桩基础施工新技术专题讲座(十七)

扩底部断面形状

扩底部断面形状分A型、A’型、B型、C型和D型5种形状，见图7。

图7 扩底部断面形状(a)

A型(底面V型) (b)A’型(底面V型，斜面钟型) (c)B型(底面平坦型)

(d)C型(底面A、B并用型) (e)D型（扩底部的角度θ=0°)

YKD、MRR和MRS扩底钻头

国土资源部勘探技术研究所研制开发出YKD、MRR和MRS 3种系列不同规格的扩底钻头。

YKD系列液压扩底钻头  该钻头主要由钻头体、回转接头、泵站和检测控制台等部分组成，钻头体为三翼下开式结构，刀头采用硬质合金，可用于钻进各种黏性土层、砂层、砂砾层以及粒径小于50 mm的卵石层。

该系列液压扩底钻头的特点是：用液压控制其张开和收缩，操作简单可靠；钻孔和扩底用同一个钻头完成，扩底时不用更换钻头；可在地面直接控制扩底直径和扩底过程；钻头装有副翼，可调节桩身直径；可采用正反循环施工；采用活刀板连接，刀头磨损后可随时更换；可施工多节扩孔桩。该系列钻头成孔直径600～2 400 mm，扩底直径1 200～4 000 mm，扩底角15°～25°。

MRR系列滚刀扩底钻头  该扩底钻头为机械式钻头，其基本结构为下开式，采用对称双翼，中心管为四方结构，以便能可靠地将扭矩传递到扩孔翼上，扩孔翼本身为箱式结构。破岩刀具为CG型滚刀，它采用高强度、高硬度的合金刀齿，以冲击、静压加剪切的方式破碎岩石，可以实现体积破碎，而所需的钻进压力和扭矩均相对较小。

该基岩扩底钻头主要用于在各种岩石中进行扩底。如各种砂岩、石灰岩、花岗岩等。扩底前，需采用滚刀钻头或组合牙轮钻头钻进，当钻头在预定基岩中成孔后，再将扩底钻头下入孔底。在岩石中采用扩底桩，同普通土层中扩底桩相比具有以下特点：桩的稳定性好，可靠性高；经济效果更加明显；施工难度更大；钻头加工难度大。该系列钻头成孔直径800～2 400 mm，扩底直径1 600～4 000 mm，扩底角30°。

MRS系列扩底钻头  该扩底钻头为机械式钻头，其基本结构为三翼或四翼下开式，刀齿为硬质合金，主要部件包括扩底翼、加压架、底盘、连杆等。该系列扩底钻头的主要特点是结构简单，操作容易，加工方便，成本低廉。扩底钻头扩底前，需采用普通的刮刀钻头钻进成孔，然后下入扩底钻头。该系列扩底钻头主要用于黏性土层、砂层、砂砾层、残积土层及强风化层等地层。该系列钻头成孔直径500～2 400 mm，扩底直径1 000～4 000 mm，扩底角20°～25°。

旋挖钻斗钻扩底桩工法

青藏铁路清东5号中桥旋挖钻斗钻扩底桩施工

扩底钻斗 扩底钻斗结构示意图见图8。

图8 清东5号中桥旋挖扩底钻斗结构

钻杆下压带动活动套杆，使铰接钻齿扩张至设计尺寸，调节活动套杆底部的限制挡板与顶杆底部的限位挡板的间距即可控制钻齿扩张尺寸。

钻孔及扩底  钻孔前，首先将钻机纵横调平，调直钻杆，确保其垂直度。旋挖钻斗按正常钻孔工艺钻至不扩底桩底设计高程(即扩底桩变截面位置高程)。将钻杆提出孔外，用扩底钻斗替换直孔钻斗。扩底钻斗放至孔底后，钻机施压，使钻斗展开进行扩底施工。扩底作业时间一般需1.5 h左右，若地质条件好，扩孔作业可在1 h内完成。施工中要认真观察钻机行程表及深度表的变化情况，以掌握扩底钻斗是否扩张至设计尺寸，扩底是否到位。扩底完成后，再换用直孔钻斗进行清孔。钻孔过程中要做好钻孔记录，并与设计对比，地质情况严重不符时要提请变更。