摘 要：通過擠擴(kuò)支盤灌注樁在浙江諸永高速公路溫州段10標(biāo)橋梁基礎(chǔ)中的應(yīng)用和實(shí)踐，主要論述了該種新型灌注樁施工的工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)，可為類似工程提供一些參考。

　　關(guān)鍵詞：橋梁;擠擴(kuò)支盤灌注樁;基礎(chǔ);施工技術(shù)

　　Abstract: through the application of squeezed branch pile in Zhejiang Wenzhou Expressway, Zhu Yong paragraph 10 standard bridge base and practice, discusses the process and techniques of the new types of pile construction, can provide some references for similar projects.

　　Key words: bridge; squeezed branch pile; base; construction technology

　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104(2012)

　　擠擴(kuò)支盤灌注樁又稱為多級(jí)擴(kuò)盤灌注樁、多支盤鉆孔灌注樁，按其受力形式分有承壓式、抗拔式兩種。此類樁是在原有直孔灌注樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，發(fā)展初期主要應(yīng)用于房屋建筑工程，近年來已逐步向公路、鐵路等交通建設(shè)工程領(lǐng)域推廣普及。其基本原理是在直孔樁成孔體上增設(shè)多個(gè)外擴(kuò)的支盤結(jié)構(gòu)，經(jīng)灌注成樁后通過這些支盤與周邊土體的接觸面承壓力和摩阻力，改變了直孔樁的受力機(jī)理(見圖1)，成為摩擦端承樁，其單樁的承載力和穩(wěn)定性較之相應(yīng)的直孔樁提高顯著。通過此類樁的應(yīng)用，總體達(dá)到縮短樁長、減小沉降、節(jié)省投資、縮短工期的目的。

　　支盤結(jié)構(gòu)是擠擴(kuò)支盤灌注樁與普通等截面灌注樁的主要區(qū)別，同時(shí)也增加了樁基的總體施工技術(shù)難度，特別是增加了成盤、成樁質(zhì)量控制難度。本文以諸永高速公路溫州段10標(biāo)項(xiàng)目承壓式擠擴(kuò)支盤灌注樁施工為例，對(duì)該項(xiàng)施工技術(shù)作一敘述。

　　1 工程概況

　　浙江諸(暨)永(嘉)高速公路溫州段10標(biāo)項(xiàng)目位于浙南地區(qū)，實(shí)物工作量以橋隧工程為主。其中，部分橋梁樁基設(shè)計(jì)為承壓式擠擴(kuò)支盤灌注樁，總數(shù)160根，樁長40～60m不等，按地質(zhì)情況設(shè)有兩種樁型：Z1型樁在樁頂以下15m處變徑，由1.2m樁徑變?yōu)?.0m，變徑段主筋根數(shù)不變，鋼筋直徑由25mm變?yōu)?2mm，上下3m范圍內(nèi)箍筋間距加密至10cm，支盤直徑1.9m、平均間距5m，最低支盤距樁底2m;Z2型樁在樁頂以下15m處變徑，由1.5m樁徑變?yōu)?.2m，變徑段鋼筋布置同Z1類樁，支盤直徑2.5m、平均間距6m。同時(shí)，支盤結(jié)構(gòu)根據(jù)地層地質(zhì)條件分別設(shè)有承力盤、十字支、預(yù)設(shè)盤3種類型，通常是每隔2～4個(gè)承力盤設(shè)1個(gè)十字支或預(yù)設(shè)盤。承力盤、十字支見圖2，預(yù)設(shè)盤直徑略小于承力盤，在設(shè)計(jì)層面上為應(yīng)力儲(chǔ)備之用。

　　2 成孔、擠擴(kuò)設(shè)備選擇

　　結(jié)合工程實(shí)際，主要選用GPS-15型正循環(huán)鉆機(jī)成孔，并配備φ1.0m、φ1.2m、φ1.5m三種相應(yīng)主樁樁徑(含變徑)的鉆頭;選用PZJ-800、PZT-3000型擠擴(kuò)支盤機(jī)成盤，并配備相應(yīng)支盤直徑的支盤器。支盤器的工作原理是通過控制液壓裝置使弓壓臂向周邊土體有組織地施加三維靜壓，以擠擴(kuò)成各種類型的支盤(見圖3)。

　　3 施工工藝流程及主要技術(shù)措施

　　3.1 主樁成孔

　　主樁成孔工藝與普通鉆孔灌注樁基本相同，本文僅予以簡述。成孔工藝流程為：施工準(zhǔn)備→樁位放樣→鉆機(jī)就位→護(hù)筒安設(shè)→泥漿制備→驗(yàn)收開鉆→鉆進(jìn)成孔。當(dāng)樁的中心距≤2D時(shí)，宜間隔施工，亦可在相鄰支盤樁灌注完成6h后進(jìn)行施工。

　　本工程主樁為兩級(jí)變徑樁，則應(yīng)先成孔上部15m的較大直徑段，達(dá)變徑處標(biāo)高后，再換較小鉆頭下孔定位繼續(xù)鉆進(jìn)，成孔下部變徑段。鉆孔時(shí)，應(yīng)保護(hù)好現(xiàn)場設(shè)置的軸線、高程定位樁，并經(jīng)常予以校核。終孔后，應(yīng)及時(shí)檢查孔深、孔徑、孔斜度、泥漿比重、沉渣厚度和變徑處標(biāo)高、變徑同心度，合格后方可進(jìn)入支盤擠擴(kuò)作業(yè)。

　　3.2 支盤擠擴(kuò)

　　擠擴(kuò)支盤灌注樁中約60%的承載力是由支盤承擔(dān)的，支盤擠擴(kuò)質(zhì)量直接影響成樁質(zhì)量。為此，支盤質(zhì)量控制是此類樁質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。而支盤質(zhì)量控制主要在于正確、規(guī)范操作支盤器，即通過支盤器在孔內(nèi)進(jìn)行的定位、擠擴(kuò)、提升、定位的一連串循環(huán)作業(yè)，從孔底到孔口自下而上地將各個(gè)支盤逐一擠擴(kuò)成型。

　　3.2.1 定位

　　支盤器經(jīng)吊桿逐節(jié)連接并下放至孔內(nèi)支盤設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，通過吊桿節(jié)數(shù)及桿體上的標(biāo)線掌握和調(diào)整支盤器定位標(biāo)高及弓壓臂首壓方向。

　　3.2.2 擠擴(kuò)

　　支盤器定位后，啟動(dòng)液壓裝置撐開弓壓臂對(duì)井壁土體進(jìn)行擠擴(kuò)。支盤必須放置在設(shè)計(jì)選用的持力層內(nèi)，而不同地質(zhì)的持力層的抗壓強(qiáng)度、彈性模量也不相同。為此，擠擴(kuò)過程中應(yīng)記錄擠擴(kuò)次數(shù)及通過壓力表讀取歷次擠擴(kuò)壓力值，并將其與設(shè)計(jì)提供的預(yù)估擠擴(kuò)次數(shù)及相應(yīng)的理論壓力值作對(duì)比，以驗(yàn)證實(shí)際地層地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)勘測(cè)地層地質(zhì)情況是否相符。若不相符，應(yīng)變更支盤的位置或結(jié)構(gòu)類型，嚴(yán)禁將支盤設(shè)在軟土層內(nèi)。

　　不同的支盤結(jié)構(gòu)類型有不同的擠擴(kuò)成型過程。其中，承力盤是在支盤標(biāo)高平面上，以支盤器軸心為圓心，經(jīng)多次旋轉(zhuǎn)并擠擴(kuò)而成的;十字支是支盤器的弓壓臂先在一個(gè)方向擠擴(kuò)，再旋轉(zhuǎn)90°擠擴(kuò)而成的;預(yù)設(shè)盤與承力盤擠擴(kuò)成型過程基本相同，其區(qū)別是擠擴(kuò)時(shí)弓壓臂無須完全撐開。

　　擠擴(kuò)過程中泥漿頂面將出現(xiàn)明顯下降，一定程度上反映了成盤體積和擠擴(kuò)質(zhì)量。為此，每個(gè)支盤擠擴(kuò)成型后，應(yīng)及時(shí)測(cè)量并記錄泥漿變化量，測(cè)量后應(yīng)立即補(bǔ)充泥漿，保持水頭壓力(水頭壓力通常應(yīng)保持在高于地下水位1.0m以上)，方可進(jìn)入后一個(gè)支盤的擠擴(kuò)作業(yè)。

　　3.2.3 提升

　　前一個(gè)支盤擠擴(kuò)成型后，通過提升吊桿將支盤器提升至后一個(gè)支盤設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，定位后進(jìn)入該支盤的擠擴(kuò)作業(yè)。

　　3.2.4 監(jiān)控

　　擠擴(kuò)時(shí)，應(yīng)指派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行旁站，對(duì)每個(gè)支盤施作時(shí)的支盤器定位、旋轉(zhuǎn)角度、擠擴(kuò)次數(shù)及壓力、泥漿變化量，以及支盤器提升高度(即支盤間距)等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并形成記錄。成盤后，使用電阻式井徑儀對(duì)支盤進(jìn)行檢查，承力盤的環(huán)寬、支面積、盤高、盤間距、擠擴(kuò)比，十字支的支長、支寬、支高、支面積應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

　　3.2.2 清孔

　　支盤擠擴(kuò)作業(yè)全部完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔。清孔工作直至孔徑、盤徑檢查合格。清孔完成時(shí)，泥漿比重宜小于1.15。

　　3.3 鋼筋籠、聲測(cè)管設(shè)置

　　清孔完成并經(jīng)檢測(cè)合格后，立即向孔內(nèi)布置鋼筋籠和聲測(cè)管。

　　3.4 水下砼灌注

　　灌注前應(yīng)進(jìn)行二次清孔。初灌時(shí)導(dǎo)管距孔底不大于0.5m，初灌量應(yīng)保證灌入砼面高出導(dǎo)管底部1.0m以上。 圖5 三維掃描檢測(cè)設(shè)備和圖形

　　水下砼坍落度不應(yīng)小于18cm，宜采用18～24cm。應(yīng)連續(xù)灌注水下砼，中途不得停頓，防止塌孔。

　　3.5 成樁檢測(cè)

　　擠擴(kuò)支盤灌注樁的成樁檢測(cè)主要有聲測(cè)管檢測(cè)和三維掃描檢測(cè)兩部分。聲測(cè)管檢測(cè)與普通灌注樁相同，本文不再贅述。三維掃描檢測(cè)則是使用專用的三維掃描檢測(cè)設(shè)備對(duì)成樁樁體進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)成果(見圖5)更為清晰、直觀地顯示成樁結(jié)構(gòu)尺寸，可與聲測(cè)管檢測(cè)結(jié)果相互驗(yàn)證。

　　4 結(jié)語

　　浙江諸永高速公路溫州段10標(biāo)項(xiàng)目完成的160根擠擴(kuò)支盤灌注樁，經(jīng)檢測(cè)部門檢測(cè)，均為Ⅰ類樁，其中主樁及支盤位置、尺寸均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。實(shí)踐證明，此類樁型只要在嚴(yán)格主樁施工工藝的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握支盤器性能并施以正確、規(guī)范的操作，施工質(zhì)量的可控度和穩(wěn)定性還是較高的，值得推廣應(yīng)用。

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