摘要：长螺旋钻孔压灌桩技术具有环境污染小，施工工效高，综合经济效益好的优点，但该技术仍存在桩端承载力不足和可适用的地层范围受限等问题。为此，本文通过对长螺旋钻孔压灌桩施工装备与技术改进进行分析研究，提出了桩端旋喷扩孔和全跟管干式成孔入岩等技术措施，提高了桩端承载力和扩大了适用地层范围，具有较好的市场应用前景。
关键词：长螺旋钻孔压灌桩；桩端承载力；施工技术；装备改进
1 现有技术特点分析
长螺旋钻孔压灌桩技术是指利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，通过钻杆芯管将混凝土压送至孔底，边压送混凝土边提钻直至桩顶标高，再将钢筋笼植入素混凝土桩体中形成的钢筋混凝土灌注桩。[1]。其优点主要有：1）超流态砼流动性好，放入钢筋笼容易；2）桩尖无虚土；3）成孔成桩一机一次完成、操作简便；4）不需要泥浆护壁不排污，环境影响小；5）成桩速度快，施工效率高，综合效益好[1]。
由于其具有以上诸多优点，尤其在地下水位低，地层条件相对较好的北方地区已得到了广泛应用，但在地下水位高，地层条件差的南方地区仍应用较少，主要原因在于常规使用的长螺旋钻孔压灌桩技术和装备仍难以解决桩端承载力不足和地层应用范围受限的问题。为此，本文通过对长螺旋桩机施工装备与技术改进进行分析研究，通过现场工程项目的多次实践应用，提出桩端旋喷扩孔和全跟管干式成孔入岩等技术措施，现已取得了良好应用效果，具体改进措施详见如下。
2 装备改进
将现有的普通长螺旋桩机改进成跟管式入岩桩机，其主要由动力头、高稳定性步履式桩架和先进的液压电气控制系统构成，配制套管螺旋钻杆及潜孔锤等组合钻具[2]。跟管式入岩桩机输出扭矩大，可有效解决目前国内的普通长螺旋桩机在特殊地质施工时遇到的扭矩不足的情况。装备
改进后的优点主要有：
“干式”：具有环保性，全套管护壁，无泥浆护壁。
“入岩”：具有多种地层广泛应用性。软土层、砂层、砾石层、熔岩溶洞、花岗岩等多种复合地层及复杂地层一次钻孔成桩。
“植入”：可用多种桩型。可做压灌桩、钢混复合桩、PC根植桩、密闭咬合桩等。
表1 设备主要技术参数表
可进行的施工工法有：
套管护壁钻孔灌注施工：套管逆旋转跟进成孔，螺旋正旋转钻进，同时排出土，无需泥浆护壁和其它设施，钻至标高提取出螺旋钻具，保留套管，放置钢筋笼，注入混凝土，最后提出套管成桩完成。也可采用压灌后置钢筋笼工艺。
钢管复合桩施工：双钻具正、逆向旋转钻进，芯钻排出管内渣土，钻入标高深度，保留套管，边提芯钻边从芯钻中心孔灌入混凝土，然后在混凝土内插入芯材，形成钢管劲性复合桩。
3 技术改进
为提高桩端承载力，可对长螺旋钻孔压灌桩进行旋喷扩孔（简称WZ桩），工艺原理为：WZ桩是利用长螺旋钻机钻至设计深度，通过钻头喷嘴向孔侧（底）高压喷射水泥浆，旋喷切削钻孔周围土层，形成扩大头，然后通过钻具向孔内连续压灌制备好的混凝土，边压灌混凝土边提升钻具，灌至桩顶标高后，向孔内插入钢筋笼形成的桩体[3]。
WZ桩具体施工工艺如下：
地面钻孔旋喷测试→下放钻头钻孔→桩端旋喷扩孔→连接混凝土输送泵→形成扩大头→振插钢筋笼，形成桩体。
该技术改进后的主要优点有：1）适应地层更广泛；2）承载力值提高；3）成桩速度更快，质量更好；4）绿色环保，无泥浆污染；5）工程造价低，对比其它桩型可节约30%。
4 结论与展望
本文通过对长螺旋钻孔压灌桩施工装备与技术改进，并在长三角地区取得了良好的工程应用效果，证明该装备与技术的改进是切实可行的。
通过进一步的分析研究发现，还可做以下改进以取得更为广泛的市场推广应用：
（1）加大动力头功率，由原来动力头为75KW一台电机提升至两台90KW电机。
（2）增加钻头的高压水切割系统和智能控制系统：a、当扭矩达到一定量值时，设备自动降低钻进速率，以增加扭矩；b、当扭矩达到一定量值时，设备自动开启高压水切割功能。
（3）同时提升桩架的高度与刚度，使现有的设备具备施工桩径1.2m，桩长40m的施工能力。
参考文献：
[1] 李亚成，刘海龙，王伟刚. 长螺旋钻孔压灌混凝土旋喷扩孔桩的应用[J]. 陕西地质，2017年6月第35卷第1期
[2] 徐佳炜. 超流态混凝土灌注桩在软土地基上的施工工艺初探[J].江西建材，2015年第17期.
[3] 杨建龙，吴春林. 长螺旋钻孔后插钢筋笼灌注桩施工工艺与设备[J]. 施工技术，2013年10月第42卷第19期
论文作者:唐文,魏珊珊
论文发表刊物:《云南电业》2019年7期
论文发表时间:2019/12/13
标签：钻孔论文; 螺旋论文; 地层论文; 混凝土论文; 技术论文; 承载力论文; 套管论文; 《云南电业》2019年7期论文;