摘要:長螺旋水下成樁技術是采用長螺旋鉆機鉆孔至設計標高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提鉆直至成樁，然后利用專門振動裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應與壓灌混凝土宜連續進行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長螺旋水下成樁施工，不需要泥漿護壁，無泥皮，無沉渣，無泥漿污染，施工速度快，造價低等特點。本文結合工程實例，對此技術作分析及探討，供同行參考。
　　關鍵詞:長螺旋;水下灌注;灌注樁施工;鋼筋籠;
　　1、工程概況
　　華能岳陽電廠位于岳陽城陵磯附近，毗鄰長江，屬于長江中游沖積平原地區。根據中南電力勘測設計院提供的油罐區、灰漿泵房及脫硫區地質勘察報告，場地自上而下的地質特征如下：1、雜填土及素填土層（約2m～4m厚）；2、粉質粘土層及粉土層，軟塑（約5m～6m厚）；3、粘土層，可塑或硬塑（約3m～8m厚）；4、含粘性土密實的卵石層（約0m～1m厚）；5、粘土層，硬塑（約2.1m厚）；6、強風化板巖層（約1.9m）。該區域工程的基礎原設計采用傳統的回旋鉆孔灌注樁，由于該區域施工現場地下水位較高，水量豐富，上部土層性質較差，單純用回旋鉆無法成孔，經設計、業主、監理及施工方共同協商，決定采用φ800長螺旋水下灌注樁施工工藝，共426根樁，每根樁長度在15m～20m之間，總長度約為7160m，混凝土量為3597.2m3。
　　2、施工工藝原理
　　長螺旋水下灌注樁施工工藝是采用長螺旋鉆機鉆至設計標高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底部壓出邊灌注邊提鉆至成樁，然后利用專門震動裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁，施工程序簡化。
　　3、施工工藝特點
　　3.1樁身質量好：由于混凝土是從鉆桿中心壓入孔中，混凝土具有密實、無斷樁等特點，并對樁孔周圍土有滲透、擠密作用。
　　3.2單樁承載力高：由于是連續壓灌超流態混凝土護壁成孔，對樁孔周圍的土有滲透、擠密作用，提高了樁周土的側摩阻力，使樁基具有較強的承載力、抗拔力、抗水平力，變形小，穩定性好。
　　3.3機械投入少：鉆機直接吊入鋼筋籠，節省了吊車臺班，減少了大型機械的投入量。
　　3.4長螺旋鉆孔壓灌砼樁施工由于不需要泥漿護壁，不需要設置泥漿池和沉淀池，減少了臨時用地，沒有泥漿污染，低噪音，無振動，符合環境保護和綠色施工技術標準要求。
　　4、施工工藝流程
　　4.1鉆孔
　　4.1.1樁位驗收后,下放鉆桿，使鉆頭對準樁位點，調整鉆桿垂直度，應用鉆機塔身的前后垂直標桿檢查導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心,以保證樁身垂直度偏差不得大于允許偏差，垂直度的允許偏差不大于1%。
　　4.1.2開鉆前，先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤（潤滑管線，防止堵管），然后用一定的水泥砂漿進行泵送，并將所有砂漿泵出管外。
　　4.1.3封住鉆頭閥門，使鉆桿向下移動至鉆頭觸及地面時，開動鉆機旋動鉆頭。一般應先慢后快，先鉆0.5～1m深，檢查一切是否正常，未發現異常再繼續鉆進，根據電流大小（一般掌握在額定電流180～200A之間）控制鉆進速度。如發現鉆桿搖晃、難鉆或電流猛增現象時，可能遇到障礙物；若發現電流猛增，但出土量減少且提鉆困難時，可能發生糊鉆現象；若發現電流下降但工作狀態平穩，進尺緩慢，可能因鉆尖頂在硬物上所致。遇以上情形，應停止鉆進，分析原因進行處理，禁止強行鉆進。致無異常地質情況，一般正常平均鉆進速度控制在1.2m/min左右。
　　4.1.4鉆進過程中，排出孔口的土應隨時清除，以免吊放鋼筋籠時將粘土混入樁身，影響樁身質量。
　　4.1.5根據設計確定的鉆孔深度，在鉆機塔身相應位置作醒目標注，作為施工時控制樁長的依據，鉆桿下鉆到設計深度后在原位空轉清土，在灌注前不得提鉆。現場施工技術人員根據地質勘察報告以及實際鉆孔出土觀察分析,是否達到設計要求的土層。如遇特殊地質情況,應由設計人員根據圖紙與現場地質實際情況綜合確定，并及時通知監理。在施工過程中，應及時、準確地填寫《樁施工記錄》。
　　4.1.6在軟土中成孔，樁距小于3.5d（d為樁徑）時，宜采用跳打成樁，第二輪新樁鉆孔需在老樁砼達到設計強度70%以上進行。
　　4.2鋼筋籠制作
　　4.2.1鋼筋籠制作嚴格依設計進行，允許偏差符合規范規程規定，
　　4.2.2主筋與加強筋間點焊焊接，箍筋與主筋點焊，
　　4.3泵送混凝土
　　4.3.1鉆頭到達設計標高后，鉆桿提升200mm后保持原位不停鉆，開始泵送砼，邊灌注邊提鉆桿，提升速度要與泵送速度相適應，確保中心管內有0.1m3以上的混凝土，灌注時根據泵送量及時調整提速，直至樁體混凝土高出樁頂設計標高500mm。成樁過程宜連續進行，成樁的提拔速度宜控制在1m/min～1.2m/min,（遇軟弱土層或流砂層宜控制在0.5～0.7m/min左右）。
　　4.3.2嚴格控制樁的混凝土的充盈系數。一般土質為1.15～1.2，軟土為1.2～1.3。若充盈系數不符，則要分析是否出現斷樁或頸縮現象，并采取相應的處理措施。
　　4.3.3若施工中因其它原因不能連續灌注混凝土，須根據勘察報告和施工已掌握的場地土質情況，避開飽和砂土、粉土層，不宜在這些土層內暫停泵送混凝土，避免地下水侵入樁體。成樁過程中必須保證排氣閥正常工作，防止成樁過程中發生堵管。在混凝土澆注過程中，及時、準確地填寫《樁混凝土澆灌記錄》。
　　4.4后插鋼筋籠
　　4.4.1按施工規范要求將制作好的鋼筋籠綁好砂漿塊，將振動錘和導入管通過法蘭盤連接（也可用其他連接方式），如圖1所示。利用吊車輔助將導入管插入鋼筋籠中，導入管的下端與鋼筋籠的連接如圖2所示。導管直徑為180m～200mm，壁厚為8mm，可采用整管或分節制作，震動錘的激振力為15～20KN，要求激振力能滿足下放鋼筋籠的要求。將導入管及振動錘與連接好的鋼筋籠吊起，移至已成樁的樁孔內；
　　
　　4.4.2將鋼筋吊直扶正緩緩送入孔內，啟動振動錘，通過振動用鋼筋籠導入管將鋼筋籠送入樁身素混凝土內至設計標高，同時，將樁身砼振搗密實，同時將鋼筋籠固定。
　　5、施工設備
　　采用步履式系列式或其他長螺旋鉆機，另配鋼筋加工、混凝土拌制、泵送設備等。
　　6、應用效果
　　成樁28d后，經樁身完整性和高應變承載力檢驗，長螺旋水下灌注樁的質量完全達到設計的要求。
　　7、效益分析
　　7.1經濟效益：
　　與泥漿護壁回旋鉆孔灌注樁施工效率和經濟指標比較：采用水下長螺旋鉆孔灌注樁，每臺班設備平均每天成樁25根，單方造價1070元/m3；采用泥漿護壁回旋鉆鉆孔樁施工工藝，每臺班設備平均每天成樁6根，單方造價1160元/m3。通過比較，我們可以看出：采用長螺旋鉆孔壓灌砼樁，可縮短工期2～3倍，節省施工直接費用為：3597.2×（1160-1070）=32.37萬元，經濟效益明顯。
　　7.2社會效益
　　由于其無泥漿污染，施工中無振動和燥聲，社會和環境效益顯著，符合當今綠色施工的要求，推廣、應用前景廣闊。