长螺旋钻孔灌注桩施工工法
中铁二局股份有限公司城通公司
1.前言
在城市修建地铁，不可避免地要施工钻孔灌注桩作为围护结构或抗拔桩、承重桩等，传统上使用回旋钻、旋挖钻施工中不可避免产生坍孔、缩径、沉渣过厚等质量问题，且过程中需要大量泥浆护壁，需要泥浆制作、循环、弃置场地，在城市修建地铁往往没有场地供上述工序使用。 若在地铁施工过程中采用长螺旋工法施工钻孔灌注桩，除能缩短施工工期、提高功效、保证钻孔灌注桩成桩质量外，且能避免因钻孔桩施工对周边环境产生污染、沉降等不良影响。本工法具有动力足、钻进能力强、功效高、成桩质量好、环境影响小等优点，可广泛应用于地铁钻孔灌注桩施工领域。
2.工法特点
2.1成桩质量好：由于混凝土是从钻杆中心压入孔中，混凝土具有密实、无断桩、无缩颈等特点，并对桩孔周围土有渗透、挤密作用。
2.2施工环境要求小：由于减少了泥浆制作、循环、弃置等环节，具有成桩快、施工环境污染小等特点，能满足城市地下施工的高环保要求。
3.适用范围
适应于粘土、粉土、素填土、软土、流沙层、砂卵石层（粒径范围在0～10cm）地层，桩径范围400～1000mm，桩长≤30m，以及施工环境保护要求高的市政工程施工。
4.工艺原理
利用长螺旋钻机钻孔至设计深度后，在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆中心通道，以一定压力将混凝土压至桩孔中，同时根据灌注速度反转提升钻杆，混凝土灌注到设定标高后，再借助钢筋
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笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高，形成的钢筋混凝土灌注桩。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工准备→测量放线→钻机就位→ 钻进至设计深度→泵送压灌混凝土成桩→均匀提钻至桩顶→后插钢筋笼→钻机移位。
施工准备 测量放线 钻机就位 钻进至设计深度 混凝土制备 泵送压灌混凝土成桩 均匀提钻至桩顶 混凝土制备 后插钢筋笼 钻机移位 工艺流程图
5.2操作要点
⑴场地平整及测量放线
对施工场地进行平整后进行测量放线，测出场地内地面标高，以确定桩顶埋深，根据设计图纸
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的结构边线关系，测放转角起始及结束桩位及相关控制点，并仔细复核，考虑到施工开挖可能破坏测量点，故在放样过程中必要时制作护桩。
⑵钻机就位
钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，首次钻孔前用全站仪进行桩机垂直度校正，再移机使钻杆垂直对准桩位中心，垂直度偏差≤0.3%H，以确保桩身垂直度容许偏差在允许范围内。
⑶钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。钻进速度先慢后快，地表以下3m钻进速度不宜大于1m/min，钻进3m后钻进速度提升至2m/min直至钻进施工完成，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，则放慢进尺，以避免造成桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
根据不同位置及类型的桩制定桩信息表格，计算出每根桩的类型、深度及位置等信息，方便施工现场查阅。
⑷灌注及拔钻
成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送细石混凝土（配合比为：水泥345kg，掺合料65kg，水190kg，砂760kg，碎石1030kg，碎石粒径为5-15mm，外加剂10kg），混凝土泵理论输送量为80m3/h，出口压力为13MPa。当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度按90cm～110cm∕分钟之间进行控制，成桩过程宜连续同步进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量，桩顶标高宜高于设计标高50cm。
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