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協(xié)會刊物
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軟土地區(qū)鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工技術(shù) |
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時間日期：2007-3-6 已被閱讀次：[9390] |
廣東省六建集團(tuán)有限公司 岑衛(wèi)紅 張利忠
【摘 要】 結(jié)合佛山塑料集團(tuán)4.2米尼龍車間倉庫工程實(shí)例，簡述軟土地區(qū)鉆孔擴(kuò)底灌注
樁施工的施工工藝和主要技術(shù)措施。
【關(guān)鍵詞】 鉆孔擴(kuò)底灌注樁 施工工藝 施工技術(shù)
前言
鉆孔擴(kuò)底灌注樁是把按等直徑鉆孔方法形成的樁孔鉆進(jìn)到預(yù)定的深度，換上擴(kuò)孔鉆頭后
撐開鉆頭的擴(kuò)孔刀刃使之旋轉(zhuǎn)切削地層擴(kuò)大孔底，成孔后放入鋼筋籠，灌注混凝土形成擴(kuò)底
樁以獲得較大垂直承載力的施工方法。其特點(diǎn)：1)振動小，噪音低；2)單樁承載力大，與直
孔樁相比工程造價低；3)工藝技術(shù)可靠，工程質(zhì)量好。鉆孔擴(kuò)底灌注樁的施工大部分是在水
下進(jìn)行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收，施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問
題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進(jìn)度，因此，對施工中關(guān)鍵的過程：1)擴(kuò)底及擴(kuò)底鉆
進(jìn)；2)清孔；3)鋼筋籠制安；4)混凝土的澆灌等，采取有效的施工技術(shù)對樁基施工質(zhì)量加以
控制，力爭將隱患消除在成樁之前，確保樁基施工質(zhì)量合格。本文結(jié)合工程實(shí)例探討軟土地
區(qū)大直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工保證成樁施工質(zhì)量的主要施工技術(shù)。
1 工程概況
佛塑集團(tuán)4.2米尼龍車間倉庫建筑面積8650m2，根據(jù)場地地質(zhì)情況(見表1)，工程樁基設(shè)
計(jì)采用了鉆孔擴(kuò)底成孔灌注樁，樁徑為1200mm1400mm等四種，擴(kuò)大頭直徑1600mm到2000mm，
總樁數(shù)78根，樁長24－30m，樁端持力層為中、微風(fēng)化巖，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值5100KN～1
8500KN，其中1400mm樁最大試驗(yàn)荷載18500KN。
2 施工準(zhǔn)備
認(rèn)真熟悉現(xiàn)場的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料,收集場區(qū)內(nèi)地下障礙物、管網(wǎng)等相關(guān)資料；
結(jié)合場區(qū)內(nèi)的具體情況,編制施工組織設(shè)計(jì)或方案；進(jìn)行測量基準(zhǔn)交底、復(fù)測及驗(yàn)收工作；
對進(jìn)場機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收以及進(jìn)場材料的檢驗(yàn)和試驗(yàn)工作。
3 主要施工機(jī)具選擇
根據(jù)工程具體要求，選用GP－2000鉆孔樁機(jī)進(jìn)行直孔施工，MRS三翼合金擴(kuò)底鉆頭(如圖
1)進(jìn)行擴(kuò)大頭施工，擴(kuò)大頭大樣如圖2。
4 鉆孔擴(kuò)底樁施工
4.1施工工藝流程
本工程鉆孔擴(kuò)底灌注樁采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，清水原土造漿或制備泥漿的護(hù)壁施工工藝，其工
藝流程如圖3：
4.2 主要施工技術(shù)措施
4.2.1鉆進(jìn)成孔及擴(kuò)底的控制
(1)鉆進(jìn)成孔：用回旋鉆機(jī)帶動籠式鉆頭鉆進(jìn)，采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁和懸浮泥渣，以正循
環(huán)方式排渣，從而達(dá)到成孔目的。鉆進(jìn)成孔時為準(zhǔn)確控制成孔深度，在樁架或鉆具上設(shè)置控
制深度的標(biāo)尺。在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)速度根據(jù)電流變化，及時調(diào)整:在粉砂層鉆進(jìn)控制≤3m/
h，淤泥層鉆進(jìn)控制<1mmin，進(jìn)入硬層或持力層鉆進(jìn)速度以鉆機(jī)不發(fā)生跳動為準(zhǔn)。
(2)擴(kuò)孔：當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)層位后，換用擴(kuò)底鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔。擴(kuò)底前將鉆頭用吊機(jī)或鉆機(jī)
提起，然后緩緩放下，擴(kuò)底鉆頭的擴(kuò)底翼將隨之收縮和張開，如此反復(fù)數(shù)次，使鉆頭收張靈
活。當(dāng)擴(kuò)底鉆頭下入孔底后，在主動鉆桿上做好行程標(biāo)記以便控制擴(kuò)孔終點(diǎn)。擴(kuò)底前將擴(kuò)底
鉆頭提離孔底，使其處于懸吊狀態(tài)，啟動鉆機(jī)和水泵，待孔底沉渣隨泥漿排出孔外后開始擴(kuò)
孔施工，擴(kuò)底鉆進(jìn)開始時，應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆進(jìn)至鉆機(jī)上鉆桿所標(biāo)的行程時，在原位繼續(xù)轉(zhuǎn)
動，轉(zhuǎn)動順暢，切削無阻力，證明已擴(kuò)底到設(shè)計(jì)要求。隨即清孔，直至完畢，漸漸地提動鉆
具，使之產(chǎn)生一定地向上收縮力，在徑向和重力的作用下，收攏鉆頭，提出孔外，完成全部
擴(kuò)孔過程。
(3)成孔垂直度檢查
斜孔是鉆孔灌注樁中易于產(chǎn)生的質(zhì)量事故，因此，安裝鉆機(jī)必須平整，鉆桿順直不彎曲
，在成孔過程中經(jīng)常檢查機(jī)臺平整和立軸的垂直度。在成孔完成后，擴(kuò)孔之前采用下測籠的
方法檢測成孔的傾斜度，具體方法為：成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將加工好的相應(yīng)樁徑的測籠放入
孔內(nèi)，在孔口利用十字線檢查成孔的傾斜度（見圖4）。如果發(fā)生孔斜，重新下鉆進(jìn)行掃孔
，直至糾正。
(4)保證孔壁穩(wěn)定的措施
泥漿有保護(hù)孔壁和排渣的作用，保證孔壁穩(wěn)定的泥漿質(zhì)量控制應(yīng)以不塌孔并達(dá)到排渣目
的為原則。本工程設(shè)容量為6～9m3泥漿池。在粘性土成孔時，泥漿比重控制在1.1～1.3，相
對粘度18～22s；在砂土和較厚的類砂層中成孔，加放粘土團(tuán)塊造漿，泥漿比重控制在1.3～
1.5，相對粘度為20s。施工中始終保持孔內(nèi)的靜水壓力，防止孔內(nèi)水頭壓力和人為擾動孔壁
，保持?jǐn)U底樁的孔壁穩(wěn)定。
4.2.2 清孔
終孔后至灌注混凝土前，作二次清渣。第一次是終孔后下鋼筋籠前，以泥漿正循環(huán)結(jié)合
的方式清渣，提升鉆桿10～20cm空鉆，使大量巖屑及砂礫排出孔外，清孔結(jié)束后,要復(fù)核成
孔深度,沉渣厚度控制小于5cm；置放鋼筋籠和導(dǎo)管后，以灌漿導(dǎo)管為循環(huán)管道進(jìn)行第二次清
渣，泥漿比重指標(biāo)控制在1.1～1.2，當(dāng)孔口返漿比重及孔底虛土厚度均符合規(guī)范要求后，應(yīng)
立即進(jìn)行水下砼的灌注。
4.2.3 鋼筋籠制作和吊放
鋼筋籠制作必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，為確保鋼筋籠保護(hù)層的厚度，鋼筋籠外側(cè)每2m設(shè)
置一組（4～6塊）預(yù)制砼墊塊，安放鋼筋籠要垂直緩慢放下,避免碰撞護(hù)壁, 下到設(shè)計(jì)標(biāo)高
后需用吊筋固定在孔口，防止鋼筋籠上浮和下沉。
4.2.4混凝土灌注質(zhì)量控制
混凝土灌注是成樁質(zhì)量關(guān)鍵，本工程采用豎向活節(jié)導(dǎo)管密封剪球法進(jìn)行施工，坍落度控
制在18～22cm。
(1)首灌混凝土：為保證擴(kuò)底樁的混凝土灌注質(zhì)量，首批灌注混凝土數(shù)量應(yīng)灌到擴(kuò)底部
位的頂面，并能滿足導(dǎo)管埋入混凝土中0.8m以上(見圖5)。配置初灌斗和運(yùn)料斗(初灌斗的容
量必須大于初灌砼的數(shù)量)，利用攪拌車在孔口灌注，保證砼的連續(xù)性，下灌后，繼續(xù)向漏
斗加入砼，進(jìn)行后續(xù)灌注。
所需首批混凝土數(shù)量計(jì)算：
式中 V－灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3）； D擴(kuò)－擴(kuò)大頭最大直徑（m）
；
D直－直孔直徑（m）；
h1－導(dǎo)管埋入混凝土中0.8m以上
(2)后續(xù)砼灌注
灌注過程中, 經(jīng)常測探樁孔內(nèi)混凝土面的位置，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深控制在
2～6m。 灌注必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，做好商品砼的供應(yīng)計(jì)劃，確保整根樁的砼供應(yīng)不間
斷，商品砼兩車間隔時間不得超過半小時。灌注如有間歇，應(yīng)經(jīng)常小范圍上下竄動導(dǎo)管，使
混凝土保持流動性,防止混凝土凝固。灌注結(jié)束前，采用撈樣筒撈取砼樣確定砼面高度，為
確保樁頂質(zhì)量，灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出1米。
5 結(jié)束語
本工程樁基施工結(jié)束后，78根樁全部進(jìn)行了低應(yīng)變樁基動測檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果I類樁75根(
占檢測樁數(shù)的96.2％)，II類樁3根(占檢測樁數(shù)的0.38％)；靜載3根，荷載試驗(yàn)結(jié)果全部符
合設(shè)計(jì)要求，施工樁基質(zhì)量合格，樁身完整性好。實(shí)踐證明：水下作業(yè)鉆擴(kuò)樁適用于地下水
位以下的填土層、粘土層、砂土層和粒徑不大的砂礫(卵)石層，其擴(kuò)底部宜設(shè)置于較硬(密)
實(shí)的粘土層、粉土層、砂土層、砂礫(卵)石層、強(qiáng)風(fēng)化巖和中、微風(fēng)化巖，而廣東地區(qū)地質(zhì)
粘土含量高，可采用原土造漿，基巖埋深較淺，承載力高，能滿足多種建筑物的要求，具有
較高的經(jīng)濟(jì)效益，鉆擴(kuò)樁作為一種新工藝、新技術(shù)為鉆孔樁基礎(chǔ)的應(yīng)用拓展了更廣闊的空間
，在廣東地區(qū)有著較大的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
1、 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94－94） 中國建筑工業(yè)出版社 1995，北京。
2 、基礎(chǔ)工程施工手冊 中國計(jì)劃工業(yè)出版 1995，北京。
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