海南省工程建设地方标准
螺杆灌注桩技术规程
Technicalcodeforconstructionofhalf-screwpile
DBJ--2012
批准部门：海南省住房和城乡建设厅
施行日期：2013年5月1日
2013海口
发布通知
前言
本规程在编制过程中总结了全国各地及国外部分地区的螺杆桩技术实践经验，广泛征求了设计、勘察、科研、施工、教学等各有关单位的意见，并借鉴了国内已有的地方标准和企业标准。
本规程共分7章、7个附录以及条文说明，主要内容包括：总则、术语符号、基本设计规定、桩身构造与布置、设计、施工、工程质量检查及验收等方面的规定。
本规程由海南有色工程勘察设计院负责具体技术内容的解释。请各单位在执行本规程的过程中注意积累资料、总结经验。如有意见和建议，请反馈至海南有色工程勘察设计院（海口市南沙路49号通信广场2楼；邮编：570206）、海南卓典高科技开发有限公司（地址：海口市海府路22号；邮编：570203），以供修订时参考。
主编单位：海南有色工程勘察设计院
海南卓典高科技开发有限公司
海南省建设标准定额站
主要起草人：丁学武杨武李忠林冯春燕谢书领庞方李小园
彭桂皎王新华陈超鋆杨涅谭燕姬莫勇全曾东灵
主要审查人员：
目 次
1 总则 1
2 术语、符号 2
2.1 术语 2
2.2 符号 2
3 基本设计规定 4
3.1 适用条件 4
3.2 设计原则 4
3.3 岩土工程勘察 4
4 桩身构造与布置 5
4.1 桩身构造 5
4.2 布置 5
5 设计 6
5.1 承载力计算 6
5.2 沉降计算 7
5.3 桩身强度验算 8
6 施工 9
6.1 基本规定 9
6.2 施工前准备 9
6.3 施工流程 9
6.4 施工规定 10
6.5 施工质量控制 11
7 工程质量检查及验收 13
7.1 一般规定 13
7.2 施工检验 13
7.3 基桩检测 13
7.4 工程验收 14
附录A 螺杆桩大样图 15
附录B螺杆桩成桩工法过程示意图 16
附录C 消除桩挤土效应的屏障技术示意图 17
附录D 螺杆桩质量控制记录表 18
附录E 螺杆桩施工记录表 19
附录F螺杆桩桩基设计说明（参考） 20
附录G螺杆桩复合地基设计说明（参考） 21
本规程用词说明 22
条文说明 23
1 总则
1.0.1为了保证螺杆灌注桩在建筑地基基础设计与施工中的规范化，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于海南省工业与民用建（构）筑物以及市政工程中螺杆桩的勘察、设计、施工及其验收，其他行业亦可参照使用。
1.0.3螺杆桩的设计与施工应根据工程地质及水文条件、工程特点、场地环境、施工设备性能等因素综合考虑，因地制宜，重视当地经验与条件，精心设计、严格施工。
1.0.4采用螺杆桩时除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关规范、规程及标准的规定。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 螺杆桩half-screwpile
原称“半螺丝桩”，后称“螺杆灌注桩”，简称“螺杆桩”，是一种“上部为圆柱型，下部为螺丝型”组合式灌注桩。
2.1.2 提高系数correctionfactor
由土体侧摩阻力标准值计算螺纹段总侧阻力标准值的参数。
2.1.3 同步技术synchronousmanner
钻杆每向上（下）相应位移一个螺距，钻杆刚好正向（反向）旋转一周，所形成的桩孔或桩为螺丝状。
2.1.4 非同步技术unsynchronousmanner
钻具向下移动一个螺距，钻杆旋转2～3圈，可改变转速和钻杆尺寸从而调整取土量，所形成的桩孔为圆柱形。
2.1.5 桩芯pilecore
螺杆桩螺纹段或浅螺纹桩的桩体轴芯部分。
2.2 符号
2.2.1抗力和材料性能
—第i层土极限侧阻力标准值；
—持力层端阻力标准值；
—混凝土轴心抗压强度；
2.2.2作用和作用效应
—螺杆桩单桩竖向极限承载力标准值；
—螺杆桩直杆段的侧阻力；
—螺杆桩螺纹段的侧阻力；
—螺杆桩端阻力；
2.2.3几何参数
—桩直杆段直径（等于螺纹段外径）；
—桩芯直径；
—桩长范围内第i层土的分层厚度；
—桩直杆段横截面积；
—桩芯横截面积。
2.2.4计算系数
—成桩工艺系数；
—桩身为螺纹段时，桩长范围内第i层土的侧阻力提高系数；
—混凝土泵填充系数，一般可取0.7～0.8；
—充盈系数。
3 基本设计规定
3.1 适用条件
3.1.1 螺杆桩技术适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土等土层，且不得在流塑状淤泥或淤泥质土、松散粉细砂层中设计螺纹段。在流塑状淤泥或淤泥质土中应用时，尚需采用屏障技术辅助成孔成桩，或将场地硬化处理后再进行成孔成桩。
3.1.2 螺杆桩技术适用于独立承台、条形基础、桩筏基础等各种桩基础，以及以刚性桩为竖向增强体的刚性桩复合地基、刚-柔性桩复合地基，仅当应用于复合地基时桩身可不配钢筋。
3.1.3 螺杆桩属于部分挤土桩。
3.1.4 为正确和安全地施工螺杆桩，施工中必须使用满足设备技术指标的成桩机具。
3.2 设计原则
3.2.1 螺杆桩应进行承载能力计算，计算内容包括：桩顶作用效应计算、桩基竖向承载力计算、单桩竖向承载力计算、抗拔桩基承载力验算，桩基沉降计算、桩基水平承载力与位移计算、桩身强度验算。《建筑抗震设计规范》GB50011规定需进行抗震验算的桩基，还应进行抗震验算。无成桩经验及承载力数据时，可先根据本规程第5章相关条款进行计算，施工前必须进行成孔、成桩试验检测以确定施工技术参数和桩的承载力。
3.2.2 螺杆桩用于桩基础时，应按《建筑桩基技术规范》JGJ94验算桩基沉降并满足相关要求；用于复合地基时，应按《建筑地基基础设计规范》GB50007验算复合地基沉降并满足相关要求。
3.2.3 螺杆桩承载力、变形计算和抗震验算所采用的荷载作用效应组合应符合《建筑地基基础设计规范》GB50007。
3.2.4 螺杆桩为变截面桩，验算桩身强度时应验算直杆段顶部和底部两个截面的桩体强度是否满足承载力设计要求。
3.3 岩土工程勘察
3.3.1 螺杆桩工程勘察应符合相关勘察规范要求，整理编写岩土工程勘察报告。
4 桩身构造与布置
4.1 桩身构造
4.1.1 螺杆桩桩径是指直杆段桩的直径，螺纹段外径等于直杆段直径，螺杆桩桩身施工直径一般为300～700mm，且桩长不宜大于50D。
4.1.2 螺杆桩大样图详附录A，其中桩长及直杆段长度应满足以下要求：
1 直杆段长度不小于有效桩长的2/3且不小于10D，一般不大于有效桩长的3/4；
2 直杆段顶部和底部的截面应力应分别按本规程5.3.2条进行强度验算。
4.1.3 配筋
1 配筋率：正截面配筋率可取0.4％～0.65％，小桩径取高值；对受荷载特别大的桩，应根据计算确定配筋率，并不应小于上述规定值；
2 直杆段为螺杆桩配筋桩段，配筋长度、主筋保护层厚度、钢筋笼构造等应符合《建筑桩基技术规范》JGJ94第4.1条对灌注桩配筋长度的要求；
3 除竖向压力外，桩身还受到水平荷载和竖向上拔力影响时，应将螺杆桩有配筋桩段作为水平荷载和竖向抗拔力的计算长度，对于受水平荷载的桩，主筋不应小于8φ12；对于受竖向上拔荷载的桩，主筋不应少于6φ10；纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm；
4.1.4 桩身混凝土强度等级不得小于C25。
4.1.5 螺杆桩的螺纹段尺寸与螺杆桩机及其后续衍生产品相匹配，应满足以下要求：
1 螺杆桩螺牙端部厚度为40～50mm，根部厚度为80～100mm，螺距与桩径D之比宜为0.6～1.0。
2 螺杆桩的标准桩芯直径可按表4.1.5取值，设计要求单桩承载力较高、且桩径不小于500mm时，桩芯直径可酌情增加10%～20%。
表4.1.5螺杆桩桩芯直径标准取值
桩径（mm） 300 400 500 600 700 桩芯直径（mm） 273 299 340 380 450 4.2 布置
4.2.1 螺杆桩的最小中心距应满足表4.2.1。
表4.2.1桩的最小中心距
土类 排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基 其他情况 可塑～坚硬粘土、砂土、非饱和粉土、碎石土 3.5d 3.0d 饱和粘性土、饱和粉土、饱和粉细砂 4.0d 3.5d 4.2.2 在挤土效应明显的地层中施工时，应适当选择较大的设计桩间距，并采取跳打施工或屏障技术（仅在上部为淤泥或淤泥质土时使用）等施工措施。屏障技术示意图详见附录C。
4.2.3 基桩排列依照《建筑桩基技术规范》JGJ94第3.3.3条第2款执行。
5 设计
5.0.1螺杆灌注桩基础设计应遵循本规程第3.2节设计原则的规定。除本章规定外，其余的设计内容应按照《建筑桩基技术规范》JGJ94的要求进行。
5.1 承载力计算
5.1.1 当根据土的物理力学指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下列公式估算：
(5.1.1)
式中： ——螺杆桩单桩竖向极限承载力标准；
——直杆段极限侧阻力标准值(kN)；
——螺纹段极限侧阻力标准值(kN)；
——螺杆桩极限侧阻力标准值(kN)。
5.1.2 螺杆桩直杆段极限侧阻力标准值按式5.1.2计算，计算参数参照勘察资料，也可按《建筑桩基技术规范》JGJ94表5.3.5-1中混凝土预制桩取值。
（5.1.2）
式中： ——直杆段桩径(m)；
——第i层土的桩极限侧阻力标准值(kpa)；
——直杆段在第i层土中的长度(m)
5.1.3 螺杆桩螺纹段与直杆段的受力机理截然不同，螺纹段极限侧阻力标准值建议按式5.1.3计算：
（5.1.3）
式中：——第i层土的桩极限侧阻力标准值(kpa)；
——第i层土的桩侧阻力提高系数，按表5.1.3取值，无经验时先取低值，通过静载试验得到数据后再进行优化调整；
——直杆段桩径(m)；
——螺纹段在第i层土中的长度(m)。
表5.1.3土层侧阻力提高系数取值建议表
土的名称 土的状态 桩侧阻力提高系数 粘性土 软塑-可塑 1.3-1.7 可塑-硬塑 1.5-2.3 硬塑-坚硬 1.3-1.7 粉土 稍密 1.8-2.4 中密 1.6-2.2 密实 1.3-1.7 粉细砂 稍密 1.8-2.6 中密 1.6-2.4 密实 1.4-1.8 中砂 中密 1.6-2.4 密实 1.4-1.8 粗砂 中密 1.6-2.4 密实 1.4-1.8 砾砂 中密、密实 1.6-2.0 砾石、卵石 松散 1.4-1.7 中密、密实 1.3-1.6 风化岩 全-中风化 1.4-1.7
5.1.4 螺杆桩端阻力标准值计算按式5.1.4，计算参数参照勘察资料，也可按《建筑桩基技术规范》JGJ94表5.3.5-2中混凝土预制桩取值。
（5.1.4）
式中：——持力层极限端阻力标准值(kpa)。
5.1.5 计算螺杆桩的水平承载力或抗拔承载力时，仅考虑有配筋的桩段，计算方法依据《建筑桩基技术规范》JGJ94第5.4.5条和第5.7节的有关内容。
5.2 沉降计算
5.2.1 螺杆桩用于桩基础时，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94计算沉降。
5.2.2 螺杆桩用于复合地基时，依据《建筑地基基础设计规范》GB50007计算沉降。
5.3 桩身强度验算
5.3.1 螺杆桩为变截面桩，直杆段截面积按外径计算，螺纹段截面积按内径计算（忽略螺牙截面积），应分别对桩顶、变截面处进行桩身强度验算。
5.3.2 桩头强度验算按《建筑桩基技术规范》JGJ94计算，直杆段底部截面强度验算按本规程式5.3.2-1和5.3.2-2计算：
（5.3.2-1）
（5.3.2-2）
式中 ——成桩工艺系数，一般取0.85，水下灌注时取0.8；
——混凝土抗压强度设计值（kpa）；
——螺纹段内径（m）；
、——荷载效应基本组合下桩顶、直杆段底部的轴向压力设计值（kN）；
——直杆段桩的极限侧阻力标准值（kPa）；
6 施工
6.1 基本规定
6.1.1 螺杆桩的施工质量管理应符合现行国家施工技术标准规范的要求，且应建立健全质量保证体系、施工质量控制和检验制度。
6.1.2 螺杆桩成桩设备及工艺的选择，应根据桩型、钻孔深度、土层情况、设计要求综合确定。
6.2 施工前准备
6.2.1 螺杆桩施工前应具备以下文件资料：
1 场地岩土工程详细勘察报告；
2 建筑物平面布置图；
3 桩基工程施工图及图纸会审纪要；
4 建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物等的调查资料；
5 桩基工程施工组织设计和施工技术方案；
6 有关承载力、施工工艺试验参考资料。
6.2.2 施工前应清除地上和地下障碍物并平整场地，探明和清除桩位处的地下障碍物，按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、施工设施布置、材料堆放等有关布设。
6.2.3 施工前应进行图纸和施工方案交底，并做好原材料质量检验工作。
6.2.4 桩位放线定位前应设置测量定位点和水准基点，并采取妥善措施加以保护。根据设计桩位图在施工现场布置桩位，桩位确定后应填写放线记录，桩位点应设有不易破坏的标记，并应复核桩位位置以减少偏差，经有关部门验线合格后方可施工。
6.2.5 螺杆桩施工前应进行试桩，用以检测以下技术参数：
1 桩径是否满足设计要求；
2 成孔深度能力和成孔直径；
3 成孔终孔的控制电流及加压吨位；
4 相邻孔之间的影响；
5 每根桩的混凝土用量；
6 确定控制系统施工参数；
7 单桩破坏性静载试验。
如单桩破坏性静载试验结果满足设计要求，则将上述1～6项施工工艺参数作为正式施工时的工艺参数。
6.3 施工流程
6.3.1螺杆桩的施工工艺流程按图6.3.1执行。
图6.3.1螺杆桩基础施工流程
6.4 施工规定
6.4.1 施工场地天然地基承载力不小于120kpa，且不应小于螺杆桩机的接地比压。
6.4.2 螺杆桩成桩设备应满足螺杆桩成桩工法的以下需求：
1 具有能实现同步技术与非同步技术的自动控制系统；
2 额定直流输出扭矩不小于200kN·m。
6.4.3 螺杆桩成桩工法可分为下钻工法和提钻工法，下钻工法和提钻工法又可分别分为直杆段工法和螺纹段工法，详见表6.4.3。施工时应根据地质情况、设计要求选择适合的工法组合。
表6.4.3 螺杆桩成桩工法表
桩段 下钻 提钻 直杆段 常规工法 正向同步技术 正向（扫螺） 坚硬土层 正向非同步技术 螺纹段 正向同步技术 反向同步技术 螺杆桩上部直杆段范围采用直杆段工法，下部螺纹段范围采用螺纹段工法；
6.4.4 螺杆桩施工应根据试打桩的结果和地层的渗透性、挤土效应情况确定合理的施工顺序，以避免造成串浆或挤土效应。
6.4.5 要求在下钻前试泵1～2泵并返泵，提钻的同时连续泵送混凝土，严禁间接泵送，即先泵送再提钻。
6.4.6 提钻速度
1 提钻速度应根据试桩的混凝土用量和混凝土泵的排量计算确定；
2 成桩过程应连续进行；
3 直杆段范围内的提钻速度应小于螺纹段；
4 提钻至软土层时应适当放慢提钻速度。
6.4.7 严禁直提钻杆。
6.4.8 钢筋笼制作、安装
1 钢筋笼制作及允许偏差应根据现行《建筑桩基技术规范》JGJ94执行，符合表6.4.8的规定；
表6.4.8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 2 螺旋筋与主筋应采用焊接，不得采用绑扎连接，笼底部收口，形成漏斗状；
3 钢筋笼采用后插笼工艺，一次到位；
4 钢筋笼安装使用钻机副卷扬或吊车进行吊装，平板振动器上焊接大刚度钢管，钢管从钢筋笼内部伸入钢筋笼，将平板振动器的振动力传递至钢筋笼底部，将钢筋笼拉入桩体；
5 为保证钢筋笼安装时位于桩中心，钢筋笼的上部和下部按水平部分分别设置一道耳筋，每道耳筋的数量不少于主筋数量的一半。
6.4.9 泵送注意事项
1 提钻过程中连续泵送；
2 混凝土应灌注至自然地坪，超灌量应相当于50～70cm桩长；
3 施工中每根桩的实际灌入量不得小于理论计算量，充盈系数一般在1.05～1.20之间为宜。
6.4.10 钢筋笼后插筋工艺除满足国家相关规范要求外，还应满足以下要求：
1 插筋前清理桩头、钢筋笼上的杂物、泥土；
2 插筋过程中应慢放、点动并不断调整垂直度。
6.5 施工质量控制
6.5.1 施工前应进行以下检测和试验：
1 钻具尺寸检测；
2 同步控制试验；
3 成孔试验，检测成孔深度和效率，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整理成表，与工程勘察报告比对，将电流统计值作为本工程的收桩依据；对桩顶和地面土体的竖向和水平位移进行系统观测，如挤土效应明显应采取相应技术措施；
4 成桩试验，计算出本工程的充盈系数，存在挤土敏感土层、易窜孔土层时应做不同施工间距的成桩试验，确定本工程的合理最小施工间距。
6.5.2 桩位按设计要求确定后，在桩中心点上插一标杆，移动施工钻机至施工桩位，桩机就位后，校正垂直度至允许误差范围，使钻杆垂直并对准桩位中心，确保垂直度不小于1.0%。
6.5.3 正式施工前应根据混凝土强度设计要求，通过试验室确定混凝土配合比，灌注的混凝土坍落度应控制在180～220mm。可根据地质、水文、气候等因素适当调整，但除非有试验或施工数据为依据，否则不得小于160mm或大于220mm。
6.5.4 如泵送过程被中断，应将泵送发生中断时的深度记录，发生泵送中断的桩应检测其桩身质量。
6.5.5 提钻速度与泵送速度可根据式6.5.5-1和6.5.5-2计算，并应满足表6.5.5要求，泵送过程应连续进行。
（6.5.5-1）
（6.5.5-2）
式中： 、——直杆段、螺纹段提钻速度（m/min）；
——混凝土泵填充系数，一般可取0.7～0.8；
——泵送速度（泵/min），一般为8～12泵，混凝土泵行程较大时取低值；
——每泵理论体积（m3），根据混凝土泵缸径和行程计算；
——充盈系数；
、——直杆段、螺纹段横截面积（m2）。
表6.5.5最大提钻速度取值表
桩径(mm) 300 400 500 600 700 提钻速度(m/min) ≤5.0 ≤3.0 ≤1.8 ≤1.2 ≤1.0 6.5.6 连续泵送过程如发生中断，应先正向同步下钻一周，再恢复泵送。
6.5.7 严禁直提钻杆。
6.5.8 检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。混凝土灌注须留混凝土试件，每灌注50m3混凝土应取1组试件；每个灌注台班灌注量不足50m3时应每个灌注台班取1组试件。
6.5.9 应根据试桩时的混凝土用量计算出充盈系数作为本工程的标准充盈系数，每根桩记录和计算充盈系数，充盈系数与标准充盈系数相差较大的桩应检测其桩身完整性。
6.5.10 当基桩龄期达14d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。
7 工程质量检查及验收
7.1 一般规定
7.1.1螺杆桩应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量的检验。
7.1.2对砂、石子、水泥、钢材等桩体原材料质量的检验项目和方法应符合国家现行有关标准的规定。
7.1.3螺杆桩单桩承载力和桩身完整性的检测依据现浇混凝土灌注桩的检测方法检测。
7.1.4螺杆桩工程质量检测及验收应严格按现行《建筑基桩检测技术规范》JGJ06、《建筑桩基技术规范》JGJ94、《建筑地基处理技术规范》JGJ79、《建筑地基基础设计规范》GB50007及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202中的相关规定执行。
7.2 施工检验
7.2.1施工前检验
1施工中所使用的水泥、砂、石子、外加剂、钢材必须符合设计要求及国家现行有关标准的规定。水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，砂宜选用中砂，石子宜选用5～2cm碎石或卵石。
2现场搅拌的混凝土应对原材料质量与计量、混凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级等进行检查。
3应严格进行桩位检验。
4钢筋笼的制作应符合本规程中6.4.8条的要求。
7.2.2施工过程中检验
1混凝土灌注后应检查混凝土总灌注量。
2应对钢筋笼安放的实际位置进行检查，并填写质量检查记录。
3桩施工完成后，保护桩长不宜小于50cm。
7.2.3施工后检验
1根据规定检查成桩桩位偏差。
2工程桩应进行承载力和桩身质量检验。
3复合地基工程承载力检验应采用复合地基载荷试验，检测方法、数量依据现行《建筑地基处理技术规范》JGJ79进行检测。
7.3 基桩检测
7.3.1工程桩桩身完整性检测方法、数量应根据现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106的有关规定执行。
7.3.2静载试验桩必须在静载试验前全部进行低应变检测。静载试验中发生陡降破坏的桩还应进行第二次低应变以判断破坏类型与原因。
7.3.3 低应变检测时，在直杆段底部由于桩径变小而出现类似缩径的同相反射波，应根据实际情况加以甄别，避免误判。
7.4 工程验收
7.4.1 当桩顶设计标高与施工场地标高相近时，基桩的验收应待基桩施工完毕后进行；当桩顶设计标高低于施工场地标高时，应待开挖到设计标高后进行验收。
7.4.2 基桩验收应包括下列资料：
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 原材料的质量合格和质量鉴定书；
5 施工记录及隐蔽工程验收文件；
6 单桩承载力检测报告；
7 混凝土配合比报告；
8 混凝土试件检测委托书；
9 混凝土试块抗压强度验收评定表、汇总表；
10 低应变检测报告；
11 桩位偏差表及桩位竣工图；
12 施工日记；
13 其他必须提供的文件和记录。
附录A 螺杆桩大样图
A.0.1螺杆桩（半螺丝桩）大样可参考图A.0.1。
图A.0.1螺杆桩大样图
L—设计桩长；D—桩直径；d—桩芯直径；d1—螺牙端部厚100mm；d2—螺杆叶片厚50mm；b—螺牙宽为100mm；h—螺牙与螺牙之间的中到中距离300～350mm。
附录B螺杆桩成桩工法过程示意图
（a）（b）（c）（d）（e）
注：(a)第一步：桩工钻机对准桩位；(b)第二步：钻杆正向非同步钻进至直杆段设计深度；(c)第三步：钻杆正向同步钻进至桩底，形成桩的螺纹段；(d)第四步：在提钻同时泵机利用钻杆作为通道，保持额定泵压和泵速在高压状态下使混凝土形成下部螺纹状桩体和上部圆柱状桩体；(e)混凝土浇筑完毕，形成螺杆桩。
附录C 消除桩挤土效应的屏障技术示意图
（a）（b）（c）（d）（e）
注：1—屏障钢管（上下敞开、周边封闭的横截面为圆形）；2—连续齿状螺纹挤土型钻具；3—定位销；（a）将屏障器用定位销定位在钻具上；（b）将钻具往下正向旋转钻进，带动屏障器进入土中至设计要求消除挤土效应的深度时即停止下钻，从屏障器内逸出的淤泥质土或饱和性粘土从屏障器上端排出；（c）取出定位销，将钻具及屏障器分离，屏障器不动，钻具采用挤压土体成孔继续往下钻进至桩的设计深度；(d)钻具反向旋转上提，同时浇筑混凝土或水泥浆形成带螺纹状的挤土型桩体，也可采用钻具正向旋转上提，形成直杆状的挤土型桩体；（e）至屏障器上端定位销位置时停止上提，插上定位销，将连续螺纹状挤土型钻具及屏障器连接定位。连续螺纹状挤土型钻具继续正向旋转上提并带动屏障器上提，同时连续浇筑混凝土或水泥浆至地面，形成直杆状取土型桩体。最终形成上部为取土型、下部为挤土型的部分挤土型桩。
附录D 螺杆桩质量控制记录表
螺杆桩灌注质量控制记录表 施工部位： 桩记号录 混凝土是否强制搅拌3-5分钟 下钻前扇门是否自由开闭 是否先泵送后提钻. 是否先冒出砼后出钻头 是否连续泵送混凝土
（连续泵送中断深度） 桩长
（m） 理论泵送次数 实际泵送次数 备注 附录E 螺杆桩施工记录表
E.0.1螺杆桩施工记录可按表E.0.1执行。
表E.0.1螺杆桩施工记录表
施工单位：时间：
工程名称：编号：
设计有效桩长：m设计桩径：mm混凝土坍落度cm
施工
日期 序号 桩
编号 桩入土深度（m） 施工桩长(m) 钻孔时间 泵送时间 投料量
(m3) 地面标高
(m) 桩顶标高(m) 持力层钻进电流最大值(A) 起 止 起 止 小计 记录（签名）：机长（签名）：现场技术主管（签名）：监理（签名）：
附录F螺杆桩桩基设计说明（参考）
F.0.1螺杆桩桩基设计说明可参考表F.0.1。
表F.0.1螺杆桩桩基设计说明
附录G螺杆桩复合地基设计说明（参考）
G.0.1螺杆桩复合地基设计说明可参考表G.0.1。
表G.0.1 螺杆桩复合地基设计说明本规程用词说明
1为方便在执行本规程条文时区别对待，对于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，在条件许可时首先应这样做的：
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规程中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为：“应按……执行”或“应符合……的规定或要求”。
海南省工程建设地方标准
螺杆灌注桩技术规程
DBJ46--2012
条文说明
目次
1 总则 25
2 术语、符号 26
3 基本设计规定 27
3.1 适用条件 27
4 桩身构造与布置 28
4.1 桩身构造 28
4.2 布置 28
5 设计 29
5.1 承载力计算 29
5.3 桩身强度验算 30
6 施工 31
6.2 施工前准备 31
6.4 施工规定 31
6.5 施工质量控制 31
7 工程质量检查及验收 32
7.2 施工检验 32
7.3 基桩检测 32
1 总则
1.0.2 螺杆桩适用范围广泛，在各种桩基础及复合地基中均得到成功应用。近几年，螺杆桩不仅在国内外的建筑和市政工程中得到广泛应用，在高等级公路、高速铁路等领域也得到应用。
2 术语、符号
2.1.1 螺杆桩的首项专利名为《半螺丝桩及其成桩工法》（发明专利号：03128265.2），因“半螺丝桩”的名称容易让人对这种桩型产生误解，同时也为体现这种桩型具有两种形态不同的桩段、且长度比例可调，从2005年起正式将这种桩型命名为“螺杆灌注桩”，简称“螺杆桩”。
2.1.2 1971年，英国学者Tomlinson根据试验得出，桩身形成螺纹式构造时，土体承载力最高可达摩擦式构造的5倍。本规程所述的提高系数，是通过大量工程和试验取得的数据，体现各种土层中形成螺纹式构造时土体承载力的提高程度。
2.1.3~2.1.4 同步技术和非同步技术是通过螺杆桩机高精度自控系统实现，使钻具旋转速度和主卷扬（为动力头和钻具提供竖向力的卷扬器）竖向位移速度按照自控系统预定参数而形成相应比例关系的一种控制技术。
同步技术，是指钻具每旋转1圈，主卷扬竖向移动1个螺距，用于形成桩身螺纹；
非同步技术，是指钻具每旋转2~3圈，主卷扬竖向移动1个螺距，用于形成直杆段，并可起到调节挤土效应的作用。
需要指出的是，由于粉土、砂性土具有流动补偿的特性，因此应优先考虑在埋深较深、承载力较好的粉土和砂性土中采用同步技术形成螺纹；粘性土中，尤其是较硬或硬度变化较大的粘土层中可能出现乱螺现象，一般宜优先考虑设置直杆段，作为桩端持力层时除外。
3 基本设计规定
3.1 适用条件
3.1.1 场地内存在流塑状淤泥或其他挤土效应明显的饱和软土时，应优先考虑采用跳打施工，在试桩时分别进行不同间距条件下的施工，得出合理施工间距。如跳打施工难以实施，可采用附录C所示“屏障技术”进行施工，但由于该方法对工效影响较大，对混凝土缓凝的要求也较严格，因此，当挤土效应非常明显才考虑使用本方法，如工期允许，宜先将场地软土硬化后再施工，其整体经济性优于屏障技术。
3.1.3 螺杆桩属于部分挤土桩，这一点可从两方面阐述：
（1）螺纹段以外径为设计桩径，相对于相同设计桩径的挤土桩，桩的体积减小了，因此其挤土程度也降低了；
（2）直杆段提钻过程中，部分土体会被钻具带出地面。
3.1.4 螺杆桩机是螺杆桩施工的专用成桩设备，满足螺杆桩成桩工法的技术要求。采用不满足技术要求的设备施工容易发生螺纹不成型、埋钻等事故，国内已发生了多起类似事件，在工程质量、施工人员人身安全等方面存在严重隐患。
4 桩身构造与布置
4.1 桩身构造
4.1.1 螺杆桩以外径为设计桩径，与同桩径的圆柱形桩相比减少了桩身螺纹之间的混凝土用量。
由于螺杆桩螺纹段刚度较差，应合理控制桩的长径比，当场地无淤泥、淤泥质土、松散粉细砂、湿陷性黄土等软弱土层时，土体可以有效提供侧限，长径比可适当调高为60~80，但不应大于80。
4.1.2 螺杆桩是在全螺纹灌注桩基础上发展而来的技术，与全螺纹灌注桩相比，螺杆桩上部的直杆段具有比螺纹段更大的截面积，用于承受桩上部所受的较大荷载，为下部螺纹段发挥作用提供了缓冲和保障，因此螺杆桩需要具有足够长的直杆段。
螺杆桩属于摩擦型桩，根据《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定，可以部分配筋，但不小于桩长的2/3，为便于设计和施工，以直杆段作为螺杆桩的主配筋段，直杆段长度一般不小于2/3是与配筋长度匹配的，但应考虑后插筋工艺的插筋深度，配筋长度一般不大于25m，最大不超过30m；同时，为有效发挥螺纹段作用，体现螺杆桩的独特性能，应保证螺纹段长度不小于有效桩长的1/4。
在8度抗震地区，需要通长配筋时，可将钢筋笼设计为分段变径形式，分别满足直杆段和螺纹段的主筋保护层厚度要求，同时应采用有效措施保证钢筋笼的垂直度和偏移量在允许范围内。
4.1.3 《建筑桩基技术规范》JGJ94要求桩径为300~2000mm的灌注桩正截面构造配筋率为0.2~0.65%，但对于小桩径应取高值，螺杆桩可施工桩径为300~700mm，因此将螺杆桩正截面构造配筋率提高为0.4~0.65%。
4.1.5 螺杆桩机采用的钻具标准内径有φ273、φ299和φ340三种规格，当进行大桩径施工时，可对钻头进行改造，将内径加大至设计要求。
4.2 布置
4.2.1~4.2.2 表4.2.1中第一行与《建筑桩基技术规范》JGJ94的表3.3.3-1中部分挤土桩的数据相同，适用于一般的可以挤压的土层；施工间距过小时，在淤泥、硬粘土等土层中会发生变形、缩径、断桩、偏斜等事故，在饱和粉土、饱和粉细砂等土层中成桩时，可能会导致未初凝邻桩中的水泥浆渗漏，从而引发夹泥、缩径、断桩等事故，应尽可能选择大桩距，必要时还应采用跳打方案和屏障技术施工。
屏障技术是在上部为饱和软土、下部为较好土层时采用的一种消除挤土效应的方法，可理解为在套管中进行钻孔成桩，饱和软土的侧向位移被套管阻断，只能通过套管上部的空间被钻杆带出地面，从而在饱和软土中形成取土型桩。进入较好土层后，套管留在原位，钻杆继续钻进并挤土成桩，需要指出，如采用屏障技术，应适当增加直杆段长度，避免因荷载过大导致桩身破坏，详附录C。
5 设计
5.1 承载力计算
5.1.3 英国科学家Tomlinson于1971年进行的螺纹桩承载力试验中，桩侧土体在形成螺纹式受力状态时，土体承载力最高可提高为5倍，但在淤泥质土中土体承载力几乎没有提高，因此流塑~软塑粘土（淤泥或淤泥质土）的提高系数为1.0，在表6.1.3中没有列出。本规程根据大量工程的计算书与静载试验的比对，统计出不同土层的土体承载力提高系数，简化、宏观地作为承载力计算的依据，计算时根据土层情况选择适当值，进行破坏性静载试验后，可根据静载试验结果进行设计和调整。
此外，为什么式5.1.3计算螺纹段侧阻力采用的是螺纹段外径而不是内径？同时使用提高系数和外径计算出的结果是否不安全？这里要作一个合理的简化性假设——假设土体破坏面是直径等于螺纹段外径的圆柱面。
这种假设是安全而合理的，这是因为螺杆桩的螺纹段将应力向土体传递和扩散，使得破坏面不是沿着桩身，而是在桩身外围包络住整个桩身（即应力泡），实际破坏面面积远比假设破坏面要大，但定量地计算实际破坏面的面积非常困难，因此进行上述假设以简化计算过程。
图X.5.1.3 螺杆桩桩周土体中的“应力泡”
表5.1.3中的数据来自大量来自全国各地的试桩结果，包括海南省4项工程17根试桩、山东省3项工程12根试桩、江苏省2项工程6根试桩、安徽省2项工程6根试桩、陕西省3项工程9根试桩、重庆市1项工程5根试桩。
5.1.5 以竖向受压为主的螺杆桩，实际上仍然会受到多种荷载工况影响，例如：裙楼范围下的基桩以及地下水位较高、地下室层数较多时的基桩可能在某段时间内受拉；风电基础的基桩受到显著的水平推力和弯矩。由于螺纹段一般为非配筋段，因此在计算桩身受拉力、受水平推力影响时，仅考虑有配筋的桩段的作用。
5.3 桩身强度验算
5.3.2 根据《建筑基桩技术规范》JGJ94对5.8条的条文说明第4项，计算桩身强度采用的是桩身受压承载力设计值Rp，而根据本规程式5.1.1和5.1.2的计算结果确定的为桩身承载力极限值Ru，二者的转换关系为，即，本规程式5.3.2-2中的0.675即由此而来，即将桩身受压承载力设计值减去转换为设计值的直杆段侧阻力总值后，验算螺纹段桩身强度。
6 施工
6.2 施工前准备
6.2.5 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，有效保证工程桩质量的稳定性。
6.4 施工规定
6.4.1 场地软弱会导致螺杆桩机陷机，局部软弱还可能引发螺杆桩机倾覆等事故，因此软弱场地应进行预处理，如降水、铺设钢板、铺设并夯实厚度大于0.5m的垫层等措施均有良好效果。
6.4.8 后插筋工艺对钢筋笼的要求与传统工艺有所不同，由于需要借助平板振动器，绑扎式节点可能在插筋过程中被振散，因此所有节点均要求采用焊接连接。
6.4.9 螺杆桩充盈系数一般为1.05~1.10，桩长较短、土层渗透性较强时略高，有数据记录的正常充盈系数最大为1.20左右，应以试桩结果为准。
6.5 施工质量控制
6.5.5 螺杆桩技术选用混凝土泵的标准行程一般有1.4m、1.6m、1.8m三种规格，行程大时应选用较低的泵速，且泵速应在施工前打4~6次空泵并计时测算。
但一般情况下每泵均有一定的填充率，这与泵的性能、老化程度以及混凝土坍落度等都有关系，一般可达到70~80%，泵型适合、保养良好、坍落度理想的状况下可达95%以上。
7 工程质量检查及验收
7.2 施工检验
7.2.1 螺杆桩所用混凝土应采用5~20mm碎石或卵石配制，不应采用粒径过大、针片石过多的石料，以免影响泵送和后插筋的顺利进行。
7.3 基桩检测
7.3.2 试验桩必须全部进行低应变检测。工程桩桩身完整性检测方法、数量应根据现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106的有关规定执行。
7.3.3 进行低应变检测时，在直杆段与螺纹段交界处，会出现类似图X.7.3.1中第4种缺陷的反射曲线。
图X.7.3.1混凝土灌注桩截面（阻抗）变化示意图
a)逐渐扩径；b)逐渐缩颈；c)中部扩径；d)上部扩径
6
设计依据：
1、ХХХХ勘察院提供的《ХХХХ岩土工程勘察报告》(工程编号：ХХХХ)。
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
设计说明：
1、本工程相当于绝对标高m，以下未注明标高均为相对标高，桩顶设计相对标高为
m。
2、本工程采用挤土型螺杆桩承台式地基。
3、螺杆桩桩径为mm，有效桩长m，螺纹段长度为m，非螺纹段长度为m，施工保护桩长为700mm，桩端进入土层m，单桩承载力特征值KN，极限值大于KN，采用CХХ钢筋混凝土，混凝土灌注充盈系数≥1.05。
4、未注明桩定位均关于轴线对中。
5、桩基施工前应对本工程范围场地进行平整，去除表层杂填土，用素土将建筑场地填至相应标高，并对素土进行分层压实。
6、本工程要求先在工程桩外打试桩，并做静载试验，试桩完成到可以进行静载试验的间歇时间为四周，要求做破坏试验，试验结果应及时通知设计院，以便根据单桩承载力和挤土效应确定是否需要调整桩间距和桩径、桩长及混凝土标号。
7、基槽开挖时，不得在桩身部分用重锤或挖斗横向锤击或撞击,否则造成浅层断桩由基槽开挖施工方责。
8、桩基测试：
1)本工程做三组桩的静载试验，检测单桩竖向承载力，最大加载荷重KN。
2)低应变试验检测数量随机抽取不少于总桩数的30%(试桩必须做低应变动测)。
3)动测检验程序按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)执行。
9、施工要求：
1）本工程采用商品混凝土或自动配料机混凝土搅拌站泵送混凝土连续施工；
2）混凝土坍落度mm；
3）钻机拔杆速度不得超过2.5m/min，钻机钻至设计深度后，空钻杆提升高度不得超过0.5m即泵送灌注混凝土；
4）混凝土试块取样按每台班一组(一组共3块)；
5）桩机钻杆垂直度小于等于1%，采用钻机塔架双面吊线技术措施，单面吊线长度不得小于10米；
6）开工前应试打一至两根桩，确定混凝土用量并换算成泵机打泵数量(泵量/每根桩)，确定提升速度，确保混凝土用量不得少于规定用量；
7）电梯间施工应采取由中心向外逐步打桩的技术措施；
8）钻机主桅杆应在明显位置标明钻杆深度尺寸；
9）钢筋笼采用后置法放置，为避免钢筋笼下沉超过设计深度，应采用相应的技术措施。
10、工程桩全部完成后，应经中间验收合格并向设计单位提供桩位竣工平面图，成桩施工记录，桩的测试报告等必要的技术资料，经复查认可，并凿除桩顶浮浆，方能进行下道工序的施工。
设计依据：
1、ХХХХ勘察院提供的《ХХХХ岩土工程勘察报告》(工程编号：ХХХХ)。
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
4、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
设计说明：
1、本工程相当于绝对标高m，以下未注明标高均为相对标高，桩顶设计相对标高为m。
2、本工程采用螺杆桩复合地基，复合地基处理后地基承载力特征值≥KPa。
3、螺杆桩桩径为mm，有效桩长m，螺纹段长度为m，非螺纹段长度为m，施工保护桩长为700mm，桩端进入土层m，单桩承载力特征值KN，采用CХХ素混凝土，混凝土灌注充盈系数≥1.05。
4、桩基施工前应对本工程范围场地进行平整，去除表层杂填土，用素土将建筑场地填至相应标高，并对素土进行分层压实。
5、螺杆桩复合地基采用褥垫层，褥垫层厚度为200mm，为级配碎石垫层，比例为5：3：1，[碎石（1-3cm）：中粗砂：水]，要求褥垫层的夯填度<0.9，应通过检测验收合格后方可进行下道工序的施工。
6、基槽开挖时，不得在桩身部分用重锤或挖掘机挖斗横向锤击或撞击，以避免发生桩身断裂。
7、桩基测试：
1)本工程做三组桩的静载试验，检测复合地基承载力，最大加载荷重KPa。
2)低应变试验检测数量随机抽取不少于总桩数的30%。
3)动测检验程序按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)执行。
8、螺杆桩施工要求：
1）本工程采用商品混凝土或自动配料机混凝土搅拌站泵送混凝土连续施工；
2）混凝土坍落度mm；
3）钻机拔杆速度不得超过2.5m/min，钻机钻至设计深度后，空钻杆提升高度不得超过0.5m即泵送灌注混凝土；
4）混凝土试块取样按每台班一组(一组3块)；
5）钻机钻杆垂直度小于等于1%，采用钻机塔架双面吊线技术措施，单面吊线长度不得小于10米；
6）开工前应试打一至两根桩，确定混凝土用量并换算成泵机打泵数量(泵量/每根桩)，确定提升速度，确保混凝土用量不得少于规定用量；
7）电梯间施工应采取由中心向外逐步打桩的技术措施；
8）钻机主桅杆在明显位置应标明钻杆深度尺寸；
9、工程桩全部完成后，应经中间验收合格并向设计单位提供桩位竣工平面图，成桩施工记录，桩的测试报告等资料，经复查认可，并凿除桩顶浮浆，方能进行下道工序施工。
|
|
