長螺旋鉆孔灌注樁技術要點分析

馬志超

廣東省珠海工程勘察院 廣東 珠海 519000

1 引言

長螺旋鉆孔灌注樁是一種地基處理方法，它結合了螺旋鉆孔和灌注樁的優(yōu)點。長螺旋鉆孔灌注樁是通過旋轉螺旋鉆頭，將土壤逐漸挖掘出來，形成一個孔洞。然后，在孔洞中灌注混凝土或其他灌注料，使其充滿整個孔洞。灌注料在凝固后形成一個堅固的樁體，增加地基的承載力，它可以在不同類型的土壤中進行鉆孔[1-3]。灌注樁是一種通過將混凝土灌注到鉆孔中來加固地基的方法。長螺旋鉆孔灌注樁將這兩種方法結合起來，通過在鉆孔過程中同時進行灌注，可以有效地加固地基。施工過程：長螺旋鉆孔灌注樁的施工過程包括以下幾個步驟：（1）鉆孔，使用鉆機和螺旋鉆頭進行鉆孔，根據(jù)設計要求確定孔的深度和直徑；（2）清孔，在鉆孔過程中，需要及時清理孔內的土壤和巖石碎屑，保持孔洞的清潔；（3）灌注，在鉆孔完成后，使用泵車將混凝土或其他灌注料注入孔洞中，同時使用振動棒進行振搗，確保灌注料充實并排除氣泡；（4）樁頂處理，在灌注料凝固后，對樁頂進行修整和處理，使其符合設計要求。

圖1 長螺旋鉆孔灌注樁施工示意圖

長螺旋鉆孔灌注樁在地基處理中有廣泛的應用[4-5]。它可以用于建筑物、橋梁、碼頭等工程的地基加固。該方法可以提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減少地基沉降和變形，從而保證工程的安全和穩(wěn)定。此外，長螺旋鉆孔灌注樁還可以用于處理復雜地質條件下的地基問題，如軟土地基、淤泥地基和巖石地基等。長螺旋鉆孔灌注樁在軟基應用方面具有很大的優(yōu)勢。軟基是指土壤的承載力較低，容易發(fā)生沉降和變形的地基。長螺旋鉆孔灌注樁可以通過在軟基中鉆孔并灌注混凝土來增加地基的承載力和穩(wěn)定性。它可以有效地改善軟基的工程性質，提高地基的承載能力，減小地基沉降和變形的風險[6]。因此，在軟基處理中，長螺旋鉆孔灌注樁是一種常用的地基加固方法。除以上外，長螺旋鉆孔灌注樁還常用語水利工程，如長螺旋鉆孔灌注樁可以用于水利工程中的堤壩加固、渠道修復等；基礎工程：長螺旋鉆孔灌注樁可以用于各種基礎工程項目，如機械設備的基礎加固、管道的支護等。環(huán)境工程：長螺旋鉆孔灌注樁可以用于環(huán)境工程中的土壤污染治理、地下水位控制等。

總的來說，長螺旋鉆孔灌注樁是一種簡便有效的地基處理方法，具有施工方便、承載力好、適用范圍廣等優(yōu)點。隨著科技的不斷進步，長螺旋鉆孔灌注樁的施工技術和設備將會不斷改進和創(chuàng)新，未來的發(fā)展方向和研究重點將主要集中在提高施工效率和質量、減少對環(huán)境的影響等方面。

2 長螺旋鉆孔灌注樁應用現(xiàn)狀

長螺旋鉆孔灌注樁其發(fā)展歷程可以追溯到20世紀80年代。最初，長螺旋鉆孔灌注樁主要應用于橋梁和高層建筑的基礎處理中。隨著技術的不斷發(fā)展和改進，長螺旋鉆孔灌注樁逐漸被廣泛應用于各種建筑工程中。

目前，長螺旋鉆孔灌注樁已經(jīng)成為一種常見的地基處理方法，特別適用于土質條件較差或需要較高承載力的工程。它具有施工速度快、成本低、施工過程中對周圍環(huán)境的影響小等優(yōu)點，因此受到了廣大工程師和建筑師的青睞。

長螺旋鉆孔灌注樁的現(xiàn)狀是不斷發(fā)展和創(chuàng)新的。隨著科技的進步，新的材料和設備被應用于長螺旋鉆孔灌注樁的施工中，以提高施工效率和工程質量。此外，對長螺旋鉆孔灌注樁的研究和應用也在不斷深入，以滿足不同工程的需求和要求?？偟膩碚f，長螺旋鉆孔灌注樁在地基處理領域的地位和應用前景是非常廣闊的。

3 長螺旋鉆孔灌注樁技術要點

長螺旋鉆孔灌注樁施工要點如下[7-8]：（1）螺旋鉆孔的操作步驟：a. 首先，確定鉆孔位置和孔徑尺寸，并標記在地面上；b. 使用螺旋鉆機進行鉆孔，根據(jù)設計要求控制鉆孔深度和直徑；c. 鉆孔過程中，要注意控制鉆孔的垂直度和水平度，以確?？妆诘拇怪倍群涂讖降臏蚀_性；d. 鉆孔完成后，清理孔內的雜物和泥漿，確?？變雀蓛簟＃?）灌注樁的材料選擇：a. 灌注樁的主要材料包括水泥、砂、石子和水；b. 水泥的選擇應符合設計要求，常用的有普通硅酸鹽水泥和高性能混凝土；c. 砂和石子的選擇應符合相應的規(guī)范要求，以保證灌注樁的強度和穩(wěn)定性。（3）灌注過程：a. 在鉆孔完成后，將灌注管插入孔內，確保管口與孔底接觸；b. 開始灌注過程，將預先配制好的水泥漿注入灌注管中，同時進行振搗以排除氣泡；c. 灌注過程中，要控制灌注速度和壓力，以確保灌注樁的質量；d. 灌注完成后，等待一定時間，使灌注樁充分凝固和硬化。

圖2 長螺旋鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

根據(jù)作者經(jīng)驗，為了保證長螺旋鉆孔灌注樁的成樁質量，應注意以下事項：

（1）鉆孔位置和孔徑的確定要根據(jù)設計要求和土質條件進行合理選擇，確保灌注樁的穩(wěn)定性和承載力。

（2）在進行螺旋鉆孔時，要注意控制鉆孔的垂直度和直徑，避免出現(xiàn)偏斜或孔徑過大的情況。

（3）鉆孔過程中要及時清理孔內的泥漿和碎屑，保持孔壁的清潔，以提高灌注樁的質量。

（4）灌注樁的材料選擇要根據(jù)設計要求和土質條件進行合理選擇，常用的材料包括水泥、砂漿、礫石等。

（5）在進行灌注過程中，要控制灌注速度和灌注壓力，確保灌注材料充分填充鉆孔，避免出現(xiàn)空洞或松散的情況。

（6）灌注完成后，要及時進行養(yǎng)護，保持灌注樁的強度和穩(wěn)定性。

4 長螺旋鉆孔灌注樁常見問題及對策

根據(jù)作者多年經(jīng)驗，長螺旋鉆孔灌注樁在施工過程中容易出現(xiàn)孔壁坍塌、孔底殘留虛土、孔底積水等問題?，F(xiàn)將以上問題分析和防治措施列舉如下：（1）長螺旋鉆孔灌注孔壁坍塌：這常見于樁位土質不好場地，或是場地的地下水較豐富的工程，由于孔壁土體支撐力不夠易導致孔壁坍塌。為防止出現(xiàn)孔壁出現(xiàn)坍塌，一般可在開挖前應充分掌握現(xiàn)場土質情況，盡量錯開樁位開挖，縮短每節(jié)高度隨時觀察土體松動情況，在適當時機可采用砌磚，鋼板樁、木板樁封堵等措施，該操作應注意時間和時機要緊湊，盡量不留間隔空隙，避免坍孔。（2）長螺旋鉆孔灌注樁孔底殘留虛土：在長螺旋鉆孔灌注樁成孔以及修邊時，往往易產(chǎn)生虛土、碎磚殘留在孔底。這會嚴重影響灌注的承載力和穩(wěn)定性。為避免產(chǎn)生過多殘留土，在施工過程中應注意觀察，特別是鋼筋籠放置前后應仔細檢查孔底，清除虛土雜物，在必要時可用水泥砂漿或混凝土進行封底。（3）孔底積水：在地下水較豐富且?guī)r層透水性較好的場地，鉆孔過程中可能出現(xiàn)下水滲出較快或雨水流入現(xiàn)象，當抽排水效率不高或不及時，易出現(xiàn)孔底積水現(xiàn)象。為避免孔底積水現(xiàn)象出現(xiàn)，在開挖過程中可在孔底施作集水坑，并布設下潛式抽水泵進行排水。若孔內有少量積水，可調整首盤混凝土配比，盡量降低水灰比，保證混凝土呈較干狀態(tài)。當孔底內存在大量積水，同時存在排水困難的情況下，則應使用導管水下澆筑混凝土的方法，確?；炷翝仓|量。（4）鋼筋籠扭曲變形：如鋼筋籠加工制作時點焊數(shù)量不夠、焊接質量不高時，同時未采取支撐加強鋼筋措施，則鋼筋籠在運輸、吊裝時易產(chǎn)生變形、扭曲等現(xiàn)象。為避免鋼筋籠扭曲變形，鋼筋籠加工應在專業(yè)平臺上進行，焊接時加強主筋與箍筋點的焊接數(shù)量，在鋼筋籠吊運時，應設置支撐，并保證鋼筋籠起吊過程中盡量保持豎直，使其平穩(wěn)地放入樁孔中保持良好骨架形態(tài)。

5 樁體質量的影響因素與優(yōu)化措施

長螺旋鉆孔灌注樁的效果受到多種因素的影響，包括土層性質、孔徑和灌注樁的設計參數(shù)等。下面是一些常見的影響因素和相應的優(yōu)化措施：

1. 土層性質：不同土層的物理和力學性質會對長螺旋鉆孔灌注樁的效果產(chǎn)生影響。例如，軟弱土層可能導致灌注樁的承載力不足，而堅硬土層可能導致鉆孔困難。為了優(yōu)化效果，可以根據(jù)土層性質選擇合適的灌注樁類型和設計參數(shù)。

2. 孔徑：孔徑的大小會直接影響長螺旋鉆孔灌注樁的承載力和變形特性。較大的孔徑可以增加樁體的承載能力，但也會增加施工難度和成本。因此，需要根據(jù)具體情況進行合理的孔徑選擇。

3. 灌注樁的設計參數(shù)：灌注樁的設計參數(shù)包括樁徑、樁長、灌注混凝土強度等。這些參數(shù)會直接影響灌注樁的承載力和變形特性。為了優(yōu)化效果，需要根據(jù)工程要求和土層條件進行合理的設計參數(shù)選擇。

總之，通過綜合考慮土層性質、孔徑和灌注樁的設計參數(shù)等因素，并采取相應的優(yōu)化措施，可以提高長螺旋鉆孔灌注樁的效果。

6 長螺旋鉆孔灌注樁發(fā)展趨勢

長螺旋鉆孔灌注樁的研究進展主要包括以下幾個方面：

（1）施工技術和設備的改進：隨著科技的不斷進步，長螺旋鉆孔灌注樁的施工技術和設備得到了不斷改進和創(chuàng)新。例如，引入自動化設備和智能化控制系統(tǒng)，提高施工效率和質量。

（2）材料的研究和應用：長螺旋鉆孔灌注樁所使用的材料也在不斷研究和應用中。例如，研究新型的灌注樁材料，以提高其承載力和抗震性能。

（3）結構設計的優(yōu)化：長螺旋鉆孔灌注樁的結構設計也是研究的重點之一。通過優(yōu)化設計參數(shù)，可以提高灌注樁的承載力和變形性能。

（4）監(jiān)測和評估技術的發(fā)展：為了確保長螺旋鉆孔灌注樁的質量和安全性，監(jiān)測和評估技術也在不斷發(fā)展。例如，利用傳感器和監(jiān)測系統(tǒng)對灌注樁進行實時監(jiān)測，以及開展灌注樁的性能評估研究。

總體而言，長螺旋鉆孔灌注樁的研究進展主要集中在提高施工技術和設備、優(yōu)化結構設計、研究新型材料以及發(fā)展監(jiān)測和評估技術等方面。這些研究的目標是提高長螺旋鉆孔灌注樁的施工效率、質量和安全性。

7 小結

長螺旋鉆孔灌注樁的優(yōu)點和局限性如下，優(yōu)點可歸納如下：（1）長螺旋鉆孔灌注樁施工簡便，不需要大型設備和復雜的施工工藝；（2）灌注樁的承載力和抗震性能較好，適用于各種土質條件下的建筑工程；（3）灌注樁的施工過程中不會產(chǎn)生大量的土方回填，對環(huán)境影響較小。

長螺旋鉆孔灌注樁的局限性可歸納以下3點：（1）長螺旋鉆孔灌注樁的承載力受到土層性質和孔徑等因素的影響，需要進行詳細的設計和施工控制；（2）灌注樁的施工過程中需要使用大型機械設備，對施工條件有一定要求；（3）長螺旋鉆孔灌注樁的成本較高，適用于一些對承載力和抗震性能要求較高的工程。

展望未來，長螺旋鉆孔灌注樁的發(fā)展方向和研究重點可能包括以下幾個方面：（1）提高灌注樁的承載力和抗震性能，進一步優(yōu)化設計參數(shù)和施工工藝；（2）開展長螺旋鉆孔灌注樁在特殊土質條件下的應用研究，如軟土地區(qū)、高巖土地區(qū)等；（3）探索長螺旋鉆孔灌注樁與其他地基處理方法的結合應用，提高整體地基處理效果；（4）開展長螺旋鉆孔灌注樁的可持續(xù)性研究，包括材料的選擇和回收利用等方面。

總之，長螺旋鉆孔灌注樁作為一種有效的地基處理方法，在未來的發(fā)展中還有很大的潛力和研究空間。