摘要：鉆孔灌注擴(kuò)底樁是在灌注樁的基礎(chǔ)上，加用相應(yīng)的擴(kuò)孔鉆頭在柱狀的底部進(jìn)行擴(kuò)孔，形成一個(gè)混凝土擴(kuò)大頭來(lái)提高樁端承載力，目前在浙江省的應(yīng)用實(shí)例較少，國(guó)家尚無(wú)該類樁型擴(kuò)底部分的施工規(guī)范和圖集，只能套用相應(yīng)的鉆孔灌注樁施工規(guī)范，由于它具有施工簡(jiǎn)便易行，工程費(fèi)用低和單樁承載力高等優(yōu)點(diǎn)，日益得到重視和發(fā)展。本文介紹GPS-10型鉆機(jī)加用機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭的實(shí)例。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注擴(kuò)底樁；質(zhì)量技術(shù)措施

一、項(xiàng)目實(shí)例情況簡(jiǎn)介：

杭州市濱江區(qū)盛元.慧谷工程位于浙江省杭州市濱江區(qū)內(nèi)，為二層地下室，建筑面積52653平方米。

1.根據(jù)工程勘察報(bào)告，該工程施工現(xiàn)場(chǎng)自上到下的地層為7層：

巖土名稱

巖性描述及物理力學(xué)特征值指標(biāo)

承載力

KPa

側(cè)阻力

KPa

端阻力

KPa

1層雜填土、塘泥2層砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土

3層粉質(zhì)粘土

該層力學(xué)性能較好，稍密～中密，承載力較高，一般可作為短樁持力層，土層飽和，基坑開挖時(shí)易發(fā)生流砂、管涌。

110

18

4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土

該層力學(xué)性能差，流塑狀，具高壓縮性，是場(chǎng)地主要壓縮層，該層承載力低，抗剪強(qiáng)度低，一般不宜利用。

70

8

5層粉質(zhì)粘土

該層力學(xué)性質(zhì)較好，具有塑～硬可塑特點(diǎn)，壓縮性中等，一般可作為中長(zhǎng)樁持力層。

150

30

600

2.根據(jù)巖土工程分析，地下二層基礎(chǔ)埋深13m，地下室基礎(chǔ)底面單位面積荷載僅為60KPa，地下室基礎(chǔ)底板持力層為3層，其地基土承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)能滿足地下室基礎(chǔ)底面的荷載要求，但由于地下水位較高，工程主要解決地下室整體抗浮，樁型故以抗拔樁為主。設(shè)計(jì)時(shí)從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選用樁徑￠650、￠550兩種型式的鉆孔灌注擴(kuò)底樁。

二、鉆孔灌注擴(kuò)底樁的施工

本文以樁徑￠650的抗拔樁為例。地面標(biāo)高+8.00m，樁頂標(biāo)高-5.3m，樁底標(biāo)高-23.3m，（黃海高程）砼C35，加灌高度1.5m，擴(kuò)底直徑1.300m，擴(kuò)底高度1.500m，設(shè)計(jì)要求：允許誤差擴(kuò)底直徑<-3cm，沉渣<10cm，余同鉆孔灌注樁施工驗(yàn)收規(guī)范.

（一）、設(shè)備選型：該工程采用GPS-10型鉆機(jī)，機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭及配套設(shè)備。

（二）、本案例鉆孔灌注擴(kuò)底樁工藝流程圖

一次清孔檢驗(yàn)孔深 二次清孔

三次清孔

從鉆孔灌注擴(kuò)底樁施工工藝流程圖上可看出：鉆孔灌注擴(kuò)底樁是在鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上增加了擴(kuò)底工藝，因此，本文重點(diǎn)介紹本案例擴(kuò)底部分的要點(diǎn)。

1.鉆孔擴(kuò)底施工：

（1）移動(dòng)鉆機(jī)，使轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心重合，再找平墊實(shí)，使機(jī)座周正水平。

（2）連接鉆具，下￠650三翼刮刀鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到離設(shè)計(jì)底標(biāo)高以上0.3m（具體根據(jù)試樁情況確定鉆進(jìn)預(yù)留標(biāo)高參數(shù)H。本案例鉆至5b層粉質(zhì)粘土，根據(jù)試樁情況確定鉆進(jìn)預(yù)留標(biāo)高參數(shù)H=0.3m）處，即達(dá)到預(yù)計(jì)樁底標(biāo)高-23.0M后，鉆頭在原位慢速回轉(zhuǎn)大泵量沖孔，提鉆。

（3）提鉆，換擴(kuò)底鉆頭下到孔底，先開泵沖孔，等泥漿循環(huán)正常后，合上離合器，使擴(kuò)底鉆具慢速回轉(zhuǎn)，放松鋼纜繩，靠鉆桿自重加壓和孔底土體反力，在旋轉(zhuǎn)的情況下，擴(kuò)底鉆頭的切削臂陸續(xù)張開，切削土體形成擴(kuò)大頭，直到切削壁完全張開，達(dá)到擴(kuò)底直徑。在擴(kuò)底的同時(shí)，因擴(kuò)底鉆頭對(duì)孔底土體的作用力會(huì)向下鉆進(jìn)約0.3M，當(dāng)擴(kuò)底鉆頭完全張開后，達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高-23.3M。圖3

（4）二次清孔測(cè)沉渣。擴(kuò)底鉆進(jìn)完成后，讓鉆頭在原位慢速回轉(zhuǎn)，大泵量沖孔20分鐘，停鉆，不時(shí)提動(dòng)鉆具，使切削臂不斷收攏、張開，將切削下來(lái)的土塊攪成泥漿推出孔外。

2.本案例保證擴(kuò)底、成孔質(zhì)量技術(shù)措施：

（1）擴(kuò)孔鉆頭的型式

本案例采用四翼擴(kuò)孔鉆頭，擴(kuò)孔鉆頭靠切削臂張開，切削土體形成擴(kuò)大頭，因此，合金應(yīng)焊接在切削臂外側(cè)，支撐桿處不應(yīng)有合金，以保證鉆頭橫向切削土體且向下鉆進(jìn)距離小，擴(kuò)底鉆頭的切削臂張開應(yīng)符合設(shè)計(jì)的成孔形狀，即擴(kuò)底鉆頭的切削臂完全張開的角度a符合設(shè)計(jì)擴(kuò)底的角度。本案例擴(kuò)孔理論設(shè)計(jì)角度a≈15°9/圖2，實(shí)際測(cè)量張開角度為a=15°10/，為保證張開的角度，設(shè)置限位器（鉆桿表面焊接鐵塊即可）。擴(kuò)底鉆頭張開前與張開后的距離即為擴(kuò)底鉆頭的張開行程，本案例擴(kuò)底鉆頭張開行程為14cm，在該位置設(shè)置限位器。底盤為圓盤，圓盤上口內(nèi)側(cè)留孔，保證土塊攪成的泥漿通暢，圓盤運(yùn)轉(zhuǎn)自如。

（2）工程樁開始前做試成孔

試成孔前應(yīng)保證擴(kuò)底鉆頭使用能伸縮自如。此時(shí)，尚未知擴(kuò)底鉆頭鉆進(jìn)參數(shù)，假定0.1M。下￠650三翼刮刀鉆頭鉆進(jìn)，通過(guò)測(cè)量機(jī)上余尺，鉆到指定標(biāo)高-23.2m，然后，換擴(kuò)底鉆頭，把此時(shí)擴(kuò)底前機(jī)上余尺L1記錄下來(lái)，開始擴(kuò)孔，擴(kuò)底是否成功，需現(xiàn)場(chǎng)用井徑儀測(cè)試，直至測(cè)試結(jié)果合格。擴(kuò)底后樁底形狀為鍋底形。擴(kuò)底完成后，把擴(kuò)底后機(jī)上余尺記錄下來(lái)L2。計(jì)算擴(kuò)底前孔深和擴(kuò)底后孔深的差值，確定鉆進(jìn)預(yù)留標(biāo)高參數(shù)H（H=L1-L2），并根據(jù)試成孔的情況調(diào)整鉆頭的各項(xiàng)參數(shù)，保證成孔質(zhì)量。本案例試成孔鉆進(jìn)預(yù)留標(biāo)高參數(shù)H的范圍30-35cm，取其下限值30cm。

（3）測(cè)試孔壁穩(wěn)定性

試成孔還需測(cè)試成孔穩(wěn)定性，便于對(duì)后續(xù)工作的控制及掌握，根據(jù)試成孔的情況調(diào)整泥漿比重、后續(xù)施工工序控制時(shí)間等指標(biāo)，一般只需用井徑儀測(cè)試成孔后4小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)的孔壁穩(wěn)定性即可。本案例中，6小時(shí)內(nèi)有輕微縮徑現(xiàn)象，8小時(shí)則出現(xiàn)了縮徑、塌孔現(xiàn)象，因此對(duì)后續(xù)工作如清孔、下鋼筋籠、焊接、下導(dǎo)管、澆注砼的總時(shí)間控制在6小時(shí)之內(nèi)。

3、清渣方式的選擇

本案例一、二次清孔采用正循環(huán)，下導(dǎo)管后采用氣舉反循環(huán)清孔。

（三）、工程測(cè)試

本案例實(shí)施中，委托杭州市勘測(cè)院對(duì)擴(kuò)孔質(zhì)量進(jìn)行井徑測(cè)試，井徑測(cè)試的比例為50%，工程完工后，對(duì)29根樁進(jìn)行了單樁豎向抗拔、抗壓靜載試驗(yàn)及20%的工程樁動(dòng)測(cè)。其中靜載試驗(yàn)￠650㎜的樁共18根，9根抗拔樁（非破壞性試驗(yàn)樁）的單樁豎向抗拔極限承載力均不小于1900KN；2根抗拔樁（破壞性試驗(yàn)樁）的單樁豎向抗拔極限承載力為2660KN；5根抗壓樁（非破壞性試驗(yàn)樁）的單樁豎向抗壓極限承載力均不小于2900KN；2根抗壓樁（破壞性試驗(yàn)樁）的單樁豎向抗壓極限承載力4060KN；經(jīng)動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)的570根工程樁中，521根一類樁，二類樁49根，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明，鉆孔灌注擴(kuò)底樁在該工程中是成功的。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工程實(shí)踐證明，鉆孔灌注擴(kuò)底樁用于砂質(zhì)粉土、粘土等地質(zhì)，只需增加擴(kuò)孔鉆頭，而不必對(duì)現(xiàn)有鉆機(jī)進(jìn)行改造，技術(shù)上的要求不是很高，有經(jīng)濟(jì)方便、快速、高效等優(yōu)點(diǎn)。與相同口徑的普通鉆孔灌注樁相比，樁端承載力可大幅度提高，大大地減少了鉆進(jìn)工作量，造價(jià)低20%以上。在總負(fù)載力相同的情況下，可通過(guò)減少樁數(shù)、縮小樁徑、縮短樁長(zhǎng)等手段，有效地減少鉆進(jìn)工作量，或縮短工程建設(shè)周期，或降低工程造價(jià)，取得較好的社會(huì)和企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此，是非常值得推廣和應(yīng)用的一種樁型。

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