付傳飛　雷賽男

摘 要：文章以長沙地鐵2號線黃興車輛段與綜合基地工程為實(shí)例，介紹了旋挖擴(kuò)底灌注樁的施工工藝及控制重點(diǎn)；以檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)得出了旋挖擴(kuò)底灌注樁在工程建設(shè)中工程質(zhì)量的可靠性；同時通過與其他類別樁基對比得出旋挖擴(kuò)底樁更安全、更經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞：旋挖擴(kuò)底；旋挖灌注樁；地鐵施工

中圖分類號：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0157-01

隨著建設(shè)工程技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，樁基礎(chǔ)工程也得到飛速發(fā)展，在工程的應(yīng)用中人們會從降低工程造價、縮短工期、施工安全可靠性出發(fā)，通過對多種方案的比選，確定出最適合的方案。長沙市軌道交通地鐵2號線黃興車輛段與綜合基地工程通過方案對比，最終確定采用旋挖擴(kuò)底灌注樁這種新工藝，并通過檢測數(shù)據(jù)證明擴(kuò)底旋挖樁在本工程中的應(yīng)用的可行性。

1 工程概況

長沙地鐵2號線黃興車輛段與綜合基地位于長沙市東郊黃興鎮(zhèn)太平村，工程地質(zhì)情況從上至下為素填土、耕土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂、卵石、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖呈褐紅色，粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，軟巖—極軟巖，巖性以長柱狀為主，塊狀、碎塊狀次之，局部節(jié)理發(fā)育。地下水主要有上層滯水、孔隙水、基巖裂隙水三大類。

本工程房屋結(jié)構(gòu)為地上一層（局部兩層）的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用旋挖鉆孔灌注樁，樁基澆筑混凝土為C45，樁端持力層為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，單樁設(shè)計(jì)承載力特征值為7 100 kN，樁長約13～18 m，直樁外徑1 m，擴(kuò)底至2 m，樁共計(jì)2 382根。

2 擴(kuò)底機(jī)具原理

擴(kuò)底機(jī)具是旋挖擴(kuò)底灌注樁施工的關(guān)鍵。其構(gòu)造原理：利用鉆桿下壓帶動活動套桿，使鉸接鉆齒擴(kuò)張至設(shè)計(jì)尺寸（活動桿與鉸接齒連為一體），通過活動套桿底部的限制擋板與頂桿底部的限位擋板的間距來控制鉆齒擴(kuò)張尺寸。施工時根據(jù)擴(kuò)底樁設(shè)計(jì)尺寸及旋挖鉆機(jī)的型號，設(shè)計(jì)好擴(kuò)底機(jī)具。擴(kuò)底鉆頭根據(jù)設(shè)計(jì)擴(kuò)大頭樁型及尺寸進(jìn)行定制。本工程所定制的擴(kuò)底機(jī)具構(gòu)造如圖1、圖2所示。

3 旋挖擴(kuò)底施工工藝

3.1 旋挖擴(kuò)底

灌注樁工藝的重點(diǎn)部分在擴(kuò)底施工和清孔，直樁部分施工工藝與普通旋挖樁基本一致，此處不復(fù)述。

3.2 擴(kuò)底施工及清孔

①利用旋挖鉆斗按正常鉆孔工藝鉆至直樁樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，并清理沉渣。

②將鉆桿提出孔外，用擴(kuò)底鉆頭替換撈砂斗，同時檢查鉆頭擴(kuò)刀的張開與收縮是否靈活自如，反復(fù)幾次，如無問題后即可將擴(kuò)底鉆頭放至孔底，并從護(hù)筒頂向上量出鉆頭伸縮桿長度標(biāo)在鉆桿上，以控制擴(kuò)孔行程。根據(jù)試樁情況，當(dāng)擴(kuò)底鉆頭下壓70 cm時，擴(kuò)底直徑為2 m。

③擴(kuò)底前，將擴(kuò)底鉆頭提離孔底，使其處于懸吊狀態(tài)，起動鉆機(jī)和水泵，檢查鉆機(jī)和水泵工作是否正常，如果正常即可開始擴(kuò)底作業(yè)。

④擴(kuò)底時進(jìn)行慢速旋轉(zhuǎn)和下壓。擴(kuò)底采用低速回轉(zhuǎn)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行控制，開始時不隨意加壓，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，依據(jù)鉆機(jī)的能力和孔內(nèi)的反映情況，適當(dāng)調(diào)整壓力，使擴(kuò)底鉆緩慢張開并進(jìn)行擴(kuò)底作業(yè)，當(dāng)其完全張開時，鉆桿上標(biāo)記正好與護(hù)筒頂同高度。擴(kuò)底施工流程如下：

首先，開始第一次擴(kuò)底，第一次擴(kuò)底鉆桿下降行程應(yīng)控制在20 cm左右，然后將擴(kuò)大鉆頭提至地面，換撈砂斗進(jìn)行沉碴清理。

其次，第一次沉碴清理完成后，重新測定樁底標(biāo)高，然后再更換成擴(kuò)底鉆頭，進(jìn)行第二次擴(kuò)底。第二次擴(kuò)底鉆桿下降行程應(yīng)控制在15 cm左右。然后再將擴(kuò)大鉆頭提至地面，換撈砂斗進(jìn)行第二次沉碴清理。

再次，重復(fù)上述步驟直到進(jìn)行第四次擴(kuò)底，第四次擴(kuò)底鉆桿下降行程至擴(kuò)大頭完全張開。鉆頭完全張開后，在原位不加壓快速旋轉(zhuǎn)10 min左右，停止旋轉(zhuǎn)并向上勻速提出鉆頭。然后再將擴(kuò)大鉆頭提至地面，換撈砂斗進(jìn)行第四次沉碴清理。

然后，第四次沉碴清理完成后，應(yīng)將擴(kuò)大鉆頭清洗干凈，再更換至旋挖鉆機(jī)上。將擴(kuò)大鉆頭輕放至孔底，不再施加壓力，擴(kuò)大鉆頭可輕松完全張開（達(dá)到行程70 cm），方可判斷為擴(kuò)底完成。否則，需再次重復(fù)擴(kuò)底、撈碴的步驟，直到達(dá)到擴(kuò)底完成的條件。

最后，要嚴(yán)格檢測清底后的樁底標(biāo)高，若比前一次清底后測定的樁底標(biāo)高底，則必須將旋挖鉆機(jī)顯示數(shù)據(jù)清零后重新讀數(shù)。直到旋挖鉆機(jī)進(jìn)尺滿足擴(kuò)大鉆頭完全張開的距離，且樁底標(biāo)高不再變化為止。

⑤在擴(kuò)底完成行程后，在原位不加壓繼續(xù)慢速回轉(zhuǎn)，進(jìn)行清孔換漿，清孔達(dá)到要求后輕輕地、漸漸地向上提鉆。灌注前應(yīng)采用帶彎頭的導(dǎo)管再次清孔，邊清邊轉(zhuǎn)動彎頭導(dǎo)管，以利于清除擴(kuò)大頭邊角處的沉渣。

⑥擴(kuò)底鉆頭提出孔外后，及時沖洗干凈并進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修理，以備下次使用。

4 樁基檢測

為檢驗(yàn)旋挖擴(kuò)底樁的施工質(zhì)量，對部分工程樁采取靜載試驗(yàn)法、鉆芯法、聲波透射法等檢測方法進(jìn)行了檢測。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方法依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）要求執(zhí)行，加載方式采用慢速維持荷載法。按設(shè)計(jì)單樁承載力特征值為2 500 kN和7 100 kN，最大試驗(yàn)載荷分別為5 000 kN和14 200 kN。靜載試驗(yàn)Q-S曲線未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)且未出現(xiàn)破壞跡象，樁頂最大沉降見表1、表2、圖3。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及Q-S曲線和S-lgt曲線圖分析得出，所檢測的工程樁單樁豎向抗壓承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。

鉆芯取樣之一如圖4所示，圖為車輛段1H-1#樁鉆取得芯樣，呈柱狀，骨料分布基本均勻，膠結(jié)好，取芯長度15.79 m，樁底未見樁底沉渣。

聲波透射法對所檢測基樁的三個剖面進(jìn)行了檢測，所有檢測結(jié)果均合格。

5 結(jié) 語

①根據(jù)檢測結(jié)果，以上旋挖擴(kuò)底灌注樁的施工工藝能夠滿足工程質(zhì)量，能夠達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)承載力要求，相對人工挖孔擴(kuò)底灌注樁施工速度更快，更安全。

②與相同承載力要求的普通旋挖樁相比，可以降低鋼筋用量、縮短樁長、減小樁徑、減小承臺尺寸及減少土方的開挖與外運(yùn)等，較大的降低了工程造價。

③旋挖擴(kuò)底灌注樁具有施工速度快、安全、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，值得在工程建設(shè)中大力推廣，但其擴(kuò)孔及清孔工藝為樁基質(zhì)量控制的要點(diǎn)，在工程應(yīng)用中還需進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

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