螺杆桩施工工艺

螺杆桩施工方案

一、螺杆桩的适用范围

现浇螺杆桩采用特制的螺旋式桩机进行施工，通过螺纹式钻杆旋转挤压土体，钻杆提升过程中随即泵压混凝土而形成桩体。螺杆桩由于桩身周表面带螺纹、成孔时无泥皮，桩端无沉渣，因此施工过程中能有效防止塌孔、断桩、缩径等质量问题的发生。螺杆桩与普通直杆相比，可缩短桩长，减小桩径和桩数，同时，由于螺纹间土取代了部分混凝土，节省了材料，从而使工程造价大为降低，也加快了施工进度。

螺杆桩可作为复合地基的刚性桩、钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩（CFC桩）。螺杆桩适用于淤泥质粘土、粉土、粘土、粉质粘土、中细砂，料径小于20mm的砂砾石层等地质条件，且不受地下水位的限制，适应范围广。

二、施工的主要机具和设备

螺杆桩的高工设备主要由半螺旋螺杆桩桩机、强制式混凝土搅拌机、混凝土高压泵装置与管路系统、混凝土泵送车及导管系统等组成。螺杆桩采用最新研制的国产半螺旋螺杆桩桩机设备进行施工，桩机由履带式或步履式的主机和特制的螺杆钻杆组成。为了保证施工过程中，钻杆下降和提升时的速度与旋转速度相对应，螺杆桩桩机还必需配备相应的自动控制装置。

为了确保螺杆桩施工时所需的混凝土用量和质量，一般每台桩机必需配备2台500L强制式混凝土搅拌机进行作业，要求采用双涡轴式搅拌机。泵送混凝土由高压泵装置与管理系统组成，高压泵的泵送压力宜选用大于4Mpa，泵量与螺旋提升匹配为宜，并应配备

耐高压的管路系统。

三、桩体材料

粗骨料宜选用卵石或碎石，料径一般为5～25mm。细骨料应选用干净的中粗砂，含泥量小于5%，砂率控制在40%～50%。水泥应选用合格的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，标号不应低于425#，可根据不同的使用要求掺加外加剂（如减剂、增强剂、缓凝剂、细磨粉煤灰等），外加剂的掺入应根据施工条件、气候条件和混凝土性能要求等因素综合确定。在施工前。应将原材料送至检测中心进行化验和做混合料的配合比试验。

四、施工前的准备工作

首先准备场地的工程地质资料和水文资料和桩基施工图，调查附近的地下管线，了解主要的施工机具和配套设备的技术性能参数和施工工艺，落实建筑材料的供应，然后进行场地的“三通一平”：保证场地通水、通电、通路，降水，施工场地应进行平整处理，确定测量基准点，最后按施工图纸实地进行桩孔中心位置的放线，并按施工顺序对桩位进行编号。

五、成孔与成桩

螺杆桩的施工方法与普通的灌注桩不同，它采用一次性挤压旋转成孔技术，在成孔的同时通过中空钻杆的钻头泵出混凝土，直接成桩。

桩的施工顺序应根据桩间距和周围建筑物的情况，按流水法分区考虑施工顺序。对于较密集的满堂布桩可采取成排推进，并从中间向四周进行。若一侧靠近已建建筑物时，宜

从毗邻建筑物的一侧开始由近及远进行。同时根据桩的规格，宜先长后短进行施工。当桩距小于1.2m且地下有松散砂层时，应采取跳跃式进行施工，或采用凝固时间间隔进行施工，以防桩孔间串浆。

成孔时首先使桩机的桩头垂直对准备施工的桩位，螺杆桩机就位后必须调直、调平并稳定固，确保成孔垂直度。桩位偏差小于70mm，垂直度允许偏差不大于1%。确认桩位无误后，混凝士搅拌机开始制备细石混凝土，同时启动桩机，下钻过程中保持均匀的下钻速度，螺旋杆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，要求钻杆旋转一圈，螺杆钻下降一个螺距，在土体中形成螺纹，当钻至预定的设计深度后停钻。与此同时，用高压泵将搅拌好的细石混凝土通过高压管路输送到蚴旋钻杆内的管并压到钻头。当钻到设计标高时，螺杆桩桩机反向旋转提升螺杆钻杆，提钻过程中螺杆桩桩自控系统严格控制螺杆钻杆提升速度和旋转速度，螺杆钻杆其旋转的转速和提升速度应保持同步和匹配，匀速控制提管速度，要求螺杆钻杆旋转一圈钻杆上升一个螺距，钻杆上升一个螺距，此时高压的细石混凝土讯带填充由于螺杆钻杆旋转提升所产生的带螺纹空间，当钻杆提到螺纹部分顶面的设计高度时，螺杆钻杆再次正旋转或真接提升所产生的带圆柱空间，同时钻头泵出高压混凝土浇灌钻杆直接提升所以产生的带圆柱空间直至顶设计高，即灌注成“上部为圆柱，下部为螺纹”的螺杆桩[4]。提钻时钻头到达一定的位置可停止泵压细石混凝土或砂浆，由钻杆内的混凝土继续充填至桩标高。施工桩顶标高宜出设计桩顶标高500mm，成桩后凿除多出的泛浆高度。

螺杆桩可以做成素混凝土地桩，也可以根据工程要求，做成钢筋混凝土桩。钢筋混凝土螺杆桩的施工方法与素混凝土桩相同，只有在注浆后随即放入加工好的钢筋笼，从上往下用振动动器压入桩体，形成钢筋钢筋凝土桩。

六、施工工艺

（一）工艺流程

1、成孔工艺流程：

钻孔机就位→钻孔→检查质量→孔底清理→孔口盖板→移钻孔机

2、浇筑混凝土工艺流程

移盖板测孔深、垂直度→放钢筋笼→放混凝土串筒→浇筑混凝土（随浇随振）→插桩顶钢筋

（二）操作工艺

1、钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平衡，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上作出控制标尺，以便在施工中进行观测、记录。

2、钻孔：调直机架挺杆对好桩位（用对位圈），开动机器钻进、出土，达到控制深度后停钻、提钻。

3、检查成孔质量

（1）孔深测定。用测绳（锤）或手提灯测量孔深及虚土厚度。虚土厚度等于钻孔深度与测量深度的差值。虚土厚度一般不应超过100mm。

（2）孔径控制。钻进遇有含石块较多的土层，或含水量较大的软塑黏土层时，必须防止钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁附着拢动土和增加回落土。

4、孔底清土。钻以预定的深度后，必须在孔底进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得回转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面上的土必须随时清除运走。

5、移动钻机到下一桩位。经过成孔检查后，应填好桩孔施工记录。然后盖好孔口盖板，并要防止在盖板上行车或走人。最后再移走钻机到下一桩位。

6、浇筑混凝土

（1）衔钻孔盖板，再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底虚土厚度。有不符合质量标准要求时，应处理合格后，再进行下道工序。

（2）吊放钢筋笼。钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块（或塑料卡）；吊放钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，应采取焊接，以确保钢筋的位置正确，保护层厚度符合要求。

（3）放串筒浇筑混凝土。在放串筒前应再次检查和测量钻孔内虚土厚度。浇筑混凝土时应连续进行，分层振捣密实，分层调试以捣固的工具而定。一般不得大于0.5M。

（4）混凝土在浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除浮浆后，村顶标高符合设计要求。

（5）撤串筒和桩顶插钢筋。混凝土浇到距桩顶1.5m时，可拔出串筒，直接浇灌混凝土。桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够的保护层和锚固长度，防止插偏和插斜。

（6）混凝土的坍落度一般宜为80-100mm；为保证其和易性及坍落度，应注意调整

砂率和掺入减少水剂、粉煤灰等。

7、冬、雨期施工

（1）冬期当温度低于0摄氏度以下，浇筑混凝土时应采取加热保温措施。浇筑时，混凝土的温度按冬施方案规定执行。在桩顶未达到设计强度50%以前不得受冻。

（2）雨期严格坚持随钻随浇筑混凝土的规定，以防遇雨成孔后灌水造成塌孔。雨天不应进行钻孔施工。现场必须有排水措施，防止地面水流入孔内。

8、质量控制

（1）钻孔完毕，应及时盖好孔口，并防止在盖板上过车和行走。操作中应及时清理虚土。必要时可二次投钻清土。

（2）注意土质变化，遇有砂卵石或流塑淤泥、上层滞水层渗漏等情况，应会同有关单位研究处理，防止塌孔缩孔。

（3）要严格按操作工艺浇筑混凝土边振捣的规定执行。严禁把土和杂物混入混凝土中一起浇筑。

（4）钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，应严格按操作规定执行。必须加强对操作工人的技术交底，严格执行加固的质量措施，防止钢筋笼变形。

（5）当出现钻杆跳动、机架晃摇、钻不进尺等异常现象，应立即停车检查。

（6）混凝土浇筑到接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩和补桩。

七、施工中存的主要问题及解决措施

（1）钻杆的旋转速度与提升速度应保持一致，以免土体中的螺纹受到破坏。当混凝土的泵送量过多而钻杆提升太慢，就容易造成管道堵塞，当混凝土的泵减灾 量不足而钻杆提升太快，就会影响成桩质量，造成新桩或缩颈，因此混凝土的泵送量要与钻杆的提升速度协调。

（2）泵送管道应保持水平，尽量减弯道，混凝土泵的安装位置尽可能靠钻机，与钻机的距离控制在60m以内。

（3）在夏天气温超过30℃施工时，应在输送管道上覆盖湿草被，并洒水降温，避免混凝土发生初凝，防止混後土失水离析，造成堵塞泵管，冬期施工应采取保暖措施，对搅拌用水预热、对泵适管采取保温措施，使压灌混凝土的温充保持在5℃以上。

（4）螺杆桩成桩应连续进行，在施工中不能停泵待料，要备有足量的灌注混凝土，在灌过程中应避免停水、停电。每台机必须配备2台500L强制式混凝土搅拌机进行制备混凝土。高压泵泵送混凝土的压力应大于4MPa。

（5）在改变水泥标号、品种及生产厂家时，必须先做好配合比试验，按配合比控制质量。成桩施工的泵送混凝土坍落充宜为18~22mm。