桩基础施工新技术专题讲座(十七)

讲解人：沈保汉   北京市建筑工程研究院

主题：大直径钻孔扩底灌注桩

20世纪50年代后期在美国德克萨斯州首次成功地应用普通直径钻扩桩。此后，印度、前苏联、英国等也将普通直径钻扩桩成功地用于工程实践中。

20世纪70年代末，北京市桩基研究小组在6个场地进行了27根普通直径钻扩桩与相应的12根直孔桩的静载试验。结果表明，钻扩桩是一种较好的桩型，与直孔桩相比，有显著的技术经济优势，其极限荷载为相应直孔桩的1.7～7.0倍，单方极限荷载为相应直孔桩的1.4～3.0倍，其单方极限荷载接近于打入式预制桩。

大直径钻孔扩底灌注桩

国外有关大直径扩孔钻头专利以日、美、前苏联居多，英、意、法次之。在日本自1971年大林组开发出OJP反循环扩底灌注桩工法后已有15种以上反循环扩底灌注桩工法问世；从1984年基础工业和大洋基础开发出ACE旋挖钻斗钻扩底灌注桩工法后已有20种以上旋挖钻斗钻扩底灌注桩工法问世。最近4年的统计资料表明，日本建筑界和土木界大直径钻孔扩底灌注桩施工中桩身成孔约80%采用旋挖钻斗钻成孔工艺，建筑界扩底成孔几乎100%采用旋挖钻斗钻扩孔工艺。

我国从20世纪80年代中期起先后研制开发出与干作业短螺旋成孔配套的1000/2600大直径扩孔钻头；泥浆护壁法的带可扩张切削工具的钻头、468-A型扩底钻头；MRR、MRS、YKD扩底钻头；AM旋挖钻斗钻扩底钻头及伞形扩底钻头等20余种钻头。

钻孔扩底灌注桩基本原理

钻孔扩底灌注桩是先将等直径钻孔方法形成的桩孔钻进到预定的深度，然后换上扩孔钻头，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层扩大孔底，成孔后放入钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩。

钻孔扩底灌注桩的优缺点

优点

振动小、噪声低；当桩身直径相同时，钻扩桩比直孔桩能大大提高单桩承载力，其单桩承载力与打入式预制桩相当；在保证单桩承载力相同时，钻扩桩比直孔桩能减小桩径或缩短桩长，从而可减少钻孔工作量，避免穿过某些复杂地层，节省时间和材料；当基础总承载力一定时，采用钻扩桩可减少桩的数量，节省投资；在泥浆护壁的情况下，可减少排土量，减少污染；桩身直径缩小和桩数减少，可缩小承台面积；大直径钻扩桩可适应高层建筑一柱一桩的要求。

缺点

桩端有时留有虚土；水下作业钻扩孔法需处理废泥水。

钻孔扩底灌注桩分类

按有无地下水，钻孔扩底法可分为干作业钻扩孔和水下作业钻扩孔。

按桩身成孔方法不同，钻孔扩底法可分为泵吸反循环钻成孔扩底、气举反循环钻成孔扩底、正循环钻成孔扩底、潜水钻成孔扩底、旋挖钻斗钻成孔扩底、全套管成孔扩底及螺旋钻成孔扩底等。

钻孔扩底灌注桩适用范围

干作业钻扩桩

适用于地下水位以上的填土层、黏性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砾砂层，其扩底部宜设置于较密实的黏土层、粉土层、砂土层和砾砂层。

在选择此类钻扩桩的扩底部持力层时，需考虑以下几点：在有效桩长范围内，没有地下水或上层滞水；在钻深范围内的土层应不塌落、不缩颈，孔壁应当保持直立；扩底部应置于中密以上的黏性土、粉土、砂土和砾砂层上；持力层应有一定的厚度，且水平方向分布均匀。

水下作业钻扩桩

适用于地下水位以下的填土层、黏性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砾(卵)砂层，其扩底部宜设置于较密实的黏土层、粉土层、砂土层和砂卵(砾)石层，有的扩孔钻头可在基岩中钻进。

干作业扩孔钻头及工作程序

1988年北京城建机械公司为与引进的意大利CM-35R型液压履带式短螺旋大直径钻孔机配套使用，设计出1000/2600扩孔钻头，其结构示意图见图1。该钻头由扩孔刀杆、推土板、支撑架、钻筒、滑块、对开斗门及斗门开关弹簧压杆机构等组成。钻头外径900 mm，最大扩孔直径为2 600 mm，每次取土量为0.25～0.30 m3，最大钻深为28 m。

版权声明：本稿件为《工程机械与维修》杂志独家向第一工程机械网供稿，如需转载请务必标明原稿出处及作者，违者必究！