全液压可视可控扩底灌注桩施工工法讲解

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，口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， 而全液圧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扩底桩可视荧屏芦,匚F V印

2、啟: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让儿何形状, 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成桩直径形式表常规扩底直径最大扩嚴径旷底高度hl(mm)0>1300Q1503152OlOOO0>16000)1800/p>

3、，-1800存 20001882p仇500-02200“32500“2352。0)1800-250003000门2823门第4章工艺原理全液压可视可控扩底灌注桩乂称为AM桩，是山全液压扩底钻机魔力铲斗进 行全液压切削挖掘，扩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

4、章施工工艺流程及操作要点全液汗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、测量放样仁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 o2）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，山驾驶员在操作室内对本机的

5、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，并釆用十字法定位，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曲膨润土、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

6、。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山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

7、配制稳定液的主要技术指标稳定液性黠允许范围Q处理加却下限Q上限门粘度(S )"添加膨润土、CMC.补充新液、水门比重(g/cm)Q1.243添加膨润土、粘土a含砂率门4加脱砂卫PH79空添加烧碱、水卩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，钻机山随机柴油机驱动液压 马达来转动钻杆，以钻杆、钻斗自重并利用液圧加压旋转筒式钻头作为钻进圧力 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

8、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铲斗所 容纳，收回铲斗将沙砾带出地面。图4全液圧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、钢筋笼制作及吊装仁钢筋笼的制作钢筋笼整体制作，长度约25m左右，主筋与主筋连接釆用直螺

9、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MJGJ18-2003) 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。考虑钢筋笼自重约门t, 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本匸程采用t)250mm导管，

10、导管使用前须经过压水试验，试水压力为0.6 1.0 MPa,导管接头用螺纹连接方式并加O型密封圈，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 o2) 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

11、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章材料与设备本工程施工机械设备见表2表2施丄机械及配套设备序号机滅设备名联型号规格,-数竪Ip全液压可视可施挖钻恥KH180-3p12。全液压可视可控旋挖钻弘SDSIOk1台卩3口屢芾吊门500粉1台"4-挖掘机门Wz-20c2台Q5小装OkZL-30BP1却&导管门(p25g2套*7卩BX1J586台Q钢

12、筋加工机口1套口发电恥220kw<>台丿第7章质量控制全液压可视可控扩底灌注桩的施匸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10cmo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L 向上翻浆正常，无堵管，导管

13、拔岀混凝土面无异 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主要技术指标表序号Q项目门标准检验方法Q备注,孔的中心位置Q任何方向偏差不大于20m钢忌2中孔桩直径门不小于孔桩Si十直径a超声跖3空孔冷+300mm-p超声法卩3a<H/300 （ H 为孑L深）Q超声波Q稳走液雄心 （比重）。1.1 - 1.20g/cm3-p比重计QP5粘度门18 24J粘度计Q含砂率Q<4%含砂率*P沉渣。<20mm超声波。钢擁骨靈底回咼程R±50mnv水做卩

14、钢心骨“架Q主飭间距卢±10mm钢尺Q长度。±50mm钢用箍鲂间距-±20mm钢尺&直径口±5mm<p钢尺a第8章安全措施全液汗可视可控扩底灌注桩施丄必须严格遵守建筑安装丄人安全技术操作 规程和机械施工技术安全规则的规定执行，特别应注意一下儿点：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

15、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，电路接头要安全可幕，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

16、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，将施工现场周圉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A 60%-90%,其他土层提高 45% 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14

17、7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，整个桩基匸程节约 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。武汉地铁二号线中南路站位于武吕区，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27720.36m2o车站共设置6个出入口,3组风亭、风道。本工程 中间桩<t>1800mm全液压可视可控扩底灌注桩，分