浅析扩底灌注桩及钢管柱施工工艺

摘要：近年来，随着我国城市建设的飞速发展，AM工法全液压、可视可控旋挖扩底灌注桩凭借其先进的施工技术被广泛运用于各类建筑过程中。本文就AM工法全液压、可视可控旋挖扩底灌注桩和HPE液压插入机插入永久性钢管柱的施工工艺展开探讨，以供广大同行做参考。

关键词：扩底灌注桩；钢管柱；施工工艺

前言

随着我国建筑业的加快发展，传统的灌注桩因其施工工艺质量难以保障、速度慢、对环境污染大等缺点而难以达到业主对桩基工程的工程质量、工程速度及环境保护的要求。但一种新型桩基施工技术――AM工法全液压、可视可控旋挖扩底灌注桩以其先进的施工技术、安全可靠的质量得到广泛使用。HPE液压垂直插入钢管柱也是一项新的施工技术，与施工难度高、周期长、危险性大的传统人工安装钢管柱相比，更具有运用价值。

1.AM工法全液压、可视可控旋挖扩底灌注桩的施工

1.1施工特点

AM工法旋挖扩底灌注桩由电脑自动操作、显示整个旋挖扩孔全程，操作员在操作室内利用“魔力铲”自带的探头和感应设备就能直观、清楚地把钻孔、扩孔的全过程监控下来，根据显示器反馈的操作信息可及时调整钻头，使扩孔效果达到最优，以保证桩身质量的稳定性。已达到智能化的AM工法旋挖扩底灌注桩成桩速度快、承载力高、施工周期短，具有良好的经济效益和社会效益。

1.2施工工艺流程

1.2.1埋设护筒

护筒采用10～20mm的钢板制作，上部设1～2个溢浆口，为稳定孔口土体，护筒埋深应不小于3.0m，护筒回填夯实，以达到保持稳定性的目的。为了扩底钻头更顺利入孔，避免碰撞到孔壁，护筒直径应大于桩直径20cm。埋设护筒时，护筒与周围垂直，且其中心与桩位不得产生超过2cm的偏差。位于地下水位较高处时，为能使稳定液液面高度提升，还应适当提高护筒口标高。

1.2.2钻机就位

在受到场地地形条件限制的情况下，可在施工中采用2～2.5cm厚度的钢垫块塞住钻机履带，以防止施工中旋挖钻机的移动，从而保证其钻杆垂直度。之后拉引十字线，使旋挖钻机与十字线两者的中心互对齐。钻机就位时，调整钻机水平度，使其钻杆中心对准桩位，通过此操作方法，能有效的保证桩位偏差在允许范围之内。

1.2.3等直径挖孔

给钻杆换上等直径的旋挖钻头，旋挖钻头的直径长度视项目工程和土质状况来决定。钻进中钻进速度也要随着地质条件的不同而进行合理调整，孔内稳定液亦要做及时补充，使液面高度高于地下水位50cm，以保证孔壁的稳定。

1.2.4扩底施工

等径钻旋挖到设计桩底标高后，应及时更换扩底铲斗进行扩底作业，以防止坍孔及沉淀过厚。钻机上的可视装置要在扩底作业前录好扩孔直径、深度等数据，反复检测核实录入设计尺寸与实际打开尺寸无误后，方可进行扩底施工。在扩底作业中，操作员通过监视系统来控制钻头斗容积和扩孔量，达到减少沉渣的目的。旋转挖掘的同时还应不断适量地注入稳定液，控制提升、下降扩底钻头的速度，保持缓慢平稳的提升、下降状态，避免孔壁因受到稳定液波动而带来的冲刷。

1.2.5制作、安装钢筋笼

钢筋笼的制作与安装都应严格遵循施工设计要求和规范规定，钢筋笼可整体也可分节制作，分节长度应控制在1800cm以内，这样既可以保证钢筋笼的整体质量亦可以方便整体吊装。主筋与主筋制作中搭接焊或机械接头均可采用。钢筋笼安装时，同一截面搭接应小于50%。吊放钢筋笼时应整体与声测管同步下放到孔内，每节钢筋笼与每节声测管的长度相吻合。并以缓慢的速度下放钢筋笼，避免碰撞孔壁或将钢筋笼碰撞变形。

1.2.6安装导管、二次清孔

安装完钢筋笼后，接下来的工序就是安装导管。为避免钢筋笼被卡挂，导管应吊放在中间，匀速缓慢沉放，导管与孔底保持3～5m的距离。采用气举反循环兼正循环的方式进行清孔。清孔前，如孔底沉淤过多或超过规范要求时，采用气举反循环进行；如无沉淤或沉淤较少时，可采用气举正循环清孔。气举反循环清孔的机具包括送风管、出水机、气水混合器、空气压缩机等，二次清孔多采用气举反循环清孔。

1.2.7混凝土的灌注

清孔结束立即灌注混凝土，且是连续灌注，初灌料应大于5m?，初凝时间以6～8小时为宜，在灌注中，施工人员要随时检查灌注混凝土的数量和孔内混凝土的上升数值，随时控制导管埋入深度，发现超过埋管深度后应立即拆除导管。混凝土灌注的充盈系数控制在1.05～1.2之间。

2.HPE液压插入机插入永久性钢管柱的施工

2.1施工工艺流程

2.1.1HPE液压插入机定位

混凝土灌注完成后，立即进行复核桩位，接着将HPE液压垂直插入机械的定位器中心，然后利用定位器对HPE液压插入机进行就位、定位。HPE液压插入机可自动、手动调整垂直度，达到要求后即可将钢管柱插入孔中。

2.1.2HPE液压插入钢管柱

将钢管柱吊放至HPE液压插入机内，保持钢管柱的垂直度，利用液压插入装置的压力将钢管柱插入混凝土内，完成插入后应复测钢管垂直度，确定无误并满足设计要求后，即对钢管柱进行抱紧固定。

2.1.3钢管柱四周回填碎石

钢管柱插入完成后，对钢管柱四周至柱顶需均匀填入碎石，同时还要将孔内泥浆排除，以免因填入过多而导致钢管柱弯曲、偏位。

2.1.4下放钢筋笼

由HPE液压插入机抱紧钢管柱，下放钢管柱内的钢筋笼，将钢筋笼固定在钢管柱上口，接着采用导管进行钢管柱内的混凝土灌注，灌注至钢管柱顶标高以下2～3m即可。

2.1.5拔除钢护筒

钢管柱内的混凝土达到初凝后，用细砂回填钢管柱上口，用易密实的砂土或碎石回填其余部位，将钢护筒拔除，并清理干净。

2.2施工过程的质量控制

2.2.1混凝土浇注施工的质量控制

为保证正常灌注，保障工程的质量，混凝土在灌注前扩展度不小于45mm，坍落度控制在200mm～220mm之间。因为是采用HPE液压插入机施工，为此要求采用超缓混凝土，在进行配合比设计时，宜选用高性能的高效缓凝减水剂。根据多个此类桩的施工过程总结出缓凝时间易控制在72小时。

2.2.2钢管柱吊装施工的质量控制

起吊钢管柱时，应先试吊以便确认钢管柱是否挂劳，制动器及起重机的稳定性、可靠性是否良好后，即可继续起吊。起重机行走时，应缓慢转弯，当路面曲折不平时，不可转弯；当转弯半径较小时，应分次转弯，以免发生倾覆。

3.结语

AM工法旋挖扩底灌注桩和HPE液压插入机插入永久性钢管柱均是机械、智能操作，减少了人为因素带来的误差，减少了人工作业造成的安全风险，提高了施工工程的实效性，具有广阔的应用前景。

参考文献

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