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摘 要：长螺旋钻孔成桩具有成桩速度快、低噪音、无振动、单桩承载力高、工程造价低、综合效益好、适应性强等优点。近几年在全国各地广泛使用。但是该施工方法在施工过程中出现了不少质量问题，如憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等缺陷，严重影响了工程质量。笔者根据工程施工中积累的实践经验和长螺旋钻机设备的机械性能提出了改进措施。
关键词：压灌混凝土桩；长螺旋钻机；质量问题；改进措施
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0192-01
1 長螺旋钻机压灌混凝土桩的施工方法
施工现场准备工作结束，钻机具备施工条件后。首先是自己就位，当钻机钻到设计深度后，原位转20s，然后提钻将钻头提离孔底大约10cm，同时开始泵送混凝土，边提边泵送，直到桩顶设计标高，停止泵送，移钻机到下一桩点孔位。
2 施工中常见的几个质量问题分析
长螺旋钻机钻孔压灌混凝土桩施工过程中经常出现憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等质量缺陷，给施工造成了严重的质量问题。分析其原因，从客观上看，混凝土的质量、混凝土泵及输送管路质量和钻机的功能三大部分化成一个统一体，哪个环节出现问题都会影响成桩质量。混凝土是搅拌站统一标准统一配料搅拌泵车供应，质量由供应站保证。混凝土泵及输送管路与长螺旋钻机的操作是需要协调的，它是首个质量控制的关键所在，有很多问题都是由于二者的不协调造成的。
2.1 憋钻
就是指长螺旋钻机在提升过程中，混凝土泵送量过大，提钻具速度太慢，造成大量混凝土通过钻具钻头被送到桩孔里，同时在泵压的作用下，桩孔里的混凝土面向上移动，将钻头和底部钻具完全包围在其中，挤压在钻杆和孔壁之间，致使钻杆突然停止施钻和向上提升移动，严重时会损坏动力头电机和提升卷扬机，造成埋钻具和补桩。
2.2 断桩
是指由于提钻太快，泵送混凝土跟不上提钻速度，或是相邻桩太近串孔，或是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而造成的桩质量事故。
2.3 缩颈
是指由于提钻太快，泵送混凝土太慢，与提钻速度不协调，或是桩间距太近等因素造成的桩质量事故。
2.4 夹泥夹砂
这种桩质量事故是指由于泵送混凝土时提钻速度过快，钻头没有堵在混凝土里，钻头两侧阀门排出的混凝土包裹了塌在孔里的流泥流砂；或是泵送过程中地层没有塌落，而是钻头阀门排出的混凝土将浮浆包裹而成。
3 施工中的改进措施
综合分析施工中憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等几个质量事故所形成的原因，都与提钻速度和混凝土泵排量配合不协调有关。这是现有长螺旋钻机的共同点。我们对长螺旋钻机的提升速度进行了改进，取得了满意的效果。
3.1 改进原理
当提钻速度远小于混凝土泵送量时，造成钻头阀门出口阻力增大，这时钻杆内和输送管路上混凝土输送压力增大，在泵送压力的作用下，混凝土容易发生泌水离析。对于失水失浆的砂、碎石而言，管道或钻杆的接缝、弯道和粗糙面都会使它的传输受阻并很快挤压密实，导致堵管。当提钻速度远大于混凝土泵送量时，就会造成断桩、缩颈夹泥夹砂等质量缺陷。可见，要克服由于提钻速度和混凝土泵送量的不协调匹配而达到动态平衡，对于不同直径大小的桩都适应，就应满足下列条件（如图1）。也就是说对于Mm高的桩体，其等体积的混凝土需要泵送时间t1，应该等于钻杆提钻Mm所需要的时间t2。
原有的长螺旋钻机的主卷扬提钻速度是边加速的，卷扬机的卷筒转速是一定的，随着钢丝绳缠绕层数的越来越多，随之而来的绳速就越来越快，而且是非匀变速的不可控的。混凝土泵送量虽是可调的，但也无法与提钻速度相匹配。根据上面的公式可知，只要限定一个变量，就可求得与之匹配的另一个变量，即单绳绳速是可控的。
3.2 改进措施
为了保证在不同桩孔径情况下都能使提钻速度与混凝土泵送量达到匹配平衡状态，本着实用节约的原则。我们将主卷扬机的电动机更换为一台交流变频电机，通过编码器速度反馈信号给交流矢量控制系统来完成主卷扬匀速提钻功能。施工前根据桩径的大小、充盈系数和混凝土泵的排量，选定合适的提升速度，以满足桩质量要求。经过多个施工现场的使用验证获得了很好的效果。
4 结语
长螺旋钻机提钻主卷扬电机变为交流变频电机，通过变频装置从根本上改变了原有设备提钻的不匀速性，满足了提钻速度与混凝土泵送量的匹配性能，保证了桩的质量，减少了很多事故，降低了工程施工造价。同时，匀速提钻为清理钻具上的残土带来了方便条件，在钻机护筒的上部安装清土器，在提钻的过程中将残土都清理在桩孔周围，一是减少了钻具的离心弯曲，延长了钻具的使用寿命，二是给施工带来了安全，杜绝残土掉下伤人。
参考文献
[1] 佟建兴，李静.浅议CFG桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J].勘察科技技术，2000（06）.
[2] 刘建军.CFG桩施工中常见问题及治疗控制措施[J].山西建筑，2003（09）.
[3] 沈保汉.长螺旋钻成空工艺的发展[J].施工技术，2000（10）.
作者介绍：张桂芳（1964.1-），女，汉族，大学本科，工程师。
关键词：压灌混凝土桩；长螺旋钻机；质量问题；改进措施
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0192-01
1 長螺旋钻机压灌混凝土桩的施工方法
施工现场准备工作结束，钻机具备施工条件后。首先是自己就位，当钻机钻到设计深度后，原位转20s，然后提钻将钻头提离孔底大约10cm，同时开始泵送混凝土，边提边泵送，直到桩顶设计标高，停止泵送，移钻机到下一桩点孔位。
2 施工中常见的几个质量问题分析
长螺旋钻机钻孔压灌混凝土桩施工过程中经常出现憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等质量缺陷，给施工造成了严重的质量问题。分析其原因，从客观上看，混凝土的质量、混凝土泵及输送管路质量和钻机的功能三大部分化成一个统一体，哪个环节出现问题都会影响成桩质量。混凝土是搅拌站统一标准统一配料搅拌泵车供应，质量由供应站保证。混凝土泵及输送管路与长螺旋钻机的操作是需要协调的，它是首个质量控制的关键所在，有很多问题都是由于二者的不协调造成的。
2.1 憋钻
就是指长螺旋钻机在提升过程中，混凝土泵送量过大，提钻具速度太慢，造成大量混凝土通过钻具钻头被送到桩孔里，同时在泵压的作用下，桩孔里的混凝土面向上移动，将钻头和底部钻具完全包围在其中，挤压在钻杆和孔壁之间，致使钻杆突然停止施钻和向上提升移动，严重时会损坏动力头电机和提升卷扬机，造成埋钻具和补桩。
2.2 断桩
是指由于提钻太快，泵送混凝土跟不上提钻速度，或是相邻桩太近串孔，或是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而造成的桩质量事故。
2.3 缩颈
是指由于提钻太快，泵送混凝土太慢，与提钻速度不协调，或是桩间距太近等因素造成的桩质量事故。
2.4 夹泥夹砂
这种桩质量事故是指由于泵送混凝土时提钻速度过快，钻头没有堵在混凝土里，钻头两侧阀门排出的混凝土包裹了塌在孔里的流泥流砂；或是泵送过程中地层没有塌落，而是钻头阀门排出的混凝土将浮浆包裹而成。
3 施工中的改进措施
综合分析施工中憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等几个质量事故所形成的原因，都与提钻速度和混凝土泵排量配合不协调有关。这是现有长螺旋钻机的共同点。我们对长螺旋钻机的提升速度进行了改进，取得了满意的效果。
3.1 改进原理
当提钻速度远小于混凝土泵送量时，造成钻头阀门出口阻力增大，这时钻杆内和输送管路上混凝土输送压力增大，在泵送压力的作用下，混凝土容易发生泌水离析。对于失水失浆的砂、碎石而言，管道或钻杆的接缝、弯道和粗糙面都会使它的传输受阻并很快挤压密实，导致堵管。当提钻速度远大于混凝土泵送量时，就会造成断桩、缩颈夹泥夹砂等质量缺陷。可见，要克服由于提钻速度和混凝土泵送量的不协调匹配而达到动态平衡，对于不同直径大小的桩都适应，就应满足下列条件（如图1）。也就是说对于Mm高的桩体，其等体积的混凝土需要泵送时间t1，应该等于钻杆提钻Mm所需要的时间t2。
原有的长螺旋钻机的主卷扬提钻速度是边加速的，卷扬机的卷筒转速是一定的，随着钢丝绳缠绕层数的越来越多，随之而来的绳速就越来越快，而且是非匀变速的不可控的。混凝土泵送量虽是可调的，但也无法与提钻速度相匹配。根据上面的公式可知，只要限定一个变量，就可求得与之匹配的另一个变量，即单绳绳速是可控的。
3.2 改进措施
为了保证在不同桩孔径情况下都能使提钻速度与混凝土泵送量达到匹配平衡状态，本着实用节约的原则。我们将主卷扬机的电动机更换为一台交流变频电机，通过编码器速度反馈信号给交流矢量控制系统来完成主卷扬匀速提钻功能。施工前根据桩径的大小、充盈系数和混凝土泵的排量，选定合适的提升速度，以满足桩质量要求。经过多个施工现场的使用验证获得了很好的效果。
4 结语
长螺旋钻机提钻主卷扬电机变为交流变频电机，通过变频装置从根本上改变了原有设备提钻的不匀速性，满足了提钻速度与混凝土泵送量的匹配性能，保证了桩的质量，减少了很多事故，降低了工程施工造价。同时，匀速提钻为清理钻具上的残土带来了方便条件，在钻机护筒的上部安装清土器，在提钻的过程中将残土都清理在桩孔周围，一是减少了钻具的离心弯曲，延长了钻具的使用寿命，二是给施工带来了安全，杜绝残土掉下伤人。
参考文献
[1] 佟建兴，李静.浅议CFG桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J].勘察科技技术，2000（06）.
[2] 刘建军.CFG桩施工中常见问题及治疗控制措施[J].山西建筑，2003（09）.
[3] 沈保汉.长螺旋钻成空工艺的发展[J].施工技术，2000（10）.
作者介绍：张桂芳（1964.1-），女，汉族，大学本科，工程师。