關(guān)于螺桿樁與長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)的比較研究

高子華

摘要：隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，各行業(yè)都展開建筑施工項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)，對于施工項(xiàng)目中的各工藝、施工材料等的要求也越來越高。一些新的工藝技術(shù)也由此得到了發(fā)展的機(jī)會(huì)。以灌注樁技術(shù)而言，其要求在施工中實(shí)現(xiàn)就位成孔，并且減少對周邊環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)混凝土或鋼筋混凝土的灌注，在該施工工藝中，采用何種施工技術(shù)，以及該施工技術(shù)所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都成為建筑施工項(xiàng)目開發(fā)中必須思考的內(nèi)容?；诖吮疚恼归_對螺桿樁和長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)的比較分析，能夠?yàn)椴煌氖┕ろ?xiàng)目提供最優(yōu)的施工工藝，為項(xiàng)目帶來最佳效益。

Abstract： With the further development of the urbanization process， all industries have started construction projects， and the requirements for various processes and construction materials in construction projects are getting higher and higher. Some new process technologies have also been developed. In terms of the pouring pile technology， it is required to achieve the hole formation in the construction， and reduce the impact on the surrounding environment， to achieve the concrete or reinforced concrete pouring， in which the construction technology used， and the economic and social benefits achieved by the construction technology have become the content that must be considered in the development of the construction project. Based on this paper， a comparative analysis of screw pile and long helical drilling grouting pile technology can provide optimal construction technology for different construction projects and bring the best benefits to the project.

關(guān)鍵詞：螺桿樁；長螺旋鉆孔壓漿樁；施工技術(shù)；比較

Key words： screw pile；long helical drilling grouting pile；construction technology；comparison

中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0133-02

0 引言

灌注樁主要是指在建筑施工中，需要進(jìn)行混凝土灌注或是鋼筋混凝土灌注所制成的樁，有大小、型號(hào)等工藝要求，因而根據(jù)成孔方法的不同，可以將灌注樁分為沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等不同的類型。另外還根據(jù)施工項(xiàng)目的施工條件等的差異分為螺桿樁灌注樁和長螺旋鉆孔壓漿樁。對于螺桿樁和長螺旋鉆孔壓漿樁而言，其施工的條件、施工的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及施工程序等都具有很大的差異，因而其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益也大不相同。本文展開對兩種施工工藝技術(shù)的比較探討，能夠?yàn)楣嘧兜膬?yōu)化發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1 螺桿樁的施工技術(shù)

1.1 螺桿樁設(shè)備分析

螺桿樁是一種新型的灌注柱設(shè)備，在結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)上部為圓柱型，下部為螺絲型的組合式樁。其主要的施工原理是以螺絲釘比釘子更牢靠的原理實(shí)現(xiàn)灌注樁施工，同時(shí)其采用的是鉆具旋轉(zhuǎn)擠壓的方式成樁。其在打樁過程中，主要是利用變截面的構(gòu)造形狀的變化，來實(shí)現(xiàn)樁側(cè)土體的變化。原理上來說，螺桿樁屬于一種擠土式灌注樁，采用的是全液壓機(jī)鉆具。

1.2 螺桿樁施工技術(shù)特點(diǎn)

螺桿樁施工技術(shù)是基于高強(qiáng)度的鋼纖維混凝土預(yù)制螺紋樁的基礎(chǔ)上，采用常規(guī)混凝土灌注和獨(dú)立的施工工法形成螺桿樁，使其能夠達(dá)到施工項(xiàng)目中所需的預(yù)制樁的承載力水平。螺桿樁成樁工藝主要是分為四個(gè)工藝。第一是利用全液壓設(shè)備將螺桿鉆入土中（或巖石土質(zhì)），該過程螺桿樁中的利用樁體的變截面的構(gòu)造形狀，使得樁側(cè)的土體受到擠壓，加密作用，最后形成螺紋狀態(tài)，此時(shí)樁側(cè)土地形成螺母，螺桿樁和樁體本身形成一個(gè)螺紋狀的結(jié)構(gòu)，能夠增加其緊密咬合的程度，使其在豎向上的承載力大大增加。與此同時(shí)在進(jìn)行鉆土過程，會(huì)實(shí)現(xiàn)對樁頂?shù)拇驌?，是螺桿樁的樁身受到較大的負(fù)荷，樁側(cè)也會(huì)因此壓縮，受到剪切力，此時(shí)樁的承載力將會(huì)大大增加，螺桿樁與土側(cè)之間的相互關(guān)系會(huì)產(chǎn)生變化，如樁身的附加應(yīng)力實(shí)現(xiàn)上部逐漸向下部遞減的變化，使得樁體滿足施工中混凝土注入的承載力分布情況，方便第二個(gè)工藝步驟的展開；第二是隨提鉆隨泵壓混凝土工藝，要求一開蓋板測量孔深和垂直度，明確孔深是符合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下需要在螺桿樁打樁前先展開深度以及垂直度的預(yù)測，在臨近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)放緩對樁頂?shù)膲毫Γ坏谌欠配摻罨\，放混凝土串筒，鋼筋籠需要實(shí)現(xiàn)做好施工檢測，保證其質(zhì)量和規(guī)模大小符合螺桿樁的樁測體積；進(jìn)行澆筑混凝土，采用隨澆隨振的方式，避免混凝土出現(xiàn)空氣，影響其密度和承載力大小，然后實(shí)現(xiàn)插樁頂鋼筋，固定成型。從施工工藝上來看，螺桿樁的施工技術(shù)的重點(diǎn)在于其極限承載力的計(jì)算。在施工技術(shù)管理方面，螺桿樁作為一種新型樁，必須做好施工前準(zhǔn)備，做好鉆孔機(jī)的管理，如保證鉆孔機(jī)的水平位置以及確保鉆孔的深度和垂直度；實(shí)現(xiàn)鉆孔施工時(shí)，調(diào)整好鉆扣機(jī)位置和垂直度，實(shí)現(xiàn)鉆入，出土，達(dá)到深度后停鉆，提鉆，確保鉆口機(jī)不會(huì)對樁口造成影響。這些工藝對于其他類型的灌注樁而言，大體上是相同的施工工藝，主要的差異在于兩者之間極限承載力的計(jì)算方式不同，以及所承受的極限承載力不同。

2 長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)

2.1 長螺旋鉆孔壓漿樁結(jié)構(gòu)

長螺旋鉆孔壓漿樁主要是由頂部滑輪組、立柱、斜撐桿、底盤、行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、操縱室、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成。主要采用箱型界面結(jié)構(gòu)形式。以立柱兩側(cè)的滑道作為動(dòng)力基礎(chǔ)，由鉆桿上下運(yùn)動(dòng)才展開方向控制，并且利用液壓缸實(shí)現(xiàn)起降，總體來說，長螺旋鉆孔壓漿樁的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但是操作起來較為簡便。長螺旋鉆機(jī)包括液壓步履樁架和鉆進(jìn)系統(tǒng)兩部分。樁架采用液壓步履式底盤，自動(dòng)化程度高，可自行行走及360度回轉(zhuǎn)，設(shè)有四條液壓支腿及一條行走油缸以輔助行走及回轉(zhuǎn)同時(shí)增加施工時(shí)的整機(jī)穩(wěn)定性，可整機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。立柱為可折疊式箱型立柱，法蘭連接方式，立柱采用兩塊高厚度蒙板并且用大型折彎機(jī)折彎技術(shù)，經(jīng)兩道焊縫焊接而成同時(shí)立柱內(nèi)部每隔60cm加焊四根加強(qiáng)筋固定，增加立柱抗扭抗彎性。立柱由兩條變幅液壓油缸控制其起降。鉆進(jìn)系統(tǒng)包括動(dòng)力頭與鉆具，動(dòng)力頭的輸出軸與螺旋鉆具為中空式，樁機(jī)采用長螺旋成孔，可通過鉆桿中心管將混凝土（或泥漿）進(jìn)行泵送混凝土CFG樁施工，即能鉆孔成孔一機(jī)一次完成，也可用于干法成孔、注漿置換改變鉆具后還可采取深層攪拌等多種工法進(jìn)行施工。

2.2 長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)分析

長螺旋鉆孔壓漿樁是灌注樁的重要技術(shù)之一，其主要采用的是鉆孔灌注樁原理。但是在施工工藝上具有自己的獨(dú)特性。第一是長螺旋鉆孔壓漿樁首先需要控制主樁距和樁徑，保證在施工過程中，長螺旋鉆孔壓漿樁不會(huì)對已有的樁孔的破壞。并且要求采用干作業(yè)法來實(shí)現(xiàn)施工，土質(zhì)懸著為地下水以上的位置，避免水泥漿被地下水稀釋。這需要做好前期的勘測檢測，明確各個(gè)樁距和樁徑、樁深；第二是實(shí)現(xiàn)施工前的試樁，做好各項(xiàng)材料的準(zhǔn)備，如水泥的型號(hào)選擇、粗骨料和鋼筋的大小的選擇，最后按照設(shè)計(jì)方案中所提到的土質(zhì)情況以及所展開的施工項(xiàng)目的工藝要求進(jìn)行試樁，嚴(yán)格按照試樁的各項(xiàng)施工參數(shù)組織進(jìn)行工程樁施工。

3 螺桿樁與長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)的比較

實(shí)現(xiàn)對螺桿樁和長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)的比較研究，上述已經(jīng)展開了兩種施工工藝的整體的施工情況的分析，由此我們可知，實(shí)現(xiàn)兩者的比對，首先是要求兩者的設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡易程度以及對整個(gè)施工工程的影響入手，其次是對其在施工工藝的效率上的分析，對兩者的所使用的建筑項(xiàng)目進(jìn)行探討，以此得出兩者所適用的灌注樁的情況；最后是實(shí)現(xiàn)其施工技術(shù)的對比分析，達(dá)到螺桿樁和長螺旋鉆孔壓漿樁的比較的目的。

3.1 螺桿樁的技術(shù)優(yōu)勢

①從經(jīng)濟(jì)效益上來看。第一螺桿樁具有結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，在現(xiàn)場施工操作中，便于攜帶，操作方便，同時(shí)其整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，設(shè)備的造價(jià)較為低廉，能夠?yàn)槭┕ろ?xiàng)目節(jié)約機(jī)械設(shè)備這一支出；第二是螺桿樁的沖擊器耗氣量低，配套挖坑設(shè)備小，節(jié)能經(jīng)濟(jì)。

②從施工工藝上來看。第一螺桿樁的結(jié)構(gòu)簡單對于野外等施工環(huán)境較差的項(xiàng)目而言，具有較高的性價(jià)比，如其重心低可拆性好，搬遷運(yùn)輸方便，特別適合在道路高低不平的崎嶇地勢或凹凸地方環(huán)境。特別是對于我國丘陵地區(qū)的項(xiàng)目施工中，螺桿樁具有很強(qiáng)的普適性。第二在施工工藝中，螺桿樁自身的工作原理使得其工作效率較高，設(shè)備損耗性較少，能夠滿足項(xiàng)目施工的工期要求。如螺桿樁回轉(zhuǎn)減速器扭矩大，在強(qiáng)振動(dòng)、高負(fù)荷的工作條件下，可靠性好，不會(huì)因?yàn)樽匀画h(huán)境而影響其施工質(zhì)量。另外是螺桿樁所采用的系統(tǒng)具有載重保護(hù)和電源缺相保護(hù)器保護(hù)功能，可以使挖坑機(jī)在作業(yè)中性能更加穩(wěn)定；在施工對象上螺桿樁也具有較大的優(yōu)勢，如螺旋地樁鉆孔機(jī)產(chǎn)品還可以用于民用和小型工業(yè)建筑，其原理，螺桿通過上、下導(dǎo)架支承于樁架導(dǎo)桿上，其上端有驅(qū)動(dòng)螺桿鉆進(jìn)的動(dòng)力頭，下端裝帶硬合金刀刃的鉆頭，作業(yè)時(shí)鉆渣沿螺桿導(dǎo)槽自動(dòng)排出，所鉆樁孔孔壁規(guī)則，不需護(hù)壁或清洗孔底，鉆至設(shè)計(jì)深度后，提出鉆桿，很適用于嚴(yán)寒凍土，并能將孔底擴(kuò)大，增加樁的承載力。

3.2 長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)優(yōu)勢

①從經(jīng)濟(jì)效益上來看。第一長螺旋鉆孔壓漿樁由于結(jié)構(gòu)設(shè)備的齊全，由于系列的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等等，其工作效率也因此增加，對于項(xiàng)目施工的工期而言，具有很高的保證。同時(shí)其結(jié)構(gòu)的齊全，也會(huì)使得施工工藝步驟能夠同時(shí)進(jìn)行，如在液壓機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)能夠同時(shí)作業(yè)，減少項(xiàng)目在灌注樁施工過程中的人力成本的投入。第二，由于長螺旋鉆孔壓漿樁技術(shù)是一次成樁的工藝技術(shù)，在施工中避免出現(xiàn)一些施工材料的浪費(fèi)，同時(shí)能夠?qū)χ車氖┕きh(huán)境起到很好的保護(hù)作用。

②從施工工藝上來看。第一是長螺旋鉆孔壓漿樁能夠完成系統(tǒng)的科學(xué)的施工工藝，如在施工過程中，長螺旋樁機(jī)、輸送泵等都能夠通過振動(dòng)機(jī)來作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一次成樁，節(jié)約施工的工期情況。在施工過程中，具有較高的質(zhì)量保證，如其樁側(cè)不需要采用水泥漿或泥漿保護(hù)，這一方面節(jié)約了施工步驟，另一方面不需要考慮水泥漿等對施工現(xiàn)象帶來的環(huán)境污染，對施工材料有了較好的控制。第二是該灌注樁技術(shù)工藝能夠提高施工項(xiàng)目的效率，即其施工條件簡單，在生活區(qū)作業(yè)也不會(huì)對周邊生活有影響，表現(xiàn)為施工技術(shù)成熟，施工無噪聲污染等。

4 結(jié)語

綜上所述，灌注樁技術(shù)是我國建筑施工項(xiàng)目中不可忽視的工藝技術(shù)之一，當(dāng)前不同的工程項(xiàng)目、不同的項(xiàng)目條件等都要求能夠采取最佳的工藝條件，不僅能夠提高工程各行的施工質(zhì)量還能夠提高工程的經(jīng)濟(jì)效益，螺桿樁以及長螺旋鉆孔壓漿樁作為當(dāng)前建筑施工項(xiàng)目中常用的灌注樁技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對其施工工藝、施工條件、施工優(yōu)勢的比較研究，能夠有效地推動(dòng)建筑施工項(xiàng)目的質(zhì)量發(fā)展，也能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑施工項(xiàng)目環(huán)節(jié)中的各項(xiàng)資源的合理配置管理，提高施工項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

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