长螺旋钻孔压灌桩技术标准 [附条文说明] JGJ/T419-2018

2  术语和符号

2．1  术语

2．1．1  长螺旋钻孔压灌桩  continuous flight auger pile

    利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，通过钻杆芯管将混凝土压送至孔底，边压送混凝土边提钻直至桩顶标高，再将钢筋笼植入素混凝土桩体中形成的钢筋混凝土灌注桩。

2．1．2  钢筋笼导入管  reinforcement cage guiding tube

    上端通过法兰盘与振动锤连接，下端顶住钢筋笼底端，通过振动将钢筋笼植入素混凝土桩体中的具有一定刚度的钢管。

2．2  符号

2．2．1  抗力和材料性能

    qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

    qpk——桩端土极限端阻力标准值；

    Quk——单桩抗压极限承载力标准值；

    Ra——单桩抗压承载力特征值。

2．2．2  几何参数

    Ap——桩端截面面积；

    u——桩身周长；

    li——桩周第i层土的厚度。

2．2．3  计算系数

    K——安全系数。

4  设计

4．1  一般规定

4．1．1  长螺旋钻孔压灌桩设计应具备下列资料：

    1  岩土工程勘察报告；

    2  建筑高度、结构类型、荷载条件、地基变形控制要求等上部结构设计资料；

    3  建筑场地与环境条件的有关资料；

    4  设备施工能力及施工条件的有关资料。

4．1．2  长螺旋钻孔压灌桩设计应符合下列规定：

    1  应进行桩基抗压承载力计算；当桩端平面以下存在软弱下卧层时，尚应进行软弱下卧层承载力验算；

    2  位于坡地和岸边的桩基应进行整体稳定性验算；

    3  有抗拔要求的桩基应进行桩基抗拔承载力验算；

    4  有抗震设防要求的桩基应进行桩基抗震验算；

    5  有变形控制要求的桩基应进行桩基沉降计算；

    6  承受较大水平荷载或对水平位移有严格限制的桩基，应计算其水平承载力并验算水平位移；

    7  应进行承台结构承载力计算；

    8  应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。

4．1．3  基桩抗压承载力计算应符合本标准第4．2节的要求，桩基抗压计算应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。

4．1．4  基桩抗拔承载力和桩基抗拔作用计算、基桩水平承载力和桩基抗水平作用计算应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。

4．1．5  桩基沉降计算应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。

4．1．6  基桩布置应符合下列规定：

    1  布置基桩时，宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合，并使桩基础在水平力和力矩作用下满足承载力和抗倾覆的要求。

    2  基桩的最小中心距宜为3．0倍桩径，当有可靠地区经验时可取2．5倍桩径。

    3  应选择低压缩性土层作为桩端持力层。桩端全截面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土层不宜小于2．0倍桩径；砂土层不宜小于1．5倍桩径；碎石类土层不宜小于1．0倍桩径；对全风化岩层不宜小于1．5倍桩径；对强风化岩层不宜小于1．0倍桩径。

    4  当存在软弱下卧层时，桩端以下持力层的厚度不宜小于3．0倍桩径。

4．2  基桩抗压承载力计算

4．2．1  单桩抗压承载力特征值Ra应按下式确定：

    式中：Quk——单桩抗压极限承载力标准值(kN)；

       K——安全系数，取K＝2。

4．2．2  单桩抗压极限承载力标准值的确定应符合下列规定：

    1  设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定。

    2  设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可根据地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其他应通过单桩静载试验确定。

    3  设计等级为丙级的建筑桩基，可根据岩土工程勘察报告提供的参数通过计算确定。

    4  桩基设计等级应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定确定。

4．2．3  当根据土的物理力学指标和承载力参数之间的经验关系估算抗压承载力时，单桩抗压极限承载力标准值可按下式计算：

    式中：qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值(kPa)，宜根据试验资料和当地工程经验确定，当缺乏试验资料时可按表4．2．3-1确定；

       qpk——桩端土极限端阻力标准值(kPa)，宜根据试验资料和当地工程经验确定，当缺乏试验资料时可按表4．2．3-2确定；

       Ap——桩端截面面积(m2)；

       u——桩身周长(m)；

       li——桩周第i层土的厚度(m)。

4．2．4  对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别存在厚度不小于1．5m、1．0m的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化影响折减系数，按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定计算单桩抗压极限承载力标准值。

4．2．5  基桩抗压承载力特征值的确定，应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。 

4．3  桩身构造

4．3．1  桩的正截面配筋率宜取0．30％～0．65％，对于直径较小的桩，宜取较大值，且应满足本标准第4．3．3条关于纵向主筋配置的要求。对于受荷载特别大的桩和抗拔桩，应根据计算确定配筋率。

4．3．2  纵向主筋配筋长度应符合下列规定：

    1  端承型桩和坡地岸边的基桩，应沿桩身等截面或变截面通长配筋。

    2  摩擦型桩，配筋长度不应小于2／3桩长；受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于4．0／α。α为桩的水平变形系数，按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定确定。

    3  对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层的深度应符合下列规定：

        1)桩进入液化土层以下稳定土层的长度(不包括桩尖部分)应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定；

        2)对于碎石土，砾、粗、中砂，密实粉土，坚硬黏性土，宜为2倍～3倍桩径；

        3)对其他非岩石土不宜小于4倍桩径。

    4  受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于2倍桩径。

    5  抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应通长配筋。

4．3．3  纵向主筋配置应符合下列规定：

    1  直径不宜小于14mm，数量不宜小于6根；

    2  对于大直径桩，直径不宜小于16mm，数量不宜少于8根；

    3  应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm。

4．3．4  箍筋配置应符合下列规定：

    1  应采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200mm～300mm；

    2  加劲箍筋的间距不应大于2．0m，其直径不应小于14mm；

    3  受水平荷载较大的基桩、承受水平地震作用的基桩，以及在计算桩身受压承载力时考虑纵向主筋作用的桩，桩顶以下5倍桩径范围内的箍筋应加密，箍筋间距不应大于100mm；

    4  可液化土层范围内箍筋应加密，箍筋间距不应大于100mm；

    5  当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4．3．5  钢筋笼应整体制作，底部应加工成锥状并应采取加强措施。

4．3．6  桩身混凝土的强度等级不应低于C20。

4．3．7  桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm；对于大直径桩不宜小于100mm。纵向主筋伸入承台的锚固长度不宜小于35倍纵向主筋直径。

4．3．8  纵向主筋的混凝土保护层厚度宜为40mm～60mm。

5  施工

5．1  一般规定

5．1．1  长螺旋钻孔压灌桩施工，应根据设计要求、场地条件和施工季节编制施工组织设计，施工组织设计应符合下列规定：

    1  应按桩号标明桩长、桩径、桩位、混凝土强度等级、钢筋笼配筋等主要设计施工参数；

    2  应说明施工顺序，绘制水电线路和临时设施的位置图；

    3  应编制施工管理人员和劳动力的组织计划，制订相应的岗位职责和岗位培训教育计划；

    4  应编制施工设备的使用和验收计划，应说明设备维修保养方法；

    5  应按需要的品种、规格及性能制定钢筋、混凝土等主要施工材料的采购、验收计划；

    6  应制定保证质量、安全生产和保护环境的技术措施；

    7  应制定季节性施工和成品保护措施；

    8  应制定合理可行的施工进度计划。

5．1．2  长螺旋钻孔压灌桩施工前宜进行试验性施工，确定设备及施工工艺参数和施工材料，试验数量应根据地质条件等确定，且不宜少于2根。

5．1．3  长螺旋钻孔压灌桩施工主要包括成孔、压灌混凝土、植入钢筋笼等三道工序，各工序应连续进行。

5．1．4  长螺旋钻孔压灌桩施工过程中，应及时、准确、完整地填写施工记录及质量证明文件。

5．1．5  当桩长范围内存在容易造成桩身混凝土串孔的土层时，宜采用隔桩施工。

5．2  施工准备

5．2．1  施工前，施工用水、电、道路应准备就绪，施工场地应进行平整处理，并清除地下障碍物。当周边有需要保护的建(构)筑物或设施时，应制定并落实其保护措施。

5．2．2  施工场地应满足施工机械安全行走的要求，且作业面标高宜高于设计桩顶标高，其值不宜小于500mm。

5．2．3  施工现场应建立测量放线控制网。

5．2．4  施工前，应进行施工地面标高的测量和桩的定位放线，桩位放线标志埋设应可靠稳固，群桩桩位放线的允许偏差应为20mm，单排桩桩位放线的允许偏差应为10mm。

5．2．5  设备组装时应设立隔离区，由专业人员按程序组装。设备组装完成后应进行验收，严禁使用不合格设备。

5．2．6  开工前应对施工人员进行质量、安全技术交底，并填写交底记录。

5．3  施工机具

5．3．1  长螺旋钻机的各项性能参数应满足场地工程地质、水文地质条件及施工图设计的成孔要求。

5．3．2  混凝土输送泵及相关设备的规格和性能应根据工程需要选用。连接混凝土输送泵与钻机的钢管、高强柔性管内径，应与混凝土输送泵及钻机的混凝土输送口管径相匹配。

5．3．3  施工现场应配备电焊机、钢筋切断机、钢筋弯曲机及其他钢筋加工机具。

5．3．4  施工现场应配备钢筋笼下放时需使用的振动锤、导入管、起重机等。

5．4  材料

5．4．1  进场材料应具有出厂合格证明文件，并按规定进行原材料复试，复试合格后方可使用。

5．4．2  混凝土宜采用和易性较好的预拌混凝土，强度等级应符合设计要求， 初凝时间宜大于6h，灌注前坍落度宜为180mm～220mm。

5．4．3  混凝土拌制用水、水泥、砂、石、粉煤灰及外加剂的配比，应通过混凝土配合比试验确定。

5．4．4  混凝土拌制用原材料应符合下列规定：

    1  水泥强度等级不应低于32．5MPa；

    2  石子宜选用质地坚硬的卵石或碎石，最大粒径不宜大于30mm，含泥量不应大于2％，质量应符合现行行业标准《普通混凝土砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的规定；

    3  砂应选用中砂，含泥量不应大于3％，质量应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的规定；

    4  粉煤灰宜选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB／T 1596的规定；

    5  外加剂宜选用液体缓凝剂，质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119的规定；

    6  混凝土拌制用水应符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ 63的规定。

5．5  成孔

5．5．1  钻机就位应符合下列规定：

    1  钻机钻头应对准桩位，钻头与桩位点的允许偏差应为20mm；

    2  钻机塔身应保持垂直，垂直度的允许偏差应为0．5％。

5．5．2  成孔施工应符合下列规定：

    1  开钻前钻头阀门应封闭；

    2  钻杆下移至钻头触及地面时，应取掉钻头阀门插销后方可钻进；

    3  钻进速度应先慢后快；

    4  当钻杆摇晃或难以钻进时，应放慢钻进速度或停机，查明原因并采取措施后继续钻进，禁止强行钻进。

5．5．3  钻孔深度应根据设计桩长及施工而标高确定。深度量测可以钻机塔身或钻杆的相对位置作为参照标尺，并应每天采用测量仪器进行控制性复核。

5．5．4  现场施工技术人员应检查实际钻孔土层性质与勘察报告的—致性。当遇异常情况时，应中止钻进，并及时通知相关方进行分析研究。

5．5．5  钻机提钻时，应配备专职人员同步清除钻杆螺旋叶片间的泥土，不得带泥土提。

5．5．6  成孔过程中应随时检查钻头、钻杆螺旋叶片的磨损情况，磨损严重影响成孔直径时，应及时更换。

5．6  混凝土压灌

5．6．1  钻孔施工至设计标高后，螺旋钻杆宜停止转动并开始泵送混凝土。

5．6．2  泵送混凝土至孔底并加压后方可提钻，严禁先提钻后泵送混凝土。

5．6．3  混凝土压灌过程中，应保持钻具排气孔畅通，钻杆提升速度应与混凝土泵送量相匹配。混凝土泵料斗内的混凝土面高于料斗底面的高度不应小于400mm。

5．6．4  混凝土压灌时，桩顶超灌高度不应小于500mm。

5．6．5  冬期施工时，混凝土泵、输送管路应采用覆盖保温材料等保温措施，混凝土入孔温度不应低于5℃。

5．6．6  施工期间气温高于30℃时，混凝土泵、输送管路应采用覆盖隔热材料等措施。

5．6．7  混凝土压灌充盈系数应大于1．0。

5．6．8  施工前，或长时间停工后重新施工前，应采用清水将混凝土泵的料斗及输送管路湿润，后泵入适量的润管砂浆，并应将所有砂浆泵出管外。

5．6．9  停止施工后应及时用清水清洗混凝土泵及管路。

5．7  钢筋笼制作及植入

5．7．1  钢筋堆场及钢筋笼加工场应符合下列规定：

    1  钢筋堆场应平整且高于周边地面，并有可靠的排水措施；

    2  钢筋堆放时应架空150mm～200mm，直螺纹钢筋架空支点不应少于三个；

    3  直螺纹钢筋的堆放应平直整齐，不应扭曲、交叉搭叠；

    4  钢筋笼堆场应平整，并应采取防污染及防雨、防潮措施；

    5  钢筋及钢筋笼应按规格与使用部位分类堆放，并应使用标识牌标明。

5．7．2  钢筋笼制作应符合下列规定：

    1  钢筋笼制作允许偏差应符合本标准表6．1．4-1的规定；

    2  主筋连接应采用机械连接或焊接，接头质量应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107及《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18的规定；

    3  钢筋笼宜整体制作，底部应制成锥状，且应设置加强钢筋；

    4  加强箍筋应设置在主筋内侧并与主筋点焊接，螺旋箍筋与主筋应全数连接；

    5  钢筋笼制作时，宜在主筋上设置保护层垫块或在钢筋笼上设置对中支架。

5．7．3  钢筋笼存放、运输、吊装时，应采取防止变形的措施。

5．7．4  钢筋笼植入施工应符合下列规定：

    1  混凝土压灌至施工设计标高并清理桩孔周围的弃土后，应立即将钢筋笼对准桩孔中心，进行植入施工；

    2  钢筋笼植入可依靠钢筋笼的自重与振动植入装置缓慢植入；

    3  当依靠自重不能继续植入时，可开启振动装置激振，使钢筋笼下沉到设计标高；

    4  钢筋笼植入达到设计标高后，断开振动装置与钢筋笼的连接，缓慢连续振动并拔出导入管；

    5  钢筋笼应连续下放，不宜停顿，并应在桩身混凝土初凝前完成钢筋笼植入工作。

5．7．5  钢筋笼植入时，钢筋笼顶部标高宜采用水准仪测量控制。

5．7．6  钢筋笼植入过程中，钢筋笼中心应始终对准桩位中心，并严格控制钢筋笼的垂直度。

5．8  成品桩的保护

5．8．1  施工前应确定钻机及其他设备的行走路线，严禁施工设备直接碾压已施工完成的成品桩。

5．8．2  弃土清运时，严禁清运设备碰撞成品桩。弃土应集中堆放在成品桩区域外且远离成品桩，并不应堆放过高。

5．8．3  桩间土宜采用小型机械与人工清运；桩头应人工凿除并清理干净，桩顶应平整。

5．8．4  冬期施工时，长螺旋钻孔压灌桩成桩后，应在混凝土终凝前做好防冻措施，可在桩顶覆盖保温材料，也可在桩顶覆盖厚度不小于1000mm的覆土。

5．8．5  采用隔桩施工，二次施工需在成品桩上行驶时，应对成品桩进行保护。成品桩保护可采用覆盖土层的保护方法，覆盖土层的厚度不宜小于800mm。

6  检验与验收

6．1  一般规定

6．1．1  长螺旋钻孔压灌桩施工方案中应包括质量检验的实施细则，成桩质量检验分施工前、施工过程中和施工后三个阶段。

6．1．2  应对钢筋笼质量、混凝土强度、桩位、桩长、桩径、桩身完整性、基桩承载力进行检验。

6．1．3  用于施工质量检验的仪表、器具等性能指标，应符合国家现行相关标准的规定。质量检验过程应有相应的检测、检查记录。

6．1．4  长螺旋钻孔压灌桩质量检验标准应符合表6．1．4-1和表6．1．4-2的规定。

6．2  施工前检验

6．2．1  混凝土拌制应对原材料质量、混凝土配合比、原材料投料量、坍落度等进行检查；商品混凝土应有合格证和搅拌站提供的质量检查资料。

6．2．2  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、钢筋保护层等进行检查。主筋和箍筋的材质以及制作偏差应符合本标准表6．1．4-1的规定。

6．2．3  钢筋笼在同一断面主筋的接头数量不应超过主筋总数的50％。主筋接头质量应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18和《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107的规定。

6．2．4  施工前应对桩位放线位置进行检验。

6．3  施工过程检验

6．3．1  施工过程中应进行下列检查，质量控制偏差应符合本标准表6．1．4-2的规定。

    1  钻头与桩位中心点偏差、钻杆垂直度、钻孔深度；

    2  对承受竖向抗压的基桩，在钻至设计深度提升钻杆之前，应确认混凝土已加压泵入，且停顿时间不宜少于10s；

    3  每台班混凝土灌注前应检测混凝土坍落度；

    4  混凝土灌注应检查单桩灌注方量和灌注完成时间；

    5  钢筋笼与桩孔对中位置、钢筋笼笼顶标高。

6．3．2  混凝土试件取样应取自现场实际灌注的混凝土；每个灌注台班混凝土试件强度检测数量不得少于1组，每组试件数量为3件。

6．4  施工后检验

6．4．1  施工完成后应按本标准表6．1．4-2的要求检验桩径、桩位偏差、桩顶标高、钢筋笼顶标高、混凝土保护层厚度。

6．4．2  基桩的桩身完整性和承载力验收检测应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106执行。

6．4．3  支护桩应进行桩身完整性检测，检测数量应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120的要求。

6．4．4  桩身完整性检测应符合下列规定：

    1  当采用低应变法不能全面评价基桩完整性时，应在检测桩数范围内，按不少于总桩数10％的比例采用高应变法或钻芯法检测；

    2  当桩长与桩径之比大于30时，桩身混凝土强度在检测时宜达到设计强度。

6．4．5  当采用高应变法进行基桩承载力验收检测时，应有本地区相近条件的高应变法与静载试验的对比验证资料。

6．4．6  抗拔桩承载力验收检测应采用单桩竖向抗拔静载试验，抗拔主筋强度应满足最大试验荷载的要求。

6．4．7  检测工作的程序、验证与扩大检测、检测结果评价和检测报告内容，应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定。

6．5  施工验收

6．5．1  基桩的验收应待基桩施工完毕后，且开挖到桩顶设计标高后进行。

6．5．2  验收应具备下列资料：

    1  岩土工程勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等；

    2  经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更单；

    3  桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单；

    4  原材料的质量合格证和检验报告；

    5  施工记录及隐蔽工程验收文件；

    6  成桩质量检查报告；

    7  基桩完整性和工程桩基桩承载力检测报告；

    8  桩基竣工平面图及桩顶标高图；

    9  其他必须提供的文件和记录。

4  设计

4．1  一般规定

4．1．1  岩土工程勘察成果资料应包括按两种极限状态进行桩基设计所需要的岩土技术参数、对建筑场地不良地质作用的评价结论及其防治方案、抗浮设防水位建议值等岩土工程评价内容。岩土技术参数，是用于桩基承载力、沉降变形计算及稳定性验算的各岩土层物理、力学性质指标的统称，包括各岩土层的室内土工试验成果指标、原位测试成果指标。

    设计时应对勘察报告提供的评价与建议进行分析研究，针对不同方案进行技术经济对比，择优选取或进行优化。

4．1．2  当桩身穿过较厚的未完成自重固结的人工填土或桩侧存在软弱土层以及由于地面大面积堆载(包括填土)、地下水位降低等原因，桩侧土层产生的沉降超过桩的沉降时，应考虑负摩阻力对桩承载力及沉降的影响。

4．1．6  长螺旋钻孔压灌桩用作基坑支护桩时，最小中心距不受本条限制并应根据计算确定。当持力层为岩层时，桩端全截面进入持力层的深度应根据岩层性质、承载力要求及设备施工能力等因素综合确定。

4．2  基桩抗压承载力计算

4．2．3  长螺旋钻孔压灌桩单桩抗压承载力估算方法，仍采用工程师较为熟悉的经验参数法。该法的关键，是土的极限侧阻力、极限端阻力经验值的取值问题。

    在采用正确、合理的施工工艺和技术要求的情况下，长螺旋钻孔压灌桩桩底无沉渣和虚土、桩侧无泥皮，其桩底、桩侧土体的性状与干作业钻孔桩类似；再者，混凝土在灌注过程中始终存在较高的泵送压力，因此，桩体混凝土与桩端、桩周土体的接触压力大于干作业钻孔桩。长螺旋钻孔压灌桩桩体与地基土之间的极限侧阻力、极限端阻力大于干作业钻孔桩；而且，极限侧阻力、极限端阻力的大小与混凝土灌注时的泵送压力大小有关。基于以上分析，本标准长螺旋钻孔压灌桩桩体与地基土之间的极限侧阻力、极限端阻力的取值，以干作业钻孔桩的经验值为基础，再考虑施工水平的影响。

    为了验证本标准单桩竖向极限承载力估算公式的可靠性，编制组收集了国内数十根长螺旋钻孔压灌桩的单桩竖向抗压静载试验成果，将静载试验实测值与本标准公式的计算值进行对比。

    按照本标准经验公式(4．2．3)，计算上述静载试验桩的单桩抗压极限承载力Qu，计算时qpk、qsik分别按下列三种情况取值：

        1)取行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008表5．3．5-1(桩的极限侧阻力标准值qsik)和表5．3．5-2(桩的极限端阻力标准值qpk)所列上限值，静载试验测定的单桩极限承载力是本标准公式(4．2．3)计算值的1．00倍～1．36倍，Qu计算值与Qu静载试验实测值的关系如图1所示。

        2)取行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008表5．3．5-1(桩的极限侧阻力标准值qsik)和表5．3．5-2(桩的极限端阻力标准值qpk)所列上限值的1．05倍，静载试验测定的单桩极限承载力是本标准公式(4．2．3)计算值的0．95倍～1．29倍，Qu计算值与Qu静载试验实测值的关系如图2所示。

        3)取行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008表5．3．5-1(桩的极限侧阻力标准值qsik)和表5．3．5-2(桩的极限端阻力标准值qpk)所列上限值的1．1倍，静载试验测定的单桩极限承载力是本标准公式(4．2．3)计算值的0．91倍～1．23倍，Qu计算值与Qu静载试验实测值的关系如图3所示。

    由图1～图3可以看出，当qpk、qsik按上限值取值时，试验实测值全部位于45°线以上且靠近该线，即静载试验实测值大于且接近于计算值；当qpk、qsik按上限值的1．05倍、1．1倍取值时，少数桩的静载试验实测值略低于计算值。因此可以认为，本标准经验公式(4．2．3)计算的单桩极限承载力较接近试验值，同时具有一定的安全储备，可用于长螺旋钻孔压灌桩设计时估算单桩极限承载力。

    各地区可通过桩身内力测试结果建立极限侧阻力和极限端阻力与土层物理指标间的经验关系。

    对于大直径桩((d≥800mm)的极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应，由于长螺旋钻孔压灌桩直径超过800mm的应用不多(支护桩除外)，没有相关的试验资料，本标准承载力计算公式(4．2．3)未包含极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应系数。因此设计长螺旋钻孔压灌桩直径大于等于800mm时，建议极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应系数按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94取值。考虑到长螺旋钻孔压灌桩具有钻孔至设计标高后边压送混凝土边提钻的特点，其桩孔内的应力松弛应小于泥浆护壁钻孔灌注桩，因此极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应系数按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94取值是安全的。

4．3  桩身构造

4．3．5  钢筋笼底部制成尖状并采取构造加强措施是为了振动力有效传递到钢筋笼底部且笼底不坏，确保钢筋笼顺利植入桩身混凝土中。钢筋笼底部做法如图4所示。

4．3．8  施工过程中应采取有效措施，确保工程桩混凝土保护层厚度满足要求。当用于支护工程时，纵向主筋保护层厚度宜为50mm。处于腐蚀性环境中时，宜取大值。

5  施工

5．1  一般规定

5．1．1  施工组织设计除应明确钻孔直径、钻孔深度、桩身混凝土强度等级、混凝土灌注量、桩身保护长度等主要施工技术参数外，还应明确质量、安全和环境保护等技术措施，如：地下障碍物的处理，非饱和砂层、卵石夹层的施工措施等。周边环境是指施工与周边可能产生相互影响的建(构)筑物、地下管线、道路、岩土体、地下水、震动及噪声等环境因素的统称。

5．1．2  试验性施工的目的是验证所选机械设备的适用性，如长螺旋钻机的钻头、钻杆及电机功率等机件的适宜性，地质条件的符合性；确定合理的施工工艺参数，如钻机的转速、下钻速度、施加的钻进压力、提钻速度、钻头和钻杆直径等以满足成孔的质量和进度要求。试验性施工位置选取应根据岩土工程勘察报告确定，试验数量主要依据地质条件的差异程度确定，但是原则上不宜少于3根。对于成桩困难的特殊地层，还应根据实际情况制定专项试验方案。

5．1．3  长螺旋钻孔压灌桩施工工艺流程为：设备准备→桩位放线及验线→(预拌混凝土、钢筋笼准备)钻机就位→钻孔至设计标高→泵送混凝土→提拔钻杆→植入钢筋笼。施工中应做好施工各工序准备工作以及供料协调工作。同—根桩的混凝土灌注应连续，间断灌注会埋下严重的质量隐患，因待料中断施工，可在混凝土输送泵内留存一定量的混凝土，间隔10mm～15min开动一次混凝土输送泵，以增加混凝土的流动性，当长时间停置时，应用清水将混凝土泵、混凝土输送管、钻杆清洗干净。若中断时间超过混凝土初凝时间，应考虑放弃成桩，避免出现断桩、钢筋笼安插不到位等质量缺陷。

5．2  施工准备

5．2．1  施工现场内道路的布置应相对固定并应满足各类施工车辆和设备的运行要求，保证车辆和设备的运转安全。做好与长螺旋钻孔压灌桩施工相关的水、电、泵管线路的布置工作，同时应满足施工的便利性和安全性。施工前应实地调查周边建(构)筑物的空间位置及地下状况，通过周边管线资料及实地探测明确管线位置及深度。对地上地下情况的调查并制定对策十分重要，也是避免安全事故的有效措施。

5．2．3、5．2．4  施工现场测量控制网的精度应满足有关标准要求。桩位定位放线应在场区测量放线控制网上进行。桩点位放线标志应避免因施工而破坏，桩位点标志一般可采用在桩点位上掏出直径20mm～40mm、深150mm的孔，填入白灰，然后在孔内埋入木桩或钢筋头，桩位验线合格后方可进行钻孔施工。施工中如有桩点标识物遭破坏则应重新复测定位。

5．2．5  长螺旋钻机拆装是事故发生概率较高的工作环节，除应有专业技术人员监督指导外，还应有专职人员对长螺旋钻机的各功能部件、保险装置进行检查，避免拆装过程中出现错误。

5．3  施工机具

5．3．1  长螺旋钻机的选择主要考虑场地条件及施工深度，充分考虑特殊土质(如：淤泥、淤泥质土、黏土和承载力较高的砾砂、圆砾、砾石、卵石、漂石等)地层中的成桩可行性及其工作效率。

    根据钻机的生产规格、成孔试验结果以及施工中实测的混凝土充盈系数，确定钻杆的最小直径。施工过程中对成桩桩径和钻杆直径的检查，是成桩质量控制的重要措施。

    国内长螺旋钻机设备生产厂家较多，机械设备性能一般按钻机主电机功率、塔臂高度、行走方式划分。常用的长螺旋钻机动力性能可参考表1。

5．3．2  根据钻机的高度、施工桩长、桩径、输送最大路径选择混凝土输送泵。混凝土输送管应保证密封性良好，避免引起堵管。

5．3．4  钢筋笼植入是关键工序，钢筋笼通过振动锤竖向激振力克服混凝土阻力植入到设计深度，振动锤激振力大小与锤自重及偏心块激振功率有关，常用振动锤动力性能参数可参考表2。钢筋笼导入管应具有足够的刚度，其壁厚不宜小于6mm，直径宜为160mm～200mm。振动锤、导入管连接装置参见图5。严禁导入管端头被混凝土或其他材料封堵。起重机型号的选择应根据钢筋笼自重、钢筋笼长度确定。

5．4  材料

5．4．1  长螺旋钻孔压灌桩的主要材料有钢筋、水泥、砂、石、粉煤灰及拌合用水，所用材料的材质、品种、规格，除应满足设计及现行相关标准要求外，还应充分考虑当地情况和工艺特性等因素。

    材料复试主要是钢筋、水泥、砂、石、粉煤灰的取样检验，取样检验应符合现行相关标准的要求。混凝土施工前应进行和易性检查，强度试块取样应按台班或批次进行取样。

5．4．2～5．4．4  长螺旋钻孔压灌桩混凝土宜采用和易性较好的细石混凝土，以满足混凝土泵送的要求，同时也有利于后植钢筋笼的施工。混凝土拌制用水泥、砂、石、粉煤灰、水、外加剂等原材料质量均应满足现行相应标准及设计要求。

5．5  成孔

5．5．1  钻机就位时，应保证作业面的平整度和硬实度。通过调直塔身、钻杆对中、钻机调平等措施对准桩位点，并可利用钻机底座旋转、钻机步履滑动、四角液压支腿升降功能对点位对中偏差进行微调。

5．5．2  开钻前，钻杆向下移动至钻头触及地面时，应取掉钻头盖插销，以保证提钻时混凝土能顺利泵山。钻进过程中如难以钻进，应缓慢进尺。该情况下若强行钻进，会导致桩位偏差、桩身倾斜甚至钻杆拧断。如出现局部地层难以钻进，则应考虑更换钻头、更换大功率钻机等措施。同时应定期检查钻头直径与钻杆直径，分析混凝土充盈系数。

5．5．3  施工前应测定施工作业面的标高，根据作业面标高和设计桩顶标高确定钻孔深度。若施工过程中作业面重新平整，应及时复核施工作业面标高。

5．6  混凝土压灌

5．6．1  一般情况下，压灌桩钻孔施工至设计标高后，螺旋钻杆应停止钻动并泵送混凝土。但当桩端持力层为粒径较大的卵石，停钻后发生卡钻时，允许在转动条件下泵送混凝土，钻头高于卵石层后应停止转动，继续静拔提钻并泵送混凝土。

5．6．2  混凝土压灌严禁先提钻再泵送混凝土，目的是保证桩端混凝土的密实度。先提钻再泵送混凝土会造成桩端混凝土不密实或空洞的发生，从而影响压灌桩的桩端承载力，情况严重时，桩端承载力会完全丧失。因此，压灌桩混凝土压灌严禁先提钻再泵送混凝土，是该工法施工质量控制的要点，应严格执行。

    混凝土压灌过程应连续进行，直至桩体混凝土泵送至施工设计标高，避免供料不足而停机待料。混凝土压灌过程中的停机待料容易产生桩身质量问题，如断桩、缩径、桩身混凝土不密实、钢筋笼安插不到位等质量缺陷。在易缩颈的土层中应控制提钻速度，以保证混凝土的密实度，避免缩颈的发生。

5．6．3  混凝土压灌过程中，保持钻具排气孔畅通的目的是确保混凝土压灌的顺畅进行，防止混凝土泵送管路中出现中空段而影响桩身混凝土的质量，也可防止泵送管路发生堵管。

5．6．6  当气温高于30℃施工时，应在混凝土拌合时添加保水剂，施工过程中可采取在混凝土输送管上覆盖草席、洒水等降温措施。

5．6．7  混凝土压灌充盈系数是指实际混凝土压灌量与理论计算量之比，是判定成桩质量的一个依据。若充盈系数小于1．0，则说明实际压灌混凝土量小于理论计算量，说明桩身质量存在—定的缺陷。上覆土层中存在软土或细砂层时，压灌充盈系数应增大，以确保压灌桩的成桩质量。

5．7  钢筋笼制作及植入

5．7．2  钢筋笼加工制作过程中易出现的质量缺陷及主要质量控制要点包括：

    1)钢筋堆放场地不平整、钢筋堆放搭叠不规整造成钢筋弯曲；

    2)钢筋笼主筋间距不等，钢筋主筋轴线偏差过大；

    3)主筋连接质量缺陷；

    4)钢筋笼直径偏差不符合本标准的规定；

    5)加强箍筋与主筋的连接不牢、主筋烧伤严重等，直接影响钢筋笼整体刚度，造成钢筋笼吊运、安装困难，钢筋笼变形等；

    6)螺旋箍筋间距不均匀，偏差过大；

    7)钢筋笼底部做法如图4所示；

    8)混凝土保护层厚度是设计要求的重要指标，也是长螺旋钻孔压灌桩质量验收的关键指标，通过安设保护层垫块，焊接对中支架，控制钻机的垂直度、钢筋笼植入时的垂直度、钢筋笼植入的速度，保证桩身混凝土保护层的厚度。

5．7．3  钢筋笼运输应保证钢筋笼平直不扭曲变形，长度大于6m的钢筋笼吊装时宜采用多点起吊。施工现场主要采取钢筋笼内穿导入管的方式，这是保证较长钢筋笼顺利植入的重要措施。

    采用穿导入管的措施，一般是将两端带活动“U”形扣的钢绳挂在起重机主钩上，并扣好起重机主钩的安全扣。钢绳一端与导入管的振动锤头连接，另一端与钢筋笼上端加强箍筋连接，并沿钢筋笼长度方向均匀垂直铺设数根短钢管或其他形式的滚筒，以利于钢筋笼与导入管之间沿长方向的滑动。然后起重机缓慢收回主钩，通过钢绳拉力将导入管穿入钢筋笼内。导入管穿入完成后，拆下钢绳，再用钢绳连接起重机辅钩和钢筋笼中部，主钩连接振动锤，另用一根钢绳连接主钩和钢筋笼上部箍筋。利用主钩起吊振动锤和钢筋笼，同时适当收起辅钩来均衡吊起钢筋笼，避免导管和钢筋笼底部锥尖刮地造成钢筋笼弯曲变形过大而引发安全事故。

     吊车与导入管及钢筋笼的连接如图5所示。

5．7．4  钢筋笼的植入是成桩质量的关键工序。植入钢筋笼施工前应清理孔位周围的打桩弃土，以便准确找出孔位，同时可避免钢筋笼下放刮带泥土进入桩身。在植入钢筋笼整个过程中均应使用起重机垂直吊住钢筋笼，缓慢连续下放，并应在桩身混凝土初凝前下放完成。

5．7．6  钢筋笼中心对准桩位中心和保证钢筋笼的垂直度在钢筋笼植入过程中至关重要，这不仅是成桩质量的要求，而且也是钢筋笼能否植入到位的关键所在，两者任何一方面出现偏差时，都可能造成钢筋笼不能顺利植入到位。 

5．8  成品桩的保护

5．8．1～5．8．5  长螺旋钻孔压灌桩成品保护应贯穿桩基施工的整个过程，主要包括以下几个方面：

    1  桩位放线点位的保护；

    2  施工用原材料保护；

    3  钢筋笼存放、运输、吊装过程中的保护；

    4  长螺旋钻孔压灌桩成桩保护。

    成品保护主要是指长螺旋钻孔压灌桩成桩的保护，主要包括以下几个方面：

    1  弃土及桩间土清运时的保护：弃土堆放应远离成品桩，且堆放不应过高。弃土及桩间土清运时，采用小型机械与人工清运，严禁清运设备碰撞成品桩。

    2  保护桩长(桩头)剃凿时的保护：桩头应采用人工凿除并清理干净，严禁采用大锤直接锤打等方式，其目的是要求剃凿时不得破坏桩身混凝土及钢筋。

    3  冬季防冻保护：长螺旋钻孔压灌冬期施工桩成桩后，应在混凝土终凝前做好防冻措施，可在桩顶覆盖保温材料，也可根据各地区冬季的土层冻深情况，在桩顶覆盖一定厚度的土层，一般不小于1．0m即可取得防冻的效果。

6  检验与验收

6．1  一般规定

6．1．1  施工质量检验应分阶段并贯穿施工的全过程，施工质量检验的实施细则应包括：检验对象、检验项目、检验批次和频率、检验方法、检验设备和设施、检验人员配备、检验时机、质量判别标准、检验记录要求。

6．3  施工过程检验

6．3．1  对于承受竖向抗斥的基础桩，桩端密实程度不仅影响桩端承载力，也影响桩侧阻力的发挥。长螺旋钻孔压灌桩钻至设计标高，达到持力层后，应先泵送混凝土后提拔钻杆，以免桩端处存在虚土或桩端混凝土离析，从而降低端阻力。试验检测数据表明，“先提后泵”造成了很多工程桩单桩抗压承载力达不到设计要求。因此，本条第2款规定，在钻至设计深度提升钻杆之前，应检查混凝土确实已泵入，并规定了“先泵后提”的中间停顿时间不少于1分钟这一量化指标。

6．3．2  现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94规定，直径大于1m或单桩混凝土量超过25m3的桩，每根桩桩身混凝土试件强度应检验1组；本标准的长螺旋钻孔压灌桩尺寸均未超过上述规定，因此按混凝土试块每个灌注台班混凝土试件强度检测数量不得少于1组的规定执行。

6．4  施工后检验

6．4．4  针对长螺旋钻孔压灌桩的成桩工艺及桩型特点，桩身完整性检测方法首选适用、快速、经济的低应变法。

    由于受桩周土约束、激振能量、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素的影响，应力波从桩顶传至桩底再从桩底反射回桩顶的传播为一能量和幅值逐渐衰减的过程。若桩过长(或长径比较大)、桩身强度低，或桩身截面阻抗多变或变幅较大，往往应力波尚未反射回桩顶甚至尚未传到桩底，其能量已完全衰减或提前反射，致使仪器测不到桩底反射信号，而无法评定整根桩的完整性。当低应变法不能全面评判基桩完整性时，为保证准确全面的判定，应采用高应变法、钻芯法，或静载试验法与低应变法组合进行检测，浅部不能准确判定的缺陷也可结合浅部开挖综合判定。

    采用低应变法现场检测时，应选择合适重量的激振力锤和软硬适宜的锤垫，锤的重量及锤头材料，可改变冲击入射波的脉冲宽度及频率成分。锤头质量较大或硬度较小，适合于获得长桩桩底信号或下部缺陷的识别。锤头较轻或硬度较大时，较适宜于桩身浅部缺陷的识别及定位。

6．4．6  抗拔桩承载力验收检测前，应验算预估最大试验荷载是否超过钢筋抗拉强度设计值；当抗拔承载力受抗裂条件控制时，可按设计要求确定最大加载值。