長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁的施工

王國岐

摘要：長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁是一種節能減排樁型，該樁成孔過程中，通過大轉矩動力頭實現擠壓排土的鉆孔方式，與普通長螺旋鉆孔排土量相比，減少了2/3～3/4，增強了孔壁巖土的密度。孔底成孔深度方向相關巖土位置，根據設計需要，可進行擴孔施工，采用壓灌混凝土方式進行灌注，利用擴孔鉆頭中螺旋擴孔翼，將擴孔所擠壓切削下來的巖土通過鉆具葉片逐漸向地面輸送，保證了成樁混凝土的質量，該樁具有承載力高、沉降量低、排土少、成本低等優點。

關鍵詞：擠壓擴孔；節能減排樁；壓灌混凝土

1.技術背景

在現有的建筑樁基礎施工中，長螺旋壓灌注混凝土樁和復合載體夯擴樁被廣泛使用。長螺旋壓灌注混凝土樁是一種側摩阻樁，樁的設計主要以側摩擦力承載為主。它具有適應地質條件廣、施工效率高、施工殘土多、樁端含有虛土、單樁承載力偏低、沉降量大、灌注混凝土充盈系數大、施工成本高等特點。通常采用群樁作為承載支承點的設計方案，可應用于高層建筑樁基礎。復合載體夯擴樁是一種端承載樁，樁的承載設計主要以樁底部球形復合載體為主，它具有單樁承載力高、沉降量小、施工效率低（一臺班施工8～10根）、樁徑小（一般φ400mm～φ500mm），樁長短一般10m之內，施工有振動、噪音等特點，它是一種非排土樁型，具有節能減排的優勢，適應于多層和中高層的建筑用樁基礎。為了優化建筑樁基礎，既推廣節能減排，優化環境，又能適合不同建筑物對樁基礎的要求，長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁填補了這項空白。

2.施工原理及施工過程

長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁是通過長螺旋擠壓擴孔樁機和混凝土輸送泵按照長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁施工工法來實現的。長螺旋擠壓擴孔樁機是由行走總成、機架平臺總成、配重、主卷揚機、副卷揚機、斜支桿、塔架總成、動力頭總成、變徑法蘭、液壓回轉器、標準擠壓排土鉆具、螺旋擠壓擴孔鉆頭等組成。機架平臺總成上布置著液壓操作系統總成、電氣控制系統總成、操作室、導向滑輪組、護筒總成、塔架總成、斜支桿底部支撐、副卷揚機、主卷揚機、配重等。液壓回轉器一端通過變徑法蘭與動力頭總成輸出法蘭相聯，另一端通過標準擠壓排土鉆具與螺旋擠壓擴孔鉆頭相連。液壓回轉器的固定體通過連接耳板固定在動力頭總成上，固定體上的進出油管接頭通過高壓膠管與操作室內旋轉油缸控制系統相連，液壓回轉器內腔鋼油管通過高壓膠管，經過標準擠壓排土鉆具芯管內腔與螺旋擠壓擴孔鉆頭內旋轉油缸進出油口相連。動力頭總成通過滑輪組由主卷揚機鋼絲繩拉動，沿塔架總成軌道做豎向移動。混凝土輸送泵經過混凝土輸送管與動力頭總成中空主軸上壓注砼器相連。標準擠壓排土鉆具的外徑和芯管直徑與螺旋擠壓擴孔鉆頭（擴孔翼閉合狀態）的外徑和芯管直徑尺寸相同。長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁的施工遵循長螺旋鉆孔壓灌注混凝土樁的施工方法。螺旋擠壓擴孔鉆頭始終埋在混凝土下面1.0m深左右，泵送混凝土的壓力值為3～4Mp，并保證提升鉆頭時要帶壓。由于螺旋擠壓擴孔鉆頭的擴孔翼打開后呈螺旋狀況，擴孔翼擠壓擴孔切削下來的巖土體在下部含壓力混凝土和鉆具旋轉的作用下，會沿著螺旋葉片的上表面逐漸輸向地表面，確保成樁的混凝土內無殘土存在。具體施工過程如圖1所示。

2.1長螺旋擠壓擴孔樁機就位，鉆頭對準樁位如圖1（a）所示

2.2啟動動力頭及主卷揚機順時針旋轉鉆具并向下釋放動力頭

此時螺旋擠壓擴孔鉆頭中擴孔翼處于完全閉合狀況，鉆具帶動鉆頭作擠壓排土式鉆進，直至設計深度為止。此時保證鉆具旋轉，如圖1（b）所示。

2.3主卷揚提升動力頭300～400mm左右，使鉆頭門打開

啟動混凝土輸送泵向鉆具芯管內輸送混凝土，觀察混凝土輸送泵壓力，當壓力增加時，啟動鉆頭內旋轉油缸控制系統，給旋轉油缸供油來打開鉆頭上擴孔翼，同時慢慢向上提升動力頭，觀察旋轉油缸控制回路的流量計量計和壓力表來確定完全打開狀況，隨著提升動力頭同時泵送混凝土，直至設計擴孔段高度后停止動力頭提升。改變鉆頭內旋轉油缸供油方向，使擴孔翼收回，觀察控制回路壓力表及流量計量計來確定擴孔翼完全閉合。繼續提升動力頭及泵送混凝土，直至地表面，停止動力頭和混凝土泵。如圖1（C）所示。

2.4向已灌好的樁孔內置放鋼筋籠，用振搗器將鋼筋籠壓入設計標高，如圖1（d），完成一次施工。

2.5長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁可以是一段或多段擴孔處，擴孔處直徑可比原直徑大200～400mm左右，如圖1（e）、（f）。

3.適用范圍

長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁適應于黏性土、粉土、砂土、含小礫石黏性土、黃土和強風化土等，樁徑在650～1000mm范圍內，樁長在30m之內，可用于交通工程、工業與民用建筑工程等領域。

4.結束語

長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁是一種新型節能減排樁，具有施工無噪聲、無振動、排土量小、沉降量低、樁承載力高、施工效率高等優勢，推廣長螺旋擠壓擴孔壓灌混凝土樁是現代市場的需要。

參考文獻：

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