擴底樁施工技術

岳 野

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

1 擴底樁作用機理簡介及優缺點

AM可視可控旋挖擴底樁是在直孔灌注樁施工流程中增加一道擴底工序而成，采用全液壓切削挖掘、成孔時電腦管理映像追蹤系統進行全程調控、配合液壓鏟斗進行樁底端或樁身水平切削擴大的可控可視的擴底灌注施工工藝。成孔全過程電腦控制，實現可視化操作，只要將設計數據輸入操作室內的電腦管理裝置，在電腦管理裝置的指揮下完成擴底作業，擴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據。

與傳統的樁基礎相比，擴底樁具有以下優點：

(1)擴底樁周邊摩擦加端部擴大(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)通過設置擴孔樁，可將現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，同時縮短相應樁長。

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

2 AM工法施工方法

(1)放樁位線

由總包方根據業主提供的樁位坐標數據放出擴底樁位中心，做好保護及復核，并請監理單位進行現場復核。

(2)鉆機定位

鉆機定位時，為保證AM擴底旋挖鉆機的穩定性，改善施工作業場地的地質條件，防止施工中土體不均勻沉降而造成鉆機不穩，施工作業前對停機位鋪設鋼板；在鉆機履帶下墊100～150 mm厚木墊塊塞住履帶，防止施工中鉆機移動。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齊，偏差不大于20 mm。

(3)鋼護筒埋設

鉆機就位后，先鉆一個比護筒直徑略大的孔，深度比護筒略淺50 cm，然后將護筒吊放入孔內采用旋挖鉆機將其壓入，并根據十字線，控制護筒中心位置。

(4)鉆機等徑部成孔

護筒埋設完畢后，用泥漿泵向孔內注入穩定液，鉆機由隨機柴油機驅動液壓馬達來轉動鉆桿，以鉆桿、鉆斗自重并利用液壓加壓旋轉筒式鉆頭作為鉆進壓力進行原始土挖掘，當鉆斗內裝滿土后，將鉆斗提升，旋轉鉆機打開鉆頭斗門卸土到翻斗車上或卸土區內，關閉門將鉆頭旋轉至鉆進位置，并將機體旋轉體的上部鎖定住，再下降鉆頭，反復循環鉆至設計深度，邊鉆進邊加注穩定液。鉆進中根據不同的地質條件合理調整鉆進速度，一般最快不超過10 m/h，松散地層控制在3 m/h，嚴格控制穩定液的質量，及時向孔內注入穩定液使孔內水位高出鋼護筒底部2 m以上。

(5)擴底成孔作業

AM工法旋挖鉆機更換AM工法擴底魔力鏟斗進行擴底成孔作業，本工程擴底鉆孔灌注樁為Φ1 000 mm擴至1 600 mm及Φ1 200 mm擴至2 000 mm，在擴底施工時，操作人員先在電腦上設定擴底參數，在電腦自動管理中心的指揮下進行擴底施工作業，通過映像監視系統及時監測擴底情況，確保擴底成孔質量；回轉擴底鏟斗在進行旋轉中，鏟斗的倒排鑲嵌鈦合金，被平均分成二份或四份進行土體的切削挖掘，實施水平擴底作業，擴底作業產生的土體被鏟斗所容納，收回鏟斗將土體帶出地面。

(6)成孔人造穩定液管理

AM旋挖擴底鉆孔灌注樁護壁采用人造穩定液，考慮本工程地質條件較差，穩定液比重應控制在1.25以內。

穩定液配制采用膨潤土、CMC(纖維素)、燒堿、水按一定比例配制而成，一般配合比為：水∶膨潤土∶CMC(纖維素)=1 000∶110∶1，燒堿根據調配后的穩定液酸堿性摻入，一般pH值控制在7～9之間。增加穩定液比重時可在穩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，必須符合設計和施工規范要求，要嚴格執行《混凝土結構及工程施工規范》。在吊放鋼筋籠時分兩節吊裝，要嚴防碰撞，不得變形。考慮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。兩節鋼筋籠在孔口焊接必須保證兩節鋼筋籠的順直度，連接完成下方時要嚴防碰撞孔壁，不得變形。

(8)安裝導管、二次清孔

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

氣舉反循環清孔適用于第二次清孔，當沉渣超過300 mm時采用氣舉反循環清孔，小于300 mm時采用正循環清孔；氣舉反循環清孔的主要設備機具包括空氣壓縮機、出水管、送氣管、混合噴射器等。設備機具規格一般應根據孔深、孔徑等合理選擇。出水管可利用灌注混凝土導管。

(10)混凝土的灌注

首次混凝土灌注料，初灌料不應小于計算初灌方量，混凝土必須連續灌入，控制導管埋深在2～6 m。要嚴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，提升導管要慢并平穩提升，嚴防碰撞鋼筋籠。