摘要
螺杆桩作为一项新型桩，是一种“上部为圆柱型，下部为螺丝型”组合式桩，该桩及成桩工法简称螺杆桩技术。现浇螺杆桩是在施工过程中采用桩机钻具旋转挤压土体泵压混凝土成桩。与打入式预制桩相比，施工噪音低、无振动、对已施工的桩无影响；与全螺旋钻、普通泥浆护壁成孔的灌注桩相比，无泥浆污染和弃土问题。螺杆桩承载力高,质量易保证,施工工效快，日成桩（直径400—500mm）400—600延米.是一种具有很高实用价值的新型桩。关键词螺杆桩原理设计工艺螺杆桩技术是在螺旋灌注桩、全螺纹灌注桩和高强度钢纤维混凝土全螺纹预制桩的基础上研制成功的。螺杆桩是采用了变截面的构造形状，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。一、螺杆型长短桩复合地基原理在荷载作用下，地基中的附加应力随着深度增加而减少，为了更有效地利用复合地基中桩体的承载潜能，可以取不同长度的桩体以适应附加应力由上而下减小的特征,用于压缩土层较厚的地基。从复合地基应力场和位移特性分析可知，由于复合地基加固的存在，高应力区向地基深度移动，地基压缩土层变深。为了减少沉降，对较深的土层进行处理,采用沿深度变强度和变模量的长短桩复合地基可以有效减少沉降，降低加固成本。在长短桩复合地基中，加固区浅层地基中既有长桩、又有短桩，复合地基置换率高。不仅地基地基承载力高，而且加固区复合模量大，可以满足加固要求。在加固区深层地基中，附加应力相对较小，只有长桩，也可达到承载力要求，有效减小沉降的目的,更符合荷载作用下地基中应力场和位移场特性。图1长短桩复合地基位移等值线图和应力等值线图二、螺杆型长短桩复合地基的设计地质资料显示本场地为软弱地基，上部存在人工填土及淤泥质土等较厚软弱层，其承载力较低（人工填土估算45Kpa，淤泥质土为70Kpa）。用短桩（柔性桩）对桩间土上部软弱层进行改善，增大桩间土的承载能力，减小刚性桩的应力集中。再与长桩（刚性桩既螺杆桩）共同作用形成长短桩复合地基来提高地基的承载能力。短桩除了参与提高地基承载力外，还能增大地基土竖向刚度，减小复合地基加固区变形。同时，刚性长桩对柔性短桩而言，还可起到护桩及参与抑制复合地基周围土体隆起的作用。1、承载力计算（1）短桩复合地基的承载力估算fsp,k1=m1Ra1/Ap1+β(1-m1)fsk1(1)式中fsp,k1——短桩复合地基承载力标准值（kPa），参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）中复合地基承载力的计算；根据式（1）计算可得短桩复合地基的承载力.（2）长短桩复合地基的承载力特征值估算fsp,k2=m2Ra2/Ap2+β(1-m2)fsk22(2)因此，根据式（2）计算可得长短桩复合地基承载力特征值（3）长短桩复合地基修正后的地基承载力特征值估算.根据式（3）计算可得长短桩复合地基修正后的地基承载力特征值fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)处理后的复合地基承载力满足设计承载力（设计为200kPa）要求。（4）以上公式采用了发挥度或提高系数等概念，理解和掌握难度大。为了便于理解和掌握，我们在计算中采用了再处理概念，即首先采用规范计算短桩复合地基承载力，将计算的承载力特征值作为长桩复合地基的基本参数之一，将短桩复合地基相应土层的压缩模量按照规范调整成复合压缩模量，然后对长桩复合地基进行计算.计算出修正后复合地基承载力特征值，既为长短桩复合地基承载力，并求出最终沉降量。以上计算参数运用,符合规范，概念明确，简单易懂，容易掌握。成果可靠。三、螺杆型长短桩的施工工艺1、螺杆桩施工工艺螺杆桩是采用螺杆钻机旋转挤压成孔，起钻同时用管内泵压灌注细石混凝土至孔底的一种成桩工艺。该桩型具有成桩速度快，桩身强度高，且无噪音等优点，其具体施工工艺如下测量放线—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。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。图2螺杆桩成桩工艺图注1-动力头,2-混凝土输送泵,3-高压管,4-自然地面,5-钻杆,6-成桩后螺纹段,7-成桩后直线段,8-上部软土层,9-下部硬土层,10-螺杆桩全断面。2、桩位布置1）经螺杆型长短桩复合地基处理后，其强度和承载力均有明显提高，参数及计算方案符合设计要求和工程处理目的。2）选择刚性的长桩时，选用了螺杆桩。该桩型主要技术特征表现为“上部为直线型，下部为螺丝型”，因此更加符合在荷载作用下应力场由上而下减小的分布规律。上部直线型在软弱土层中桩体刚度好；下部螺丝型桩体处理在较好土层中，受力特征变为剪切作用，可提高承载力。螺丝部分可节省混凝土材料。3）长桩置换率设置为0.028，比常规的0.06~0.1大大减少，用长桩与短桩交叉布置，使加固地基形成有整体效果的长短桩复合地基。4）现螺杆型长短桩复合地基工程费用仅为原方案的62%，取得了较好的经济效益。5）螺杆桩新技术一诞生，我们就非常重视螺杆桩机的研制和开发，走一条岩土技术与桩工机械相结合的光明大道，目前深圳已成功研制出高效、强劲的环保型螺杆桩新桩机,必将推进该项新技术得以更快发展。参考文献1龚晓南，复合地基设计和施工指南（第1版），北京，人民交通出版社，2003.9，296-311页。2阎明礼，张东刚，CFG桩复合地基技术及工程实践（M），北京，中国水力电出版社，20013吴敏，李波扬，全螺旋灌注桩—螺纹桩竖向承载力初探J。武汉大学学报（工学版），2002，10109－112。
出版日期
2009年12月22日（中国期刊网平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
