中国建筑一局（集团）有限公司西北分公司 陕西西安 712000
摘要：近年来，随着科学技术的提高，建设工程项目正在朝着“高、大、新、尖”的方向发展，对地下空间的开发应用也越来越重要，因此，在施工中，桩基工程就占据着举足轻重的地位。本文主要介绍砂层地质下长螺旋钻孔机增加弹簧装置后，对成孔效率的提升。
关键词：砂层地质；长螺旋钻孔机；弹簧装置；成孔效率
1.工程概况
本工程位于西咸新区，拟建建筑为超高层钢结构办公楼，地上30层，地下2层，桩基设计等级为甲级，采用后插筋混凝土钻孔灌注桩。共有工程桩297根，桩长33m，桩径700mm。
本工程所在位置处于古河道流域，土层大部分为砂层，传统的施工工艺成孔困难，容易造成塌陷、断桩的质量事故。采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插筋灌注桩施工工艺，容易成孔，压灌的混凝土密实性好，施工质量高，可有效解决这一难题。
施工过程中，当长螺旋钻机钻孔至设计标高位置时，钻头处有承压水，产生流沙现象，提钻后砂子迅速填满钻头空隙，导致钻头阀门难以冲开。针对这一难题，项目精心研究，在钻头上增加了特殊的弹簧装置，攻克了这一技术难题。
2. 机械设备
本工程中所采用的主要机械设备详见表1。
表1主要机械设备表
4. 弹簧装置工作原理
弹簧装置的整体结构、内部结构如图1、图2、图3所示。
首先，采用螺栓，通过上固定孔3，将上固定片2与钻头固定，再拧动防滑层6拆卸伸缩保护壳5，然后根据需要选择合适的主弹簧14，将选择的主弹簧与第一伸缩框架12通过螺栓连接，然后通过拧动防滑层6安装伸缩保护壳5；检查固定保护壳7的完整性，若需更换固定保护壳时，通过转动第一凹槽8，将其卸下，然后安装新的固定保护壳，再通过下固定孔11，将下固定片10与钻头栓接固定，形成整体。
当钻机开始钻孔，钻头钻进时，主弹簧14和辅弹簧16持续压缩受力，待钻至设计标高后，轻微提钻，并开始压灌混凝土，主弹簧14和辅弹簧16恢复原状，产生向下的作用力，和混凝土的重力一起打开钻头阀门，使混凝土顺利通过空心钻杆压灌至桩孔中，大大增加了钻头阀门一次打开的几率，保证了施工的连续性，提高了设备性能。
图1弹簧装置整体结构示意图
1-弹簧器，2-上固定片，3-上固定孔，4-第一固定柱，5-伸缩保护壳，6-防滑层，7-固定保护壳，8-第一凹槽，9-第二固定柱，10-下固定片，11-下固定孔。
图2伸缩保护壳内部结构示意图
12-第一伸缩框架，13-第二凹槽，14-主弹簧
图3固定保护壳内部结构示意图
15-第二伸缩框架，16-辅弹簧
图4 钻头弹簧装置实景图
5. 成孔效率提升对比
未安装弹簧装置前，桩基施工记录详见表2。三天内累计下钻施工14次，在只借助混凝土重力时，仅3次成功开启钻头阀门，成功率仅为
21.4%，严重影响了工期，增加了成本，并且在同一位置多次钻孔会扰动地基土，成桩后挤密效果差。
表2未加弹簧装置的成桩记录表
安装弹簧装置后，桩基施工记录详见表3。两天内共计下钻施工13次，成功10次，成功率高达76.9%，效率提升非常明显。
表3 增加弹簧装置的成桩记录表
6. 结语
在长螺旋钻孔机钻头处安装弹簧装置后，具有如下优势：
1）桩基施工从原来的每天1根到后期每天最多达5根。
2）弹簧装置的增加，可有效节约工期，节约机械台班费、人工费及管理费等。
3）钻机成孔、压罐混凝土、下插钢筋笼等各工序连接紧密，施工质量高、速度快。
由此可见，在长螺旋钻孔机钻头处安装弹簧装置，对砂层地质条件下的成孔效率提升非常明显，本技术可供类似工程借鉴。
参考文献：
[1]王佳.长螺旋钻孔压灌桩在西安地区的应用[J].陕西建筑，2014（1）：34-36；
[2]梁关燕.关于长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼技术在深厚粉砂、粉土层中的研究[J].建筑知识：学术刊，2014（B08）：319-319；
[3]建筑桩基技术规范.JGJ94-2008。
论文作者:王萌,袁磊强,赵文超,李宗华,张春光
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/7/9
标签：弹簧论文; 钻头论文; 钻孔机论文; 装置论文; 钻孔论文; 桩基论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第12期论文;