关于长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩施工技术的应用

摘要：哈尔滨市哈药物流配送中心—物流仓库工程，在桩基础施工中采用了长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩施工技术，既满足了设计要求，又比常规施工方法增效30%，取得了良好的社会效益和经济效益。

关键词：水泥浆液高压旋喷扩孔;超流态混凝土灌注扩大头桩

前言：哈药物流配送中心—物流仓库工程，位于哈尔滨市呼兰区利民开发区，2009年10月开工建设，框架结构。地质条件较为复杂，地下水位较高。经与设计单位多次论证，桩基础工程采用了我公司长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩施工技术，桩长11.5米、桩径：0.4米、扩大头直径：0.75米，桩数总计925根。

1.技术特点

长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩，是我公司根据目前应用桩基础施工中经常出现的一些问题，如桩身混凝土强度不够、桩基竖向承载力值不高、施工工艺复杂、经济指标不好等缺陷。提出一种全新的长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩工法。带有特殊装置的长螺旋钻具钻进到设计深度后，向孔内旋喷注浆，带有高压的水泥浆射流旋转喷射孔壁形成扩大头，同时加固渗透孔壁，之后采用混凝土输送泵向孔内压灌混凝土成桩。该施工工法，实现了高压旋喷扩孔、水泥浆加固渗透孔壁、压灌混凝土、插入钢筋笼一次成桩。解决了以往桩基施工中注浆、灌注碎石、多次补浆、灌注混凝土、没有扩头、单桩承载力值低等问题。水泥浆旋喷扩孔使钻孔周围土体挤压密实，增大桩底端阻力和桩身周边土体侧摩阻力，大大提高了桩基的承载能力。

2.适用范围

长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩适用于砂土、粘性土、粉土、杂填土、黄土、淤泥质土、砂层及含砾粘土地层，且不受地下水位的影响。

3.工艺原理

带有特殊装置的长螺旋钻具钻进到设计深度后，向孔内旋喷注浆，带有高压的水泥浆射流旋转喷射孔壁形成扩大头，同时加固渗透孔壁，之后采用混凝土输送泵向孔内压灌混凝土成桩。长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩施工工法。实现高压旋喷扩孔、水泥浆加固渗透孔壁、压灌混凝土、插入钢筋笼一次成桩。解决了以往桩基施工中注浆、灌注碎石、多次补浆、灌注混凝土、没有扩头、单桩承载力值低等问题。

4.工艺要点

4.1稳钻

4.1.1 钻机就位后，必须平正、稳固，结合场地实际情况，铺设枕木或钢板，使钻机支撑稳定，确保在施工中不发生倾斜、移动;

4.1.2 钻机对准桩点后必须调平，确保成孔的垂直度;

4.1.3 当施工现场地面为软土，钻机无法正常行走时，施工前宜在地面上浇注一层强度大于C15、厚度为150～200mm的混凝土垫层，便于钻机行走施工，同时可作为基础承台、板下垫层使用。

4.2钻孔

4.2.1为准确控制钻孔深度，应在桩架或抱杆上设置控制深度的标尺;

4.2.2开钻时，下钻速度要平稳，严防钻进中钻机倾斜移位;

4.2.3钻进中，当发现不良地质情况或地下障碍物，如地窑、地下管网(上下水管线、煤气管道、电缆、光缆)、防空洞、化粪池、渗水井等情况时，应立即停钻，并通知建设单位与设计单位，确定处理方案。

4.3注浆旋喷扩孔

钻机钻至设计孔底标高后，开动注浆泵旋喷扩孔，其旋喷压力应根据不同地质条件控制在3~15MPa，旋喷扩孔的尺寸、位置及个数可根据设计需要而定。

4.4水泥浆制备

水泥必须经过二次复验合格后方可使用;按施工组织设计中规定的水灰比计算出每罐水泥和水的用量;先投入清水，然后投入水泥。水泥全部投放后，搅拌时间不少于2min;搅拌好的水泥浆应放入贮浆桶中备用，防止沉淀。贮存时间应小于水泥初凝时间。

4.5混凝土制备

混凝土的原材料必须经过二次复验合格后方可使用;按混凝土的施工配合比投放材料;混凝土的坍落度宜为18~25cm;混凝土的水灰比宜为0.5~0.6;混凝土的砂率宜为40%~45%;投料时，外加剂宜滞后于水和水泥。

4.6材料与设备

长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩由长螺旋钻孔机，及与之配套的长螺旋钻杆、水泥浆搅拌设备、高压泵、高压旋喷装置、高压注浆管路、混凝土输送泵、带高压喷嘴的长螺旋钻头等来共同完成。

5.质量控制

5.1施工前，必须对钢筋、水泥、骨料、粉煤灰及外加剂等原材料按批量进行复验，复验合格的原材料才允许投入使用;

5.2混凝土及水泥浆制备过程中应对材料计量、混凝土配合比、混凝土坍落度及水泥浆水灰比进行检查;

5.3钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋制作偏差等进行检查;

5.4施工过程中，应对成孔的桩位、桩长、桩径、垂直度、旋喷压力、钢筋笼安放的实际位置等进行检查，并填写相应的质量检查记录;扩底尺寸(a)可按设计需要选定，扩底直径(D)可比桩身直径(d)增大200～600mm，扩大端高度h应≥1.0m，扩大端侧面的斜率宜为45º。

5.5 应对成桩后的混凝土强度等级进行检验(混凝土抗压强度试验)。

5.6桩头开挖时应及时检查桩数、桩位偏差及桩头外观质量。

5.7工程结束后，应进行低应变检测，以检验桩身质量。抽检数量应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202)的有关规定。

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