钻孔扩底灌注桩施工工法

钻孔扩底灌注桩施工工法

钻孔扩底灌注桩施工工法

中铁**广深港客运专线ZH-3标项目部深圳中

铁**工程有限公司

1 前言

随着建筑技术的快速发展，新建楼层高度的增加，对桩基承载力的要求也越来越高。如何保证建筑物基础承载力成为工程的关键。钻孔扩底灌注桩施工技术在全国推广以来，经工程实践证明，它与长螺旋钻孔桩相比，具有施工质量可靠，效率高、省材料、成本低等特点。

深圳北站钻孔灌注桩规格有1200mm和

1400mm两种直径。其中Φ1200mm又分为桩孔底扩至2000mm及桩孔底扩至2400mm；Φ1400mm又分为桩孔底扩至2400mm及桩孔底扩至2700mm。针对工程中钻孔扩底桩扩大头质量控制的特点，特编写本工法。

2 工法特点

钻孔扩底灌注桩施工工法的主要特点在于

在一般钻孔桩施工工艺基础上，通过三翼合金(MRS)扩底钻头或双翼滚刀扩底钻头(MMR)对桩基端部扩大的过程，从而达到增加桩基承载力的效果，钻孔桩在扩底过程中须掌握钻孔深入的岩层情况，控制扩底行程，控制好泥浆浓度，防止塌孔。

3 适应范围

本工法适用于各类桩基建筑，对地基土有广泛的适用性，地下水位以上的粘土，亚粘土、粉砂、细砂等土质均可推广应用。

4 工艺原理

钻机通过测量定点就位后，开始钻孔，钻孔深度达到设计岩层后，将钻头提起，更换扩孔钻头。扩孔钻头通过钻杆连接，在主导钻杆上标示扩孔前位置及扩孔所需位移后，将钻头放到孔底位置，通过加压装置将底部刀具均速打开，直至达到扩孔设计值终止。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

钻孔扩底桩是在钻孔桩基础上发展起来的一种新桩型，施工时先按一般钻孔方法按桩身直径钻进至设计持力层后，更换扩底钻头下至孔底，通过加压使扩底钻头的扩翼张开并使之旋转切削地层形成扩大头，达到设计要求的扩底直径后放钢筋茏。灌注混凝土形成混凝土扩大头，提高桩端承载力。工艺流程如下图：

图5.1-1：施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1钻孔扩底桩桩身结构要素

扩底桩一般由直孔段、扩底段组成。扩底段

测 量 定 位

埋 设 护 筒

钻 机 放 位

直孔钻进成孔

直孔终孔验收

扩底钻进成孔

扩 底 验 收

清 孔 换 浆

孔 形 检 测

吊放钢筋笼 下 放 导 管 清 孔 换 浆

安放隔水球

灌注混凝土 起 拔 导 管

起 拔 护 筒 泥浆循环 泥浆外运 搅拌混凝土 原材料试验

导管试压 导管试接

制作钢筋笼 原材料试验

注入新泥浆

的形状如图1所示，这种形状能有效地清除孔底钻渣，确保桩端最大截面承受端承力。提高扩底桩的工程质量。

图5.2.1：扩底桩形状示意图

扩底段桩身主要结构要术(如图1示符号)有：直孔段直径(d)、扩底端最大桩孔直径(D)、最大直径段高度(h2)、扩底矢高 (h1)、扩孔段斜边高度(h1)、扩孔边锥角(θ)、桩底环状扩大宽度(n)、扩孔底锥角(r)、沉淀孔直径(d’)、沉淀孔高度(h)。

5.2.2钻机选型

表5.2.2-1 钻孔机性能参数表

性能系数型号最大钻

孔直

径

（mm）

最大扩底

直径

（mm）

砂石浆排

量

（m3/h）

钻孔规格

（mm）

备注

GPS－26 2200 4400 200 168×10 转盘式

GPS－20 2000 4000 180 219×15 转盘式5.2.3扩底钻头结构特点及选型

结合本工程施工的特点，决定采用两种类型的扩底钻头，一类是三翼合金扩底钻头(MRS)，另一类是双翼滚刀扩底钻头(MMR)，结构示意图分别见图2和图 3。

图2：三翼合金扩底钻头图3：双翼滚刀扩底钻头

（1）三翼合金扩底钻头基本结构为三翼下开式。刀齿为硬质合金，主要部件包括扩底翼、加压翼、底盘、连杆等，利用钻具自重在孔底实现扩底；钻头结构简单，使用方便，操作灵活。

适应范围厂，扩底准确可靠；主要用于各种土层、砂层、砂砾层、硅积层和强风化岩中扩底。

（2）双翼滚刀扩底钻头基本结构为下开式，采用对称双翼，中心管为四方结构，能可靠地将回转扭矩传递到扩底翼上。主要包括扩底翼、加压架、连杆、底座等部件，扩底翼为箱式结构，刚度大、强度高，解决了嵌岩扩底过程中大扭矩的传递问题，其以高强度耐瞎滚刀和牙轮为破岩刀具，破岩效率高，可用于各类全、强、弱风化岩层中扩底。

5.2.4测量定位

各测量点（俗称大样点）采用全站仪进行闭合测定，无误后用混凝土固定，并安装防护标志，防止因重车碾压和重物碰撞后而产生位移。尽量将各点设置在不影响施工的视线范围内，且不易被碰撞，以利长久保存。

桩位测量采用全站仪、钢尺丈量法。但在桩位测定前，需对所用的测量基点进行复核，使其

符合各种平面尺寸关系后方可使用该基点。

桩位测定分初、复测，分别为挖埋护筒前和埋设护筒后，复测合格后，打入φ10钢筋一根，作为钻机定位标志，然后用水准仪测定其护筒标高后，经现场监理验收合格后方可就位施工。

5.2.5埋设护筒

钻孔桩的孔口护筒是保护孔口，隔离上部杂填松散物，防止孔口塌陷的必要措施，也是控制定位，标高的基准点。因此，在钻孔灌注桩施工每根工程桩施工前埋设护筒。

护筒选用大于桩径10cm的钢制护筒，埋入深度以满足隔离杂填士，防止孔口塌陷为准，护筒四周间隙用粘土回填并捣实，以确保护筒稳定牢固。

5.2.6钻机就位

钻机就位时，转盘中心对准桩位中心标志的偏差应小于20mm，并用水平尺校对转盘水平，并做到天车中心、转盘中心与桩位中心成一垂直