擴(kuò)底樁施工技術(shù)

岳 野

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

1 擴(kuò)底樁作用機(jī)理簡(jiǎn)介及優(yōu)缺點(diǎn)

AM可視可控旋挖擴(kuò)底樁是在直孔灌注樁施工流程中增加一道擴(kuò)底工序而成，采用全液壓切削挖掘、成孔時(shí)電腦管理映像追蹤系統(tǒng)進(jìn)行全程調(diào)控、配合液壓鏟斗進(jìn)行樁底端或樁身水平切削擴(kuò)大的可控可視的擴(kuò)底灌注施工工藝。成孔全過(guò)程電腦控制，實(shí)現(xiàn)可視化操作，只要將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入操作室內(nèi)的電腦管理裝置，在電腦管理裝置的指揮下完成擴(kuò)底作業(yè)，擴(kuò)底深度及直徑均顯示在電腦屏幕上，完成后可打印圖像及數(shù)據(jù)。

與傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)相比，擴(kuò)底樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)擴(kuò)底樁周邊摩擦加端部擴(kuò)大(摩擦加端層承載力)，使單樁承載力大幅度提高和增加抗拔力，從而降低了投資成本。

(2)通過(guò)設(shè)置擴(kuò)孔樁，可將現(xiàn)有樁基模式有摩擦樁改為端承樁，即可將原1.5 m直徑樁基改為1.2 m，原1.2 m樁基改為1 m，同時(shí)縮短相應(yīng)樁長(zhǎng)。

(3)節(jié)約材料，相較于普通鉆孔灌注樁，擴(kuò)孔樁施工可節(jié)約混凝土工程量約30%，節(jié)約鋼筋工程量約20%。

2 AM工法施工方法

(1)放樁位線

由總包方根據(jù)業(yè)主提供的樁位坐標(biāo)數(shù)據(jù)放出擴(kuò)底樁位中心，做好保護(hù)及復(fù)核，并請(qǐng)監(jiān)理單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核。

(2)鉆機(jī)定位

鉆機(jī)定位時(shí)，為保證AM擴(kuò)底旋挖鉆機(jī)的穩(wěn)定性，改善施工作業(yè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件，防止施工中土體不均勻沉降而造成鉆機(jī)不穩(wěn)，施工作業(yè)前對(duì)停機(jī)位鋪設(shè)鋼板；在鉆機(jī)履帶下墊100～150 mm厚木墊塊塞住履帶，防止施工中鉆機(jī)移動(dòng)。樁位定位后拉引樁十字線，將鉆桿中心與樁位十字線中心對(duì)齊，偏差不大于20 mm。

(3)鋼護(hù)筒埋設(shè)

鉆機(jī)就位后，先鉆一個(gè)比護(hù)筒直徑略大的孔，深度比護(hù)筒略淺50 cm，然后將護(hù)筒吊放入孔內(nèi)采用旋挖鉆機(jī)將其壓入，并根據(jù)十字線，控制護(hù)筒中心位置。

(4)鉆機(jī)等徑部成孔

護(hù)筒埋設(shè)完畢后，用泥漿泵向孔內(nèi)注入穩(wěn)定液，鉆機(jī)由隨機(jī)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿，以鉆桿、鉆斗自重并利用液壓加壓旋轉(zhuǎn)筒式鉆頭作為鉆進(jìn)壓力進(jìn)行原始土挖掘，當(dāng)鉆斗內(nèi)裝滿土后，將鉆斗提升，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)打開(kāi)鉆頭斗門卸土到翻斗車上或卸土區(qū)內(nèi)，關(guān)閉門將鉆頭旋轉(zhuǎn)至鉆進(jìn)位置，并將機(jī)體旋轉(zhuǎn)體的上部鎖定住，再下降鉆頭，反復(fù)循環(huán)鉆至設(shè)計(jì)深度，邊鉆進(jìn)邊加注穩(wěn)定液。鉆進(jìn)中根據(jù)不同的地質(zhì)條件合理調(diào)整鉆進(jìn)速度，一般最快不超過(guò)10 m/h，松散地層控制在3 m/h，嚴(yán)格控制穩(wěn)定液的質(zhì)量，及時(shí)向孔內(nèi)注入穩(wěn)定液使孔內(nèi)水位高出鋼護(hù)筒底部2 m以上。

(5)擴(kuò)底成孔作業(yè)

AM工法旋挖鉆機(jī)更換AM工法擴(kuò)底魔力鏟斗進(jìn)行擴(kuò)底成孔作業(yè)，本工程擴(kuò)底鉆孔灌注樁為Φ1 000 mm擴(kuò)至1 600 mm及Φ1 200 mm擴(kuò)至2 000 mm，在擴(kuò)底施工時(shí)，操作人員先在電腦上設(shè)定擴(kuò)底參數(shù)，在電腦自動(dòng)管理中心的指揮下進(jìn)行擴(kuò)底施工作業(yè)，通過(guò)映像監(jiān)視系統(tǒng)及時(shí)監(jiān)測(cè)擴(kuò)底情況，確保擴(kuò)底成孔質(zhì)量；回轉(zhuǎn)擴(kuò)底鏟斗在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)中，鏟斗的倒排鑲嵌鈦合金，被平均分成二份或四份進(jìn)行土體的切削挖掘，實(shí)施水平擴(kuò)底作業(yè)，擴(kuò)底作業(yè)產(chǎn)生的土體被鏟斗所容納，收回鏟斗將土體帶出地面。

(6)成孔人造穩(wěn)定液管理

AM旋挖擴(kuò)底鉆孔灌注樁護(hù)壁采用人造穩(wěn)定液，考慮本工程地質(zhì)條件較差，穩(wěn)定液比重應(yīng)控制在1.25以內(nèi)。

穩(wěn)定液配制采用膨潤(rùn)土、CMC(纖維素)、燒堿、水按一定比例配制而成，一般配合比為：水∶膨潤(rùn)土∶CMC(纖維素)=1 000∶110∶1，燒堿根據(jù)調(diào)配后的穩(wěn)定液酸堿性摻入，一般pH值控制在7～9之間。增加穩(wěn)定液比重時(shí)可在穩(wěn)定液中加入適量的粘土或重晶石。

(7)鋼筋籠安裝

鋼筋籠的安裝，必須符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，要嚴(yán)格執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)及工程施工規(guī)范》。在吊放鋼筋籠時(shí)分兩節(jié)吊裝，要嚴(yán)防碰撞，不得變形?？紤]鋼筋籠自重及起重高度在24 m以上，吊車選擇不少于25 t的汽車吊。兩節(jié)鋼筋籠在孔口焊接必須保證兩節(jié)鋼筋籠的順直度，連接完成下方時(shí)要嚴(yán)防碰撞孔壁，不得變形。

(8)安裝導(dǎo)管、二次清孔

安裝鋼筋籠完成后，應(yīng)盡快安裝導(dǎo)管，并嚴(yán)格控制孔底沉渣。導(dǎo)管接頭用螺紋連接方式并加O型密封圈，各接頭必須扭緊嚴(yán)防漏氣漏水，用完后要清洗干凈，絲扣要上油。吊放導(dǎo)管應(yīng)位置居中，穩(wěn)步沉放，防止卡掛鋼筋籠，導(dǎo)管底距孔底300～500 mm。

氣舉反循環(huán)清孔適用于第二次清孔，當(dāng)沉渣超過(guò)300 mm時(shí)采用氣舉反循環(huán)清孔，小于300 mm時(shí)采用正循環(huán)清孔；氣舉反循環(huán)清孔的主要設(shè)備機(jī)具包括空氣壓縮機(jī)、出水管、送氣管、混合噴射器等。設(shè)備機(jī)具規(guī)格一般應(yīng)根據(jù)孔深、孔徑等合理選擇。出水管可利用灌注混凝土導(dǎo)管。

(10)混凝土的灌注

首次混凝土灌注料，初灌料不應(yīng)小于計(jì)算初灌方量，混凝土必須連續(xù)灌入，控制導(dǎo)管埋深在2～6 m。要嚴(yán)格檢查混凝土的坍落度及和易性，坍落度一般控制在180～220 mm。混凝土灌注時(shí)，提升導(dǎo)管要慢并平穩(wěn)提升，嚴(yán)防碰撞鋼筋籠。