学文网摘 要：螺杆桩是一种独特的变截面桩，该桩型具有环保性能好、适用范围广、桩身质量可靠、承载力高、成桩速度快、综合费用低等优点。本文简单介绍了螺杆桩的成桩原理、施工工艺和质量控制要点，旨在提高螺杆桩机施工质量，推进绿色环保施工方法。
关键词：螺杆桩；施工工；质量控制
1.螺杆桩简介
螺杆桩是一种由上部为圆柱形桩体，下部为螺纹形桩体组合而成的变截面异形灌注桩，其上下两段桩长度可以根据地质情况进行调整，下部螺纹桩体的外径与上部圆柱桩体直径相同，如***1 所示。
1.1螺杆桩原理
螺杆桩在成孔过程中，桩侧土体受到挤压和加密作用，成桩后部分桩体形成螺纹，而桩侧土体形成“螺母”。桩体螺纹与桩侧土“螺母”紧密咬合在一起，当螺杆桩受到竖直向***荷时，螺纹段的桩侧土“螺母”受到压缩，环状“螺母”的根部受到剪切。桩的承载力是由直杆段的侧阻力（摩阻力）、螺纹段的抗剪强度和桩端的端承力组成。由于螺纹段的抗剪力远远大于同等条件下的侧阻力，螺杆桩与一般的柱体完全侧阻力（摩阻力）桩相比，承载力高很多。螺杆桩施工过程中是完全挤土桩，无残土排出，不需要泥浆护壁，桩底无虚土。螺杆桩上部的桩体段在荷载传递过程中，加大了受压面积，提高了桩身刚度和对螺纹段功能发挥起着承上启下的作用。
在成桩施工时，桩机钻杆的旋转速度与上升或下降速度同步与不同步的控制是形成螺杆桩上部圆柱型和下部螺纹型的关键技术。同步即钻杆上升或下降一个螺距，钻杆刚好旋转一圈实施挤压土体，从而形成螺纹形的孔或桩。不同步即钻杆每上升或下降一个螺距，钻杆旋转多圈并挤压土体，从而形成圆柱形的孔或桩。螺杆桩成桩的过程分为下钻和提钻两个过程。下钻时，螺杆桩机采用正向非同步技术挤压土体形成螺杆桩的圆柱段，随后钻杆采用正向同步技术挤压土体，形成螺杆桩的螺纹段。提钻时，螺杆桩机采用反向同步技术提升钻杆至出地表面，在提钻同时泵送混凝土，直至桩顶设计标高，后置钢筋笼至标高。
1.2螺杆桩技术标准
螺杆桩混凝土要求强度等级不应低于C25，塌落度控制在18～20cm，混凝土石子粒径宜在5～25mm范围内，针片状颗粒不大于10%，混凝土宜采用早强混凝土，确保一周内混凝土强度达到设计值的100%。螺杆桩质量检测标准，除了按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002），《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18-2003），《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）执行外，还应符合以下标：桩体倾斜偏差不超过1%；进入持力层深度应符合设计要求；桩径偏差不超过50mm，桩径不允许出现负偏差。
2.螺杆桩施工工艺
螺杆桩是一种使用钻机、钻具旋转挤压土体成孔，使管内泵压细石与混凝土成桩。采用变截面的构造形状，符合附加应力的分布规律、应力分担比和刚度变化的要求，调整了土体与桩之间的作用。具体来说，提高了桩侧土体的应力分担比和应力扩散度，减少了桩端荷载，使桩身受力与土体受力协调一致。
2.1桩机就位
按照测量放线的位置将桩机就位，桩位偏差不大于5 cm。桩的施工顺序应从中间向四周进行，同时，根据桩的规格，宜先长后短进行施工。采取间隔跳打的施工方式，以防桩孔间窜浆。桩机就位后对其进行调平和稳固，确保成孔垂直度偏差不大于1%.
2.2 钻孔深度
按照地面标高和设计桩底标高计算出钻孔深度，在钻机钻过程中，应适时进行监控测量，避免超钻。根据螺杆桩桩体形状的特殊性和工艺试验所总结出的钻进速度与下钻速度的比例关系，在钻进过程中，应严格控制钻孔速度，确保成桩时螺纹段和圆柱段合格。当钻机钻进的深度达到设计孔深时停止钻进，同时准备好灌注用的混凝土。将管道混凝土罐车与钻机灌注孔紧密连接，然后提升钻头并注入混凝土。按照工艺试验结果，要注意混凝土泵入速度与钻头提升速度的比例，确保孔内混凝土完全充填密实，避免因混凝土泵送过快而埋入钻头，进而破坏混凝土泵机或孔壁。
2.3停泵
当钻机钻头提升至桩体虚桩头位置时停止泵送混凝土，并准备提升钻头。提出钻头时必须放缓速度，避免因速度过快而破坏孔壁。将大的土块或石块放入孔内与混凝土掺和在一起，避免因速度过快而影响桩头的质量或损坏钻头。同时，尽量按照设计桩位间隔施工，避免孔位相邻过近而造成扰动，进而破坏混凝土的初凝强度。
2.4混合料的搅拌和运输
混合料搅拌采用砼集中拌和，各种原材料按施工单位抽样数量的20%进行检验或10%进行平行试验。按照配合比进行配料，将每盘料的搅拌时间控制在120 s 左右，并将混合料的塌落度控制在180～220 mm 之间。
3.螺杆桩施工的质量控制
（1）按照工艺试验已定参数，做好详细的总结并指导现场施工，同时在施工过程中要时刻注意检查螺杆桩施工工艺的变化和机械设备的性能。取出钻渣样品与设计***纸的地质情况进行核对，如果不相符，则要立即停止施工，并向设计单位汇报，然后采取相应的措施。按照设计要求和规范要求进行试桩。
（2）将设计***纸桩位布置、桩体数量和桩间距作为施工依据，禁止随意调整。同时，螺杆桩桩体的长度、桩头顶标高和桩径必须满足设计和相关验标的要求。
（3）在桩体施工过程中，要及时制作混凝土试件，然后进行后期的强度检测。按照相关要求确定试件数量，一般情况下，每个工作班都应制作1 组。当龄期达到28 d 时，清除桩头和周边土体，并进行单桩和复合地基承载力试验，相关结果要满足设计要求和规范要求。
（4）混凝土拌和设备的性能关系到混凝土的质量，因此要采用强制式拌和机进行拌制。按照工艺试验参数对桩体施工配合比进行适时的调整，确保粉料掺和量和出机塌落度满足设计要求和验标要求，并经过现场监理确认同意后方可实施。
（5）在清除桩头周边的土时必须小心谨慎，以免扰动桩身和土体而破坏桩体质量。在施工过程中，必须及时清除钻渣，并制订环境保护措施。
（6）螺杆桩施工的全过程必须由专职质检工程师进行监督，记录相关技术参数，确保桩体质量合格。施工过程中的每道工序施工结束后，必须自检合格后报请现场监理工程师进行检验，合格后再进行下道工序，同时还要做好检验批签认工作。
结束语
本文通过对螺杆桩施工工艺和质量控制的深入分析，笔者认为螺杆桩的技术、经济和环境效益较为显著。螺杆桩的施工方法在成孔过程中噪音低、振动小，成孔和浇筑混凝土的过程一次完成，避免了泥浆处理和渣土外运工作，是一种环保型的绿色施工方法。
参考文献
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