鉆孔擴底灌注樁施工與質量控制
安文星 江輝
關鍵詞：鉆孔灌注樁施工
0引言
隨著我國各地高層建筑物、橋梁及集中荷載物的迅速涌現(xiàn)和發(fā)展，具有獨特優(yōu)勢的鉆孔灌注樁施工技術已被廣泛應用。近幾年來，擴底鉆孔灌注樁又悄然出現(xiàn)，如：南昌市第二長途樞紐工程、報業(yè)大廈、香溢花城、萍鄉(xiāng)玉湖新城等等，擴底鉆孔灌注樁具有單樁承載力極高，沉降小、抗震性好，工程總費用相對較低等優(yōu)點，深受設計及建設單位的歡迎。但因國家目前尚無此類樁型擴底部分的施工規(guī)范，擴底部分隱藏性強，檢測也較困難，因此施工過程的質量控制起著極為重要的作用。下面就擴底樁的施工與質量控制與大家共同探討。
1擴底鉆孔灌注樁的施工與過程控制
擴底鉆孔灌注樁是在普通鉆孔灌注樁的基礎上，在直孔成孔完畢后換用相應的擴底鉆頭將直孔的底部按設計要求擴大形成一個擴大頭，增大樁底端斷面面積，達到提高樁承載力目的的一種樁型。
1.1成孔(直孔)成孔就利用鉆頭鉆進至設計標高的過程。整個過程與普通鉆孔灌注樁一樣，主要控制成孔垂直度，護壁完整性，持力層巖面確定等。成孔是擴孔的基礎。
1.2擴底在擴孔前，首先在地面確定擴孔鉆頭的參數(shù)，我們一般采用的是機械重力式雙翼合金擴底鉆頭，其原理類似“傘架”，當鉆頭在孔內，在鉆具的重力作用下，雙翼沿鉆頭的主軸滑道下滑，實現(xiàn)雙翼擴刀的擴張，下滑行程越大，實現(xiàn)擴大直徑越大。根據(jù)這一原理，主軸滑道下滑的行程是擴底的一個極其重要的參數(shù)。按設計擴大直徑的要求確定下滑行程參數(shù)，在主滑道上安裝限位裝置。為方便施工控制，可將主軸滑道下滑行程轉變?yōu)殂@機主動鉆桿的鉆進行程。在擴底過程中，主要控制轉速、行程、鉆具的牢固性。由于擴孔鉆頭的刀具切削面隨鉆頭的擴展加大，其作用荷載也增大，故要求勻速緩慢鉆進。行程控制是控制鉆頭主軸滑道行程，在擴孔過程中，必須記錄行程數(shù)值，確保擴孔達到設計要求。鉆具的控制確保鉆頭的穩(wěn)定性、牢固性。在擴孔前，首先應對鉆具進行檢驗，上下翼刀具的剛度鉸接牢固，主軸滑道收放靈活自如，才能使用。
1.3清孔由于樁徑擴孔后，其樁底面積大大增加，形成下部孔窟，在清孔時，孔窟容易出現(xiàn)沉渣的大量沉積。因此，清孔是否徹底，直接影響成樁的效果。在清孔過程中，應用反循環(huán)進行清孔，將樁底的沉渣吸出孔外，以達到清孔的目的。擴底鉆孔灌注樁一般有三次清孔，即：成孔(直孔)后一清，擴底完后二次清孔，砼灌注前三次清孔。
1.4下籠砼灌注其方法與普通灌注樁一樣，由于擴底造成樁底體積加大，因此在灌注時，首盤初灌注砼料也要相應增加。
2工程實例
2.1工程概況萍鄉(xiāng)市玉湖新城商住小區(qū)，坐落在萍鄉(xiāng)市安源大道以南，該工程樁基設計為擴底鉆孔灌注樁，總樁數(shù)266根，樁徑為φ1200，擴底直徑φ1400——φ1900，擴底高度1m，設計持力層為中風化泥質粉砂巖，入巖深度1m，混凝土強度C25。施工機具為GPS-15型工程鉆機，法蘭鉆桿，雙腰帶籠式合金鉆頭以及機械重壓式雙翼合金擴底鉆頭。
2.2工程地質狀況根據(jù)巖土工程勘察報告顯示，場地上部為新近人工填土，疏松，滲水性強，中下部依此為砂礫層，強風化泥質粉砂巖，中風化泥質粉砂巖，巖面起伏大，呈南北之勢，中風化泥質粉砂巖頂面高差最大達10m。鑒于此種地質情況，設計單位建議采用一樁一孔進行工程詳勘，確定持力層。
2.3施工工藝流程鉆孔擴底灌注樁主要施工工序：測量定位→護筒埋設→設備安裝定位→直孔鉆進→第一次清孔→換擴底鉆頭鉆進→第二次清孔→下放鋼筋籠→下導管及第三次清孔→砼灌注→砼養(yǎng)護
2.3.1直孔鉆進及第一次清孔根據(jù)地層情況，本工程采用泵吸反循環(huán)，雙腰帶籠式合鉆頭鉆進，鉆進時，保持孔內水頭壓力防止垮孔。當鉆進至設計孔深后，進行第一次清孔，清孔1-2小時，把孔底沉渣抽吸干凈后，下入擴底鉆頭，保證擴底鉆頭安放到位。
2.3.2擴底鉆進及第二次清孔①根據(jù)設計，確定擴底行程，安裝行程限位器。具體方法是：用吊車提起擴底鉆頭使之離地，擴刀完全收攏，測量總行程S1，然后慢慢放下著地，使擴刀張開，直到滿足設計的擴底直徑，再測量其剩余行程式S2，則得到擴底行程△S=S1-S2。以本工程擴底φ1800為例，則△S=45cm。在擴底鉆頭上固定好行程限位器，使鉆頭到達的最大行程時為擴底需要的行程。②在使用擴底鉆頭前，檢查鉆頭擴刀的張開和收縮是否靈活。其方法是用吊車將其吊起，上下提動，觀察擴刀的張開與收縮，反復幾次，使之靈活，收放自如。其次要檢查鉆頭各部位是否牢固，發(fā)現(xiàn)有裂縫進行加焊處理。③當擴底鉆頭下入孔底后，將已確定的主軸下滑行程轉變?yōu)橹鲃鱼@桿的鉆進行程，用粉筆作好標記，以便于控制。④擴底鉆進時，應輕壓慢轉，嚴格控制鉆進速度。當鉆至機上標識的行程時，逐步放松鉆機鋼絲繩。當鉆具鉆進阻力減小，轉動自如時，表明擴底行程已達到擴底限位器。然后，重新收緊鉆具鋼絲繩，回轉鉆進數(shù)分鐘，即完成擴底鉆進。⑤擴底完成后，進行清孔換漿，調整泥漿性能。泥漿的比重應小于1.2，含砂率≤4%，粘度≤2IS，清孔時間滿足1.0小時。反循環(huán)清孔時，擴底鉆頭每間隔幾分鐘慢慢轉動數(shù)圈，確保清除孔底沉渣。⑥起鉆時，要輕提、慢提，使擴底鉆頭慢慢收攏，如發(fā)現(xiàn)提鉆受阻時，不能強提、猛拉，應輕輕旋轉，使之慢慢收攏。
2.3.3終孔檢測①擴底檢測。根據(jù)主軸滑道下滑的行程，擴刀必定有一個對應的張開直徑，其直徑可以在地面由各方一起進行檢查驗收。由此，只要控制相應的擴底行程，即可以控制擴底直徑。因此，現(xiàn)場可通過校正機臺鉆具總長和擴底行程來檢驗擴底直徑。②終孔驗收。終孔后，由機臺人員、質檢員和現(xiàn)場監(jiān)理檢查，驗收合格后，由各方簽字認可。
2.3.4砼灌注及第三次清孔①安裝灌注導管。詳細檢查導管，符合要求后下入。導管連接部位必須加密封圈及涂抹黃油，確保密封可靠。要求下入后的導管底部離孔底300-500mm。②第三次清孔，砼灌注。砼灌注前，利用灌注導管進行第三次清孔，確保泥漿性能為：比重≤1.20、含砂率≤4%、粘度2IS。確�？椎壮猎穸取�50mm。a本工程采用商品砼灌注，設計要求砼強度水下C25，天泵灌注。b為確保初灌質量，保證砼初灌埋深在0.8米以上，通過計算，擴底φ1800的樁最大初灌量為3.5m3。c采用充氣球作為隔水塞。在第三次清孔結束后放入導管內，然后安裝初灌料斗，本工程采用雙料斗接力進行初灌。d初灌斗裝滿砼料后，提起蓋板，砼料在自重壓力下，壓著隔水球將導管內泥漿排空，并從導管低口返出，由下往上沿孔壁回頂，埋住導管低部，從而完成了初灌。e砼灌注過程中，應經常檢測砼上升高度，適時提升拆卸導管，導管埋深一般控制在2-6m，嚴禁將導管底端提出砼面，也不得埋管過深。f砼灌注應連續(xù)進行，以免發(fā)生堵塞，造成灌注事故。灌注結束應控制超灌高度在0.8m以上，確保樁頭強度。同時做好灌注記錄。
2.3.5工程檢測本工程經當?shù)刭|量監(jiān)督站檢測，靜載樁完全滿足設計承載力要求，低應變檢測樁合格率100%。整個工程的施工和質量控制手段得到了監(jiān)理與建設方的肯定和好評，取得了較好的經濟效益和社會效益。
3結束語
鉆孔擴底灌注樁作為一新型樁型已被廣泛推廣使用，我們在工程施工中積累了許多寶貴的經驗，同時也暴露了一些問題：如何使鉆孔擴底灌注樁，特別是擴底部分的施工與檢查驗收更系統(tǒng)化、規(guī)范化，對工程質量做到心中有數(shù)，保證工程質量安全，已成為各級施工管理人員面臨的問題。我們只有通過不斷的學習和探索，提高自身素養(yǎng)，提升隊伍整體戰(zhàn)斗力，才能使隊伍在市場上處于強者之勢，在競爭中立于不敗之地。
