中国工程建设协会标准 CECS

CECS×××:2018

螺杆灌注桩技术规程

Technical Standards for Part-screw Pile

（征求意见稿 2018.08）

前 言

根据中国工程建设标准化协会《关于印发2017年第一批工程建设协会标准制订、修订计划的通知》（建标协字 [2017] 014号）的要求，标准编制组广泛调查研究，认真总结工程实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。

本标准共分为8章，主要技术内容包括：总则、术语和符号、基本规定、勘察、螺杆灌注桩桩基设计、螺杆灌注桩复合地基设计螺杆灌注桩施工、螺杆灌注桩质量检查和验收等。

本标准的某些内容涉及专利《半螺丝桩及其成桩工法》（专利号03128265.2）、专利《螺杆桩、螺纹桩成桩设备及成桩工法》（专利号200610019756.6）的技术问题，使用者可直接与专利持有人（专利持有人：海南卓典高科技开发有限公司）协商处理。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由中国工程建设标准化协会地基基础专业委员会归口管理，由建研地基基础工程有限责任公司负责具体技术内容解释。本标准在执行过程中，如有需要修改和补充之处，请将有关意见和建议寄至建研地基基础工程有限责任公司（地址：北京市北三环东路30号，邮编：100013）。

本标准主编单位： 建研地基基础工程有限责任公司

本标准参编单位：

本标准主要起草人员：

本标准主要审查人员：

目 次

1 总 则	1

2 术语和符号	2

2.1 术 语	2

2.2 符 号	2

3 基本规定	4

4 勘察	6

5 螺杆灌注桩桩基设计	8

5.1 一般规定	8

5.2 基桩构造	8

5.3 单桩竖向极限承载力	10

5.4 湿陷性黄土场地的桩基设计	14

6 螺杆灌注桩复合地基设计	16

7 螺杆灌注桩施工	19

7.1 一般规定	19

7.2 施工准备	19

7.3 施工	20

8 螺杆灌注桩质量检查和验收	25

8.1 一般规定	25

8.2 施工前检验	25

8.3 施工检验	25

8.4 施工后检验	26

8.5 工程质量验收	27

附录A 施工表格	28

本标准用词说明	30

引用标准名录	31

条文说明	32

Contents

1 General provisions..............................................................................1

2 Terms and symbols.............................................................................2

2.1 Terms.........................................................................................2

2.2 Symbols.....................................................................................2

3 Basic regulations.............................................................................4

4 Geotechnical investgation..................................................................6

5 Design of pile foundation of part-screw pile.....................................8

5.1 General requirements....................................................................8

5.2 Structural measure of foundation pile........................................8

5.3 Ultimate vertical bearing capacity of a single pile...................10

5.4 Pile design of collapsible loess................................................14

6 Design of composite foundation of part-screw pile.....................16

7 Construction of part-screw pile...................................................19

7.1 General requirements...............................................................19

7.2 Construction preparation.........................................................19

7.3 Construction................................................................................20

8 Inspection and acceptance of part-screw pile............................25

8.1 General requirements..................................................................25

8.2 Pre-construction inspection......................................................25

8.3 Inspection during construction.................................................25

8.4 Post-construction inspection.......................................................26

8.5 Acceptance of construction quality..........................................27

Appendix A Construction record of part-screw pile.....................28

Explanation of wording in this standards .......................................30

List of quoted sandards......................................................................31

Addition：Explanation of provisions...............................................32

1 总 则

1.0.1 为了在螺杆灌注桩的设计和施工中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制订本规程。

1.0.2 本规程适用于建筑（包括构筑物）螺杆灌注桩的勘察、设计、施工及验收，铁路、公路、港口、水利等工程可参照本规程执行。

1.0.3 螺杆灌注桩的设计与施工应综合考虑工程地质及水文地质条件、工程特点、使用功能、施工设备性能、场地环境等因素；应重视地方经验，因地制宜，注重概念设计，优化布桩，节约资源；应强化施工质量控制与管理。

1.0.4 在进行螺杆灌注桩勘察、设计、施工及验收时，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 螺杆灌注桩 part-screw pile

采用具有同步技术的专用桩机形成的一种“上部为圆柱型，下部为螺丝型”组合式灌注桩。

2.1.2 同步 synchronous manner

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。

2.1.3 桩芯 pile core

螺杆灌注桩螺纹段的桩体轴芯部分。

2.1.4 螺牙 screw thread

螺杆灌注桩桩身螺纹段的纹路。

2.1.5 螺距 screw pitch

螺杆灌注桩桩身螺纹段相邻螺牙之间的距离。

2.2 符 号

2.2.1 抗力和材料性能

fc——混凝土轴心抗压强度设计值；

fcu——桩体混凝土试块（边长150mm立方体）标准养护28d立方体抗压强度平均值；

fspk——复合地基承载力特征值；

fsk——处理后桩间土承载力特征值；

qsik——桩侧直杆段第i层土的极限侧阻力标准值；

qsjk——桩侧螺纹段第层土的极限侧阻力标准值；

qpk——桩持力层的极限端阻力标准值；

Quk ——螺杆灌注桩单桩竖向极限承载力标准值；

Qsk1——螺杆灌注桩直杆段总极限侧阻力标准值；

Qsk2——螺杆灌注桩螺纹段总极限侧阻力标准值；

Qpk——螺杆灌注桩极限端阻力标准值；

Ra ——单桩竖向承载力特征值；

uk——螺杆灌注桩单桩抗拔极限承载力标准值；

uk1——螺杆灌注桩直杆段总极限抗拔承载力标准值（kN）；

Tuk2 ——螺杆灌注桩螺纹段总极限抗拔承载力标准值（kN）；

2.2.2 作用和作用效应

N——相应于荷载效应基本组合时，作用于螺杆灌注桩桩顶的轴向压力设计值；

Ns——相应于荷载效应基本组合时，作用于螺杆灌注桩螺纹段顶截面的轴向压力设计值。

2.2.3 几何参数

Ap ——螺杆灌注桩直杆段横截面积；

As——螺杆灌注桩桩芯横截面积；

d——螺杆灌注桩直杆段直径（等于螺纹段外径）；

d0——螺杆灌注桩桩芯直径；

li ——螺杆灌注桩桩长范围内第i层土的分层厚度；

u ——桩身周长。

2.2.4 计算系数

K——安全系数；

m——面积置换率；

β——桩间土承载力发挥系数；

βsi——桩身为螺纹段时，桩长范围内第i层土的侧阻力提高系数；

λ——单桩承载力发挥系数；

λi——抗拔系数；

——成桩工艺系数。

3 基本规定

3.0.1 螺杆灌注桩可用于一般黏性土、粉土、砂性土、碎石土等土层，也可用于填土、湿陷性黄土以及全风化、强风化、中风化软岩岩层；当应用于流塑状黏性土、淤泥、淤泥质土、泥炭质土、泥炭等土层时，应通过现场试验确定其适用性。

3.0.2 螺杆灌注桩可用于桩基础中的基桩，也可用于复合地基中的增强体。当地基土为欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊性土时，采用螺杆灌注桩作为复合地基增强体，应满足处理后的地基土和增强体共同承担荷载的技术要求。

3.0.3 螺杆灌注桩设计施工前，应具备以下资料：

1 详细的岩土工程勘察资料；

2 施工场地及环境条件的有关资料；

3 建筑物的有关资料；

3.0.4 螺杆灌注桩设计施工前宜收集本地区或相似场地上类似工程的工程经验、施工情况、使用情况及技术经济指标。

3.0.5 螺杆灌注桩的设计应满足承载力、稳定性、变形和耐久性要求。

3.0.6 当螺杆灌注桩用于上部结构荷载或刚度差异较大的工程时，应考虑上部结构、基础和地基的共同作用，进行承载力计算和变形验算。

3.0.7 螺杆灌注桩的设计还应满足下列要求：

1 应根据地质条件、设计要求及荷载特征选用螺杆灌注桩的相关参数；

2 对大型、重要或地质条件复杂的工程，应进行试验性施工，检验设计参数、施工工艺和处理效果。

3.0.8 螺杆灌注桩的施工机械及设备的性能，应与地质条件、设计参数相匹配；施工现场应满足施工设备进出场及现场运行条件。

3.0.9 螺杆灌注桩的设计使用年限，不应低于主体结构的设计使用年限。

3.0.10 采用螺杆灌注桩的建筑物，应在施工期间及使用期间进行沉降观测，直至沉降达到稳定为止。

4 勘察

4.0.1 岩土工程勘察前应搜集区域地质资料、当地工程经验，了解场地的工程地质与水文地质条件，并应取得下列资料：

1 建筑场地地形图、建筑总平面图；

2 建筑物的性质、高度、层数、结构类型、荷载、基础形式、和埋置深度，地基允许变形等资料；

3 场地周边环境条件及地下管道、电缆、地下构筑物等的分布情况。

4.0.2 岩土工程勘察宜采用钻探、触探及其他原位测试相结合的方式进行。对黏性土、粉土和砂土，宜采用静力触探和标准贯入试验；对碎石土宜采用重型或超重型圆锥动力触探。

4.0.3 对黄土地层应布置一定数量探井，在勘探深度范围内的每一黄土地层，均应采取不扰动试样进行室内试验，提供设计、施工所需的岩土参数。

4.0.4 螺杆灌注桩的详细勘察除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关要求外，尚应满足下列要求：

1 勘探点间距：

1） 对于端承型桩（含嵌岩桩）：主要根据桩端持力层顶面坡度决定，宜为12m~24m。当相邻两个勘探点揭露出的桩端持力层层面坡度大于10%或持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适当加密勘探点。

2） 对于摩擦型桩：宜按20m~30m间距布置勘探点，遇到土层性质或状态在水平方向变化较大，或存在可能影响成桩的土层时，应适当加密勘探点；

3） 复杂地质条件下的一柱一桩工程，应每柱设置勘探点。

2 勘探孔深度：

1） 控制性勘探孔的深度应超过桩端以下变形计算深度1m~2m；对于嵌岩桩，勘探孔深度应达到预计桩端平面以下（3~5）d；

2） 一般性勘探孔深度应达到预计桩端以下（3~5）d且不应小于3m；对于大直径桩，不得小于5m；对于嵌岩桩，勘探孔深度均应达到预计桩端平面以下（1~3）d；

3） 在断层破碎带地区，钻孔应钻穿断层破碎带进入稳定土层，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求；

4） 对需设置抗拔桩时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求。

4.0.5 岩土工程勘察应根据地质条件、结构类型、荷载特征，结合地方经验评价螺杆灌注桩成孔和成桩的可能性。

4.0.6 施工揭露地质条件与勘察报告出现明显差异时，应进行施工勘察。

5 螺杆灌注桩桩基设计

5.1 一般规定

5.1.1 螺杆灌注桩设计时，应根据地质条件、荷载情况及桩身轴力分布确定桩长、桩径及螺纹段长度，螺纹段长度宜为桩长的2/3。

5.1.2 螺杆灌注桩单桩承载力特征值应通过单桩静载荷试验并结合地方经验综合确定。

5.1.3 采用螺杆灌注桩的工程应进行沉降计算。桩基沉降应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94相关公式计算。

5.2 基桩构造

5.2.1 螺杆灌注桩的直径、螺距、螺牙宽度及螺牙厚度宜按本规程表5.2.1选用。

表5.2.1 螺杆灌注桩尺寸参考表

直杆段直径 d（mm）	桩芯直径 d0（mm）	螺牙根部厚度t1(mm)	螺牙端部厚度t2(mm)	螺距 s（mm）
400	340	35	25	350
500	440	35	25	350
600	540	35	25	350
700	640	35	25	350
800	740	35	25	350

5.2.2 螺杆灌注桩设计桩径宜采用400mm~800mm。

5.2.3 螺杆灌注桩宜选择稳定且较硬土层作为桩端持力层。对于黏性土、粉土桩端全断面进入持力层的深度不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石类土不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不应小于4d。

图5.2.1 桩身构造图

d—螺杆灌注桩直杆段直径；d0—螺杆灌注桩桩芯直径；h1—直杆段长度；

h2—螺纹段长度；b—螺牙高度；t—螺牙厚度；s—螺距；

5.2.4 当桩端嵌岩时，嵌岩深度应考虑荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长等因素综合确定。嵌入完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.5m；嵌入倾斜度大于30%的中风化软岩，宜根据倾斜度及岩石完整性加大嵌岩深度。

5.2.5 螺杆灌注桩的最小中心距应符合表5.2.5。

表5.2.5 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
非饱和土、 饱和非黏性土	3.5d	3.0d
饱和黏性土	4.0d	3.5d

注：d--螺杆灌注桩直杆段直径。

5.2.6 作为基桩的螺杆灌注桩，桩身混凝土强度等级不宜小于C30。

5.2.7 螺杆灌注桩主筋混凝土保护层厚度不应小于50mm。

5.2.8 螺杆灌注桩直杆段桩身配筋率宜取0.3%~0.65%，对于受荷载较大的螺杆灌注桩、抗拔螺杆灌注桩和嵌岩螺杆灌注桩，桩身配筋率应按计算确定，且不应小于0.3%。

5.3 单桩竖向极限承载力

5.3.1 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：

（5.3.1）

式中：——单桩竖向极限承载力标准值；

K——安全系数，取K=2。

5.3.2 单桩竖向极限承载力标准值，应通过现场静载试验确定。初步设计时可按下式估算：

（5.3.2）

式中： ——螺杆灌注桩直杆段总极限侧阻力标准值（kN）；

——螺杆灌注桩螺纹段总极限侧阻力标准值（kN）；

——螺杆灌注桩极限端阻力标准值（kN）；

——桩身周长；

、——桩侧直杆段第层土、螺纹段第层土的极限侧阻力标准值，无地区经验时，可参照现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94干作业钻孔桩的极限侧阻力取值；

——极限端阻力标准值，无地区经验时，可按表5.3.2-1取值；

——桩周直杆段第层土，螺纹段第层土的厚度（m）；

——螺纹段第层土的桩侧极限侧阻力增强系数，宜根据现场单桩静载试验结果确定。无地区经验时，可按表5.3.2-2取值。

表5.3.2-1 桩的极限端阻力标准值qpk（kPa）

土名称	土的状态	螺杆灌注桩桩长l（m）
l≤9	9<l≤16	16<l≤30	l>30
黏性土	软塑	0.75<IL≤1	210~850	650~1400	1200~1800	1300~1900
可塑	0.50<IL≤0.75	850~1700	1400~2200	1900~2800	2300~3600
黏性土	硬可塑	0.25<IL≤0.50	1500~2300	2300~3300	2700~3600	3600~4400
硬塑	0<IL ≤0.25	2500~3800	3800~5500	5500~6000	6000~6800
粉土	中密	0.75<e ≤0.9	950~1700	1400~2100	1900~2700	2500~3400
密实	e<0.75	1500~2600	2100~3000	2700~3600	3600~4400
粉砂	稍密	10<N ≤15	1000~1600	1500~2300	1900~2700	2100~3000
中密、密实	N>15	1400~2200	2100~3000	3000~4500	3800~5500
细砂	中密、密实	N>15	2500~4000	3600~5000	4400~6000	5300~7000
中砂	4000~6000	5500~7000	6500~8000	7500~9000
粗砂	5700~7500	7500~8500	8500~ 10000	9500~ 11000
砾砂	6000~9500	9000~10500
角砾、圆砾	N63.5>10	7000~10000	9500~11500
碎石、卵石	8000~11000	10500~13000
全风化软质岩	30<N ≤50	4000~6000
全风化硬质岩	5000~8000
强风化软质岩	N63.5>10	6000~9000
强风化硬质岩	7000~11000
中风化软质岩	9000~13000

注：1 砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度，桩端进入持力层的深径比hb/d，土愈密实，hb/d愈大，取值愈高；

2 螺杆灌注桩的岩石极限端阻力指桩端支承中、微风化基岩表面或进入强风化岩、软质岩一定深度条件下极限端阻力；

3 软质岩和硬质岩指其母岩分别为frk≤15MPa、frk>30MPa的岩石。

表5.3.2-2 螺杆灌注桩螺纹段桩的极限侧阻力增强系数βs

土层名称	土的状态	土层桩侧阻力提高系数
黏性土	软塑	1.2~1.5
可塑	1.5~1.8
硬塑、坚硬	1.2~1.5
粉土	稍密	1.7~2.0
中密	1.5~1.7
密实	1.3~1.5
粉细砂	稍密	1.8~2.1
中密	1.5~1.8
密实	1.2~1.5
中砂	中密	1.5~1.8
密实	1.2~1.5
粗砂	中密	1.5~1.8
密实	1.2~1.5
砾砂	中密	1.5~1.8
密实	1.2~1.5
圆砾、角砾	中密、密实	1.2~1.5
卵石、碎石	中密、密实	1.2~1.5
风化岩	全风化、强风化	1.2~1.5
中风化	1.0~1.2

5.3.3 螺杆灌注桩桩身正截面受压承载力应分别按直杆段、螺纹段分别验算，并应符合下列规定：

1 直杆段桩身正截面受压承载力

N≤ （5.3.3-1）

2 螺杆段桩身正截面受压承载力

≤ （5.3.3-2）

（5.3.3-3）

式中： ——荷载效应基本组合时，桩顶轴向压力设计值（kN）；

——荷载效应基本组合时，作用于螺纹段顶截面的轴向压力设计值（kN），无经验时可按下式计算：，其中为桩周直杆段第层土的厚度（m）；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定；

——螺杆灌注桩直杆段横截面积，（m2）；

——螺杆灌注桩桩芯横截面积，（m2），其中d0为螺杆灌注桩桩芯直径；

——成桩工艺系数，一般可取为0.7~0.8。

3 当桩顶以下5倍桩身直径范围内螺旋式箍筋间距不大于100mm且钢筋耐久性得到保证的螺杆灌注桩，可计入桩身纵向钢筋的抗压作用。

5.4 湿陷性黄土场地的桩基设计

5.4 .1 湿陷性黄土场地的桩基应符合下列规定：

1 湿陷性黄土场地的桩基础，桩端必须穿透湿陷性黄土层，应选择在非湿陷性、压缩性较低的岩、土层作为桩端可靠持力层。

2 单桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定：

1）应通过现场浸水载荷试验并结合地区经验综合确定；

2）初步设计时可按饱和状态下的土性指标，采用经验公式5.3.2估算；

3）自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力，应根据工程具体情况结合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025 考虑。

5.4.2 自重湿陷性黄土场地单桩竖向承载力的计算除不计中性点深度以上黄土层的正摩阻力外，尚应考虑桩侧的负摩阻力，中性点深度、负摩阻力值宜通过现场浸水试验测定，无现场浸水试验实测资料时，可按表5.4.2-1、5.4.2-2中的数值估算；

表5.4.2-1 中性点深度（m）

自重湿陷土层深度（m）	中性点深度（m）
≤20	按实测（计算）湿陷深度
＞20	按20 m湿陷深度确定

表5.4.2-2 桩侧平均负摩阻力特征值（kPa）

自重湿陷量的计算值或实测值（mm）	桩侧平均负摩阻力特征值 （kPa）
70～200	15
＞200	20

注：当自重湿陷量的计算值和实测值矛盾时，应以实测值为准。

6 螺杆灌注桩复合地基设计

6.0.1 作为复合地基增强体的螺杆灌注桩桩径宜采用400mm~ 600mm。螺杆灌注桩的最小中心距不宜小于3.5d。

6.0.2 螺杆灌注桩可只在基础范围内布置，并可根据建筑物荷载分布、基础形式和地基土性状，合理确定布桩参数。

1）内筒外框结构内筒部位可采用减小桩距、增大桩长或桩径布桩；

2）对相邻柱荷载水平相差较大的独立基础，应按变形控制确定桩长和桩距；

3）筏板厚度与跨距之比小于1/6的平板式筏基、梁的高跨比大于1/6且板的厚跨比（筏板厚度与梁的中心距之比）小于1/6的梁板式筏基，应在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）边缘每边外扩2.5倍板厚的面积范围内布桩；

4）对荷载水平不高的墙下条形基础可采用墙下单排布桩。

6.0.3 桩的中心与基础边缘的距离不宜小于桩径的1倍；桩的边缘与基础边缘的距离，条形基础不宜小于75mm；其他基础形式不宜小于150mm。

6.0.4 螺杆灌注桩单桩承载力特征值、复合地基承载力特征值应通过静载荷试验结合地方经验综合确定。

6.0.5 螺杆灌注桩桩顶和基础之间应设置褥垫层。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。当使用粉细砂时应掺入25%~ 30%碎石。褥垫层厚度宜取150mm ~300mm。

6.0.6 螺杆灌注桩复合地基承载力特征值初步设计时，可按下列公式估算：

(6.0.6)

式中：Ap ——螺杆灌注桩直杆段横截面积(m2)；

Ra ——单桩竖向承载力特征值，按本规程公式5.3.1和公式5.3.2计算（kN）；

fsk ——处理后桩间土承载力特征值（kPa）；

m ——面积置换率，m=d2/de2；d为螺杆灌注桩直杆段直径（m），de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）；等边三角形布桩de=1.05s，正方形布桩de=1.13s，矩形布桩，s、s1、s2分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距；

λ——单桩承载力发挥系数，可按地区经验取值；

β——桩间土承载力发挥系数，可按桩间土的工程性质、地区经验取值。

6.0.7 作为复合地基增强体的螺杆灌注桩桩身强度应满足式(6.0.7-1)的要求。当复合地基承载力进行基础埋深的深度修正时，螺杆灌注桩桩身强度应满足式(6.0.7-2)的要求。

fcu≥ (6.0.7-1)

fcu≥ (6.0.7-2)

式中：fcu——桩体试块（边长150mm立方体）标准养护28d立方体抗压强度平均值（kPa）；

γm——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3)，地下水位以下取有效重度；

d ——基础埋置深度（m）；

fspa——深度修正后的复合地基承载力特征值（kPa）。

6.0.8 复合地基变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定执行。地基变形计算深度应大于复合土层的深度。复合土层的分层与天然地基相同。复合地基的沉降计算经验系数ψs可根据当地沉降观测资料及经验确定，也可按《建筑地基基础设计规范》GB 50007相关规定确定。

7 螺杆灌注桩施工

7.1 一般规定

7.1.1 螺杆灌注桩施工应采用具有同步技术的专用桩机。

7.1.2 施工前应进行成桩工艺试验，确定钻进速度、钻杆提升速度、泵送速度、混凝土充盈系数、加压力、钻进扭矩等参数。

7.1.3 螺杆灌注桩施工桩顶标高高出设计桩顶标高宜为0.5m～1.0m。

7.1.4 螺杆灌注桩施工的允许偏差应满足表7.1.4-1、表7.1.4-2的要求。

表7.1.4-1 螺杆灌注桩桩基础施工允许偏差

桩径允许偏差（mm）	垂直度允许偏差（%）	桩位允许偏差（mm）
1～3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩	条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩
-20	1	70	150

表7.1.4-2 螺杆灌注桩复合地基施工允许偏差

桩径允许偏差（mm）	垂直度允许偏差（%）	桩位允许偏差（mm）
满堂布桩	条基布桩
-20	1	0.40d	0.25d

7.2 施工准备

7.2.1 螺杆灌注桩施工前应具备下列资料：

1 建筑场地岩土工程详细勘察报告；

2 桩基或复合地基施工图及图纸会审纪要；

3 建筑场地和相邻近区域内的建筑物、道路、地下管线、地下构筑物等相关资料；

4 施工桩机及其配套设备的技术性能资料；

5 施工组织设计或专项施工方案及技术交底资料；

6 混凝土、钢材等材料及其制品的质检报告。

7.2.2 螺杆灌注桩施工现场应具备下列条件：

1 施工场地应平整，施工工作面应满足桩机工作要求，不满足要求时应采取相应的技术措施；

2 施工场地内应有完善的排水设施；

3 供水、供电等应满足施工要求。

7.2.3 螺杆灌注桩成桩工艺试验应符合下列规定：

1 试验点位的岩土条件应具有代表性；试验桩的桩径、桩长应符合设计要求；

2 试验应记录成孔深度、成孔时间以及钻进扭矩，建立加压力、钻进扭矩与地层的对应关系；

3 应确定混凝土缓凝时间、充盈系数等指标；

4 应对桩顶和地面土体的竖向和水平位移进行监测；

5 存在挤土敏感土层、易窜孔土层时应确定合理施工间距；

6 应根据成桩工艺试验结果调整施工方案。

7.3 施工

7.3.1 螺杆灌注桩施工应根据土层情况和荷载要求选择合适的工艺，应按表7.3.1选用。

表7.3.1 螺杆灌注桩成孔工艺

桩段	土层情况	下钻	提钻
直杆段	非挤土效应土层	正向同步技术	正向非同步技术
挤土效应土层	正向非同步技术
螺纹段	正向同步技术	反向同步技术

注：挤土效应土层包括密实砂土、碎石土、饱和黏性土等。

7.3.2 螺杆灌注桩施工工艺流程如图7.3.2。

7.3.2 螺杆灌注桩施工工艺流程

7.3.3 螺杆灌注桩的施工顺序宜符合下列规定：

1 对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；

2 当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；

3 根据基础的设计标高，宜先深后浅；

4 根据桩的规格，宜先大后小，先长后短；

5 根据桩的布置，宜先密后疏；

6 当设计桩间距小于合理施工间距、土层为软土或液化土层时，宜采用跳桩施工。

7.3.4 饱和黏性土层中群桩施工时应进行监测，并应合理控制施工速率。

7.3.5 桩机就位后必须保证平整、稳固，确保在成桩过程中不发生倾斜和偏移，桩机上应设置控制深度和垂直度的仪表或标尺，并应在施工中进行观测记录。

7.3.6 螺杆灌注桩成孔应符合下列规定：

1 钻机向下钻进时钻进速度应缓慢；钻进过程中，应正向旋转，螺纹段应采用正向同步钻进；桩机施加扭矩的同时施加竖向压力，钻进至设计深度前，不应反向旋转钻杆或提升钻杆。

2 钻至设计深度后，反向旋转提钻，并应同时泵送混凝土。螺纹段应采用反向同步提钻；混凝土泵送量应与提钻速度相匹配。增加直杆端工艺

7.3.7 螺杆灌注桩终孔的控制应符合下列规定：

1 终孔标准原则上应结合工程地质情况、单桩竖向承载力、入土深度、加压力、钻进扭矩变化、桩端持力层性状及桩端进入持力层深度等因素综合考虑确定。

2 桩端位于一般土层的摩擦型桩，应保证设计桩长，加压力、钻进扭矩作为参考；

3 桩端进入坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、卵石，极软岩～软岩时以加压力、钻进扭矩为主，控制桩长为辅；

4 若加压力、钻进扭矩均达到要求而设计桩长未达到，应查明原因。

7.3.8 螺杆灌注桩桩身混凝土宜符合下列规定：

1 施工前应按设计要求通过试验确定混凝土配合比，混凝土坍落度宜为180mm～240mm。

2 螺杆灌注桩的混凝土充盈系数不宜小于1.1。

3 粗骨料粒径5mm～15mm，细骨料为中粗砂，混凝土水泥用量≥400kg/m3，初凝时间不少于6小时。

7.3.9 螺杆灌注桩泵送混凝土宜符合下列规定：

1 钻头提离设计桩顶前不应停泵，提钻及泵送过程应连续进行；

2 桩身混凝土的泵送压灌应连续进行，混凝土泵料斗内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，料斗内混凝土的高度不得低于400mm；

3 提钻速度应与混凝土泵送量相匹配，钻孔内的混凝土高度高于钻头不宜小于2m；

4 混凝土输送泵管布置宜减少弯道、保持水平、泵管应保证密封良好、泵管下应垫实；

5 当气温高于30ºC时，宜在输送管上覆盖隔热材料，每隔一段时间应洒水降温。冬期施工时，应在输送泵管周围包裹保温材料。

7.3.10 螺杆灌注桩钢筋笼制作、安装应符合下列规定：

1 钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求，制作允许偏差应符合表7.3.10的规定；

表7.3.10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 钢筋笼制作应全节点焊接，并应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定；

3 钢筋笼的加劲箍宜设在主筋内侧；

4 搬运和吊装钢筋笼时，防止变形，安放应对准孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，就位后应立即固定；

5 混凝土压灌结束后，应立即将钢筋笼插至设计深度；钢筋笼插设宜采用专用插筋器。

7.3.11 清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂或桩间土扰动。

7.3.12 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较低时，也可采用动力夯实法，夯填度不应大于0.9。

7.3.13 在施工过程中应按本规程附录A的要求作好记录。

8 螺杆灌注桩质量检查和验收

8.1 一般规定

8.1.1 螺杆灌注桩应进行桩位、桩长、桩径、垂直度、桩身质量和单桩承载力、复合地基承载力的检验。

8.1.2 检验按时间顺序可分为三个阶段：施工前检验、施工检验和施工后检验。

8.1.3 对混凝土、钢材及其制品等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。

8.2 施工前检验

8.2.1 施工前应做试验桩，通过试验桩的施工，选择合理的施工参数和成桩工艺；试验桩应采用载荷试验确定单桩极限承载力标准值；试验桩数量在同一地质条件下不应少于3根；试验桩在进行承载力检测前，应全部进行低应变检测，以确定桩身完整性。

8.2.2 施工前应进行下列检查：

1 应对混凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级等进行检查；

2 钢筋笼制作应对钢筋规格、钢筋质量、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查；

3 应对桩位进行复测，桩位偏差应符合国家现行有关标准的规定。

8.3 施工检验

8.3.1 施工过程中应进行下列检查：

1 应对钻头对中桩位进行校核，钻进过程中应控制钻杆垂直度小于1%；检查钻头和钻杆直径，其大小应满足成桩直径的要求；

2 应对钢筋笼安放的实际位置等进行检查；

3 应检查超灌高度；

4 应检查单桩混凝土充盈系数；

5 成桩过程中，应现场制作混凝土试块，试块留置数量应符合国家现行有关标准的要求。

8.3.2 在易发生挤土效应的地层中施工时，宜对桩顶和地面土体的竖向和水平位移进行系统观测。

8.4 施工后检验

8.4.1 螺杆灌注桩应检查桩径、桩位偏差。

8.4.2 螺杆灌注桩应进行承载力和桩身质量检测，承载力检验宜在施工结束28d后进行，其桩身强度应满足试验荷载条件。

8.4.3 螺杆灌注桩应对预留混凝土试块进行强度等级检验。

8.4.4 螺杆灌注桩作为基桩时检验应符合下列规定：

1 基桩承载力检验应采用单桩静载荷试验，检测数量不应少于同一条件下桩基分项工程总桩数的1%，且不少于3根；当总桩数少于50根时，检测数量不应少于2根；

2 采用低应变法检测桩身完整性，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根。

8.4.5 螺杆灌注桩作为复合地基增强体时检验应符合下列规定：

1 复合地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验。复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的试验数量不应少于总桩数的1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的试验数量均不应少于3点；

2 采用低应变法检测桩身完整性，检查数量不应少于总桩数的20%。

8.4.6 桩身完整性及承载力检测，除应符合本规程规定外，尚应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106和《建筑地基检测技术规范》JGJ340的规定。

8.5 工程质量验收

8.5.1 螺杆灌注桩的验收应在施工后检验完成后进行。

8.5.2 工程验收应具备下列资料：

1 岩土工程勘察报告、桩基或复合地基施工图、图纸会审纪要、设计变更资料等；

2 经审定的施工组织设计或施工方案；

3 工程定位测量及复测记录；

4 原材料的质量合格证和检验报告；

5 施工记录及隐蔽工程验收记录文件；

6 桩基或复合地基检测报告；

7 桩基或复合地基竣工图；

8 其他必须提供的文件和记录。

附录A 施工表格

A.0.1 螺杆灌注桩施工记录可按表A.0.1执行。

表A.0.1 螺杆灌注桩施工记录表

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 mm

序号	施工日期	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)	钻进 扭矩(kN•m)
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）：

A.0.2 螺杆灌注桩灌注质量控制记录可按表A.0.2执行。

表A.0.2 螺杆灌注桩灌注质量控制记录表

施工单位： 工程名称： 编 号：

序号	桩号	桩长 （m）	混凝土是否强制搅拌3-5min	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）	理论泵送方量	实际泵送方量	备注

记录（签名）：

本标准用词说明

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：

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）”。

引用标准名录

1.《岩土工程勘察规范》 GB 50021

2.《建筑地基基础设计规范》 GB 50007

3.《建筑桩基技术规范》JGJ 94

4.《建筑地基处理技术规范》 JG J79

5.《复合地基技术规范》 GB/T 50783

6.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB 50202

7.《建筑基桩检测技术规范》 JGJ 106

8.《建筑地基检测技术规范》 JGJ 340

中华人民共和国行业标准

螺杆灌注桩技术规程

条文说明

1 总则

螺杆灌注桩具有噪音小、不塌孔、无沉渣、无泥浆污染等优点，是一种绿色施工方法，对噪声和泥浆污染要求严格的场地可优先选用，同时其独特的结构形式可显著提高其单桩承载力。近年来，螺杆灌注桩已在全国多个省市自治区推广应用，并成功运用于高层和超高层建筑，特别是在成桩过程中需要穿透易塌孔地层（回填土、饱和砂土、卵石等）和强风化岩、中风化岩地层时得到广泛应用，成桩质量好，承载力高，沉降小，解决了桩基或复合地基施工中遇到的技术难题，节约了工程造价，加快施工进度，促进了环境保护。

1.0.2 螺杆灌注桩适用范围广泛，在各种桩基础及复合地基中均得到成功应用。近几年，螺杆灌注桩不仅在国内外的建筑和市政工程中得到广泛应用，在公路、铁路、港口、水利等领域也得到应用。

1.0.3 为使螺杆灌注桩的设计与施工实现安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境的目标，在设计和施工中应综合考虑下述影响因素及技术要点：

1 建设场地的工程和水文地质条件。地层分布特征和土、地下水赋存状态是桩型选择、成桩工艺确定、桩端持力层选取的关键因素。场地工程水文地质勘察资料的完整可靠是设计和施工的重要基础。

2 上部结构类型、使用功能与荷载特征。不同的上部结构类型对于抵抗或适就桩基差异沉降的性能不同。建筑物使用功能的特殊性和重要性是决定桩基设计等级的主要依据，荷载大小与分布是确定桩型、桩的几何参数与布桩所应考虑的主要因素。

3 施工技术条件与环境要求。桩型与成桩工艺选择应综合考虑地质条件、建筑场地周边的环境因素、单桩承载力要求，并应考虑成桩设备与技术的既有条件，同时还应重视地方经验，力求技术先进可行、工程质量可控可靠。

2	术语、符号

将本规程中常用的重要概念，以专用术语的方式予以叙述说明，并附英语译文。符号尽量沿用《建筑桩基技术规范》JGJ94规范中使用的符号，以便于设计人员使用。

2.1 术 语

2.1.1 螺杆灌注桩是一种现浇混凝土灌注桩，施工采用专用成桩设备（螺杆桩机）钻具旋转挤压土体成孔，管内泵送混凝土成桩。通过螺杆桩机自动控制系统严格控制螺纹钻杆提升速度及旋转速度，进而形成带螺牙结构的灌注桩，在地下水位上下均可使用。这种桩型具有上下两部分直径、形态不同的桩段、且长度比例可调，自2005年起正式将这系列桩型统称为“螺杆灌注桩”，简称“螺杆桩”。

螺杆灌注桩施工采用钻具护壁，不塌孔，无泥皮，无泥浆污染，桩端无沉渣。下钻和提钻过程钻具对土体产生合理挤密，通过这种施工工艺有效提高和充分发挥桩侧阻力的作用，调整了桩的侧阻力与端阻力的应力分摊比，承载力大大提高。螺杆灌注桩技术具有单桩承载力高、沉降小、综合造价低、施工速度快、施工安全、环保等多种优势。

2.1.2 同步技术是通过螺杆灌注桩机高精度自动控制系统实现，使钻具旋转速度和主卷扬（为动力头和钻具提供竖向力卷扬器）竖向位移速度按照自动控制系统预设参数而形成相应比例关系的一种控制技术。

3	基本规定

3.0.1 螺杆灌注桩成桩过程中有一定的挤土效应，对于流塑状粘性土、淤泥或淤泥质土、泥炭土等土层应慎用，应采取相应技术措施后，通过现场试验确定其适用性。

螺杆灌注桩已在砂土、粉土、黄土、黏性土、粒径小于500mm的颗粒含量小于或等于80%的卵石或碎石、回填土、全风化岩、强风化岩等土层中得到成功的应用。

在海南儋州重庆建工“重庆城”项目中，螺杆灌注桩设备成功穿透岩石饱和单轴抗压强度为0.90～45.90MPa的贝壳碎屑岩，为积累更加丰富的施工经验，本规程将螺杆灌注桩适用于饱和单轴抗压强度20MPa以内中风化岩层，在今后的工程实践中，随着设备的不断更新和改进，螺杆灌注桩在中风化岩中应用范围将更加广泛。

3.0.2 复合地基是指由地基土、竖向增强体、褥垫层等组成，可以共同承担荷载的人工地基。螺杆灌注桩可用于复合地基中的增强体。当地基土为欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊性土，且采用螺杆灌注桩复合地基时，设计时应综合考虑土体的特殊性质，采取相应的技术措施，以保证处理后的地基土和增强体共同承担荷载。

3.0.7 螺杆灌注桩施工需采用专门的施工机械实现同步技术的智能化控制，对设备的性能要求相对较高，因此应根据地质条件、设计参数合理选用螺杆桩机。螺杆桩机性能可参照下表：

履带式或步履式螺杆桩机性能参数表

功率	双直流90KW	双直流120KW	双直流180KW
最大成孔直径 (mm)	500	600	800
最大成孔深度 (m)	25	30	35
动力头电机功率≥kw	110	150	180
额定扭矩 ≥KN.m	250	300	350
钻杆转速 r/min	0～7	0～7	0～7
加压力 ≥KN	320	400	500
桩机自重 ≥t	80	110	135
主卷扬机提拔力 ≥t	80	100	125
适用土的状态标贯 N	≤20	≤25	≤30

3.0.8 螺杆桩机整机重量约为80T～125T，桩架高30m～35m，钻杆长度20m～35m，实现同步技术的高度智能化要求，需保证钻机的平稳运行，场地的天然地基承载力不宜小于150kPa。场地软弱会导致螺杆灌注桩桩机陷机，局部软弱还可能引发螺杆灌注桩桩机发生倾覆事故，因此软弱场地应进行预处理，如降水、铺设钢板、铺设并夯实厚度超过0.5m的垫层（碎石、建筑垃圾）等。

4 勘察

4.0.1 为满足桩基设计所需的基本资料，除建筑场地工程地质、水文地质资料外，场地的环境条件、新建工程的平面布置、结构类型、荷载分布、使用功能上的特殊要求、结构安全等级、抗争设防烈度、场地类型、桩的施工条件、类似地质条件的试桩资料等都是桩基设计的基本资料。

4.0.2 勘探方法应精心选择，不应单纯采用钻探。触探可以获连续的定量的数据；井探可以直接观察岩土结构，避免单纯依据岩芯判断。因此，勘察手段报告钻探、井探、静力触探和动力触探，应根据具体情况选择。为了发挥钻探和触探的各自特点，宜配合应用。

4.0.4 螺杆灌注桩成孔、成桩施工受周边环境、地层条件、基坑开挖顺序、桩的施工顺序及机械施工能力等因素的制约，螺杆桩成桩过程会产生挤土效应，在饱和土体成桩会产生一定的超孔隙水压力，会对周围已成的桩和已有建筑物、地下管线产生危害，故应在掌握可靠的资料基础上，综合分析成桩可能性及对周围环境的影响。

5 设计

5.1 一般规定

5.1.1 相同条件下，螺杆灌注桩螺纹段侧摩阻力会明显大于直杆段侧摩阻力，从这一角度出发，螺杆灌注桩螺纹段长度越长，对提高桩身承载力越有利；在进行桩身强度验算时，截面越小，桩身强度越小，考虑到作用于桩身的轴向压力随着深度的增加而逐渐减小，螺杆灌注桩螺纹段越长，螺纹段顶部截面所承受的轴向压力将越大，因此螺杆灌注桩螺纹段不宜过长。

合理选取螺杆灌注桩直杆段与螺纹段长度，既能充分发挥螺纹段对桩侧摩阻力的增大作用，又不至于因螺纹段截面面积的减小影响桩身强度。根据现有工程实践经验，规定螺杆灌注桩螺纹段长度宜为桩长的2/3。

5.1.2 目前对单桩竖向极限承载力计算受土强度参数、成桩工艺、计算模式不确定性影响的可靠度分析仍处于探索阶段的情况下，单桩竖向极限承载力仍以原位原型试验为最可靠的确定方法，其次是利用地质条件相同的试桩资料和原位测试及端阻力、侧阻力与土的物理指标的经验关系参数确定。

根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系计算单桩竖向极限承载力，核心问题是经验参数的收集，统计分析，力求涵盖不同桩型、地区、土质，具有一定的可靠性和较大适用性。

5.1.3 计算桩基沉降时，最终沉降量宜按单向压缩分层总和法计算。地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论，按实体深基础方法或明德林应力公式方法进行计算。

5.2 基桩构造

5.2.1 螺杆灌注桩桩身结构在专利技术中所述为“上部分为直线形的等直径圆柱体，桩的下端部分为扩大头椎体，扩大头锥体的直径为圆柱体直径的1.0～2.0倍之间”，由于目前施工实现桩身带扩大头锥体的经验少且检测有一定的难度，所以本规程中所述桩身结构为不带扩大头锥体，在今后的工程实践中，随着设备的不断更新和改进，施工经验的不断积累，桩身带扩大头锥体技术的施工和检测将得以推广实现。

除表中所列的尺寸外，螺杆桩尺寸也可根据工程实际情况及设计要求进行相应调整，但需对螺牙的受力进行验算或试验。

5.2.2 根据国内大量工程实践，螺杆灌注桩的常用桩径为400~800mm，大部分属于中等直径桩。

5.2.3-5.2.4 桩端持力层和进入持力层深度的选择直接影响基桩承载力与沉降量，其确定应综合考虑设计单桩承载力大小、地层性状、钻机设备能力及成桩工艺的可行性。

5.2.5 基桩的合理最小中心距确定是重点，基桩最小中心距应基于以下两个因素确定：

1）有效发挥桩的承载力；

2）不同成桩工艺所导致的挤土效应大小。对于挤土桩，为减小挤土负面效应，在饱和黏土层和密实砂土层条件下，桩距应适当加大。基桩的最小中心距确定应充分考虑下挤土效应的影响，同时考虑桩的排列与数量因素。

螺杆灌注桩为部分挤土桩，为避免和减小成桩过程中的挤土效应，基桩的最小中心距应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定，按部分挤土桩执行；当施工中采用跳打等削减挤土效应措施时，可根据当地施工经验减小基桩的最小中心距；当采用大面积桩群设计时，桩的最小中心距宜根据当地施工经验加大。

5.2.6 当用作桩基础时，桩身混凝土的最低强度等级为C25，根据《混凝土结构设计规范》GB50010规定，设计使用年限为50年，环境类别为二a时，最低强度等级为C25；环境类别为二b时，最低强度等级为C30。

5.2.7 螺杆灌注桩钢筋笼保护层示意图如图5.2.7所示。

5.2.8 螺杆灌注桩正截面最小配筋率根据桩径确定。桩承受水平力时，桩身受弯截面模量为桩径的3次方，配筋对水平抗力的贡献随桩径增加而增大。《建筑桩基技术规范》JGJ 94要求桩径为300mm～2000mm的灌注桩正截面构造配筋率为0.2%～0.65%，对于小桩径应取高值，大桩径取低值。螺杆灌注桩可施工桩径为300mm～800mm，因此将螺杆灌注桩正截面构造配筋率提高为0.3%～0.65%。

配筋长度主要考虑轴向荷载的传递特征与荷载性质。对于端承桩宜通长等截面配筋，摩擦型桩可分段变截面配筋。桩的配筋长度不宜小于2/3桩长。抗拔桩应通长等截面配筋。

图5.2.7 螺杆灌注桩钢筋保护层示意图

L—设计桩长；Lc—钢筋笼长度；D—直杆段直径；d—桩芯直径；a—钢筋笼保护层厚度。

5.3 单桩竖向极限承载力

5.3.1 桩基竖向承载力计算应明确桩基竖向承载力取值的对应关系，本规程中，将单桩竖向极限承载力标准值Quk作为基桩竖向承载力的基本参数，将竖向承载力特征值R作为抗力，特征值R对应上部结构荷载效应标准组合。本规程采用综合安全系数K＝2。因此，单桩竖向极限承载力标准值Quk和基桩特征值Ra的设计表达式为：Ra=Quk/2

关于桩基竖向承载力计算，本规程采用以综合安全系数K＝2取代原规范的荷载分项系数、和抗力分项系数、，以单桩竖向承载力标准值或极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值、桩的几何参数为参数确定抗力，以荷载效应标准组合为作用力的设计表达式：

或

采用上述承载力极限状态设计表达式，桩基安全度水准完全遵照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008执行，相比《建筑桩基技术规范》JGJ94-94，有所提高。这是由于（1）建筑结构荷载规范的均布活载标准值较前提高了1/4（办公楼、住宅），荷载综合系数提高了17%；由此使以土的支承阻力制约的桩基承载力安全度有所提高；（2）基本组合的荷载分项系数由1.25提高至1.35（以永久荷载控制的情况）；（3）钢筋和混凝土强度设计值略有降低。以上（2）（3）因素使桩基结构承载力安全度有所提高。因此为保证建筑桩基的质量和安全，本条必须严格执行，否则将导致建筑桩基安全等级降低。

5.3.2 螺杆灌注桩的单桩竖向极限承载力，是指单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适合继续承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度。

单桩竖向静载荷试验是确定单桩竖向极限承载力最可靠的方法，其次是利用地质条件相同的试桩资料和原位测试及端阻力、侧阻力与土的物理指标的经验关系参数确定。

本规程规定采用单桩极限承载力标准值作为桩基承载力设计计算的基本参数。试验单桩竖向极限承载力标准值指通过不少于2根的单桩静载试验确定的，反映特定地质条件、成桩工艺、几何尺寸的单桩极限承载力代表值。计算单桩极限承载力标准值指根据特定地质条件、成桩工艺、几何尺寸、以极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的统计经验值计算的单桩极限承载力标准值。

当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定螺杆灌注桩的单桩竖向极限承载力标准值时，宜按公式5.3.2即经验参数法进行估算。

1、螺杆灌注桩螺纹段桩的极限侧阻力增强系数

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，但在淤泥土中土体承载力几乎没有提高，因此流塑～软塑黏土（淤泥或淤泥质土）的提高系数为1.0，在表5.3.2-2中没有列出。

螺杆灌注桩的成桩工艺采用钻具旋转挤压土体成孔，钻杆下钻和上提都能合理地对土体挤密，提高了桩周土体的力学性能，有效提高桩侧阻力的发挥度，从而使桩周极限侧阻力显著提高。

通过大量的工程实践表明，若采用《建筑桩基技术规范》JGJ94经验参数法表5.3.5-1中混凝土预制桩的极限端阻力标准值计算，所得的单桩竖向极限承载力小于或等于单桩静载荷试验结果。因此，提出了螺杆灌注桩的螺纹段极限侧阻力增强系数。

本规程根据大量工程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参照表5.3.2-2选择适当值。

表5.3.2-2中的数据来自全国各地的测试结果，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。

计算螺纹段侧阻力时，应兼顾设计安全新和经济性，按表5.3.2-2取值时不应盲目取高值，也不宜一味取低值，比较常用的方法是初步设计单桩承载力时取低值计算理论值，静载试验时取高值估算最大加载量。值得注意的是设计选用的值应根据现场单桩静载试验结果或当地已有试桩资料进行验证和调整。

本规程编制组将在今后的工程经验及资料的积累中，对本规程的计算公式进行调整和修改。

2 螺纹段侧阻力计算时采用螺纹段外径

为什么式5.3.2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。

图5.3.2螺杆灌注桩桩周土体中的“应力泡”

这种假设是安全而合理的，这是因为螺杆灌注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柱整个桩身（即应力泡），实际破坏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。

5.3.3 桩身混凝土的受压承载力是桩身受压承载力的主要部分， 其强度和截面变异受成桩工艺的影响。螺杆灌注桩的成桩工艺系数取=0.7～0.8。

根据《建筑基桩技术规范》JGJ94条文说明5.8条第4项，桩身受压承载力设计值Rp与桩身极限受压承载力计算值Ru二者的关系为,即，其中1.35系数为单桩承载力特征值与设计值的换算系数（综合荷载分项系数）。本规程式5.3.3-3中的0.675及由此来，将桩顶轴向压力设计值减去直杆段侧阻力设计值总值后，验算螺纹段桩身正截面受压承载力。

5.4 湿陷性黄土场地的桩基设计

5.4.1在湿陷性黄土场地采用桩基础，桩周黄土在浸水条件下会发生软化导致桩侧极限阻力减小，在自重湿陷性黄土场地，还会产生负摩阻力，使桩的轴向力加大而产生较大沉降。鉴于建筑工程在使用过程中浸水可能性较高，应按较不利的浸水条件进行设计，桩端必须进入可靠持力层（压缩性较低的土层、砂砾层、卵石层、岩石层等），已有研究资料表明，桩端持力层的性质明显影响着桩基浸水附加沉降，桩端持力层的压缩性越低，浸水附加沉降越小，因而宜选择压缩性较低的岩土层作为桩端持力层。

5.4.2 在自重湿陷性黄土场地桩基础，中性点位置是桩基正负摩阻力计算关键，它只能根据现场大面积浸水试验确定。自重湿陷性黄土场地桩基负摩阻力、中性点与湿陷性土层深度关系现场试验结果统计见表5.4.2；

表5.4.2 自重湿陷性黄土场地桩基负摩阻力、中性点与湿陷性土层深度

现场试验汇总表

试验地点	桩号	桩长/m	桩顶极限荷载/kN	桩径/m	桩类型	负摩阻力平均值/kPa	中性点深度/m	中性比Ln/Lo
宁夏固原	ZH3	40	8400	0.8	端承摩擦桩	46	19	0.55
ZH4	40	4800	0.8	端承摩擦桩	33.1	18	0.52
ZH5	20	—	0.8	悬吊桩	22	—	—
甘肃定西	SZ1	26	5400	0.8	灌注桩	319.62 (极限值)	16	0.50
SZ2	29	4200	0.8	灌注桩	586.68 (极限值)	21	0.67
甘肃庆阳	SZ1	40	7500	0.8	灌注桩	27.6	13.5	0.68
SZ2	40	8000	0.8	灌注桩	29.1	15.6	0.78
蒲城电厂	A1	40	6000	D1.2D2.5	钻孔扩底桩	27.4	17.5	0.5
A2	40	4110	钻孔扩底桩	43.6	25.0	0.72
B1	32	4800	D1.0D2.2	钻孔扩底桩	27.3	12.0	0.35
B2	32	2960	钻孔扩底桩	44.9	21.0	0.60
宝鸡第二电厂	甲3	23	1700	D0.6D0.8	扩底灌注桩	23.0	12	0.60
甲1	23	—	扩底灌注桩	49.0	17	0.85
乙1	22.85	2100	D0.8D1.2	扩底灌注桩	37.9	11	0.55
乙3	22.85	—	扩底灌注桩	37.4	15	0.75
山西太原	桩1	21	760	0.8	钻孔灌注桩	20.1	15	0.71
桩2	24	880	0.8	钻孔灌注桩	31.1	14	0.63
陕西华阴	S1	60	—	1.25	灌注桩	48	25	1.2
S2	60	5400	1.25	灌注桩	54	25
陕西潼关	S3	60	3000	0.8	灌注桩	23	17	0.89
S4	50	2000	0.8	灌注桩	29	16
S5	60	—	0.8	灌注桩	25	24
河南灵宝	S3	60	3000	0.8	灌注桩	18	18	0.74
S4	50	2000	0.8	灌注桩	28	18
S5	60	—	0.8	灌注桩	24	28

注：Ln为中性点深度，Lo为湿陷性黄土层厚度。

根据在兰州和平镇浸水试验，室内计算评价自重湿陷性黄土厚度36m，在试坑浸水时，深度22m～25m以上土体含水率增加较快甚至达到饱和状态，是实际自重湿陷性发生的下限深度，以下土体渗透率、含水率增加缓慢，达不到湿陷起始含水率和湿陷起始压力，没有发生湿陷现象。兰州和平镇试验可以认为自重湿陷性黄土现场浸水水分入渗深度存在有一个临界值，即超过此深度土体湿陷缓慢或不发生湿陷，故可将22m～25m作为类似大厚度自重湿陷性黄土桩基中性点、地基处理和湿陷性评价判定的临界深度。

6 螺杆灌注桩复合地基设计

复合地基是天然地基在地基处理过程中，部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋体，由天然地基土体和增强体两部分组成共同承担荷载的人工地基。在桩顶与基础之间设置一定厚度的散体粒状材料组成的褥垫层，由褥垫层调整桩土共同承担荷载，形成复合地基。由于桩承担的荷载减少，桩长缩短，工程量减少，且由于桩的置换作用强，复合地基承载力提高幅度大，复合模量提高，地基变形小。

螺杆灌注桩自身的承载力高、沉降小、不取土等优点，采用螺杆灌注桩作为复合地基的增强体，复合地基承载力得到大幅度提高，承载力提高幅值即有挤密分量又有置换分量，复合模量大大提高，地基变形更小。

螺杆灌注桩复合地基成功运用于重庆东原香郡工程，该工程由6栋33层、2栋43层、商业楼及车库组成，设计桩径500mm，有效桩长17～22m，桩距3.5倍d，33层建筑设计复合地基承载力特征值为600KPa，43层建筑设计复合地基承载力特征值为750KPa，复合地基沉降均满足设计要求，后期沉降小于20mm。

6.0.5 桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层在复合地基中具有如下的作用：

1）保证桩、土共同承担荷载，它是螺杆灌注桩形成复合地基的重要条件。

2）通过改变褥垫层厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫层越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高。

3）减少基础底面的应力集中。

4）调整桩、土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。对抗震设防区，不宜采用厚度过薄的褥垫层设计。

5）褥垫层的设置，可使桩间土承载力充分发挥，作用在桩间土表面的荷载在桩侧的土单元体产生竖向和水平向附加应力，水平向附加应力作用在桩表面具有增大侧阻的作用，在桩端产生的竖向附加应力对提高单桩承载力是有益的。

6.0.6 复合地基承载力设计时取得的设计参数可靠性对设计的安全度有很大影响。当有充分试验资料作依据时，可直接按试验的综合分析结果进行设计。对刚度较大的墙体，在复合地基静载荷试验取s/b或s/d等于0.01确定复合地基承载力以及螺杆桩单桩静载荷试验确定单桩承载力特征值的情况下，螺杆桩单桩承载力发挥系数为0.7～0.9，而地基土承载力发挥系数为1.0～1.1。对于工程设计的大部分情况，采用初步设计的估算值进行施工，并要求施工结束后达到设计要求，设计人员的地区工程经验非常重要。首先，复合地基承载力设计中螺杆桩单桩承载力发挥和桩间土承载力发挥与桩、土相对刚度有关，相同褥垫层厚度条件下，相对刚度差值越大，刚度大的螺杆桩在加荷初始发挥较小，后期发挥较大；其次，由于采用勘察报告提供的参数，其对单桩承载和天然地基承载力在相同变形条件下的富余程度不同，使得复合地基工作时螺杆桩单桩承载力发挥和桩间土承载力发挥存在不同的情况，当提供的单桩承载力和天然地基承载力存在较大的富余值，螺杆桩单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数均可达到1.0，复合地基承载力载荷试验检验结果也能满足设计要求。同时复合地基承载力载荷试验是短期荷载作用，应考虑长期荷载作用的影响。总之复合地基设计要根据工程的具体情况，采用相对安全的设计。初步设计时，螺杆桩单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数的取值范围在0.8～1.0之间，螺杆桩单桩承载力发挥系数取高值时桩间土承载力发挥系数取低值，反之，螺杆桩单桩承载力发挥系数取低值时桩间土承载力发挥系数取高值。

式中：λ按当地经验取值，无经验时可取0.8～0.9，褥垫层的厚径比小时取大值；β按当地经验取值，无经验时可取0.9～1.0，褥垫层的厚径比大时取大值。

6.0.7 复合地基增强体的强度是保证复合地基工作的必要条件，必须保证其安全度。在有关标准材料的可靠度设计理论基础上，本规程适当提高了螺杆桩材料强度的设计要求。作为复合地基增强体的螺杆桩应按建筑物基础底面作用在螺杆桩上的压力进行验算，当复合地基承载力验算需要进行基础埋深的深度修正时，螺杆桩桩身强度验算应按基底压力验算，分别按本规程6.0.7-1和6.0.7-2进行验算。

6.0.8 复合地基沉降计算目前仍以经验方法为主。本规程综合螺杆桩复合地基的工程经验，提出以分层总和法为基础的计算方法。各地可根据地区土的工程特性、试验结果以及工程经验，确定适宜的方法，以积累工程经验。

7 施工

7.1 一般规定

7.1.1 桩工钻机与配套设备的合理选择，特别要注意钻机动力头扭矩、主桅杆高度、钻具类型、泵机的确定，设备的进场检查与检验工作是保证施工安全的重要环节，必须杜绝使用不合格的机械设备。螺杆桩机及其配套设备的选择要求如下：

1）确定适宜的钻杆类型与尺寸；

2）钻头的选择应根据设计桩径、岩土层的分布与软、硬程度以及成桩工法选用；

3）具有能实现同步技术与非同步技术的自动控制系统；

4）额定直流输出扭矩不小于200kN·m。

5）泵机应选用60泵或80泵。

7.2 施工准备

7.2.1 施工场地内及周边环境状况在施工前必须掌握清楚，对水、电、天然气、消防等设施位置、走向应做出明确标识。施工前对施工人员、操作人员进行详细的安全技术交底，以避免安全事故的发生，造成工期延误，甚至重大经济损失的发生。对不能拆迁的管线应编制专项保护方案，采取有效的保护措施，并报管线产权单位及相关单位审批后实施。

7.2.2 施工场地应满足桩工钻机对地面坡度及接地压力的要求，目前国内钻机装备要求的接地压力一般不低于0.1MPa。

7.2.3 施工前进行试成孔施工，一般选择在工程桩外进行试打，如果条件允许，或已有当地静载荷试验资料和类似地层中的成桩经验，也可在工程桩位进行试成孔。

试成孔工作应详细记录成孔直径、成孔深度、成孔时间以及钻进扭矩、进入持力层的深度、相邻孔之间的影响等施工工艺参数，应重视试桩阶段的工程参数收集，可为设计提供优化的依据，也可作为工程桩的施工依据，有效保证工程桩质量的稳定性。

7.3 施工

7.3.2 施工放线与确定桩位是基桩施工的首要工作是控制工程质量的第一个工序，必须采取严格的测量、检查、交接和验收工序，确保施工桩位精确。为确保放线定位的准确性，基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方并妥善保护，并且应按照程序进行严格的检查、交接、记录和验收。

螺杆灌注桩施工工艺流程如图7.3.2。

（a） （b） （c） （d） （e）

注：（a）采用螺杆桩专用成桩设备，桩机对准桩位；(b) 钻机下钻正向同步旋转钻杆在桩长范围挤压土体形成直杆螺母状土体，钻杆原地非同步正向旋转挤压螺母土体后成圆柱状土体；（c）保持钻杆反向旋转和同时提升钻杆，通过钻杆泵送混凝土；（d）全程泵送混凝土成螺杆灌注桩；（e）采用后置法放置钢筋笼。

7.3.3 桩的施工顺序应充分考虑施工特点和周围建筑物的情况。对于较密集的满堂布桩可采取成排推进，并从中间向四周进行；若一侧靠近既有建筑物，宜从毗邻建筑物的一侧由近及远进行。同时根据桩的规格，宜先长后短进行施工。当桩距小于1.2m且地下有深厚淤泥层及松散砂层时，应采取跳跃式施工，或采用控制凝固时间间隔施工，以防桩孔间窜浆。

7.3.6～7.3.9 螺杆灌注桩的成孔与成桩是施工的关键工艺，应按以下要点控制工程施工质量：

1 下钻前应复核桩位，同时应考虑场地和机械等因素调整桩机，保证桩位偏差控制在设计要求内；桩机就位后，应用桩机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保垂直度偏差小于1.0%。并用吊垂吊线直接对准钻杆校正。

2 采用正向旋转挤压土体下钻，钻孔时，应先慢后快，这样既减少钻杆摇晃，又容易控制钻孔的偏差，以便及时纠正，在下钻过程中应注意是否挤桩。在下钻约2m时，应对桩位偏差进行检测，如偏差过大，需采取提钻、回填、复钻的方式来控制桩位偏差。

3 钻具在下钻过程中，通过桩机加压系统，正向（顺时针）同步技术旋转挤压土体成孔，直至到达设计桩底标高，钻进至设计深度前，不应反向旋转钻杆或提升钻杆。

4 钻头到达桩端设计标高后，钻具开始反向（逆时针）同步旋转上提，并启动泵送混凝土，待泵送的混凝土进入钻具后，在保持反向同步旋转的同时缓慢提升钻具。在钻具旋转提升的全过程中，必须保持混凝土泵连续泵料，钻杆提升速度应与混凝土泵送速度相匹配，保证钻具内具有足够高度的混凝土，实现混凝土的连续泵送。

5 为保证混凝土的连续泵送，在灌注前应将混凝土强制高速搅拌3～5min。

6 提钻速度与泵送速度可根据下式计算，并应满足表1的要求，泵送过程应连续进行。

式中：——提钻速度（m/min）；

——混凝土泵填充系数，一般可取0.7～0.8；

n ——泵送速度（泵/min），一般8～12泵/min，混凝土泵行程较大时取低值；

v——每泵理论体积（m3），根据混凝土泵缸径和行程计算；

——充盈系数；

——桩横截面积（m2）

表7.3.6 最大提钻速度取值表

桩径（mm）	300	400	500	600	700以上
提钻速度（m/min）	≤5.0	≤3.0	≤1.8	≤1.2	≤1.0

7 施工中桩顶标高应高出设计桩顶标高，留有保护桩长。保护桩长的设置是基于以下几个因素：（1）成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致，一般要高出桩顶设计标高一段长度；（2）桩顶一般由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响，靠桩顶一段桩体强度较差；（3）已成桩混凝土尚未终凝时，施打新桩可能导致已成桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高抵抗周围土挤压的能力。

8 螺杆灌注桩对混凝土的质量要求较高，混凝土坍落度宜为180mm～240mm，且不小于180mm，混凝土粗骨料的粒径宜为5mm～15mm，且不大于20mm，砂宜选择河砂。

7.3.10 钢筋笼采用后置式安装，钢筋笼安装使用桩机上的副卷扬吊装，人工和平板振动器互相配合。

7.3.11 破除桩头时宜用风镐或专用截桩设备剔凿桩头，不得横向锤击或用挖机撞击，避免造成桩头断裂和扰动桩间土。

8 检查和验收

8.1 一般规定

8.1.1～8.1.2 应根据检测目的、内容和要求，结合各种检测方法的适用范围和检测能力，并考虑工程重要性、设计要求、地质条件、施工因素等情况选择检测方法和检测数量。影响桩基承载力和桩身质量的因素存在于桩基施工的全过程中。桩基施工过程中出现的局部地质条件与勘察报告不符、工程桩施工参数与施工前的试验参数不同、原材料发生变化、设计变更、施工单位变更等情况，都可能产生质量隐患，因此，加强施工过程中的检验是有必要的。不同阶段的检验要求参照现行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和现行《建筑基桩检测技术规范》JGJ106执行。

8.4 施工后检验

8.4.2 现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106以强制性条文规定必须对基桩承载力和桩身完整性进行检验。桩身质量好坏与基桩承载力密切相关，桩身质量检测抽样率较高，通过检测可减少桩基安全隐患，并可为判定基桩承载力提供参考。