全液压可视可控扩底灌注桩施工工法

'全液压可视可控扩底灌注桩施工工法-结构理论全液压可视可控扩底灌注桩施工工法第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，中心即桩位，护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm，护筒长度为2.0~3.0m。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7～9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Φ250mm导管，导管使用前须经过压水试验，试水压力为0.6～1.0MPa，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。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ZL200720152047.5）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2～6m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