張小強(qiáng)

中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司（450000）

螺桿樁施工技術(shù)對(duì)于樁基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性和牢固性有著重要意義，該技術(shù)是混凝土灌注樁技術(shù)的升級(jí)和優(yōu)化，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠解決以往施工中存在的較多問(wèn)題，且不會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境帶來(lái)任何威脅和影響，有效改進(jìn)了建筑樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，增強(qiáng)了建筑整體效果。

1 螺桿樁技術(shù)原理

螺桿樁具備預(yù)制混凝土纖維螺紋柱的高強(qiáng)度優(yōu)點(diǎn)。從外觀上看，螺桿樁上端呈圓柱形，下端呈螺旋狀，是一類(lèi)外觀形態(tài)較為特殊的組合樁體。 在施工中采用螺桿樁技術(shù)，可以在上部松軟土體中形成圓柱形樁體，同時(shí)，下部深入到堅(jiān)硬巖石層形成高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的螺旋狀樁體。

螺桿樁承受的承載力包括上部圓柱狀的側(cè)面摩擦力、中間螺桿段的承載力以及下部螺紋段的抗剪力。下部螺紋段所能承受的抗剪切力限值決定了整個(gè)樁體的剛度變化限值，在施工過(guò)程中，不僅要使樁體深入到持力層，還要對(duì)下部土體實(shí)施夯實(shí)加固處理，以此增大單樁的承載力，進(jìn)一步增強(qiáng)整個(gè)樁體的安全穩(wěn)固性。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

以某地區(qū)的新建審判法庭及業(yè)務(wù)用房項(xiàng)目為例，該建筑所在區(qū)域北面為住宅區(qū)，東面為空地、南面和西面均為城市主要干道，地理位置優(yōu)越，交通便利。該建筑共8 層，以框架剪力墻結(jié)構(gòu)為主，高約41.5 m，地下一層為車(chē)庫(kù)，由混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在基礎(chǔ)施工中， 以螺桿樁施工技術(shù)增強(qiáng)加固效果，螺桿樁尺寸為:樁徑700 mm、長(zhǎng)度27 m，豎向最大承載力為6 000 kN，選用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。

3 地層及巖土特征

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查文件數(shù)據(jù)的分析可知，本項(xiàng)目所在地區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)以填土、卵石、細(xì)砂、粉質(zhì)黏土結(jié)構(gòu)為主。 具體特征為:

1）雜填土。以黃土和粉土構(gòu)成，其中含有較多的建筑垃圾、卵礫石、混凝土等雜質(zhì)，厚度1～5.8 m。

2）卵石和粉質(zhì)黏土層。 卵石層是由中粗砂和卵礫石構(gòu)成的，整體呈現(xiàn)灰褐和灰白色。 其中，中粗砂中包含了長(zhǎng)石、云母、石英等材料，純度較高，占比在20%～30%。 剩余部分全部是由卵礫石構(gòu)成的，其中包括石英巖、輝綠巖、安山巖等材質(zhì)，粒徑為2～150 mm，局部地區(qū)的卵礫石尺寸可達(dá)到600 mm。卵石層厚度6～18 m，且在鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分卵石層存在細(xì)砂夾層，厚度為0.4～0.6 m。 粉質(zhì)黏土層整體呈現(xiàn)棕黃色，粉質(zhì)和黏質(zhì)分布不均，呈現(xiàn)前少后多現(xiàn)象。該層內(nèi)存在一些細(xì)小顆粒， 尺寸在0.1～0.2 mm，內(nèi)部含有黑色鐵錳質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)核、砂質(zhì)等，濕陷性較低。對(duì)該層勘察了解到，濕性在19.3%，硬度在-0.14，厚度在1.5～9 m，整體的壓縮性屬于中性等級(jí)。

3）細(xì)砂、粉質(zhì)黏土層。 在該結(jié)構(gòu)中，細(xì)砂層呈現(xiàn)灰黃色，質(zhì)地較為純粹，內(nèi)部包含巖土結(jié)構(gòu)以長(zhǎng)石、石英、云母為主，小部分會(huì)存礫石和石英砂巖結(jié)構(gòu)，膠結(jié)性較強(qiáng)。 細(xì)砂層的整體密實(shí)度較高， 厚度在1.6～20.5 m。 粉質(zhì)黏土層則呈現(xiàn)棕黃色， 具有粉質(zhì)少、 黏質(zhì)高的特點(diǎn)。 內(nèi)部含有黑色鐵錳質(zhì)和褐黃色水銹。 結(jié)構(gòu)濕性在15.2%左右，硬度-0.3，壓縮性較低，土層厚度在1.1～5.6 m。

4）粉質(zhì)黏土、細(xì)砂層。 粉質(zhì)黏土呈現(xiàn)黃褐色，粉質(zhì)少、黏質(zhì)高，含有褐黃色水銹和黑色鐵錳質(zhì)，濕性在16.8%左右，硬度為-0.22，屬地壓縮性土層，厚度在1.5～25.9 m。其中的細(xì)砂層仍是由石英、長(zhǎng)石和云母構(gòu)成的，密實(shí)度較高，厚度在0.9～14.3 m。

5）細(xì)砂層。 該層最大揭穿度在14.2 m，特征與粉質(zhì)黏土細(xì)砂層中的細(xì)砂層相同，結(jié)構(gòu)密實(shí)度較高。

4 螺桿樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 前期準(zhǔn)備

螺桿樁施工雖然操作較為簡(jiǎn)單，但仍需做好前期準(zhǔn)備工作，確保材料、設(shè)備的齊全性、可靠性，以免影響后續(xù)工作的順利開(kāi)展。 在前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，需要關(guān)注的內(nèi)容有:

1）開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備及工具設(shè)施的細(xì)致檢查，確保其外觀、性能完好，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少實(shí)際作業(yè)中故障問(wèn)題的產(chǎn)生。 在施工前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水電管線的布置情況實(shí)行細(xì)致檢查和分析，使設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后就能夠正常使用，不必再次調(diào)整。 按照現(xiàn)場(chǎng)具體情況，規(guī)劃吊裝和運(yùn)輸設(shè)備，維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

2）做好現(xiàn)場(chǎng)勘查，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)完善施工平面圖規(guī)劃。

3）做好設(shè)計(jì)圖紙的研究分析，明確施工主旨及要點(diǎn)，并在分析過(guò)程中計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，如坐標(biāo)、高程的準(zhǔn)確性，提高設(shè)計(jì)水平。

4）了解現(xiàn)場(chǎng)具體情況，對(duì)比勘察報(bào)告內(nèi)容，對(duì)存在的障礙物進(jìn)行及時(shí)清理，對(duì)鉆孔、原有管線等加以科學(xué)保護(hù)，減少施工中帶來(lái)的破壞，降低施工的復(fù)雜性。

5）材料、設(shè)備、人員的優(yōu)化配置，工作人員需綜合分析設(shè)計(jì)、工期要求，參照螺桿樁施工特點(diǎn)做好上述工作，并編制完善的材料計(jì)劃，科學(xué)把控材料進(jìn)場(chǎng)順序，保障施工現(xiàn)場(chǎng)整潔。

6）做好測(cè)量設(shè)備及各種記錄表格的準(zhǔn)備和檢查，開(kāi)展測(cè)量設(shè)備調(diào)試工作，提高精準(zhǔn)度。

7）對(duì)于一些半成品設(shè)備，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)人指導(dǎo)下組裝，并設(shè)置隔離帶，禁止非工作人員進(jìn)入組裝現(xiàn)場(chǎng)，避免問(wèn)題的產(chǎn)生。

8）建立和完善質(zhì)量管理體系，嚴(yán)格按照質(zhì)量管理要求開(kāi)展作業(yè)，加強(qiáng)施工效果，滿足文明施工、安全施工要求。

4.2 放線定位與高程

1）確定場(chǎng)地平整度，在符合“三通一平”要求的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)有的測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)定義為導(dǎo)線控制基準(zhǔn)點(diǎn)， 根據(jù)平面布置圖構(gòu)建閉合的導(dǎo)線控網(wǎng)，將施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建成一個(gè)封閉式的空間。

2）在實(shí)際作業(yè)中，按照設(shè)計(jì)樁位實(shí)地放樣，經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師檢查合格后，方可開(kāi)展下道工序施工；定位過(guò)程中，直接利用φ10 mm 鋼釬或以焊條扎入的方式進(jìn)行，拔出后要求立刻用白灰粉灌入，確保定位的清晰性；落實(shí)樁位檢驗(yàn)制，按照標(biāo)號(hào)對(duì)樁位細(xì)致審核，確保無(wú)遺漏現(xiàn)象。 審核完成后，要求檢驗(yàn)人員和負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)。

4.3 螺桿樁施工步驟及控制要點(diǎn)

4.3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

4.3.2 洗管

由于施工任務(wù)較為繁重，所以各階段工程都是分區(qū)間、分臺(tái)班進(jìn)行施工的。 在各區(qū)間、臺(tái)班開(kāi)始前和結(jié)束后，相關(guān)人員要實(shí)施洗管作業(yè)。

各區(qū)間的洗管用料主要包括水、砂漿和混凝土。各區(qū)間、臺(tái)班開(kāi)始前洗管用料順序是，先將水泵送至鉆頭閥門(mén)，直至出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后再泵送砂漿，直至混凝土由鉆頭閥門(mén)泵出。

4.3.3 下鉆控制要點(diǎn)

鉆具的鉆尖要準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位， 做好鉆桿固定，禁止出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)情況。 手動(dòng)關(guān)閉鉆頭閥門(mén)開(kāi)始下鉆，當(dāng)閥門(mén)進(jìn)入土體且不能打開(kāi)后停止。 整個(gè)過(guò)程中，樁位偏差不允許超過(guò)20 mm。 在點(diǎn)位對(duì)不準(zhǔn)的情況下，不允許下鉆。 以線錘、經(jīng)緯儀等設(shè)備對(duì)鉆桿垂直度加以測(cè)量，如垂直度存在問(wèn)題則立即調(diào)整，否則不允許下鉆。 下鉆速度緩慢，鉆進(jìn)時(shí)需施加扭矩和豎向壓力，讓鉆桿能夠順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 在鉆進(jìn)距離達(dá)到2 m 后，開(kāi)展鉆桿垂直度檢查，合格后方可繼續(xù)下鉆。 以點(diǎn)位為圓心，構(gòu)建半徑在1.5～2 m 的圓，圓上設(shè)置4 個(gè)觀察點(diǎn)，分別對(duì)鉆具芯部的水平距離加以觀測(cè)，準(zhǔn)確記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 在鉆進(jìn)過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)橥翆有阅茏兓霈F(xiàn)前傾或后仰的情況，這要求工作人員在鉆進(jìn)作業(yè)開(kāi)展前，深度考慮這一問(wèn)題并制訂合理的施工方案， 從而提高鉆桿的垂直度，減少問(wèn)題的產(chǎn)生。

4.3.4 提鉆和灌注要點(diǎn)

鉆進(jìn)距離達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求后，停止鉆進(jìn)，以泵送的方式開(kāi)展混凝土灌注，待到鉆桿芯管位置注滿混凝土后，可以反向同步技術(shù)操作提升鉆桿。 提升鉆桿時(shí)，鉆頭要保持一定旋轉(zhuǎn)，且提升速度不得過(guò)快，以免帶來(lái)反效果。 提鉆前，一方面要檢查鉆進(jìn)深度是否達(dá)到要求， 確定收樁電流是否符合要求，兩者缺一不可。 如果鉆進(jìn)深度達(dá)標(biāo)，電流不達(dá)標(biāo)，仍要開(kāi)展鉆進(jìn)工作，直到電流符合要求為止。 持續(xù)鉆進(jìn)深度可控制在100 mm 左右。 提鉆和灌注要同時(shí)進(jìn)行，在提鉆過(guò)程中，泵機(jī)應(yīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，鉆桿與混凝土高度差不得超過(guò)1 m。 提鉆在達(dá)到螺紋端頂端位置時(shí)停止，泵送也一并停止，之后旋轉(zhuǎn)鉆桿一周，再開(kāi)展泵送作業(yè)。

鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橄饶鏁r(shí)針，再順時(shí)針，且變截面處的標(biāo)高不得超出設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。 在螺桿樁施工過(guò)程中，混凝土強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求，檢測(cè)合格后，應(yīng)用到實(shí)際施工中。 在澆筑前，準(zhǔn)確計(jì)算澆筑體積，避免澆筑體積過(guò)大產(chǎn)生不良影響。 混凝土灌時(shí)，一次灌注高度應(yīng)控制在1 m 以下，且剔除浮漿后的混凝土強(qiáng)度需滿足設(shè)計(jì)要求。 灌注完成后移動(dòng)樁機(jī)，觀察鉆桿與樁中心距離，使其在2 m 范圍內(nèi)。 在鋼筋籠施工中，需要先開(kāi)展樁體表面清理工作，以減少雜質(zhì)、浮漿對(duì)樁身的影響。

搬運(yùn)鋼筋籠時(shí)，防止出現(xiàn)變形的情況，優(yōu)化鋼筋籠結(jié)構(gòu)質(zhì)量。 吊裝鋼筋籠時(shí)，先將套筒放在樁孔，鋼筋籠對(duì)準(zhǔn)樁位后點(diǎn)動(dòng)吊車(chē)下方按鈕下放鋼筋籠，再采用振動(dòng)器振動(dòng)下籠，下籠應(yīng)慢放，不得用腳踩踏鋼筋籠，采取有效措施保證鋼筋籠的垂直度和保護(hù)層厚度，防止鋼筋籠碰撞孔壁，將鋼筋籠送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 樁身直徑要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求科學(xué)把控。 在試驗(yàn)作業(yè)開(kāi)展前，需以人工作業(yè)或小型機(jī)械作業(yè)的方式，灑水養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)區(qū)域的清理，防止樁頂標(biāo)高不達(dá)標(biāo)、樁身斷裂、樁間土擾動(dòng)等問(wèn)題的產(chǎn)生，加強(qiáng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

5 質(zhì)量控制方法

5.1 施工質(zhì)量要求

施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土坍落度，以降低混凝土坍落度限值。 如果采用商品混凝土，就有必要根據(jù)運(yùn)輸距離、運(yùn)送工具和溫度條件，對(duì)混凝土坍落度損失予以預(yù)估。 各區(qū)間、臺(tái)班分別提取一組混凝土試樣，每組共包括3 塊混凝土體樣塊。

施工人員要將鋼筋籠制作偏差控制在合理范圍內(nèi)，具體偏差參數(shù)如下所述:將主筋間距允許偏差控制在10 mm 左右，將箍筋間距偏差控制在20 mm左右，將鋼筋籠直徑偏差控制在10 mm 左右，將鋼筋籠長(zhǎng)度允許偏差控制在100 mm 左右。

施工人員需嚴(yán)格控制樁基設(shè)計(jì)深度，參照樁基設(shè)計(jì)深度對(duì)鉆機(jī)鉆孔深度加以控制。 同時(shí)，確保鉆機(jī)電流至少達(dá)到120 A。

施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿垂直度。 如果采用鉆機(jī)塔架雙面吊線技術(shù)， 單面吊線長(zhǎng)度至少達(dá)到10 m，且將樁徑允許偏差控制在合理范圍內(nèi)。

5.2 質(zhì)量保障措施

在施工現(xiàn)場(chǎng)， 成立獨(dú)立且完整的質(zhì)量管理小組，創(chuàng)建完善的質(zhì)量保障體系，制訂合理的質(zhì)量管理措施，對(duì)整個(gè)質(zhì)檢流程展開(kāi)系統(tǒng)性、規(guī)范性與精密性管理。 在施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土，注重樁體混凝土的密實(shí)性以及樁截面尺寸。 邊澆筑邊勻速提升鉆頭， 以此加強(qiáng)澆筑進(jìn)度與鉆頭提升速度的協(xié)調(diào)性，防止發(fā)生縮徑、斷樁等問(wèn)題。

為增大樁孔的垂直度，必須采用如下幾方面措施：全面檢查樁架上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，以及樁座底部的水平度； 鉆桿中心與樁中心保持同一軸線；使用檢孔器檢查鉆孔的垂直度。 需要格外強(qiáng)調(diào)的是，在檢查過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)孔位存在偏差，必須及時(shí)糾偏，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，開(kāi)展混凝土試驗(yàn)，確保混凝土的流動(dòng)性與和易性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。 在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)離析分層現(xiàn)象。 對(duì)于離析分層嚴(yán)重的混凝土，應(yīng)堅(jiān)決退回。 將混凝土拌制與泵送的間隔時(shí)間控制在30 min 以內(nèi)。

加大施工流程控制力度，堅(jiān)持貫徹落實(shí)交接檢查制度。 加強(qiáng)施工人員的崗前培訓(xùn)，讓施工人員全面掌握核心技術(shù)，嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范展開(kāi)操作。 施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)負(fù)責(zé)人需跟班作業(yè)， 加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，并對(duì)關(guān)鍵工序展開(kāi)技術(shù)交底與旁站監(jiān)督。

在施工過(guò)程中要靈活調(diào)整樁機(jī)平整度，嚴(yán)格控制導(dǎo)向架垂直度，將垂直度允許偏差控制在合理范圍內(nèi)。

由于其他不可抗力因素會(huì)導(dǎo)致混凝土灌注無(wú)法保持連續(xù)性，所以需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)概況，避開(kāi)飽和砂性土及粉土層，盡可能確保灌注的連續(xù)性。

成樁過(guò)程中，抽取試塊作為樣本，每一區(qū)間、每一臺(tái)班選擇一組試塊，每一組包含3 塊樣本試塊。以28 d 為一個(gè)養(yǎng)護(hù)周期，并對(duì)立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

希望通過(guò)文章論述，專(zhuān)業(yè)人員可對(duì)螺桿樁施工技術(shù)及控制要點(diǎn)有進(jìn)一步的了解和掌握，并在日后建筑工程作業(yè)中， 加大螺桿樁施工技術(shù)的應(yīng)用，注重工序操作的規(guī)范性， 以此提高樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，推動(dòng)建筑行業(yè)的良好發(fā)展。