三岔双向挤扩灌注桩施工技术

三岔双向挤扩灌注桩施工技术

黄建

黄建

中国一冶集团有限公司湖北武汉

摘要：本文简单介绍了三岔双向挤扩灌注桩的桩基形式和未来发展前景，着重阐述了新型三岔双向挤扩灌注桩的施工准备、施工工艺，以及在施工过程中，需要注意的质量控制点。

关键词：三岔双向挤扩灌注桩；施工流程；承力盘；旋扩

Abstract：Thepaperbrieflyintroducesthecast-in-placepileswithexpandedbranchesandbellsby3-wayextrudingarms,andemphaticallyexpoundstheconstructionpreparation,constructiontechnologyandthequalitycontrolpointsthatneedattentionduringtheconstructionprocess.

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1前言

三岔双向挤扩灌注桩，简称DX桩，是近年来逐渐兴起来的一种新型桩基形式。该桩是一种优秀的新型变截面桩基，在钻孔灌注桩的基础上，使用特有的旋挖挤扩设备在桩身上旋扩成对称的空腔（承力盘腔），然后浇筑混凝土后形成的桩身、承力盘和桩端共同承受荷载的一种桩基。该桩基可以一定程度上减小桩径，从而节省混凝土用量，因此带来的社会效益和经济效益显著。本文以多次接触该种桩型为基础，总结三岔双向挤扩桩几个重要环节的施工技术要点。

2桩基适用范围

适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、岩溶发育岩层或或裂隙发育的地层施工。通过近些年的推广，运用愈来愈广泛。目前已经应用于特大型桥梁，以及工业厂房、民商用建筑、发电厂、LNG储存罐等众多领域，

3、前期工作场地条件

(1)场地道路通畅，能够满足运输护筒、机械设备车辆，以及汽车吊进入；

(2)施工用电接通，三级配电系统已完善，且变压器容量及各配电箱开关容量能够满足大功率振动锤(功率120KW)工作需要；

(3)施工用水贯通，能够满足供水需要，对于地质条件不好，容易造成桩孔坍塌的区域，引入泥浆护壁时需要水源；

(4)施工控制点已经引入工地周围，并且能够通视，满足全站仪及水准仪放点需要。

4、施工流程及主要质量控制点

4.1测量定位

首先根据图纸尺寸计算出每根桩的理论坐标，使用全站仪，按照理论坐标放出控制桩位，钉好钢筋桩、拉十字线（十字交叉法）引出定位点，确定桩位，复核无误后，报监理桩位验收后，方可进入下道工序施工。

4.2护筒选型与就位

4.2.1护筒长度选择根据地勘报告的土质状况，对于海岸冲蚀阶地地下流砂现象较普遍，如遇到软弱土层和流砂层，护筒长度要适当加长，可以穿越流砂层，对流砂起到隔离作用，同时避免成孔以后出现坍孔现象。

4.2.2护筒就位需要吊车配合，先将护筒平放于地上，利用撬杠移动护筒使管壁穿过振动锤的夹具，此时夹具处于打开状态。管壁穿过后，启动液压阀台上的操作开关，夹具即可牢牢的夹住护筒，然后起吊按照预先确定的点位对中调整就位。

4.3沉护筒过程控制

沉护筒是利用电动机带动成对偏心块作相反的转动，使它们所产生的横向离心力相互抵消，而垂直离心力则相互叠加，通过偏心轮的高速转动使齿轮箱产生垂直的上下振动，从而达到带动护筒贯入土体的目的，其中振动锤的工作原理与炼铁原料系统的振动筛基本一致。沉压过程，要不断用水平尺测量护筒

的垂直度，以保证护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，超出范围要及时调整。待护筒基本与自然土面处于同一标高时，结束沉压过程，马上测量护筒顶标高。

4.4成孔

旋挖机就位，钻头自护筒定位点钻入取土，机械操作室具有电子显示屏，可以显示钻入的深度、钻杆X/Y轴偏位数值，以便及时调整。现场根据每次钻头内倒出的土质类型，综合钻入的难易程度，可以判断已经到达的土层。成孔时控制钻进速度，根据不同地层采用不同钻进参数，并一直检查钻机桅杆的垂直度，保证成孔后垂直度偏差＜1％。成孔后要立即测量孔深，作好记录。一般钻至距离设计孔底1.5m～2m时停钻移机转入扩孔工序，等扩孔工序完成后钻机再进行回钻清孔至设计孔深。以上为干作业成孔，另外，对于地下水位较高和土层稳定性不好，极易造成坍孔的位置，也可以选择泥浆护壁成孔工艺。

4.5承力盘旋扩工艺

此工序尤为重要，也是较普通灌注桩而言特有的工序，成盘质量的好坏直接影响桩基的承载力，所以对承力盘的质量控制是最为关键的环节。

4.5.1承力盘类型

4.5.2承力盘腔旋扩核心工艺控制

扩盘装置通过桩孔下放至设计成盘位置，液压旋扩臂慢慢沿水平方向打开，并不断旋转，旋转速度与水平方向的打开速度必须配合到位，扩盘装置上的合金刀片被压入土体，通过旋转逐步对土体进行切削，旋扩臂达到水平方向最大值时，旋扩工作完毕。对于强风化岩层，旋扩一个空腔需要30min左右。通过实践证明，边挤压边旋转切削形成的空腔较密实，基本不会出现承力腔坍塌情况。

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，根据地层变化和旋扩情况及时调整旋扩速度。

4.5.3承力盘盘径质量控制要点

①旋扩时，机载显示屏同步反映孔内旋扩机头工作状态，能够显示反映盘位深度、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观察旋扩作业情况。旋扩完毕，将显示屏拍照存档,以便备查。

②盘径二次复查有两种方法，一种可以将旋扩机钻头下放至扩盘位置，通过显示屏查看扩盘装置能否自由打开，如果不能打开，则说明有坍孔现象，需要再次扩盘；第二种，可以通过盘径检测装置下放到相应位置，判断检测盘径是否坍孔。

③承力盘径允许偏差：-4%。

④旋扩完毕后，钻机进行二次回钻清孔至设计孔深。桩孔成型后必须清除孔底沉渣，清孔后孔底沉渣厚度，对于端承桩不得大于50mm。

4.6导管压力要求及安装要点

(1)导管第一次使用前，须进行水密性及压力试验。导管的安装；根据施工工艺要求，采用内径300mm，厚度为4mm的导管，导管要有足够的刚度和强度满足施工要求，导管与导管之间采用螺旋连接，采用“○”型橡胶密封圈密封，并做水密性试验。向拼装好的导管内灌入70﹪的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力，进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax，具体计算过程如下：

其中——开导管灌筑首批混凝土的需要量，计算为0.57m3；

——导管内径，325mm；

——首批混凝土要求达到的桩孔灌筑深度，经计算为1.5m；

——导管埋入混凝土的深度，一般取0.8～1.2m，计算取1m；

——管底至孔底的高差，一般取0.4m～0.5m，计算取0.5m；

——桩孔截面积，直径600桩=3.14×0.3×0.3=0.28m2；

——孔内混凝土到达高度时，导管内混凝土与导管外水压平衡

所需高度，计算为2.08m；

——雨季灌筑混凝土顶面至孔内水面的高差，按防城港镀锌场地实际水位取5m；

——孔内水或泥浆的密度，，；

——混凝土拌合物密度，。

4.7混凝土浇筑技术要点

(1)开始灌注砼时，要在漏斗底口设置隔水球塞或挡板，导管在桩孔内的位置应保持居中，导管底端离井底距离为300-500mm。

(2)确保首灌量要使导管埋入砼中0.80m以上，同时，观察孔内返浆情况，同一根桩要连续灌注，并经常测量砼面上升高度，随着孔内混凝土的上升，需逐节拆卸导管，导管拆卸时要清提、慢放，防止刮提钢筋笼。灌注完毕后要及时清洗导管，特别是连接部位。拆下的导管应立即洗刷干净。导管埋入混凝土的深度不得小于1m并不要大于3m，严禁将导管提出砼面；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。当混凝土面接近钢筋骨架时，放慢灌注速度，混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的深度。

(3)桩基浇筑混凝土时，必须连续浇筑，中途不得停顿，最长不超过8h，必要时可以加入监理工程师认可的缓凝减水剂。导管在混凝土埋深为2-6m，经常检测混凝土面距护筒顶距离，对比导管长度，勤拔导管。水下砼浇注高度比设计桩顶标高多灌1.0m以上。混凝土浇筑完毕后，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。

(4)砼接近设计桩顶标高时，要准确测量其高度，准确计算并控制最后一次灌注量，使砼顶面标高不小于设计要求。灌注结束后，要立即起拨导管，冲洗归拢检查好，以备下次再用。

(4)砼灌注是钻孔灌注桩施工的关键过程，质检员要现场监督、验证，灌注结束后，质检员要填写《混凝土灌注记录表》，并报请监理、业主签字认可。

(5)试块制作、养护、试验由第三方实验室进行。

5、结束语

三岔双向挤扩灌注桩的施工技术核心在于变截面承力盘成盘过程，成盘的质量直接影响到桩基承载能力的大小。随着该类桩的逐步推广，相对应的施工技术研究显现出举足轻重的作用，本文从工艺实施各个环节的重点给予了论述，但具体还需在后续实践中进一步摸索和总结。

参考文献

1GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范

2中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ94-2008建筑桩基技术规范.中国建筑工业出版社.2008.4.22

3中国工程院.中国工程科学.国内统一刊号CN11-4421/G3.高等教育出版社有限公司

4中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ171-2009三岔双向挤扩灌注桩设计规程.中国建筑工业出版社.2009.10