帶擴大頭的樁機械如何施工

A. 樁基的種類有哪幾種以及各種類分別在什麼情況下用，各種類分別是如何施工的

樁的分類
工程技術的不斷發展，新型鋼樁和鋼筋混凝土樁在工程建設中用途越來越廣泛。而不同的樁型特點亦有不同。
按受力情況分類：
摩擦樁 —— 荷載絕大部分由樁周土的摩擦力承擔，而樁端阻力可以忽略不計的樁
基樁
端承摩擦樁 —— 荷載主要由樁身摩擦力承擔的樁
端承樁 —— 荷載絕大部分由樁尖支承力來承擔，而樁側阻力可以忽略不計的
摩擦端承樁 ——荷載主要由樁端阻力承擔的樁
按施工方法分類：
機械成孔樁
灌注樁 人工挖孔樁
沉管灌注樁
鋼筋混凝土樁
基樁 預制樁 預應力混凝土樁
鋼樁
水泥土攪拌樁
攪拌樁
其他化學材料攪拌樁
按樁的外型尺寸分類
長樁
基樁
短樁
中長樁
變截面樁
按沉樁方法預制樁可分為打入樁、壓入樁、振動沉入樁、旋入樁等。
預制樁按材料可分為普通鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝土樁。按樁截面形狀又可分為實心樁和空心樁，圓形樁和方形樁、異形樁等。接樁的方法有鋼板角鋼焊接，法蘭盤加螺栓聯結，硫磺膠泥錨固以及機械聯結（如插入楔塊、銷釘聯結）等。
混凝土灌注樁按施工方法可分為振動沉管灌注樁、弗朗克樁、鋼套管旋入沖抓成孔灌注樁、泥漿護壁成孔灌注樁、預壓孔打入灌注樁、預壓孔打入混凝土樁以及鑽擴孔混凝土灌注樁等。
弗朗克樁在歐洲流行甚廣，我國也有用此法施工的工程。這種方法適用於鬆散砂、礫及超固結粘土，樁身直徑30～60cm，樁長10～24m，管心錘重25～50kN，落距3～5m，單樁容許承載力可達1500kN。旋轉鋼管下沉成孔的灌注樁，在鋼管底部裝有經過淬火的鋼齒，可沉入至頁岩或砂岩層，直徑可達1.5米。鋼管用法蘭盤聯接,預壓孔打入混凝土樁是介於打入樁和灌注樁之間的一種樁型。其施工步驟是先將鋼制的傳力桿打入土中0.5～1.0m,然後拔出鋼傳力桿,往孔中灌注混凝土或砂漿,再將一根預制的鋼筋混凝土樁置於孔中, 打到預定深度,這種樁的承載力高於普通樁。
鑽孔擴底灌注樁，國內外都已廣泛地應用，用於住宅及高層建築。由機械成孔，直徑一般為0.6～2.5m，可一直鑽到堅硬密實土層或基岩，但在有砂或粉砂的地下水位以下鑽孔時，需要套管，有時將套管留在土中，或用膨潤土泥漿護壁。為增加樁端承載力，常在超固結粘土中設置擴大頭，擴大頭直徑約為樁身直徑的2～3倍。
對於打入樁，在砂土地基上打樁，將樁周邊砂擠密，擠密區內砂土的內摩擦角增大。對於中密或密實的砂，在打樁時會引起地表隆起。對於較鬆散的砂，打樁初期地表要下沉，每側下沉擴展的范圍距離相當於樁長。
在粘性土中打樁也會引起樁周土的重塑，抗剪強度會有臨時的降低，降低值可達到20%～50%。打樁後，抗剪強度會逐漸提高，有時甚至會超過原來的強度。打入樁使土內摩擦角相應增大，可通過標准貫入試驗確定樁側摩阻力。
在粘土中打樁也會引起地表面隆起，總隆起量大約相當於群樁總體積的一半。在深基坑內，打樁會引起坑底隆起。因周圍側向位移受到限制，基坑的隆起量就比較大。為減少隆起量，應在開挖前打樁（但需送樁，會降低打樁效率）。
淺埋的筏板基礎和不同樁長的摩擦樁，都可用於軟粘土層。補償筏基由於施工時挖除土方量與上部結構重量相同，因而土中應力影響范圍較小，基礎沉降甚小。而長摩擦群樁由於有可能影響范圍較大，引起地基的沉降變形量也大，這種情況下樁基礎並不一定比淺筏基礎方案好。因此應進行方案比較。
在粘土中的摩擦群樁中，樁間距一般不少於3D。當樁群的破壞方式從塊體破壞轉為樁破壞時，其樁間距應大於最佳樁距。
改變樁距尺寸，必然要影響承台尺寸。加大樁距可減少樁數，但承台尺寸卻要增加，這也會影響整個樁基礎的工程造價。
在群樁施工中，易造成樁偏離中心線，還需注意到打樁時土體之間相擠壓造成隆起及斷樁等問題。
如果樁尖持力層岩層的層理面傾斜得很陡，並有張開的橫向節理時，端承樁承載力的取值應慎重對待。
樁基承載力包括單樁承載力和群樁承載力，單樁承載力又根據承受荷載狀態的不同，分為豎向受壓樁、抗拔樁、以及承受水平方向力的樁。位於粘性土地基中的摩擦群樁還應考慮群樁效應問題。
總之，根據不同建築荷載要求及場地條件，可使用不同樁型，一些新樁型的發展，又有力地推動了上部結構的發展，為建築結構的設計提供了許多可選擇的方案

B. 什麼是擴大頭樁

樁在底部開始變截面加大(就是弧底的)，直徑比樁身加大的樁。也有在樁的中間間隔擴大的。

成孔主要是利用雙腰帶籠式鑽頭鑽進至設計標高的過程。在成孔過程中，主要控製成孔的垂直度，護壁的完整性，持力層岩面的確定。成孔是擴孔的基礎。

由於樁徑擴孔後，其樁底面積大大增加，形成下部孔窟，在清孔時，孔窟容易出現沉渣的大量沉積，因此，清孔是否徹底，直接影響成樁的效果。在清孔過程中，應用反循環進行清孔，將樁底的沉渣吸出孔外，以達到清孔的目的。

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在擴孔前，首先在地面將擴孔樁頭的所需參數確定後，再使用。成孔達到設計標高後，將鑽頭提起，更換擴孔鑽頭，將鑽頭通過鑽桿連接後，放到孔底位置，在主導鑽桿上標示擴孔前位置及擴孔所需位移值後，然後將鑽具上移提升，開鑽孔開始擴孔。

在擴孔過程中，擴孔底控制主要控制轉速、行程、鑽具的牢固性。鑽速控制主要通過控制鑽機的速度。由於擴孔鑽頭的刀具切削麵隨鑽頭的擴展加大，其作用荷載也增大，為確保鑽頭不變形，故要求勻速鑽進，並逐漸放下鑽桿，確保鑽進位移的穩定，達到擴孔效果。行程式控制制是控制鑽頭主軸滑道，以達到擴孔的目的。

因此，不同的擴孔樁徑，所使用的鑽頭不同，其位移值也不同。因此，在擴孔過程中，必須嚴格記錄行程數值，確保擴孔達到設計要求。鑽具的控制是鑽頭的穩定性控制，即確保鑽頭在鑽孔過程中的穩定性，牢固性。

在擴孔前首先應對鑽具進行檢驗，對上下翼刀具的剛度鉸接的牢固，主軸滑道收放靈活自如，在確保其性能良好後，才能使用。

C. 混凝土灌注樁施工工藝

1、施工工藝流程：

泥漿護壁鑽孔灌注樁施工工藝流程是：場地平整→樁位放線→開挖漿池、漿溝→護筒埋設→鑽機就位、孔位校正→成孔、泥漿循環、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導管→澆築水下混凝土→成樁。

2、泥漿護壁鑽孔灌注樁施工，在沖孔時應隨時測定和控制泥漿密度，如遇較好土層可採取自成泥漿護壁。

3、灌注樁的質量檢驗應較其他樁種嚴格，因此，現場施工對監測手段要事先落實。

4、灌注樁的沉渣厚度應在鋼筋籠放入後，混凝土澆注前測定，成孔結束後，放鋼筋籠、混凝土導管都會造成土體跌落，增加沉渣厚度。

因此，沉渣厚度應是二次清孔後的結果。沉渣厚度的檢查目前均用重錘，但因人為因素影響很大，應專人負責，用專一的重錘，有些地方用較先進的沉渣儀，這種儀器應預先做標定。

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人工挖孔灌注樁的施工程序是：

場地整平→放線、定樁位→挖第→節樁孔土方→支模澆築第→節混凝土護壁→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、垂直運輸架、起重卷揚機或電動葫蘆、活底吊土桶、排水、通風、照明設施等→第二節樁身挖土→清理樁孔四壁。

校核樁孔垂直度和直徑→拆上節模板，支第二節模板，澆築第二節混凝土護壁→重復第二節挖土、支模、澆築混凝土護壁工序，循環作業直至設計深度→進行擴底(當需擴底時)→清理虛土、排除積水，檢查尺寸和持力層→吊放鋼筋籠就位→澆築樁身混凝土。

D. 9、 簡述人工挖孔灌注樁的施工工藝過程。

人工挖孔灌注樁施工 人工挖孔灌注樁施工 灌注 1.人工挖孔灌注樁的特點 1.人工挖孔灌注樁的特點 人工挖孔灌注樁 人工挖孔灌注樁與鑽孔灌注樁相比具有機具設備簡單，施工操作方便， 佔用場地和空間小，無泥漿排出，對周圍環境及建築物影響小，施工質量可 靠，可全面展開施工，縮短工期，造價低等優點。因此，近幾年得到廣泛運 用，特別是在擴大頭的樁基施工中，人工挖孔樁施工更有其優越性，可以彌 補機械施工的一些不足。挖孔樁適用於無地下水或少量地下水，且較密實的 土層或風化岩層。若孔內產生的空氣污染物超過國家規定的標准，必須採取 通風措施，方可採用人工挖孔樁施工。 2.護壁厚度計算 2.護壁厚度計算挖孔施工應根據地質和水文地質情況，因地制宜地選擇孔壁支護方案報 批，並應經過計算，確保施工安全並滿足設計要求。護壁厚度計算見「路橋 施工計算手冊」 第三篇第 11 章 4.3 節人工挖孔樁護壁厚度計算。 現摘錄如下： 為了防止塌方，確保操作安全，大直徑人工挖孔樁多採取分段挖土、分段護 壁的方法施工。分段現澆砼護壁，一般取受力最大處，即地下最深段護壁所 承受的土壓力及地下水的側壓力，由計算確定護壁厚度。設砼護壁厚度為 t， 則可按下式計算： t≥KN/fc 或 t≥KpD/(2fc) 1 D/2 t h N------作用在護壁截面上的壓 力，N/m，N=pD/2； p-------土和地下水對護壁的最 H 大總壓力，N/㎡； γ-----土的重量，kN/m3； P γw-----水的重量，kN/ m3； H-------挖孔樁護壁深度，m； h------- 地 面 至 地 下 水 位 深 P P 度，m； D-------挖孔樁或圓形構築物 外直徑，m； 護壁受力計算簡圖 fc-------砼 的軸 心抗 壓強 度 設計值，Mpa； 當挖孔無地下水時： p=γHtg2(45°-φ/2) 當有地下水時： K--------安全系數取 1.65 p=γhtg2(45°-φ/2)+( γ-γw)(H-h) tg2(45°-φ/2) + (H-h) γw 算例：1.8m 直徑砼灌注樁，深 30m，用人工挖孔，砼護壁採用 C20 砼，每節 高 1m，地基土為粘性土，天然容重γ=19.5kN,內摩擦角φ=20°，地面以下 6m 有地下水，試計算砼護壁厚度。 解：最深段的總壓力為： 2 p=γhtg2(45°-φ/2)+( γ-γw)(H-h) tg2(45°-φ/2)+ (H-h) γw =19.5×6×tg2(45°-10°)+(19.5-10)(30-6)tg2(45°-10°) +(30-6)×10=409.15kN /㎡ 用 C20 砼，fc=10Mpa,D=1.8m，則有： t=KpD/(2fc)=1.65×409.15×180/(2×10×103)=6.1 ㎝ 注意：上述計算，fc=10Mpa 為 28 天的強度，實際是每天都要施工、現澆護壁 砼，不可能等待砼達設計強度再施工下節，所以計算的結果，不能照搬到實 際應用中，我們在東二環項目取護壁厚 20 ㎝，C30 砼，且配@200 ㎜φ8 鋼筋 是有道理的，這也是挖孔樁護壁常採用的數值。 3.施工方法 3.施工方法 3.1 施工前的准備工作 1) 在正式施工前，應具備以下工程資料。主要包括建築物場地的工程地 質和必要的地下水位資料；樁基施工圖紙會審紀要；建築場地地下管線（管 道）資料；主要施工機械及其配套設備的技術性能資料；樁基的施工組織設 計或施工方案以及樁基鋼筋混凝土所用建材（水泥、砂石、鋼筋）的質檢報 告。 2) 施工前要制定周詳的質量管理措施。在施工平面圖上應標明樁位、編 號、施工順序、水電線路和臨時設施位置；指定施工工序檢查程序；制定不 良天氣（雨季）施工的技術措施。 3) 人工挖孔樁施工中安全措施非常重要，施工單位必須高度重視，應做 到以下措施保障：孔內設應急爬梯供人員上下井；施工人員進入孔內必須戴 3 安全帽；使用吊籠、電葫蘆等應有安全可靠的自動卡緊保險裝置；開挖深度 超過 10m 時應配有通風設備；挖出的土石方應及時運離孔口，不得堆放在孔 口四周 1m 范圍內，機動車輛的通行不得對井壁造成安全影響；要注意安全用 電，井下照明應採用 12V 以下安全燈。 施工順 3.2 施工順序與施工方法 1) 挖孔灌注樁的施工順序 場地整平→放線、定樁位→挖第一節樁孔土方→支模澆灌第一節混凝土 護壁→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、垂直運輸架、 起重電動葫蘆或卷揚機、活底吊土桶、排水、通風、照明設施等→第二節樁 身挖土→清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑→拆上節模板、支第二節模 板，澆灌第二節混土→重復第二節挖土，支模、澆灌混凝土護壁工序，循環 作業直至設計深度→檢查持力層後進行擴底→清理虛土，排除積水，檢查尺 寸和持力層→吊放鋼筋籠就位→灌築樁身混凝土。 2）人工挖孔的施工方法 （1）開始挖孔前，要平整好場地，清除地表松軟土層和一切雜物，布置 好控制網，根據監理復合過的樁基位置，採用十字交叉法訂立每一孔樁的位 置，並在樁位外設置定位龍門樁。 （2）根據設計樁徑及護壁厚度在地面上放出開挖線，然後向下挖深 1m， 澆築混凝土井圈第一節護壁---鎖口砼。井圈應高出地面 20～30cm，且比護壁 厚度加厚 10cm，用以加強井口，以策安全。而後將樁位縱橫中心線測放到井 圈上，並測出孔口控制高程，以利於下部掘進的高程式控制制，且要求第一井圈 4 的中心線與設計軸線的偏差不得大於 2cm。 井圈高出地面還有利於防止地表水 在施工過程中進入井內。 （3）修築鋼筋混凝土井圈應保證護壁的配筋和混凝土澆築強度。上下節 護壁的搭接長度不得小於 5cm， 每節護壁在當日施工完畢後宜養護 24h 後拆除； 發現護壁有蜂窩、漏水現象時，應及時補強以防止造成事故。 （4） 進行第二節井孔土方開挖時，先從井口用垂球吊線找出井孔中心 點，並在井孔底部打一短木樁，將樁中心投影到木樁頂上，以此為據進行第 二節護壁的土方開挖。在開挖過程中應該密切注意地質狀況的變化。挖孔直 徑應按設計規定，挖孔過程中，應經常檢查樁孔尺寸、平面位置和豎軸線傾 斜情況，如有偏差應隨時糾正。對於孔內遇有岩石需採取爆破施工時，詳見 後面 3.4 節。 （5） 重復上述過程即可完成挖土護壁的工作，直至樁底設計高程。在 施工過程中，應該以每一節護壁為驗收步驟，合格後方可進行下節的開挖施 工。挖至設計標高時，孔底不應有積水，終孔後應清理好護壁上和孔底的渣 物，驗收合格後方可進行下步混凝土的澆築。 （6） 挖孔達到設計深度後， 應進行孔底處理。 必須做到孔底表面無松渣、 泥、沉澱土。如地質復雜，應釺探了解孔底以下地質情況是否能滿足設計要 求，否則應與監理、設計單位研究處理。 （7）在施工中還要安排專職技術人員監督開挖土層的地質狀況，並備有 人員應急上爬梯，遇見異常情況可及時處理，確保施工安全。 3) 混凝土的澆築 5 混凝土的澆築應在成孔後及時進行。孔內無積水方可不採用水下灌注砼 施工，不採用水下灌注砼施工時，要用漏斗串筒灌注砼，分層澆築，層厚 30 ㎝，機械振搗。關於鋼筋籠的加工、製作和安裝，以及混凝土的澆築、樁頭 處理，等同於其它常規灌注樁的施工，在此不再贅述。 4) 成樁質量檢驗 在施工中要求做到每根成樁應該具有鋼筋加工檢驗記錄，混凝土拌和物 質量記錄，混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。 3.3 人工挖孔樁施工過程中易出現的問題 1) 地下水問題。 地下水對人工挖孔樁的施工影響最大。當地下水位不大時可進行單樁樁 內抽水；當地下水位較大時可採用多樁同時抽水法來降低地下水；如果樁設 計深度不大時可考慮在場地四周設置井點排水。 2) 流沙層問題 人工挖孔樁在開挖時，如果遇到細砂、粉砂層地質時，再加上地下水的 作用，極易形成流砂，嚴重時發生井漏，造成質量和安全事故。因此要採取 有效可靠的措施。在流砂情況較輕時，可縮短挖孔層深，正常的 1 m 左右一 段改為 0.3～0.5 m，並隨挖隨檢隨護壁；在流砂情況較嚴重時，常用下鋼護 筒的方法，鋼護筒同鋼模板相似，以孔外徑為直徑，可分為 4－6 段圓弧。 3) 淤泥質土層問題 在遇到淤泥質等軟弱土層時，很容易發生護壁外圍泥砂塌落，如果地下 6 涌水量不 大，塌落不嚴重，一般可用木板模板支檔，同時用直徑 25mm 圓鋼 加固或鋼板套筒突擊成孔澆築混凝土護壁。必要時可同時縮短開挖深度。 3.4 人工挖孔樁嵌岩施工 1)爆破技術設計 挖孔樁入岩爆破宜採用小直徑淺孔微差爆破。挖孔樁掘進的主要特點是 只有一個狹小的自由面，四周岩體的夾制性很強。在掘進中，最重要也是最 困難的工作是在其斷面上先開一個掏槽。掘進工作面的炮眼按其位置和作用 可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼。掏槽眼的作用是形成掏槽作為第二自由面， 以利於其它炮眼爆破時提高炮眼利用率；輔助眼的作用是擴大和延伸掏槽的 范圍；周邊眼的作用是控制井巷斷面規格形狀。 （1）爆破參數確定 樁基入岩爆破參數不同於自由面大的隧道爆破參數，但可參照礦山豎井 開拓時的一些爆破參數。其實際值應根據所爆破的孔樁直徑、岩石的物理力 學性能、岩石的風化程度、岩石的結構組分、內聚力、裂隙性、特別是岩石 的變形性及其動力特性、以及所用炸葯的性能來確定。 ① 單位用葯量系數 孔樁入岩爆破的岩石為中、微風化，孔樁直徑為 Ф1.3-2.5m，加上護壁 厚度，直徑不超過 3.0m。周邊對所爆破岩石的約束力大。單位用葯量系數 K 如下表： 表一 岩石堅固性系數 岩石類別 （f） 單位用葯量系數 （g/ m3） 7 備 注 岩石堅固性系數 岩石類別 強-中風化 中風化 中-微風化 微風化 （f） 4-6 6-7 7-8 8-10 單位用葯量系數 （g/ m3） 1200-1600 1600-2000 2000-2400 2400-3000 備 注 如果孔樁的開挖直徑超過 2m，在爆破同樣岩石的條件下，單位用葯量系 數 K 值可降低 20-30%。 ② 炮眼間距 孔樁入岩採用手持式氣動鑿岩機鑽眼， 炮眼直徑 d=32-42mm， a= 15-20） 即 （ d，a=500-800mm。 ③ 炮眼深度與循環進尺 在小直徑孔樁入岩爆破中，岩石的周邊夾制力大，炮眼利用率低。一般 炮眼深度 L 取孔樁直徑 D 的 0.6-0.8 倍，即 L=（0.6-0.8）D。其中掏槽眼應 比周邊眼加深 100-200mm。 孔樁爆破炮眼利用率 η 一般可以達到 85-95%，則循環進尺 Lˊ=ηL= （0.85-0.95）L。 （2）炮眼布置 在小直徑孔樁爆破中，工作面通常按掏槽眼 3-4 個，周邊眼 7-13 個。其 中掏槽眼按照錐形布置，傾角 10-15°；周邊眼多用垂直眼，距孔樁護壁 100-200mm 均勻布置，但遇上有擴大頭的孔樁，則周邊應比擴大頭傾角小 5-10°，以保證擴大頭圍岩的穩定性及避免超挖。 （3）裝葯量計算 8 ① 每循環進尺所需用葯量 Q =K×D×L 式中：Q——每循環進尺用葯量（g）； K——單位用葯量系數，見表 1（g/m3）； D——孔樁掘進直徑，（m）； L——炮眼的平均深度，（m）； ② 單孔理論裝葯量 q q=Q/N 式中：q——單孔理論裝葯量（g）； Q——每循環進尺用葯量（g）； N——工作面炮眼數量，（個）； （4）裝葯量的分配 一般情況下，掏槽眼的葯量 qt 比周邊眼葯量 qb 多裝 20-25%。 qt=(1.2-1.25)q qb=(0.85-0.95)q 式中：qt——掏槽眼裝葯量，（g）； qb——周邊眼裝葯量，（g）； 2）爆破器材的選型 ① 炸葯 人工挖孔樁入岩段爆破施工總是存在岩層裂隙水及成孔護壁時下滴的滲 水，最好選用防水性好的炸葯，另外為了保證成孔護壁在爆破施工中的穩定 性，應選用爆炸威力適中的炸葯。可選岩石乳化炸葯，其抗水性好、葯卷易 於分割、威力適中；如選用 2#岩石銨梯，需對炸葯本身做好防水處理。 9 ② 雷管 孔樁掘進爆破應用電雷管網路，禁止使用導火索、火雷管起爆網路。電 雷管起爆網路的接頭一定要有良好的絕緣性，接點應離開泥水面。同時，為 取得較好的爆破效果，保護護壁的穩定性，應選用微差爆破使用的秒延期雷 管，周邊眼滯後掏槽眼起爆 0.1s 以上。 ③ 起爆器：可選用 MFJ—100 國產電容式起爆器，串聯起爆能力可達 100 發，充電時間 7-10s，供電時間 3-6ms，電源 1#電池 4 節。孔樁爆破每次起爆 的雷管都在 20 發左右起爆器要求體積較小，便於攜帶，結構組成簡單，因此 可選用 MFJ—100 或 JZDF—300—B 國產電容起爆器。 4.施工管理與組織 4.施工管理與組織人工挖孔樁施工過程中作業人數多，工序交叉多，為了保證入岩爆破安 全、順利進行應按以下程序進行組織管理。 4.1 施工管理 1）建立以項目部為指導的爆破作業指揮部，下設爆破總負責人、技術負 責人、安全員及各班組長，各專業工種持證上崗。 2）建立爆破器材集中收發制度，按工作量發料。多餘的爆破材料在當班 施工完成後，應及時上交給發放人員收回，做到集中發料、統一製作、統一 收回、集中保管，嚴格登記手續，避免爆破器材流入社會。 3）安排好作業時間、爆破時間並將爆破時間告示於周圍居民。 4）爆破總負責人負責施工組織、人員調配、生產安排，並對安全、生產 負全責。 5）技術負責人負責施工過程的技術工作，並監督安全和質量，全面指揮 10 爆破工作的實施。 6）安全員負責現場安全檢查，布置檢查爆破警戒。 7）爆破員負責起爆工作。 4.2 施工組織 孔樁入岩爆破通常採用爆破專業作業法或混合作業法。專業作業法即專 業班組專職從事爆破工作，負責鑽眼、清孔、裝葯、連線、爆破、通風、處 理瞎炮和啞炮，而鑿岩、清渣、出渣、成孔護壁由其他作業組負責。混合作 業法即鑽眼、裝葯、連線、爆破、處理瞎炮和啞炮由一組人負責，其餘工作 由另一組人負責。 5．安全技術措施 1) 爆破地震控制措施 孔樁入岩爆破對本樁及臨近孔樁的臨時支護和已澆築的樁芯混凝土都可 能產生影響。因此要求上節護壁砼澆築24小時才可進行下一節爆破。 2）孔口圍護措施 孔口四周必須澆築砼護圈---鎖口砼，應高出地面 0. 3m。孔內作業時， 孔口上面必須有人監護。挖出的土方應及時運離孔口，不得堆放在孔口四周 1m 范圍內，砼圍圈上不得放置工具和站人。孔內作業人員必須頭戴安全帽、 身系安全帶，特殊情況下還應戴上防毒防塵面具。利用吊桶運土時，必須采 取相應的防範措施，以防落物傷人，電動葫蘆運土應檢驗 其安全起吊能力後 方可投入運行。施工中應隨時檢查垂直運輸設備的完好情況和孔壁情況。 3）爆破飛石的控制措施 11 孔樁爆破工作面均在地表以下 10m 以外，在爆破孔樁口用竹笆或木模板 覆蓋，並加壓砂袋，以防止爆破飛石飛出地面。 4）孔中防毒措施 地下特殊地層中往往含有 CO、 SO2、H2S 或其它有毒氣體，故每次下孔前， 必須對樁孔內氣體進行抽樣檢測（可用快速檢測管），發現有害氣體含量超 過允許值時，應將有害氣體清除至化學毒物最低允許濃度的衛生標准，並采 用足夠的安全衛生防範措施，如設置專門設備向孔內通風換氣（通風量不少 於 25L/S）等措施，以防止急性中毒事故的發生。人工挖孔作業一旦發生人員 中毒、窒息等事故，必須在現場按應急措施規范要求實施搶救，根據情況及 時送醫院進一步搶救治療，並報當地建設行政主管部門和勞動、衛生部門， 以便採取相應措施。 5) 爆破炮煙的排除措施 炸葯爆破之後產生的炮煙均為有毒有害氣體，必須進行機械性強制通風 排煙，施工現場可利用鼓風機在井口進行壓入式通風排煙，或採用空壓機風 管在井底通風排煙。通風排煙的時間以清除工作面炮煙為准。 6）防觸電措施 施工現場的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作。用電設 備必須嚴格接地或接零保護且安裝漏電保護器，各樁孔用電必須分閘，嚴禁 一閘多用。孔上電纜必須架空 2.0m 以上，嚴禁拖地相埋壓土中，孔內電纜、 電線必須採用護套等有防磨損、防潮、防斷等保護措施。孔內照明應採用安 全礦燈或 12V 以下的安全燈。孔中操作工應手戴工作手套，腳穿絕緣膠鞋。 7) 爆破防漏電措施 12 孔樁入岩爆破在裝葯時，應特別注意防漏電，在裝葯前孔樁內所有的電 器設備應提升至地面。在裝葯時，雷管的腳線應短接，連接爆破母線時應保 證接頭良好的絕緣性，嚴禁拖地接觸泥水，雷雨天氣應停止爆破作業。 8）瞎炮的處理 在孔樁爆破作業完成、清除孔樁內炮煙後，檢查人員應下到工作面檢查 瞎炮情況，並及時按爆破規程進行處理。另外在清渣時發現瞎炮，應及時報 告項目部安排專業人員處理，禁止非專業人員私下處理。 9）爆破器材的安全管理措施 爆破器材屬於危險物品，應進行嚴格管理。 （1）嚴格爆破器材的領用、發放、使用及回收制度； （2）現場爆破器材應該分明別類，分別用木箱盛裝，專人上鎖保管，嚴 禁混裝。使用、運輸時應輕拿輕放，嚴禁碰撞；雷管在連母線前應短接，避 免接觸帶電體。

E. 什麼是擴大樁

對於承受豎直荷載的基樁設計要滿足兩個條件：一個是地基承載力（包括樁周摩阻力和樁端端承力）必須滿足設計荷載要求；另一個就是樁身的構造強度足夠，在承受荷載以後不會破壞。地基承載力由地勘單位在進行場地岩土工程勘察後，根據岩土試驗報告提供的相關岩土參數或者原位測試成果，按照有關規范的規定計算出建築場地中主要岩土層的地基承載力來，並根據建築設計提出的單樁荷載，提出可以作為樁端持力層的岩土層建議，如果建築設計同意了地勘報告的建議，那就根據設計荷載的大小去計算所需的基樁直徑和構造強度。例如某根樁的設計荷載是300噸，地基承載力是200噸，如設計採用常用的圓形樁，那麼樁的直徑就要在1.4米（圓面積是1.539平方）以上。但在樁身強度滿足要求的前提下，我們也可以採用直徑1米的等直徑圓形樁，但這樣地基承載力就只有0.875平米X200噸=175噸，不能滿足要求。這時我們可以把直徑1米的等直徑圓形樁的底部直徑擴大到1.4米就能滿足要求了。這種把等直徑圓形樁的底部擴大後使用的樁就是擴大樁（建築術語叫擴底樁，底部直徑擴大部分叫擴大頭），擴大頭的結構構造設計有具體規定。從以上可看出，採用擴大樁可以減少工程投資，節約成本。
擴底樁一般用於以端承力為主的大直徑（直徑0.8米以上）的樁基。擴大樁可以採用人工挖孔，也可以用機械成孔，但在堅硬的岩石中用機械成孔比較困更難。由於這種樁的長度都比較小，所以大多採用人工挖孔。採用人工挖孔速度比較快（所有的基樁可以同時施工），比較直觀，所以施工質量也比較可靠。

F. 樁基礎施工過程

一、准備工作。

1. 測量放線。建立臨時施工控制網：為保證樁位定點的准確性，本工程擬採用外圍控制網及場內定點控制網的方法進行施工測量、定點；

參考資料：樁基礎工程方案-網路

G. 什麼是擴大樁

把等直徑圓形樁的底部擴大後使用的樁就是擴大樁（建築術語叫擴底樁，底部直徑擴大部分叫擴大頭），擴大頭的結構構造設計有具體規定。採用擴大樁可以減少工程投資，節約成本。擴底樁一般用於以端承力為主的大直徑（直徑0.8米以上）的樁基。擴大樁可以採用人工挖孔，也可以用機械成孔，但在堅硬的岩石中用機械成孔比較困更難。由於這種樁的長度都比較小，所以大多採用人工挖孔。採用人工挖孔速度比較快（所有的基樁可以同時施工），比較直觀，所以施工質量也比較可靠。

H. 打樁的施工過程

1、重錘自由下落。先用卷揚設備將重錘提起，使其具有足夠的重力勢能，重錘釋放後作自由落體運動，其全部重力勢能轉變為動能。

2、重錘與樁的完全非彈性碰撞。由於重錘與樁之間相互作用的沖力極大，樁所受到地面的阻力可忽略，碰撞時重錘與樁的總動量保持守恆。根據動量守恆定律，有mv=(m+M)V，其中m與v為重錘的質量和其碰撞前的速度，M為樁的質量，V為重錘和樁在碰撞後的共同速度。

3、重錘與樁共同運動。它們共同的質量為m+M，初速度為V，所遇到的土壤阻力比其重力大很多，重力可忽略。利用碰撞後重錘與樁的剩餘動能，使它們克服土壤的阻力作功而進入土層。

(8)帶擴大頭的樁機械如何施工擴展閱讀：

打樁的方法

1、錘擊法

利用樁錘的沖擊能量克服地基土對樁的阻力，而將樁打入到預定深度，適用於軟塑或可塑的粘性土層。使用的主要設備有樁架、樁錘、動力設備等。常用的樁錘有落錘、單動汽錘、雙動汽錘和柴油錘等四種。落錘的錘體用鑄鐵做成，重量為250～2000千克，用人力或卷揚機提升，靠錘體自由下落的沖擊能量打樁。

其優點是結構簡單，但打樁速度慢。單動汽錘是利用蒸汽或壓縮空氣的能量提升錘體，靠錘體自由下落的沖擊能量打樁;錘體重量為1500～10000千克，每分鍾錘擊次數為25～30次，是較為常用的一種樁錘。

雙動汽錘是汽缸固定在樁頂，靠蒸汽或壓縮空氣的能量推動錘體在汽缸內上下運動： 因其沖擊頻率高，不僅可打樁，還可拔樁，被廣泛應用於打樁施工。柴油錘有桿式和筒式兩種，其工作原理與柴油發動機汽缸的原理相似，打樁效率也較高，也是較為常用的一種樁錘。樁錘的重量是打樁施工中的重要參數。

打樁宜用重錘輕打，落距不宜太大，以免將樁頂打裂，或使樁頂以下1/3樁長范圍內產生水平裂縫;輕錘重打，錘擊動能很大部份被樁身吸收，工效低，還易於打碎樁頭。因此，錘重應根據土質、樁重和樁的類型慎重選用。

打樁時為避免先打入的樁被後打入的樁推擠而發生水平位移，要合理安排打樁順序。多排樁時，可逐排改變推進方向; 同一排樁，可間隔跳打;大面積打樁時，一般從中間先打，逐漸向四周推進。

2、振動法

打樁時，把大功率的振動打樁機安裝在樁頂上，利用振動力來減小地基土對樁的阻力。在沙土中打樁效率很高，也可用於沉、拔鋼板樁和鋼管樁。

3、射水法

也稱為射水沉樁法。是錘擊法與振動法的一種輔助方法。利用高壓水流，通過安裝在樁側面或空心樁內的射水管，沖松樁尖周圍的土層，達到減少樁下沉阻力的目的。一般用於沙土層中，效率很高。當樁尖下沉到距設計標高約1～1.5米時，應停止射水，用錘擊法或振動法將樁沉到設計標高。

4、壓樁法

藉助樁架自重及樁架上的壓重，通過滑車換向將樁壓入土中。壓樁法可以減少錘擊或振動打樁時噪音以及對地基土和鄰近建築物的振動，適用於較均質的軟土地基。在沙土及其它堅硬土層中，由於阻力過大而不宜採用。

由於壓樁架高度的限制，每一根樁需分節壓入，所以接頭較多，採用硫磺膠泥作為膠結劑的接樁新工藝，已獲得成功和推廣。

I. 擴底樁孔施工技術

1.擴底鑽頭的基本結構

(1)擴底鑽頭的張開方式

1)反循環回轉鑽頭擴底方式(圖2-23):

圖2-23 反循環擴底鑽頭張開方式

上開式:在規定的擴底深度處，把擴底翼板由上向下打開擴底。上開式鑽頭形式簡單，加工方便，主要用於穩定土層。

下開式:在規定的擴底深度處，把擴底翼板由下向上打開擴底。下開式鑽頭結構簡單，加工方便，擴底角小，成孔可靠性好，適用於較復雜地層，但切削扭矩大。

滑降式:擴底翼板沿著傾斜的固定導架下滑的同時，緩慢切削而形成擴底部。滑降式鑽頭結構復雜，加工困難，擴底直徑調節范圍小，但不重復切削孔壁，成孔可靠。

推出式:擴底鑽頭繞偏心軸回轉，並沿直徑方向推出而形成擴底部。推出式鑽頭的結構非常復雜，主要用於潛水鑽。

圖2-24 鑽斗鑽擴底方式

2)鑽斗鑽擴底方式(鑽頭整體不下移，原位張開擴底，圖2-24):

原位推出式:將具有12°的傾斜擴底翼板向外側推出後進行擴底的方式。

原位滑降式:將擴底刀刃沿著傾斜12°的固定導桿滑降後進行擴底的方式。

原位下開和水平推出式:將上部關閉的擴底翼板緩慢地按下開方式打開後進行擴底的同時，將下部的擴底刀刃向外側水平推出進行擴底的方式。

(2)擴底鑽頭的基本結構

1)YKD系列液壓擴底鑽頭(圖2-25):該系列鑽具包括鑽頭、泵站、控制台和回轉接頭，屬三翼下開型。通過地面液壓控制、檢測裝置，可准確控制鑽頭翼片開合量，隨時測定擴底直徑，方便精確。適用於鑽孔任意深度擴徑。鑽頭裝有副翼，可調節擴底段直徑。切削具磨損後可更換。適用於各種砂土層、粘土層，粒徑小於100mm有膠結性的砂礫卵礫層，Ⅳ級以下風化基岩，反循環回轉鑽進，鑽(基孔)擴(底)兩用。

圖2-25 YKD系列液壓擴底鑽頭

圖2-26 KDJ-1500型擴底鑽頭

圖2-27 鑽斗擴底鑽頭

2)KDJ-1500型擴底鑽頭(圖2-26):鑽頭屬三翼上開型。藉助軸向力，導向軸作上下軸向移動，實現擴底翼片的收斂與伸張，通過軸套與軸的內外方形截面傳遞扭矩。鑽頭直徑與長度(m):Φ0.9×2.2(收斂)，Φ1.5×1.3(張開)，最大行程440mm，擴底段孔底中心角160°，過渡段長度不大於0.65m。適用於砂質粘土層，正、反循環回轉鑽進，擴底專用。

3)鑽斗擴底鑽頭(圖2-27):該擴底鑽頭與短螺旋大直徑鑽孔機配套使用，由擴孔刀桿、推土板、支撐架、鑽筒滑塊、對開斗門和斗門開關彈簧壓桿機構組成，鑽頭外徑900mm，最大擴孔直徑為2600mm，每次取土量為0.25～0.30m³，最大鑽深為28m。該擴孔鑽頭的特點是:可完成擴孔、取土、棄土等各個工序，結構簡單可靠，效率較高;可把平孔底切削成圓弧底，承載力進一步提高;滑塊行程大，增大了鑽筒的存土空間，刀桿能可靠地縮回原位，避免卡鑽和破壞孔壁的現象;採用頂桿壓縮彈簧開關斗門機構，能自行排土，不需人工輔助;根據土質情況可選用不同的刀齒或刀片，適應性能好;對開斗門底部帶有一對清除孔底虛土的刀片，配有擴孔到位的警報器，可有效地掌握擴孔尺寸。

小結

1.鑽孔技術是根據岩土工程要求，選擇相應的鑽孔設備、鑽進方法和工藝，向地下鑽出不同直徑、深度和角度的鑽孔。岩土工程施工中鑽孔技術作為一種重要技術手段大量使用。

2.依據鑽孔(工程孔)施工成孔的規律，可以對工程孔施工方法按照不同的方式分類如孔內有無循環介質、破碎孔底岩土的方式、從動力所在位置、直接破碎岩土的工具等。依據現代基礎施工中對鑽孔的特殊要求，形成了工程孔施工和其他鑽進技術不同的特點。對於單個鑽孔來說，主要的特點是:口徑大、深度淺、所鑽地層多為軟土。對於一個施工項目來說，主要的特點是:工程孔數量多、孔間距較小。對於工程孔施工方法來說，主要的特點是:方法多、鑽機功能多樣。從施工條件來說，主要的特點是:施工受多方面的條件限制，如環保，作業的地上、地下空間等。

3.無循環回轉鑽進是鑽進破碎下來的鑽屑不依靠沖洗介質循環水力排除，而是由鑽機、鑽具機械繫統提升排除鑽屑，最有代表性的兩種方法是螺旋鑽進和鑽斗鑽進。螺旋鑽進分為長螺旋和短螺旋鑽進，由於兩種方法對破碎下來的鑽屑排除方式上的不同，這兩種方法在特點、適用條件和工藝參數上也有不同。在工藝參數上要注意:長螺旋鑽進中轉速具有雙重功能，既影響鑽頭的鑽進效率，又影響輸送鑽屑的效率。鑽斗鑽進適宜在粘性土中干作業鑽成孔。鑽斗集破碎岩土和儲存鑽屑功能於一身。常用的鑽頭有錐底式、沖擊式、鎖定式、底開式、半合式及擴底式等。旋挖鑽機一般用於大口徑短螺旋和鑽斗鑽進，鑽機採用的是多用途模塊式設計，由於鑽進和排渣交替進行，採用了一種能夠快速升降鑽斗的特殊結構的伸縮鑽桿。

4.正循環回轉鑽進工藝技術成熟，沒有任何地層限制，由於正循環上返流速低，多適用於800mm以內的孔徑。鑽進工藝上要根據地層的軟硬選擇合適的鑽頭，在工藝參數上要根據地層條件和鑽頭類型確定合適的鑽壓、轉速和沖洗液量。

5.反循環回轉鑽進在大口徑條件下，由於上返流速高，排渣效果好，因而鑽進效率高。該方法對鑽孔直徑沒有限制。目前常用的反循環回轉鑽進的類型有泵吸反循環、壓氣反循環和射流反循環。泵吸、噴射反循環鑽進工藝在50m以內孔段效率很高;氣舉反循環鑽進工藝，在淺孔內不能使用或效率很低，隨著孔深的增加，鑽進效率逐漸提高，至200m以上孔深，鑽進效率保持穩定。在鑽頭類型和工藝參數(鑽壓、轉速)的選擇上和正循環類似，但要注意反循環回轉鑽進的特點。

6.鋼繩沖擊鑽進是最古老的一種鑽孔方法，特別適用於有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、岩層等，因而仍在國內外大量使用。沖抓鑽進在腐殖土、淤泥、堅密性粘土、砂土、流砂、鬆散及軟硬相差較大的岩層均可使用。

7.擴底樁孔施工法是一種特殊的樁孔施工方法，其目的是為了提高樁的承載力。擴底樁孔主要依靠擴底鑽頭來實現樁孔底部的擴大，回轉擴底鑽頭主要擴底方式有上開式、下開式、滑降式和推出式;鑽斗鑽擴底方式有原位推出式、原位滑降式和原位下開和水平推出式。

復習思考題

1.螺旋鑽進的工作過程和適用條件。

2.鑽斗鑽進的工作過程和適用條件。

3.正循環回轉鑽進的工作過程、適用條件及鑽頭選擇原則。

4.反循環回轉鑽進的工作過程、實現方法及適用條件。

5.沖擊鑽進的工作過程和適用條件。

6.沖抓鑽進的工作過程和適用條件。

J. 旋挖機挖井樁擴大頭施工工藝

成孔後，澆築混凝土，再進行夯擴比較合理。不宜採用爆擴。