三岔双向挤扩灌注桩(旋扩法)施工工艺设计

1、三岔双向挤扩灌注桩（旋扩法）施工工艺1三岔双向挤扩灌注桩工艺原理及特点1.1三岔双向挤扩灌注桩工艺原理三岔双向挤扩灌注桩（以下简称 DX桩）,是使用三岔双向旋扩设备进行旋 扩而完成的一种变截面桩。它是在钻孔灌注桩（直孔桩）工艺中增加一道旋扩工 序，按承载能力要求，根据地层的力学指标及土质条件， 选择有利地层作为承力 盘的持力层，使用DX桩旋扩设备旋扩臂的扩张和收缩， 在桩身不同部位旋扩成 圆锥盘状的扩大空腔，然后放入钢筋笼，灌注混凝土，成桩。DX桩的承力盘端承截面是普通钻孔灌注桩桩截面的多倍，从而使摩擦桩变为多端承、多段侧摩阻 共同作用的新桩型。通过对土体进行三维挤压，经过挤密的土体与桩身混凝

2、土紧 密地结合为一体，发挥桩土的共同作用，使建筑结构更加稳定，沉降变形小，基 桩的竖向抗压承载力、抗水平力及抗拔力都大大提高，以达到节约材料，降低工 程成本的良好效果。下图为HDX-1215旋扩钻机:1.2 DX桩特点1.2.1成桩质量可靠三岔双向旋扩装置独特的双缸双向液压结构设计理念，使旋扩臂呈水平运动方向旋扩挤压孔侧土体，成腔完整，施工差异性小，成桩一致性好。1.2.2单桩承载力高与普通直孔灌注桩相比，因 DX桩增加多个承力盘，DX桩端承面积大幅度增加，所以，DX桩单桩承载力比普通直孔灌注桩大幅度提高。如©800mm直径的桩增设©2000mm的承力盘，DX桩承力盘的端承

3、（截面）面积是直桩的 5倍 之多。故DX桩具备良好的竖向抗压能力和抗拔能力。1.2.3节约成本、缩短工期由于单桩承载力大大提高，一般而言与普通钻孔灌注桩相比，节约原材料 20%以上，可节省桩基总造价 2030%，同时，相比较大直径钻孔灌注桩可缩短桩长，减小桩径或减少桩数，从而缩短工期 124设计灵活、适应性强DX桩可在多种土层中成桩，不受地下水位限制，并可以根据承载力要求采 取增设承力盘数量来提高单桩承载力。125施工过程可控制由于桩身承力盘腔是通过液压旋扩臂旋挤土体形成，仪表能显示出压力变化 情况，因此，施工时能大致了解到土层软硬性，当发现与试桩首扩压力有明显差 异时，可采取调整盘位或增设承

4、力盘数量的措施，以确保单桩承载力，这是其它桩型施工无法做到的可控性特点。2 DX桩施工工艺三岔双向挤扩灌注桩工艺流程(图示)2.1泥浆制备2.1.1成孔过程中的泥浆性能满足下列要求：成孔护壁泥浆可采用原土造浆，当采用原土造浆不能满足正常施工时， 需用 膨润土加以补充，以提高泥浆护壁功能。必要时采用人工制备泥浆。泥浆比重是 成孔质量的保证，制备泥浆的性能指标应符合规范要求。2.1.2泥浆护壁应符合以下规定：1施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1.5m以上。2在清孔过程中，应及时补充泥浆，以保持水头压力。3浇注混凝土前孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率8%， 粘度28s，胶体率

5、宜为90%。4在容易产生泥浆渗漏的土层应采取维持稳定的措施，添加CMC纤维素，提高胶体率，工业用碱提高粘度，铁酸盐等。5施工初期，认真分析每桩原土造浆中添加后的泥浆指标，尽快掌握膨润土 配量规律，使其满足技术要求，提高工效，加快施工进度。2.2成孔2.2.1桩位测量根据桩位布置图、控制桩和工程地质报告，采用全占仪测定桩位，从基准点 引出桩位控制点，建立二级控制网，控制桩周围采用混凝土浇注加固，用钢筋加 工安全防护栏保护，经监理验收后再进行施工。2.2.2护筒埋设1先利用十字交叉法引出定位点，然后进行护筒开挖及护筒埋设，护筒设 立后，再用十字交叉法将桩位引至护筒内，以保护桩位的准确性；护筒中 心

6、与桩位中心的偏差不得大于 20伽，并保证垂直。2护筒直径根据桩径而定，高度不小于 1.5m，用6mm钢板制作，护筒 的埋设深度一般不小于1.5m，如需要适当加长，以确保护壁作用。护 筒口略微高出孔口地面，防止孔口漏水、坍塌。护筒周围须用粘土从下 往上填满捣实。2.2.3钻孔1本次试桩成孔均采用旋挖钻机成孔。2钻机移动就位后，钻头准确对准桩位中心，同时再次核对钻机平台、钻杆的水平及垂直度无误，此时可以开机钻进。3开孔时，采用慢进尺，保证开孔的钻孔垂直度，待钻过35m后，可恢复正常进尺速度。4孔深、孔径必须达到设计要求，垂直度允许偏差不大于1%。5 一般钻至距离设计孔底约 2米停止钻孔，然后转入下

7、一道扩孔工序。等 扩孔工序完成后再进行回钻清孔至设计孔深， 钻孔预留约2米原状土的目的是使 清孔更方便及彻底。施工允许偏差序 号成孔 方法桩径偏差(mm )垂直度允许 偏差 (%)桩位允许偏差(mm )单桩、条形桩基沿垂直轴线 方向和群桩基础中的边桩条形桩基沿轴线方向 和群桩基础中间桩1挤扩灌注桩-0.1d 且 匕501d/6且不大于100d/4且不大于150224成孔检验1孔深检验：孔深检验应检查钻孔施工记录表和实测检验，按钻杆和钻具 总长减去钻机上部剩余尺寸确定孔深；或用测绳复测孔深及沉渣厚度。2成孔垂直度检验：可用测斜仪检测；或间接利用旋扩装置入孔检验，如 成孔垂直度偏差较大，装置在孔中

8、下放时受阻。3孔径检验：1）检查成孔后的钻头直径。2 ）用扩孔机头入孔检验。2.3扩孔2.3.1 旋扩及盘径监测操作要点1旋扩时根据土层反映的压力及时调整盘位。如旋扩压力偏低（表示土层较 软），盘位往下调整；压力偏高（表示土层太硬），盘位则往上调整。各盘位土层 的旋扩压力参考值根据试桩取得资料。2旋扩时认真谨慎操作，包括设定盘位深度、旋扩盘径变化，注意旋扩时的 机具状态，根据旋扩情况及时调整旋扩速度。3旋扩时，机载显示屏同步反映孔内旋扩机头工作状态，并自动记录盘位深度、旋扩压力和盘径数值，根据机载显示屏，现场工程师或监理可以实时监测旋 扩作业状况，并可拍照存档。根据机载显示屏的实时同步监测，实

9、现了隐蔽工程可视化监控的功能， 提高 了质量管理的监测手段，保证了工程施工质量。采用旋扩法工艺，机载显示屏的 同步监测可以代替原机械式盘径检测器的检测方法，结果准确、可靠4盘径允许偏差：-4%。5旋扩过程中如遇塌方、流砂等情况，应立即停止操作，提出旋扩装置，妥 善处理后，再继续进行旋扩作业。2.4清孔2.4.1扩孔完毕，钻机进行二次回钻清孔至设计孔深。2.4.2清孔必须达到设计桩长的深度和质量。抗压桩清孔后虚土厚度应v 100mm。抗拔桩清孔后虚土厚度v 200mm。2.5钢筋笼制作2.5.1钢筋笼制作是在胎具上进行的，以确保主筋位置及整体尺寸准确、成笼后 的垂直度无扭曲现象。2.5.2所有接

10、点都采用焊接，主筋搭接长度不小于10倍主筋直径，并应遵守混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204的要求。2.5.3钢筋笼的制作应满足以下要求：1钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸应符合设计要求。钢筋应按不同规格分 别堆放。2钢筋加工前应清除钢筋表面的油污、铁锈等杂物。3钢筋笼拼装顺序是先将主筋等间距布置好，待固定住加强筋后，再按规定的间距安设箍筋。箍筋与主筋可用双面搭接电弧焊固定。4钢筋切割时有裂纹部分、收缩的钢筋头和过弯的钢筋头必须切除。钢筋笼的制作偏差应符合下列规定序号项目质里标准1主筋间距±10mm2箍筋间距±20mm3钢筋笼长度±50mm4钢筋笼直径

11、77;10mm5盘条采用冷拉方法调直后，再圆盘成钢筋笼直径大小后备用。6加强筋按设计图纸所示尺寸下料，盘圆后立即点焊。然后再双面搭接焊。7钢筋笼主筋按设计图纸要求下料，主筋连接采用单面搭接焊或双面搭接焊。主筋连接必须保证在同一截面内钢筋接头数不超过总接头数的50%，且相邻钢筋接头间距大于35d。主筋与盘条拼装可进行绑扎或点焊连接。8钢筋笼保护层在主筋外侧安设，外形呈圆弧状突起。在钢筋笼同一断面上 设对称4处，其间距按设计图要求而定。9钢筋笼的运输及下放钢筋笼运输可采用小型拖车。为防止在运输过程中产生变形，可在笼内侧暂 放支撑梁，以补强加固。当将钢筋笼插入孔内时，再卸掉支撑梁。钢筋笼的吊放位置应

12、在箍筋处。吊放时应对准钻孔中心缓慢下放，当前一 段放入孔内后即用钢管穿入钢筋笼上端的支撑筋下面，临时将钢筋笼支在钻机大 梁或护筒口上，再吊起另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高。 本工 程设计中，钢筋笼顶距孔口距离较大，因而须在主筋上焊接吊筋。当钢筋笼按设 计要求检查安放符合要求后，将吊筋上部与护筒口点焊，或用2寸水管将主筋头 套住，固定在钻机底座两侧内，以使钢筋笼定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注 混凝土时上浮。下放钢筋笼时，应防止碰撞孔壁，下放过程中要观察孔内水位变化。 如下放困难，应查明原因，不得强行下入。一般采用正反旋转，慢起慢落数次逐步下放。2.6混凝土配制混凝土的配制严格按设

13、计规定进行配制。混凝土用水泥、碎石、砂严格按技 术要求选用，在搅拌过程中要注意保证足够的搅拌时间， 混凝土拌合与浇注质量 检查与控制标准，在使用过程中应随时检查其质量并应符合下表要求。项次项目质量标准1砂、石±2%2坍落度18 22cm3扩散度34 40cm4导管埋深26m5导管距孔底30 50cm6开浇时间宜在清孔合格后1h以内开浇2.7混凝土浇注2.7.1导管的安装1导管壁厚不宜小于3mm，直径为200mm，丝扣连接，直径制作偏差不应 超过2mm。水下浇注混凝土时，导管要按照桩基规范要求埋入混凝土中一定深 度。在混凝土浇注过程中要控制第一斗混凝土量，保证一次性灌满盘腔，以保证盘腔

14、的充盈质量。导管提升时，不得挂住钢筋笼，为此可设置防护板或护罩。2导管连接必须密封性好，不得漏水。使用前需作水压试验，试水压力为0.6I.OMPa，检查导管的密圭寸性能和耐压能力，达到标准后方能使用。3导管可在钻孔旁预先拼接，在安装时再逐段拼装，分段拼装时，应仔细检 查，变形和磨损严重的不得使用。4导管安装，应使其位于孔中心位置，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼混凝土灌 注一般采用200mm的导管，并应配有不同桩径相适用的规格的导管。2.7.2混凝土浇注为提高浇注质量，应严格按照规程进行操作，遵循以下技术要求：1只有在成孔和清孔质量检验合格后，才可开始灌注工作。浇注前，应对 护筒标高进行复测，以决定钢

15、筋笼吊筋的长度，使浇注时钢筋笼稍离孔 底，保持垂直状态，防止钢筋笼倾斜而导致保护块嵌入孔壁，影响钢筋 笼保护层。2 应保证足够的初灌量，以确保导管初次埋入混凝土面以下0.8m以上。3 首批混凝土灌注正常后，应连续不断地进行灌注，严禁中途停工，并及 时测量孔内混凝土面高度，并适时提升，逐级拆卸导管，保持导管埋深 为2-6m。做好水下混凝土灌注记录。4 在灌注混凝土时，按设计要比例数量及时制作混凝土试件，用油漆写上部位孔号、日期。试件拆模后，送实验室进行28天强度养护后统一做试压检测。5 灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应V 1.25 ;含砂率8% ; 粘度28s。灌注混凝土时，应及时测

16、量混凝土面高度，以控制导管埋深和桩顶标高。 具 体做法是采用绳系重锤吊入孔内，使其通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面上,根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土面深度。测深锤应以平底为宜，且底面积不宜太小，控测时须仔细认真，并与已灌注的混凝土数量核对，以防误测。2关键工序及控制要点3.1原材料品质3.2泥浆比重3.3孔深、孔径3.4首扩压力值3.5旋扩盘径、盘位3.6浇注前清孔及孔底虚土厚度3.7钢筋笼连接质量3.8钢筋笼标咼、定位3.9混凝土浇注的连续性除上述技术要求、关键工序严格操作和控制外，以下措施应严格遵守执行：1）应重视一次清孔的重要性。一次清孔前须停泵磨孔 10分钟，将泥浆块 打碎后，开泵

17、排出地表。一次清孔彻底，有利于降低下道工序的孔底沉 渣，因本工程的特殊土性，含砂率较高，又旋扩时泥浆静止循环，泥浆 砂粒的自然沉淀较快，沉渣过多，往往会造成通长钢筋笼下底困难，导 致费时费工。一次清孔彻底，实际也缩短了二次清孔的时间，有利于提咼工效。2）用于浇注旋扩灌注桩的水下混凝土，其坍落度应为160220mm，若掺入缓凝剂，应事先做好试验，满足强度与和易性等要求方可使用3）浇注后桩顶混凝土面（不计浮浆）至少应高于设计标高0.8m。4）旋扩装置入孔下放受阻时不得强行冲放，导致塌孔埋没设备。此时，应 将旋扩装置及时提出孔外，并向钻孔施工人员反映，共同分析原因，找 出处理方案，必要时进行二次回钻

18、。5）每次旋扩后应立即补足泥浆，以维持孔口水头压力。6）若桩距布置较密，在布置施工流水时应隔桩跳打施工。7）旋扩盘腔工序完毕，应及时移交进行下放钢筋笼及清孔等下一道工序。连续作业不得中途停工，以保证施工质量和工期。8）旋扩灌注桩的混凝土浇注量充盈系数应大于 1。9）根据施工现场道路、雨季场地泥泞等天气情况，提前调整混凝土运输计 戈以保证混凝土及时供应。10）定期组织质量管理人员检查规程、规范及技术要求的执行落实情况，进行施工质量控制的评定与施工总结，以利于提高施工质量管理水平。11）桩孔施工质量检查项目与控制标准见下表：项次项目质量标准1孔位偏差±d/6- ±d/4（d 桩

19、径）mm，且不大于 100mm2孔径偏差±50mm3孔深偏差+300mm4盘径偏差-4%5孔斜偏差v 1%6泥浆比重v 1.25g/cm 3 （孔底 500mm 以内）7泥浆粘度漏斗粘度w 28s （孔底500mm以内），马氏漏斗 30-45s8泥浆含砂量<8% （孔底500mm 以内）9沉渣厚度W00mm3施工中常见问题及处理措施4.1钻进困难本次试桩桩端入强风化岩层达中风化上层，土层较硬，成孔采用大扭矩旋挖 钻机进行，以使桩端满足试验要求。4.2塌孔或跑浆成孔中如遇塌孔情况，首先分析塌孔原因，采取合理的、有效的处理措施。 塌孔主要处理方法有以下几点。1配置合适的泥浆比重，保持孔内的水头压力。2旋挖时控制钻进和提升速度。3上述两项措施无效时，需埋设深长护筒控制孔壁坍塌。如护筒埋设在砂层 或软弱土层因振动或钻机重压造成孔口坍塌。应用粘土填实护筒周围。4如塌孔、跑浆严重，用粘土回填后重新开孔。4.3缩颈钻机低速慢进，用钻头上下往复多次磨孔。4.4终孔控制根据钻进的难易程度确认已达中风化上层面