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超流态混凝土灌注桩的应用
1　引　言
随着设计和施工技术的迅猛发展，速度快、质量好、造价低、符合城市环保要求的超流态压灌桩应运而生。超流态混凝土压灌桩又称高坍落度混凝土灌注桩，是国内近几年出现的一种新型桩型。钻孔压灌超流态混凝土桩施工工艺采用的是特制长螺旋钻机，钻孔至设计深度,边提钻边压灌超流态混凝土，钻提出后，在超流态混凝土中压入钢筋笼，一次成桩[1]。本文结合工程实例介绍这种成桩新方法。
2　适用范围
超流态混凝土压灌桩主要适用于杂填土、素填土、粘土、粉土、砂土、卵石层等地层；桩径300～900ｍｍ，深度在25ｍ以内的基础桩、护坡桩。
3　特点
(1)适应性强、应用广泛。不受地下水位的限制，在桩间距较小的情况下，施工可连续进行，无需间隔跳打，施工工效高。
(2)单桩承载力高。孔底不留残渣、虚土，可充分提高桩端的承载能力，不易产生断桩、缩径、塌孔等质量缺陷。
(3)施工现场文明。在施工中不需泥浆护壁，不用排污，有利于施工现场的文明管理。
(4)综合效益好。施工中不需进行降水、泥浆制备和排污工作等，施工操作较为简便，比泥浆护壁工效提高5～8倍[2]。从北京地区进行施工的桩基工程综合评定来看，可节约投资10%～25% 。
４　工程实例　
4.1　工程概况
呼家楼商务居住综合区一期工程，位于北京市中央商务区（CBD）核心地带，地处北京市朝阳区呼家楼，西临东三环中路，南依朝阳路。
地层自上而下为：房渣土，厚度0.80～4.10m，稍湿，松散；‚粘质粉土，厚度2.60～7.20m，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中高压缩性；ƒ粉质粘土，厚度2.30～4.90m，灰黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中低压缩性；„卵石、圆砾，厚度6.80～10.10m，湿～饱和，低压缩性；…粘质粉土，厚度4.80～6.70m，褐黄，湿～饱和，可塑，中低压缩性；†卵石、圆砾，厚度8.70～11.00m，饱和，低压缩性；‡粉质粘土、粘质粉土5.90～7.40m，褐黄，湿～饱和，可塑，中低压缩性；ˆ卵石、圆砾，7.40～11.20m，饱和，低压缩性。
第1层地下水（台地潜水），埋深4.40～6.90m；第2层地下水（层间潜水），埋深15.30～16.60m；第3层地下水（承压水），埋深21.40～23.10m；第4层地下水（承压水），埋深23.50～25.10m；对混凝土结构均无腐蚀性，但在干湿交替作用条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋均具有弱腐蚀性；上述4层地下水对钢结构均具有弱腐蚀性。桩端持力层落在第†层卵石上，桩径500mm，有效桩长10.2m，混凝土坍落度23～26cm，强度C25，总桩数840根。
4.２　施工工艺
该工程地处居民区内，要求快速施工时应最大限度降低施工噪音，并保持场地清洁。为满足各项要求，以提高成孔施工效率，该工程抗拔桩采用超流态工艺法施工。其施工工艺简介如下：
超流态工艺法施工，是用螺旋钻机成孔，然后通过空心的螺旋钻杆边泵送混凝土边提升钻杆，直至桩顶，然后下放钢筋笼，直至成桩，其方法如下：
钻机对位→钻进→第一次提钻清土→钻进→停钻→提钻压灌→停灌提钻清土→下笼→下管→二次压灌→停灌→养护[3]。

4.３       工艺流程

检查桩顶标高及成桩质量

钻至设计标高后边提钻边压入混凝土直至孔口

下放钢筋笼至设计标高

混凝土准备

钢筋下料

钢筋笼成型

起吊钢筋笼

钻机定位

钻 进

振捣桩头

钢筋笼调直

成 桩

图1　压灌超流态混凝土桩施工工艺流程图
Fig.1 Sochematic diagram showing the construction technology of press-grouting super-flowing concrete pile
4.４　施工主要工序
（1）桩位施放及核定
根据定位测量成果图和桩基施工图纸施放基础轴线、桩位，并由监理工程师复核，办理测量放线记录；
（2）成桩
超流态工艺法施工，是用螺旋钻机成孔，然后通过空心的螺旋钻杆边泵送混凝土边提升钻杆，直至桩顶，然后下放钢筋笼，直至成桩。
4.５　施工操作要点
（1）混凝土强度为C25，采用商品混凝土，由于施工工艺为先灌注混凝土后下钢筋笼，因此，混凝土骨料采用粒径为5～10mm的豆石，坍落度应严格控制在23～26cm；
（2）钻进过程中应根据土层情况及时调整钻进速度，一次达到设计深度，确保桩长和桩径；
（3）首盘混凝土灌注前，应用清水或用水泥砂浆清洗管路；
（4）注意桩底灌注质量，混凝土进入钻杆后方可提钻，匀速提钻并保证钻头刃尖始终埋在混凝土内，防止断桩；
（5）混凝土超灌高度不少于50cm；
（6）随时检查泵管密封情况，以防漏浆；
（7）在砂、卵石等地层降低提钻速度，保证混凝土保持在钻杆内；
（8）成孔、泵送紧密配合，减少桩身灌注时间；
（9）成桩后一定注意保护好桩头，24小时内不能扰动。
4.６　成桩质量标准
（1）桩体垂直度偏差不超过1.5%；
（2）桩位偏差不超过0.4倍桩径；

（3）桩径偏差不超过±20mm；
（4）桩长允许偏差±100mm；
（5）单桩投料在理论体积量的基础上桩体充盈应大于1.0。
4.７　成桩质量控制
（1）桩机就位，用铅垂仪调整，使桩架、钻杆垂直；
（2）按图布置桩位，钻机定位准确后缓慢钻进，减少钻杆晃动，以免扩大孔径；
（3）随时清除孔口积土，防止土体落至桩孔内；
（4）钻孔完毕应立即压注混凝土，边提升钻杆，边压注混凝土，提升钻杆的速度与压混凝土之间应密切配合，以保证桩身质量；
（5）孔深：钻孔深度在机架上作标记；
（6）孔径：在施工过程中，经常测量桩孔、钻杆直径；
（7）防止断桩、缩径、桩头标高不足。防止办法是严格控制提拔速度及混凝土压注速度，使桩孔内混凝土始终要高于钻头0.5ｍ左右，混凝土面应浇灌至高出设计标高50cm处；
（8）施工顺序：采用跳打法进行施工，以保证不发生串孔现象；
（9）桩头质量控制：待浇灌完混凝土、下完钢筋笼后，用震捣棒对桩头进行震捣，使之密实，并用泥土或草帘被覆盖；
4.７　结果检测
压灌桩养护期结束后,按《地基与基础工程施工及验收规范》(GBJ202-83)进行高、低应变无损检测，结果全部达到设计要求，最大承载力比设计要求提高３倍以上。
5　结语
超流态混凝土压灌混凝土灌注桩改良了原来的地层性质，提高地基强度和摩擦力，具有很好的承载力、抗拔力、抗水平力，稳定性好，尤其在软土地基处理上更有优势[4]。随着基本建设规模的扩大，超流态混凝土钻孔压灌桩必将成为桩基础中的新技术，受到建设单位的重视和结构设计人员的青睐，为基本建设、环境保护创造巨大的社会效益和经济效益。