旋挖扩底灌注桩施工工法

旋挖扩底灌注桩施工工法

摘要：钻孔扩底桩的施工一直采用的是钻孔桩机，泥浆护壁，回转钻进成孔工艺，其存在功效低、劳动强度大，现场管理难度大，安全隐患多、以及泥浆多所带来的环保难度大等一系列不足。而旋挖扩底施工工艺的效率高、机动性强、操作简便、劳动强度小、组织管理简单、少泥浆施工带来的环保优势正好与传统钻孔扩底工艺形成鲜明的对比，在市场竞争十分激烈的今天，安全、高效和效益，是这个工法开发和实施的主要原因和出发点。

关键词：灌注桩；施工工法

1工程概况

本工程为超高层一类综合楼系新建工程，总建筑面积79188.11㎡，其中地上建筑面积59176.66㎡，地下建筑面积19922.70㎡，计容积率建筑面积57914.77㎡。本工程基坑开挖深度约12.00m，基坑自然地面标高4.7米，地下室底板垫层底标高为-7.650m。基坑侧壁安全等级为一级。桩身混凝土强度等级C35。设计桩长分别不小于15米和18米。根据地质报告情况：中风化花岗岩揭露厚度为0.88～10.13m，层顶埋深为27.40～60.70m，层顶高程为-55.98～-23.22m.即从自然地面4.7米下深度为60.68～27.92m.

2扩底原理

2.1由于扩底地层硬度相对较大，扩底即要钻进同时要扩底，存在诸多技术和成本方面的问题，现时扩底的一般做法是：先完成直孔的施工，即将直孔段直接钻至设计的最终深度或设计提出的满足强度要求的地层，扩底作业时不再沿纵深方向钻进，而是在此深度开始横向的扩底作业。横向扩底时，因已在地层中形成临空面，且在扩底的部位地层完整性相对中风化或微风化要差，此时扩底相应就显得容易些。

2.2扩底钻头下入至钻孔底后，单动装置被压至坚硬的地层，由于单动装置不设置切削刃具，它本身不再随钻头旋转，也就使钻头不再向下运动，为钻头扩底作业提供支点。

2.3钻压经主动钻杆向下传导，通过插接式接头传至钻杆1，再通过连杆将扩翼撑开，通过旋转钻头、扩翼外沿的切削刃具切割四周的岩体，当扩底达到设计要求时，在地面预先设置好的限位装置，使压力传导至钻头简体上，不再作用于扩翼上，此时增大钻压只能使钻头整体受力，加大单动体的负担，于扩底无益，至此扩底结束。

3施工要点

3.1埋设护筒

（1）护筒制作要求：用10mm～12mm钢板卷制而成，护筒内径较设计桩径大20cm，高度一般在1.5m～2.Om，上部开设1～2个溢浆口。.

（2）桩基定位后，根据定位点拉十字线，以四个控制桩来控制埋设护筒。将钻机行走至桩位处，利用钻机自动控制系统，调整好钻杆、钻头中心和钻杆垂直度，先掏出要埋设护筒的中心土体，再将护筒移位，并调整好四周偏差，利用钻机旋挖头将其静力压入土中，使其上部出浆口底与泥浆沟槽底平齐。

3.2钻机就位

钻机就位前，将其行走的履带调整至最大宽度，行走至桩位附近，利用吊线法，在钻杆底部设置吊线，微调钻机位置，并利用自动控制系统调整其垂直度，确保转盘中心、钻杆中心和桩位在一条直线上。

3.3直孔终孔检验及第一次清孔

（1）达到设计或符合要求的孔深后，用经标定的测绳对钻孔深度进行校核，孔深符合要求后，停止向下钻进。

（2）第一次清孔采用原取土筒反复捞取或采用专门制作的捞渣筒捞取孔底沉渣。经现场检测符合要求后可终止清孔。

3.4扩底

（1）扩底作业前的准备

1）扩底钻头为单动机构，纵向加压可实现压力转换，利用翼上的合金或滚刀可实现对侧壁的刮削或破碎，达到扩底的目的。

2）扩底作业在直孔钻至设计深度后，按上述要求清孔，更换扩底钻头，即可进行扩底作业；所加钻压根据扩孔时阻力变化情况及时调整，以钻杆平稳旋转，钻杆无激烈抖动、发动机负荷无明显放大为准。

3）扩底钻头入孔前，在地面对扩底钻头进行检查，检查内容包括扩底钻头的规格、完好性、限位装置、扩底行程，并作好记录。

（2）扩底作业

1）扩底钻头放入孔底后，要认真丈量确认钻头是否到底，如有沉渣时，要开动钻机转动钻杆，将钻头放置到扩底的部位。

2）开始扩底前，量取主动钻杆的余尺，作为扩底的初始行程，然后开始扩底作业。从操作仪表盘中读取，起始读数为上道工序终孔的孔深。扩底完成为该

孔深加上扩底行程。

3）扩底作业时，钻机要采取“轻压慢转、遇阻提钻”的操作要求，在具体的判断上以钻机是否有明显的抖动为准，切忌强行加压钻进。

（3）扩底检测

现场最直观的检测，即钻孔扩底完成后，观测其行程，方法有二种：一种是在钻进过程中的行程对比，达到行程即完成了扩底；第二种是扩底完成后，提动钻杆，从钻机的负荷可以知道实际的行程量是多少，如在静止状态，钻头呈张开状态，此时提起钻杆，负荷增大，上提一定行程后整个钻具处于悬空状态，这时负荷会突然增大，由此也可以判断扩底行程，进而判定扩底是否完成。

3.5第二次清孔

第二次清孔，在不提出扩底头的情况下进行，清孔时反复上下提动钻头，提动幅度为扩底的行程，并旋转钻头，以使扩大头部位的松散物落人孔底，之后下入捞渣钻头，对孔底沉渣进行捞取。在捞渣过程中，注意保持孔内泥浆面。清孔时间因孔内情况不同而不同，一般清孔30min可达到要求的指标，如达不到要求，则要加长清孔时间，在清孔过程中，随时掌握沉渣情况和状态，灵活掌握终止清孔的时机。

3.6钢筋笼制作、安装

（1）钢筋笼制作

钢筋笼制作严格按设计和规范要求的进行，制作前，钢筋须经过复检且合格，所使用的焊条符合规范要求；钢筋笼主筋的连接在一个断面上的接头数量不超过钢筋数量的50%，接头相互错开，纵向间距不少于35倍钢筋直径，且不少于800mm。钢筋骨架焊接规定：单面焊焊缝长度不小于10倍钢筋直径，焊缝高度大于0.3倍钢筋直径，并不少于4mm，焊缝宽度大于0.7倍钢筋直径，且不少于10mm；双面焊焊缝长度不小于5倍钢筋直径。

（2）钢筋笼安装、定位

钢筋笼制作完成后，要及时对其进行验收，并悬挂验收状态标识牌，并放置于专门的存放场地。运输可采用自制的钢筋笼运输车，或采用吊车转运。钢筋吊直后，待其稳定，将其对准桩孔，缓缓将钢筋笼放人孔内。孔口对接时，应保持上、下节钢筋的垂直连接。钢筋笼到位后，以笼体的顶标高作为控制钢筋笼纵向位置，当笼顶位于护筒面下较大时，要采用加焊定位吊筋，将钢筋笼固定在护筒或地面其它稳定的地方。

3.7导管要求