爆擴(kuò)灌注樁施工工藝

爆擴(kuò)灌注樁施工工藝概述爆擴(kuò)樁是是用鉆機(jī)成孔，樁下端爆擴(kuò)成擴(kuò)大頭的就地澆灌混凝土的短樁。樁體包括樁柱和擴(kuò)大頭兩部分用樁承臺(tái)吧爆擴(kuò)樁頂部連成整體基礎(chǔ)。爆擴(kuò)樁在粘土層中使用效果較好，但在軟土層中不宜成型，在碎石或砂土中也難于成型，在持力層復(fù)雜、巖溶土洞較多的地區(qū)不宜采用。在地下水位以下時(shí)施工需要套管。一般當(dāng)?shù)鼗韺訛檐浫跬翆?，深度?.5~7m以內(nèi)有較好的地基持力層時(shí)，在山區(qū)巖層起伏土層層厚薄不均時(shí)，可考慮采用爆擴(kuò)樁。爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)與深埋實(shí)體式基礎(chǔ)相比，具有造價(jià)低，土方量少，節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，與打入樁相比，爆擴(kuò)樁施工簡(jiǎn)單，操作方便。但爆擴(kuò)樁施工要求嚴(yán)格，不便于檢查質(zhì)量，特別要防止樁身偏斜和樁外形尺寸上等缺陷等質(zhì)量事故。爆擴(kuò)樁按其形狀可分為單樁、并聯(lián)樁、葫蘆柱樁等，如圖61所示。1．材料和和樁型爆擴(kuò)樁所用的材料，對(duì)樁柱、擴(kuò)大頭和承臺(tái)，其混凝土標(biāo)號(hào)不宜低于150號(hào)，對(duì)預(yù)制承臺(tái)粱不低于200號(hào)。受壓樁的鋼筋一般采用I級(jí)鋼，當(dāng)受偏心荷載、水平荷載或者受有抗拔力時(shí)宜采用II級(jí)鋼筋。按樁的排列一般可分為以下幾種樁型：（1）單樁：當(dāng)剛度和穩(wěn)定性都能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求時(shí)，可采取單樁基礎(chǔ)如圖6-1a所示。（2）并聯(lián)樁：當(dāng)樁基中樁數(shù)布置較多時(shí)，為了縮小承臺(tái)面積，在垂直于彎矩作用平臺(tái)方向可采用并聯(lián)樁，如圖6-1b所示。（3）葫蘆柱樁：當(dāng)?shù)鼗翆泳鶆驎r(shí)可采用葫蘆柱樁，因?yàn)檫@種類型的樁承載力較單樁為大，如圖6-1c所示。（4）斜樁：樁頂需承受較大的水平力時(shí)需采用斜樁，如擋土墻基礎(chǔ)，預(yù)應(yīng)力臺(tái)座基礎(chǔ)等，如圖6-1d所示。（5）排樁：當(dāng)上部荷載較大，須布置較多樁數(shù)時(shí)，可采用排樁如6-1e所示，平面上呈方形或梅花樁排列。（6）群樁：對(duì)基礎(chǔ)平面尺寸較小或樁基承臺(tái)受到一定限制且樁數(shù)很多的構(gòu)筑物，如煙囪、水塔、筒倉等，采用一般的爆擴(kuò)樁有困難時(shí)，則可采用擴(kuò)大頭上下交錯(cuò)排列，如圖6-1f所示。2．樁柱直徑小直徑爆擴(kuò)樁一般取200~400mm，但不宜小于200mm，可根據(jù)建筑物的性質(zhì)選定：一般民用建筑直徑為250~300mm；工業(yè)廠房直徑為300~350mm；重型工業(yè)廠房可用到直徑為1200~1500mm。對(duì)于凈混凝土爆擴(kuò)樁的直徑宜采用d≥H/30。3．?dāng)U大頭直徑擴(kuò)大頭直徑一般為樁柱直徑的2.5~3.5倍，常采用3倍，但不宜大于3.5倍。4．樁位布置（1）群樁布置時(shí)，宜將上部結(jié)構(gòu)傳給樁頂?shù)暮奢d重心與群樁的型心重合，務(wù)使在豎向荷載作用下，群樁樁的各樁承受的荷載盡可能均勻。（2）樁的間距應(yīng)考慮爆擴(kuò)樁在爆炸時(shí)對(duì)其影響和充分發(fā)揮其單樁承載力出發(fā)，可根據(jù)不同地基土的性質(zhì)來選擇控制樁的最小間距。在硬塑和可塑狀態(tài)的粘土中不小于1.D在軟塑狀態(tài)的粘土或人工回填土中應(yīng)不小于1.8D（3）樁的布置，根據(jù)基礎(chǔ)的形式按以下原則設(shè)計(jì)。（a）獨(dú)立柱基：當(dāng)獨(dú)立柱基承受中心荷載時(shí)，樁的布置可采用行列式或棋盤式，樁距以等距離為宜。當(dāng)承受偏心荷載時(shí)，可采取不等距布置，彎矩平面內(nèi)樁距大一些，彎矩平面外樁距小一些，為了施工方便起見，一般宜按樁的的形心軸對(duì)稱布置。（b）條形基層：沿基礎(chǔ)或墻的重心線單行或成對(duì)稱布置。5．埋置深度從地表到擴(kuò)大頭中心的距離距叫樁的埋置深度，但樁距不宜大于4m。（1）樁的埋置深度應(yīng)大于當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度。（2）擴(kuò)大頭應(yīng)支承在較好的地基土層上，如硬塑或可塑狀態(tài)的粘土、輕亞粘土、大塊碎石類土、砂類土、非濕陷性黃土。（3）為不影響鄰近建筑物基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)和管網(wǎng)的正常工作，應(yīng)盡量使擴(kuò)大頭的標(biāo)高低于上述建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)底面1.5m以上。（4）要求爆擴(kuò)樁的擴(kuò)大頭在爆擴(kuò)時(shí)使地表不致產(chǎn)生振動(dòng)。（5）有時(shí)需按施工機(jī)具的可能性和現(xiàn)場(chǎng)施工條件決定決定爆擴(kuò)樁的埋置深度。對(duì)于承受水平力的爆擴(kuò)樁，其埋置深度應(yīng)大于樁在土中的嵌固深度（即擴(kuò)大頭高度），為了防止揚(yáng)爆發(fā)火時(shí)發(fā)生土塊揚(yáng)棄現(xiàn)象，樁的埋深至2m，建議民用建筑不小于2m，工業(yè)廠房不小于2.5m，抗拔樁不小于3m。當(dāng)?shù)鼗恋耐临|(zhì)均勻，且做持力層時(shí)，埋置深度不宜過大，一般以3~6m為宜。二、成孔爆擴(kuò)樁成孔的方法很多，常用的有人工、機(jī)鉆、打拔管和爆破成孔，各種成孔法的適用范圍見表6-1，其施工工序一般如圖6-2所示。1．爆擴(kuò)樁在成孔過程中須注意的幾個(gè)問題（1）在有地下水的情況下，樁孔應(yīng)一次形成，隨后立即引爆形成擴(kuò)大頭，然后澆灌混凝土，中途不得停歇。（2）飽和人工回填土、粘性土及淤泥狀態(tài)土，可用套管法爆擴(kuò)成孔，在爆擴(kuò)成孔后，立即用外徑鋼管放入樁孔內(nèi)，直至孔底，然后將大頭炸藥放入，壓上混凝土后把鋼管提升1m左右引爆，混凝土即下落，澆搗第二次混凝土?xí)r邊振搗邊將鋼管往上拔。（3）遇軟塑、流動(dòng)狀態(tài)的粘性土，樁孔深度應(yīng)穿過軟弱土層，并伸入下部堅(jiān)硬持力層不少于1.5倍擴(kuò)大頭具有比較規(guī)則的形狀，避免產(chǎn)生回落。（4）在寒冷地區(qū)冬季施工時(shí)，爆擴(kuò)樁可采用電熱溶化凍土法，在樁孔周圍打入直徑為20~28mm的鋼釬，打入深度同凍土厚度，然后通電（加壓380伏）加熱，待凍土全部融化后立即成孔。三、炸藥及爆擴(kuò)施工1．炸藥和炸藥用量爆擴(kuò)用的炸藥多為硝銨或TNT，平時(shí)應(yīng)妥善保管，防止受潮，濕度超過15%時(shí)（用手挫濕炸藥會(huì)沾手）的炸藥，即不宜使用，須得將結(jié)塊風(fēng)干并用木棍搗碎后，方可使用。擴(kuò)大頭施工的炸藥用量與大頭的尺寸和地基土的性質(zhì)有關(guān)，可近似地按下式估算:式中Q——炸藥用量10ND——擴(kuò)大頭直徑（m）K——土質(zhì)影響系數(shù)（見表6-2）2．爆擴(kuò)時(shí)振動(dòng)影響的范圍爆擴(kuò)對(duì)鄰近建筑物振動(dòng)影響，取決于振動(dòng)的速度和振幅，當(dāng)振動(dòng)速度V＜10cm/s或振幅值A(chǔ)<1mm時(shí)爆擴(kuò)大頭不會(huì)使臨近建筑物出現(xiàn)裂縫或破損，爆擴(kuò)振動(dòng)影響的范圍可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：式中R——振動(dòng)影響半徑（m）;a——土質(zhì)系數(shù)：軟塑粘土x=5.2可塑粘土a=3.8硬塑粘土a=1.5[A]——臨界振幅值（mm）一般采用[A]=0.75m、3．施工中應(yīng)注意問題(1)爆擴(kuò)樁距鄰近建筑物基礎(chǔ)邊距離應(yīng)大于兩倍擴(kuò)大頭直徑，并不小于2m。（2）擴(kuò)大頭的標(biāo)高應(yīng)低于臨近基礎(chǔ)底1.5m以上。（3）在堅(jiān)硬的土層中爆擴(kuò)時(shí)，可用消振孔減震，即在臨近建筑物和爆擴(kuò)樁之間鉆幾個(gè)孔徑為侹Φ75mm、孔底低于爆擴(kuò)樁埋深的空孔，這樣，爆擴(kuò)時(shí)會(huì)減少些振動(dòng)的影響。爆擴(kuò)樁擴(kuò)大頭在爆炸成型后，根據(jù)樁的埋置深度和樁與建筑物之間的距離，從現(xiàn)場(chǎng)觀察所得對(duì)鄰近建筑物的影響見表6-4。四、構(gòu)造與配筋1．一般構(gòu)造爆擴(kuò)樁根據(jù)不同受力情況，設(shè)置樁身構(gòu)造鋼筋，樁頂與基礎(chǔ)梁或承臺(tái)板之間須有錨固鋼筋，具體要求如下。（1）承受上拔力、水平力及軸心荷載的樁的構(gòu)造物如圖6-3所示。（2）預(yù)制和現(xiàn)澆基礎(chǔ)梁與樁的聯(lián)結(jié)，可用采用圖6-4方法。（3）現(xiàn)澆承臺(tái)板（梁）及單樁承臺(tái)的作法如圖6-5所示。2．配筋及保護(hù)層（1）軸心受壓爆擴(kuò)樁柱構(gòu)造鋼筋采用4Φ12，伸入樁柱內(nèi)的鋼筋長度不小于樁長的1/3~1/4，有時(shí)也可根據(jù)工程的實(shí)際情況，樁柱內(nèi)不配構(gòu)造鋼筋。（2）承受上拔力、水平力以及動(dòng)力荷載的樁，樁柱內(nèi)的縱向鋼筋不少于6Φ12，鋼筋應(yīng)伸至擴(kuò)大頭中心，并滿足鋼筋錨固長度的要求。（3）樁柱中的箍筋，一般用Φ6間距為200~300mm，以螺旋式箍筋較好。（4）鋼筋保護(hù)層，樁柱不小于25mm，最少為35mm。（5）承臺(tái)板配筋不小于Φ10，間距為200mm。（6）樁邊距承臺(tái)板邊的距離應(yīng)不小于100mm。表6-1爆擴(kuò)樁成孔方法的適用范圍名稱成孔方法適用地質(zhì)條件適用施工條件人工成孔法用洛陽鏟成孔用手搖鉆成孔黃土類土或不太太堅(jiān)硬的粘粘性土在沒有電和場(chǎng)地地不太平整整，適用于于大學(xué)面積積的施工機(jī)鉆成孔法用螺旋鉆機(jī)成孔孔透水性速度較小小的粘性土土大小面積均可施施工并適用用于斜樁打拔管成孔法用打樁機(jī)把樁管管打入土中中然后拔出出樁管而成成孔各種土質(zhì)條件和和地下水文文高的填土土適用用大面積施施工沖抓錐成孔法用沖抓錐沖擊和和抓土而成成孔堅(jiān)硬夾雜的粘性性土、大塊塊碎石類土土、砂卵石石類土大小面積均可施施工爆擴(kuò)成孔法用洛陽鏟或鋼釬釬打成導(dǎo)孔孔，放入炸炸藥管爆擴(kuò)擴(kuò)成孔沒地下水的粘性性土大小面積均可施施工并適用用于斜樁表6-2土質(zhì)影響系數(shù)K土的類別土的變形模量（10N/cm22）地基容許承載力力（10N/cm22）K土的類別土的變形模量（10N/cm22）地基容許承載力力（10/cm2）K坡積粘土坡積粘土，亞粘粘土亞粘土沖積粘土殘積可塑亞粘土土沉積可塑亞粘土土5001401341201802404.0——1.51.15~1..302.50.7~0.990.8~0.991.0~1.111.25~1..301.15~1..301.02沉積可塑亞粘土土黃土類亞粘土卵石層松散角礫稍濕亞粘土80——干容重干容重2.01.2~1.446.0—>1.35<1.351.03~1..31.191.07~1..180.94~0..990.80~1..001.00~1..20表6-3爆擴(kuò)成孔法的爆擴(kuò)參數(shù)土的類別土的變形模量（10N/cm22）樁身直徑（mmm）玻璃管內(nèi)徑（mmm）用藥量（10NN/m）未壓實(shí)的人工填填土軟塑可塑粘性土土硬塑粘性土黃土類土濕陷黃土狀亞粘粘土濕陷黃土狀亞粘粘土濕陷黃土狀亞粘粘土濕陷黃土狀亞粘粘土5030~150—

—————300300300300260~3000260~3900390~4400440~550020~21222520~2120~2122~2325~2830~330.25~0..260.28~0..290.37~0..38—————表6-4爆擴(kuò)大頭對(duì)鄰近建筑物影響觀察情況樁數(shù)n孔深H炸藥量Q距離R(m)情況描述H=5.8mQ=0.8kgg老廠基礎(chǔ)良好H=4.2mQ=1kg1.500原浴室為75號(hào)號(hào)磚4號(hào)石灰砂砂漿，除室室外明溝受受振動(dòng)產(chǎn)生生裂縫外，磚磚墻及灰縫縫均完好無無損n=81根H=3~4.55m