长螺旋超流态压灌砼混凝土施工技术.doc

长螺旋压灌超流态砼成桩技术
在滨海相地层中施工的改进
1、内容提要：本文针对长螺旋压灌超流态砼成桩工艺中 的二次压灌技术进行分析和探讨，并提出改进措施，以及改进后的施工工艺探讨。
2、关键词：长螺旋压灌超流态砼成桩；二次压灌技术；工艺改进；超流态砼配制；回灌水。
一、 概述
在推广使用长螺旋压灌超流态砼成桩工艺的过程中，发现了该工艺的诸多优点：
（1） 单桩承载力同比泥浆护壁灌注桩提高30%以上
（2） 经济造价同比普通灌注桩节省25-40%
（3） 单桩施工效率相对提高10-15倍
（4） 施工无噪音，无泥浆污染
但在具体的工程实践中，对海滨相沉积的地层中工艺存在
不完善之处。
二、 长螺旋压灌超流态砼厚成桩工艺简介
该工法发明人为北京地基新技术研究所的何庆林 同志，1993年申请专利，99年推广应用，该工法的施工工艺如下：
（1） 桩机就位，调节垂直度、水平度至设计要求。
（2） 钻进至设计标高。
（3） 边提升钻具，边启动泵送设备，将配置好的超流态砼压至孔内。
（4） 压灌至不塌孔位置并提出钻具。
（5） 设置钢筋笼至设计标高。
（6） 将软管插入到超流态砼中2-3米，第二次压灌至设计标高。
该工艺设备简单，由一台可以灌注混凝土的长螺旋钻机，一台输送泵及一套搅拌配料装置即可配套工作。
三、 工艺的改进
滨海相沉积的地层中，设计摩擦桩型时，一般桩长15-20
米，成桩有一段在水位以下，水位以上部分地层处稍湿-干燥状态，使用原工艺进行施工，根据工程实例分析，难以达到设计要求。
（一） 工程实例
1、 工程情况介绍
山东海化集团寿光大家洼纯碱厂投资的6#、7#煅烧炉
工程，在工期紧，要求单桩承载力较高的前提下，海化集团设计院基础部分设计选用了长螺旋灌压超流态砼成桩工艺，海化集团建筑建材总公司总包，青岛深基加固工程有限公司分包桩基施工部分。
该工程共设计桩基Φ600：216支，Φ400：54支；Φ600
试桩3支，Φ400试桩2支及锚固桩，桩长设计15.90米，实际桩长18.0米，钢筋笼长9.0米。
2、 工程地质概况
该场地地形平坦，地层结构简单、平缓，属滨海相沉积地
层：
（1） 素填土：松散-密实，稍湿-湿，以粘土为主，顶
部可见杂填土，层厚0.9-1.5米。
（2） 粘土：可塑-硬塑，稍湿，少见包含物，中下部夹
粘土层，厚度1.4-2.0米。
（3） 粉砂：松散，稍湿，局部混少量粉土，厚度8.10-
80.70米，较软弱。
（4） 粉质粘土：软塑-可塑，饱和，含淤泥质，呈软塑
状态，厚度2.6-4.4米。
（5） 粉砂：中密-密实，饱和，颗粒均匀，厚度7.5米。
（6） 粘土：可塑-硬塑，饱和，局部夹粘土层，厚度1.90
米。
（7） 粉砂：中密-密实，饱和，局部混少量粉土，厚度1.10米。
（8） 粉质粘土：可塑，湿-饱和，该层未穿透。
（二） 二次压灌工艺试验
青岛深基加固工程有限公司自进入工地，首先按原工艺施工Φ600试桩3支及锚桩8支，通过 7天后小应变测试均发现断桩，报告显示断桩位置均在二次后压灌接触面上。又进行了一支Φ400约10米桩的试验桩施工，按原工艺实施二次压灌，在3米位置上，设置了大量的标志物（泡沫、油漆等），开挖至3.5米以后，均发现标志物仍在接触面上。
由此，可断定先灌至不坍孔位置再提钻下笼然后灌压至设计标高工艺在此类地层中是不适宜的。
（三） 试验结果分析
工艺失败后，将问题分析如下：
（1） 在此类地层中钻探工艺是可行的，效率也是很高
的，单纯Φ600钻进，12分钟可以达到预定标高，所以问题并不在钻探工艺上。
（2） 断桩面集中在二次灌砼的灌注面上，原因是：
第一，钢筋设置过程中难免会从孔壁刮土；第二，二次灌注后提钻具，当钻具脱离砼后，钻具上软弱土会坍落到砼面上。
由以上分析知，必须改进二次压灌工艺。
将工艺设计为：
（1） 桩机就位，调节垂直度、水平度至设计要求。
（2） 钻进至设计标高。
（3） 启动泵送设备，将配置好的超流态砼压至孔内。
（4） 边提出钻具，边输送砼至设计标高。
（5） 提钻，设置钢筋笼至设计标高。
按以上工艺进行了Φ600试桩施工，结果钻进、灌注施工顺利，而9.0米钢筋笼无法设置到预定标高，仅进入6.5米左右。将孔内砼用钻具清出，发现砼在水位以上部分失水过快，在孔内2-3分钟便形成砂砾状，丧失超流态特性。
针对失水过快的实际情况，采取了如下措施：
（1） 重新配置超流态砼，添加CM-1减水剂，并提高砂率。
（2） 钻进至地下水位并提钻，回灌水。将水位以上部分灌满水并停3-5分钟，以防砼进入孔内后失水过快。
（3） 将配置好的砼贮存起来，存足够一支桩用的方量，在钻进至设计标高提钻时保证连续供砼，使纯灌注时间缩短至3-5分钟。
（4） 提钻后抓紧时间下笼，缩短超流态砼失水时间。
采取了如上措施后，直接进入施工程序，结果施工顺利，
不但钢筋笼设置达到要求，相对时效上也有提高。
2000年12月24日正式施工，2001年1月14日结束，共施工25天，完成1127.63立方米砼，平均日完成45立方米，保证了工期。
四 效果检验
业主委托山东省地质调查研究所进行了试桩的静载测试工作，测试结果如下：
A组 Φ600试桩
V1 Qumin=2430KN
V2 Qumin=2160KN
V3 Qumin=2250KN
B组 Φ400试桩
V4 Qumin=1215KN
V5 Qumin=2025KN
结论：该工程采用超流态砼灌压桩方案是可行的，超声波测试合格率100%。
五 结论
该工法的施工工艺为：
（1）桩机就位，调节垂直度、水平度至设计要求。
（2） 钻进至设计标高。
（3）提钻并启动泵送设备，将配置好的超流态砼不间断压至孔内。
（4）边提出钻具，边输送砼至设计标高。
（5）设置钢筋笼，成桩。