摘要：旋转挤压灌注桩在钻孔过程中噪音低、振动小，成孔和灌注混凝土一次完成，消除了大量的泥浆处理和运输的工作，从根本上避免了由此对施工现场和周边环境的污染，是一种环境保护型的绿色新技术，具有较好的社会效益和经济效益。
关键词：灌注桩；孔隙率；质量控制
1 前言
旋转挤压灌注桩技术是一种新型的挤压土体成孔灌注桩技术，旋转挤压灌注桩技术将常识中“膨胀螺丝”的道理运用在桩基础施工中，使其更牢固的特点得以实现。成孔过程中对桩侧土体挤压、进行加密，成桩后，桩体与桩侧土在混凝土的胶结作用下紧密胶结，桩端持力层在设备竖向加压荷载作用下得到适度挤密，桩的承载力由直杆段的侧阻力（摩阻力）和桩端的端承力组成。旋转挤压桩成桩的过程分为一次下钻挤压成螺母孔，二次原地挤压成直杆孔，三次提钻挤压、压灌混凝土三个阶段。下钻时，旋转挤压桩机采用正向同步技术挤压土体形成螺母状桩孔；钻杆钻至设计标高，采用非同步技术，对螺旋状桩孔进行二次挤压，形成直杆孔；提钻时，三次挤压，旋转挤压桩机采用正向旋转非同步技术对直杆桩孔进行三次挤压，同时通过钻杆芯全程泵压混凝土形成混凝土灌注桩。近年来旋转挤压灌注桩在桥梁、道路、铁路工程上大量应用，能够与土体形成有效的整体统一受力，整个基础力学性能有一个质的提升。
2 桩型特点
旋转挤压钻孔不取土：与传统的钻孔灌注桩、长螺旋灌注桩施工工法相比本工法对桩侧土体全程进行挤压成孔，无需出土。单桩承载力高：成孔过程中，通过对桩孔周围土体的挤密作用，桩侧土体的孔隙率减小、密实度提高，从而提高了桩侧的摩阻力，同时桩端机械挤压成扩大头型式，提高了桩端承载力。在相同条件下，旋转挤压桩与普通直杆灌注桩相比，单桩的极限承载力有显著提高，同时也降低了地基的沉降，适用于沉降变形要求高的建筑物。材料消耗少：旋转挤压灌注桩每一立方混凝土提供的承载力，相当于钻孔灌注桩的1.5-2倍，同等条件下与钻孔灌注桩相比，可通过缩短桩长、缩小桩径和减少桩数等方式，实现不低于钻孔灌注桩的承载力，减少桩体材料消耗。适应性强：旋转挤压灌注桩施工工法对于不同土质有很强的适应性，在钻具的护壁作用下不会发生塌方、渗水等问题，因此成桩质量不受地下水位的影响。质量可靠、施工环保：采用旋转挤压灌注桩施工工法，桩身及桩底均为挤压成型，连续泵送混凝土成桩，施工工艺简单，桩身质量可靠。不存在基底余土残留，不需做清底处理，不存在塌孔、夹层、断桩、缩径等质量问题。
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3 适用范围
旋转挤压灌注桩施工工法适用于杂填土、粘土、粉土、黄土、砂层，卵石层等土层，不受地下水位的限制。可用于高等级公路、高速铁路路基工程，包括桩筏基础、复合地基、承台基础、条形基础和施工，常用施工桩径300mm～800mm，施工桩长≤40m。
4 施工工艺及质量控制措施
旋转挤压灌注施工主要包含成孔、泵压灌注混凝土、钢筋笼制作和安装三个阶段。
成孔阶段：旋转挤压灌注桩选择直流钻机进行钻孔，以便在开机瞬间钻头扭矩能够达到最大值，通过试桩记录成孔过程中的旋转电流和加载电流数据，每1米记一次，形成“电流-深度”曲线，并与工程地质资料进行比对，形成土质-电流-深度三者关系，作为判断进入持力层深度的依据，同时也为后续施工进行钻进过程指导。桩基础施工顺序宜由内向外进行，若桩基设计间距较小，可采用跳桩法施工，可通过观察已经施工桩基的混凝土地面变化情况判断是否存在挤土负效应问题。利用经纬仪十字交叉控制桩机钻进的垂直度，发现偏斜及时进行纠偏。在钻孔的过程中，桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配。形成螺母状土体，钻杆每下降一个螺距，钻杆旋转一周，钻至旋转挤压桩设计深度，形成螺旋状桩孔。若为直杆状桩孔，钻至设计深度后，钻机停止下钻，对土体进行二次挤压形成直杆段土体，旋转挤压桩钻杆每上升一个螺距，钻杆旋转两周以上。
泵压灌注混凝土阶段：采用C25级以上的水下混凝土，塌落度在18-22cm，混凝土具有良好的流动性、和易性。混凝土用碎石粒径宜采用5～25mm，针片状颗粒不大于10%施工过程中严格按照配合比下料，严格控制粉煤灰的掺入量，控制混凝土凝结时间，为后续钢筋笼沉入留出充足施工时间。压灌过程中，控制提钻速度，采用反向旋转挤压提钻杆，记录泵入混凝土量和钻头离桩底的高度，确保钻杆内混凝土高于钻头底面2m以上，保证不出现塌孔、夹渣等质量缺陷。钻头提至桩顶标高1m以上时，停止提钻保持泵管压力，达到桩体混凝土密实。在泵压混凝土钻机提钻过程中，钻头对土体形成二次有效挤压。
钢筋笼制作和安装：旋转挤压灌注桩采用压灌混凝土后插钢筋笼施工工艺，要求钢筋笼要有较好刚度、螺旋筋与主筋、支撑筋、保护筋有较好的连接，形成刚性圆柱体，钢筋笼下部主筋1m长度向圆心内弯曲30度，形成类似圆锥的结构。采用吊机吊起钢筋笼，对准桩孔缓慢沉入，当沉入困难时可辅以振动措施。钢筋笼较长，柔度较大情况下，可采用钢筋笼内插导杆辅助下沉，钢筋笼下沉至设计位置，缓慢轻微振动提升导杆。
5结语
旋转挤压灌注桩利用桩体自身的特殊结构和安全快捷的施工方法使桩身的沉降变形大为减小，承载力明显提高。同条件下与普通的直杆灌注桩相比，可缩短桩长，减少桩径和桩的数量，从而显著地降低工程成本，节省工程造价。旋转挤压灌注桩在钻孔过程中噪音低、振动小，成孔和灌注混凝土一次完成，消除了大量的泥浆处理和运输的工作，从根本上避免了由此对施工现场和周边环境的污染，是一种环境保护型的绿色新技术，具有较好的社会效益和经济效益。
论文作者:王瑞清
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
标签：混凝土论文; 钻杆论文; 钻孔论文; 钢筋论文; 承载力论文; 过程中论文; 钻头论文; 《基层建设》2017年第20期论文;