摘要:長螺旋水下成樁技術(shù)是采用長螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提鉆直至成樁，然后利用專門振動(dòng)裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應(yīng)與壓灌混凝土宜連續(xù)進(jìn)行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長螺旋水下成樁施工，不需要泥漿護(hù)壁，無泥皮，無沉渣，無泥漿污染，施工速度快，造價(jià)低等特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，對此技術(shù)作分析及探討，供同行參考。
　　關(guān)鍵詞:長螺旋;水下灌注;灌注樁施工;鋼筋籠;
　　1、工程概況
　　華能岳陽電廠位于岳陽城陵磯附近，毗鄰長江，屬于長江中游沖積平原地區(qū)。根據(jù)中南電力勘測設(shè)計(jì)院提供的油罐區(qū)、灰漿泵房及脫硫區(qū)地質(zhì)勘察報(bào)告，場地自上而下的地質(zhì)特征如下：1、雜填土及素填土層（約2m～4m厚）；2、粉質(zhì)粘土層及粉土層，軟塑（約5m～6m厚）；3、粘土層，可塑或硬塑（約3m～8m厚）；4、含粘性土密實(shí)的卵石層（約0m～1m厚）；5、粘土層，硬塑（約2.1m厚）；6、強(qiáng)風(fēng)化板巖層（約1.9m）。該區(qū)域工程的基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的回旋鉆孔灌注樁，由于該區(qū)域施工現(xiàn)場地下水位較高，水量豐富，上部土層性質(zhì)較差，單純用回旋鉆無法成孔，經(jīng)設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理及施工方共同協(xié)商，決定采用φ800長螺旋水下灌注樁施工工藝，共426根樁，每根樁長度在15m～20m之間，總長度約為7160m，混凝土量為3597.2m3。
　　2、施工工藝原理
　　長螺旋水下灌注樁施工工藝是采用長螺旋鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底部壓出邊灌注邊提鉆至成樁，然后利用專門震動(dòng)裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁，施工程序簡化。
　　3、施工工藝特點(diǎn)
　　3.1樁身質(zhì)量好：由于混凝土是從鉆桿中心壓入孔中，混凝土具有密實(shí)、無斷樁等特點(diǎn)，并對樁孔周圍土有滲透、擠密作用。
　　3.2單樁承載力高：由于是連續(xù)壓灌超流態(tài)混凝土護(hù)壁成孔，對樁孔周圍的土有滲透、擠密作用，提高了樁周土的側(cè)摩阻力，使樁基具有較強(qiáng)的承載力、抗拔力、抗水平力，變形小，穩(wěn)定性好。
　　3.3機(jī)械投入少：鉆機(jī)直接吊入鋼筋籠，節(jié)省了吊車臺(tái)班，減少了大型機(jī)械的投入量。
　　3.4長螺旋鉆孔壓灌砼樁施工由于不需要泥漿護(hù)壁，不需要設(shè)置泥漿池和沉淀池，減少了臨時(shí)用地，沒有泥漿污染，低噪音，無振動(dòng)，符合環(huán)境保護(hù)和綠色施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　4、施工工藝流程
　　4.1鉆孔
　　4.1.1樁位驗(yàn)收后,下放鉆桿，使鉆頭對準(zhǔn)樁位點(diǎn)，調(diào)整鉆桿垂直度，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后垂直標(biāo)桿檢查導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心,以保證樁身垂直度偏差不得大于允許偏差，垂直度的允許偏差不大于1%。
　　4.1.2開鉆前，先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤（潤滑管線，防止堵管），然后用一定的水泥砂漿進(jìn)行泵送，并將所有砂漿泵出管外。
　　4.1.3封住鉆頭閥門，使鉆桿向下移動(dòng)至鉆頭觸及地面時(shí)，開動(dòng)鉆機(jī)旋動(dòng)鉆頭。一般應(yīng)先慢后快，先鉆0.5～1m深，檢查一切是否正常，未發(fā)現(xiàn)異常再繼續(xù)鉆進(jìn)，根據(jù)電流大�。ㄒ话阏莆赵陬~定電流180～200A之間）控制鉆進(jìn)速度。如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃、難鉆或電流猛增現(xiàn)象時(shí)，可能遇到障礙物；若發(fā)現(xiàn)電流猛增，但出土量減少且提鉆困難時(shí)，可能發(fā)生糊鉆現(xiàn)象；若發(fā)現(xiàn)電流下降但工作狀態(tài)平穩(wěn)，進(jìn)尺緩慢，可能因鉆尖頂在硬物上所致。遇以上情形，應(yīng)停止鉆進(jìn)，分析原因進(jìn)行處理，禁止強(qiáng)行鉆進(jìn)。致無異常地質(zhì)情況，一般正常平均鉆進(jìn)速度控制在1.2m/min左右。
　　4.1.4鉆進(jìn)過程中，排出孔口的土應(yīng)隨時(shí)清除，以免吊放鋼筋籠時(shí)將粘土混入樁身，影響樁身質(zhì)量。
　　4.1.5根據(jù)設(shè)計(jì)確定的鉆孔深度，在鉆機(jī)塔身相應(yīng)位置作醒目標(biāo)注，作為施工時(shí)控制樁長的依據(jù)，鉆桿下鉆到設(shè)計(jì)深度后在原位空轉(zhuǎn)清土，在灌注前不得提鉆�，F(xiàn)場施工技術(shù)人員根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告以及實(shí)際鉆孔出土觀察分析,是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的土層。如遇特殊地質(zhì)情況,應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)圖紙與現(xiàn)場地質(zhì)實(shí)際情況綜合確定，并及時(shí)通知監(jiān)理。在施工過程中，應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地填寫《樁施工記錄》。
　　4.1.6在軟土中成孔，樁距小于3.5d（d為樁徑）時(shí)，宜采用跳打成樁，第二輪新樁鉆孔需在老樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上進(jìn)行。
　　4.2鋼筋籠制作
　　4.2.1鋼筋籠制作嚴(yán)格依設(shè)計(jì)進(jìn)行，允許偏差符合規(guī)范規(guī)程規(guī)定，
　　4.2.2主筋與加強(qiáng)筋間點(diǎn)焊焊接，箍筋與主筋點(diǎn)焊，
　　4.3泵送混凝土
　　4.3.1鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鉆桿提升200mm后保持原位不停鉆，開始泵送砼，邊灌注邊提鉆桿，提升速度要與泵送速度相適應(yīng)，確保中心管內(nèi)有0.1m3以上的混凝土，灌注時(shí)根據(jù)泵送量及時(shí)調(diào)整提速，直至樁體混凝土高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm。成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，成樁的提拔速度宜控制在1m/min～1.2m/min,（遇軟弱土層或流砂層宜控制在0.5～0.7m/min左右）。
　　4.3.2嚴(yán)格控制樁的混凝土的充盈系數(shù)。一般土質(zhì)為1.15～1.2，軟土為1.2～1.3。若充盈系數(shù)不符，則要分析是否出現(xiàn)斷樁或頸縮現(xiàn)象，并采取相應(yīng)的處理措施。
　　4.3.3若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注混凝土，須根據(jù)勘察報(bào)告和施工已掌握的場地土質(zhì)情況，避開飽和砂土、粉土層，不宜在這些土層內(nèi)暫停泵送混凝土，避免地下水侵入樁體。成樁過程中必須保證排氣閥正常工作，防止成樁過程中發(fā)生堵管。在混凝土澆注過程中，及時(shí)、準(zhǔn)確地填寫《樁混凝土澆灌記錄》。
　　4.4后插鋼筋籠
　　4.4.1按施工規(guī)范要求將制作好的鋼筋籠綁好砂漿塊，將振動(dòng)錘和導(dǎo)入管通過法蘭盤連接（也可用其他連接方式），如圖1所示。利用吊車輔助將導(dǎo)入管插入鋼筋籠中，導(dǎo)入管的下端與鋼筋籠的連接如圖2所示。導(dǎo)管直徑為180m～200mm，壁厚為8mm，可采用整管或分節(jié)制作，震動(dòng)錘的激振力為15～20KN，要求激振力能滿足下放鋼筋籠的要求。將導(dǎo)入管及振動(dòng)錘與連接好的鋼筋籠吊起，移至已成樁的樁孔內(nèi)；
　　
　　4.4.2將鋼筋吊直扶正緩緩送入孔內(nèi)，啟動(dòng)振動(dòng)錘，通過振動(dòng)用鋼筋籠導(dǎo)入管將鋼筋籠送入樁身素混凝土內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)，將樁身砼振搗密實(shí)，同時(shí)將鋼筋籠固定。
　　5、施工設(shè)備
　　采用步履式系列式或其他長螺旋鉆機(jī)，另配鋼筋加工、混凝土拌制、泵送設(shè)備等。
　　6、應(yīng)用效果
　　成樁28d后，經(jīng)樁身完整性和高應(yīng)變承載力檢驗(yàn)，長螺旋水下灌注樁的質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。
　　7、效益分析
　　7.1經(jīng)濟(jì)效益：
　　與泥漿護(hù)壁回旋鉆孔灌注樁施工效率和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較：采用水下長螺旋鉆孔灌注樁，每臺(tái)班設(shè)備平均每天成樁25根，單方造價(jià)1070元/m3；采用泥漿護(hù)壁回旋鉆鉆孔樁施工工藝，每臺(tái)班設(shè)備平均每天成樁6根，單方造價(jià)1160元/m3。通過比較，我們可以看出：采用長螺旋鉆孔壓灌砼樁，可縮短工期2～3倍，節(jié)省施工直接費(fèi)用為：3597.2×（1160-1070）=32.37萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
　　7.2社會(huì)效益
　　由于其無泥漿污染，施工中無振動(dòng)和燥聲，社會(huì)和環(huán)境效益顯著，符合當(dāng)今綠色施工的要求，推廣、應(yīng)用前景廣闊。