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摘要：本文主要介绍邢衡高速公路滏阳新河特大桥DX挤扩桩施工工艺及施工注意事项。
关键词：DX挤扩桩；施工
1.引言
1.1DX桩简介
“DX”桩也就是多节挤扩灌注桩(以下简称DX桩)，是由贺德新先生在总结了国内外桩基的基础上以新的理念于1998年研制开发出的专利技术。这种技术突破了传统挤扩桩所存在的诸多缺陷，它以其成盘腔的可靠性，对称性和稳定性，合理地实现了由桩身、承力岔、承力盘和桩基共同承载的，使摩擦桩成为摩擦兼多端支点承的新桩型，这种桩型改变了桩周土的受力状态，较大限度地挖掘了地基土的潜力，从而大大提高了桩的承载力，通过几年来大量实践证明DX桩在同类桩型中，具有显著优势。
DX桩，是一种变截面桩，是在钻孔后，向孔内下入专用的DX挤扩装置，通过地面液压站控制该装置的弓压臂的扩张和收缩，按承载能力要求和地层土质条件，在桩身不同部位挤扩出近似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、承力盘和桩根共同承载的桩型。
DX桩是伴随着DX挤扩设备发展而发展的，DX挤扩设备大致经历了三代，第一代三岔双向挤扩设备，第二代钻扩清一体化机，第三代旋挖挤扩钻机。我单位采用第三代的挤扩钻机进行DX桩的施工。
1.2DX桩特点
1.2.1成桩质量可靠
三岔双向旋扩装置独特的双缸双向液压结构设计理念，使旋扩臂呈水平运动方向旋扩挤压孔侧土体，成腔完整，施工差异性小，成桩一致性好。
1.2.2单桩承载力高
与普通直孔灌注桩相比，因DX桩增加多个承力盘，DX桩端承面积大幅度增加，所以，DX桩单桩承载力比普通直孔灌注桩大幅度提高。如φ800mm直径的桩增设φ2000mm的承力盘，DX桩承力盘的端承（截面）面积是直桩的5倍之多。故DX桩具备良好的竖向抗压能力和抗拔能力。
1.2.3节约成本、缩短工期
由于单桩承载力大大提高，一般而言与普通钻孔灌注桩相比，节约原材料20%以上，可节省桩基总造价20～30%，同时，相比较大直径钻孔灌注桩可缩短桩长，减小桩径或减少桩数，从而缩短工期。
1.2.4设计灵活、适应性强
DX桩可在多种土层中成桩，不受地下水位限制，并可以根据承载力要求采取增设承力盘数量来提高单桩承载力。
1.2.5施工过程可控
由于桩身承力盘腔是通过液压旋扩臂旋挤土体形成，仪表能显示出压力变化情况，因此，施工时能大致了解到土层软硬性，当发现与试桩首扩压力有明显差异时，可采取调整盘位或增设承力盘数量的措施，以确保单桩承载力，这是其它桩型施工无法做到的可控性特点。
经过近年国内外DX桩应用经验表明，DX桩是一种经济效果较显著的桩型。与直孔桩相比，其承载力大大提高，沉降小，技术经济效益显著，可以达到节约材料，降低工程成本的良好效果。
1.3适用领域
DX挤扩灌注桩可以在粘性土、粉土、砂土层、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该桩是较合适的。
在下列地层中不能使用该桩：
1）淤泥及淤泥质粘土层深厚，并在桩长范围内无适合挤扩岔、盘的土层。
2）沿海浅岩地层，即地表下软土层较浅，且其以下紧接为岩层，或虽然两者之间夹有硬土层，但厚度小，无法挤扩岔盘时。
3）由于承压水而无法成直孔时。
DX桩目前在十二个省市级地区的工程项目均已应用，包括：工业厂房、商住楼、发电厂及高速公路桥梁、中石油LNG储罐基础等领域。已完成100多项工程项目，完成总桩数5万余根。
2.本工程概况
邢衡高速公路滏阳新河特大桥位于河北省冀州市，为双向四车道高速公路，设计速度120Km/h，汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，特大桥设计洪水频率为1/300，起止桩号为K13+419.5～K16+119.5,全长2707m，结构形式为23×30m+（40m+55m+40m）+51×30m+（40m+55m+40m）+7×30m共87孔，结构形式为预应力混凝土组合箱梁加预应力混凝土现浇箱梁设计，与线路夹角为85°。下部结构0号桥台采用柱式台，87号桥台采用肋板台，24、25、78、79号桥墩采用薄壁墩，其余桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。
滏阳新河特大桥地质基本以粉土、软土、粉质粘土、粘土、中砂、细沙为主。承力盘设置在硬土层时厚度宜＞3d，桩基持力层为粘土及粉土时应≥2d，为砂土≥1.5d，为碎石土≥1d。本桥梁共372根钻孔灌注桩，其中0、24、25、73、74、75、76、78、79、87号墩台共60根采用钻孔摩擦桩，其余均312根采用DX挤扩施工工艺，DX挤扩桩盘径分别为2.5m、2.7m。
3.施工工艺流程
3.1施工工艺要点
DX桩是在直孔灌注桩施工流程中增加一道挤扩工序而成，根据地质情况，DX挤扩桩选用第三代的旋挖钻机成孔的钻孔方法，水下混凝土灌注施工。
3.1.1成孔施工
场地平整：场地要平整，且有一定硬度以免沉陷。
埋设护筒：护筒采用6mm厚的钢板加工成整体式全钢护筒，采用人工挖孔埋设护筒，护筒底部、四周所填粘质土对称分层夯实。
定位钻孔：采用全站仪测定桩位，先利用十字交叉法引出定位点，然后进行护筒开挖及护筒埋设，护筒设立后，再用十字交叉法将桩位引至护筒内，以保护桩位的准确性；护筒中心与桩位中心的偏差不得大于20㎜，并保证垂直。护筒口略微高出孔口地面，防止孔口漏水、坍塌。
采用旋挖钻机成孔，为确保孔位正确，减少偏差，钻机就位之前详细复核桩位，钻机就位之后保证钻架的平稳和牢固，钻机下如有薄弱土层采取加固措施，确保施工中钻架不发生移位。
钻机移动就位后，钻头准确对准桩位中心，同时再次核对钻机平台、钻杆的水平及垂直度无误，此时可以开机钻进。开孔时，采用慢进尺，保证开孔的钻孔垂直度，待钻过3～5m后，可恢复正常进尺速度。孔深、孔径必须达到设计要求，垂直度允许偏差不大于1%。
泥浆制备：成孔时制优质泥浆，严格控制泥浆比重及冲孔时间，根据地层选用合理的钻进参数，密切注意软土层的修孔，严防缩径桩或塌孔造成加泥桩。根据本工程的地质条件，采用旋挖钻机成孔，在挤扩承力盘期间至导管换浆清孔前，泥浆相对密度控制在1.2-1.3。
成孔：在钻孔过程中，随时监测泥浆的液面高度，当下降时及时补充泥浆，施工连续作业，不长时间晾孔。
3.1.2泥浆比重
成孔护壁泥浆可采用原土造浆，当采用原土造浆不能满足正常施工时，需用膨润土加以补充，以提高泥浆护壁功能。必要时采用人工制备泥浆。泥浆比重是成孔质量的保证，制备泥浆的性能指标应符合规范要求。
泥浆护壁应符合以下规定：
1）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.5m以上。
2）在清孔过程中，应及时补充泥浆，以保持水头压力。
3）浇注混凝土前泥浆比重应在1.03-1.1，含砂率＜2%，粘度17-20s，胶体率宜为＞98%。
4）在容易产生泥浆渗漏的土层应采取维持稳定的措施，添加CMC纤维素，提高胶体率，工业用碱提高粘度，铁酸盐等。
5）施工初期，认真分析每桩原土造浆中添加后的泥浆指标，尽快掌握膨润土配量规律，使其满足技术要求，提高工效，加快施工进度。
3.1.3成孔检验
孔深检验：孔深检验应检查钻孔施工记录表和实测检验，按钻杆和钻具总长减去钻机上部剩余尺寸确定孔深；或用测绳复测孔深及沉渣厚度。
成孔垂直度检验：可用测斜仪检测；或间接利用旋扩装置入孔检验，如成孔垂直度偏差较大，装置在孔中下放时受阻。
3.1.4扩孔
1）旋扩时根据土层反映的压力及时调整盘位。如旋扩压力偏低（表示土层较软），盘位往下调整；压力偏高（表示土层太硬），盘位则往上调整。DX挤扩选用旋挖钻机旋扩成孔的方法，并通过挤扩设备显示屏认真观察水下旋扩作业，如盘位深度、盘径和旋扩压力值等信息（见下页DX挤扩实时监控系统显示图），自动记录工作数据，并报监理备案。
挤扩设备入孔时注意保护护筒的标高。将挤扩机下至底盘设计位置，自下而上实施挤扩，承力盘的数量和位置按照设计要求施工。挤扩时，认真观察和记录压力值。为取得较高的首次挤扩压力值，允许将盘位在设计深度+1.5m范围内作适当调整，以使承力盘设置于同一持力层。
2）旋扩时认真谨慎操作，包括设定盘位深度、旋扩盘径变化，注意旋扩时的机具状态，根据旋扩情况及时调整旋扩速度。
3）旋扩时，机载显示屏同步反映孔内旋扩机头工作状态，并自动记录盘位深度、旋扩压力和盘径数值，根据机载显示屏，现场工程师或监理可以实时监测旋扩作业状况，并可拍照存档。
4）根据机载显示屏的实时同步监测，实现了隐蔽工程可视化监控的功能，提高了质量管理的监测手段，保证了工程施工质量。采用旋扩法工艺，机载显示屏的同步监测可以代替原机械式盘径检测器的检测方法，结果准确、可靠。
5）盘径允许偏差：-50mm。
6）旋扩过程中如遇塌方、流砂等情况，应立即停止操作，提出旋扩装置，妥善处理后，再继续进行旋扩作业。
3.1.5清孔
应重视一次清孔的重要性。一次清孔前须停泵磨孔10分钟，将泥浆块打碎后，开泵排出地表。一次清孔彻底，有利于降低下道工序的孔底沉渣，因本工程的特殊土性，含砂率较高，又旋扩时泥浆静止循环，泥浆砂粒的自然沉淀较快，沉渣过多，往往会造成通长钢筋笼下底困难，导致费时费工。一次清孔彻底，实际也缩短了二次清孔的时间，有利于提高工效。
DX挤扩实时监控系统显示图
3.1.6灌注砼
用于浇注旋扩灌注桩的水下混凝土，其坍落度应为160～220mm，若掺入缓凝剂，应事先做好试验，满足强度与和易性等要求方可使用。
浇注后桩顶混凝土面（不计浮浆）至少应高于设计标高0.8m。
4.注意事项及其他
4.1旋扩装置入孔下放受阻时不得强行冲放，导致塌孔埋没设备。此时，应将旋扩装置及时提出孔外，并向钻孔施工人员反映，共同分析原因，找出处理方案，必要时进行二次回钻。
4.2每次旋扩后应立即补足泥浆，以维持孔口水头压力。
4.3若桩距布置较密，在布置施工流水时应隔桩跳打施工。
4.4旋扩盘腔工序完毕，应及时移交进行下放钢筋笼及清孔等下一道工序。连续作业不得中途停工，以保证施工质量和工期。
4.5旋扩灌注桩的混凝土浇注量充盈系数应大于1。
5.结束语
DX挤扩灌注桩具有成桩质量可靠、单桩承载力高、节约成本、环保减材等特点。由于DX挤扩灌注桩可以大大提高单桩承载力，挤扩后盘环截面积扩大为桩身截面积的3～5倍，相比较大直径钻孔灌注桩可缩短桩长，减小桩径或减少桩数，从而缩短工期。
在本项目中，应用DX挤扩灌注桩节约混凝土、钢筋原材料约30%以上，总造价节省约20%以上。混凝土、钢筋等的节约可以减少原材料制造时对环境的污染破环。桩基总方量的减少必然使施工时泥浆排放量减少，有利于环境保护。原材料的节约同时带来运输量的减少，可以缓解交通压力，节约燃油，减少汽车尾气污染。
当前，DX挤扩灌注桩符合环保发展趋势，我们国家经济建设高速发展，特别提倡节能减排，提倡自主创新，DX桩的安全、节约、环保三大特点在大量工程实践中有目共睹，有据可循，这项新技术在建设项目中的大量应用将会产生巨大的社会效益、经济效益和环保效益。
参考文献
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[2]河北省邢衡高速公路衡水段二期工程（枣园至衡水北互通段）XH-LQ5合同段《投标书》、《合同文件》
[3]河北省邢衡高速公路衡水段二期工程（枣园至衡水北互通段）XH-LQ5合同段施工图设计文件，《河北省高速施工标准化管理指南》、《标准化实施细则》
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[7]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
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