鉆孔擴(kuò)底灌注樁在太原電信二樞紐項(xiàng)目中的應(yīng)用

秦秀偉

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西太原　030024)

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鉆孔擴(kuò)底灌注樁在太原電信二樞紐項(xiàng)目中的應(yīng)用

秦秀偉

(山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西太原030024)

摘要:對(duì)比分析了后壓漿、支盤樁、鉆孔擴(kuò)底樁三種鉆孔灌注工藝的優(yōu)缺點(diǎn)與適用范圍，根據(jù)太原二樞紐項(xiàng)目的實(shí)際情況，采取了鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工技術(shù)，并闡述了該技術(shù)的操作要點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的施工效果。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁，擴(kuò)底樁，后壓漿法，樁基

鉆孔灌注樁已經(jīng)是非常成熟和可靠的工藝，廣泛應(yīng)用于各種重要建筑物的地基處理上，但由于其造價(jià)相對(duì)較高，為了進(jìn)一步提高其性價(jià)比，很多人在其延伸與發(fā)展上做了研究，成熟的工藝主要有:后壓漿工藝、擠擴(kuò)樁(支盤樁)和擴(kuò)底樁(一般為鉆擴(kuò))。

1　施工過程

太原電信二樞紐項(xiàng)目中對(duì)此三種工藝進(jìn)行了嘗試，最后通過試驗(yàn)最終選定了鉆孔擴(kuò)底灌注樁。

該工程地層主要為粉土和淤泥質(zhì)黏土，原為水田，地下水位較高。設(shè)計(jì)樁徑800 mm，最后通過試驗(yàn)擴(kuò)底擴(kuò)至1 600 mm。

該工程由于安裝精密儀器，要求沉降量、抗震等級(jí)等指標(biāo)非常高，因而，設(shè)計(jì)樁型為鉆孔灌注樁，對(duì)灌注樁質(zhì)量要求也非常高，要求采用旋挖鉆機(jī)施工。

開始試驗(yàn)三組試樁采用后壓漿法。后壓漿工藝是灌注樁灌注成樁后，通過預(yù)埋在鋼筋籠上的灌漿管路，利用灌漿泵進(jìn)行壓力灌漿(一般為水泥漿)，使?jié){液擴(kuò)散進(jìn)土體、擠壓泥皮，提高灌注樁摩阻力和端承力，并減少樁基沉降的一種措施。另外，還可對(duì)樁身缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，改善樁體自身質(zhì)量。

為了保證壓漿效果，采用了二次壓漿法，即距樁底部1/3處布置一趟環(huán)向注漿管;樁底對(duì)稱布置兩根注漿管。灌注樁結(jié)束48 h后，通過預(yù)埋的環(huán)向注漿管進(jìn)行一次注漿，24 h后通過底部預(yù)埋注漿管進(jìn)行二次注漿。

實(shí)際壓漿過程，由于地層原因(后壓漿工藝更適用于砂層、卵礫石層等滲透系數(shù)較大的地層)注漿量相對(duì)偏小。

后試驗(yàn)支盤樁(擠擴(kuò))，支盤樁原理為將相對(duì)軟弱土層中普通的摩擦樁或者摩擦端承樁在有限的樁身土層范圍內(nèi)通過設(shè)置承力盤或承力分支提高樁端承載力，充分利用樁身范圍內(nèi)各層土體的樁端承載力提高單樁承載力，達(dá)到提高承載力，而節(jié)省造價(jià)或縮短工期的目的。

試驗(yàn)過程中，單樁分三個(gè)部位進(jìn)行支盤(設(shè)計(jì)800 mm樁徑支盤至1 600 mm)，但也是由于地層的原因，支盤效果并不理想，個(gè)別盤甚至支(直徑擴(kuò)大)不到位。

最后決定采用鉆孔擴(kuò)底法，即旋挖鉆機(jī)一次旋挖至樁底，再換用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)帶擴(kuò)底鉆扣旋轉(zhuǎn)刮擴(kuò)樁底，泥漿循環(huán)護(hù)壁，并攜帶沉渣出孔，鉆擴(kuò)完成后直接一次清孔;一次清孔完成提鉆、放鋼筋籠、下導(dǎo)管二次清孔、灌注混凝土成樁。

2　具體工序控制及要求

1)樁位點(diǎn)測(cè)設(shè)與引控。由專業(yè)測(cè)量人員測(cè)設(shè)與復(fù)核點(diǎn)位，施工人員用“十字線”進(jìn)行引測(cè)控制(如果采用單線纏繞法時(shí)，注意纏繞方向，確保每次纏繞同一方向)。

2)埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒一般選擇直徑大于樁徑20 cm為宜，長(zhǎng)度不小于2 m。旋挖鉆采用短螺旋鉆頭干鉆后埋入護(hù)筒，要求護(hù)筒垂直度不大于1%，中心偏差不大于2 cm。

3)旋挖成孔。本工程要求用旋挖鉆機(jī)成孔，因而，此處僅介紹旋挖鉆機(jī)成孔工藝。

如果地層穩(wěn)定可用清水鉆進(jìn)，一般需要制備泥漿，進(jìn)行護(hù)壁。選用相應(yīng)的挖斗(注意鉆頭直徑控制)，旋挖鉆進(jìn)，一般一次進(jìn)尺不超挖斗長(zhǎng)度的90%，挖后補(bǔ)漿，確?？妆诜€(wěn)定。

成孔過程中，主要控制成孔的深度、垂直度。根據(jù)地層變化情況，合理選用相應(yīng)鉆頭(撈砂鉆，短螺旋鉆)、漿液比重、給進(jìn)壓力等相關(guān)參數(shù)確保有效進(jìn)尺。成孔深度不小于設(shè)計(jì)深度(適當(dāng)超挖)。

4)擴(kuò)底。為了充分發(fā)揮旋挖鉆機(jī)成孔快速的優(yōu)點(diǎn)，此處擴(kuò)底采用普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)擴(kuò)底。

擴(kuò)底前，應(yīng)先將擴(kuò)孔樁頭的所需參數(shù)確定后，還應(yīng)對(duì)鉆具進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)上下翼刀具的剛度鉸接的牢固，主軸滑道收放靈活自如，在確保其性能良好后，才能使用。

旋挖成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，旋挖鉆機(jī)移位，換用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)將擴(kuò)底鉆頭通過鉆桿連接后放到孔底位置，緩慢加壓，開始擴(kuò)孔。在擴(kuò)底過程中，擴(kuò)孔控制主要控制轉(zhuǎn)速、行程、鉆具的牢固性。鉆速控制主要通過控制鉆機(jī)的速度。由于擴(kuò)孔鉆頭的刀具切削面隨鉆頭的擴(kuò)展加大，其作用荷載也增大，為確保鉆頭不變形，故要求勻速鉆進(jìn)，并逐漸放下鉆桿，確保鉆進(jìn)位移的穩(wěn)定，達(dá)到擴(kuò)孔效果。

表1　后壓漿、支盤樁、鉆孔擴(kuò)底樁對(duì)比表

一般擴(kuò)底鉆頭不具備進(jìn)尺功能，因而，控制擴(kuò)底直徑，一般是上面量好尺寸，鉆桿顯示無進(jìn)尺時(shí)，即為翼翅展開到位，擴(kuò)底完成。

5)清孔。擴(kuò)底完成后，直接進(jìn)行清孔，觀察孔口返漿攜帶沉渣量較少即可起鉆。

6)吊放鋼筋籠。鋼筋籠要先進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收后，用吊車進(jìn)行吊放入孔，控制吊筋(或吊桿)長(zhǎng)度，確保鋼筋籠吊放到位。

7)二次清孔。下放導(dǎo)管(直徑300 mm)，接入大泵進(jìn)行二次清孔，同時(shí)進(jìn)行換稀漿，要求成渣不大于100 mm(端承樁不大于50 mm)，漿液比重不大于1．15。

8)澆筑成樁。二次清孔達(dá)到要求后，即可進(jìn)行灌注混凝土。拆掉大泵，移除導(dǎo)管帽，插入料斗準(zhǔn)備灌注混凝土。

檢查混凝土質(zhì)量，水下灌注混凝土坍落度采用18 mm～ 22 mm。

由于鉆孔樁樁底的體積加大，在灌注混凝土過程中，特別要注意初灌量的控制，確保初灌沖球后導(dǎo)管的埋深大于1．5 m。灌注拔管過程中要保證導(dǎo)管埋深不小于2 m。灌注混凝土須連續(xù)進(jìn)行，樁頭超灌不少于50 cm。

3　對(duì)比總結(jié)

后壓漿、支盤樁、鉆孔擴(kuò)底樁三種工藝均能有效提高灌注樁的承載力，但在適用范圍、工藝復(fù)雜性、經(jīng)濟(jì)性和提高承載力幅度等方面不同。對(duì)比見表1。

本工程通過試驗(yàn)最終選定鉆孔擴(kuò)底灌注樁，但一般工程選擇樁型時(shí)，還是要根據(jù)工程需要，結(jié)合實(shí)際地層、適用范圍、經(jīng)濟(jì)可行性等方面綜合確定。

Application of bored pedestal pile in Taiyuan communication hub No．2 project

中圖分類號(hào):TU473．14

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0061-02

收稿日期:2016-04-03

作者簡(jiǎn)介:秦秀偉(1973-)，男，工程師

Qin Xiuwei
(Shanxi Academy of Hydropower Survey＆Design，Taiyuan 030024，China)

Abstract:The paper compares and analyzes merits and defects and application scopes of three kinds of bored pile construction technologies including post-grouting method，expanded-branches pile and bored pedestal pile，applies bored pedestal pile construction techniques according to actual conditions of Taiyuan hub No．2 project，and describes its operation points．As a result，it achieves expected construction effect．

Key words:bored pile，pedestal pile，post-grouting method，pile foundation