螺杆桩施工作业指导书

螺杆桩作业指导书

一、适用范围：

适用于郑徐高速铁路永城北站DK281+059.99～194.5正线、

DK281+059.99～194.5右侧货物线段软基处理，处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等各种土性的地基。

二、工程概况：

DK281+059.99～194.5段正线地基采用螺杆桩加固，桩径0.5m，桩长24～26m，正方形布置，桩间距1.8～2m。桩顶设C45混凝土扩大桩帽。

DK281+147～757.51段右侧货物线地基采用螺杆桩加固，桩径0.5m，桩长10.5～15.7m，正三角形布置，桩间距2.2m。桩顶设C45混凝土扩大桩帽。

二、作业准备

⑴核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。

⑵进行满足桩体设计强度的配合比试验，确定各种材料的施工用配比。

⑶平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。

⑷测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

⑸施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。

三、技术要求

螺杆桩是一种“上部为圆柱型，下部为螺丝型”的组合式地基加固桩，采用钻机钻具旋转挤压土体成孔，管内泵压细石混凝土成桩。采用变截面的构造形状，满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求，调整了土体与桩之间的作用，桩侧土体应力分担比

及应力扩散度提高，桩端荷载减少，使桩身受力与土体受力协调一致。（1）施工方法及工艺

施工前应进行室内配比试验，并分段进行现场成桩工艺性试验，确定施工参数后，进行单桩或复合地基承载力试验。

螺杆桩具体施工工艺如下：施工准备→测量放线→钻机就位调平→钻进成孔→至设计标高停钻→泵送混凝土、提钻→至设计标高停泵→提钻至孔口→成孔→下道工序。钻进过程中随时观察仪表电流不得超过额定电流值。在钻至设计深度后，对于螺杆桩下段螺纹部分而言：反转动力头随之提钻是同时进行的，而且每旋转出的高度等于提升装置提升的高度。螺杆桩桩径0.5m。

螺杆桩桩体材料，粗骨料宜选用卵石或碎石，料径一般为5～

25mm。细骨料应选用干净的中粗砂，含泥量小于5%，砂率控制在40%～50%。水泥应选用合格的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，标号为PO42.5级，可根据不同的使用要求掺加外加剂（如减水剂、增强剂、缓凝剂、细磨粉煤灰等），外加剂的掺入应根据施工条件、气候条件和混凝土性能要求等因素综合确定。在施工前。应将原材料送至检测中心进行化验和做混合料的配合比试验。

①桩机就位：按照测量放线的位置将桩机就位，桩位偏差不应大于0.4倍桩径。

②对中调平：桩机就位后调平并稳固，确保成孔垂直度，垂直度偏差不应大于1%。

③钻孔至设计深度：下钻过程中桩机自控系统严格控制钻杆下降速度和旋转速度，使二者匹配，要求钻杆旋转两周以上，下降一个螺距，钻至螺杆桩直线段设计深度，在土体中形成圆柱状段，此后钻杆旋转

一周，下降一个螺距，钻至螺杆桩螺纹段设计深度，在土体中形成螺纹桩段。

④钻头钻至设计标高后，桩机反向旋转提升钻杆，提升过程中自控系统严格控制钻杆提升速度和旋转速度，保持同步和匹配。与此同时将制备好的混凝土采用泵送方式迅速填满由钻杆旋转提升所产生的螺纹状空间，提到螺纹部分的顶段设计深度时，螺杆钻杆直接提升产生柱状空间，并同时向钻杆内继续泵压灌注混凝土。对于螺杆桩复合地基，根据承载力的情况本标段采用泵压细石混凝土。

⑤停泵：提钻时钻头达到桩顶设计标高时停止泵压混凝土，但应考虑灌注余量。

⑥提出钻头：待钻孔中心泵压混凝土形成桩体后，缓慢的提出钻头。

⑦成桩，准备下一循环作业。

施工工艺流程详见“螺杆桩施工工艺框图”。

桩的施工顺序应根据桩间距和周围建筑物的情况，按流水法分区考虑。对于较密集的满堂布桩可采取成排推进，并从中间向四周进行；若一侧靠近既有建筑物，宜从毗邻建筑物的一侧由近及远进行。同时根据桩的规格，宜先长后短进行施工。当桩距小于1.2m且地下有深厚淤泥层及松散砂层时，因采取跳跃式施工，或采用控制凝固时间间隔施工，以防桩孔间窜浆。

测量放线

钻机就位调平

钻进成孔

至设计标高停钻泵送混凝土、提钻至设计标高停泵

提钻至孔口

成桩、验收

（3）质量检测

预应力管桩桩身完整性、单桩竖向承载力。桩身完整性在施工完成28天后采用无损检测方法进行成桩质量检测，无损检测检测桩数不少于总桩数的10%，且每个工点不少于3根；单桩竖向承载力检测应在施工完成28天后采用现场荷载试验方法检测，检测数不少于总桩数的0.2%，且每一工点不少于3根。

四、劳动组织

劳动力组织表

序

工种人数（每班）职责备注号

1 工区长 1 做好施工管理工作，负责劳动力安排

2 机修工 2 负责排除机械故障和管路的清洗

3 钻工10 负责机械的操作及施工记录

4 灌注

5 负责混合料的灌注

5 值班工程师 2 负责现场技术指导和管理

6 值班施工员 2 负责工程总体安排

合计22

五、材料要求

桩体材料采用碎石、石屑或砂、粉煤灰、水泥加水配合而成。桩身水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥（当地下水有侵蚀性时，按化学侵蚀环境的作用等级掺一定水泥重量比的），水泥掺入量不大于200kg/m3，掺加优质粉煤灰（等级不低于Ⅲ级），粉煤灰掺量为70～90kg/m3 ,石屑率一般在0.3左右，碎石粗骨料，满足级配要求，松散堆积密度大于1500kg/m3 。碎石最大粒径：振动沉管法不大于

40mm ，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法不大于25mm。混合料28天标准立方体无侧限抗压强度不小于15MPa。

六、设备机具配置

螺杆桩桩主要施工机械及设备表

机械设备

型号规格所用的机具序号

名称

1 螺杆桩钻桩机TWZGZ6

2 √

5226×2200×

2 混凝土输送泵

√

5460mm

七、质量控制及检验

7.1质量控制

9.1.1施工质量控制

⑴为检验螺杆桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。

⑵螺杆桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

⑶桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

⑷螺杆桩施工中，每台班均须制作1组试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

⑸为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

⑹桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

⑺清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

⑻冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。

⑼跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

⑽整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混凝土灌入量、堵管及处理措施等。

⑾螺杆桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

7.1.2常见质量缺陷的原因及控制技术

（1）导管堵塞

由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

控制措施：

保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求。

灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。

加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

（2）偏桩

一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。

控制措施：

施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；

放桩位时认真仔细，严格控制误差。桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

（3）断桩，夹层

由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

控制措施：

保持砼灌注的连续性，可以采取加大砼泵量，配备储料罐等措施。

严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3 以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。

（4）桩身砼强度不足

受泵送混凝土技术要求，塌落度一般不小于18~20cm，因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰，这样砼前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成砼强度低。

（5）桩身砼收缩

桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数>1。

控制措施：

桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。

选择减水效果好的减水剂。

（6）桩头质量问题

多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。

控制措施：

保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。

桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。

7.2质量检验

螺杆桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法检验项目质量要求检验数量检验方法

水泥和外加剂品种、规格及

质量应符合

施工图要求

同一产地、品种、规格、批号的水

泥和外加剂，袋装水泥每200t为一

批，当袋装水泥及外加剂不足200t

或散装水泥不足500时也按一批计

检查产品质量证明

文件及抽样检验

混合料坍落度符合

设计要求

每台班抽样检验3次

每台班制作混合料试块，进行

28d标准养护试件抗压强度检测

布桩数量、形式

符合

施工图要求

全部检验观察、现场清点

长度

符合

施工图要求

每根桩检验

测量钻杆或沉管长度，并在施工中检

查是否达到目的设计深度标志，施工

后检查并清理浮浆，计算出桩的有效

长度。

桩身质量、完整

性符合

施工图要求

不少于总桩数10%的桩低应变检测

复合地基承载力

满足

施工图要求

总桩数的2%，

且每检验批不少于3根

平板载荷试验

桩位（纵

横向）

50mm

按成桩总数的10%抽样检验，且每

检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量

桩体垂直

度

1% 成孔夯实孔底后吊垂球测量垂直度

桩体有效直径

不小于

施工图标示

值

开挖50～100cm

深后，钢尺丈量

八、安全及环保要求

8.1安全要求

(1)钻孔作业施工应做好孔口防护，防止人或异物坠入。

(2)夜间施工应有足够的照明。

(3)钻机放置平稳，安装后钻杆中心线偏斜应不小于全长的1%。

(4)高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压管破裂。

(5)钻杆上的土应及时清理干净，防止坠落伤人。

8.2环保要求

在距离居民生活区的施工现场，须采取必要的噪声控制措施，如隔声屏障等；在振动和噪音敏感区，不宜采用振动沉管法，或将其施工时间调整到非敏感时段。

（1）生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗散。（2）夜间施工灯光集中照射，避免灯光扰民。

（3）现场的散水泥，砂石料等必须遮盖存放，废水泥应回收，避免扬尘。