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浅谈长螺旋钻孔灌注桩

发布于：2022-09-07 13:55:07 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

浅谈长螺旋钻孔灌注桩

一、长螺旋钻孔灌注桩简介

长螺旋钻孔灌注桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高，利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出，混凝土灌注至设计标高后，再借助钢筋笼自重或利用专门震动装置将钢筋笼一次插入混凝土桩体至设计标高，形成钢筋混凝土灌注桩。

（一）工艺流程

平整场地→桩位放样→组装设备→安放钢护筒→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注超流态混凝土→提出钻杆放入钢筋笼→成桩→桩头处理→桩顶保护措施。

工艺流程示意图

（二）工艺特点

优点：长螺杆灌桩的成孔是采用长螺杆钻机无振动排土钻进，不需泥浆护壁，无泥皮，也无泥浆污染，绿色环保，施工速度快、效率高。

缺点：钢筋的保护层厚度不易控制，安放钢筋笼时因钢筋笼顶部受压，易使其失稳产生弯曲，对安放钢筋笼产生不利影响，使钢筋笼达不到预期效果，另外钢筋笼和混凝土桩不能同心，保护层厚度达不到要求,影响成桩质量。

（三）适用范围：

长螺旋钻孔灌注桩适用范围较大，几乎可以适用各种土层，如素填土、粘土、粉质土等，既能干作业成孔，也能在地下水位较浅的情况下成桩，如中等密实及以上的角砾层。

二、长螺旋钻孔灌注桩的实际运用及造价分析

（一）案例项目简介

奉化某科技产业园项目，建筑的占地面积约为4.9万平米，建筑面积约为11万平米。根据地质勘察报告场地内存在有多种类别的岩土层，其性质变化较大，并有软弱土层，为中等复杂地基。根据地质勘测情况及工程特点，本工程采用桩基基础。

原设计采用的是直径700mm的冲击成孔灌注桩，桩长为23米，后因缩短工期、控制成本等需要修改为长螺旋钻孔灌注桩。

本项目的长螺旋钻孔灌注桩现场机械配备为长螺旋钻机JB-168、2000型挖机、地泵等机械。施工步骤图示如下：

1、螺旋钻孔

2、压混凝土

3、钢筋笼安装

（二）长螺旋钻孔灌注桩的造价分析

我们就案例工程的原设计与变更后的两种桩型分别邀请了专业施工单位进行了市场报价，经分析本项目的长螺旋钻孔灌注桩综合单价为1699.14元/m?，冲击钻孔灌注桩综合单价为1968.74元/m?，长螺旋钻孔灌注桩比冲击钻孔桩经济，可降低造价269.6元/m?，本项目工程量约11158m?，可降低造价约300.82万元，按建筑面积计可降低约27.35元/平米。二种桩型的综合单价的对比详见下表:

长螺旋灌注桩与冲击钻孔灌注桩综合单价对比表

我们在长螺旋钻孔灌注桩在报价分析过程中发现，与《浙江省房屋建筑与装饰工程预算定额（2018版）》（以下简称18定额）相应定额子目对比：

1、灌注混凝土的工艺不同：18定额中的灌注桩混凝土是按非泵送商品混凝土编制，而实际是钻孔机钻至预定深度后，混凝土土泵车通过钻头活门连续灌入混凝土成孔，实际应为泵送商品混凝土。

2、考虑的施工机械不同：通过对比发现打桩机械的台班消耗量与定额消耗量相差比较大（详见“长螺旋桩机台班含量测算表”），机械台班价格也相差比较大（经市场询价长螺旋钻机的目前市场台班费5400元/台班，定额的长螺旋钻机的台班费为656.8元/台班）。差异原因主要在于18定额编制时采用的机械与目前现场实际使用的机械已有较大差异。近年来随着市场上长螺旋钻孔桩的推广应用，施工机械也发展较快，已从原市面上较多采用的JBY80型液压步履式桩机（该机拆装简单、方便，但该设备桩架稳定性差，桩架高度过短、桩径不能超过600mm，钻孔深度不超过20米）发展到新型长螺旋灌注桩机（最大钻孔直径可达到1000mm,最大钻孔深度可达55米），机械台班的价格与含量也相应发生了较大的变化。

通过以上对比分析，可以发现18定额中的相关子目已不能体现实际的市场价格，有必要进行补充修正。

长螺旋桩机台班含量测算表

三、长螺旋钻孔灌注桩充盈系数及其影响因素

充盈系数一般用于桩基工程的灌注桩浇灌混凝土，是判断桩基工程的一个质量指标，也是影响桩基成本的一个重要因素。灌桩桩的混凝土充盈系数是指一根桩实际灌注的混凝土方量与按桩外径计算的理论方量之比（V实/V理论）。在实际施工过程中，成孔出现的偏差大于设计尺寸，以及由于施工过程中可能会出现桩身侧壁裂缝、孔洞及塌孔等原因，导致实际灌入量大于理论计算量。作为判定成桩质量的一个依据，若充盈系数小于1，则说明实际灌入混凝土量小于理论计算量，说明桩身质量存在一定的缺陷，同时，充盈系数不合理地增大，则是一种浪费。

各种类型的灌注桩根据不同的施工工艺、机械使用、地质情况及混凝土和易性的不同，充盈系数也是不同的，具体以见下表：

充盈系数的影响因素：

（1）钻机操作人员的影响

钻机操作人员的专业技术水平是直接影响充盈系数的一个因素，选用专业技术水平良好的操作人员，他可根据丰富的经验在施工中保持钻进过程中钻机的稳定性，他通过出渣可判断出地层情况从而调整钻进速度控制进尺，确保成孔质量降低充盈系数。

（2）钻机安装的影响

钻机进场就位后不水平、不稳固，有时钻机移位、倾斜这些都将加剧钻头、钻杆对孔壁的敲打、刮磨，使桩孔弯曲、不规则，最终造成成孔灌注混凝土后充盈系数增大。所以钻机进场后必须先平整场地，确保桩机水平、稳固，尤其需要随时注意钻机的校位及成孔垂直度的检查。

（3）使用钻头的影响

钻头直径的尺寸是影响成孔孔径的关键因素，钻头的直径不规范，误差较大，直接形响到成桩桩径的大小，应在不同的地层选用合适的钻头直径。在松软土层中钻进应采用比设计桩径小4~6cm的钻头，在粘土及较硬的土层或风化基岩中钻进则选用比设计桩径小1~3cm的钻头，从而在保证设计桩径的前提下避免成孔孔径超过设计桩径，减少了孔径超大造成混凝土灌注浪费，有效降低了混凝土充盈系数。

（4）地质的影响

在案例工程实际施工时，发现在有淤泥质土层施工时桩的充盈系数比在一般土层施工时大。经现场测定：在淤泥质土层施工时混凝土理论方量2491.25 m?，现场实际灌注的混凝土方量是3088.84 m?，充盈系数为3088.84/2491.25=1.24；而在一般土层施工时，混凝土的理论方量为7288 m?，现场实际灌注方量是8069 m?，充盈系数为8069/7288=1.1；现场总的混凝土理论方量为9780 m?，总的灌注量为11158 m?，平均充盈系数为11158 m?/9780 m?=1.14。可见地质情况对充盈系数影响较大。在18定额中长螺旋钻孔灌注桩的充盈系数是按1.2考虑的。

在桩基施工中也会碰到特殊的地质情况，如地下障碍物、溶洞、暗河等，发生时应根据专项方案或实际情况来测定充盈系数。

（5）材料的影响

混凝土的和易性对充盈系数也有一定的影响。如果混凝土的和易性不好，塌落度小，那么实际灌注的混凝土方量会小很多；而如果混凝土的流动性大，塌落度大时实际灌注的混凝土方量会大很多。

综上所述，如何在长螺旋钻孔灌注桩施工过程中合理测定、控制好“充盈系数”是保证成桩质量和有效控制成本的一项重要工作，应引起足够重视。

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