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长螺旋水下灌注成桩技术

1、工程概况

华能岳阳电厂位于岳阳城陵矶附近，毗邻长江，属于长江中游冲

积平原地区。根据中南电力勘测设计院提供的油罐区、灰浆泵房及脱

硫区地质勘察报告，场地自上而下的地质特征如下：1、杂填土及素

填土层（约2m～4m厚）；2、粉质粘土层及粉土层，软塑（约5m～

6m厚）；3、粘土层，可塑或硬塑（约3m～8m厚）；4、含粘性土密

实的卵石层（约0m～1m厚）；5、粘土层，硬塑（约2.1m厚）；6、

强风化板岩层（约1.9m）。该区域工程的基础原设计采用传统的回旋

钻孔灌注桩，由于该区域施工现场地下水位较高，水量丰富，上部土

层性质较差，单纯用回旋钻无法成孔，经设计、业主、监理及施工方

共同协商，决定采用φ800长螺旋水下灌注桩施工工艺，共426根桩，

每根桩长度在15m～20m之间，总长度约为7160m，混凝土量为

3597.2m3。

2、施工工艺原理

长螺旋水下灌注桩施工工艺是采用长螺旋钻机钻至设计标高，利

用混凝土泵将混凝土从钻头底部压出边灌注边提钻至成桩，然后利用

专门震动装置将钢筋笼一次插入桩体，形成钢筋混凝土灌注桩，施工

程序简化。

3、施工工艺特点

3.1桩身质量好：由于混凝土是从钻杆中心压入孔中，混凝土具

有密实、无断桩等特点，并对桩孔周围土有渗透、挤密作用。

3.2单桩承载力高：由于是连续压灌超流态混凝土护壁成孔，对

桩孔周围的土有渗透、挤密作用，提高了桩周土的侧摩阻力，使桩基

具有较强的承载力、抗拔力、抗水平力，变形小，稳定性好。

3.3机械投入少：钻机直接吊入钢筋笼，节省了吊车台班，减少

了大型机械的投入量。

3.4长螺旋钻孔压灌砼桩施工由于不需要泥浆护壁，不需要设置

泥浆池和沉淀池，减少了临时用地，没有泥浆污染，低噪音，无振动，

符合环境保护和绿色施工技术标准要求。

4、施工工艺流程

4.1钻孔

4.1.1桩位验收后,下放钻杆，使钻头对准桩位点，调整钻杆垂直

度，应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆，校正位置，使钻杆垂直

对准桩位中心,以保证桩身垂直度偏差不得大于允许偏差，垂直度的

允许偏差不大于1%。

4.1.2开钻前，先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润（润滑管

线，防止堵管），然后用一定的水泥砂浆进行泵送，并将所有砂浆泵

出管外。

4.1.3封住钻头阀门，使钻杆向下移动至钻头触及地面时，开动

钻机旋动钻头。一般应先慢后快，先钻0.5～1m深，检查一切是否正

常，未发现异常再继续钻进，根据电流大小（一般掌握在额定电流

180～200A之间）控制钻进速度。如发现钻杆摇晃、难钻或电流猛增

现象时，可能遇到障碍物；若发现电流猛增，但出土量减少且提钻困

难时，可能发生糊钻现象；若发现电流下降但工作状态平稳，进尺缓

慢，可能因钻尖顶在硬物上所致。遇以上情形，应停止钻进，分析原

因进行处理，禁止强行钻进。致无异常地质情况，一般正常平均钻进

速度控制在1.2m/min左右。

4.1.4钻进过程中，排出孔口的土应随时清除，以免吊放钢筋笼

时将粘土混入桩身，影响桩身质量。

4.1.5根据设计确定的钻孔深度，在钻机塔身相应位置作醒目标

注，作为施工时控制桩长的依据，钻杆下钻到设计深度后在原位空转

清土，在灌注前不得提钻。现场施工技术人员根据地质勘察报告以及

实际钻孔出土观察分析,是否达到设计要求的土层。如遇特殊地质情

况,应由设计人员根据图纸与现场地质实际情况综合确定，并及时通

知监理。在施工过程中，应及时、准确地填写《桩施工记录》。

4.1.6在软土中成孔，桩距小于3.5d（d为桩径）时，宜采用跳打

成桩，第二轮新桩钻孔需在老桩砼达到设计强度70%以上进行。

4.2钢筋笼制作

4.2.1钢筋笼制作严格依设计进行，允许偏差符合规范规程规定，

4.2.2主筋与加强筋间点焊焊接，箍筋与主筋点焊，

4.3泵送混凝土

4.3.1钻头到达设计标高后，钻杆提升200mm后保持原位不停钻，

开始泵送砼，边灌注边提钻杆，提升速度要与泵送速度相适应，确保

中心管内有0.1m3以上的混凝土，灌注时根据泵送量及时调整提速，

直至桩体混凝土高出桩顶设计标高500mm。成桩过程宜连续进行，

成桩的提拔速度宜控制在1m/m