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摘要 ：本文通过对长螺旋压灌桩后插筋工艺在砂卵石地层 中钢筋笼安装不到位的问题进行分析， 从钢筋笼配筋制作， 钢筋 笼安放，工序衔接，混凝土材料，插筋器，地层，混凝土泵送及 提钻速度，工人操作等几方面对钢筋笼安放造成的影响进行分 析，总结施工过程中存在的问题，提出对应处理措施，为长螺旋 压灌桩后插筋在此类地层中施工提供一些建议。
关键词 ：长螺旋压灌桩,后插筋,钢筋笼
在岩土工程施工行业，传统的钢筋混凝土灌注桩成孔工艺 主要以旋挖、正反循环钻机、冲击钻机等机械设备进行成孔，采 用导管水下灌注的施工工艺。近年来随着长螺旋钻机设备自身 的升级换代，成孔深度、钻孔直径、机械动力方面都得到很大提 升，长螺旋钻孔压灌桩后插筋工艺逐渐成为钢筋混凝土灌注桩 施工的新生力量。特别在砂卵石地层中容易出现塌孔， 影响成孔 质量，该工艺特点克服了砂卵石层灌注桩施工泥浆护壁和塌孔 问题。由于大多数灌注桩桩长较长， 后插筋工艺在操作过程中会 遇到钢筋笼安装不到设计标高的情况，钢筋笼下放不到位对桩 体本身尤其是护坡桩来说很是关键，直接影响到桩的抗剪性能， 影响到基坑的安全，本文结合工程实例就长螺旋钻孔压灌桩后 插筋工艺施工过程中钢筋笼安装不到位存在问题进行分析，总 结存在问题的原因， 为同类施工提供一些建议和参考。
1 工程概况
1.1 项目概况
西安市某基坑支护及降水项目，位于西安市浐灞生态保护 区，距离浐河约 316m。基坑东西长 165m， 南北长 150m， 基坑北 侧深度 17.20m， 场地地下水位埋深 9.29 ~ 9.69m。基坑侧壁的安 全等级为一级， 基坑支护采用桩锚联合支护， 降水采用高压旋喷 桩止水帷幕及坑内外管井井点降水。护坡桩施工采用长螺旋钻 孔压灌桩工艺。
1.2 工程地质情况
依据岩土工程勘察报告，场地地貌单元属于浐河一级阶地， 护坡桩桩身范围内地质情况依次为 ：杂填土、素填土、黄土状 土、卵石、中粗砂、粉质粘土、粉土、中粗砂、中砂、粉土，如表 一所示。护坡桩桩身范围内砂卵石层厚度比较大， 卵石最大粒径 15cm。
地下水埋深介于 9.29m ~ 9.68m 之间，地下水位高程介于 382.53m ~ 382.93m之间。场地地下水属于潜水型， 主要含水层 为卵砾石及砂层。地下水主要由大气降水、地表农田灌溉入渗及 浐河补给。场地地下水变幅为2.0m ~ 3.0m。
1.3 护坡桩施工参数
护坡桩桩径 1000mm， 桩长 26.25m， 桩身混凝土 C30. 钢筋 笼长26.75m， 配筋22Φ25. 笼径 900mm， 加劲箍 Φ16@2000mm， 螺旋箍筋 Φ10@100mm。
2 钢筋笼安装存在问题及对灌注桩的影响
该项目在施工过程中，长螺旋钻孔压灌桩在泵送混凝土完 成后，采用插筋器(振动锤) 将加工好的钢筋笼振动安放至设计 深度，在钢筋笼安放过程中，随着钢筋笼安放深度的增加，会出 现钢筋笼安放不到指定设计深度的情况发生，如果裁掉剩余部 分钢筋笼， 对灌注桩承载力、稳定性、抗震性能会产生很大影响。 尤其是灌注桩作为抗拔桩和护坡桩使用时，会影响到桩的抗拔 承载力和护坡桩的侧向抗剪性能。
3 影响钢筋笼安放的原因分析
该项目护坡桩施工采用的是长螺旋钻孔压灌桩施工工艺， 桩径达到 1000mm，最大成孔深度约 27.0m。如此大直径及大深 度的灌注桩，在西安浐灞生态区砂卵石地层中多采用冲击钻成 孔或反循环钻机成孔，极少采用长螺旋钻孔压灌桩后插筋工艺 施工， 采用该工艺在该地层下施工也是一种尝试， 项目施工前期 灌注桩在混凝土泵压完成后的钢筋笼安放过程中出现钢筋笼安 放不到设计标高问题，直接影响到护坡桩的质量及基坑的安全， 针对这种情况， 我们通过对现场人为因素、材料因素、机械因素、 施工组织等施工过程中涉及的问题进行了分析， 整理如下 ：
(1) 钢筋笼制作不符合要求 ：钢筋笼绕筋间距疏密不均，分 段制作钢筋笼搭接过程中造成笼体变形，钢筋保护层定位支架 失效。
(2) 钢筋笼安装不合规 ：钢筋笼起吊三点起吊配合不默契 拖拽造成笼体弯曲变形，致使插筋过程中钢筋笼尖部插入桩壁， 插笼过程中增大了笼子和孔壁的摩擦阻力。钢筋笼下沉节奏控 制不合理， 插筋器选择不合适。
(3) 机械成孔不符合规范要求 ：机械成孔垂直度不符合规 范要求， 造成钢筋笼安装受阻。
(4) 混凝土材料不合规 ：混凝土材料不满足设计及规范要 求，和易性差， 不满足泵送要求。
(5) 工人操作专业技术性不强 ：钻机操作人员、泵工、焊工、 吊车吊装人员、指挥长操作不熟练， 误操作等。
(6) 工序衔接不紧凑 ：成孔-泵送混凝土-钢筋笼安装工序衔 接不紧凑， 泵送期间等料时间长， 混凝土凝结硬化造成下笼困难。
(7) 技术交底不到位 ：施工技术交底不具体， 没有针对性。
长螺旋钻孔压灌桩整个施工过程是一个连贯的过程，中间 任何一个环节出问题会影响到整个灌注桩的质量，任何一方面 原因都可能会影响到整根桩的最终成果。虽造成钢筋笼下放不 到位的因素众多，有人为主观因素，有材料机械等客观因素，有 主要因素有次要因素， 针对每种影响因素都应该重视， 发现问题 并解决它， 才能保证钢筋笼的顺利安放。
3.1 钢筋笼制作不符合要求
目前的桩基市场，钢筋笼加工制作的焊工来源较杂，由于市 场缺口比较大，造成大量人员涌入，焊接水平参差不齐，相当一 部分人员无证操作，这是造成钢筋笼质量焊接不达标的原因之 一。目前西安地区钢筋笼制作多以吨位计收入， 造成工人施工过 程中萝卜快了不洗泥， 严重影响到施工质量。
存在着钢筋笼焊接绕筋及主筋分布不均匀，疏密不等，既影 响美观也影响质量，影响到钢筋笼下放过程中混凝土进入钢筋 笼内部，阻碍钢筋笼下放，由于该护坡桩钢筋笼比较长，需分段 制作完成， 起吊前在平面上完成两节笼子的搭接焊接。对接的过 程中两节笼子放置不在一条直线上，将会影响到整个笼子成型 后的顺直程度， 影响钢筋笼的安装下放。
其次钢筋笼制作过程中控制保护层厚度的定位支架，设计 多为船型定位支架，用 Φ8 盘圆弯制而成，这种保护层定位装置 在土层、砂层等非刚性介质钢筋笼安装过程中不能起到保护定 位作用， 受钢筋笼下放垂直度及钢筋笼本身顺直度的影响， 很容 易被挤入桩体侧壁中， 导致钢筋笼下放增加阻力。
另外就是钢筋笼底部处理，钢筋笼底部设计多为底部主筋 弯折收拢于笼中心，使笼子尖端聚集在钢筋笼横截面的中心处， 多条主筋彼此焊接在一起且要焊接牢固，防止钢筋笼下放安装 过程中散开， 如钢筋笼底部中心偏向一侧较多， 就会出现钢筋笼 安装下放时，钢筋笼底部由于成孔垂直度不合规而插入桩体侧 壁的情况， 导致钢筋笼无法继续下沉。
绕筋与主筋焊接不牢固，造成钢筋笼整体刚度不够，在钢筋 笼起吊过程中， 绕筋脱落钢筋笼容易变形。
3.2 钢筋笼安装不合规
成品钢筋笼在加工台上加工完成后，穿好并插进设备，在起 吊过程中由于主钩提振动插筋器， 副钩提笼顶， 造成笼子在拖拽 过程中容易出现变形， 进而影响到了起吊完成后的安放。
一般小直径的后插筋灌注桩采用2t 的振动锤插筋器就能满 足钢筋笼下放安装需要，但是在该项目上由于桩径大，桩身长， 且桩身范围存在大厚度砂卵石层，致使2t 的振动锤不能满足钢 筋笼下放的需要， 钢筋笼振动不到位， 另外在钢筋笼安装下放过 程中， 振动锤从头至尾振动， 致使在离孔底三米左右不能继续沉 笼。高频振动致使在钢筋笼下沉过程中， 混凝土粗骨料也随之下 沉，造成粗骨料积聚， 钢筋笼无法继续下沉安放。
3.3 钻机成孔不符合规范要求
钻机在施工过程中，由于现场监控手段及监控频率不到位， 钻机机手的责任心不强， 造成在钻进过程中， 钻杆垂直度偏差较 大，致使最终灌注成的素混凝土桩桩身垂直度偏差较大。钢筋笼 在下放安装过程中垂直插入， 进入到一定程度， 由于受桩体侧壁 阻力影响或钢筋笼端部插入土体影响， 钢筋笼无法继续下沉。
3.4 混凝土材料不合规
施工过程中，由于多种因素造成混凝土材料泵送困难，泵送 中断，堵管情况发生，其中有混凝土中粗骨料粒径大，混凝土现 场实测塌落度偏小，混凝土整体和易性差，泵送流动难度大，粉 煤灰配比不满足要求等原因，由于现场施工流程问题造成的商 混现场等待时间较长， 造成的商混失水等原因， 也都会影响到混 凝土的泵送。出现堵管现象，现场处理堵管的问题，会造成前期 泵送进去的混凝土凝固，以至于钢筋笼安放时无法自动安装到 位。由于单桩混凝土用量较大， 每根桩需两车商混才能满足泵送 灌注需要， 辆车商混来的时间间距太大， 或者补料商混来的比较 晚，都会影响到后面钢筋笼安装工序的实施。
3.5 工人操作技术性专业技术性不强
长螺旋钻孔压灌桩施工，整个施工过程中需要成孔及钢筋 笼插筋器操作的钻机机手、钢筋笼制作的焊工、吊装钢筋笼的吊 车司机、小挖机司机等人， 这些钻机机手和吊车司机多数都是通 过师傅带徒弟的民间教授方式学习， 水平高低不一， 经验程度各 不相同， 造成操作上配合默契度不是很高。焊工的水平更是参差 不齐。操作人员的专业性不强，配合不默契，存在着钻机机手和 泵工的配合，如果泵送速度慢，钻机机手提钻速度慢，则很可能 形成局部塌方，造成后期钢筋笼插入到这段地层时由于他进去 的砂卵的存在而无法继续下放。另如混凝土浇筑完成后， 钢筋吊 装尚未到位， 造成桩身混凝土等待时间增加， 还如前面说的钢筋 笼制作不符合要求，这些人为的因素都会对钢筋笼安放到位造 成影响。
3.6 工序衔接不紧凑
长螺旋钻孔压灌桩后插筋工艺对工序间衔接，缩短单桩工 作时间要求很高，成孔完成后，混凝土泵送过程中，如果混凝土 来料不连续， 造成泵送过程中停顿时间太长， 混凝土在凝结硬化 过程中必然失水不利于钢筋笼安装， 泵送混凝土完成后， 由于钢 筋笼还没有吊装到位就要立刻振动安装，也会影响到钢筋笼安 装，泵车不及时跟着钻机移动，造成泵送管道太长，也会影响到 混凝土的泵送效果， 进而影响到钢筋笼安装。
3.7 技术交底不到位
施工前的技术交底，需要对全体施工人员包括施工管理人 员进行交底， 交底过程不能走形式， 要让工人真正了解到技术要 点，施工难点，注意事项，交底要根据施工参数和工艺特点区域 地层情况有针对性进行。
4 解决钢筋笼安放的控制措施
4.1 钢筋笼制作
钢筋笼制作班组焊工需聘请经焊工培训取得特种作业人员 上岗证的人员完成， 无证不得上岗和聘用。钢筋笼制作严格按照 设计图纸及规范要求进行施工， 钢筋间距满足要求， 主筋间距采 用特定模具进行定位，绕筋间距控制采用石笔在主筋上进行距 离标记。钢筋笼保护层定位支架放弃原有的船型定位卡， 换位混 凝土滑轮定位，在钢筋笼上每隔2m 采用三个混凝土滑轮垫块进 行保护层定位。这样就克服了下放过程中造成的阻力。
4.2 三点起吊钢筋笼，控制插筋器启动节点
钢筋笼在起吊过程中，一台吊车主钩吊插筋器，副钩提笼子 上三分之一处， 另外一台吊车提笼子三分之二处， 提调过程中要 保持三个吊点始终在一条线上，整个钢筋笼离开地面后在空中 完成笼子水平方向到竖直方向的调整，整个过程要有专人指挥 吊装， 避免起吊过程中造成的笼子弯曲变形， 避免一台吊车起吊 过程中拖拉笼子造成笼端受损散开。
插筋器的选择应根据具体的施工参数选择合适的插筋器， 该工程插筋器更改为 3t 振动锤，沉笼效果比较好，经研究在钢 筋笼沉笼初期， 可利用钢筋笼及插筋器自身的重量， 带动钢筋笼 下沉， 避免插筋器的过早介入对桩体混凝土造成的影响， 待靠自 重钢筋笼下沉缓慢时启动振动锤，这样利用很短的时间可将剩 余部分钢筋笼下沉到位， 避免了振动造成的粗骨料下沉聚集， 影 响钢筋笼安放。
4.3 对钻机成孔的要求
要求钻机在钻进成孔过程中要保证钻机的平稳，保证钻杆 的垂直度，现场采用重锤线从两个相交 90°的方向进行钻杆垂 直度控制， 或采用经纬仪对垂直度进行控制， 使其垂直度偏差不 超过百分之一。钻孔孔底应连续不进尺钻， 保证孔底少沉渣。
4.4 混凝土材料的要求
长螺旋钻孔压灌桩钢筋笼下放过程，混凝土的和易性能、骨 料及外加剂选择对钢筋笼是否能顺利安放起到很关键作用，混 凝土的塌落度控制应控制在 18cm ~ 22cm，大塌落度混凝土一 般用 0.5cm ~ 1.5cm 碎石或卵石，根据桩径和钢筋长度及地下水 情况可以加入部分 2cm ~ 3cm 碎石，并尽量不要加大砂率。其 次合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。粉 煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用 II 级灰。
4.5 加强技术工人培训，提高工人配合度
钻机机手和泵工应选用工作年限长，经验丰富的机手，钻机 在泵送提钻的过程中，泵工泵送混凝土的速度和钻机提钻速度 要相匹配，钻机钻头要始终低于混凝土面，避免出现断桩夹泥。 钢筋笼焊接的焊工应选用经过相关部门培训且技术水平高的人 员，保证焊接质量， 保证成品符合吊装及规范要求。
4.6 加强工序间衔接
工序衔接对灌注桩成桩影响很大，钻机成孔完成前混凝土 应提前到位， 保证成孔完成后立刻可以泵送混凝土， 混凝土泵送 应连续， 同一根桩的两车混凝土应一块到位， 保证混凝土供应中 途不出现中断。混凝土泵送成桩前应提前把钢筋笼提起在桩位 旁等待，混凝土泵送一旦结束，挖机进行孔口土方清理，立刻进 行钢筋笼振动下沉。缩短单桩工作时间， 避免混凝土初凝造成钢 筋笼下沉受阻。
4.7 加强施工前技术交底
施工前加强工人技术交底，施工过程中对工人交底进行强 化。针对桩基施工参数， 结合现场工况， 技术交底要做到有针对 性，交底到人，交底应通俗易懂，专业问题通俗化，针对施工过 程中的施工难点，应重点进行专题交底。施工过程中遇到交底 没有涉及到的施工困难，应现场组织解决，针对难点对工人现 场交底。
5 采取措施后成果
经过对长螺旋钻孔压灌桩施工过程中存在钢筋笼下放不到 位存在问题进行分析并采取整改措施，在后续的护坡桩施工过 程中，钢筋笼下放不到位情况得到很大改善，全部施工的260 根 护坡桩，除了刚开始施工的几个外，其余全部钢筋笼安放到位， 小应变检测桩身完整性都满足规范要求。
6 结论
通过对西安某基坑支护及降水工程施工过程中存在的钢筋 笼下放不到位问题的分析总结，为保证钢筋笼安放顺利进行得 出以下结论 ：
(1) 施工过程中钢筋笼加工应严格按照图纸及规范要求施 工，采用有效的措施保证施工质量。
(2) 钢筋笼吊装避免弯曲变形，插筋器选择应合理，插筋过 程应科学。
(3) 钻机成孔应满足规范要求。
(4) 混凝土配比及骨料选择应满足规范要求。
(5) 提高工人专业技术性， 加强配合度。
(6) 工序衔接应紧凑。
(7) 加强现场技术交底。
随着长螺旋钻孔压灌桩应用的普及，尤其是在有砂层、卵石 层存在的场地，其他工艺不便开展，该工艺将具备很强的竞争 力，施工速度快，环境污染小，噪音小，通过采取以上措施，能 够有效克服钢筋笼下放不到位的通病，将会进一步提高该工艺 的适用性。随着日后设备性能的提升， 在超深超大桩施工领域会 有很大发展空间。
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