秦秀伟

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原　030024)



钻孔扩底灌注桩在太原电信二枢纽项目中的应用

秦秀伟

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024)

摘要:对比分析了后压浆、支盘桩、钻孔扩底桩三种钻孔灌注工艺的优缺点与适用范围，根据太原二枢纽项目的实际情况，采取了钻孔扩底灌注桩施工技术，并阐述了该技术的操作要点，达到了预期的施工效果。

关键词:钻孔灌注桩，扩底桩，后压浆法，桩基

钻孔灌注桩已经是非常成熟和可靠的工艺，广泛应用于各种重要建筑物的地基处理上，但由于其造价相对较高，为了进一步提高其性价比，很多人在其延伸与发展上做了研究，成熟的工艺主要有:后压浆工艺、挤扩桩(支盘桩)和扩底桩(一般为钻扩)。

1　施工过程

太原电信二枢纽项目中对此三种工艺进行了尝试，最后通过试验最终选定了钻孔扩底灌注桩。

该工程地层主要为粉土和淤泥质黏土，原为水田，地下水位较高。设计桩径800 mm，最后通过试验扩底扩至1 600 mm。

该工程由于安装精密仪器，要求沉降量、抗震等级等指标非常高，因而，设计桩型为钻孔灌注桩，对灌注桩质量要求也非常高，要求采用旋挖钻机施工。

开始试验三组试桩采用后压浆法。后压浆工艺是灌注桩灌注成桩后，通过预埋在钢筋笼上的灌浆管路，利用灌浆泵进行压力灌浆(一般为水泥浆)，使浆液扩散进土体、挤压泥皮，提高灌注桩摩阻力和端承力，并减少桩基沉降的一种措施。另外，还可对桩身缺陷部位进行修补，改善桩体自身质量。

为了保证压浆效果，采用了二次压浆法，即距桩底部1/3处布置一趟环向注浆管;桩底对称布置两根注浆管。灌注桩结束48 h后，通过预埋的环向注浆管进行一次注浆，24 h后通过底部预埋注浆管进行二次注浆。

实际压浆过程，由于地层原因(后压浆工艺更适用于砂层、卵砾石层等渗透系数较大的地层)注浆量相对偏小。

后试验支盘桩(挤扩)，支盘桩原理为将相对软弱土层中普通的摩擦桩或者摩擦端承桩在有限的桩身土层范围内通过设置承力盘或承力分支提高桩端承载力，充分利用桩身范围内各层土体的桩端承载力提高单桩承载力，达到提高承载力，而节省造价或缩短工期的目的。

试验过程中，单桩分三个部位进行支盘(设计800 mm桩径支盘至1 600 mm)，但也是由于地层的原因，支盘效果并不理想，个别盘甚至支(直径扩大)不到位。

最后决定采用钻孔扩底法，即旋挖钻机一次旋挖至桩底，再换用回转钻机带扩底钻扣旋转刮扩桩底，泥浆循环护壁，并携带沉渣出孔，钻扩完成后直接一次清孔;一次清孔完成提钻、放钢筋笼、下导管二次清孔、灌注混凝土成桩。

2　具体工序控制及要求

1)桩位点测设与引控。由专业测量人员测设与复核点位，施工人员用“十字线”进行引测控制(如果采用单线缠绕法时，注意缠绕方向，确保每次缠绕同一方向)。

2)埋设护筒。护筒一般选择直径大于桩径20 cm为宜，长度不小于2 m。旋挖钻采用短螺旋钻头干钻后埋入护筒，要求护筒垂直度不大于1%，中心偏差不大于2 cm。

3)旋挖成孔。本工程要求用旋挖钻机成孔，因而，此处仅介绍旋挖钻机成孔工艺。

如果地层稳定可用清水钻进，一般需要制备泥浆，进行护壁。选用相应的挖斗(注意钻头直径控制)，旋挖钻进，一般一次进尺不超挖斗长度的90%，挖后补浆，确保孔壁稳定。

成孔过程中，主要控制成孔的深度、垂直度。根据地层变化情况，合理选用相应钻头(捞砂钻，短螺旋钻)、浆液比重、给进压力等相关参数确保有效进尺。成孔深度不小于设计深度(适当超挖)。

4)扩底。为了充分发挥旋挖钻机成孔快速的优点，此处扩底采用普通回转钻机扩底。

扩底前，应先将扩孔桩头的所需参数确定后，还应对钻具进行检验，对上下翼刀具的刚度铰接的牢固，主轴滑道收放灵活自如，在确保其性能良好后，才能使用。

旋挖成孔达到设计标高后，旋挖钻机移位，换用回转钻机将扩底钻头通过钻杆连接后放到孔底位置，缓慢加压，开始扩孔。在扩底过程中，扩孔控制主要控制转速、行程、钻具的牢固性。钻速控制主要通过控制钻机的速度。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，为确保钻头不变形，故要求匀速钻进，并逐渐放下钻杆，确保钻进位移的稳定，达到扩孔效果。

表1　后压浆、支盘桩、钻孔扩底桩对比表

一般扩底钻头不具备进尺功能，因而，控制扩底直径，一般是上面量好尺寸，钻杆显示无进尺时，即为翼翅展开到位，扩底完成。

5)清孔。扩底完成后，直接进行清孔，观察孔口返浆携带沉渣量较少即可起钻。

6)吊放钢筋笼。钢筋笼要先进行隐蔽验收后，用吊车进行吊放入孔，控制吊筋(或吊杆)长度，确保钢筋笼吊放到位。

7)二次清孔。下放导管(直径300 mm)，接入大泵进行二次清孔，同时进行换稀浆，要求成渣不大于100 mm(端承桩不大于50 mm)，浆液比重不大于1．15。

8)浇筑成桩。二次清孔达到要求后，即可进行灌注混凝土。拆掉大泵，移除导管帽，插入料斗准备灌注混凝土。

检查混凝土质量，水下灌注混凝土坍落度采用18 mm～ 22 mm。

由于钻孔桩桩底的体积加大，在灌注混凝土过程中，特别要注意初灌量的控制，确保初灌冲球后导管的埋深大于1．5 m。灌注拔管过程中要保证导管埋深不小于2 m。灌注混凝土须连续进行，桩头超灌不少于50 cm。

3　对比总结

后压浆、支盘桩、钻孔扩底桩三种工艺均能有效提高灌注桩的承载力，但在适用范围、工艺复杂性、经济性和提高承载力幅度等方面不同。对比见表1。

本工程通过试验最终选定钻孔扩底灌注桩，但一般工程选择桩型时，还是要根据工程需要，结合实际地层、适用范围、经济可行性等方面综合确定。

Application of bored pedestal pile in Taiyuan communication hub No．2 project

中图分类号:TU473．14

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0061-02

收稿日期:2016-04-03

作者简介:秦秀伟(1973-)，男，工程师

Qin Xiuwei
(Shanxi Academy of Hydropower Survey＆Design，Taiyuan 030024，China)

Abstract:The paper compares and analyzes merits and defects and application scopes of three kinds of bored pile construction technologies including post-grouting method，expanded-branches pile and bored pedestal pile，applies bored pedestal pile construction techniques according to actual conditions of Taiyuan hub No．2 project，and describes its operation points．As a result，it achieves expected construction effect．

Key words:bored pile，pedestal pile，post-grouting method，pile foundation