浅谈长螺旋压灌超流态砼后插钢筋笼灌注桩在地铁施工中的应用

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【摘要】长螺旋钻孔压灌超流态混凝土后插钢筋笼钻孔灌注桩，是一种比较新的施工工艺。然而，其以适应性强、无泥浆污染、桩身质量可靠、施工速度快、效率高、低造价的特性，将会被广大的施工技术人员广泛采用。文章通过工程实例，介绍了选用该工艺的背景、环境，阐明了研究目的。结合工程实际，通过介绍该工艺的施工工艺流程，结合在工艺实施过程中，通过优化设计方案和科学的质量控制，使得该施工工艺在实际施工中获得了成功。充分证明了其质量可靠，可行。

为今后类似工程施工提供经验借鉴，并得到全面推广。

【关键词】长螺旋，压灌超流态砼 ，后插钢筋笼，应用

中图分类号：B819文献标识码： A

1、研究背景

北京地铁亦庄线工程次渠站，结构全长227.15m。车站为地下双层双柱三跨岛式钢筋混凝土整体框架结构，标准段总宽20.7m，车站是明挖车站。设计基坑支护形式采用土钉墙+桩撑体系及土钉墙+桩锚体系。基坑深度为20m,围护桩共计216根，桩长为18m,桩径为800mm,混凝土强度等级为C25。

地铁工程是重要的基础设施工程，相关单位对工程施工安全、质量、进度要求极高。设计维护结构的抗风险等级为一级，根据该工程地勘报告显示，场地土质多以粉质土为主，且有两道严重的滞水层，灌注桩施工容易塌孔，给施工带来了很大的难度。

2、研究目的

根据工程的特点，在施工工艺的选择上就显得尤为重要。必须选择一项最适合该工程的、技术经济指标最合理的施工工艺方法，以保证工程施工得以按期顺利进行。

3、方案的选择

钻孔灌注桩施工方法有很多，目前比较常用的是泥浆护壁钻孔灌注桩。采用泥浆护壁灌注桩的施工方法，需要制备泥浆工艺繁琐，使用施工机械设备多，施工成本高。钻孔与成桩分开进行，施工效率低、水下浇灌混凝土成桩质量不稳定，质量事故概率高，泥浆污染环境。

而采用长螺旋钻机无振动钻孔，无需泥浆护壁，对周围居民和建筑物影响小，也无泥浆污染；混凝土直接从钻杆中心压入孔中，边提钻边压灌混凝土，提钻与成桩同步进行，加快了施工速度；成桩时采用压力浇灌混凝土，改善了桩周土体性能又保证了桩身质量，提高了单桩承载力，使得该工艺既能在易坍塌的土层成孔成桩又能在地下水丰富的土层中成孔成桩，避免了水下浇筑混凝土质量难以控制的缺点。

考虑到工程的实际情况，经过技术经济比较，最终我单位决定采用施工效率高、成桩质量好、施工成本低的长螺旋钻孔压灌超流态混凝土后插钢筋笼的施工工艺。

4、方案实施中的质量控制

4.1、施工工艺流程

放线定位钻机就位钻进成孔压灌混凝土 吊装及插钢筋笼 桩身质量检测验收

4.2质量控制要点及措施

4.2.1桩机就位

桩位经监理验收合格后，钻机就位并调整机身，钻机就位应平整牢稳，钻杆、钻头中心以及桩位三点成一线。应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆，校正其位置，使钻杆垂直对准桩位中心。

由于本工程围护桩施工正值雨季，我单位购置了30mm的钢板，铺垫在钻机下以保证钻机在作业过程中平稳、牢固。

4.2.2成孔

（1）由于桩径比较大，桩深较深，为了及时清理螺旋钻带出的泥土，我单位特别配备了小型挖掘机。既保证了成孔质量，又提高了钻进效率。

（2）在钻进过程中质量人员要适时检查调整钻杆垂直度，保持钻机垂直，避免产生摇晃，防止产生扩径、斜孔等情况。

（3）施工时钻进速度根据土层及试桩取得的参数来确定：杂填土、粘性土、砂卵石层为0.2-0.5m/min；素填土、粘土、粉土、砂层为1.0-1.5m/min[1]。施工时，控制钻进速度是关键。

（4）由于本工程桩的间距及土层局部为饱和粉细砂层，为防止串孔，我单位采用的是“隔二打一”的施工方法。成孔深度采用测绳进行检查，测量三次取平均值，其偏差控制在+300mm[2]。

4.2.3泵送混凝土及提钻

施工前要将钻杆提升200~300mm，在钻杆上用油漆做好标记，以便于控制桩顶标高，在泵送过程中，我项目部派测量人员对施工作业过程进行了检查和控制。

（1）为了保证混凝土的浇筑质量，我们选用坍落度比较大的超流态砼，灌注前坍落度控制在220-260mm[1]。项目部质量员对每车混凝土进行质量检测，对于不符合要求的，坚决予以退场处理。混凝土灌注的充盈系数控制在1.1~1.2，保证单桩实际灌注的数量。

（2）为了防止出现缩颈、夹泥等质量缺陷，项目部质量人员全程进行检查和控制。只有当混凝土泵送量达到钻杆芯管顶部气孔位置并流出后，方可提钻，边泵送混凝土边提钻。提钻速度不能过快，要保证钻头始终埋在混凝土面以下不少于1000mm。

（3）为了防止出现堵管现象，混凝土输送泵管要保持水平，长距离泵送时，泵管下面用方木垫实[1]；施工时要始终保持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上一定高度，以免吸入空气，造成堵管[1]；由于工程施工正值夏季，为了防止管内混凝土失水离析，堵塞泵管，我们采取覆盖湿草袋的办法，以降低混凝土输送管温度。

4.2.4钢筋笼加工

（1）所有进场钢筋原材，严格按照规范要求的检验频率进行有见证取样复试，合格后方可使用到该工程上。

（2）钢筋笼加工采取一次成型，严格按照验收规范的要求，对钢筋笼逐一检查、验收。结合钢筋连接取样试验和钢筋原材复试结果，合格后进行吊装作业。

（3）为了保证主筋保护层厚度，采用φ10钢筋作为导向钢筋保护层，沿钢筋笼周围水平均布4个，纵向间距4m，保护层导向钢筋点焊在主筋上。

4.2.5吊装及插入钢筋笼

（1）为保证钢筋笼不弯曲、变形，钢筋笼加工时均焊上钢筋保护层定位筋并绑扎杉竿作为内支撑用以防止钢筋笼变形；对吊点进行了双面焊接，保证吊装稳固。

（2）在插钢筋笼时，先依靠钢筋笼与导管的自重插入到已灌注完混凝土的桩孔内，当不能继续插入时，开始启动振动锤，靠振动力将钢筋笼下沉到设计深度。插入速度控制在1.2-1.5m/min。到达设计深度后，断开振动装置与钢筋笼的连接，缓慢连续振动拔出钢管,完成插入工作。

4.2.6成品保护

在养护期内，施工机械避免在灌注桩周围作业。尤其是施工机械及车辆不得碰撞灌注桩。做好对灌注桩的成品保护工作。

5、方案改进

由于原设计钢筋笼底部开口过大，弯起长度为400mm，在施工过程中发现钢筋插入阻力过大，同时在钢筋笼压入后期振锤将钢筋笼端头振开，致使钢筋插入孔壁内，无法使钢筋笼压到设计标高。

针对上述问题，我单位通过与设计沟通，对原设计进行了优化，并获得了设计方的认可。将钢筋笼端部弯起长度改为900mm，同时在钢筋笼内侧增焊十字U型加强钢筋，将钢筋笼主筋进行焊接，且在钢筋笼底部开口处外侧焊上三道φ10加强钢筋，使钢筋笼前端更加牢固。既有效的减小压入阻力，又避免了被振锤振开。

详见下图：

按照优化后的设计方案，进行施工时，发现钢筋笼压入速度明显加快，并且未出现钢筋笼端部被振开插入孔壁的现象，说明方案的改进是成功的。施工的效率和成桩的质量得到了提高。

6、方案实施效果评价

工程施工完毕后，我单位委托具有资质的检测所对该工程围护桩成桩进行了低应变质量检测，检测结果有38根桩达到一类桩标准，6根桩达到二类桩标准，全部合格。

经过实践验证，对于该施工工艺的应用，大大提高了施工效率，施工工期较原计划缩短了15%，为后续工程施工赢得了时间。同时施工质量优良率较原计划提高了15%，工程施工成本较之前降低了20%。

结论

通过该施工工艺在北京地铁工程中的成功应用，经过实测检验，充分证明了其工艺的可靠性。同时以其工期短、效率高、经济效果显著等优点使其在工艺比选中具有更大的优势。通过不断地总结成功经验，为今后类似工程施工提供借鉴，并得到全面推广。

【参考文献】

[1] 北京市建设委员会、北京市质量技术监督局. DB11/T582-2008《长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术规程》[S].北京：北京城建科技促进会，2008.

[2]北京市轨道交通建设管理有限公司.QGD-006-2005《轨道交通车站工程施工质量验收标准（修订版）》[S].北京：北京市轨道交通建设管理有限公司，2008.

[3]中华人民共和国建设部.GB/JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》[S].北京：中国建筑工业出版社，2008