2023年挤扩灌注桩加固软土地基在工程上的应用.doc

挤扩灌注桩在水工工程的应用 摘 要 挤扩灌注桩是近些年开展起来的一种地基加固技术，但在施工工艺和质量控制等方面仍有些不成熟和注意不到的地方，下面结合东营地区的地质情况，和近来的工程实践经验，对该工艺的经济效益、工艺及质量控制等做一些探讨，以利于该工艺的推广和应用。 主题词 挤扩灌注桩 软土地基 扩孔 承载力 挤扩灌注桩是我国近几年才开展起来的一项新技术，由于该工艺的特点近几年在东营地区得到认可和推广。挤扩灌注桩是在长螺旋钻成孔后,向孔内下入专用的液压挤扩支盘成型机，通过地面液压站控制该机的弓压臂的扩张和收缩，按承载能力要求和地层土质条件，在桩身不同部位挤压出对称分布的扩大支腔或近似的圆锥盘状的扩大头腔后，放入钢筋笼，灌注混凝土，形成由桩身、分支、分承力盘和桩根共同承载的桩型。它可在粘性土、粉土、砂性土、强风化岩、残积土中挤扩成支盘，也可在卵砾石层的上层面挤扩成盘。对于粘性土、粉土或砂土交互分层的地基中选用支盘桩是较适宜的。下面结合参建的沙营污水处理厂改建工程以及其它一些工程挤扩灌注桩，分析一下该工艺的优缺点和应注意的问题。 1东营地区的地质特点： 东营地区位于黄河入海口，地质地貌是黄河千百年来携带泥沙于入海处流速减缓逐年沉积而成，属第四代最新沉积层。土料大局部为轻粉质砂壤土及中、重粉质壤土，塑性指数在8~11之间。由于地层是多年沉积而成，且地势较低〔海拔5~10m〕，地下水位较高〔地下水位在原地面以下1.0~1.5m〕，地层中含有软弱粘土夹层，且垂直上成层性较强,地基承载力变化较大。〔自然承载力0.08~0.15Mpa〕因此，挤扩灌注桩应用于黄河三角洲地区工程中，较好的利用了这种地质特点，发挥了各地层的承载能力，提高了地基综合承载力。 2工程应用 挤扩灌注桩具有单桩承载力高、成孔成桩工艺适用范围较广、低噪声、低振动、泥浆排放量减少、节约本钱、缩短工期、挤扩效率高等优点，因此，近几年来被广泛应用于民用建筑、市政、道路、港口、水利、桥梁等软土地基处理。 2.1增加地基综合承载力 增加地基承载力是挤扩灌注桩的最根本用途。挤扩灌注桩是在普通圆柱形钻孔中用挤扩装置，充分利用东营地区地层垂直变化的特点，通过液压形成分岔及分承力盘的空腔的同时也把腔体周围的土体挤密；该挤密后的土体与随后灌入直孔内和岔盘腔内的混凝土紧密的结合成一体。这样能较充分的发挥桩土共同承载作用，提高桩侧摩阻力和岔盘端阻力，从而使桩的承载力大幅度的增加。 2.2增加结构物的抗拔力 增加结构物的抗拔力也就是增加其抗浮力是挤扩灌注桩不同于桩根底的一个显著优点。东营地区地势较低且地下水位较高，存在着较大的地下水浮力，这就可能对结构物的正常使用造成影响。使用挤扩灌注桩来处理地基那么可以防止这个问题。挤扩灌注桩通过钢筋笼很好的和结构物连成一个整体，再加上分承力盘的存在可以大大增加灌注桩与周围土的摩擦力，抵消水浮力，从而保持结构物的稳定性，这是粉喷桩等无法相媲美的。 3施工设备及工艺 机具设备主要包括直孔桩成桩设备，如泥浆设备、正循环钻机、护筒等及DX扩孔装置。 挤扩灌注桩的施工工艺流程如下： 桩定位放线 埋设护筒 机具就位 主桩成孔 机具移位至下一桩位成孔 将液压扩孔机吊入已成孔内 按设计位置挤扩分支、承力盘 清孔 下钢筋笼 下导管 二次清孔 灌注混凝土 清理桩头 4工艺讨论 挤扩灌注桩是在普通灌注桩完成钻孔之后利用液压挤扩装置在桩身设计位置依靠弓臂的扩张与收缩实现扩孔的目的，因此必然有其工艺自身的缺点，在施工过程中一定要加以注意和防止。 4.1挤扩灌注桩的分承力盘是靠液压挤扩装置将土体向周围挤压而形成的，整个施工过程在地下进行，人员无法预见其挤扩后形成的分承力盘形状。一般来说分承力盘的成型形状与土质、挤扩次数、泥浆性能指标有很大关系。 4.1.1土质 ① 假设该地层为砂性土或粉性土，那么挤扩效果可能不是很好。砂性土和粉性土的坍塌性比拟大，在挤扩装置的作用下其作用力范围内的土层就有可能发生松散而导致扩孔处出现塌孔现象，造成不必要的浪费，最主要的是其抗拔力和承载力将会被削弱，达不到预期的效果。 ② 假设该地层为粘性土，那么扩孔时周围土层在强大压力作用下可能出现缩孔或扩孔处回弹。其图示如下： ③ 假设扩孔位置周围土层土质不均匀，有硬土层和软土层，那么扩孔后可能出现桩下部倾斜。其图示如以下列图： 4.1.2挤扩次数 挤扩灌注桩的分承力盘在理论上应该为两个倒扣漏斗状，但在实际操作时与理论存在着一定的差距。挤扩装置共有三个弓臂，挤扩时，三个弓臂完全张开，相邻两臂间夹角为120°。，也就意味着如果想将分承力盘扩成倒扣漏斗状，必须将挤扩装置均匀转动，而此装置的转动主要靠人工，每一次转动的角度不可能都一样，这就有可能有漏扩的地方，形成的桩自然也就没有理论上理想。因此，这就要求事先一定要根据弓臂的宽度和设计桩径算出最少的挤扩次数，在实际操作过程中只能比这个次数多而不能少。 4.1.3泥浆性能指标 在整个灌注桩施工过程中,泥浆性能指标是最重要的一个因素，可以说泥浆性能指标能否满足要求直接关系到挤扩灌注桩成桩的合格与否。 挤扩灌注桩是在主桩成孔后，利用液压挤扩装置挤压土体形成，整个挤扩过程大约需要30分钟。由于东营地区属于多年沉积地区，多为粉性砂土，而对于使用原浆的工程，挤扩过程相对来说比拟漫长，在这段时间里泥浆就会迅速下沉沉积在孔底，造成孔内大局部泥浆比重过小，而出现塌孔。 针对上述情况，在主桩成孔完成扩孔开始前要及时检查泥浆比重，保证泥浆性能指标满足要求。在挤扩过程中孔内泥浆面势必会下降，这时就要及时补充泥浆，防止塌孔。扩孔完成后及时测量孔深和孔底沉渣厚度，不满足要求时要进行二次清孔，直到满足要求为止。 4.1.4由于挤扩灌注桩分承力盘是挤压土体形成，如果相邻桩间距较小且标高不同，那么在施工时相邻桩之间可能互相挤压形成桩身倾斜或缩孔。因此在施工时千万要注意。对于此种情况可以采用间隔打桩法。具体图示如下： 5结语 5.1泥浆性能指标在挤扩灌注桩整个过程中都起着非常重要的作用，因此在施工过程中一定要保证泥浆性能各项指标满足施工要求。 5.2由于土质对成桩质量有着很大的影响，在施工前一定要做好地质勘探，了解施工现场土质情况，施工过程中采取必要的预防措施，防止意外情况发生。 5.3对于挤扩灌注桩其分承力盘对提高桩的综合承载力和抗拔力都起着非常重要的作用，因此在施工过程中一定要提高扩孔质量。 5.4挤扩灌注桩的设计参数及承载力计算公式尚需进一步完善。 5.5挤扩力还需增大，以便在硬土层中挤扩。 总之，挤扩灌注桩与普通钻孔灌注桩相比，减小了桩径，缩短了桩长，加快了施工进度，单桩承载力也到达了设计要求，并且节约了大量投资。因此，随着挤扩灌注桩施工工艺的进一步成熟，钻桩设备的进一步改良，检测手段的进一步提高，挤扩灌注桩工艺会得到更好的推广和应用。 参考文献： 1挤扩灌注桩技术规程.山东省建筑设计研究院、济南市建筑设计研究院有限责任公司、华东石油大学.2023年. 2 地基根底设计与施工标准.中国建筑工业出版社.1985年 5