后插筋灌注桩施工技术研究

后插筋灌注桩施工技术研究

王耀宜刘衍亨郭小飞傅家希张春光

中国建筑一局（集团）有限公司西北分公司陕西西安712000

摘要：砂层地质条件下，传统的施工工艺成孔困难，容易造成塌陷、断桩的质量事故。采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩，容易成孔，压灌的混凝土密实性好，施工质量高，可有效解决这一难题。本文结合实际工程经验，针对施工工程中长螺旋钻机钻头阀门难以冲开的难题，巧妙设计，创造性地在钻头上增加特殊的弹簧装置，攻克了这一技术难题，保证了施工的连续性。

关键词：后插筋；灌注桩；弹簧装置；施工连续性

1工程概况

丝绸之路贸易产业中心项目位于西咸新区能源金融贸易区内，能源三路与沣泾大道交叉口西南角，总建筑面积206298㎡，钢框架-支撑、钢筋混凝土框架剪力墙结构，是一个集超高层办公、甲级写字楼、五星级酒店和多层商业组成的综合体。单体最高为148米，其中桩基设计33米，桩径700mm，共297根。

2工作原理

长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩是利用长螺旋钻机向下钻孔，土体随螺旋钻杆向上旋出成孔。待钻至设计标高后，轻微提钻，利用混凝土的重力和特殊的弹簧装置向下的作用力将钻头阀门打开，混凝土通过空心钻杆压灌至桩孔中，边提钻边压灌混凝土，并始终保持钻头没入混凝土一米左右，直至设计标高。然后将提前加工制作好的钢筋笼利用自重下插，直到仅靠自重无法下插时再开启振动器，将钢筋笼下插至设计标高后拔出振动器，桩身成型。

3技术优势

长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工技术较传统的桩基施工工艺在工期、质量、环境保护等方面具有以下显著特点：

1）施工方便，成孔、压灌混凝土、下插钢筋笼连续进行，各工序之间衔接紧密，工艺间歇较少，可有效缩短工期；

2）施工成型的桩成孔质量高，混凝土密实性好，无缩径、断桩等现象，施工质量高；

3）无需泥浆护壁，噪音小，可有效减少环境污染以及噪音污染，符合绿色环保的理念及安全文明施工的要求；

4）在钻头上增加的弹簧装置，可以大大提高钻头阀门打开几率，有效解决了钻头难以打开的难题，保证了施工的连续性。

4后插筋灌注桩施工

4.1场地平整

施工现场达到“三通一平”的条件，便于桩机及其他设备的行走以及材料的运输。

4.2放线定位

根据基准点，由专职测量人员按照设计图纸测放桩位，在测放出的桩位点上插入短钢筋做好标记并加以保护。做好测量放线记录，验收合格后方可进入下道工序施工。

4.3钻机定位

在桩位验收合格后，缓慢调整机身，在桩机前端一人手持对讲机指挥桩机司机，观察钻机塔身侧翼的垂直三角标杆，校正位置。桩机就位后，应反复复核，确保钻头对准桩位点，钻头与桩位点偏差不得大于20㎜，保持桩位、钻头、天车三点一线，垂直度偏差小于1%。钻机启动前，将钻杆、钻头内的土块、残留的混凝土等清理干净，防止压灌混凝土时造成堵管现象。

4.4成孔

钻机定位后，钻头缓慢向下降落直至场地表面，封住钻头阀门，弹簧装置保持压缩状态，发动机器缓缓钻进，钻进速度为1.2m/min左右，钻出的土体随螺旋杆旋出。随时清理长螺旋钻杆带出的土体，直至设计标高后停钻。在钻孔过程中应注意以下几点：

1）钻孔时钻进速度应缓慢，钻进过程中，不要反钻或者提升钻杆；

2）钻进过程中，应适时观察钻杆上的三角标杆，以及用经纬仪配合观测，确保钻杆垂直；

3）钻机应保持平稳，钻杆不晃动，防止钻进过程中产生扩径、斜孔等现象；

4）钻进过程中如遇卡钻、钻机不稳、钻杆倾斜等现象时应立即停止钻进，待查明原因并采取相应措施后方可再行钻进。

4.5压灌混凝土

根据设计图纸要求，应联系商品混凝土搅拌站通过试验确定混凝土配合比；混凝土坍落度为200±20mm，骨料最大粒径不超过30mm。当混凝土罐车到达施工现场后，开始启动泵车压灌混凝土。轻微提钻，弹簧装置向下恢复，产生对钻头向下的作用力，利用混凝土的重力以及特殊弹簧装置的反向作用力打开钻头阀门，混凝土通过空心钻杆压灌到钻孔中，提钻与压罐混凝土同步进行，保持钻头没入混凝土中一米左右，直至设计标高。

压灌混凝土的过程中应注意以下事项：

1）混凝土输送泵管应该尽量减少弯管，混凝土泵车与钻机距离不超过60米；

2）混凝土的泵送压灌应连续进行，中间不能有长时间间断；

3）提升钻杆与压灌混凝土应同步进行，并始终保持钻头没入混凝土中一米左右，保证混凝土的密实性，充盈系数1.1-1.3；

4）提钻速度保持在2m/min左右，与混凝土的泵送量相当，可以维持泵管内始终有一定高度的混凝土；

5）当天气较为炎热，超过30℃时，宜在输送甭管上覆盖土工布，并洒水降温；

6）桩顶混凝土应超过设计标高500mm，以保证剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求；

4.6下插钢筋笼

1钢筋笼加工

钢筋笼应提前穿插加工制作，按照设计图纸的要求，主筋采用焊接的方式连接，螺旋箍筋与主筋点焊，并辅以绑扎；33米长的钢筋笼分两段制作，防止因一次加工过长而造成钢筋弯曲不垂直；吊装前将两段钢筋笼焊接在一起，用小挖机配合勾住钢筋笼端部，缓慢起吊，过程中钢筋笼不得在地面上拖拽，防止钢筋笼变形。钢筋笼加工应注意以下事项：

1）钢筋主筋焊接应牢固，焊缝表面光滑饱满，焊坑应填满，任一焊接区段长度范围内，主筋的接头数量不超过50%；

2）钢筋笼每隔2米设置加劲肋，顶部3米范围内螺旋箍筋加密，中间每隔4米设置1米的螺旋环绕箍筋加密，增加钢筋笼的刚度；

3）钢筋笼底端主筋收缩焊接成锥形，便于钢筋笼的下插；

4）在钢筋笼周围设置4个限位筋，沿长度方向上每隔4米设置，用以保证保护层厚度；

2钢筋笼下插

桩身混凝土灌注完成后，应立即进行钢筋笼插入作业。钢筋插入过程中应注意以下要点：

1)吊车起重应缓慢，运行过程平稳，防止钢筋笼剧烈晃动；

2）钢筋笼应对准桩位点，由专人负责校正，指挥吊车司机，直到对准桩心；

3）在桩孔顶端放置护筒，防止钢筋笼下插造成混凝土溢出；

4）首先依靠钢筋笼及振动器的自重下插，当仅依靠自重无法继续下插时再打开振动器，直至下插至设计标高；

5）钢筋笼下插过程中由专业测量人员时时观测钢筋笼垂直度，防止钢筋笼因弯曲而造成难以下插；

6）用水准仪复核钢筋笼标高符合设计要求时，拔出振动器，桩基成型。

5结束语

长螺旋后插筋灌注桩施工技术在砂土、粉土地质条件下具有很明显的优势，施工方便，各工序之间衔接紧密，工艺间歇较少，可有效缩短工期，且混凝土密实性好，无缩径、断桩等现象，施工质量高。设计的弹簧装置大大地提高了钻头阀门的一次性打开几率，保证了施工的连续性，对类似的工程有一定的借鉴和指导意义。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008；

[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012；

[3]李建杰，栾春雪.长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋成桩工艺研究.包钢科技，2013,39(5):67-70；