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新型螺杆灌注桩施工工法

1.前沿

螺杆灌注桩是一个新型变截面异形桩，它全称为半螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其形状是上部为圆柱型，下部为螺丝型组合式新型桩。含有承载力高、沉降小、工期短、施工方便、造价低、无污染、无噪音等特点。

我企业于前后在阿拉伯联合酋长国阿布扎比50栋别墅项目、陕西省保障性住房宝鸡龙山雅居工程中应用，取得了良好经济效益和社会效益。经过以上工程实践，我们编制了企业《螺杆灌注桩施工工法》在企业范围内推广使用。

2.工法特点

2.1螺杆灌注桩和传统混凝土灌注桩、长螺旋灌注桩相比在施工过程中不取土，对桩间土有显著挤密效果。经过对天然地基挤密，降低了地基土压缩性，从而提升了天然地基承载力，减小了地基沉降。对沉降变形要求很高建筑物，螺纹桩有很高实用价值。

2.2因为螺杆灌注桩下部形成了螺纹段，使桩受力性能发生了改变，从而提升了桩侧摩阻力。在相同条件下，螺杆桩和一般直杆灌注桩相比单桩极限承载力有显著提升。

2.3螺杆灌注桩单桩承载力较高，相同条件下和一般直孔灌注桩相比可缩短桩长，降低桩径和降低桩数。作为大型建筑物基础时，即可作为桩下单桩方案以降低承台工作量，又可沿箱基墙下或筏基板下布桩以降低底板厚度及配筋量。降低了工程造价，又方便施工。

2.4因为现有螺杆桩钻机成套设备含有机械扭矩潜能大，穿透力强特点，所以螺杆灌注桩对于不一样土质有很强适应性。而且不受地下水位影响。

2.5螺杆桩施工工艺简单不存在清底、取土、护壁、塌孔、断桩等问题，桩身质量可靠。含有没有振动、低噪音、无环境污染等绿色桩型特色。

2.6经过螺杆灌注桩处理复合地基能够有效降低地震力对结构影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下，仍能够有效传输垂直荷载，并因为加固后消除了可液化土层，从而能够广泛地应用于地震区。

2.7螺杆桩机设备性能优异，自动化程度高，劳动强度低，施工进度快，能够连续泵送混凝土成桩。

3.适用范围

3.1螺纹灌注桩适适用于杂填土、粘土、粉土、黄土、各类砂层，粒径小于30cm（含石量≤50%）砾石层等多种土层，不受地下水限制，淤泥质土中慎用。

3.2螺纹灌注适适用于包含复合地基刚性桩、钢筋混凝土基础钢筋混凝土桩和复合桩基基桩，桩径300mm～800mm

4.工艺原理

螺杆灌注桩将常识中“螺丝钉比钉子牢靠”简单道理利用在桩和桩施工中，使其更牢靠特点得以实现。螺杆灌注桩是采取了变截面结构形状，成孔过程中桩侧土体受到挤压、加密作用，成桩后部分土体形成螺纹，而桩侧土体形成螺母，桩体螺纹和桩侧土螺母紧密咬合，当桩顶受荷时，螺纹段桩侧土“螺母”受到压缩，环状“螺母”根部受到剪切，桩承载力由直杆段侧阻力（摩阻力）、螺纹段抗剪强度和桩端端承力组成，而螺纹段抗剪力远远大于相同条件下侧阻力，满足了附加应力分布规律和应力分担比及刚度改变要求，调整了土和桩之间作用，桩侧土体应力分摊比及应力扩散度提升，桩端荷载降低，使桩身受力和土体受力协调一致。螺杆灌注桩在竖向受力方面，附加应力是遵照由上至下逐步减小规律，桩身应力逐步分担，约为10：1，即桩身应力集中为上部大于下部。螺杆桩上大下小分段设计满足了附加应力分布规律。桩竖向承载力和桩长细比有着亲密关系，桩断面积大小和刚度改变在制约桩受力及变形方面起关键作用。螺杆桩上部柱体段在荷载传输过程中，加大了受压面积，提升了桩身刚度和对螺纹段功效发挥起到承上启下作用。为了确保变截面异形螺杆灌注桩施工要求，在成桩施工时桩机钻杆采取了下降或上升速度和钻杆旋转速度是否同时技术，处理了螺杆桩上部为圆柱型，下部为螺纹型施工工艺。同时技术是指将下钻速度和旋转速度进行同时匹配一个技术，钻头每提升或下落一个螺距，钻杆刚好旋转一圈并挤压土体，从而形成螺纹形孔或桩。非同时技术是指下钻速度和旋转速度不一样时匹配，即钻头每提升或下落一个螺距，钻杆旋转多圈并挤压土体，从而形成圆柱形孔或桩。螺杆桩成桩过程分为下钻、提钻两个过程。下钻时，螺杆桩机采取正向非同时技术挤压土体形成螺杆桩圆柱段，随即钻杆采取正向同时技术下钻，使土体形成螺纹段。成孔达成设计标高后，停止钻进，和此同时开始泵送混凝土，当钻杆芯管充满混凝土后，螺杆桩机采取反向旋转同时技术提升钻杆至螺纹段设计标高位置，形成螺杆灌注桩螺纹段，钻杆提升到螺纹段顶部设计标高时，钻杆再次正向旋转或直接提升产生带圆柱空间，同时管内泵压浇灌混凝土至桩顶设计标高。

5．施工工艺步骤及操作关键点

5.1施工准备

5.1.1螺杆灌注桩施工前应含有以下文件资料

（1）岩土工程具体勘察资料

（2）建筑物平面部署图及高程

（3）建筑场地和邻近区域内地下管线（管