螺旋锥体挤土压灌桩技术标准

吉林省工程建设地方标准 螺旋锥体挤土压灌桩技术标准 Technical standard for soil filling pile with spiral cone DB22/T 5008-2018 主编部门： 吉林省建设标准化管理办公室 批准部门： 吉林省住房和城乡建设厅 吉林省质量技术监督局 施行日期： 2018 年 8 月 1 日 吉林人民出版社 2018 ·长春 螺旋锥体挤土压灌桩技术标准 编 者：吉林省建设标准化管理办公室 责任编辑：陆 雨 封面设计：岳延玲 吉林人民出版社出版 发行 长春市人民大街 7548 号 印 刷：长春博美图文制作有限公司 开 本：850mm×1168mm 印 张：2 邮政编码：130022 1/32 字 数：25 千字 标准书号：ISBN978-7-206-08324-2 版 次：2018 年 7 月第 1 版 印 次：2018 年 7 月第 1 次印刷 印 数：1-2000 册子 定 价：16.00 元 如发现印装质量问题，影响阅读，请与印刷厂联系调换。 第 483 号 现批准《螺旋锥体挤土压灌桩技术标准》为吉林省工 程建设地方标准，统一编号为：DB22 /T 5008-2018，自 8 月 1 日起实施。 吉林省住房和城乡建设厅 吉林省质量技术监督局 2018 年 7 月 27 日 前 言 根据吉林省住房和城乡建设厅《关于下达〈2018 年全省工程 建设地方标准及标准设计制定（修订）计划（一）〉的通知》 （吉建 标〔2018〕1 号）要求，本标准编制组经广泛调查研究，依据国家 有关标准，总结工程实践经验及试验研究成果，参考其他省市相关 标准，并征求勘察、设计、施工等各方意见，经反复修改，制定本 标准。 本标准的主要技术内容为： 1 总则；2 术语和符号；3 基本 规定；4 桩基设计；5 施工；6 质量检测及验收。 本标准由吉林省建设标准化管理办公室负责管理，由延吉市大 星基础工程有限公司负责具体技术内容的解释。请各单位在执行本 标准过程中，注意总结经验，积累资料。随时将意见或建议寄送给 吉林省建设标准化管理办公室（地址：长春市民康路 519 号，电话： 0431-88932615；邮编 130041），以供今后修订时参考。 本标准主编单位：延吉市大星基础工程有限公司 吉林省建筑科学研究设计院 延边大学 本标准参编单位：延吉市规划勘测设计院 延边州建筑工程质量监督站 吉林省地质勘探技术研究所 吉林省地矿勘察设计研究院 吉林省方泰工程基础检测中心 延边水利水电勘测设计院 汪清县城乡规划勘测设计院 珲春市城乡建设勘测队 沈阳钻探机械研制中心 沈煤集团机械制造公司 辽宁省核工业地质局二四五队 沈阳航天新乐有限责任公司 东煤地质局一二八勘探队 本标准主要起草人员：赵世范 王 斌 金 哲 台沐礼 杨延君 徐嘉林 杨 鑫 本标准主要审查人员：周 毅 王 福 方光秀 金光男 刘 涛 关 鹏 刘守进 张宏博 郑宏俊 陶乐然 王 毅 张海云 安志宏 金哲洙 齐东峰 王 珂 杜 啸 卜艳娇 马青龙 高 涛 吴建祥 安学慧 吴俊强 张喜才 李殊睿 汪美娜 庞海泉 目 次 总则 ............................................................................................... 1 术语和符号 ................................................................................... 2 2.1 术语 ........................................................................................ 2 2.2 符号 ........................................................................................ 2 3 基本规定 ....................................................................................... 4 4 桩基设计 ....................................................................................... 5 4.1 一般规定 ................................................................................ 5 4.2 桩基计算 ................................................................................ 6 4.3 复合地基设计 ........................................................................ 9 5 施工 .............................................................................................. 11 5.1 施工准备 ............................................................................... 11 5.2 桩的施工 ............................................................................... 13 6 质量检测及验收 .......................................................................... 17 6.1 成桩质量检查 ....................................................................... 17 6.2 桩的质量检测 ....................................................................... 19 6.3 工程质量验收 ....................................................................... 19 附录 A 螺旋锥体挤土压灌桩施工记录表 ..................................... 20 本标准用词说明 ................................................................................ 21 引用标准名录 .................................................................................... 22 附：条文说明 .................................................................................... 23 1 2 0 1 总 则 1.0.1 为贯彻执行国家技术经济政策，规范螺旋锥体挤土压灌桩的 设计、施工及验收，做到安全适用、经济合理、技术先进、确保质 量，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于工业与民用建筑、市政工程中的螺旋锥体挤土 压灌桩的设计、施工及验收。 1.0.3 螺旋锥体挤土压灌桩的设计与施工应综合考虑场地地质条 件、上部结构特点、施工环境、施工设备性能等因素，重视当地经 验与条件，因地制宜，优化设计，节约资源，加强施工质量控制与 管理。 1.0.4 螺旋锥体挤土压灌桩的设计、施工及验收，除应符合本标准 外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 螺旋锥体挤土压灌桩 soil pile with spiral cone 利用螺旋锥体挤土钻头和二次挤土保径钻杆组成的钻具，通过 大扭矩动力头桩机，直接旋转挤压岩土体形成桩孔，在钻具管内连 续泵送压灌混凝土形成的现浇混凝土桩。 2.1.2 螺旋锥体挤土钻头 spiral cone bit 由螺旋锥体结构和螺旋柱体结构组成。螺旋锥体结构是由锥体 芯管、螺旋锥体挤土叶片、钻头门等构成；螺旋柱体结构是由柱体 芯管、螺旋柱体挤土叶片和接头等构成。 2.1.3 二次挤土保径钻杆 two time earth compacting drill pipe 由柱体芯管、螺旋柱体挤土叶片和接头等组成。其芯管的外径、 螺旋柱体挤土叶片的截面外形尺寸与螺旋锥体挤土钻头中的柱体 结构部分相同，且在螺旋柱体挤土叶片的外缘处设有缺口。 2.1.4 大扭矩动力头 large torque power head 额定输出扭矩不小于 350kN·m 的动力头。 2.1.5 复合桩基 composite piled foundation 由基桩和承台下地基土共同承担荷载的基础。 2.1.6 褥垫层 cushion 设置于基础和复合地基之间用以调整桩土应力比，减小桩土不 均匀沉降的传力层。 2.2 符 号 2.2.1 抗力和材料性能 qsik ——单桩第 i 层土的极限侧阻力标准值； qpk ——单桩极限端阻力标准值； Qsk、Qpk——单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值； Quk ——单桩竖向极限承载力标准值； Ra ——单桩竖向承载力特征值； fspk ——复合地基承载力特征值； 2 fsk ——处理后桩间土承载力特征值。 2.2.2 几何参数 Ap ——桩端面积； d ——桩身设计直径； l ——桩身长度； li ——桩周第 i 层土的厚度； m——面积置换率； u ——桩身周长。 2.2.3 计算系数 αi ——第 i 层土的桩侧极限侧阻力标准值的增大修正数； λ ——单桩承载力发挥系数； β ——桩间土承载力发挥系数； ψc ——成桩工艺系数。 3 3 基本规定 3.0.1 螺旋锥体挤土压灌桩适用于回填土、黏性土、粉土、砂土、 角砾、圆砾、碎石、粒径小于 500mm 的颗粒含量小于或等于 80% 的卵石、全风化岩、强风化岩、中风化软质岩等岩土层。当需要穿 越水位以下的新近沉积土，以及高塑性黏土时，应通过试验确定其 适用性。 3.0.2 螺旋锥体挤土压灌桩适用于桩基础的基桩、复合桩基的基桩 等各种基础工程。 3.0.3 在易出现挤土负效应的深厚淤泥质饱和黏土中施工时，可采 取跳打法施工等措施。 3.0.4 在工程设计前，应进行成孔、成桩和静载荷试验，确定设计 及施工控制指标，桩检测应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术 规范》JGJ106，当地已有试桩检测数据可参照。 3.0.5 螺旋锥体挤土压灌桩的施工，应采用满足技术指标的专用成 桩设备。 3.0.6 螺旋锥体挤土压灌桩应用于复合地基时，桩身可不配钢筋或 在桩身上部配置构造钢筋笼。 3.0.7 螺旋锥体挤土压灌桩基础应按承载能力极限状态和正常使 用极限状态进行设计。 3.0.8 桩基的详细勘察，应满足国家现行标准《岩土工程勘察规范》 GB 50021、 《建筑桩基技术规范》JGJ 94 和现行地方标准《岩土工 程勘察技术规程》DB22/JT 147 的相关要求。 4 4 桩基设计 4.1 一般规定 4.1.1 螺旋锥体挤土压灌桩的设计桩身应为等截面体。 4.1.2 设计桩径宜为 400mm~800mm。 4.1.3 桩长应满足承载力设计和长径比要求。 4.1.4 应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的 深度，对于黏性土、粉土不宜小于 2d，砂土不宜小于 1.5d，碎石 类土不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度 不宜小于 3d。 4.1.5 当桩端嵌岩时，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩 径、桩长等因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩断面深度不 宜小于 0.5m，倾斜度大于 30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石 完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩 深度不宜小于 0.2m。 4.1.6 螺旋锥体挤土压灌桩的钢筋笼配置应符合国家现行标准《混 凝土结构设计规范》GB50010、《建筑桩基技术规范》JGJ94 的有 关规定。 4.1.7 螺旋锥体挤土压灌桩的桩身混凝土及混凝土保护层厚度应 符合下列要求： 1 桩身混凝土强度等级不应小于 C30； 2 主筋的混凝土保护层厚度不应小于 50mm。 4.1.8 螺旋锥体挤土压灌桩的最小中心距应符合表 4.1.8 的规定。 表 4.1.8 基桩的最小中心距 地基土类型 排数不少于 3 排且桩数不少于 9 根的摩擦型桩基 其他情况 非饱和土、饱和 非黏性土 3.5d 3.0d 饱和黏性土 4.0d 3.5d 注：d—桩身设计直径。 5 4.2 桩基计算 4.2.1 单桩竖向极限承载力标准值的确定应符合下列规定： 螺旋锥体挤土压灌桩除满足本章节的相关要求，尚应符合国家 现行标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007 及《建筑桩基技术 规范》JGJ94 的规定。 1 在工程桩设计前，应进行成孔、成桩试验，依据试验桩静 载荷检测值来确定标准值； 2 初步设计时，螺旋锥体挤土压灌桩单桩竖向极限承载力标 准值可按下列公式估算： （4.2.1） Q uk = Qsk + Q pk = u α i q sik li + q pk Ap ∑ 式中：Qsk——单桩总极限侧阻力标准值（kN）； Qpk——单桩总极限端阻力标准值（kN）； qsik ——桩侧第 i 层土桩的极限侧阻力标准值（kPa）， 如无当地经验时，可按表4.2.1-1 取值； qpk——极限端阻力标准值（kPa），如无当地经验时， 可按表4.2.1-2 取值； u ——桩身周长； Ap ——桩端面积； li—— 桩周第 i 层土的厚度（m）； αi——第 i 层土的桩侧极限侧阻力标准值的增大修正 系数：qpk填土、粘性土、粉土：αi =1.0~1.2； 砂土、角砾、圆砾、碎石、卵石、全风化岩、强 风化岩：αi =1.2~1.5； 其中，岩土层的可压缩性越大，αi取值越大。 表4.2.1-1 螺旋锥体挤土压灌桩的极限侧阻力标准值qsik （kPa） 土名称 土的状态 桩的极限侧阻力 标准值 填 土 — 22-30 淤 泥 — 14-20 — 22-30 淤泥质土 6 续表 4.2.1-1 流塑 IL＞1 24-40 软塑 0.75＜IL≤1 40-55 可塑 0.5＜IL≤0.75 55-70 硬可塑 0.25＜IL≤0.50 70-86 硬塑 0＜IL≤0.25 86-98 坚硬 IL＜0 98-105 稍密 e＞0.9 26-46 中密 0.75≤e≤0.9 46-66 密实 e＜0.75 66-88 稍密 10＜N≤15 24-48 中密 15＜N≤30 48-66 密实 N＞30 66-88 中密 15＜N≤30 54-74 密实 N＞30 74-95 中密 15＜N≤30 74-95 密实 N＞30 95-116 稍密 5＜N63.5≤15 70-110 中密（密实） N63.5＞15 116-138 角砾、圆砾 中密、密实 N63.5＞10 160-200 碎石、卵石 中密、密实 N63.5＞10 200-300 全风化软质岩 — 30＜N≤50 100-120 全风化硬质岩 — 30＜N≤50 140-160 强风化软质岩 — 50＜N≤100 160-240 强风化硬质岩 — N63.5＞10 220-300 中风化软质岩 — N＞100 280-340 粘性土 粉 土 粉细砂 中 砂 粗 砂 砾 砂 注：1 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其 侧阻力； 2 N 为标准贯入击数；N63.5 为重型圆锥动力触探击数； 3 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk ≤15MPa 、frk>15MPa 的岩石。 7 表4.2.1-2 螺旋锥体挤土压灌桩的极限端阻力标准值qpk（kPa） 土名称 土的状态 桩的极限端阻力标准值 ι≤9 9＜ι≤16 16＜ι≤30 ι>30 硬可 塑 0.25＜IL≤0.50 1500-2300 2300-3300 2700-3600 3600-4400 硬塑 0＜IL≤0.25 2500-3800 3800-5500 5500-6000 6000-6800 粉土 密实 e＜0.75 1500-2600 2100-3000 2700-3600 3600-4400 粉砂 中密 密实 N＞15 1400-2200 2100-3000 3000-4500 3800-5500 2500-4000 3600-5000 4400-6000 5300-7000 4000-6000 5500-7000 6500-8000 7500-9000 5700-7500 7500-8500 8500-10000 9500-1100 0 粘性土 细砂 中砂 中密 密实 N＞15 粗砂 砾砂 N ＞15 6000-9500 9000-10500 角砾 中密 7000-10000 9500-11500 N63.5＞10 圆砾 密实 碎石 8000-11000 10500-13000 N63.5＞10 卵石 全风化 30＜N≤50 4000－6000 软质岩 全风化 30＜N≤50 5000－8000 硬质岩 强风化 50＜N≤100 6000－9000 软质岩 强风化 N63.5＞10 7000－11000 硬质岩 中风化 N＞100 9000—12000 软质岩 注：1 砂土和碎石土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度，桩端 进入持力层的深径比hb/d，土愈密实，hb/d愈大，取值愈高； 2 桩的岩石极限端阻力指桩端支承于中、微风化基岩表面或进入强风化 岩、软质岩一定深度条件下极限端阻力； 3 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩指其母岩分别为 frk≤15MPa、frk>15MPa的岩石； 4 ι为桩身长度。 8 4.2.2 螺旋锥体挤土压灌桩的成桩工艺系数ψc 宜取 0.6～0.8。 4.2.3 螺旋锥体挤土压灌桩单桩竖向极限承载力的确定应符合本 标准第 4.2.1 条及第 4.2.2 条规定，并应符合国家现行标准《建筑地 基基础设计规范》GB50007 及《建筑桩基技术规范》JGJ94 的规定。 4.2.4 螺旋锥体挤土压灌桩单桩抗拔极限承载力和水平极限承载 力的确定应由同条件下的试桩确定，并应符合国家现行标准《建筑 地基基础设计规范》GB50007 及《建筑桩基技术规范》JGJ94 的规 定。 4.3 复合地基设计 4.3.1 螺旋锥体挤土压灌桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂 土、碎石土和自重固结已完成的素填土等地基。复合地基设计前， 应在有代表性的场地上进行现场实验或试验性施工，以确定设计参 数和处理效果。 4.3.2 桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜为桩径的 40%～60%。褥垫层材料宜采用中砂、粗砂、级配砂石和碎石等， 最大粒径不宜大于 30mm。 4.3.3 螺旋锥体挤土压灌桩可根据建筑物荷载分布、基础形式和地 基土性状，合理确定布桩参数： 1 内筒外框结构内筒部位可采用减小桩距、增大桩径或增加 桩数布桩； 2 对相邻柱荷载相差较大的独立基础，应按变形控制确定桩 长和桩距； 3 筏板厚度与跨距之比小于 1/6 的平板式筏基、梁的高跨比 大于 1/6 且板的厚跨比（筏板厚度与梁的中心距之比）小于 1/6 的 梁板式筏基，应在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）边缘每边 外扩 2.5 倍板厚的面积范围内布桩； 4.3.4 螺旋锥体挤土压灌桩的间距应根据基础形式、设计要求的复 合地基承载力和变形、土性质及施工工艺等确定，宜取 3 倍～6 倍 桩径。 4.3.5 螺旋锥体挤土压灌桩复合地基承载力特征值应通过复合地 基静载荷试验确定，初步设计时，可按下公式估算： 9 f spk= λ m Ra + β (1 − m) f sk Ap （4.3.5） 式中： fspk——复合地基承载力特征值（kPa） ； λ ——单桩承载力发挥系数，可取 0.9~1.0，当基底面积较 大、桩长较短、满堂布桩、桩距较小、褥垫层厚径 比大时可取较低值，反之可取较高值； m——面积置换率，m=d 2 / de2；d 为桩身平均直径（m）， de 为 一 根 桩分 担 的处 理地 基 面 积的 等 效圆 直 径 （ m）； 等 边 三 角 形 布 桩 de=1.05s， 正 方 形 布桩 de=1.13s，矩形布桩 de=1.13 s1 ⋅ s2 ，s、s1、s2，分别 为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距； β——桩间土承载力发挥系数，宜按地区经验取值，如无 经验时可取 0.9～1.00，天然地基承载力较高时取大 值，对变形要求高的建筑取较低值； fsk——处理后桩间土承载力特征值（kPa），宜按地区经验 取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。 4.3.6 螺旋锥体挤土压灌桩复合地基的设计、施工、验收应按《复 合地基技术规范》GB/T 50783 执行；其变形计算应按现行行业标 准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79 执行。 10 5 施工 5.1 施工准备 5.1.1 施工技术和人员应符合下列规定： 1 开工前应熟悉岩土工程勘察报告，桩基工程施工图设计文 件及图纸会审资料； 2 应熟悉螺旋锥体挤土压灌桩的桩机及其配套设备的技术性 能资料； 3 应根据工程特点编制专项施工方案，制定工程质量管理措 施和质量检验措施，包括下列内容： 1） 工程概况、各土层岩土特性、桩的规格和数量、工程质 量要求、工期要求； 2） 施工平面图：标明桩位、桩编号、施工顺序、水电线路 和临时设施的位置； 3） 确定桩机、配套设备以及合理的施工工艺； 4） 施工计划和劳动力组织计划； 5） 机械设备、材料供应计划； 6） 施工管理：工程进度控制；质量保证措施；材料成本控 制；安全、文明施工措施；环保措施。 4 应制定有针对性的事故应急预案，完善各种预防措施； 5 施工前必须对作业人员做好方案交底和安全技术交底工 作； 6 应根据施工方案的要求，合理配备人员，建立健全螺旋锥 体挤土压灌桩工程管理人员质量责任制。 5.1.2 施工设备和材料应符合下列规定： 1 螺旋锥体挤土压灌桩施工主要机械设备配置是螺旋锥体挤 土压灌桩机（含螺旋锥体挤土钻具）、混凝土输送泵、电焊机、气 割设备、全站仪、水准仪、吊车等； 2 应根据桩基设计图中的桩径和桩深、岩土工程勘察报告中 的地层情况选用合适型号的螺旋锥体挤土压灌桩机及配套设备； 3 应根据螺旋锥体挤土压灌桩机说明书进行运输、安装、启 动、工作、拆卸和存放，并定时进行必要的检查、维修和保养； 11 4 应根据桩基施工过程质量控制的要求配备相应的检查工 具； 5 采用的设备设施应具有出厂合格证，其性能指标应符合现 行国家相关标准的规定； 6 用于施工质量检验的仪表、器具的技术性能指标，应符合 现行国家相关标准的规定； 7 钢材应具有出厂质量证明书，商品混凝土应具有配合比报 告和原材料检验报告，进场时应分批检验，并按现行国家有关标准 的规定抽取试样进行复验，合格后方可使用； 8 混凝土的质量和技术性能应符合现行国家标准的规定和设 计要求，并应符合下列规定： 1） 施工所用混凝土应首选商品混凝土，当不具备商品混凝土 供应条件时，可现场搅拌。混凝土配合比应根据地基承载力所需的 桩身强度和泵送的需要确定； 2） 水泥宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥； 3） 混凝土粗骨料应选用 5mm～20mm 的碎石或级配良好的 卵石，且最大粒径不应大于钢筋笼主筋最小净距的 1/4；并将混凝 土骨料的物理化学性能指标告知商品混凝土厂家，由商品混凝土厂 家严格把控； 4） 混凝土外加剂应有产品质量说明书和产品合格证，外加剂 的质量和性能应符合现行国家标准的规定。 5.1.3 施工场地应符合下列规定： 1 施工场地应进行平整处理，地面坡度应不大于 3%，地面承 载力应满足施工桩机接地压力要求，地面承载力应不小于 180kPa， 不满足要求时应采取相应的技术措施，保证施工钻机能够安全作 业； 2 桩机施工区域内，不应有妨碍施工的地下障碍物及地下管 线，当无法避免时，应有符合安全规范的措施； 3 桩机作业应符合安全规程的要求； 4 施工场地内应有完善的排水设施； 5 施工作业区应设置明显的施工标志或围栏，并严禁与施工 无关人员进入； 6 临近边坡的桩基应在完成边坡支护后施工； 7 螺旋锥体挤土压灌桩轴线的控制点和水准点应设在不受施 12 工影响的地方。开工前，经复核后应妥善保护，施工中应进行复测。 5.1.4 工程施工前应按下列要求进行施工工艺参数试验： 1 应根据设计要求的数量、位置打试桩，试桩的桩径、长度 应符合设计要求，应具有该场地的代表性； 2 成孔试验：检测成孔深度和成孔时间，结合混凝土供应情 况确定混凝土缓凝时间指标，将钻进过程中的电流值整理成表，与 岩土工程勘察报告中的地层性质比对。参照地勘报告中桩端持力层 岩土的性能指标，将电流统计值作为本工程的终孔依据，对桩顶和 地面土体的竖向和水平位移进行系统观测； 3 成桩试验：确定混凝土浇筑参数和钻杆提钻参数，计算出 本工程的充盈系数；对存在挤土敏感土层、易窜孔土层采用不同施 工间距的成桩试验，以此确定本工程的合理施工间距； 4 应根据试桩的参数优化设计、试桩的结果调整施工方案或 施工组织设计。 5.2 桩的施工 5.2.1 施工工艺流程应符合图 5.2.1 的规定。 图 5.2.1 螺旋锥体挤土压灌桩施工工艺流程 13 5.2.2 施工顺序宜符合下列规定： 1 宜先施工长桩，后施工短桩； 2 宜先施工大直径桩，后施工小直径桩； 3 宜先施工主楼（高层）桩，后施工裙房（低层）桩； 4 宜先施工密距桩，后施工疏距桩； 5 桩间距小于 3 倍桩径时，宜采用跳打法施工。 5.2.3 桩机就位后必须保证平整、稳固，确保在成桩过程中不发生 倾斜和偏移，桩机上应设置控制深度和垂直度的指示或标尺，并应 在施工中进行观测记录。 5.2.4 施工桩机就位后，应进行桩位复查，螺旋锥体挤土压灌桩钻 头与桩位点偏差不应大于 20mm。 5.2.5 螺旋锥体挤土压灌桩下钻成孔成桩应符合下列规定： 1 在施工过程中，钻头始终保持同向旋转，桩机开始下钻时 下钻速度应缓慢；确保桩孔位无误后，在桩机施加扭矩的同时施加 竖向压力，钻头达到设计桩端标高，且满足柱体桩长设计要求；在 不同土层，可以根据输出的电流值大小进行调整，控制下钻速度。 一般情况下，软岩土层采用高速旋转钻进，n=5r/min～7r/min，大 径桩采用低速，小径桩采用高速，下钻进尺速度应不大于 2m/min。 硬岩土层采用低速旋转钻进，n=3r/min～5r/min； 2 钻头钻至设计标高后，钻头应原地旋转 2min～3min，先将 混凝土泵入钻具内的空心管道，再提升钻具，提升速度应与混凝土 泵送量相匹配，必须保证钻具内的混凝土高于桩机作业面不小于 1m； 3 在地下水位以下的岩土层施工时，钻头门宜设置防水措施， 避免地下水进入钻具芯管内。应符合现行行业标准《建筑桩基技术 规范》JGJ94 中长螺旋钻孔压灌桩的施工要求。 5.2.6 终止成孔的控制应符合下列规定： 1 通过试验桩终孔时的动力头电流值和桩端标高确定工程桩 的终孔标准； 2 终孔标准原则上应结合工程地质情况、单桩竖向承载力、 入土深度、电流变化、桩端持力层性状及桩端进入持力层深度等因 素综合考虑确定；终孔标准应定性分析达到的桩端持力层和电流， 并定量分析最后 1m～3m 的每米电流变化作为终孔的主要控制目 标；终孔标准应通过静载试验或试成孔确定； 14 3 桩端位于一般土层的摩擦型桩，应保证设计桩长，电流值 作为参考； 4 桩端进入硬塑、坚硬的粘性土，中密以上粉土、砂土、碎 石土、极软岩～软岩、强风化及中风化岩时以电流值为主，控制桩 长为辅； 5 若电流值达到要求而设计桩长未达到，应查明原因，一般 以继续钻进 3 min～5min 的进尺深度来确定终孔。 5.2.7 桩身混凝土应符合下列规定： 1 施工前应通过试验确定混凝土配合比，混凝土强度等级应 满足设计要求，混凝土坍落度宜为 180mm～220mm； 2 混凝土充盈系数不应小于 1.0，宜为 1.0～1.2。 5.2.8 泵送混凝土应符合下列规定： 1 结合岩土土层勘察信息，根据孔径大小，确定泵送压灌量， 然后通过泵车，采用“低压快打、高压慢打”进行分档控制； 2 严禁先提钻后泵混凝土，钻头提离地面前不应停泵，提钻 及泵送过程中应连续进行，混凝土应保证连续泵送。对于淤泥或淤 泥质土地层以及具有承压水的地层，应适当放慢提钻速度； 3 桩身混凝土的泵送压灌应连续进行，混凝土泵料斗内的混 凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，料斗内混凝土的高度不得低于 400mm； 4 桩顶混凝土超灌高度不宜小于 0.5m； 5 施工时监测成孔、成桩质量，填写螺旋锥体挤土压灌桩泵 压混凝土施工记录表，发现问题及时处理； 6 混凝土输送泵管布置宜减少弯道，保持水平，泵管下面应 垫实； 7 当气温高于 30℃时，宜在输送管上覆盖隔热材料，每隔一 段时间应洒水降温。冬期施工时，应在输送泵管周围包裹保温材料 等措施。 5.2.9 钢筋笼制作、安装应符合下列规定： 1 钢筋笼材质、尺寸应符合设计要求，制作允许偏差应符合 表 6.1.2 的规定； 2 钢筋笼的纵向受力钢筋与箍筋之间采用梅花点焊接，纵向 受力钢筋采用机械连接或焊接连接，并应符合国家现行标准《钢筋 机械连接通用技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18 15 和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 的规定； 3 钢筋笼的加劲箍应设在主筋内侧； 4 搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放应对准孔位，避 免碰撞孔壁和自由落下，就位后应立即固定； 5 混凝土浇注结束后，应立即将钢筋笼插至设计标高； 6 钢筋笼安装使用钻机副卷扬或吊车进行吊装，用振动器将 钢筋笼压入桩体。 5.2.10 成桩后，应及时清除钻头、钻杆及泵（软）管内残留混凝 土，长时间停置不施工时，应用清水将钻头、钻杆、泵管、混凝土 泵等清洗干净。 5.2.11 基桩龄期达 14 天后方可破除桩头，素混凝土桩可用手提切 割锯割除桩头，钢筋混凝土桩可用风镐将桩头凿至设计标高，严禁 横向锤击桩头。 5.2.12 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含 水量较低时，也可采用动力夯实法，夯填度不应大于 0.9。 5.2.13 在施工过程中应按本标准附录 A 的要求作好记录。 16 6 质量检测及验收 6.1 成桩质量检查 6.1.1 螺旋锥体挤土压灌桩施工前应进行下列检查： 1 人员、材料、设备、场地及技术等准备工作应符合本标准 的要求，并应具备健全的质量管理体系和质量保证措施； 2 水泥、砂、石子、钢材等原材料的质量、检查项目、检验 批和检查方法，应符合国家现行标准的规定； 3 应严格对桩位进行检查，桩位的施工允许偏差群桩为± 20mm，单排桩为±10mm； 4 对混凝土施工配合比、坍落度等进行检查； 5 钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、 焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查， 钢筋笼制作允许偏差应符合本标准的表 6.1.2 的要求。 6.1.2 施工过程中应进行下列检查: 1 成桩过程中，应现场取样制作混凝土试块，执行国家现行 标准中的有关规定。试块标准养护，28 天送检作抗压强度检测。 2 钢筋笼制作允许的偏差应符合表 6.1.2 中规定。 表 6.1.2 钢筋笼制作允许偏差 项 目 允许偏差（mm） 主筋间距 ±10 箍筋间距 ±20 钢筋笼直径 ±10 钢筋笼长度 ±100 6.1.3 成桩施工的允许偏差应符合表 6.1.3 中规定。 17 表 6.1.3 成桩施工允许偏差 桩位允许偏差(mm) 桩径允许 偏差(mm) 垂直度允许 偏差(%) 1～3 根桩、条形桩基 沿垂直轴线方向和群 桩基础中的边桩 条形桩基沿轴线方向和 群桩基础的中间桩 +50 ±d/6 和±100 的绝对 1 值较大者 -20 注：1. 桩径允许偏差的负值是指个别断面； 2. d 为设计桩径。 ±d/4 和±150 的 绝对值较大者 6.1.4 质量检查标准应符合表 6.1.4 的规定。 表 6.1.4 质量检查标准 项 目 主 控 项 目 一 般 项 目 允许偏差或允许 值 序 号 检查项目 1 桩位 2 孔深 3 桩体质量检查 设计要求 按《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106 中低应变法检测 4 混凝土强度 设计要求 试件报告 5 承载力 设计要求 按《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106 中静荷载试验检测单 桩竖向承载力 1 垂直度 见本规程表 6.1.3 测钻杆，吊垂球 2 桩径 见本规程表 6.1.3 用钢尺量 3 混凝土坍落度 mm 180～ 220 坍落度筒 4 钢筋笼安装深度 mm ±100 用钢尺量 5 混凝土充盈系数 6 桩顶标高 单位 检查方法 数值 见本规程表 6.1.3 mm +300 ≥1.0 +30 -50 mm 注： 桩径允许偏差负值是指个别断面。 18 量桩中心 测钻杆 检查每根桩的实际灌注量 水准仪，需扣除桩顶浮浆及 劣质桩体 6.2 桩的质量检测 6.2.1 螺旋锥体挤土压灌桩应在施工完成后进行承载力和桩身质 量检测。 6.2.2 桩身质量除对预留混凝土试件进行强度等级检测外，尚应进 行现场检测，检测方法可采用可靠的动测法及钻芯法，检测数量应 满足《建筑基桩检测技术规范》JGJ106。 6.2.3 采用低应变法检测桩身完整性时，抽检数量不应少于总桩数 的 30%，且不得少于 20 根。 6.2.4 桩身完整性及承载力检测，除符合本标准的规定外，尚应符 合国家现行标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106 的规定。 6.3 工程质量验收 6.3.1 螺旋锥体挤土压灌桩工程质量验收应符合国家现行标准《建 筑工程施工质量验收统一标准》GB50300、《建筑地基基础工程施 工质量验收规范》GB 50202 和《建筑桩基技术规范》JGJ 94 的规 定。 6.3.2 隐蔽工程应在施工单位自检合格后，于隐蔽前通知有关人员 检查验收，并形成中间验收文件。 6.3.3 螺旋锥体挤土压灌桩工程质量验收应在施工单位自检合格 的基础上进行，工程验收时应提供下列技术文件和记录： 1 岩土工程勘察报告、桩基础施工图纸及会审纪要、设计变 更及材料代换通知单； 2 经审定的施工组织设计及变更情况记录； 3 桩位测量放线图和工程桩位质量复核签证单； 4 原材料质量合格证明及试验检验资料； 5 施工记录及隐蔽工程验收文件； 6 混凝土检测报告及评定资料； 7 成桩质量检查报告，单桩承载力检测报告； 8 桩基竣工平面图及收方记录； 9 其它相关资料。 19 附录 A 螺旋锥体挤土压灌桩施工记录表 表 A 螺旋锥体挤土压灌桩施工记录表 施工单位： 工程名称： 混凝土强度级别： 序号 施工 日期 桩编号 设计桩径： 施工 投料量 桩长 （m³） （m） 时 间： 编 号： mm 混凝土坍落度 地面 桩顶 持力层钻 标高 标高 进电流最 （m） （m） 大值（A） 小计 记录（签名） ： 现场技术主管（签名） ： 机长（签名） ： 监理（签名） ： 20 cm 备注 本标准用词说明 1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”；反 面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得” 。 3）表示允许稍有选择，在条件允许时首先应这样做的：正 面词采用“宜” ；反面词采用“不宜” 。 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2 条文中指明应按其他有关标准、规范执行的，写法为“应 符合……的规定（或要求） ”或“应按……执行”。 21 引用标准名录 1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007 2 《混凝土结构设计规范》GB 50010 3 《岩土工程勘察规范》GB 50021 4 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202 5 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204 6 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300 7 《复合地基技术规范》GB/T 50783 8 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18 9 《建筑地基处理技术规范》JGJ 79 10《建筑桩基技术规范》JGJ 94 11《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 12《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107 13《岩土工程勘察技术规程》DB22/JT 147 22 吉林省工程建设地方标准 螺旋锥体挤土压灌桩技术标准 DB22/T 5008-2018 条文说明 23 制订说明 近年来，螺旋锥体挤土压灌桩技术已在吉林省多个项目推广应 用，并成功运用于厂房、多层和高层建筑，特别是在成桩过程中需 要穿透易塌孔地层(砂卵石、软土、淤泥质土、回填土等)和风化岩 地层时得到广泛应用。其成桩质量好、承载力高、沉降小，解决了 在桩基和复合地基施工中遇到的技术难题，节约了工程造价、加快 施工进度、促进了安全生产与环境保护。为了研究螺旋锥体挤土压 灌桩技术，在吉林省多个地区不同岩土层进行了试验桩施工，并对 单桩竖向极限承载力和桩的完整性进行了检测，为技术标准的编制 提供了可靠的依据。 为规范螺旋锥体挤土压灌桩的设计、施工及验收，推广应用螺 旋锥体挤土压灌桩技术，本标准依据国家有关技术标准，借鉴了山 东省《螺旋挤土灌注桩技术规程》 （DBJ14-091-2012）和重庆市的 《旋转挤压灌注桩技术规程》（DBJ50/T-207-2014）等技术标准， 总结了螺旋锥体挤土压灌桩的试验数据和工程经验，并在广泛征求 吉林省勘察、设计、施工及建设管理部门等相关单位意见的基础上， 参考国内外相关标准，并结合本省实际情况，经反复修改完成。其 中，单桩竖向极限承载力标准值的设计估算值采用了《旋转挤压灌 注桩技术规程》DBJ50/T-207-2014 中的单桩竖向极限承载力标准的 设计估算公式。 本标准涉及专利技术是《螺旋锥体挤土桩施工方法》 （专利号： ZL201310570537.1 ）、《 螺 旋 锥 体 挤 土 钻 头 》（ 专 利 号 ZL201320722358.6）。按照《工程建设标准涉及专利管理办法》建 办标[2017]3 号，执行其中的第十三条（二） ，同意在取得授权许可 的条件下依法使用专利技术。 24 目 次 1 总则 ................................................................................................ 27 2 术语和符号 .................................................................................... 28 2.1 术语 ......................................................................................... 28 3 基本规定 ........................................................................................ 31 4 桩基设计 ........................................................................................ 33 4.2 桩基计算 ................................................................................. 33 4.3 复合地基设计 ......................................................................... 35 5 施工 ................................................................................................ 36 5.1 施工准备 ................................................................................. 36 5.2 桩的施工 ................................................................................. 37 6 质量检测及验收 ............................................................................ 40 25 26 1 总 则 1.0.3 为使螺旋锥体挤土压灌桩的设计与施工实现安全适用、技术 先进、确保质量、保护环境的目标，在设计和施工中应综合考虑下 述影响因素及技术要点： 1 建设场地的工程和水文地质条件。地层分布特征和土、地 下水赋存状态是桩型选择、成桩工艺确定、桩端持力层选取的关键 因素。场地工程水文地质勘察资料的完整可靠是设计和施工的重要 基础； 2 上部结构类型、使用功能与荷载特征。不同的上部结构类 型对于抵抗或适应桩基差异沉降的性能不同。建筑物使用功能的特 殊性和重要性是决定桩基设计等级的主要依据，荷载大小与分布是 确定桩型、桩的几何参数与布桩所应考虑的主要因素； 3 施工技术条件与环境要求。桩型与成桩工艺选择应综合考 虑地质条件、建筑场地周边的环境因素、单桩承载力要求，并应考 虑成桩设备与技术的既有条件，同时还应重视地方经验，力求技术 先进可行、工程质量可控可靠。 27 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 螺旋锥体挤土压灌桩是一种现浇混凝土灌注桩，施工采用螺 旋锥体挤土压灌桩机，在大扭矩动力头和加压力的作用下，通过二 次挤土保径钻杆，利用螺旋锥体挤土钻头直接挤扩成桩孔径，二次 挤土保径钻杆对已成的桩孔进行再次挤压，密实桩孔侧壁岩土层， 钻具管内泵送混凝土成桩。螺旋锥体挤土压灌桩施工采用钻具护 壁，不塌孔，无泥皮，无泥浆污染；采用螺旋锥体挤土钻头直接挤 扩岩土成桩孔，挤土充分，桩端无沉渣。在下钻和提钻的过程中， 旋转的钻具对土体产生合理地挤密，通过该施工工艺可有效提高和 充分发挥桩侧阻力的作用，调整桩的侧阻力与端阻力的应力分摊 比，承载力显著提高。 螺旋锥体挤土压灌桩技术具有单桩承载力高、沉降小、综合造 价低、施工速度快、适应地层广、施工安全、环保等多种优势。 螺旋锥体挤土压灌桩的施工方法为专利工法，它是螺旋锥体挤 。它采用螺旋锥体挤土 土桩施工方法（专利号 ZL201310570537.1） 钻头（ZL201320722358.6）为主要挤土件，直接挤扩土体成孔，二 次挤土保径钻杆为辅助挤土件，保径挤土；钻具芯管内泵压灌混凝 土，后置钢筋笼成桩。 2.1.2 螺旋锥体挤土钻头根据施工地质条件的不同，可分为软岩用 。它们都是由螺旋锥体结构 钻头（如图 1）和硬岩用钻头（如图 2） 和螺旋柱体结构组成。螺旋锥体结构是由锥体芯管、螺旋锥体挤土 叶片和钻尖门等组成；螺旋柱体结构是由柱体芯管、螺旋柱体挤土 叶片和接头等组成。 28 图 1 软岩用螺旋锥体挤土钻头示意图 图 2 硬岩用螺旋锥体挤土钻头示意图 从图 3 中可知，在工作状况下，截面为四边形的螺旋锥体挤土 叶片中的 A 面、B 面对岩土体都有径向下的作用力，C 面对岩土体 具有由下而上的传送功能，在传送的过程中对岩土体具有一定的径 向挤压作用力。锥体芯管的外表面 M 对岩土体具有径向下的作用 力。 图 3 工作状况下螺旋锥体挤土叶片示意图 图 4 工作状况下螺旋柱体（保径） 挤土叶片示意图 螺旋锥体结构如图 1、图 2 所示，下小上大，其上端最大直径 与螺旋柱体结构外径相同。它在挤压岩土体成桩孔时，是先挤成小 孔，再逐渐挤扩成所需桩孔。在密实性大和较硬岩土中，部分岩土 体会被切削齿、螺旋锥体挤土叶片挤压剥离，沿螺旋锥体挤土叶片 的 C 面由下而上传送。由此可知：螺旋锥体结构承担主要挤压岩 29 土体成桩孔的功能。 从图 1、图 4 中可知，在工作状况下，截面为四边形的螺旋柱 体挤土叶片中的 D 面对岩土体有径向下的作用力；E 面对岩土体有 径向作用力；F 面既有对岩土体由下而上的传送功能，又有对岩土 体径向挤压的作用力；缺口对叶片上传送过来的岩土体具有径向挤 压作用力。由此可知：螺旋柱体结构承担辅助挤土功能，保持螺旋 锥体结构已挤扩成形的桩孔径，同时具有传送被螺旋锥体结构挤压 剥离下来的岩土的功能。由于岩土层的软硬不同，施工中应选择不 同的钻头。在软岩施工中，螺旋柱体挤土叶片选用带缺口的钻头如 图 1 所示；在硬岩施工中，螺旋柱体挤土叶片选用不带缺口的钻头， 如图 2 所示；其效果既经济又合理。 2.1.3 二次挤土保径钻杆如图 5 所示，是由柱体芯管、螺旋柱体叶 片和接头等组成。螺旋柱体叶片截面为四边形，其外边缘处设有缺 口（如图 4）。它既有传送岩土的功能，又有辅助径向挤压岩土体 于孔壁的功能，密实孔侧壁岩土。由于边传边挤，有助于改善孔深 范围内软土层的物理参数。针对不同地质条件的成桩孔，应选择不 同缺口大小的二次挤土保径钻杆，通常密度大的岩土层选择缺口小 的保径钻杆。 图 5 二次挤土保径钻杆示意图 30 3 基本规定 3.0.1 螺旋锥体挤土压灌桩属于部分挤土桩，其适用土层略有区 别，对于饱和软黏土、淤泥、淤泥质黏土和泥炭质土地层，应慎用 或采用相应技术措施后再使用。螺旋锥体挤土压灌桩在中风化岩层 中已得到成功运用，在吉林省延吉市朝阳川镇图乌公路南侧、龙太 公路东侧的“延吉市捷安建材有限公司厂房”项目中，螺旋锥体挤 土压灌桩设备成功穿透中风化砂岩。在“汪清县小木耳产业园工程” 中，桩端持力层进入风化岩 800 ㎜～1000 ㎜。在延吉市 T3-3 地块 改造项目二期（10 栋高层、2 栋多层，2-15 层，建筑面积为约 70000m2）工程和延吉市 B23 地块改造项目（4 栋高层）工程中， 其桩端持力层为圆砾以及强风化泥质粉砂岩层，分别选用桩径为 400mm、500mm 的螺旋锥体挤土压灌桩，其设计桩长分别为 10m、 13m、15m，进行了各种持力层的螺旋锥体挤土压灌桩单桩竖向极 限抗压承载力静载试验。其中桩径 500mm、桩长 10m 的试验桩取 平均值 3342kN 为该组试验桩单桩竖向抗压极限承载力，其特征值 为 1671kN，并成功应用于上述地区改造工程项目。 3.0.5 螺旋锥体挤土压灌桩机及螺旋锥体挤土钻头为螺旋锥体挤 土压灌桩施工的专用成桩设备。螺旋锥体挤土压灌桩机整机重量为 110 吨左右，桩架高 36 米左右，钻具长度 30 米，动力头额定输出 扭矩大于 350KN·m。因此施工时及桩机的拆卸和安装必须由专人 操作。 3.0.7 在设计螺旋锥体挤土压灌桩时，荷载效应组合和抗力极限值 应符合下列规定： 1 当按单桩承载力确定螺旋锥体挤土压灌桩桩数时，传至承 台基础底面的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准 组合计算。相应抗力应采用螺旋锥体挤土压灌桩单桩承载力特征 值； 2 计算螺旋锥体挤土压灌桩基或复合地基变形时，传至基础 底面的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合计算， 不计入风荷载和地震作用。相应的地基变形限值应为地基变形允许 值； 3 在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至 31 承台顶面的荷载效应基本组合。当进行承台和桩身裂缝控制验算 时，应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合。 32 4 桩基设计 螺旋锥体挤土压灌桩技术是集螺旋挤土灌注桩技术和旋转挤 压灌注桩技术的优势于一体。螺旋锥体挤土压灌桩的单桩承载力 高，在同等条件下比较传统桩，其桩长减小、桩径缩小，节约了工 程材料、降低了工程造价；螺旋锥体挤土压灌桩施工工艺较简单， 其成孔成桩一次性完成。在施工时采用钻具护壁，不受地下水影响， 无需泥浆，无噪声和振动，既施工速度快，又施工安全。螺旋锥体 挤土压灌桩技术可解决传统灌注桩三大负效应，具有三大正效应。 即：挤密效应——在下钻和提钻过程中，钻具对土体产生合理地挤 密，改善了桩侧岩土层的物理参数，有效提高和充分发挥桩侧阻力 的作用；消除沉渣，有效保证桩端阻力的发挥，调整桩的侧阻力与 端承阻力的应力分摊比，在同等条件下缩短了桩长、减小了桩径； 护壁效应——钻具对桩周土体起良好的护壁作用，不塌孔，无需泥 浆，不产生泥皮和沉渣；胶结效应——桩端持力层为卵石或岩层时， 桩与土体在泵压作用下胶结为整体。 4.2 桩基计算 4.2.1 试验桩单桩极限承载力标准值应通过不少于 3 根桩的现场 静载试验确定，从而获取反映特定地质条件、几何尺寸的单桩极限 承载力标准值，以此作为设计依据。 螺旋锥体挤土压灌桩的单桩竖向极限承载力标准值的估算采 用公式 4.2.1，即经验参数法进行估算。 螺旋锥体挤土压灌桩技术、螺旋挤土灌注桩技术、旋转挤压灌 注桩技术都是挤土压灌桩技术。这三种桩施工技术相同点是：均采 用提钻时泵压灌混凝土，后置钢筋笼成桩。不同点是：成桩孔所用 的钻具不同，导致对桩孔底及侧壁岩土体的挤压效果不同。螺旋挤 土灌注桩成孔采用钻头上的锥体芯管外表面作主要挤土部件，挤土 不充分，属于同种岩土体内的挤土，特别是硬质岩土层易出现憋钻 现象，穿透力弱。旋转挤压灌注桩成孔采用钻头上的截面为四边形 叶片作主要挤土部件，在孔深范围内能够边传边挤，挤土较充分， 穿透力较好，要比螺旋挤土灌注桩成孔好。螺旋锥体挤土压灌桩成 33 孔是采用钻头上的锥体芯管外表面和截面为四边形的螺旋锥体叶 片作主要挤土部件，二次挤土保径钻杆作辅助挤土，能实现桩孔深 范围内，先挤成小孔径，再挤扩成桩孔径，并且边传边挤，挤土充 分、效率高。螺旋锥体钻头穿透能力强，适应地质条件广。 螺旋挤土灌注桩技术和旋转挤压灌注桩技术在南方省市已推 广应用多年，山东省实施了《螺旋挤土灌注桩技术规程》（DBJ14 － 091 － 2012 ）， 重 庆 市 实 施 了 《 旋 转 挤 压 灌 注 桩 技 术 规 程 》 （DBJ50/T－207－2014）。两种技术规程中对单桩竖向极限承载力 的估算均采用本规程中的公式 4.2.1。在估算时采用《建筑桩基技 术规范》JGJ94－2008 中表 5.3.5-1 混凝土预制桩的极限侧阻力标准 值 qsik 和表 5.3.5-2 混凝土预制桩的极限端阻力标准值 q pk 来计算， 并在极限侧阻力标准值上增加了增大修正系数 α，针对不同的成孔 方式和不同的岩土层 α 取不同的值。 螺旋挤土灌注桩：填土、黏土、粉土：α＝1.0～1.15；砂土、 角砾、圆砾、碎石、卵石、全风化岩和强风化岩：α＝1.1～1.25。 旋转挤压灌注桩：填土、黏土、粉土、密实砂土：α＝1.0～1.2； 松散～中密的砂土、角砾、圆砾、碎石、卵石、全风化岩和强风化 岩：α＝1.2～1.5。 并强调 α 值根据岩土层可压缩性的大小选择相应的系数，可压 缩性越大的岩土层 α 取值越大，反之亦然。 通过大量的试验桩和工程实践，螺旋锥体挤土压灌桩的单桩竖 向极限承载力采用公式 4.2.1 估算，并且 α 值均取旋转挤压灌注桩 桩侧不同岩土层的最大值，计算的结果均小于单桩静载试验结果。 部分对照见表 1。 表 1 螺旋锥体挤土压灌桩单桩极限承载力对照表 试验桩编号 检测数值 理论计算数值 增加量 增加百分比 SJ－010 2613 1988.5 624.5 31.4 SJ－011 3342 2760.37 581.63 21 SJ－012 3600 2767.22 832.78 30.1 SJ－013 4500 3696.66 803.34 21.7 SJ－014 4200 3694.52 505.48 13.7 SJ－015 5400 4934.82 465.18 9.4 34 采用《旋转挤压灌注桩技术规程》DBJ50/T-207-2014 中单桩竖 向极限承载力标准值的经验公式作为螺旋锥体挤土压灌桩单桩竖 向极限承载力标准值的估算公式： Q uk = Qsk + Q pk = u ∑ α i q sik li + q pk Ap 螺旋锥体挤土压灌桩桩端为锥型，与钻头的锥体相吻合，增大 了桩端与岩土的接触面积，改善了桩端岩土对桩的作用效果，从而 有效的增加了桩端承载能力。 4.2.2 桩身混凝土的受压承载力是桩身受压承载力的主要部 分，其强度和截面变异受成桩工艺的影响。螺旋锥体挤土压灌桩的 成桩工艺系数取为 0.6～0.8。 4.3 复合地基设计 复合地基是天然地基在地基处理过程中，部分土体得到增强， 或被置换，或在天然地基中设置加筋体，由天然地基土体和增强体 两部分组成共向承担荷载的人工地基。在桩顶与基础之间设置一定 厚度的散体粒状材料组成的褥垫层，由褥垫层调整桩土共同承担荷 载，形成复合地基。由于桩承担的荷载减少，桩长缩短，工程量减 少，且由于桩的置换作用强，复合地基承载力提高幅度大，复合模 量提高，地基变形小。 4.3.2 桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层在复合地基中具有如 下的作用： 1 保证桩、土共同承担荷载，它是螺旋锥体挤土压灌桩形成 复合地基的重要条件； 2 通过改变褥垫层厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫 层越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高； 3 减少基础底面的应力集中； 4 调整桩、土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平 荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比 越小。对抗震设防区，不宜采用厚度过薄的褥垫层设计； 5 褥垫层的设置，可使桩间土承载力充分发挥，作用在桩间 土表面的荷载在桩侧的土单元体产生竖向和水平向附加应力，水平 向附加应力作用在桩表面具有增大侧阻的作用，在桩端产生的竖向 附加应力对提高单桩承载力是有益的。 35 5 施工 5.1 施工准备 5.1.1 桩工钻机与配套设备的合理选择，特别要注意钻机动力头扭 矩、主桅杆高度、钻具类型、泵机的确定，设备的进场检查与检验 工作是保证施工安全的重要环节，必须杜绝使用不合格的机械设 备。螺旋锥体挤土压灌桩的成桩设备——螺旋锥体挤土压灌桩机及 其螺旋锥体挤土钻头等配套设备的选择要求如下： 1 确定适宜的钻具类型与尺寸； 2 钻头的选择应根据设计桩径选用螺旋锥体挤土钻头； 3 动力头额定输出扭矩不小于 350kN·m； 4 泵机应选用 60 泵或 80 泵。 5.1.2 螺旋锥体挤土压灌桩的施工设备和施工放线以及桩位应符 合下列规定： 1 施工场地应满足桩工钻机对地面坡度及接地压力的要求， 目前国内钻机装备要求的接地压力一般不低于 0.18MPa； 2 在施工前必须掌握施工场地内及周边环境状况，应明确标 识水、电、天然气、消防等设施的位置和走向。同时，对施工人员、 操作人员应进行详细的安全技术交底，以避免安全事故与工期延误 以及经济损失。对不能拆迁的管线应编制专项保护方案，采取有效 的保护措施，并报管线产权单位及相关单位审批后实施； 3 施工放线与确定桩位是基桩施工的首要工作，是控制工程 质量的第一个工序。必须采取严格的测量、检查、交接和验收工序， 确保施工桩位精确。为确保放线定位的准确性，基桩轴线的控制点 和水准点应设在不受施工影响的地方并妥善保护，并且应按照程序 进行严格的检查、交接、记录和验收。 5.1.4 施工前进行试成孔施工，一般选择在工程桩外进行试打，如 果条件允许，或已有当地静载荷试验资料和类似地层中的成桩经 验，则可以在工程桩中进行试成孔，试成孔工作应详细记录成孔直 径、成孔深度、入持力层的深度、相邻孔之间的影响等施工工艺参 数，应重视试桩阶段的工程参数收集，可为设计提供二次优化的参 数，也可根据试桩参数形成工程桩的施工依据，有效保证工程桩质 36 量的稳定性。 5.2 桩的施工 5.2.1 螺旋锥体挤土压灌桩施工工艺的流程： 图 6 螺旋锥体挤土压灌桩施工工艺流程图 （a）采用螺旋锥体挤土压灌桩机及成桩配套设备，桩机对准 桩位； （b）旋转桩机动力头及钻具，先慢慢下钻，待桩孔位确定无 误时，对钻具施加大扭矩和向下加压力，钻具挤土成桩孔达设计深 度要求（参照地勘桩端持力层岩土参数值和动力头工作电流值来确 定实际桩孔深度） ，钻具原地继续旋转 2min～3min； （c）先通过钻具芯管泵压灌混凝土，再提升旋转的钻具，在 提升的过程中，泵连续灌注，并保持提升速度与灌注量相匹配，直 至设计桩顶标高，停止旋转钻具和泵送，移开孔位； （d）后置钢筋笼，采用振动器将钢筋笼压入桩体； （e）成桩, 施工下一根桩。 5.2.2 桩的施工顺序应充分考虑施工特点和周围建筑物的情况。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 37 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，应采取跳跃式施工，或采用控制凝固时间 间隔施工，以防桩孔间窜浆。 5.2.3~5.2.11 螺旋锥体挤土压灌桩的成孔与成桩是施工的关键工 艺，应按照以下要点控制工程施工质量； 1 下钻前应复核桩位，同时应考虑场地和机械等因素调整桩 机，保证桩位偏差控制在设计要求内：桩机就位后，应用桩机塔身 的前后和左右的垂直标示针检查塔身导杆，校正位置，使钻具垂直 对准桩位中心，确保垂直度偏差小于 1.0％桩长. 并用吊垂吊线直 接对准钻具校正； 2 采用螺旋锥体挤土钻具，挤压土体下钻、钻孔时，应先慢 后快，这样既减少钻具摇晃，又容易控制钻孔的偏差，以便及时纠 正，在下钻过程中应注意是否挤桩。 在下钻约 2m 时，应对桩位 偏差进行检测，如偏差过大，需采取提钻、回填、复钻的方式来控 制桩位偏差； 3 钻具在下钻过程中，通过桩机加压系统，螺旋锥体挤土钻 具挤压土体成孔，直至到达设计桩底标高（复杂地层地段参照动力 头工作电流值） ； 4 钻头到达桩端设计标高后，钻具原地旋转 2min～3min，并 启动泵送混凝土，待泵送的混凝土进入钻具后，再缓慢提升钻具， 在钻具旋转提升的全过程中，必须保持混凝土泵连续泵料，钻具提 升速度应与混凝土泵送速度相匹配，保证钻具内具有足够高度的混 凝土，实现混凝土的连续泵送； 5 为了保证混凝土的连续泵送，泵送前应将混凝土强制高速 搅拌 3min～5min； 6 提钻速度与和泵送速度可根据下式计算，并满足表 2 的要 求，泵送过程应连续进行： Vp = µ nv λ Ap 式中：Vp——提钻速度（m/min）； µ ——混凝土泵填充系数，一般可取 0.7~0.8； n ——泵送速度（泵/min），一般 8 泵/min~12 泵/min，混 凝土泵行程较大时取低值； 38 V —— 每泵理论体积（ m3 ），根据混凝土泵缸径和行程计 算； λ —— 充盈系数； 2 Ap——桩横截面积（ m ）。 表 2 最大提钻速度取值表 桩径（mm） 300 400 500 600 700 以上 提钻速度（m/min） ≤5.0 ≤3.0 ≤1.8 ≤1.2 ≤1.0 7 施工中桩顶标高应高出设计桩顶标高，留有保护桩长。保 护柱长的设置是基于以下几个因素： （1）成桩时桩顶不可能正好与 设计标高完全一致，一般要高出桩顶设计标高一段长度； （2）桩顶 一般由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响，靠桩顶一段桩体 强度较差； （3）已沉桩尚未结硬时，施工新桩可能导致已沉桩受振 动挤压，混合料上涌使桩径缩小，增大混合料表面的高度即增加了 自重压力，可提高抵抗周围土挤压的能力； 8 螺旋锥体挤土压灌桩对混凝土的质量要求较高，混凝土坍 落度宜为 180mm～220 mm，且不小于 180mm，混凝土粗骨料的粒 径宜为 5mm～20mm，砂宜选择河砂； 9 钢筋笼采用后置式安装，钢筋笼安装使用桩机上的副卷扬 吊装，人工和强力振捣器互相配合； 10 破除桩头时应用风镐凿桩头，不得横向锤击或用挖机撞 击，避免造成柱头断裂和扰动桩间土。 39 6 质量检测及验收 6.1.1～6.1.4 应根据检测目的、内容和要求，结合各种检测方法的 适用范围和检测能力，并考虑工程重要性、设计要求、地质条件、 施工因素等情况选择检测方法和检测数量。影响桩基承载力和桩身 质量的因素存在于桩基施工的全过程中。桩基施工过程中出现的局 部地质条件与勘察报告不符、工程桩施工参数与施工前的试验参数 不同、原材料发生变化、设计变更、施工单位变更等情况，都可以 产生质量隐患，因此，加强施工过程中的检测是有必要的。不同阶 段的检测要求参照现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收 规范》GB 50202 和国家现行标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 及《岩土工程勘察技术规程》 （DB22/JT 147-2015）执行。 40