钻孔扩底灌注桩施工与质量控制

　　随着我国各地高层建筑物、桥梁及集中荷载物的迅速涌现和发展，具有独特优势的钻孔灌注桩施工技术已被广泛应用。近几年来，扩底钻孔灌注桩又悄然出现，如：南昌市第二长途枢纽工程、报业大厦、香溢花城、萍乡玉湖新城等等，扩底钻孔灌注桩具有单桩承载力极高，沉降小、抗震性好，工程总费用相对较低等优点，深受设计及建设单位的欢迎。但因国家目前尚无此类桩型扩底部分的施工规范，扩底部分隐藏性强，检测也较困难，因此施工过程的质量控制起着极为重要的作用。下面就扩底桩的施工与质量控制与大家共同探讨。

　　1扩底钻孔灌注桩的施工与过程控制

　　扩底钻孔灌注桩是在普通钻孔灌注桩的基础上，在直孔成孔完毕后换用相应的扩底钻头将直孔的底部按设计要求扩大形成一个扩大头，增大桩底端断面面积，达到提高桩承载力目的的一种桩型。

　　1.1成孔(直孔)成孔就利用钻头钻进至设计标高的过程。整个过程与普通钻孔灌注桩一样，主要控制成孔垂直度，护壁完整性，持力层岩面确定等。成孔是扩孔的基础。

　　1.2扩底在扩孔前，首先在地面确定扩孔钻头的参数，我们一般采用的是机械重力式双翼合金扩底钻头，其原理类似“伞架”，当钻头在孔内，在钻具的重力作用下，双翼沿钻头的主轴滑道下滑，实现双翼扩刀的扩张，下滑行程越大，实现扩大直径越大。根据这一原理，主轴滑道下滑的行程是扩底的一个极其重要的参数。按设计扩大直径的要求确定下滑行程参数，在主滑道上安装限位装置。为方便施工控制，可将主轴滑道下滑行程转变为钻机主动钻杆的钻进行程。在扩底过程中，主要控制转速、行程、钻具的牢固性。由于扩孔钻头的刀具切削面随钻头的扩展加大，其作用荷载也增大，故要求匀速缓慢钻进。行程控制是控制钻头主轴滑道行程，在扩孔过程中，必须记录行程数值，确保扩孔达到设计要求。钻具的控制确保钻头的稳定性、牢固性。在扩孔前，首先应对钻具进行检验，上下翼刀具的刚度铰接牢固，主轴滑道收放灵活自如，才能使用。

　　1.3清孔由于桩径扩孔后，其桩底面积大大增加，形成下部孔窟，在清孔时，孔窟容易出现沉渣的大量沉积。因此，清孔是否彻底，直接影响成桩的效果。在清孔过程中，应用反循环进行清孔，将桩底的沉渣吸出孔外，以达到清孔的目的。扩底钻孔灌注桩一般有三次清孔，即：成孔(直孔)后一清，扩底完后二次清孔，砼灌注前三次清孔。

　　1.4下笼砼灌注其方法与普通灌注桩一样，由于扩底造成桩底体积加大，因此在灌注时，首盘初灌注砼料也要相应增加。

　　2工程实例

　　2.1工程概况萍乡市玉湖新城商住小区，坐落在萍乡市安源大道以南，该工程桩基设计为扩底钻孔灌注桩，总桩数266根，桩径为φ1200，扩底直径φ1400——φ1900，扩底高度1m，设计持力层为中风化泥质粉砂岩，入岩深度1m，混凝土强度C25。施工机具为GPS-15型工程钻机，法兰钻杆，双腰带笼式合金钻头以及机械重压式双翼合金扩底钻头。

　　2.2工程地质状况根据岩土工程勘察报告显示，场地上部为新近人工填土，疏松，渗水性强，中下部依此为砂砾层，强风化泥质粉砂岩，中风化泥质粉砂岩，岩面起伏大，呈南北之势，中风化泥质粉砂岩顶面高差最大达10m。鉴于此种地质情况，设计单位建议采用一桩一孔进行工程详勘，确定持力层。

　　2.3施工工艺流程钻孔扩底灌注桩主要施工工序：测量定位→护筒埋设→设备安装定位→直孔钻进→第一次清孔→换扩底钻头钻进→第二次清孔→下放钢筋笼→下导管及第三次清孔→砼灌注→砼养护

　　2.3.1直孔钻进及第一次清孔根据地层情况，本工程采用泵吸反循环，双腰带笼式合钻头钻进，钻进时，保持孔内水头压力防止垮孔。当钻进至设计孔深后，进行第一次清孔，清孔1-2小时，把孔底沉渣抽吸干净后，下入扩底钻头，保证扩底钻头安放到位。

　　2.3.2扩底钻进及第二次清孔①根据设计，确定扩底行程，安装行程限位器。具体方法是：用吊车提起扩底钻头使之离地，扩刀完全收拢，测量总行程S1，然后慢慢放下着地，使扩刀张开，直到满足设计的扩底直径，再测量其剩余行程式S2，则得到扩底行程△S=S1-S2。以本工程扩底φ1800为例，则△S=45cm。在扩底钻头上固定好行程限位器，使钻头到达的最大行程时为扩底需要的行程。②在使用扩底钻头前，检查钻头扩刀的张开和收缩是否灵活。其方法是用吊车将其吊起，上下提动，观察扩刀的张开与收缩，反复几次，使之灵活，收放自如。其次要检查钻头各部位是否牢固，发现有裂缝进行加焊处理。③当扩底钻头下入孔底后，将已确定的主轴下滑行程转变为主动钻杆的钻进行程，用粉笔作好标记，以便于控制。④扩底钻进时，应轻压慢转，严格控制钻进速度。当钻至机上标识的行程时，逐步放松钻机钢丝绳。当钻具钻进阻力减小，转动自如时，表明扩底行程已达到扩底限位器。然后，重新收紧钻具钢丝绳，回转钻进数分钟，即完成扩底钻进。⑤扩底完成后，进行清孔换浆，调整泥浆性能。泥浆的比重应小于1.2，含砂率≤4%，粘度≤2IS，清孔时间满足1.0小时。反循环清孔时，扩底钻头每间隔几分钟慢慢转动数圈，确保清除孔底沉渣。⑥起钻时，要轻提、慢提，使扩底钻头慢慢收拢，如发现提钻受阻时，不能强提、猛拉，应轻轻旋转，使之慢慢收拢。

　　2.3.3终孔检测①扩底检测。根据主轴滑道下滑的行程，扩刀必定有一个对应的张开直径，其直径可以在地面由各方一起进行检查验收。由此，只要控制相应的扩底行程，即可以控制扩底直径。因此，现场可通过校正机台钻具总长和扩底行程来检验扩底直径。②终孔验收。终孔后，由机台人员、质检员和现场监理检查，验收合格后，由各方签字认可。

　　2.3.4砼灌注及第三次清孔①安装灌注导管。详细检查导管，符合要求后下入。导管连接部位必须加密封圈及涂抹黄油，确保密封可靠。要求下入后的导管底部离孔底300-500mm。②第三次清孔，砼灌注。砼灌注前，利用灌注导管进行第三次清孔，确保泥浆性能为：比重≤1.20、含砂率≤4%、粘度2IS。确保孔底沉渣厚度≤50mm。a本工程采用商品砼灌注，设计要求砼强度水下C25，天泵灌注。b为确保初灌质量，保证砼初灌埋深在0.8米以上，通过计算，扩底φ1800的桩最大初灌量为3.5m3。c采用充气球作为隔水塞。在第三次清孔结束后放入导管内，然后安装初灌料斗，本工程采用双料斗接力进行初灌。d初灌斗装满砼料后，提起盖板，砼料在自重压力下，压着隔水球将导管内泥浆排空，并从导管低口返出，由下往上沿孔壁回顶，埋住导管低部，从而完成了初灌。e砼灌注过程中，应经常检测砼上升高度，适时提升拆卸导管，导管埋深一般控制在2-6m，严禁将导管底端提出砼面，也不得埋管过深。f砼灌注应连续进行，以免发生堵塞，造成灌注事故。灌注结束应控制超灌高度在0.8m以上，确保桩头强度。同时做好灌注记录。

　　2.3.5工程检测本工程经当地质量监督站检测，静载桩完全满足设计承载力要求，低应变检测桩合格率100%。整个工程的施工和质量控制手段得到了监理与建设方的肯定和好评，取得了较好的经济效益和社会效益。

　　3结束语

　　钻孔扩底灌注桩作为一新型桩型已被广泛推广使用，我们在工程施工中积累了许多宝贵的经验，同时也暴露了一些问题：如何使钻孔扩底灌注桩，特别是扩底部分的施工与检查验收更系统化、规范化，对工程质量做到心中有数，保证工程质量安全，已成为各级施工管理人员面临的问题。我们只有通过不断的学习和探索，提高自身素养，提升队伍整体战斗力，才能使队伍在市场上处于强者之势，在竞争中立于不败之地。