桩基础施工新技术专题讲座(十七)

该扩孔灌注桩的施工工艺和普通钻孔灌注桩大体相同。即采用回转钻进、清水原土造浆或制备泥浆护壁的施工工艺。其施工程序为：完成直孔，换用扩孔钻头→下扩孔钻具→扩孔和清孔→放入验孔器→验孔→将钢筋笼放入孔中，并插入导管→灌注水下混凝土→拔出导管→拔出护筒→成桩。见图3。

图3 带可扩张切削工具的钻扩桩的施工示意图

(a)钻孔 (b)下扩孔钻具 (c)扩孔和清孔 (d)下验孔器 (e)验孔(f)下钢筋笼和灌注导管 (g)灌注水下混凝土

该钻具的优点有：扩孔钻头利用钻杆旋转产生的离心力作为扩孔的动力，结构简单，易于制作，操作灵活方便；该钻具具有自行调节钻机负荷的功能。

468-A型连杆铰链式扩底钻头

1987年湖南省地矿局468队研制出468-A型扩底钻头，见图4。该钻头由笼式钻头体和扩底机构组成。笼式钻头由上下导正圈、横衬、竖衬、翼片、牙板和小钻头等组成；扩底机构由内外心管、销轴、连杆、刀杆和扩底刀片等组成。刀杆和连杆成铰链形式用螺栓固定在内外心管上，内心管可在外心管内上下移动。

图4 468-A型扩底钻头

1.法兰盘 2.加强管 3.内心管 4.横衬 5.导正圈 6.外心管 7.竖衬

8.销轴 9.连杆 10.扩底刀杆 11.刀片 12.螺栓 13.销子 14.外牙板

15.牙板 16.小钻头牙板 17.小钻头 18.翼片 19.导向套 20.吸管

当桩孔钻进至预定深度(桩孔设计深度减1.5 m)，提钻换扩底钻头。下钻时靠钻头自重作用，销轴被拉到上死点，刀片收拢在笼式钻头内。当小钻头17接触孔底后，钻杆回转，带动销轴，销轴带动连杆，外心管旋转，迫使笼式钻头(因其与外心管焊为一体)回转并带动刀杆、刀片回转，销轴在钻具自重作用下向下滑行，迫使刀片逐渐伸展切削孔壁(可切削六级以内各种岩石)。当销轴滑行到下死点时，刀杆与内外心管成90°夹角，此时刀片所扩桩径为设计桩径。钻杆继续回转，即边扩底边钻进。

扩底结束，上提钻杆，销轴上行，拉起连杆，将刀片收拢，即可提钻。

桩身直径600～1 800 mm，扩孔直径1 000～24 00 mm。扩底部断面形状与图7的D型相似。

说明一点，在成孔施工中，配备GPS-15型回转钻机，水泵正循环用3PN泵，泵量108 m3/h；泵吸反循环用6PN砂石泵，泵量108 m3/h。

日本钻孔扩底桩工法

日本钻孔扩底桩工法种类多，施工成熟，质量可靠，值得我国桩基界学习和借鉴。

日本钻扩桩工法特点  钻扩桩的桩身直径大(0.7～4.2 m)、扩底直径大(1996年扩底桩评定标准扩底直径最大为4.1 m，2002年上述标准扩底直径最大为4.7 m)、桩长度大(最大桩长约70 m)、单桩承载能力大，能适应高层建筑或超高层建筑桩基础一柱一桩的要求。

扩底部置于标准贯入试验N值大于50的细砂、中砂及砂砾等良好持力层中，单桩承载能力大，但由于上述土层物理特性所决定，扩底率(扩底部有效断面积与桩身断面积之比)较小(1996年扩底桩评定标准最大扩底率为3.2，2002年上述标准最大扩底率为5.2)。扩大头倾斜部的倾斜角，1996年扩底桩评定标准为12°，2002年上述标准最大倾斜角为17.8°。

日本钻孔扩底桩工大部分采用反循环方式和旋挖钻斗钻方式钻进，最近4年评定的扩底桩工法均采用旋挖钻斗钻方式钻进。

液压扩翼机构占绝大多数。工法和扩底机种的多样性，将近40种。施工管理制度严密，管理系统先进。