吊將振動錘吊起挖機及人工配合插出鋼筋籠內，然后汽車吊一并將鋼筋籠吊起(起吊過程中鋼筋籠有變形或箍筋位移的立即用人工修整到位)，等碎灌注鉆機移開后立即開始插籠，減少時間差，減小插籠難度。(2)長螺旋鉆機成孔、灌注混凝土至地面后，及時用挖機清理鉆機葉片帶到地表面上的土方至不影響同一天要施工的樁位外及時用汽車外運至場外棄倒。清理土方時應注意保護已灌注的混凝土，不得對其進行攏動或將土體掉入樁頭內。(3)鋼筋籠較長時(大于20米)，下插鋼筋籠必須進行雙向垂直度觀察，使用雙向線垂成垂直角布置，發現垂直度偏差過大及時通知操作手停機糾正，下籠作業人員應扶正鋼筋籠對準已灌注完成的樁

9、位。(4)下籠過程中必須先使用振動錘及鋼筋籠自重壓入，壓至無法壓入時再啟動振動錘，防止由振動錘振動導致的鋼筋籠偏移，插入速度宜控制在1.21.5m/min。(5)鋼筋籠下插到設計標高后關閉振動錘電源，取下起吊鋼筋籠鋼絲繩(振動錘不取)，用汽車吊把鋼管和振動錘提出孔外，提出過程中開啟振動錘，以保證混凝土的密實性。(6)為了保護樁頭的密實性，可以用常用插入式振動棒對樁頭2米范圍進行復振。(7)施工完成，移至下一顆樁按上述方法施工。成型的樁進行自然養護7天后進行樁間土開挖和人工破除樁頭超灌混凝土。6 .材料和設備6.1本工法采用的材料計劃表廳P材料名稱規格型號單位計劃用量1鋼材三級鋼噸1702商品混

10、凝土C30細石混凝土m310003鉛扎絲/kg4電焊條/把6.2本工法采用的機械設備計劃表廳P機械名稱規格型號單位計劃投入量1長螺旋鉆機ZJB200臺12混凝土輸送泵HTB60臺13振動錘PDE130臺14汽布吊QY25K臺15泵輸送管米1006電焊機DN-300臺27斷鋼機QE-170臺18彎鋼機WD-220臺19挖掘機140臺16.3本工法采用的儀器儀表計劃表廳P儀器名稱規格型號單位計劃投入量1全站儀ATR-320臺12水準儀DS3臺13r塌落度筒P100*200*300mm個14碎試模100*100*100mm個127 .質量控制7.1 本工法必須遵照執行下列標準、規范：建筑工程施工質量

11、驗收統一標準(GB50300-2013混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB50204-2015建筑地基基礎工程施工質量驗收標準(GB50202-2018建筑樁基技術規范(JGJ94-2018)建筑樁基檢測技術規范(JGJ106-2014)7.2 質量保證措施及注意事項7.2.1 質量保證措施7.2.2 全面質量管理，重點是鉆進成孔、制籠、灌注混凝土和下鋼筋籠四個主要工序，先行施工的工序未經檢查驗收合格不準進入下道工序施工。7.2.3 、準確地做好各工序施工記錄，及時交匯，發現問題后立即采取補救措施，對原始資料嚴格管理，及時整理歸檔，必須做到一樁一檔。7.2.4 施工過程中注意事項(1)鉆機定位

12、后，應進行復檢，鉆頭與樁位點偏差不得大于20mm,開孔時下鉆速度應緩慢；鉆進過程中，不宜反轉或提升鉆桿。(2)混凝土輸送泵管宜保持水平，當長距離泵送時，泵管下面應墊實。(3)成樁后，應及時清除鉆桿及泵(軟)管內殘留混凝土。長時間停置時，應采用清水將鉆桿、泵管、混凝土泵清洗干凈。(4)當氣溫高于30c時，宜在輸送泵管上覆蓋隔熱材料，每隔一段時間應灑水降溫。(5)鉆至設計標高后，應先泵入混凝土并停頓1020s,再緩慢提升鉆桿。提鉆速度應根據土層情況確定，且應與混凝土泵送量相匹配，保證管內有一定高度的混凝土。8 .安全措施8.1 地面條件，由于長螺旋鉆孔機的自重大，應平整場地，清除雜物，換除軟土或鋪

13、墊鋼板，鉆機不宜直置于不堅實填土上，以防不均勻沉降。8.2 鉆機施工現場的地上、地下管線，包括市政、自來水、天然氣管道、電力、電訊等部門的各種地下管線應及時弄清并排除。8.3 鉆機施工場地內要有較好的排水條件，鉆機5m內無高壓線，鉆機作業區要有明標志及護欄，夜間施工要有足夠的照明。8.4 卷揚機的鋼絲繩應排列整齊，不得擠壓，啟動后應仔細檢查液壓系統、油管接頭是否漏油，有無異常，檔確認無誤后方可正式作業。9 .環保措施9.1 在設備選型時，對使用的機械設備進行詳細的建筑聲響評估，選擇低污染或低噪聲設備，并采取消音、隔音、護板等措施降低噪音。機械設備和工藝操作所產生的噪音不得超過有關標準，并符合國

14、家規定的有關規定，否則應采取消聲措施，降低噪音。9.2 強噪音作業時，嚴格控制作業時間，一般晚10點到次日早6點之間停止強噪音作業，但因工藝要求或其它特殊情況不得不進行施工時，應公告附近居民并采取消音措施。9.3 在施工期間，適當控制機械布置密度，條件允許時拉開一定距離，避免機械過于集中形成噪音疊加。10 .效益分析長螺旋樁機是一種一機多能的新型鉆機設備底盤采用全液壓步履式行走，液壓馬達驅動3600回轉移孔就位快捷準確，自動化程度高操作簡便動力大，穿硬土層能力強，成孔速度快；對于一般土層，若孔深在20m左右，樁徑400mm每臺樁機每天可施工2030根樁。并且長螺旋鉆孔灌注樁成樁速度快，工期短，樁體承載力高，與普通鉆孔灌注樁相比，雖然混凝費用略高但在同一地質條件下，每立方米混凝上承載力可提高0.55倍，施工工期可縮短20%；上，因此綜合工程造價低經濟效益好。11 .應用實例11.1 昆明軌道交通五號線工程昆明軌道交通5號線110KV福海主變電站項目，變電站總用地41121tf，總建筑面積2267m,，擬建場地位于昆明主城區，交通便利。站內擬建的建筑物包括1棟3層主變電所、泵站、消防水池、事故油池、地埋污水處理裝置及相應的配套設施。本工程樁基礎采用長螺旋灌注樁，共計120根樁，