大直径钻孔扩底灌注桩施工实践.doc

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大直径钻孔扩底灌注桩施工实践
摘要：详细介绍了大直径钻孔扩底灌注桩的施工方法，结合工程实例，分析了该工程的主要特点，论述了采取的
主要技术措施。
 1 工程概况
南昌联发广场为一座集5A级商务写字楼、高档商业及酒店式公寓为一体的大型综合性建筑，工程地处南昌市红谷滩中心区，占地约47亩，工程总建筑面职约21.4万㎡。其中写字楼48层,总建筑高度200.5 m，±0.00 m以下设有2层地下室，属红谷滩新区地标性建筑。
联发广场写字楼及公寓楼基础设计采用机械钻孔扩底灌注桩，桩长约30 m，桩孔深度45 m左右，最大单桩承载力设计值为78500 kN，桩径从Φ800～Φ2700 mm多达13种桩径,其中写字楼最大扩底桩径为Φ2700 mm扩至Φ4000 mm。扩底桩桩端持力层为微风化砂砾岩，桩端进入持力层ld(其中d为桩径)，故扩底施工在微风化砂砾岩中进行。混凝土强度等级为C45。
2、钻孔扩底桩的施工方法
2．1 施工流程测量定位——护筒埋设——设备安装定位——直孔段钻进成孔——第一次清孔——测量扩底钻头扩孔行程——扩孔限位片设置——更换扩底钻头——扩底钻头扩底——第二次清孔换浆——下导管及下放钢筋笼——第三次清孔——灌注砼成桩。
2．2 测量定位
    根据业主提供的平面坐标基准点，按照设计单位提供的桩位平面图计算桩位坐标，由技术人员复核计算后，进行测量放样。经自检复核无误后，由甲方代表、现场监理验收复核，确定桩位。
2．3护筒的埋设
    根据桩位坐标测出孔位，挖好埋设坑，确保护筒埋设垂直，护筒中心与桩位中心应重合，偏差≯50mm。在开挖埋设护筒时，注意地层情况尽可能地把桩位处的障碍物排除干净，护筒就位后，用粘土充填夯实。
2．4设备定位
    钻机安装就位后，用水平尺校正水平，保证天车、转盘中心和桩位中心三者在同一铅垂线上，偏差≯lO mm，钻机在开钻前必须空载运转，以检查机械性能。砂石泵等泥浆循环设备安装必须稳固。
2．5直孔钻进及第一次清孔
    根据地层情况，选用龙门式三翼硬质合全钻头或滚刀钻头钻进。开孔后先用正循环轻压慢转的钻进参数钻进，缓慢注水，使冲洗液达到密度为I．15～1．25 kg／L，粘度20～22 s时，开始正常钻进。正常钻进中，泥浆性能保持不变，采用中等转速、较大泵量，保持适当钻速进行钻进。钻进至设计要求的桩底标高，用测绳准确测量孔深，符合要求后，停止加压，采用慢转速、大泵量进行第一次清孔，合格后结束该道工序。
2．6扩底钻进及第二次清孔
当钻进至设计孔深后，便进行第一次清孔，用测绳准确测量孔深，符合要求后，才下入扩底钻头，以确保扩底钻头能安放到位。
    (1)  扩底钻进前应根据需要的扩底直径，确定相应的扩底行程及在扩底钻头上固定好相应的行程限位器。具体方法是：用吊车吊起扩底钻头，使之离地，扩刀完全收拢，测量总行程S1，然后慢慢放下，使扩刀张开，直到满足设计的扩底直径，再测量其剩余行程s2，则得到扩底行程   S=S1-s2。不同的扩底行程对应不同的扩底直径，在施工前，根据设计
扩底直径，准确测定出扩底钻头的行程，然后根据扩底直径和对应的行程，在扩底钻头上固定好行程限位器，使钻头到达的最大行程为扩底需要的行程，这样便于施工人员操作掌握。 
   (2)在使用扩底钻头前，应对其进行仔细检查，主要是钻头扩刀的张开和收缩是否灵活，方法是用吊车或钻机将其吊起，上下提动，观察扩刀的张开与收缩，反复几次，使之灵活自如。其次要检查钻头各部位是否牢固，发现有裂缝等应及时进行加焊处理。
    (3)   当扩底钻头下入孔底后；根据相应的扩底行程，立即用粉笔在主动钻杆上做好记号，以便于控制和确定扩底行程。
    (4)   扩底前，应先将扩底钻头提离孔底一定高度，使其处于收缩状态，然后开启泥浆泵，使泥浆循环畅通，再开动砂石泵，启动反循环，待泵吸反循环正常工作后，进行扩底。
    (5)扩底钻进开始时，应轻压慢转，严格控制钻进速度。当钻进至机上钻杆所标出的行程时，逐步放松钻具钢丝绳。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，即可完成扩底钻进。
    (6)扩底完成后，扩底钻头慢慢空转，进行清孔换浆，同时及时调整好泥浆性能，泥浆的密度<1．25kg/L，含砂率≤6％，粘度≤25 s。在保持反循环清孔过程中，扩底钻头每间隔10 min慢慢转动数圈，确保清除孔底沉渣。
    (7)在清孔满足要求后，即可起钻，要求提钻时轻提、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。
    (8)扩底钻头提出孔口后，及时冲洗干净，并进行检查，发现问题及时修理，以备下次使用。
2．7砼灌注前的清孔(第三次清孔)
    砼灌注前，利用灌注导管进行第三次清孔。需及时调整好泥浆性能，泥浆密度≤1．25 kg／L，含砂率≤8％，粘度≤28 s，孔底沉渣≤50 mm．
2．8初灌量的确定及灌注
    灌注前，通过对扩底端体积的分析，准确计算初灌量，确保初灌后混凝土埋管有0．8 m以上。如果初灌量在10 m³以上，则初灌时需用2台以上的混凝土运输车对准初灌斗同时进行卸料。
3 工程特点
    (1)桩径超大。本工程写字楼主楼采用Φ2700mm扩至Φ4000 mm、Φ2500 mm扩至Φ3800mm、
Φ1800mm扩至Φ2500 mm的钻孔扩底灌注桩．灌注桩最大直径Φ2700 mm扩至Φ4000 mm．
    (2)钻进岩层深度大。本工程写字楼主楼和公寓楼主楼基础采用钻孔扩底灌注桩，桩端持力层为微风化砂砾岩，需钻穿厚达14 m多的中风化砾岩，进入微风化砂砾岩ld，最大为2．7 m．
    (3)扩底难度大。本工程写字楼主楼和公寓楼主楼基础采用钻孔扩底灌注桩，桩端持力层为微风化砂砾岩，其扩底在微风化砂砾岩中进行，扩底难度大。
   (4)孔底沉渣控制极为重要。由于桩端持力层为中、微风化砾砂岩，施工中桩底沉渣的控制极为重要。
    (5)初灌量大。钻孔灌注桩初灌极为重要，为确保初灌质量，需保证砼初灌后，导管埋深在0.8m以上，通过计算，Φ2700 mm扩至Φ4000 mm桩的扩大头为16．21 m³，最大初灌量为15 m³。
    (6)砼面的探测问题。由于空孔段很长，深达17 m，终止灌注时对砼面的判定至关重要。
     (7)桩径种类多，桩顶标高变化大。本工程钻孔灌注桩桩径种类多，从Φ800～2700 mm多达13种，桩顶标高变化大，从-10．13～-17．53 m。
4   主要技术措施
            (1)针对本工程桩径超大的难点，采用大口径钻机施工，根据设备性能，采用GPS-30型钻机施工Φ2700 mm扩至Φ4000 mm、Φ2500 mm扩至Φ3800 mm的桩，其他大直径钻孔桩采用GPS-20HA、GPS-20型钻机施工。施工过程中采用跳打施工，以防串孔发生。
(2)本工程写字楼主楼和公寓楼主楼，桩端持力层为微风化砂砾岩，需钻穿厚达14 m多的中风化砂砾岩，进入微风化砂砾岩ld。中风化砂砾岩采用双腰带硬质合金钻头钻进，钻进过程中及时检查、修复钻头。微风化砂砾岩采用滚刀钻头钻进。
(3)本工程写字楼主楼和公寓楼主楼基础采用钻孔扩底灌注桩，桩端持力层为微风化砂砾岩，其扩底在微风化砂砾岩中进行，针对扩底难度大的特点，采用滚到扩底钻头进行扩底，其能在坚硬岩层中扩底。
（4）二次清孔时用吊车吊住导管提离孔底一定距离，逐渐送浆清孔，后慢慢地放下导管，至导管低端巨孔底300～500 mm处全泵量清孔，清孔过程中导管要向四周活动，以利于清干净孔底四周的沉渣。
 (5)钻孔灌注桩初灌极为重要，为确保初灌质量，需保证砼初灌后，导管埋深在0．8 m以上，通过计算，最大初灌量为15 m³。灌注前需备足混凝土，初灌时需用2台以上的混凝土运输车对准初灌斗同时进行卸料。为能满足此要求，施工时需合理安排施工顺序，充分考虑初灌要求，保证初灌时孔口能同时容纳2台以上的混凝土运输车。
(6)因桩孔深、直径大，灌注形成的浮浆很厚，灌注时砼面的检测难度加大。为了在如此深的空孔中准确判断终灌混凝土面，必须采取切实措施。首先采用测绳系混凝土打捞器在桩顶位置捞取，如能顺利捞取混凝土石子，则表明砼面高度已达到设计桩顶位置；否则，采用4分(Φ12．7mm)水管连接混凝土打捞器，下入孔内桩顶砼面位置捞取石子。每根水管长度为3 m，便于人工拆卸．
 (7)本工程钻孔灌注桩桩径种类多，桩顶标高变化大。针对此特点，要做好技术交底工作，重点强调此特点，专职质检员加强检查。
 (8)必须具备预防事故发生及事故处理能力，做好事故处理预案，配备相应的器具，灌注堵管时采用振动锤进行震动疏通。
5 结语
    大直径钻孔扩底灌注桩施工前，具体分析工程的特点及施工难点，通过周密的部署，采取有效的技术措施，能确保工程施工的顺利完成。
参考文献：
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[4] 邓江和，董惠民．惠州市广播电视新闻中心大直径钻孔扩底灌 注桩施工技术[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2008，35(4)：56一气7
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