全液压可视可控扩底灌注桩施工工法讲解学习

1、全液压可视可控扩底灌注桩施工工法中铁十九局八公司 冯强 石旭东 李强 孙世美 陈斌 吴政第 1 章 前言近年来，随着我国建筑业的飞速发展，扩底钻孔灌注桩因其自身具有 的独特优点在各类结构工程中得到广泛应用。全液压可视可控扩底灌注桩 是在扩底钻孔灌注桩基础上衍生出来的桩型，经过多年的研究发展，目前 已广泛应用于各类结构工程中，但是传统扩底钻孔灌注桩无法有效的控制 成桩的垂直度及成孔质量，而全液压可视可控扩底灌注桩可以通过安装在 钻头上的探头将数据反映到操作室的液晶屏幕上，操作人员可以对预先设 定好的参数轻松的对成孔作业进行操作，如图 1 所示。通过对该桩的施工 技术总结，形成本工法。图1 扩底桩

2、可视荧屏第 2 章 工法特点全液压可视可控扩孔灌注桩， 将桩端底部或 / 和桩身中间扩大成设计几 何形状，形成的扩孔桩能有效提高单桩承载力和增加抗拔力，适应各种复 杂的地质条件，且不受施工场地限制，具有速度快、质量高、成本低、无 噪音、无振动、不出泥浆、原始土外运、减少环境污染等优点。第 3 章 适用范围 本工法适应于铁路、公路、桥梁、城市等地基基础工程。该桩型适应 于粘性土、粉土、砂土、或卵砂层等多种地基土质，而且水下作业不受限 制，具体成桩直径及形式见下表：表 1 成桩直径形式表第 4 章 工艺原理全液压可视可控扩底灌注桩又称为 AM 桩，是由全液压扩底钻机魔力 铲斗进行全液压切削挖掘，扩

3、底时使桩底端保持水平扩大，如图 2 所示 这一过程完全采用电脑管理映像追踪监控系统进行控制，首先用钻机将直 径桩（成孔）钻到设计深度后，再更换全液压扩底快换魔力铲斗下降到桩 的底端，打开扩大翼进行扩大挖掘作业，此时操作人员只需要按设计要求 预先输入扩底数据和形状进行操作即可，桩底端的深度及扩底部位的形 状、尺寸等数据和图像通过检测装置显示在操作室内的监控器上。图 2 魔力铲斗第 5 章 施工工艺流程及操作要点全液压可视可控扩孔灌注桩施工工艺流程见图 3图3 全液压可视可控扩孔灌注桩施工工艺流图一、测量放样1、根据甲方提供的桩位坐标数据放出桩位中心，做好保护及复核， 并请监理单位进行现场复核、签

4、证。2、桩位中心点处用红漆做出三角标志。3、桩位放好后应及时处理保护，打好十字控制桩并做好保护措施。二、钻进成孔1、钻机定位1）桩位定位后拉引桩十字线，将钻杆中心与桩位十字线中心对齐， 偏差不大于 20mm 。2）在埋设护筒前，根据钻机自身的垂直仪调整钻杆的垂直度后，再 用经纬仪复测钻杆垂直度，保证垂直度在 1/100 范围内。3）钻机在完成定位、水平度和垂直度调整后，由驾驶员在操作室内 对本机的水平度、垂直度、中心位置进行锁定，使桩机达到最佳状态，从 而有效地保证成孔质量。2、钢护筒埋设 护筒埋设应准确、牢固，四周用粘土夯实，并采用十字法定位，即桩 位中心四周设四根定位钢筋，拉十字线，中心即

5、桩位，护筒中心与桩位中 心偏差不得大于 50mm ，护筒长度为 2.03.0m。3、稳定液制备 1）全液压可视可控扩孔灌注桩护壁采用人造稳定液，稳定液比重应 控制在 1.2 以内，并有以下性能：A 由膨润土、水、 CMC 为主要材料，可使其碎屑的沉降缓慢，清孔容 易。 B 使孔壁表面在钻孔开始、 钻孔完成、 钢筋笼下放到混凝土灌注完成 时能够保持长时间稳定。C具有与混凝土相混合的特性，利用亲液胶体性质，能够被混凝土代 替而排出。D 人造稳定液灌入孔中，在成孔过程中渗入土层中，能够增加地基的 强度，防止地下水流入孔内。E 由于全液压可视可控扩孔灌注桩钻机是原始土挖掘钻进，然后灌入 稳定液，属静态

6、泥浆，通过浇注混凝土将孔内的稳定液排出，经过稳定液 旋流净化除砂装置，使稳定液中分离沙砾后能重复使用。二、稳定液的配制1、稳定液配制采用膨润土、 CMC （纤维素）、烧碱、水按一定比例配制而成，一般配合比为：水：膨润土： CMC（纤维素）=1000: 110 : 1烧碱根据调配后的稳定液酸碱性掺入，一般PH值控制在79之间增加稳定液比重时可在稳定液中加入适量的粘土或重晶石。2、稳定液主要技术指标稳定液配制的主要技术指标见表 1表1 配制稳定液的主要技术指标3、钻机等径部成孔护筒埋设完毕后，用泥浆泵向孔内注入稳定液，钻机由随机柴油机驱 动液压马达来转动钻杆，以钻杆、钻斗自重并利用液压加压旋转筒式

7、钻头 作为钻进压力进行原始土挖掘，当钻斗内装满土后，将钻斗提升，旋转钻 机打开钻头斗门卸土到翻斗车上或卸土区内，关闭门将钻头旋转至钻进位 置，并将机体旋转体的上部锁定住， 再下降钻头， 反复循环钻至设计深度， 边钻进边加注稳定液。三、扩底施工 全液压可视可控扩孔灌注桩钻机更换扩底魔力铲斗进行扩底成孔作 业，如图 4 所示。在扩底施工时，操作人员先在电脑上设定扩底参数，在 电脑自动管理中心的指挥下进行扩底施工作业，通过映像监视系统及时监 测扩孔情况，确保扩底成孔质量；回转扩底铲斗在进行旋转中，铲斗的倒 排镶嵌钛合金，被平均分成二份或四份进行砂砾的切削挖掘，实施水平扩 孔作业，扩孔作业产生的砂砾被

8、铲斗所容纳，收回铲斗将沙砾带出地面。图 4 全液压可视可控旋挖钻机四、利用扩底钻头进行一次清孔 清孔时将扩底魔力铲斗（桶式，带档板）放至孔底，通过铲斗旋转钻 进渣土达到清孔目的。五、钢筋笼制作及吊装1、钢筋笼的制作钢筋笼整体制作， 长度约 25m 左右， 主筋与主筋连接采用直螺纹机械 接头，箍筋与主筋均采用点焊连接， 并应符合钢筋焊接及试验规程（ JGJ18 2003）和钢筋焊接接头试验方法标准 （JGJ/T27 2001）要求。钢筋 笼制作允许偏差应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-202）要求，对焊接或机械接头应先进行试焊送验，合格后方 可使用。2、钢筋笼的吊装 在吊放

9、钢筋笼时整体吊装，要严防碰撞，不得变形。考虑钢筋笼自重约11t，起重高度在30m以上，吊车选择150吨履带吊及成孔机械配合吊 装，在吊放钢筋笼时，共分 3 个吊点，主吊点位置距上端在 2.5m 处，副 钩吊钢筋笼中部及底部。3、安装导管、二次清孔1 ）安装导管A本工程采用250mm导管，导管使用前须经过压水试验，试水压力为0.61.0 MPa，导管接头用螺纹连接方式并加O型密圭寸圈，各接头必须扭紧严防漏气漏水，用完后要清洗干净，丝扣要上油。B 吊放导管应位置居中，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼，导管底距孔底 300mm 500mm。2）气举反循环清孔 气举反循环清孔适用于第二次清孔；气举反循环清孔的

10、主要设备机具 包括空气压缩机、出水管、送气管、混合喷射器（专利号 ZL2007 2 0152047.5） 等。设备机具规格一般应根据孔深、孔径等合理选择。出水管可利用灌注 混凝土导管。4、混凝土的灌注清孔结束后必须在 30 分钟内灌注混凝土，否则必须重新清孔，在混 凝土灌注导管安装就位后，对其安装质量、导管长度、清孔质量等检查无 误，方可进行混凝土浇筑，混凝土灌注量应按计算确定，随时用测绳对混 凝土面进行测试，灌注要连续进行，严格按照建筑桩基技术规范施工，灌注过程中密切注意 返浆情况，严格按照 26m 要求拆除导管， 为保证桩顶质量， 混凝土超灌高度不得小于 0.5m。 第 6 章 材料与设备

11、本工程施工机械设备见表 2表 2 施工机械及配套设备第 7 章 质量控制 全液压可视可控扩底灌注桩的施工质量严格按照建筑桩基验收规范及设计要求执行，特别要注意：一、钻孔中心与设计桩位中心偏差不得大于 20mm ，钻孔倾斜度 <H/300 （H为孔深），孔深比设计孔深超深 300mm，孔径不下于设计直 径。二、桩端扩底施工完成后，要派专人进行扩底直径的验收。三、扩底直径钢筋笼搬运和吊装时， 应防止变形， 安放时要对准孔位， 避免碰撞孔壁，就位后立即固定，钢筋笼上浮和下沉应不大于设计规定 10cm。四、钢筋笼吊装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注混凝 土，混凝土灌注过程应保证连续施工

12、，向上翻浆正常，无堵管，导管拔出 混凝土面无异常情况，对灌注过程的一切故障均应记录备案。五、检查预留试块的抗压强度应不低于设计强度，每根桩不得少于1组。单桩的垂直承载力检验，应按设计要求进行。六、主要技术指标表 3 主要技术指标表第 8 章 安全措施 全液压可视可控扩底灌注桩施工必须严格遵守建筑安装工人安全技 术操作规程 和机械施工技术安全规则的规定执行，特别应注意一下几点：一、在施工现场，未经施工负责人批准，不准任意拆除架设设施及安 全装置。高空检修时，禁止从高空向下抛掷任何物件，以免伤人。禁止非 操作人员上机操作。二、在钻机安装、移位过程中，注意上部有无高压线路，熟悉周围地下管线情况，避免

13、机械沉陷并发生安全事故。三、在施工过程，对机具的运转情况、机架有无松动和位移及高处支 架设备定期检查维护，防止构件脱落伤人及桩孔发生移动或倾斜。钻机所 有钢丝绳要检查保养，发现有断裂情况应及时停机调换。严禁在机械运转 过程检修、保养。四、接换钻杆或扩底钻头时应盖好孔口板， 防止人员和工具掉入孔内， 所用扳手等工具要用细绳捆扎固定在钻架桅杆上。钻孔桩的孔口必须妥当 处理，成孔附近严禁堆放重物。五、在施工用电过程中，不得使用不防水的电线或绝缘层有损坏的电 缆，电闸箱和电动机要加盖防雨罩，电路接头要安全可靠，做到一机一闸 并配备漏电保护装置及接地保护装置，严防漏电现象发生。电器系统派专 职电工专人负

14、责管理。第 9 章 环保措施 工程上场后，要对环境保护工作做了全面规划，综合治理。须会同监 理工程师及时与当地环保机构取得联系，遵守有关控制环境污染的法规， 从组织管理、防止和减轻水、大气污染、施工噪声、振动控制、水土保持、 生态环境保护、粉尘控制等多方面采取一切合理措施，将施工现场周围环 境的污染降至最小程度，搞好污水处理，防止污染水质，做好水土保持。第 10 章 效益分析 全液压可视可控扩底灌注桩其桩型设计科学，能有效提高单桩承载力 和增加抗拔力，经过对中南路站试桩数据综合分析，在同样的设计技术参 数时，使用 AM 工法扩底灌注桩在砂层中单桩承载力提高 60%-90%，其他土层提高 45%

15、-60%。 在武汉轨道交通二号线中南路站工程中，主体结构桩基采用了全液压 可视可控扩底灌注桩，共布置 147根深度为23m，整个桩基费用为2940 万元，经测算，采用同直径普通钻孔灌注桩方案，其桩长要增加17m，桩基费用为 3675 万元。 采用全液压可视可控扩底灌注桩方案有效的缩短了 桩长，整个桩基工程节约投资约 735 万元，创造了较高的经济效益，提 高了桩基成桩质量，保证了桩基工程顺利施工，因此得到了专家及业主的 一致好评。第11 章 应用实例 武汉地铁二号线中南路站位于武昌区，南与武珞路丁字相接，北直接 中北路（洪山广场） ，是通往省委、省政府的主要交通城市干道，周边高 层林立，省直机关众多，交通商业繁华。中南路站是地铁二号线与地铁四号线合设车站，为地下二层车站，车站总长290m，标准段宽42.90m，盾构加宽段为47.1 m，车站总建筑面积 为30804.56m2，主体建筑面积为 27720.36m2。车站共设置