渠县工程师学会

1、前言 & nbsp;
螺杆灌注桩是一种新型的变截面异形桩，是在日本的高强度钢纤维混凝土预制螺纹桩的基础上创新而成的。它的全称为半螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其形状是上部为圆柱型，下部为螺丝型的组合式新型桩（如图1-1）。具有承载力高、沉降小、工期短、施工方便、造价低、无污染、无噪音等特点。螺杆桩已被建设部列为“建设部2005年科学技术项目计划”和“2005年全国建设行业科技成果推广项目”（项目编号：2005005；证书编号：2005006）,于2006年获得国家专利（专利号ZL03128265.2），并荣获2007-2008年的国家级一级工法，其关键技术获得国内外同行的高度肯定，达到国际领先水平。

螺杆桩技术2003年至今已在海南阳光经典、新外滩复兴城、龙华雅苑、长信海岸水城、宝安江南城，陕西西安丽景佳苑、小悉尼新都，洛阳市中侨铭秀1－5号楼，湖南长沙长沙湘樟小区、月湖小区，山东济南尹加巷2号高层，广西北海北部湾一号，四川达州市渠县“东城半岛二期”、万源市“世纪新城& rdquo;、遂宁市“新界旺郡”项目，重庆市合川区“华地.领域& rdquo;工程，非洲安哥拉战后重建工程等一批螺杆桩示范工程中进行了具体运用。

2.1螺杆桩利用在通常情况下土层上软下硬的特点，上部设置为直杆段圆柱体，下部设置为螺纹体，将普通摩擦桩改进为变截面的多支点摩擦端承桩，从而改变了桩的受力机理，使桩身的沉降变形大为减小。对于一些对沉降变形要求很高的建筑物，螺纹桩有很高的实用价值。

2.2由于螺杆灌注桩的下部形成了螺纹段，使桩的受力性能发生了变化，从而提高了桩的侧摩阻力。在相同条件下，螺杆桩与普通直杆灌注桩相比单桩的极限承载力有显著提高。

2.3螺杆灌注桩由于单桩承载力较高，同等条件下与普通直孔灌注桩相比可缩短桩长，减少桩径和减少桩数。作为大型建筑物的基础时，即可作为桩下单桩方案以减少承台工作量，又可沿箱基墙下或筏基板下布桩以减少底板厚度及配筋量。减少了工程造价，又方便施工。

2.4由于现有的螺杆桩钻机成套设备具有机械扭矩潜能大，穿透力强的特点，因此螺杆灌注桩对于不同土质有很强的适应性。并且不受地下水位的影响。

2.5螺杆桩施工工艺简单不存在清底、取土、护壁、塌孔、断桩等问题，桩身质量可靠。具有无振动、低噪音、无环境污染等绿色桩型特色。

2.6通过螺杆灌注桩处理的复合地基可以有效降低地震力对结构的影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下，仍可以有效的传递垂直荷载，并由于加固后消除了可液化土层，从而可以广泛地应用于地震区。

2.7螺杆桩机设备性能先进，自动化程度高，劳动强度低，施工进度快，可以连续泵送混凝土成桩。

3.1适用于粉土、非饱和性粘土、各类砂层，卵石层等各种土层，不受地下水的限制；

3.2适用于包括复合地基的刚性桩、钢筋混凝土基础的钢筋混凝土桩和复合桩基的基桩，桩径300mm～600mm，桩径视长细比调整。

螺杆灌注桩将常识中“螺丝钉比钉子牢固”的简单道理运用在桩与桩施工中，使其更牢固的特点得以实现。它是一种变截面异形灌注桩，其采用了钻杆下降或上升速度与钻杆旋转速度是否同步技术，解决了螺杆桩上部为圆柱型，下部为螺纹型的施工工艺。同步技术是指将下钻速度与旋转速度进行同步匹配的一种技术，钻头每提升或下落一个螺距，钻杆刚好旋转一圈并挤压土体，从而形成螺纹形的孔或桩。非同步技术是指下钻速度与旋转速度不同步匹配，即钻头每提升或下落一个螺距，钻杆旋转多圈并挤压土体，从而形成圆柱形的孔或桩。螺杆桩成桩的过程分为下钻、提钻两个过程。下钻时，螺杆桩机采用正向非同步技术挤压土体形成圆柱状至直杆段设计标高，随后钻杆采用正向同步技术下钻，使土体形成螺纹状直至设计深度。提钻时，螺杆桩机采用反向旋转同步技术提升钻杆至螺纹的段设计标高的位置，形成螺纹灌注桩的螺纹段，在提钻的同时泵压混凝土。提到螺纹部分设计标高时，螺纹钻杆再次正旋转或直接提升产生带圆柱空间，同时管内泵压浇灌混凝土至桩顶设计标高。

螺杆桩是一种变截面的异形灌注桩，有上、下两部分组成，桩的上部分为圆柱形，与普通的灌注桩相同，下部为带螺纹状的桩体。上下两桩段的长度是根据地基土质情况而进行调节的，没有一个固定的比例。由于地基土一般都具有上软下硬的特点，因此，通常在承载力小于120kpa的土层中做成圆柱体桩，在承载力大于120kpa的土层中做成螺纹桩，这种设置充分发挥了地基的承载能力。在确定螺纹桩体内径大小时，如果螺纹桩体内径过小，就会出现桩身先于土体达到破坏的现象，经工程实践证明，螺纹桩体内径为250～400mm（如表4.2.1－1）,螺纹高度为50mm为宜。具体构造尺寸详见图4.2.1－1。

螺纹的间距与螺纹周围土体的抗剪强度有关，一般来说，土的抗剪强度越大，螺距也越大，反之越小。实验证明，螺纹间距为1.0～1.5D最佳。

桩径（mm）	300	400	500	600
桩芯直径（mm）	260	273	380	400

螺杆桩单桩竖向极限承载力计算公式由螺杆桩直杆段侧阻力、螺纹段抗剪强度和端阻力三部分组成，因此，计算需分段进行。

直杆段螺杆桩侧阻力是由桩土之间的摩阻力实现的。所以，计算方法与传统直线型灌注桩相同。即：

& mdash;—桩的直杆段极限侧阻力标准值（kpa），可按表2取值；

螺纹段的侧阻力是由桩的螺牙与土的机械咬合作用力通过桩孔侧壁土的抗剪强度体现的，与直杆段桩的受力机理截然不同，建议按下式计算：

式中： & mdash;—剪切滑动石上的法向应力（kpa），可按表1取值；

新型螺杆灌注桩施工工法